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Túneles y Movimiento de materiales

Hoja de Taller N° 4 DISEÑO DE VOLADURA EN TÚNELES ALUMNO: León Huamán Carlos

1) Determinar qué factores intervienen en el diseño del corte (arranque o cuele). Son los taladros del centro, que se disparan primero para formar la cavidad inicial. Por lo general se cargan de 1,3 a 1,5 veces más que el resto. El esquema de voladuras en túneles se basa en crear una abertura libre con los barrenos del cuele lo cual rompen las cargas restantes de la sección. Dicha abertura tiene generalmente una superficie de 1 a 2 m 2, aunque con diámetros mayores se alcanza hasta los 4m2. Estas van de la mano con las ayudas que son comparables geométricas a las voladuras del banco para crear aberturas secuencialmente, para así seguir creando caras libres. Entonces:      

El paralelismo o Angulo dependiendo el método con que se trabaje (corte en cuña, abanico o mixto). La correcta cantidad y distribución de explosivos (factor de carga), ya que estas son las que van a crear la cara libre. La relación entre volúmenes creados entre los taladros de alivio y taladro cargado. Respetar las distancias establecidas (burden y espaciamiento). Tipo de roca en donde se trabajara. Profundidad de taladros.

2) Indicar que métodos o formulas emplearía para calcular los burden. a) ANDERSEN (1952) 2

B= 𝐾 𝑥 √𝐷 𝑥 𝐿 B= Burden D= Diámetro (pies). L= Longitud de barrenos (pies). K= Constante empírica.

𝐵 = √𝐷 ∗ 𝐿 Cuando k es 1

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HINO (1959)

𝐵=

𝐷 4

𝑃𝐷 1

( )𝑛

𝑛=

𝑅𝑇

𝑃𝐷 𝑅𝑇 𝐷 log 2 2

log

B= Burden D= Diámetro del barreno PD= Presión de detonación RT= Resistencia dinámica a tracción n= Coeficiente característico que depende del binomio explosivo – roca y que se calcula:

b) ASH (1963)

𝐵=

𝐾𝑏 𝑥 𝐷 12

Kb = depende de tipo de roca y explosivo empleado. D = Diámetro.

c) ALLSMAN (1960)

𝐵𝑚𝑎𝑥 = √

𝑖𝑚𝑝𝑢𝑙𝑠𝑜 𝑥 𝑔 𝜋 𝑥 Pr 𝑥 𝑢

= √

𝑃𝐷 𝑥 𝐷 𝑥 ∆𝑡 𝑥 𝑔 Pr 𝑥 𝑢

Bmax = Piedra máxima (m). PD = Presión de detonación media (N/m2). ∆t = Duración de la presión de detonación (s). Pr= Peso específico de la roca (N/m3). u = Velocidad mínima que debe impartirse a la roca (m/s).

Túneles y Movimiento de materiales D= Diámetro del barreno (m). g = Aceleración de la gravedad.

d) KONYA (1976) 𝐵 = 3,15 𝑥 𝐷 𝑥 (

𝑃𝑒 0.33 ) 𝑃𝑟

B = Burden (pies). D = Diámetro de la carga (pulgadas). Pe =Densidad del explosivo. Pr= Densidad de la roca.

e) BERTA (1985)

𝜋 ∗ 𝑃𝑒 𝐵=𝑑∗ √ 4 ∗ 𝐶𝐸

B = Burden D= Diámetro de la carga (m). Pe =Densidad de explosivo (kg/m3). CE= Consumo especifico de explosivo (kg/m3). Para la determinación de CE CE= Consumo especifico

𝐶𝐸 =

𝑔𝑟 ∗ 𝐸𝑥 𝑛1 ∗ 𝑛2 ∗ 𝑛3 ∗ 𝐸

gr = Grado de fracturación. Ex= Energía especifica superficial. E= Energía especifica del explosivo. n1 = Característica del binomio explosivo / roca. n2 = Característica geométrica de la carga. n3 = Rendimiento de la voladura, normalmente 0,15.

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3)

Diseñar a escala, una malla de arranque para un túnel de 60 m2 de sección (6 x 10 m) en una roca de buena volabilidad y utilizando barrenos de 45 mm de diámetro y 12 pies de longitud de perforación. El diámetro del (los) barreno (s) de alivio de 102 mm. (Emplear papel milimetrado).

Máquina perforadora JUMBO:  Barreno de 45 mm.  Taladro de alivio 102 mm.  Longitud 12 pies.  a) Calculo de Burden 𝐵 = 𝑘 ∗ ∅𝑎𝑙𝑖𝑣𝑖𝑜

Sección del corte B1 = Primera B2 = Segunda B3 = Tercera B4 = Cuarta

Valor del Burden 153 mm 216 mm 459 mm 974 mm

Lado de la Sección 216 mm 459 mm 974 mm 2065 mm

b) Número de taladros:

𝑵𝒕𝒂𝒍𝒂𝒅𝒓𝒐𝒔 =  𝑃 = √𝐴 ∗ 4 𝑃 = √6 ∗ 10 ∗ 4 𝑷 = 𝟑𝟎. 𝟗𝟖  𝑪 = 𝟏. 𝟓  𝒅𝒕 = 𝟎. 𝟔𝟓  𝑆=

𝐴∗𝐵 12

∗ (8 + 𝜋) 6 ∗ 10 𝑆= ∗ (8 + 𝜋) 12

𝑷 +𝑪∗𝑺 𝒅𝒕 Para 𝒅𝒕

Túneles y Movimiento de materiales 𝑺 = 𝟓𝟓. 𝟕𝟏  𝑁𝑡𝑎𝑙𝑎𝑑𝑟𝑜𝑠 =

30.98 0.65

+ 1.5 ∗ 55.71

 𝑁𝑡𝑎𝑙𝑎𝑑𝑟𝑜𝑠 = 131.23 𝑇𝑎𝑙𝑎𝑑𝑟𝑜𝑠

GRAFICO DE DISEÑO DE MALLA:

Distribución de taladros: Arranque Ayudas 1,2,3 Cuadradores Alzas Arrastre TOTAL

Distribución de taladros 5 56 35 20 15 131

Para 𝑪

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