Geometria Del Disparo Exp

 

 AÑO DE LA INVERSION PARA EL EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA” 

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Y CIVIL - LIRCAY

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS TEMA

Geometría . del disparo 

CURSO

VOLADURA DE ROCAS : _______________________________

DOCENTE

Ing. Freddy Parejas Rodríguez  : _______________________________

INTEGRANTES

CICLO :

CHANCAS ORDOÑEZ Yoel Angel. : __________________________ CHANCHA QUISPE Maicol. CASTRO PARI Nilton.

V

Año: 2013 

Lircay – Huancavelica Geometria del disparo

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Dedicamos este trabajo a todos nuestros padres  porque ellos nos nos ayudan a escalar cada peldaño de nuestra profesion apoyandonos en muchos aspectos…….. 

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INDICE Resumen……………………………………………………………….4  Introduccion…………………………………………………….……..5 Geomentria del disparo………………………………………….....….6 Marco teorico……………………………………………………….....6. Esquema del diaclasado………………………………………...….….8.  Partes del frente………………………………………………………..9 Métodos del corte………………………………………………….…10 El trazo o la malla de perforación…………………………………………………10  Denominacion de los taladros………………………………………...11. Tipos de corte…………………………………….……………….…..11.  Cortes angulares………………………………….………………..…..12.  Cortes paralelos…………………………………………………..……12  Cortes combiandos……………………………………………….…12,14.  Trazos de arranques para tuneles………………………………….……15   Número de taladros……………………………………………………..16. Distancia estimada del alivio al primer taladro del arranque…………17.  Distancia entre taladros………………………………………………….17.  Diseño para Voladura controlada……………………………………17,22.  Malla de perforacion………………………………………………….…23.  Conclusion…………………………………………………………...… 24. Recomendaciones…………………………………………..……..…….24.  Bibliografía……………………………………………………….…….25. 

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RESUMEN La “Perforación y Voladura”  (P&V) en la excavación de túneles, viene siendo reemplazado por una variedad de tipos y tamaños de máquinas tuneleras (TBMs); por el avance tecnológico, exigencias de productividad y control ambiental. El presente estudio, pretende ser un marco de referencia para la selección del sistema más conveniente de excavación, bajo una longitud mínima que justifique su aplicación. Tanto la TBM MK 12 como la P&V se estudiaron en el túnel de aducción Nº 4 del Proyecto Hidroeléctrico de Yuncan. Se demuestra que para la excavación de túneles de gran longitud, las TBMs tienen mayores ventajas que la P&V, además de la mínima perturbación a la roca remanente, la rapidez de la excavación, mayor seguridad para el personal y maquinaria, inexistencia de gases de voladuras, menor área de excavación, entre otros.

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INTRODUCCIÓN Consiramos que la fragmentación artificial de rocas es lla a actividad que más ha contribuido al progreso y desarrollo de la humanidad, al permitir aprovechar las riquezas del subsuelo, facilitar la comunicación y desarrollo de los pueblos y países, generación de energía, entre otros. La fragmentación de rocas en el pasado se hizo principalmente mediante voladuras, cuyos efectos negativos negat ivos son ampliamente conocidos, conocidos , a esto se sumó las exigencias de productividad y la preservación ambiental, factores que impulsaron la invención y desarrollo de máquinas cada vez más eficientes, como los minadores continuos y dentro de ello las TBMs. Tanto la TBM MK 12 como la P&V se estudiaron en el túnel de aducción Nº 4, del Proyecto Hidroeléctrico de Yuncan, Yuncan, como se detalla en los capítulos II y III. En el capítulo IV se analiza los estudios de campo respecto a la TBM, para luego en el capítulo V hacer un análisis técnico  – económico, sobre este este sistema de excavación. En el capítulo VI, se presenta toda la información y análisis referente a la P&V, análogo al caso de la TBM.Finalmente en el capítulo VII se hace una discusión comparativa entre ambos sistemas considerando 40 ítems, demostrándose numéricamente que, para túneles de gran longitud, las TBMs tienen mayores ventajas que la P&V. El Perú como país emergente, requiere entre otras infraestructuras la construcción de grandes túneles carreteros, de aducción, trasvases, metros, etc. que propicien su desarrollo Estos retos exigen la aplicación de tecnologías de punta en la excavación de rocas, como las TBMs, que comparadas con la P&V P &V tienen una serie de ventajas. No obstante que el presente estudio no abarca todas las variedades de “TBMs” ni la gama de tamaños y aplicaciones, sus resultados servirán como referencia para la selección y aplicación de “TBMs” en el Perú.

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GEOMETRIA DEL DISPARO OBJETIVOS DEL ESTUDIO Demostrar técnica y económicamente, el sistema más conveniente de excavación de túneles. Establecer, los criterios de selección de las TBMs, respecto a la P&V. Establecer las longitudes económicas de excavación, con uno u otro sistema. Mostrar la aplicación de la “TBM MK 12”  en el Proyecto Hidroeléctrico de Yuncan.

MARCO TEORICO

EL MACIZO ROCOSO: Durante la etapa de Estudio y construcción de un proyecto de excavación, es de vital importancia importancia contar con la información necesaria necesaria sobre las características litológicas estructurales, de los esfuerzos e hidrología de un macizo rocoso (Alonso et al., 2007 y Hoek, 2006). Todo trabajo de ingeniería, ingeniería, requiere llevar las condiciones del macizo rocoso r ocoso a valores numéricos, a fin de calcular y dimensionar una obra y sus etapas. Las propiedades del macizo rocoso son: a) Tipo de roca que conforma el macizo, b) Estructura del macizo rocoso, y c) Estado de conservación conservación de la roca (Abril, E. G., G., 2007). La clasificación clasificación del macizo macizo rocoso se agrupa en dos: Clasificación de Ingeniería (Terzaghi, Lauffer, Deere y Wickham) y clasificación geomecánica (Bieniawski y Barton) (Hoek, 2006). La clasificación de Bieniawski (RMR), toma en cuenta 6 parámetros (Abril, 2007 y Hoek et al. 2006). La clasificación de Barton o índice de calidad de túneles (Q), también toma en cuenta 6 parámetros pará metros (Palmstrom et al., 2006), pero como este índice estuvo orientado a excavaciones con perforación y voladura, para la aplicación de TBMs ha sido necesario reformularla incluyendo otras prop propiedades iedades del macizo rocoso y el cortador. FRAGMENTACIÓN DE ROCAS: Prácticamente es todo lo que ocurre sobre la corteza terrestre. El hombre fragmenta la roca básicamente con dos propósitos: a) aprovechamiento del material fragmentado y/o b) Disponer de un espacio libre en el seno un macizo rocoso. Se podría clasificar en mecánicas, físicas, físicas, químicas y naturales. naturale s. FRAGMENTACIÓN MECÁNICA DE ROCAS: El principio de fragmentación mecánica de rocas consiste consiste básicamente en vencer su resistencia resistencia a la compresión ( c), ejerciendo empuje solo o acompañado de otros mecanismos como la rotación y/o percusión. Los índices de  perforabilidad (DRI), desgaste de la broca (BWI) (Person P. et al., 1994 y Tapia C., 2006) y índice de duración de los cortadores (CLI), están basados en resultados de pruebas de laboratorio (Bilgin et al., al., 2003 y Bruland A., A., 1998). La DRI está en función del tipo de roca y el equipo aplicado. El concepto de excavabilidad del macizo rocoso (RME), fue estudiado inicialmente  por Kirsten (1982), como una herramienta objetiva, para decidir el sistema de excavación a

aplicar,decidir P&V olaTBM. Bieniawski (2006), formularonsuelrendimiento. RME comoLilly el mejor  para aplicación de lasy otros TBMs y pronosticar (1986,modelo 1992), formuló el Índice de Volabilidad (BI), basado en 5 parámetros geomecánicos del macizo rocoso. Aduvire y Lopez Jimeno (1992), consideran que la propiedad geomecánica más determinante para estimar la volabilidad o ripabilidad, es la velocidad sísmica del macizo rocoso (luengo et al., 2004). 2004) . PERFORACIÓN: Se caracteriza por tener los siguientes elementos comunes: a) Una fuente energía. b) Un medio de transmisión de energía. c) Elementos Elementos de corte. d) Evacuación Evacuación de la roca fragmentada. Es el método artificial más importante en sus distintas presentaciones y aplicaciones, que permite perforar la roca con diversa diversass profundidades y diámetros. La perforación se clasifica en: a) percusión, b) roto percusión, c) rotativa y d) minado continuo. LOS MINADORES CONTINUOS: Los minadores continuos, se clasifican en: Minadores continuos de superficie (rotopalas, dragas, surface miner, etc.) y subsuelo (TBMs, mobile miner, roadheader, raise boring, shaft boring, borpak, y rozadoras). Las TBMs únicamente estuvieron orientadas a la excavación de túneles de uso civil, pero esto ha sido superado con la exitosa aplicación de la “TBM Robbins/Atlas Copco 156-275 ”  en la mina Lower Kalamazoo de Magna Copper en Arizona, USA (Chadvik J., 1995; Janson H., 1995 y Cherie M., 1988).

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MÁQUINAS TUNELERAS TIPO TBM: Diseñados para excavar túneles, galerías, rampas y cruceros (Wirth, 2000 y The Robbins Co., 1999). Los principales fabricantes actualmente, son: Robbins, wirth, Herrenknecht, Hitachi Ltd., Kawasaki Heavy Industries, Okomura, NFM Technologies y LOVAT Inc. Robbins clasifica clasifica a las TBMs, como: tipo Kelly, viga principal, doble escudo, simple escudo y “EPB TBM”  (The Robbins Co. 1995, 1999). Para TBMs precisa precisa hacer un análisis y evaluación de todos los factores que influyen en su operación y rendimiento, empezando por la geología a fin de elegir la máquina más apropiada (Giraldo, 2009).

PERFORACIÓN   CONDICIONES DE PERFORACIÓN   Para

conseguir

una

voladura

eficiente

la  perforación es muy

importante así como la selección del explosivo, este trabajo debe efectuarse con buen criterio y cuidado.     La calidad de los taladros que se perforan   están determinados por

cuatro condiciones: diámetro, longitud, rectitud y estabilidad.   CICLO BÁSICO DE EXCAVACIÓN

El ciclo básico de una excavación comprende la perforación y voladura.La secuencia es la siguiente: Perforación de taladros.  Cebado y carga de explosivo.  Amarre del del sistema de iniciación.  Disparo.  Evacuación de humos,ventilación,desatado, control de estabilidad para la evaluación del material volado.  Evacuacion del material volado.

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ESQUEMAS DEL DIACLASADO

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PARTES DEL FRENTE: Para efectos de voladura el frente de pequeñas a mediana envergadura se divide en tres áreas.

1. Corte o arranque. 2. Núcleo o destroza.  3. Corona o contorno.  Secuencia de rotura que sigue el disparo. CORTE

NUCLEO

CONTORNO

DESARROLLO DEL BANCO ANULAR.  ANULAR.  3

3 2

2

4

1

5

4 5

1

2

3

4

5

NOMENCLATURA DEL TUNEL

c

CONTORNO C

 b

TUNEL SIMPLE

 NUCLEO CORTE O ARRANQUE

c

 b

a

 b a

a 

TUNEL EN DOS ETAPAS

PISO DEL TUNEL ( CRESTA DEL BANCO )

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CORTES O ARRANQUES  

La función del arranque es formar la  primera

cavidad en el frente cerrado de una rampa, creando así una segunda cara libre para la salida de los demás taladros, transformandose en un “banco anular”. 

El arranque requiere en promedio 1.3 veces mas de carga por taladro para desplazar el material triturado.   

MÉTODOS DEL CORTE: Los tipos de trazo de perforación para formar una nueva cara libre o cavidad de corte son dos:

1. Cortes con taladros en ángulo o cortes cortes en diagonal. 2. Cortes con taladros en paralelo.  

A

A1

A

60

A1 EL TRAZO O LA MALLA DE PERFORACIÓN DISPARO SIMULTANEO Y ROTATIVO  Cuando se disparan los taladros juntos, se dice que el disparo es simultáneo pero si se disparan sucesivamente, de acuerdo acuerdo a un orden de encendido encendido previamente establecido el disparo sera rotativo. El objeto del disparo rotativo es la formación y ampliación de las cara carass libres, razón por la cual se usa este sistema en los trabajos de la mina, ya que los frentes solo presentan uno o dos caras libres.

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Cara libre, Es el lugar hacia el cual se desplaza d esplaza el material cuando es disparado, por acción del explosivo. La cara libre en un frente es una sola por ello la función del corte o arranque es abrir otra cara libre, o sea el hueco que forma el corte luego del disparo es otra cara libre. CONCEPTO : Por trazo se entiende a un conjunto de taladros que se perforan en un frente y que tienen una ubicación, dirección, inclinación y profundidad p rofundidad determinados. El trazo se hace con el objeto de: 1. reducir los gastos de perforación y cantidad de 2. obtener un buen avance 3. mantener el tamaño o sección de la labor uniforme. 4. Determinar el orden y salida de los taladros.

explosivos

DENOMINACIÓN DE LOS TALADROS Los taladros se distribuirán alrededor del arranque desde el área central de la voladura, siendo su denominación la siguiente.

CORTE O ARRANQUE Es la abertura que se forma primero en un frente, mediante algunos taladros que ocupan generalmente la parte central del trazo, que tienen una disposición especial y son los que hacen explosión primero, el objeto de hacerse en primer lugar el corte, es formar una cara libre, libre, a fin de que la acción del resto de los taladros taladros del trazo sea sobre mas de una cara libre, con lo que se conseguirá una gran economía en el numero de taladros perforados y en la cantidad cantidad de explosivos.

TIPOS DE CORTE O CUELE Hay varios tipos de corte, que reciben diferentes nombres, según su forma, pero todos los tipos de corte podemos agruparlos en tres: a. CORTES ANGULARES b. CORTES PARALELOS c. CORTES COMBINADOS

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A.CORTES ANGULARES, se llama así a los taladros que hacen un ángulo con el frente donde se perfora, con el objeto de que al momento momento de la explosión formen un cono de base (cara libre) amplia amplia y de profundidad moderada que depende del tipo de terreno; entre los cortes angulares tenemos: a.1. Corte en cuña o corte en V b.2. Corte pirámide

CORTE EN PIRAMIDE Esta formado por 3 o 4 taladros que se perforan y tienden a encontrarse en el fondo. La voladura formará una abertura parecida a un cono o pirámide.

B. CORTES PARALELOS Este corte consiste en perforar tres o mas taladros horizontales, que son paralelos entre si y paralelos al eje de la galería; cuanto mas duro es el terreno, estos taladros deberán estar mas cerca uno del otro. De los taladros que forman el corte o cuele, uno o mas se dejan sin cargar con el objeto de que dejen un espacio libre (cara libre)que facilite la salida de los otros taladros que están cargados. El cuele de este tipo mas usado es el corte quemado. b.1. CORTE QUEMADO  En estos arranques todos los taladros se perforan paralelos y con el mismo diámetro. Algunos se cargan con gran cantidad de explosivo mientras que otros se dejan vacíos. Se requiere requiere dejar suficientes taladros ssin in cargar con el fin de asegurar la expansión de la roca. Todos los taladros del arranque deberán ser 6 pulg.mas profundas que el resto de los taladros del trazo.

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VENTAJAS : Es ideal para terrenos duros. Permite un avance avance regular. Desventajas: Tiene el inconveniente de que es difícil perforar los taladros tan cerca cerca uno de otros y paralelos. Requiere más explosivos que un cuele en “V” . 

CORTE CILINDRICO  Este es un tipo de corte que actualmente se esta empleando en todas las unidades mineras subterráneas, que se trata de realizar taladros de alivio de mayor diámetro 3”, 3.5”,4” para tener una mejor cara libre, se obtiene mejores mejores eficiencias e en n cuanto al  avance.

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Distribución paralela de los taladros

VENTAJAS :  Es ideal para terrenos muy duros. Permite un buen avance. Desventajas: Requiere de mayor tiempo de perforación Si no se utiliza el juego de barras desgaste prematuro de partes de maquina perforadora.

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TRAZOS DE ARRANQUE PARA TÚNELES

DISEÑO DE MALLA DE PERFORACION NUMERO DE TALADROS En general una regla práctica para calcular el número de taladros en una determinada sección se halla mediante la fórmula: Donde: N° Tal.= 10√   ∗    A= ancho ancho del túnel (m) H = Altura del túnel (m)

DISEÑO DE MALLA DE PERFORACION   BURDENEs la distancia perpendicular hacia la cara libre.   ESPACIAMIENTO Es la distancia de taladro a taladro

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MALLA DE PERFORACION

MALLA DE PERFORACION PARA TAJEOS MODELO MATEMATICO LANGERFORD

,36

,36  

5

5

5 5

        6          6    ,  

5

5

5

5 3

5

1,00  

3

3

5 3

        0          9    ,  

3

1, 0 0

3

1

3

1

1

3 1

        0          9    ,  

1

1

        0          5    ,           2

        0          9    ,  

1

1

7,00

EL NUMERO DE TALADROS

Para Terreno suave, se puede usar 3 cortes en “V” horizontales, 3 alzas, 4 cuadradores y tres arrastres, con un total de 16 taladros, para una galería de 8’x7’, si la galería es de 7’x6’ se podrá usar solo dos cortes en “V” con lo que tendríamos 14 taladros.

Para terreno duro en una labor de 8’x7’ se puede hacer 3 cortes en “V” con 5 ayudas, que con los otros taladros puede hacer un total de 21 a 23 taladros, para un frente menor de 7’x6’ se pueden emplear 20 taladros, suprimiendo la ayuda anterior. Para terreno muy duro, se puede usar el corte quemado, formado por taladros paralelos. Para una galería galería de 8’x7’ tendríamos: un corte corte quemado de 6 taladros en 2 filas, de los cuales 3 se cargan y 3 no se cargan , o, si es

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demasiado duro 4 se cargan y 2 no se cargan; luego 4 primeras ayudas y después otras 6 ayudas, que con los demás taladros harán un total de 26.

DISTANCIA ESTIMADA DEL ALIVIO AL PRIMER TALADRO DE ARRANQUE

B B= 1.5 A 1.7

ø

Donde

ø es el diametro mayor

DISTANCIA ENTRE TALADROS

           

•

•

•

•

•

•

En corte paralelo: Arranques: 15 a 30 cm. Ayuda: 60 a 90 cm Cuadradores: 50 a 70 cm Perifericos(alzas y cuadradores en recorte) :30 cm Regla practica: distancia = 2pies x diametro de broca(pulg)

PARA VOLADURA CONTROLADA:

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VOLADURA LISA. (SMOOTH BLASTING). Se puede definir como el desarrollo d esarrollo de la superficie final de la excavación por la aplicación de esta en la vecindad de una penúltima cara libre. En la voladura lisa los taladros iniciados con retardos cortos entre los taladros adyacentes y el burden (B) de los taladros excede al espaciamiento entre estos.

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VOLADURA SUAVE. Esta técnica puede definirse como un medio de afinar y/o desquinchar hacia los limites finales de la excavación. También, se puede afirmar que esta técnica consiste en una fila simple de taladros los cuales contienen cargas explosivas desacopladas y/o espaciadas. Envuelve el fracturamiento de la roca hacia la cara libre, en la cual el espaciamiento entre los taladros es mayor que en el caso de los taladros del pre-corte.

VOLADURA AMORTIGUADA La voladura amortiguada es empleada durante la detonación del disparo principal de producción, donde en la ultima fila de taladros se ha reducido el Burden (B) el espaciamiento (S) y las cargas explosivas. Se puede definir como una técnica de la voladura controlada que utiliza la existencia de algunas discontinuidades a lo largo de la línea de excavación perimétrica. La discontinuidad puede ser deliberadamente inducida o natural. Como por ejemplo una falla, una estratificación, etc., etc.

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Diseño de de mall mallaa de perforación Para la rampa 523 (Minsur)

Fuente: Tesis, Diseño de mallas de perforación y voladura subterránea en frentes de la mina San rafael

LA MALLA DEL FONDO DEBE SER IGUAL AL DEL FRENTE

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CONCLUSION: 

La recopilacion de esta información nos serviran para poder reconocer cómo es la geometria del disparo que nos serviran en nuestra carrera profesional.   Reconocer con que tipo de rocas nos enfrentamos cuando nos deja una labor para poder explotar.  

RECOMENDACIONES.          

En los diseños de mallas de perforación se debe de tener en cuenta las áreas de influencia por cada cada taladro.  En el calculo del burden se debe de considerar las desviaciones del taladro para así ajustar  mas aun el burden y obtener una fragmentación ad adecuada ecuada   Utilizar los datos requerido correctamente para obtener buenos resultados y no asumir los, los, como por ejemplo la resistencia de la roca o mineral.  Para obtener un análisis de fragmentación mas realista se deberá de calcular el análisis de fragmentación, para los taladros del arranque, ayuda, subayuda, subayuda, contorno y tajeo.

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BIBLIOGRAFIA                            

Carlos Lopez Jimeno, MANUAL DE PERFORACIÓN Y VOLADURA DE ROCAS.   Exsa. MANUAL PRACTICO DE VOLADURA, Pag 177.  177.  Carlos Lopez Jimeno, MANUAL DE PERFORACIÓN Y VOLADURA DE ROCAS.   Exsa. MANUAL PRACTICO DE VOLADURA, Pág. 79.  Carlos López Jimeno, MANUAL DE PERFORACIÓN Y VOLADURA DE ROCAS.  ROCAS.   Exsa. MANUAL PRACTICO DE DE VOLADURA, Pág. 161.     D. F. Coates, FUNDAMENTOS MECANICA DE161.  ROCAS Universidad Nacional de Ingeniería, METODOLOGÍA DE COSTO DE OPERACIÓN EN MINERÍA  Carlos López Jimeno, MANUAL DE PERFORACIÓN Y VOLADURA DE ROCAS.   Universidad Nacional de Ingeniería, METODOLOGÍA DE COSTO DE OPERACIÓN EN MINERÍA.   MINERÍA. Universidad Nacional de Ingeniería, METODOLOGÍA DE COSTO DE OPERACIÓN EN MINERÍA.   MINERÍA. Rubén Calsin M. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN EDUCACIONAL  EDUCACIONAL   Carlos López Jimeno, MANUAL DE PERFORACIÓN Y VOLADURA DE ROCAS.   Exsa, MANUAL PRÁCTICO DE VOLADURA, Pág. 168.  Calvin J. Conya, DISEÑO DE VOLADURAS, Pág. 77.

“Si no hay confianza y honestidad entre nosotros, si las personas viven preocupadas con cubrirse las espaldas … la creatividad sera una de las primeras victimas” 

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