Voladuras de rocas
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23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Fases -Perforación de los barrenos -Carga de los explosivos -Retacado -Disparo -Sistemas: -Rotación -Rotopercusión -Factores en la elección: -Diámetro de la perforación -Grado de fragmentación -Fisuras posteriores a la voladura -Riesgo de proyección -Profundidad del barreno -Inclinación 1 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Fases -Perforación de los barrenos -Carga de los explosivos -Retacado -Disparo Cartucho cebo -Carga: -Manual -Neumática -Atacador -Cartucho acodalado -Coqueras Cartucho y cordón detonante. A granel 2 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Fases -Perforación de los barrenos -Carga de los explosivos -Retacado -Disparo -Carga: -Manual -Neumática Automática -Automática -Semi-automática -Carga uniforme -Máxima concentración Semi-automática (Cartuchos) 3 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Fases -Perforación de los barrenos -Carga de los explosivos -Retacado -Disparo -Confinamiento del explosivo -Línea de máxima distancia -Material inerte 4 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Fases -Perforación de los barrenos -Carga de los explosivos -Retacado -Disparo ANTES: Revisar el circuito….. y “lo antes posible”→ el disparo Zona despejada Accesos controlados Resguardar la maquinaria Señales reglamentarias (acústicas) DESPUÉS:(El responsable) Inspeccionar el frente: Barrenos fallidos → perforar otro (30 cm.) Bloques inestables → eliminarlos Autorización al personal para acercarse Cabina de refugio 5 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Tipos según sistema de iniciación -Pegas con mecha lenta -Pegas eléctricas -Pegas con cordón detonante Pequeñas voladuras Carga manual Cartucho cebo en parte exterior Longitud libre de la mecha > 1’5 m. Nº barrenos ≤ 6 No se utiliza mecha lenta cuando: -Explosivo a granel -Diámetro > 4’5 cm. -Explosivo poco sensible -Carga discontinua Iniciación del barreno con mecha lenta 6 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Tipos según sistema de iniciación -Pegas con mecha lenta -Pegas eléctricas -Pegas con cordón detonante Rt = Rl + Rd / n Comprobación del circuito y disparo CONEXIONES Rt = Rl + n x Rd Encendido imprevisto: -Líneas eléctricas (derivaciones) -Sistemas de telecomunicación -Tormentas -Electricidad estática (pica) 7 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Tipos según sistema de iniciación -Pegas con mecha lenta -Pegas eléctricas -Pegas con cordón detonante CONEXIONES 8 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Mecanismo de rotura de la roca Distribución de tensiones en torno al barreno Mecanismo teórico de rotura 9 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Tipos -Voladuras en banco -Voladuras en zanja -Voladuras de contorno -Voladuras de interior Fondo abierto Fondo cerrado Altura: 10 – 15 m Inclinación: ≈ 15 º Barreno de piso 10 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Tipos -Voladuras en banco -Voladuras en zanja -Voladuras de contorno -Voladuras de interior V=Kxφ K ≈ 40-45 U = 0’3 x V E = 1’25 x V hr = V hf = 1’3 x V hc = H + U – (hf + hr) qf = φ2/ 1000 qc = K x qf K entre 0’4 y 0’5 Qe = (hf x qf + hc x qc) x n / B x H x V Pe = n x (H + U) / B x H x V 11 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Tipos -Voladuras en banco -Voladuras en zanja -Voladuras de contorno -Voladuras de interior Grado de fragmentación: -Esquema de la voladura (V, E) -Carga de los barrenos -Secuencia de disparo Proyección de bloques: -Grietas o coqueras en la roca -Concentración de cargas -Desviación de los barrenos 12 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Tipos -Voladuras en banco -Voladuras en zanja -Voladuras de contorno -Voladuras de interior Inclinación de los barrenos Densidad de los barrenos Cargas específicas elevadas Sobreexcavación → precorte 13 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Tipos -Voladuras en banco -Voladuras en zanja -Voladuras de contorno -Voladuras de interior Recorte Precorte Alteración mínima de la roca Taladros vacíos Carga débil Espaciamiento reducido 14 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS DE ROCAS • Tipos -Voladuras en banco -Voladuras en zanja -Voladuras de contorno -Voladuras de interior (3) Barrenos de destroza (1) Barrenos cuele (4) Barrenos de recorte (2) Barrenos contracuele (5) Barrenos de piso o zapateras Túneles Galerías 15 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS ESPECIALES • Tipos -Voladuras bajo el agua -Voladuras en atmósferas peligrosas -Demoliciones Perforación: OD, ODEX Carga./ cargas adosadas / cargas huecas Cartucho cebo: exterior Cordón detonante: todo el barreno preferible conexiones fuera del agua Radio mínimo libre: 50 m. 16 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS ESPECIALES • Tipos -Voladuras bajo el agua -Voladuras en atmósferas peligrosas -Demoliciones Encendido imprevisto: Detonadores I Detonadores AI Minería: (grisú o polvo de carbón) Explosivo de seguridad Detonador antigrisú en fondo barreno Retacado material no combustible Control atmósférico (1%) 17 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS ESPECIALES • Tipos -Voladuras bajo el agua -Voladuras en atmósferas peligrosas -Demoliciones -Demoliciones con medios mecánicos Martillos neumáticos o hidráulicos, manuales o montados sobre equipos autoportantes. Impactadores de acero, suspendidos de la pluma de una grúa. Equipos de rotura por presión hidráulica: unos 2 litros de agua a muy alta presión (400 Kg/cm2). Cortadores de widia o diamante. Sopletes. Jet hidráulico abrasivo: corte por desgaste de una mezcla de material abrasivo y agua aplicada a presión: 2.8003.000 Kg/cm2 : lento (10 cm/minuto para una profundidad de 20 cm) 18 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS ESPECIALES • Tipos -Voladuras bajo el agua -Voladuras en atmósferas peligrosas -Demoliciones -Demoliciones con productos expansivos Hidratación de productos sólidos: componente básico CO. Perforación: esquema denso Preparación del material y carga: cartucho o granel (hidratación antes de la carga) Retacado: Un acelerador en cápsula puede hacer de retacado Hidratación (aceleradores): Rotura Expansión gas por reacción química: tubos con CO2 Similar a explosivos pero con circuito eléctrico. Un activador en el interior del tubo hace de detonador 19 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS ESPECIALES • Tipos -Voladuras bajo el agua -Voladuras en atmósferas peligrosas -Demoliciones -Demoliciones con explosivos de baja potencia (SLB) Deflagrantes: v = 40 a 60 m/s Perforación: densa, diámetro entre 32 y 66 mm. Carga: cápsulas de plástico con alojamiento para detonador eléctrico Retacado Encendido: circuito eléctrico 20 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS ESPECIALES • Tipos -Voladuras bajo el agua -Voladuras en atmósferas peligrosas -Demoliciones -Demoliciones de estructuras y edificios con explosivos detonantes PRINCIPIOS GENERALES: Colocación de la carga en puntos estratégicos de la estructura. Rotura mediante: Control máximo sobre: Secuencia de encendido → Desequilibrio Fragmentación durante la caída Eliminación de uniones Fragmentación de partes rígidas Proyecciones Vibraciones generadas → caída en la dirección deseada 21 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS ESPECIALES -Voladuras bajo el agua -Voladuras en atmósferas peligrosas -Demoliciones -Demoliciones de estructuras y edificios con explosivos detonantes OBSERVACIONES: (explosivos vs. método tradicional) Necesidad de un proyecto Tiempo dedicado a la obtención de permisos y trámites legales Imposibilidad de recuperar algunos elementos constructivos de valor Interrupción del tráfico rodado durante la voladura En algunos casos no hay planos de la estructura MEDIDAS DE SEGURIDAD: Las cargas de explosivo cubiertas con protecciones adecuadas para evitar proyecciones: Bandas de goma Redes Sacos terreros Riego con agua de la estructura → eliminación formación de polvo Área circundante evacuada e inspeccionada antes del disparo Control de accesos Estudio vibrográfico (vibraciones) edificios próximos. (el 40% de la energía liberada en la voladura se transforma en ondas sísmicas) En cargas adosadas (poco común) → estudio de la onda aérea y proyecciones DISEÑO 22 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS ESPECIALES -Voladuras bajo el agua -Voladuras en atmósferas peligrosas -Demoliciones •Diseño: •Perforación 38 mm •Explosivos gelatinosos < 50 gr. •Cartuchos 22 y 26 mm -Demoliciones de estructuras y edificios con explosivos detonantes 23 23/02/2004 Empleo de Explosivos (II) VOLADURAS ESPECIALES •Control de Vibraciones -Voladuras bajo el agua -Voladuras en atmósferas peligrosas -Demoliciones -Demoliciones de estructuras y edificios con explosivos detonantes •Velocidad de vibración •Barrenos de ensayo cerrados •Captadores a diferentes distancias. •Frecuencia de vibración “versus” edificio Aplicable a edificios: - Tipo 1: Industriales o públicos (estructuras pesadas y rígidas) CRITERIOS ESTABLECIDO EN LAS NORMAS DIN - Tipo 2: De viviendas (estructuras corrientes) - Tipo 3: Histórico artísticos (estructuras especialmente sensibles a las vibraciones) Máxima velocidad de partícula (mm/s) Cimientos Forjados Tipo de edificio Frecuencia <10 Hz 10-50 Hz 50-100 Hz Todas las frecuencias 1 20 20 a 40 40 a 50 40 2 5 5 a 15 15 a 20 15 3 3 3a8 8 a 10 8 24
