Diseño de Mallas de Un Tunel

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica

PERFORACIÓN Y VOLADURA-DISEÑO DE MALLA Página 1

INGENIERIA GEOLOGICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERIA

Curso: PERFORACIÓN Y VOLADURA

Docente: ING. RICHARD EDUARDO ÁNGELES

BAZÁN

Alumnos:

CAJA ROJAS NEYSER CRISTIAN

COLORADO PINEDO CESAR ALFONSO

ROJAS URRUTIA CLUBER MAGAYANI

RUIZ SÁNCHEZ, HEINER

ZAMBRANO CHAILON, Ruth Janeth

CAJAMARCA NOVIEMBRE DEL 2015




RESUMEN

El presente trabajó enfocado al diseño de malla de perforación y voladura subterránea

aplicando el modelo matemático, es realizado para ejecutar diseños óptimos, es así que;

en el diseño de malla realizado teniendo como datos los diámetros de los taladros de

alivio y de los producción, el RMR y la longitud de de perforación de esa manera mostrar

que el Diseño de malla de perforación y voladura subterránea, puede ser diseñado por el

modelo matemático de áreas de influencia, producto de ello también se presenta un plano

mostrando el área de la sección de la labor (túnel).

INTRODUCCION

El origen de la investigación de diseño de mallas de perforación y voladura subterránea.

Surge en un análisis de área de influencia de un taladro, que se genera en la voladura.

Por lo cual eso fue el objeto para realizar el diseño de malla de perforación y voladura,

utilizando la nueva teoría para calcular el burden.

Ahora en este trabajo es aplicar los modelo matemático empleado, para conocer el

diseño que se ejecuta en el terreno sea igual o distinto con todos los métodos

matemáticos Los antecedente de la investigación para diseño de mallas de perforación

y voladura, se toman como base las investigaciones de la nueva teoría para calcular el

burden y espaciamiento de perforación y voladura subterránea, dicho esto; es ahi que

radica la importancia de nosotros como estudiantes de geología pero estrechamente

ligados a esta rama de la ingeniería de minas para calcular y hacer el diseño de mallas

de perforación que es muy determinante en todo proyecto de factibilidad..




INDICE

RESUMEN ............................................................................................................................................ 2

INTRODUCCION................................................................................................................................. 2

OBJETIVOS ......................................................................................................................................... 4

OBJETIVO GENERAL. ........................................................................................................................ 4

OBJETIVO ESPECIFICO. .................................................................................................................... 4

CAPITULO I: DISEÑO DE MALLAS ...................................................................................................... 5

1.1. PARÁMETROS DIMENSIONALES ........................................................................................ 5

1.2. LONGITUD O PROFUNDIDAD DE TALADRO (L) ............................................................. 6

1.3. LA SOBREPERFORACIÓN (SP) ............................................................................................ 7

1.4. LONGITUD DE TACO (T) ..................................................................................................... 8

1.5. ALTURA DE BANCO (H) ..................................................................................................... 8

1.6. BURDEN (B) ......................................................................................................................... 9

FÓRMULA DE ANDERSEN ............................................................................................................ 10

CAPITULO II: DISEÑO DE MALLA DE PERFORACION ..................................................................... 11

2.1. MODELO MATEMÁTICO DE PEARSE (EJEMPLO: MINA ANTAPITE) ................................ 11

2.2. DISEÑOS VARIOS EN SUBTERRÁNEO. EJEMPLO: MINA ANTAPITE ................................ 12

DISPARO SIMULTÁNEO Y ROTATIVO ......................................................................................... 14

CARA LIBRE ................................................................................................................................. 14

CONCEPTO DE TRAZO ................................................................................................................. 14

CORTE O CUELE ....................................................................................................................... 15

EL NUMERO DE TALADROS ......................................................................................................... 18

CONCLUSIONES............................................................................................................................... 29

RECOMENDACIONES. ...................................................................................................................... 29




OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL.

Presentar el diseño de malla de perforación y voladura de un túnel, diseñado

aplicando un modelo matemático de áreas de influencia.

OBJETIVO ESPECIFICO.

Calcular el burden y espaciamiento utilizando fórmulas matemáticas.

Calcular la carga explosiva lineal y el retacado en cada taladro.

Representar la malla de perforación en un plano a escala.




CAPITULO I: DISEÑO DE MALLAS

1.1. PARÁMETROS DIMENSIONALES

Diámetro de taladro (Ø): La selección del diámetro de taladro es crítica

considerando que afecta a las especificaciones de los equipos de perforación,

carga y acarreo, también al burden, espaciamiento distribución de la carga

explosiva, granulometría de la fragmentación, tiempo a emplear en la

perforación y en general a la eficiencia y economía de toda la operación. Para

determinar el diámetro óptimo en la práctica, se consideran tres aspectos:

► La disponibilidad y aplicabilidad del equipo de perforación en el

trabajo proyectado.

► La altura de banco proyectada y la amplitud o envergadura de las

voladuras a realizar.

► La distancia límite de avance proyectado para el banco. Con diámetro

pequeño los costos de perforación y de preparación del disparo

normalmente son altos y se emplea mucho tiempo y personal, pero se

obtiene mejor distribución y consumo específico del explosivo,

permitiendo también efectuar voladuras selectivas.

Por otro lado, si la roca a volar presenta sistemas de fracturas muy espaciadas o

que conforman bloques naturales, la fragmentación a obtener puede ser

demasiado gruesa o irregular. En bancos de canteras y en obras civiles de

superficie los diámetros habituales varían entre 50 y 125mm (2” a 5”) mientras

que en la minería por tajos abiertos varían entre 150 a 310mm (6” a 12”) y llegan

hasta 451mm (15”). El máximo diámetro a adoptar depende de la profundidad

del taladro y, recíprocamente, la mínima profundidad a la que puede ser

perforado un taladro depende del diámetro, lo que usualmente se expresa con la

igualdad:




Donde:

► L: la mínima longitud del taladro, en pies.

► Ø: es el diámetro del taladro, en pulgadas.

Ejemplo:

► Si Ø = 3, tendremos que L = 2 x 3 = 6 pies. Usualmente el diámetro se

expresa por el símbolo Ø. En forma práctica se puede determinar

considerando que el diámetro adecuado expresado en pulgadas será igual

a la altura de banco en metros, dividida entre cuatro:

1.2. LONGITUD O PROFUNDIDAD DE TALADRO (L)

La longitud de taladro tiene marcada influencia en el diseño total de la

voladura y es factor determinante en el diámetro, burden y espaciado. Es la

suma de altura de banco más la sobreperforación necesaria por debajo del

nivel o razante del piso para garantizar su buena rotura y evitar que queden

lomos o resaltos (toes), que afectan al trabajo del equipo de limpieza y deben

ser eliminados por rotura secundaria. Esta sobreperforación debe ser por lo

menos de 0,3 veces el valor del burden, por tanto:

Donde:

► L: longitud de taladro

► B: burden.

Esta relación es procedente para taladros verticales que son los más aplicados en




las voladuras de tajo abierto con taladros de gran diámetro, pero en muchas

canteras de pequeña envergadura se perforan taladros inclinados, en los cuales la

longitud de taladro aumenta con la inclinación pero, por lo contrario, la

sobreperforación (SP) disminuye, estimándose por la siguiente relación:

Donde:

► L: longitud del taladro.

► H: altura de banco.

► α: ángulo con respecto a la vertical, en grados.

► SP: sobreperforación.

La perforación inclinada, paralela a la cara libre del banco, al mantener uniforme el

burden a todo lo largo del taladro proporciona mayor fragmentación, esponjamiento

y desplazamiento de la pila de escombros, menor caracterización en la boca o collar

del taladro, menor consumo específico de explosivos y dejan taludes de cara libre

más estables. Por lo contrario, aumenta la longitud de perforación, ocasiona mayor

desgaste de brocas, varillaje y estabilizadores, dificulta la carga de explosivos y

tiende a desviación de los taladros, especialmente con los mayores a 20 m.

1.3. LA SOBREPERFORACIÓN (SP)

Tal como se indicó anteriormente es importante en los taladros verticales para

mantener la razante del piso. Si resulta corta normalmente reproducirán lomos,

pero si es excesiva se produciría sobre excavación con incremento de vibraciones

y de los costos de perforación.

En la práctica, teniendo en cuenta la resistencia de la roca y el diámetro de taladro,

se estima los siguientes rangos:

► Blanda a media De 10 a 11 Ø.

► Dura a muy dura 12 Ø.




1.4. LONGITUD DE TACO (T)

Normalmente el taladro no se llena en su parte superior o collar, la que se rellena

con material inerte que tiene la función de retener a los gases generados durante

la detonación, sólo durante fracciones de segundo, suficientes para evitar que

estos gases fuguen como un soplo por la boca del taladro y más bien trabajen en

la fragmentación y desplazamiento de la roca en toda la longitud de la columna

de carga explosiva.

Si no hay taco los gases se escaparán a la atmósfera arrastrando un alto porcentaje

de energía, que debería actuar contra la roca. Si el taco es insuficiente, además de la

fuga parcial de gases se producirá proyección de fragmentos, caracterización y fuerte

ruido por onda aérea.

Si el taco es excesivo, la energía se concentrará en fragmentos al fondo del taladro,

dejando gran cantidad de bloques o bolones en la parte superior, especialmente si el

fisuramiento natural de la roca es muy espaciado, resultando una fragmentación

irregular y poco esponjada y adicionalmente se generará fuerte vibración.

Normalmente como relleno se emplean los detritos de la perforación que rodean al

taladro, arcillas o piedra chancada fina y angulosa.

1.5. ALTURA DE BANCO (H)

Distancia vertical desde la superficie horizontal superior (cresta) a la inferior

(piso). La altura es función del equipo de excavación y carga, del diámetro de

perforación, de la resistencia de la roca de la estructura geológica y estabilidad

del talud, de la mineralización y de aspectos de seguridad. En un equipo de carga

y acarreo son determinantes la capacidad volumétrica (m3) y la altura máxima de

elevación del cucharón, además de su forma de trabajo (por levante en cargadores




frontales y palas rotatorias o por desgarre hacia abajo en retroexcavadoras).

1.6. BURDEN (B)

También denominada piedra, bordo o línea de menor resistencia a la cara libre. Es

la distancia desde el pie o eje del taladro a la cara libre perpendicular más cercana.

También la distancia entre filas de taladros en una voladura. Se considera el

parámetro más determinante de la voladura. Depende básicamente del diámetro

de perforación, de las propiedades de la roca, altura de banco y las

especificaciones del explosivo a emplear. Se determina en razón del grado de

fragmentación y al desplazamiento del material volado que se quiere conseguir.

Si el burden es excesivo, la explosión del taladro encontrará mucha resistencia

para romper adecuadamente al cuerpo de la roca, los gases generados tenderán a

soplarse y a craterizar la boca del taladro. Por el contrario, si es reducido, habrá

exceso de energía, la misma que se traducirá en fuerte proyección de fragmentos

de roca y vibraciones. En la práctica, el burden se considera igual al diámetro del

taladro en pulgadas, pero expresado en metros. Así, para un diámetro de 3” el

burden aproximado será de 3 m, conociéndose como burden práctico a la relación

empírica:

Ø (en pulgadas) = B (en m)

► También se aplican las siguientes relaciones prácticas según Languefors:

B = (0,046 x Ø) (en mm)

Tomando en cuenta la resistencia a compresión de las rocas en taladros de

mediano diámetro, el burden variará entre 35 y 40 veces el diámetro para roca

blanda y entre 33 a 35 veces el diámetro para roca dura a muy dura. Tomando en

cuenta el tipo de explosivo en taladros de mediano a gran diámetro, la relación

será:

► Con dinamita:

En roca blanda: B = (40 x Ø)

En roca muy dura: B = (38 x Ø)

► Con emulsiones:






► Con Examon o ANFO:



► Así por ejemplo, para roca dura a volar con ANFO en taladros de 3” de

diámetro tenemos:

B = 40 x 3 = 120 x 2,54 = 3,05 (igual a 3 m)

► Usualmente se considera:

B = (40 x Ø)

► Otra definición dice que el burden, en metros, normalmente es igual al diámetro de la

carga explosiva en milímetros multiplicado por un rango de 20 a 40, según la roca.

Así por ejemplo: el burden para una carga de 165 mm de diámetro será:

165 x 20 = 3,3 m y 165 x 40 = 6,6 m

FÓRMULA DE ANDERSEN

Considera que el burden es una función del diámetro y longitud del taladro, describiéndola

así:

Donde:

► B: burden.

► Ø: diámetro del taladro, en pulgadas.

► L: longitud del taladro, en pies.

La relación longitud de taladro-burden o altura de banco, influye sobre el grado de

fragmentación.




CAPITULO II: DISEÑO DE MALLA DE PERFORACION

En el diseño de la malla de perforación, según los investigadores, la variable más

importante y crítica es determinar el burden.

Existen varios modelos matemáticos para su cálculo, estos modelos han sido

desarrollados para taladros de gran diámetro, pero se pueden aplicar con cierta

aproximación a los taladros perforados en minería subterránea.

2.1. MODELO MATEMÁTICO DE PEARSE (EJEMPLO: MINA ANTAPITE)

Esta teoría utiliza parámetros de roca y del explosivo en el cálculo del burden.

Donde:

B = Burden (pies)

K = Factor de volabilidad de la Roca

(1.96 – 0.27 * Ln (ERQD))

ERQD= RQD * JSF

JSF = Factor de corrección de la calidad de la roca: 0.90

RQD = 15%

P = Presión de Detonación de la carga explosiva (psi): 94 540 PSI

Std = Resistencia a la tensión dinámica de la roca: 526 PSI

D = Diámetro del taladro (pulg): 1.54 pulg

► Donde:

E = Espaciamiento

B = Burden

L = Longitud del taladro (m) 1.60 m




Burden = 0.45 m

Espaciamiento = 0.85 m

► En el diseño de una voladura de banco se puede aplicar diferentes trazos para la

perforación, denominándose malla cuadrada, rectangular y triangular o alterna,

basándose en la dimensión del burden.

2.2. DISEÑOS VARIOS EN SUBTERRÁNEO. EJEMPLO: MINA ANTAPITE

Principios de diseño de un esquema de perforación alrededor de una abertura central

cuadrada.




2.3. PLANTILLA DE PERFORACIÓN. GALERÍA 520 – NV. 500. RAMPA




2.4. PARTES DE UNA MALLA DE PERFORACION

DISPARO SIMULTÁNEO Y ROTATIVO

Cuando se disparan los taladros juntos, se dice que el disparo es simultáneo pero

si se disparan sucesivamente, de acuerdo a un orden de encendido

previamente establecido el disparo será rotativo.

El objeto del disparo rotativo es la formación y ampliación de las

Caras libres, razón por la cual se usa este sistema en los trabajos de la mina, ya

que los frentes sólo presentan uno o dos caras libres.

CARA LIBRE

Es el lugar hacia el cual se desplaza 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 cuele es abrir otra cara libre, o sea el hueco que forma el corte luego del disparo

es otra cara libre.

CONCEPTO DE TRAZO

Por trazo se entiende a un conjunto de taladros que se perforan en un frente

y que tienen una ubicación, dirección, inclinación y profundidad determinadas.

El trazo se hace con el objeto de:

Reducir los gastos de perforación y cantidad de explosivos

Obtener un buen avance

Mantener el tamaño o sección de la labor u n i f o r m e .

Determinar el orden y salida de los taladros




PARTES DE UNA MALLA DE PERFORACION

CORTE O CUELE

AYUDAS

CUADRADORES

ALZAS

ARRASTRES

CORTE O CUELE

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, a fin de que la acción d e l resto de los taladros del trazo

sea sobre más de una cara libre, con lo que se conseguirá una gran economía en el

número de taladros perforados y en la 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:

CORTES ANGULARES

CORTES PARALELOS

CORTES COMBINADOS

CORTES ANGULARES, se llama así a los taladros que hacen un ángulo con

el frente d o n d e se perfora, con el objeto de que al momento de la explosión

f o r m e n un cono de base (cara libre) amplia y de profundidad moderada que

depende del tipo de terreno; entre los cortes angulares tenemos:

Corte en cuña o corte en V




Corte pirámide

Corte en Cuña o Corte en

V.

Está formado por 2 ó más taladros que forman una “V”, debe ser perforada en forma

simétrica a ambos lados del eje del túnel, separados por una distancia considerable,

tendiendo a encontrarse en la parte central.

El ángulo que forman los taladros con el frente varía de 60 a 70°.

Es preciso que la profundidad del cuele sea por lo menos 1/12 mas largo que

la perforación del resto de taladros.

Ventajas:

Menor consumo de explosivos.

Perforación relativamente fácil.

Trabaja bien en terrenos suaves y semiduros.

Aplicable a secciones de hasta 6’x7’.

Desventajas:

• El avance máximo que se puede alcanzar es el ancho de la galería.

• Cuanto más largo sea el avance se cae en desviaciones en la perforación.

En terrenos duros se requiere más perforaciones en “V”

60-70°

CORTE EN PIRAMIDE




Está formado por 3 ó 4 taladros que se perforan y tienden a encontrarse en el

fondo. La voladura formará una abertura parecida a un cono o pirámide

Desventa

ja:

Dificultad en la perforación pues es difícil encontrar el ángulo agudo al

fondo de la perforación.

CORTES PARALELOS

Este corte consiste en perforar tres o más taladros horizontales, que son paralelos

entre si y paralelos al eje de la galería; cuanto más duro es el terreno, estos

taladros deberán estar más cerca uno del otro.

De los taladros que forman el corte o cuele, uno o más 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 más usado es el corte

quemado.

CORTE QUEMADO

En estos cueles todos los barrenos se perforan

paralelos y con el mismo diámetro. Algunos se

cargan con gran cantidad de explosivo mientras

que otros se dejan vacíos. Se requiere dejar

suficientes taladros sin cargar con el fin de

asegurar la expansión de la roca. Todos los

taladros del cuele deberán ser 6 pulg. Más

profundas que el resto de los taladros del trazo.

CORTE QUEMADO

Ventajas:




• Es ideal para terrenos muy duros.

• Permite un buen avance.

Desventajas:

• Tiene el inconveniente de que es difícil perforar los taladros tan cerca

uno de otros y paralelos.

• Requiere más explosivos que un cuele en “V”.

OTROS CORTES DE

PERFORACIÓN

CUELE CILINDRICO EN

ESPIRAL

CUELE COROMANT

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 podrán usar sólo 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 usará el corte quemado, formado por taladros

paralelos. Para una galería de 8’x7’ tendríamos: un corte quemado de 6 taladros

en 2 filas, de los cuales 3 se cargan y 3 no se cargan, o, si es 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, 2 Taladros de Alivio.

PROCEDIMIENTO

1. HALLANDO BURDEN Y ESPACIAMIENTO

∅𝒆𝒒𝒖𝒊 = ∅𝑻.𝒂𝒍𝒊𝒗 × √#𝑻 𝒂𝒍𝒊𝒗𝒊𝒐

Reemplazando:

∅𝑒𝑞𝑢𝑖 = 85𝑚𝑚 × √2

∅𝑒𝑞𝑢𝑖 = 120.21𝑚𝑚

1.1. Encontrando BURDEN y ESPACIAMEINTO 1:

a. BURDEN:

𝐵1 = 1.6 × ∅𝑒𝑞𝑢𝑖

𝐵1 = 1.6 × 120.21𝑚𝑚

𝐵1 = 192.33𝑚𝑚

b. ESPACIAMIENTO

𝐸1 = 𝐵1 × √2

𝐸1 = 192.33𝑚𝑚 × √2

𝐸1 = 272𝑚𝑚





a. BURDEN:

𝐵2 = 𝐵1 × √2

𝐵2 = 192.33𝑚𝑚 × √2

𝐵2 = 272𝑚𝑚

b. ESPACIAMEINTO

𝐸2 = 𝐵2 × √2

𝐸2 = 272𝑚𝑚 × √2

𝐸2 = 384.67𝑚𝑚


a. BURDEN

𝐵3 = 𝐵2 × √2

𝐵3 = 272𝑚𝑚 × √2

𝐵2 = 384.67𝑚𝑚

a. ESPACIAMIENTO

𝐸3 = 𝐵2 × 1.5 × √2

𝐸2 = 384.67𝑚𝑚× 1.5 × √2

𝐸3 = 576.100𝑚𝑚


a. BURDEN

𝐵4 = 𝐵3 × √2

𝐵4 = 384.67𝑚𝑚 × √2




𝐵4 = 544.100𝑚𝑚

a. ESPACIAMIENTO

𝐸4 = 𝐵4 × √2

𝐸4 = 544.100𝑚𝑚 × √2

𝐸4 = 769.34𝑚𝑚

2. HALLANDO LA CARGA EXPOSIVA LINEAL

𝑞𝑛 = 55 × ∅𝑒𝑞𝑢𝑖 (𝐵𝑛∅𝑒𝑞𝑢𝑖

)

1.5

(𝐵𝑛 −∅𝑒𝑞𝑢𝑖

2)(

𝑐

0.4) (

1

𝑅𝑊𝑆)𝑘𝑔/𝑚3

RMR c

100-75 0.55

75-40 0.6

40-0 0.7

ENTONCES Q1:

𝑞1 = 55 × ∅𝑒𝑞𝑢𝑖 (𝐵1∅𝑒𝑞𝑢𝑖

)

1.5

(𝐵1 −∅𝑒𝑞𝑢𝑖

2) (

𝑐

0.4) (

1


𝑞1 = 55 × 0.045𝑚(0.19𝑚

0.12𝑚)1.5

(0.19𝑚 −0.12𝑚

2) (0.6

0.4) (

1

1.37) 𝑘𝑔/𝑚3

𝑞1 = 55 × 0.045𝑚 × (1.99)(0.13𝑚)(1.5) (1

1.37) 𝑘𝑔/𝑚3

𝑞1 = 0.69𝑘𝑔/𝑚

ENTONCES Q2:


)

1.5


2)(

𝑐

0.4) (

1





𝑞2 = 55 × 0.045𝑚(0.272𝑚

0.12𝑚)1.5

(0.272𝑚 −0.12𝑚

2)(0.6

0.4) (

1

1.37)𝑘𝑔/𝑚3

𝑞2 = 55 × 0.045𝑚 × (3.41)(0.212𝑚)(1.5) (1

1.37) 𝑘𝑔/𝑚3

𝑞2 = 1.96 𝑘𝑔/𝑚

ENTONCES Q3:


)

1.5


2)(

𝑐

0.4) (

1


𝑞3 = 55 × 0.045𝑚(0.38𝑚

0.12𝑚)1.5

(0.38𝑚 −0.12𝑚

2) (0.6

0.4) (

1

1.37) 𝑘𝑔/𝑚3

𝑞3 = 55 × 0.045𝑚 × (5.64)(0.32𝑚)(1.5) (1

1.37) 𝑘𝑔/𝑚3

𝑞3 = 4.90 𝑘𝑔/𝑚

ENTONCES Q4:


)

1.5

(𝐵4 −∅𝑒𝑞𝑢𝑖2)(

𝑐

0.4) (

1


𝑞4 = 55 × 0.045𝑚(0.54𝑚

0.12𝑚)1.5

(0.54𝑚 −0.12𝑚

2) (0.6

0.4) (

1

1.37) 𝑘𝑔/𝑚3

𝑞2 = 55 × 0.045𝑚 × (9.54)(0.48𝑚)(1.5) (1

1.37) 𝑘𝑔/𝑚3

𝑞2 = 12.44 𝑘𝑔/𝑚

3. HALLANDO LONGITUD DE RETACADO:

PARA T1:

𝑇1 = 10 × ∅𝑝𝑟𝑜𝑑

𝑇1 = 10 × 0.045𝑚

𝑇1 = 0.45𝑚

𝐿𝑇 = 𝐿𝐼𝑇 − 𝑇1

𝐿𝑇 = 4.266𝑚 − 0.45𝑚

𝐿𝑇 = 3.816𝑚




PARA T2:

𝑇2 = 20 × ∅𝑝𝑟𝑜𝑑

𝑇2 = 20 × 0.045𝑚

𝑇2 = 0.9𝑚


𝐿𝑇 = 4.266𝑚 − 0.9𝑚

𝐿𝑇 = 3.366𝑚

PARA T3:

𝑇3 = 30 × ∅𝑝𝑟𝑜𝑑

𝑇3 = 30 × 0.045𝑚

𝑇3 = 1.35𝑚


𝐿𝑇 = 4.266𝑚 − 1.35𝑚

𝐿𝑇 = 2.916𝑚

PARA T4:

𝑇4 = 40 × ∅𝑝𝑟𝑜𝑑

𝑇4 = 40 × 0.045𝑚

𝑇4 = 1.8𝑚


𝐿𝑇 = 4.266𝑚 − 1.8𝑚

𝐿𝑇 = 2.466𝑚




ANCHO DEL TUNEL A 2.1 m

ALTURA DEL TUNEL H 3.5 m

DIAMETRO DEL TALADRO DE ALIVIO ØTA 85 mm

DIAMETRO DE TALADRO DE PRODUCCION ØTP 45 mm

LONGITUD DE PERFORACION LP 14 ft

RMR

DESVIACION ANGULAR a 13 mm/m

ANGULO DE DESVIACION DE LOS TALADROS DE CONTORNO γ 2 º

ERROR DE EMBOQUILLE e' 22 mm

LONGITUD O PROFUNDIDAD DE LOS TALADROS L 2.16 m

DTA2 DE LOS TALADROS DE ALIVO EQUIVALENTE Ø2 0.06363961 m

N° DE PERFORACIONES 27.11

TALADRO EQUIVALENTE (ØEquiv.) 120.208153

DATOS DEL TUNEL

50

BURDEN (B1) 192.333044 mm

ESPACIAMIENTO (E1) 272.00 mm

BURDEN (B2) 272.00 mm

ESPACIAMIENTO (E2) 385 mm

BURDEN (B3) 385 mm


BURDEN (B4) 544 mm


TALADROS DE

ARRANQUE

TALADROS DE

AYUDA

TALADROS DE

PRODUCCIÓN

CÁLCULO DEL BURDEN Y ESPACIAMIENTO UNIDADES

TALADROS DE

PRODUCCIÓN

𝐵1 = 1.6 ∅ 𝑞𝑢𝑖

𝐸1 = 𝐵1 2

𝐵2 = 𝐵1 2

𝐸2 = 𝐵2 2

𝐵3 = 𝐵2 2

𝐸3 = 𝐵2 1.5 2

𝐵4 = 𝐵3 2𝐸4 = 𝐵4 2

Donde:

a : Desviación angular

L : Profundidad de los taladros

e' : Error de emboquille

Ep = 0.05008703

ERROR DE PERFORACIÓN

𝐸 = ( 𝐿 )

Donde:

f : Factor de fijación, generalmente se toma 1,45 1.45

c´=c + 0,07/B para burden < 1,4 m

B 1.244 m

TALADROS DE ARRASTRE

c´= c + 0,05 para burden ≥ 1,4m0.1296 + 0.6 0.7296

c´

: Constante de roca corregida

: Relación entre el espaciamiento y el burden (Se suele

tomar igual a 1)1S/B

𝐵 = 0 9𝑞1 𝑅𝑊𝑆

𝑐 (𝑆𝐵)




AT

L

NT 3.79 4

Número de taladros

Donde

: Ancho de la labor (m)

: Profundidad de los taladros

𝑇 = 𝐸𝑅 𝐸 𝑇𝐸𝑅 𝐸 𝑇 2𝐿

𝐵 2

Ξ

AT

NE

SA 0.70 m

Donde

: Ancho de la labor (m)

Espaciamiento de los Taladros

: Número de espacios

𝑆 = 𝑇

𝐸

S´A 0.64 m

El Espaciamiento Práctico para los taladros del Rincón será:

𝑆 = 𝑆 −𝐿

Ba 0.89 m

El Burden Práctico se obtiene a partir de:

𝐵 =𝑆

𝐵− 𝐿 − 𝐸𝑝

TALADROS DE ALZA

K

Sc 0.72 m

Cálculo del espaciamiento entre taladros

Donde:

: Constante , 15 o 16

𝑆 = ∅𝑇𝑝θ

r

L.A. 2.14 m

Cálculo de la longitud del arco

Donde

: Ángulo del arco, en radianes

: radio

𝐿 𝑔 𝑐 =




NT 2.97 3

Número de taladros

𝑇 = 𝐸𝑅 𝐸 𝑇𝐸𝑅 𝐸 𝐿 𝑔 𝑐

𝐸 𝑐 𝑚

Ξ

Sc

S/B

B 0.79 m

Burden en la Corona

Donde:

: Espaciado entre taladros

: Relacion = 0,8

𝐵 =𝑆 𝑆𝐵

− 𝐿 −𝐸𝑝

TALADROS CORREDORES

f 1.45

B 0.32 m

Cálculo del burden de los hastiales

Donde:

: Factor de fijación, generalmente se toma

: Relación entre el espaciamiento y el burden (Se

suele tomar igual a 1)1.25S/B

: Potencia relativa en peso del explosivo ( referido al

ANFO)1.37

: Constante de roca corregida

c´ c´= c + 0,05 para burden ≥ 1,4m

c´=c + 0,07/B para burden < 1,4 m3.6401 + 0.6 4.2401

𝐵 = 0 9𝑞1 𝑅𝑊𝑆

𝑐 (𝑆𝐵)

𝑅𝑊𝑆

EH 0.40 m

Espacio que queda hacia los hastiales

𝐸 = 𝑇(𝐸4) − 𝐸 𝑐




RMR-TALADROS

CARGA DEL EXPLOSIVO

EH

S/B 1.25

NT 3.01

Número de taladros (paralelo a los de arrastre)

: Relación entre el espaciamiento y el burden

: Espacio libre hacia los hastiales

Donde:

𝑇 = 𝐸𝑅 𝐸 𝑇𝐸𝑅 𝐸 𝐸

𝐵 𝑆𝐵

2

RMR # TA ØTA mm ØTP mm LT (Pies)

100 - 75 3 20 - 14

75 - 40 2 14 - 12

40 - 0 1 12 - 8100 - 75 3 8 - 675 - 40 2 8 - 6

40 - 0 1 6 - 4

RMR

100 - 75 1.5

75 - 40 1.6

40 - 0 1.7

BURDEN (B1) = ( 1.5 ó 1.6 ó 1.7 ) * ØEquiv.

TALADRO DE ALIVIO TALADRO DE PRODUCCIÓN

EXCAVACIÓN MECANICA

EXCAVACIÓN MANUAL

125 - 80

75 - 50

45 - 41

38 - 34

CARGA DEL EXPLOSIVO POR METRO CUBICO

𝑞𝑛 = 55 𝑇 (

𝑒𝑞𝑢𝑖 )1.5(𝐵𝑛 -

𝑒𝑞𝑢𝑖

2)(

.4)(

1

)Kg/𝑚3

0.702

Donde:

0.045

0.12

B 0.19

c 0.6

CARGA LINEAL EN LOS TALADRSO DE AYUDA

: Concentracion lineal de carga (kg/m)

: Diámetro del taladro de producción (m)

: Diámetro equivalente (m)

1.37

: Burden (m)

: Constante de la roca

: Potencia relativa en peso del explosivo referido al ANFO

𝒒

∅𝑻

∅ 𝒒𝒖𝒊




1.960

Donde:

0.045

0.12

B 0.272

c 0.6


CARGA LINEAL EN LOS TALADRSO DE ARRANQUE


1.37



: Burden (m)


𝒒

∅𝑻

∅ 𝒒𝒖𝒊

4.887

Donde:

0.045

0.12

B 0.38

c 0.6

CARGA LINEAL EN LOS TALADRSO DE PRODUCCIÓN


1.37



: Burden (m)



𝒒

∅𝑻

∅ 𝒒𝒖𝒊

12.417

Donde:

0.045

0.12

B 0.54

c 0.6



: Burden (m)


: Potencia relativa en peso del explosivo referido al ANFO 1.37

CARGA LINEAL EN LOS TALADRSO DE PRODUCCIÓN

: Concentracion lineal de carga (kg/m)𝒒

∅𝑻

∅ 𝒒𝒖𝒊




CONCLUSIONES

Fue posible diseñar satisfactoriamente la malla de perforación y voladura para un

túnel valiéndose de calcular el burden y espaciamiento de los distintos taladros.

Logramos calcular la carga explosiva lineal en los taladros los cuales son. Con su

respectivo retacado.

Se realizó el plano a escala del área de la sección del túnel, el cual presenta

detalladamente todos los datos entre los taladros.

RECOMENDACIONES.

En los diseños de mallas de perforación se debe de tener en cuenta las áreas de

influencia por cada taladro.

Utilizar los datos requeridos correctamente para obtener buenos resultados y no

asumirlos, como por ejemplo la resistencia de la roca o mineral.

Tener cuidado con la manipulación de todos datos en el diseño de la malla ya que

éstos representaran trabajos eficientes o pérdidas de dinero.

Diseño de Mallas de Un Tunel

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