Mexima Eficiencia En Cuales

Máxima Eficiencia En Cueles

Introducción

Las voladuras en túneles son diferentes de las de producción ya que las primeras son efectuadas en una cara libre y las segundas en dos o más caras libres. Las voladuras de producción son relativamente fáciles debido al alivio disponible (mayor numero de caras libres).

En los cueles, la roca se encuentra mas confinada y es necesario crear una segunda cara libre, paralela a los barrenos dados.

La segunda cara libre se produce mediante una cuña ubicada en el tope de la obra, la cuña puede ser del tipo cuña quemada (barrenos paralelos) o cuña en ángulo. Después de que la cuña generó caras libres adicionales, el resto de los barrenos de la obra, los de rebaje, rompen la roca hacia la cara libre creada por la cuña. Estos barrenos de rebaje se pueden comparar a los de voladuras de producción (bancos).

Debido al fuerte confinamiento y a la falta de caras libres, el tiempo entre los retardos de disparo deben de ser mayores que los empleados en voladuras de producción, para permitir el movimiento de la roca y el desarrollo de la cara libre adicional antes de que detonen los barrenos de producción subsecuentes.

La diferencia en tiempo entre los barrenos de la cuña deben estar entre 75 y 150 m.s. esta diferencia, se debe de incrementar, paulatinamente, conforme se denoten los barrenos subsecuentes, para tener una voladura eficiente.

La barrenación se puede clasificar de la siguiente manera:

1. Barrenos de perímetro.

A. Barrenos de piso.

B. Barrenos de tablas.

C. Barrenos de cielo.

2. Barrenos de producción.

3. Barrenos de cuña.

Los barrenos de perímetro deben de formar un ángulo abierto de aproximadamente 2 grados con respecto al plano del túnel con el objeto de mantener constante la sección de la obra.

Para calcular cuento es lo que se deben de “picar” los barrenos de perímetro, para conservar la sección de la obra, tenemos la siguiente fórmula:

Lo = 10 cm + Lb Tan 2 

Donde:

Lo = medida de lo “picado” de los barrenos de perímetro, en cms.

Lb = longitud del barreno, en cms..

10 cm. = diez centímetros.

Para el cálculo de los bordos, se considera el bordo al fondo de los barrenos, por lo que hay que considerar lo que se van a “picar” los barrenos de perímetros, Fig. 1

Fig. 1

Los barrenos de perímetro de cielo y de tablas normales tienen espaciamientos pequeños y son cargados con poco explosivo con la intención de no producir un excesivo sobre rompimiento. Aunque también se pueden emplear técnicas de voladuras amortiguadas.

La fig. No. 2, muestra el daño en las obras cuando los barrenos de perímetro se cargan como los de producción y cuando se aplica la técnica de voladuras amortiguadas.

FIG.

Cuñas quemadas.

1.- Descripción

En las cuñas quemadas se refiere a cuando los barrenos se dan paralelos unos con otros y son el tipo de cuñas utilizado comúnmente en la actualidad.

En este tipo de cuña, uno o más barrenos de dejan sin cargar (vacios), para que actúen como un alivio hacia el cual los barrenos cargados puedan romper.

Tradicionalmente, los barrenos de la cuña quemada son del mismo diámetro. Es la actualidad, es conocido que el uso de barrenos vacios de diámetro mayor a los barrenos cargados, da un alivio adicional a la voladura y reduce el número de barrenos requeridos. Además, los barrenos vacios o de expansión de gran diámetro producen un avance adicional por disparo. La grafica no. 1 muestra la relación entre el avance por disparo y el diámetro de los barrenos vacios.

En condiciones normales, la cuña puede ser ubicada en cualquier área del tope de la obra. Sin embargo, la ubicación de la cuña influye en el desplazamiento de la roca, en el número de barrenos y en el costo total por metro cúbico.

Por ejemplo, si la cuña se ubica cerca de las tablas, tal como se muestra en la fig. 3 a y 3b, se requerirá un menor número de barrenos y el desplazamiento de la roca en el túnel no será grande. En este caso, la cuña se alterna del lado izquierdo al derecho, para evitar barrenar sobre chocolones.

Con el fin de obtener un mejor movimiento de la rezaga, la cuña debe ser ubicada en el centro de la obra, próxima al piso. En esta posición el desplazamiento será minimizado, fig. 3c. si se requiere un mayor desplazamiento, entonces la cuña se ubicará más arriba, en el centro del túnel, fig. 3d.

UBICACIÓN DE LA CUÑA…

2.- Diseño de la cuña quemada

El bordo de los barrenos cargados debe de ser aquel en el cual el volumen de roca quebrada no sea mayor que el que pueda ocupar en el espacio vacío creado por cualquier barreno de la cuña o de los barrenos subsecuentes. En este cálculo se debe tener en cuenta el abundamiento del material, es decir, la roca ocupa mayor espacio después de que fue fragmentada.

Si los barrenos de la cuña rompen un gran volumen de roca que exceda el volumen vacío creado previamente, la cuña se “congelará”, lo que significa que será bloqueada por la roca que no pudo ser expulsada. Si esto ocurre, el alivio para los barrenos subsecuentes se perderá y entonces estos no funcionarán de manera adecuada. De hecho, los barrenos se soplarán y no se producirá el avance esperado.

Por lo anterior, las dimensiones de la cuña deben de ser calculadas y barrenadas de manera precisa. La secuencia de disparo también debe ser la adecuada para que la roca, del área de la cuña, pueda ser expulsada antes de que detonen los barrenos subsecuentes.

III.- Diseño de cueles.

1.- Cálculo de la profundidad del barreno.

La profundidad del barreno, que romperà a un 95% o màs de su profundidad, puede calcularse de la manera siguiente:

H= (DV+16.51)/(41.67)

Donde:

H = profundidad del barreno, en m

DV = diámetro del barreno, en mm..

2.- Cálculo del avance esperado

El avance esperado por voladura debe corresponder al fijado como meta y’ se puede considerar que de la profundidad del barreno se puede obtener un avance superior al 95 % de la longitud de la perforación, esto en función del diámetro del barreno vacío.

L = 0.95 H

3.- Cálculo de los barrenos de la cuña quemada.

Un arreglo típico de la cuña quemada se muestra en la fig. 4. El diámetro del barreno vacìo se designa como dh. Si se da mas de un barreno vacìo, entonces, se calcularà el diámetro de un barreno vacìo equivalente, que contenga el volumen de todos los barrenos vacìos. Esto puede ser efectuado mediante la ecuación

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