voladura underground utp 24 06
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POR FAVOR APAGA O ACTIVA EL MODO VIBRADOR DE TU CELULAR GRACIAS
Bienvenidos
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Es aquella que se realiza empleando equipos que por su tecnologa permite: un eficiente control de la direccin, paralelismo, profundidad, presin contra la roca, rotacin, nmero de golpes por minuto, as como del tiempo de perforacin.
Estos equipos pueden ser: Jumbos, Mustang, u otro; los cuales tienen montada una o ms perforadoras hidrulicas sobre brazos hidrulicos, con los cuales se posiciona para poder perforar los taladros segn el diseo planteado.
Adems permite perforar taladros de dimetro grande a fin de tener en el frente taladros vacos que mejoran el rendimiento de la voladura.
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Para construir tneles de grandes dimensiones, se usa taladros de dimetros cada vez mayores y eso implica el uso de mezclas explosivas en mayor cantidad.
Por lo que para el diseo se tiene que poner mayor cuidado.
Para facilitar el clculo Holmberg dividi el frente a perforar en 5 secciones:
A: Seccin de corte, cuele o rainura (Cut)
B: Seccin de tajeo o produccin (Stoping section)
C: Seccin del alza o techo (Stoping)
D: Seccin de contorno (contour)
E: Seccin de arrastre o zapateras (Lifters)
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A B B
C
B
D
E
DIVISION EN SECCIONES DEL FRENTE DE
PERFORACION
Contour
Stoping
Lifters
Cut Stoping Stoping
Corte o cuele
Arrastres
Cu
ad
rad
ore
s
-
a
B
S
d
-
1
2
3 4
5
6
7
8
9
10
a a
a
b
c
d
a: 100 mm
b: 150 mm
c: 210 mm
d: 250 mm
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AVANCE POR DISPARO:
Primero se debe establecer el avance por disparo que est limitado por el dimetro del taladro vaco y por la desviacin de los taladros.
Un avance razonable para un disparo debe ser superior al 95% de la profundidad del taladro.
Avance por disparo (Av/disp) = 95% H
H= 0.15 + 34.1 39.4 Donde:
H: profundidad del taladro (m)
: Dimetro del taladro vaco (m)
Av/disp = 0.95 H
Estas frmulas son vlidas si la desviacin de los taladros no es mayor a 2%
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BURDEN B1 :
1.5 si la desviacin de taladros (0.5 a 1%)
1.7 F si la desviacin de taladro >1%,
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Para dimetros pequeos: d1 (Langefors y Kihlstrom 1963)
q= (d/0.032 )x(3/2) ((B/))x(B /2)
q= 55d ((B/))x(B /2)x(c/0.4)/SANFO
q= Concentracin de carga (Kg/m)
B: Burden (m)
: Dimetro de taladro vaco (m)
d: Dimetro del taladro de produccin (m)
SANFO: Potencia relativa por peso relativo al ANFO
C: Constante de roca (cantidad explo/m de roca)
C [ 0.2 0.4] para condiciones en que se desarrolo el modelo ( c: 0.4 Kg/m)
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Luego de disparar el primer cuadrante se produce
una abertura: a
Ah= (2)x(B1-F)
Si se conoce el burden y la abertura la
concentracin de carga se determina con:
q2= (32x3dxcxB)/[(SANFO((sen arc tan (a/2B)]^1,5 en Kg/m.
Si es conocida la concentracin de carga, a y B el segundo cuadrante se determina con:
B(m)= 8,8 x 10^-2 [(axqxSANFO)/(dxc)]
B2 = B-F (burden prctico)
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Si no ocurre deformacin plstica:
q2 = (32x3dcx2)/((SANFO)x(Sen(arc tan )))^1.5
(kg/m)
q2 = 540(dxcxa)/SANFO (Kg/m)
B2 debe ser mayor a/2
Nmero de cuadrngulos se determina por:
A< H
El taco en los taladros debe ser 10d
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Arrastres
Burden de arrastres:
B = 0,9 (qxSANFO)/ ((CxFx(S/B))
C: Constante de roca
C= 0,4
C: C + 0,07/b para b
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Espaciamiento de taladros:
S = (ancho tunel + 2 Hsen)/(N-1)
Taladros de esquina:
S= S Hsen
Burden prctico en arrastres:
Bp = B Hsen F
Carga de fondo:
hb = 1,25 Bp
Carga de columna
hc = H- hb-10d
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Seccin B: f = 1,45 y S/B = 1,25
Seccin C: f = 1,20 y S/B = 1,25
Concentracin carga de columna = 50% carga de fondo
TALADROS CONTORNO: Zona D
Sin carga controlada:
F= 1,20 y S/B = 1,25
Concentracin carga columna= 50% carga de fondo
Con voladura controlada: S= Kd (m)
K vara entre 15 y 16 S/B = 0,8
para 41 mm de diametro:
B= 0,8 m y S= 0,6 m
q = 90 d Kg/m si d < 0,15
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Calcular el nmero de taladros para un tnel con voladura controlada en el techo, roca: andesita 2,7 TM/m
Ancho de Tunel At= 4,5 m
Altura de Hastiales Aa=4,0 m
Flecha de arco de coronacion = 0.5 m
Dimetro de Taladro de cuele (vaco) 102 mm (0.102 m)
Dimetro de perforacion (produccin) 45 mm (0.045 m)
Angulo de barenos de contorno = 3
Daladros de contorno desviados: 2.8
deviacin de perforacin 10 mm/m
Desviacin del empate: 20 mm Explosivo: Slurryu en cartuchos: (Densidad = 1,2gr/m)
25 mm x 600 mm
32 mm x 600 mm
38 mm x 600 mm
Calor de explosin Q = 4,5 Mj/Kg
Calor de dinamita QD = 5 Mj/Kg
Volumen de gases STP = 0,85 m/kg
Volumen de gases Dinamita = 0,85 m/kg
Constante de roca: C : 0,4
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POTENCIA RELATIVA POR PESO SLURRY
S = (5/6)x(Q/QD) + (1/6)x(V/Vo)
SD = (5/6)x(4,5/5) + (1/6)x(0,85/0,85) = 0,92 S= Potencia relativa en peso respecto a la dinamita
Q= Calor de explosin del explosivo (Mj/Kg)
QD= Calor de explosin de la dinamita (Mj/Kg)
V= Volumen gases liberados por explosivo usado (m/Kg) STP
Vo= Volumen de gases liberados por la dinamita LBF (0,85 m/Kg)
Potencia relativa al peso de SLURRY-ANFO (SANFO)
SANFO = 0,92/0,84 = 1,09
Calculo del Avance: vacio =0.102 m
H = 0,15 + 34.1 - 39,4
H=0,15 + 34.1(0.102) - 39,4(0.102) =3,218 3.2 m Avance = 0,95 x H
Avance= 0,95 x 3,2 = 3,00 m
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Calcular el nmero de taladros para un tnel con voladura controlada en el techo, roca: andesita 2,7 TM/m
Ancho de Tunel At= 4,5 m
Altura de Hastiales Aa=4,0 m
Flecha de arco de coronacion = 0.5 m
Dimetro de Taladro de cuele (vaco) 45 mm (0.102 m)
Dimetro de broca rimadora 101.6 mm
Dimetro de perforacion (produccin) 45 mm (0.045 m)
Angulo de barenos de contorno = 3
Daladros de contorno desviados: 2.8
deviacin de perforacin 10 mm/m (o.o1 m)
Desviacin del empate: 20 mm (0.02 m)
tamao medio de los fragmentos < cm. = 8 = 20 cm (Menor a 20 cm) Calor de explosin Q = 4,5 Mj/Kg
Calor de dinamita QD = 5 Mj/Kg
Volumen de gases STP = 0,85 m/kg
Volumen de gases Dinamita = 0,85 m/kg
Constante de roca: C : 0.31
Factor de roca A = 9.32
Factor Triturante (consumo especfico de explosivo) K = kg/m3 = C.E = 0.35
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Paso 1: avance por disparo segn el dimetro de broca y longitud de barra
Haremos un arranque de cuatro secciones por tanto la profundidad de los
taladros puede estimarse con la siguiente ecuacin:
H = 0,15 + 34.1 - 39,4 Dnde:
H=(Long.Barra)x(ef.Perf.)= (12piesx0.95)= 11.4pies=3.475m
Cuando empleamos la broca de 45 mm tenemos lo siguiente:
L = 0.15 + 34.1 (0.045) 39.4 (0.045)2 = 1.605 m
Esto quiere decir que con un solo taladro vaco o de expansin de 45 mm
solo se podra alcanzar un mximo de 1.605 m de avance, y como ya
calculamos el avance requerido es 3.475 m, por tanto, tenemos dos
opciones.
Una es perforar taladros juntos segn la ecuacin para encontrar el taladro
vaco equivalente y otra es usar la broca rimadora.
Optamos por la broca rimadora de 101.6 mm y tenemos
L = 0.15 + 34.1 (0.1016) 39.4 (0.1016)2= 3.1977 m
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Ahora vemos que aun usando la broca rimadora no se alcanza el objetivo,
por tanto es necesario perforar ms de un taladro vaco para lo cual
usaremos la ecuacin siguiente:
DH = dH x N DH = 0.1016 x 2 = 0.1437 m
Ahora tenemos:
L=0.15+34.1(0.1437)39.4(0.1437)= 4.236 m Con dos taladros de expansin es ms que suficiente para alcanzar hasta
4.236 m de avance con una eficiencia de disparo al 100%. Pero sabemos
que es aceptable hasta un 95 %, lo cual es 4.0242 m
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Paso 2. Clculo del Burden en el arranque . El clculo es segn la teora de
reas de influencia que se tiene a continuacin:
B = (xDH)/2 B = 1.57DH
B = 1.57(0.1437)=0.226 m
Ahora calculamos el burden prctico (B1):
Bp = B-Ep
Ep=(xL+) Ep=[(0.01x3.475)+0.02]=0.055 Bp = 0.226-0.055=0.17 m
Ojo que este valor no reemplaza
al burden B para calcular la
concentracin lineal de carga q1.
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Paso 3. Calculo de la constante de roca c y otros factores; Para calcular la constante de roca primeramente calculamos consumo especfico de
explosivo con la formula modificada de Ashby:
Se sabe que: C.E=0.35 Kg/m3 Ahora calculamos la constante de roca sueca c segn la ecuacin.
C = 0.8784 x CE + 0.0052 = 0.31 kg/m3
Para ms adelante predecir la fragmentacin es necesario conocer el factor
de roca A esto calculamos segn la ecuacin.
A = 96.667(CE)3 - 138.5 (CE)2 + 75.883(CE) - 4.41 = 9.32
Debemos tener en cuenta esta restriccin para roca muy dbiles es A=8 y
el lmite superior es A = 12.
Calculamos el ndice de volabilidad de lilly (BI):
BI = CE/0.004 = 87.5
Factor de energa (FE):
FE = 30 (CE) = 10.5 Mj/Ton
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Paso 4. Clculo de concentracin de carga lineal de explosivo (q1)
El clculo se har segn la ecuacin:
q1=55d[(B/)^(1.5)]x(B/2)x(c/0,4)/SANFO q1=55x0.045[(0.226/0.1437)^(1.5)]x(0.2260.1437/2)x(0.31/0,4)/0.77
q1= 0.75 kg/m
Sabemos que la longitud de carga (Lc) es:
Lc = (profundidad del taladro longitud de taco) Longitud de taco = 10 dh
Longitud de taco = 10x0.045 = 0.45 m
Lc = (3.475m 0.45 m) = 3.025 m
Ahora el nmero de cartuchos por taladro(N cart.) ser:
Ncat. = (q1 x Lc) / peso de 1 cartucho
N cart = (0.75 kg/m x 3.025 m)/ = 12 cartuchos/tal
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Paso 5. Prediccin de la fragmentacin ; Aqu entra a tallar el modelo
matemtico Kuz-Ram (tamao medio de los fragmentos)
=A(K^0.8)(Qe^1/6)(115/SANFO) ^19/30 = 5.94 cm Qe = q1 x Lc = 0.75 x 3.025 = 2.27 kg
Ahora el nmero de cartuchos por taladro(N cart.) ser:
Ncat. = (q1 x Lc) / peso de 1 cartucho
N cart = (0.75 kg/m x 3.025 m)/ = 12 cartuchos/tal
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DISEO DE LAS 4 SECCIONES DEL ARRANQUE O CORTE
Paso 1. Este diseo es de 4 secciones en el arranque, la primera seccin ya
ha sido diseada, ahora faltaran 3 secciones ms. Para calcular el resto de
las secciones se considera que ya existe unos huecos rectangulares de
anchura Ah y que se conocen las concentraciones lineales de carga q1 el valor del burden se calculara a partir de:
B(m)= 8,8 x 10^-2 [(Ahxq1xSANFO)/(dhxc)]
Cuando existe un error de perforacin Ep la superficie libre Ah difiere de la distancia Ah en la primera seccin, por lo que:
Ah= 2 x (B1- Ep) Ah= 2 x (0.226 - 0.055) = 0.24 m
Por tanto el burden para el nuevo cuadrante ser:
B2=8,8x10^-2[(0.24x0.75x0.77)/(0.045x0.31)]=0.28 m Bp2= 0.28 m 0.055 = 0.225 m
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El nuevo de:
Ah= 2 x (Ah/2 + B2) = 0.49 m
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Ahora con el mismo criterio calculamos el tercer y cuarto cuadrante
Tercer cuadrante:
B3= 8,8 x 10^-2 [(Ahxq1xSANFO)/(dhxc)] B3=8,8x10^-2 [(0.49x0.75x0.77)/(0.045x0.31)]=0.4m Burden practico sera:
Bp3=0.4m0.055 =0.35m El nuevo:Ah:
Ah= 2(Ah/2 + Bp3) Ah=2x(0.49/2+0.35 m)=0.83 m
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Ahora con el cuarto cuadrante
Cuarto cuadrante:
B4= 8,8 x 10^-2 [(Ahxq1xSANFO)/(dhxc)] B4=8,8x10^-2 [(0.83x0.75x0.77)/(0.045x0.31)]=0.52m Burden practico ser:
Bp4=0.52m0.055 =0.47m El nuevo:Ah:
Ah= 2(Ah/2 + Bp4) Ah=2x(0.83/2+0.47 m)=1.25m
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Se diseara tnel. Teniendo en cuenta los datos
tcnicos siguientes:
Roca intermedia-dura de peso especifico 24 tn/m3
Ancho: 3m Altura de hastiales: 1.5 m Arco de coronacin: 1.5 m Perforacin y disparo en ambos frentes Equipo scooptram de 4.5 yd3 guardia = 2 (11:30 horas) Numero de disparos por guardia=4 Dias de trabajo por mes = 26 (perdido al mes) Trabajo suplementario al mes = 1 guardia Juego de barrenos 6 ft. y 8 ft. con un factor de
utilizacin de 95%.
Broca disponible para taladro vaco = 45 mm Factor de esponjamiento = 1.25 Factor de carguo = 95% Trazo utilizado = corte Quemado Arranque = 6 taladros Ayudas = 6 taladros Alzas = 5 taladros Corona = 6 taladros Arrastre = 5 taladros
Explosivos: o Semexa 85%:1 1/8"x8"=0.1225 kg/cart. (Ayuda y
ArrastrE)
o Semexa 85%:7/8"x7"=0.0812 kg/cart. (Corona)
o Exacorte 45%:7/8"x28"=0.2500 kg/car. (Alzas)
o Semexa 80%:1 1/8"x8"=0.1524 kg/cart.
(Arranque)
Accesorios de explosivos: o Faneles con microretardo de perodo Largo y
corto.
R1= Arranque: 75 ms
B2 = Ayudas: 500 ms
B3 = Alzas y Corona: 1500 ms
B5 = Arrastres: 2500 ms
Se requiere determinar:
-Numero de taladros por disparo
-Factor de carga lineal y en funcin al volumen
-Avance por mes
-Volumen esponjado
-Numero de viajes del equipo scooptram
-Cantidad total de explosivo.
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3 m 1.5
m
CALCULO DE REA DE SECCIN
rea del semicrculo: Asc = ( x R)/2
Asc = ( x 1.5)/2 = 3.53 m rea del rectngulo:
Ar = Ancho x Alto Ar = 3 m x 1.5 m = 4.5 m rea total: At = 3.53 m + 4.5 m = 8.03 m LONGITUD DE TALADRO: (8ft x 0.3048) x 95%= 2.32 m VOLUMEN DE ROCA:
Longitud de taladro x rea total 2.32 m x 8.03 m = 18.63 m/disparo VOLUMEN ESPONJADO Ve:
Vol. de roca x Factor de esponj. 18.63m/disparo x 1.25=23.3 m/disparo
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H=(Long.Barra)x(ef.Perf.) H= 2.44 x 0.95 = 2.32 m = 0.045 m
DH = dH x N DH=0.045 x2=0.064 m L=0.15+34.1(0.064)39.4(0.064)= 2.17 m
DH=0.045 x3=0.078 m L=0.15+34.1(0.078)39.4(0.078)= 2.57 m
Con TRES taladros de expansin es ms que suficiente para
alcanzar hasta 2.57 m de avance con una eficiencia de disparo
al 100%. Pero sabemos que es aceptable hasta un 95 %, lo
cual es 2.4415 m
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NUMERO DE TALADROS POR FRENTE rea total: = 8.03 m Roca Intermedia-dura Nt= ([48.03]/0.65) + (8.03/1.7) = 29 Tal/d
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CALCULO DE FACTOR DE CARGA O DE EXPLOSIVO
Para en arranque consideraremos solo 3 taladros cargados y 3 vacos o de alivio, de
acuerdo a los datos (de explosivo y cartucho designado) y realizamos la carga por
rea de frente de voladura: LONGITUD DE CARGA POR TALADRO = 2.32 m X 2/3 = 1.546 m
NUMERO DE TALADROS
CARTUCHOS POR TALADRO
KILOGRAMOS POR CARTUCHO
Kg. POR REA DE VOLADURA
Arranque 3 8 0.1525 3.66
Ayudas 6 9 0.1225 6.62
Alzas 5 2 0.2500 2.50
Corona 6 8 0.0812 3.90
Arrastre 5 8 0.1225 4.90
ZONA DE
VOLADURA DIMENSIONES DEL EXPLOSIVO
CARTUCHOS POR TALADRO
Ayuda y Arrastre Semexa 85%: 1 1/8"x8 (0.028m x 0.203m) 7.62 8
Ayudas Semexa 85%: 1 1/8"x8 (0.028m x 0.203m) 7.62 8
Corona Semexa 85%: 7/8"x7 (0.022m x 0.177m) 8.69 9
Alzas Exacorte 45% :7/8"x28 (0.022m x 0.711m) 2.17 8
Arranque Semexa 80%: 1 1/8"x8 (0.028m x 0.203m) 7.62 8
CALCULO DE CANTIDAD TOTAL DE EXPLOSIVO POR FRENTE:
3.66 + 6.62 + 2.50 + 3.90 + 4.90 = 21.58 Kg/frente
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RENDIMIENTO POR FRENTE: 21.58 Kg/frente
RENDIMIENTO LINEAL:
[21.58 Kg/frente] / 2.32 m = 9.3 Kg/m
FACTOR DE CARGA EN FUNCIN AL VOLUMEN:
[21.58 Kg/frente] / 18.64 m = 1.15 Kg/ m
FACTOR DE CARGA EN FUNCIN AL TONELAJE:
[21.58 Kg/frente] / [18.64 m X 2.4 Tn/m] = 0.48 Kg/Tn
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DETERMINACIN DE GUARDIAS DISPONIBLES POR DISPARO:
26 Dias/mes x 2 guardias/dia = 52 guardias/mes
52 guardias/mes 1dia/mes = 51 guardias/mes
NUMERO DE DISPAROS AL MES EN LOS FRENTES: 2 frentes
4 disparos/guardia x 2 = 8 disparos/guardia
51 guardias/mes x 8 disparos/guardia = 408 disparos/mes
AVANCE POR DISPARO
8 feet x 0.3048/feet = 2.44 m
2.44 m x 0.95 = 2.32 m/disparo
AVANCE POR MES:
408 disparos/mes x 2.32 m/mes = 947 m/mes
NUMERO DE VIAJES POR DISPARO DE SCOOPTRAM:
Capacidad de equipo scooptram: 4.5 yd3
4.5 yd3 x (0.764554 m/1yd) = 3.44m [23.4 m/disparo]/(3.44m x 0.95)= 7.13 7 viajes/disparo
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3 m
1.5
m
Rc =
1.5
m
1.5 m
0.7
5 m
0.5 m
0.5
m
0.5
m
0.57 m
0.5
m
0.7
5 m
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GRACIAS POR SU
ATENCI
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