Tronadura mineria subterranea

DISEÑO DE VOLADURAS SUBTERRANEAS Docente: Hugo Muraña Salinas. Área: Minería y Metalurgia. Asignatura: Tronadura.

Introducción Las operaciones de voladuras subterráneas difieren de las de superficie ya que carecen de la cara adicional de alivio que es normal en muchas de las operaciones de superficie. En operaciones subterráneas, tenemos sólo una cara en la cuál debemos perforar perforar y ser capaces de crear alivio perpendicular a esa cara utilizando los primeros barrenos que detonan. Si no se crea el alivio apropiado cuando detonan los primeros barrenos, el resto de la voladura provocará muy poca fragmentación

Túneles Las voladuras en túneles son diferentes a las voladuras en bancos debido a que se hacen hacia una superficie libre mientras que las voladuras en banco se hacen hacia dos o máscaras libres. En las voladuras de bancos, hay gran cantidad de alivio natural dentro de la plantilla el cual resulta de las caras libres adicionales. En los túneles, sin embargo, la roca está más confinada y una segunda cara libre debe ser creada paralela al eje de los barrenos. La segunda cara libre se produce por un corte en la frente del túnel que puede ser ya sea un barreno perforado paralelamente, una rainura. Después de que se hace la rainura, los barrenos auxiliares empujan la roca hacia el alivio creado por la rainura.

Barrenos en Túneles Corona

Arranque

Cajas Rainura

Zapateras

 

Rainura

Sólo veremos rainuras de tiros paralelos debido a que los grandes equipos de perforación tienen una alto rendimiento en este tipo de pozos. La rainura se puede colocar en cualquier posición en la cara del túnel, pero su ubicación influye en el desplazamiento, el consumo del explosivo y en general en el número de pozos en la frente. Si se desea un buen movimiento y centrado de la pila o saca, la rainura debe ubicarse aproximadamente en el medio de la sección transversal y un poco hacia abajo, proporciona menor proyección y menor consumo de explosivos. Una posición alta de la rainura da una marina extendida y fácil de cargar, pero una mayor consumo de explosivos y normalmente más perforación debido a más tiros de arranque con salida hacia arriba. La ubicación normal es en la primera fila de pozos auxiliares sobre las zapateras.

Rainura

Rainura La Rainura más utilizada hoy en día es la rainura de tiros paralelos con barreno grande. El término «Rainura de tiros paralelos”  se origina de un tipo de voladura donde los barrenos son perforados paralelos uno al otro. Uno o más barrenos en la rainura se dejan vacíos para que actúen cómo la cara de alivio hacia la cual los otros barrenos pueden romper.

Los barrenos del perímetro del túnel deben tener un ángulo hacia afuera de manera que se evite que la sección del túnel cambie a medida que se avanza en la construcción. Este ángulo recibe el nombre de ángulo de ajuste. Los ángulos de ajuste se muestran en la Figura. El ángulo de ajuste comúnmente se definen cómo 0.1 m +L x TAN 2°. Los barden para todas las voladuras de túneles se calculan y miden al fondo de los barrenos. El ángulo de ajuste debe ser tomado en cuenta cuando se determinan los bordos reales al tondo de los barrenos.

Los barrenos de perímetro en las zonas de caja y corona también pueden detonarse cómo voladura de recorte para proveer un contorno que requiera poco refuerzo.

Diseño de los Barrenos de Rainura El principio primordial de todos los diseños de rainuras es el siguiente. Los barden de los barrenos cargados se seleccionan de tal manera que el volumen de roca quebrada por cualquier barreno no pueda ser mayor al que se pueda ocupar en el espacio vacío creado, ya sea por el barreno de mayor diámetro o por los barrenos subsecuentes que detonen.

Diseño de los Barrenos de Rainura BARRENO (S) VACIO (S) (DH)

Un diseño típico de una rainura de tiros paralelos es utilizando barrenos vacios. El diámetro del barreno vacío de alivio se designa cómo DH. Si se utiliza más de un barreno vacío, se debe calcular el diámetro equivalente de un sólo barreno vacío el cual contenga el volumen de todos los barrenos vacíos. Esto se puede hacer utilizando lo siguiente ecuación.

Diseño de los Barrenos de Rainura

Diseño de los Barrenos de Rainura CALCULO DE BURDEN 1 PARA EL CUADRO 1

El primer cuadro de barrenos se localiza a una distancia B1 del centro. B1 = 1.5 DH

Diseño de los Barrenos de Rainura La distancia o radio desde el centro exacto de la Rainura. R1 =B1

Diseño de los Barrenos de Rainura

Diseño de los Barrenos de Rainura

PROFUNDIDAD DEL BARRENO (H) La profundidad de los barrenos, los cuales romperán hasta un 95% o más de su profundidad total. puede ser determinado con la siguiente ecuación:

Ubicación y carguío del resto de los tiros Para calcular la ubicación y el carguío del resto de los tiros del diagrama se puede utilizar la tabla correspondiente previo el cálculo del burden “B”  y la concentración lineal de carga en el fondo “qf ”  para el explosivo y diámetro utilizado. Las fórmulas que se emplean son: •

Concentración Carga de Fondo: qf = 7.85 x 10-4 x dc2 x ρ

Donde: dc = Diámetro del cartucho del explosivo [mm] ρ = Densidad del explosivo [gr/cm3]

Ubicación y carguío del resto de los tiros •

Burden: B = 0,88 * (qf) 0,35

Donde:

0,88 = Constante qf = Concentración Carga de Fondo

Ubicación y carguío del resto de los tiros Una vez que se determina el burden (B), la longitud de los tiros (L) y la concentración lineal de carga (qf), se debe encontrar la geometría del diagrama de disparos y la carga de explosivo.

Es importante poner énfasis en que el diagrama de disparo debe ser revisado continuamente, conforme a las variaciones que experimentan las condiciones estructurales de la roca a excavar y los resultados que se vayan obteniendo.