Principios Básicos Voladura de Túneles

Túneles para Minería y Obras Civiles Principios básicos voladura de túneles

Santiago  – 2014

Principios Básicos Voladura de Túneles Agenda 

Definiciones



 Nomenclatura



Conceptos Claves



Ciclo de Voladura de Túneles



Procedimientos Pre Voladura

Principios Básicos Voladura de Túneles Evolución en la Construcción

AVANCE MENSUAL (m) 400 350 300 250 200 150 100 50

1900

1920

1940

1960

1980

2000

Primer debate: ¿En el futuro necesitaremos explosivos para construir túneles?

Principios Básicos Voladura de Túneles Definiciones

RAINURA

Debe generar una cavidad tal que permita el desplazamiento sin complicaciones del material que se desplaza a lo largo de la Voladura. En conjunto con los tiros de alivio conforma el “cuele

AUXILIARES

Sirven de apoyo a los tiros de rainura y son los encargados de fragmentar gran parte de la roca a remover. También llamados de descarga o destroza.

CONTORNO

Corresponde a las perforaciones de Cajas Coronas que generan un plano de corte que permita una buena calidad en la excavación

CORONA

AUXILIARES C  A J  A S 

RAINURA

ZAPATERA

ZAPATERAS

Corresponde a las perforaciones ubicadas en el piso de la labor y limitan la excavación y mueven el material ya tronado con el fin de facilitar el carguío

C  A J  A S 

Principios Básicos Voladura de Túneles Nomenclatura

Principios Básicos Voladura de Túneles Conceptos Claves: Conocimiento de la Roca 

Con oc im iento d e la co nd ición del secto r y lo s parám etros estru ctu rales de la roca.

Ejemplo Diaclasas de tensión en la cresta del pliegue Diaclasas oblic uas

Diaclasas longitud inales en dirección al rum bo

RQD RMR Densidad Frec u enc ia Sísm ic a Módulo de elasticidad Resistenc ia a la rotura

Diaclasas transv ersales

Plano de estratificación

Principios Básicos Voladura de Túneles Conceptos Claves: Rainura

1 Tiro Alivio

2 Cerca de 25 a 50 ms/m

2

Principios Básicos Voladura de Túneles Ciclo de Voladura de Túneles

Diseño

Evaluación

Voladura

EXITO DEL DISPARO

Carguío Explosivo

Preparación

Perforación

Principios Básicos Voladura de Túneles Diseño de P&T PARAMETROS DE ENTRADA

SECUENCIA DE INICIACIÓN

LARGO Y DIAMETRO ESTRUCTURAS DE LA ROCA DE PERFORACIÓN

VARIABLES CONTROLABLES DIMENSIONES DEL TÚNEL

GEOLOGIA

VARIABLES INCONTROLABLES

TIPO DE EXPLOSIVOS Y PROPIEDADES

PRESENCIA DE AGUA PROPIEDADES DE LA ROCA

DISEÑO VOLADURA

Variables de Salida FRAGMENTACION VIBRACIONES DESPLAZAMIENTO DEL MATERIA CICLOS DE CARGUÍO

Principios Básicos Voladura de Túneles Herramientas computacionales

SHOTPLUS  – T Secuencias de iniciación y burden de alivio

SOFTWARES DE SIMULACION

JK-SIMBLAST 2D FACE

Análisis de energía y halo de daño

VOLADURA SEGURA Y EFICIENTE Implementación del diagrama en terreno

Esquema LC

2.95 m.

2.55 m. 0.375m. 3.6 m.

LG 0.9 m.

1.8 m. 0.9 m.

0.9 m. 5.1 m.

0.75 m.

Principios Básicos Voladura de Túneles Perforación: Buen Paralelismo

TIROS

TIROS DE ALIVIO

Principios Básicos Voladura de Túneles Perforación: Buen Paralelismo

Principios Básicos Voladura de Túneles Perforación: Buen Paralelismo

Tiros Alineados

Principios Básicos Voladura de Túneles Perforación: Buen Paralelismo Longitud de Perforación

Avance de 95% a 100%de eficiencia

Principios Básicos Voladura de Túneles Perforación: Buen Paralelismo

Buena Voladura

Principios Básicos Voladura de Túneles Perforación: Mal Paralelismo

TIROS

TIROS DE ALIVIO

Principios Básicos Voladura de Túneles Perforación: Mal Paralelismo

Principios Básicos Voladura de Túneles Perforación: Mal Paralelismo

Tiros no alineados e inclinados

Principios Básicos Voladura de Túneles Perforación: Mal Paralelismo Longitud de Perforación Menor avance del disparo por desviación de perforación

Principios Básicos Voladura de Túneles Perforación: Mal Paralelismo

Sobre excavación

Remanentes De Perforación

Principios Básicos Voladura de Túneles Perforación: Errores Comunes •

•

TIRO DE ALIVIO (DIÁMETRO MUY PEQUEÑO)

•

DESVIACIONES EN EL PARALELISMO

•

IRREGULAR LONGITUD DE LOS TIROS AVANCE

INTERSECCION ENTRE TIROS

AVANCE AVANCE

SOBRECARGA

SIN CARGA

•

ESPACIAMIENTOS IRREGULARES

•

SOBRECARGA (EXCESIVA DENSIDAD DE CARGA) SOBRECARGA

Principios Básicos Voladura de Túneles Carguío: Cebado

Detonador

Menor inicio en parte trasera

esquirlas

Mayor inicio en parte delantera hacia donde se encuentra carga principal

Principios Básicos Voladura de Túneles Carguío: Cebado

Principios Básicos Voladura de Túneles Carguío: Columna Explosiva

ANFO

Emulsión a Granel (0.85-1.20 gr/cc)

Emulsión encartuchada

Principios Básicos Voladura de Túneles Carguío: Según Ubicación en la Frente ¿QUE DEBO USAR EN MI TUNEL?

RAINURA  ANFO  ANFOS Livianos Dinamita Emulsión Encartuchada Emulsión a Granel Explosivos Perimetrales

Uso Adecuado de la Energía => Dañar menos

Pueden existir condiciones excepcionales de uso

AUXILIARES

CONTORNO

ZAPATERAS

Principios Básicos Voladura de Túneles Carguío: Taco

¿POR QUÉ RAZONES DEBO DE USAR UN TACO..?   El efecto de impacto en la pared del tiro se transfiere directamente a la masa de

roca circundante provocando su fracturamiento.

IMPACTO TRANSFERIDO PRESIÓN

DETONACIÓN IMPACTO TRANSFERIDO

SOPLO TACO DESPLAZÁNDOSE

t

∆

TIEMPO DE RETENCIÓN

Principios Básicos Voladura de Túneles Carguío: Secuencia de Iniciación

11

11 11

11 9 9

9

11

11 7

7

7 8

8 5

6

10

6

3 10

4

8

1 5

10

10

2

8 2

5

1

8

4 6

8 3

5

10

6

10

Principios Básicos Voladura de Túneles Carguío: Movimiento de Material 11

11 11

11 9 9

9

11

11 7

7

7 8

8 5

6

10

6

3 10

4

8

1 5

10

10

2

8 2

5

1

8

4 6

8 3

5

10

6

10

Principios Básicos Voladura de Túneles Carguío: Secuencia de iniciación MS y LP SERIE MS

SERIE LP

MILISEGUNDOS

PERIODO LARGO

1

25

1

200

2

50

2

400

3

75

3

600

4

100

4

1000

5

125

5

1400

6

150

6

1800

7

175

7

2400

8

200

8

3000

9

250

9

3800

10

300

10

4600

11

350

11

5500

12

400

12

6400

13

450

13

7400

14

500

14

8500

15

600

15

9600

“Un diseño mediocre bien implementado p u ed e se r m ej o r qu e u n a m ed i oc r e implementación de un buen diseño”  “No se puede mejorar o controlar un  proceso que no se puede medir” 

Ton Explosivo 120  – 400 IS unid. 10,000  – 45,000 Disparos x Turno 1-20 Tiempo de Carguío x disparo (hrs) 1 -2 Turnos de Hrs 24

1000  – 6000 Ton Explosivo 1000  – 7000 IS unid. 1- 4 Disparos x Turno 3 -7 (hrs) Tiempo de Carguío x disparo 12 Turnos de Hrs

Segundo debate: ¿En el futuro que será lo mas relevante en la construcción de túneles?