21_Otros Trabajos Open Pit

  • Published on
    07-Jul-2016

  • View
    212

  • Download
    0

DESCRIPTION

otras operaciones de rajo abierto en tronadura

Transcript

J~ Captulo21JJJVOLADURAS EN OTROS TRABAJOS A CIELO ABIERTOJJ 1. INTRODUCCIONDentrode estecaptulo,se estudianbrevementeotrostiposde excavacionesa cieloabiertoque re-quierenel usodeexplosivos.ExisteunconjuntodeobrasquesecaracterizanporJ unagranlongitudyporlascondicionescambiantesencuantoageometray propiedadesdelosmaterialesaarrancar,queimponeneltrazadodelosproyectosyelJ perfil del terreno.Tal es el caso de las excavacionesparacarreterasy autopistas,ascomoparazanjas.Porltimo,seexponenlasvoladurasparalaapertura----' derampas,paranivelacionesy cimentaciones,y parael esponjamientode lasrocaso prevoladuras.J../2. EXCAVACION DE CARRETERAS Y AUTO-PISTAS..-/Losdesmontesquesonnecesariosefectuarconvo-../ ladurasenlasconstruccionesdecarreterasyautopis-tassondedostipos:entrinchera(1)ya medialadera(2).Fig.21.1...-/../../TERRENO ORIGINAL~ \:\, \,,;\'-J", PERFIL0."-',5CAVAC'ON',,--- "---"~I""",!I""""".,,p.':I,",I"""(2) 'l.(1).../ Figura 21.1. Excavaciones en trinchera (1) Y a medialadera (2).J./Enamboscasoslasvoladurastiendenarealizarsedeunasolavez,peroenocasionescuandolasalturasdecortesongrandes(>15m)se recomiendaefectuarlaexcavacinporfases.Otrosfactoresquepuedenin-fluirenlaformadeejecucinde laobrason:.../- Seguridaden la operacin../- Limitacindeperturbaciones,ondaareayvibra-ciones.- Velocidaddeavance.- Dimensionesdelequipodecarga,etc.Dadala importanciadel estadode la rocaen lostaludesresiduales,especialmenteenlosdealturaele-vada,es normalterminarlasexcavacionesconvola-durasdecontorno,lo cualconstituyeotraraznparalimitarlaalturadecortea10-12mporlanecesidaddemantenerla precisinde la perforacin.2.1. DimetrosdeperforacinNormalmente,seutilizanbarrenosdepequeodi-metro,debidoa lassiguientesventajas:- Mejoradaptacinde los esquemasa los perfilesirregularesdelt:;)~rer.o.- Buenafragmentacindelarocaalestarmejordis-tribuidoelexplosivo.Se facilitaras lacargadelescombroconequipospequeos.- Menorniveldevibracionesy ondaarea.- Posibilidaddecontratarlostrabajosdeperforaciny voladura,y- Menoresdaosproducidosenlarocaremanenteyporconsiguientecostesdesaneoysostenimientoinferiores.~Losdimetrosmsutilizadososcilanentrelos65y125mm.Eshabitualrealizarlasvoladurasdedestrozaconcalibresentre89y 125mmylasdecontornoentre65y 75mm.Salvopequeasseccionesquepuedenperforarseconmartillosdemano,y quesirvendeplataformadetrabajoenlassiguientesfases,losequiposdeperfora-cinsonnormalmentecarrosdeorugasconmartilloencabeza.Comoeldimetrodeperforacinseveinfluenciadoporla alturadelbanco,en lasexcavacionesentrin-cheralosbarrenospuedensermsgrandesqueenlasejecutadasa medialadera.De formageneraldebecumplirselasiguienterelacin:D = H/60283"-siendo: 2.3. Distribucinde carga y retacadoD = Dimetro del barrenoH = Profundidad de excavacin.En estetipo devoladuras,se empleancolumnasdeexplosivoselectivasconcargasdefondodeexplosivos "-gelatinosos o hidrogeles y cargas de columna deANFO.En la Tabla 21.2se indican las longitudesrecomen- "-dadasde las cargasdefondo y retacadoparadiferen-testiposde roca.Lasalturasde las cargasdecolumnase calculan por diferenciaentre las longitudesde los "-barrenosy lasumade lascargasdefondoy los retaca-dos.2.2. Longitudes de perforacin.Las longitudes de los barrenos dependen de la alturade banco, de la inclinacin, que suele ser de 15a 20,yde la sobreperfora-cin que se necesita segn la resis-tencia de la roca:L= ~+ [1 -~ J x Jcos ~ 100"-2.4. Esquemas de perforacinA. Excavaciones en trinchera '--donde:Siempre se realizan con barrenos verticales, y segnsea la relacin H/D se distinguen dos casos."-~ -= Angula con respectoa la verticalen grados.H = Altura de banco (m).J = Sobre perforacin, estimada a partir de laTabla 21.1.a) SiH > 100D. Es el mshabitualparabancosde 10a 12 m de altura.Los valoresde la piedra y elespaciamientose calculan a partirde la Tabla 21.3. .'--TABLA 21.1'--"-"-"-TABLA 21.2'--'--'--'--TABLA 21.3'--'-..'-'-284 '-RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE (MPa)VARIABLE DE Blanda Media Dura Muy DuraDISEO< 70 70-120 120-180 > 180SOBREPERFORACION - J 10 D 11 D 12 D 12 DRESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE (MPa)VARIABLE DEDISEO Blanda Media Dura Muy dura< 70 70 - 120 120 - 180 > 180LONGITUD CARGA DE FONDO - Ir 30 D 35 D 40 D 46 DRETACADO - T j' 35D 34 D 32 D 30 DRESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE (MPa)VARIABLE DEDISEO Blanda Media Dura Muy dura180PIEDRA - B 39 D 37 D 35 D 33 DESPACIAMIENTO - S 51 D 47 D 43 D 38 D~b) Si H < 100D.En estoscasosla piedrase calculaa partirde la expresin:11 [Q]0,5B = b~ x~ x CEB cos ~donde:'---'"Qb = Carga total por barreno (kg).H = Altura de banco (m)./ S/B = Relacin entre el Espaciamientoy la Piedra(Tabla 21.4).~ CE = Consumo especfico de explosivo (Tabla21.4).= Angulo con respecto a la vertical (Grados).'--'~'"-""'"-""'"-""JJJ'--/',..'B. Excavaciones a media laderaEste tipo de obras puede llevarse a cabo segn tresprocedimientos.a) Barrenos verticales paralelos o en abanicob) Barrenos verticales y horizontalesc) Barrenos horizontales o zapateras.La aperturade las pistasde acceso sealadasen laFig. 21.2con la letraAse realiza,normalmente,conel mismoequipodeperforacinquedespusefectaladestroza,aunquecon undimetromenor,practicandobarrenoshorizontalesparalelosa la trazaen nmerosuficienteparaabrirplataformascon unaanchuraen-tre 6 y 9 m. El ciclo de trabajo es discontinuoya queFigura 21.2. Tipos de excavaconesa medaladera..J--./ TABLA 21.4.JJJ.../ 285RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE (MPa)VARIABLE DEDISEO Blanda Media Dura Muy dura< 70 70 - 120 120- 180 > 180RELACION - S/B 1,25 1,20 1,15 1,15CONSUMO ESPECIFICO - CE (kg/m3) 0,30 0,35 0,42 0,49despusdecadapegaesnecesarioretirarel escom-bro,generalmentecon tractor,paraprocedera perfo-rar la siguientevoladura..'FASE SIGUIENTEFigura 21.3. Apertura depistasdeaccesoparaposterioresexcavacionesa media ladera.La carga con explosivo encartuchadoes muy pe-nosa,por lo quesi no existepresenciadeaguasuelenemplearsecargadorasneumticasde ANFO.Las longitudesde retacadose determinansegn laTabla 21.2 pudiendo utilizarse tacos de arcilla parafacilitarsu ejecuciny efectividad.Las voladuras de zapaterastienen las siguientesventajas:- Precisan trabajosde preparacinmnimos.- Los costesdearranqueson bajos,debidoa laboni-ficacinde larocaquesedesprendeporgravedad.Sin embargo,presentaseriosinconvenientesquelashacenpoco aconsejablesen grandesproyectos:- Proyeccionesde roca importantesal actuarlascargascomoenvoladurasencrter.- El macizoresidualquedamuydeterioradoconro-cascolgadas,y enocasionestaludesinvertidos.Si laperforacinserealizaverticalmente,seaplicanlosvaloresindicadosenel puntoanteriorparaelcaso"H' r~/ ,,/5 /4 //A'~O.--Y/3.~"-'"~/---~/ ~6o O---' .i'T'I 1'1' m-.J I~ \\.PUNTO DEINICIACION---'Figura21.6. Esquemastriangularesconsecuenciadeen-cendidoen"V"y enlnea./B. Excavacin a media laderaJLa direccin de salidade la voladurapuededispo-nersenormala ladireccinde la trazao, msfrecuen-" temente,paralelaa la misma,Fig. 21.7.En el primer.-/ caso,existeel riesgode rodaduraincontroladade pie-dras laderaabajoyun mayorcostede lacargaaltenerquerealizarlaboresdelimpieza,yaqueelescombronoJ se encontrarrecogido.Cuando en lasvoladurasse combinanbarrenosho-rizontalesy verticales,suele ser convenienteefectuarla excavacinpor fases,desescombrandoel materialJ de laprimerapegaantesdedispararlasegunda.Si pornecesidadesde la obra la voladurase disponeen una~ solaseccin, lasecuenciarecomendadadebeser ladeJ la Fig. 21.8..../ 3. VOLADURAS DE ZANJASLaexcavacindezanjasconexplosivospresentauna.J seriedecaractersticasparticularesqueobliganamodi-ficarloscriteriosdediseodelasvoladurasenbancoya adaptarlasmismasa la naturalezacambiantedelasrocas,ascomoatomarmedidasespecialesenlorefe-.J rentealcontroldelasvibracionesy proyecciones,puesJIW"""~""7 W0~,1.,~lo li""- 1 mi---1 :"-7T/~ .~. " " " r9~, "'/;1/ " "','o, "o, y /,.." '/ 16V,',,',.,/' 4"'o""..,'""",.," 'o~8 / / J "'o, 0."0. ""'" "" Iy/, ' . 'Y5V 3, "'. ",',~7, / ",""..,,," , 1,./ /+0.'" """ "', ~4V ~/,2 ",""'",','",""/.,,'0.'/.1.6~" '. '/ ' T/ / ", " . " !/ /' ", '" " "Y3 ./ /~/"~" .'/" "', ", "J5~/ // ~o" ", ~ 'o/ " "o, ",""2 / ".',, O\. , 2 3 4i'T"'1~PUNTO DEINICIACION.Figura21.7. Secuenciadeencendidoen"V"consalidapa-ralelaa la traza."\.\\\,~\,\\Figura21.8. Secuenciadeencendidoenseccinconbarre-nosverticalesy zapateras.esfrecuentequetenganquerealizarsecercadencle-osurbanos.Se denominanzanjasa aquellasobraslinealesdesuperficieconunaanchuracomprendidaentre0,8y3my unaprofundidadquepuedeoscilarentre0,5y 5m.Se utilizanenlaconstruccindedrenajes,serviciosdealcantarillado,conduccionesdeaguay electricidad,gaseoductosyoleoductos.287.:15.'43'2= ....-JO--r'lPUNTO DEINICIACIONIO"-'"O-/,'1 ': 1'1'IIRELE DE"-'"MICRORRETARDO...../El mayor confinamiento de la roca en estas voladurasobliga a la utilizacin de consumos especficos deexplosivo ms elevados que en las voladuras en bancoconvencionales. Esta circunstancia, unida al empleo demallas de perforacin ms cerradas, da lugar a unoscostes de arranque altos.3.1. Dimetrosde perforacinLa perforacinde losbarrenosse realizasiemprecondimetrospequeos, siendo normalla utilizacindemartillosde manoen las pequeas obras urbanasycarros de perforacinligeros en las excavacionesdemayorenvergadura.Los calibresempleadosdependende las dimensio-nes de las zanjas, Tabla 21.5, y de las limitacionesimpuestasporlos nivelesdevibracinadmisibles.TABLA 21.53.2. Esquemas de perforacinLos esquemas de perforacin dependen bsicamentede la magnitud de la excavacin, pudiendo fijarse elvalor de la piedra en funcin del dimetro de los barre-nos, Tabla 21.6, y el espaciamiento a partirde la anchu-ra de la excavacin, Tabla 21.7.TABLA 21.6TABLA 21.7* En los barrenosde contornose reduceel espaciamientoenun20%.288\,~'--"-/-"-'--'--Fot021.1. Voladura en zanja.'-3.3. Sobreperforacin,retacadoe inclinacinLa sobreperforacin"J" se sueletomarcomo0,5 '----vecesel valorde la piedra,con un valormnimode 0,2metros.El retacadose dimensionanormalmentecon una lon- '---gitudiguala lade la piedra.La inclinacinde los taladrosfavorecela roturaen elfondo,por lo quese aconsejapertorarcon nguloscon '--respectoa laverticalentre26,5y 18,5(2:1y 3:1).3.4. Distribucindecargasy tiposdeexplosivos'----Los explosivosmsadecuadosparala excavacindezanjassonaquellosconunaaltadensidady energa, \....pueses necesarioaprovecharal mximola perforacinefectuada.As, se utilizangeneralmentelos explosivosgelatinosos,los hidrogelesy las emulsionesencartu- '-chadas.En la actualidad se distinguen dos tipos de voladurasen zanja: las convencionales y las suaves. Las primerastienenesquemasdesalineadosen los que los barrenos "-centrales se colocan por delante de los de contorno quesalen inmediatamente despus. Fig. 21.9. Las cargasde explosivo en todos los barrenos son iguales. Las "-concentraciones de explosivo en la columna se disminu-yen en relacin con la de fondo, situndose entre un 25y un 35%.El tipo de voladuras denominado suave se caracteriza "-por tener los barrenos centrales alineados con los decontorno y utilizar cargas de explosivo distintas, segnla posicinde los barrenos,Fig.21.10.En los centrales "-las cargas de columna y de fondo se incrementan y enlos de contorno se reduce, mientras que el retacado sedisminuye en stos ltimos a una longitud de 10D.Para calcular las longitudes de las cargas de fondo seutilizan las siguientes expresiones, Tabla 21.8, donde Hes la profundidad de la zanja a excavar en metros. \....Las cargas de columna pueden formarse con agentesexplosivos (e.g. ANFO) de menor potencia y energa, ocon el mismo explosivo empleado en la carga de fondopero en cartuchos de menor dimetro.'---'--'--DIMENSIONESDE LASZANJAS DIAMETROSDE PERFORACION(m) (mm)Anchura Al < 132 - 45Profundidad - H < 1,5Anchura Al > 150 - 65Profundidad - H > 1,5DIAMETRODE PERFORACIONVARIABLEDEDISEO.f50 mmPiedra- B 26 D 24 DANCHURADE LAZANJA- AZVARIABLEDE DISEO./'donde:X =Distancia horizontal entre la lnea terica de fon-./' dos de barrenos y el comienzo de la rampa.X= (H' + J') x (H/tag ex) - (H + J) x (H'/tag ex)(H+J)-(H'+J')./'Las ecuaciones anteriores pueden aplicarse alclculo de los esquemas para cada una de las filas de./' una voladura en rampa.Como los clculos son muy repetitivos lo normal escalcular mediante ordenador los diferentes esquemas,tal como se indica en el listado adjunto. Tabla 21.9../ Tambin se utilizan bacos como el de la Fig. 21.14ARENISCASD=250 mm. PENDIENTE =B %TABLA DE CARGAS/150--I-12Figura 21.14. Abaco de clculo (Chung).TABLA 21.9--------------------------------------------------------E5UlJEJ1A DE VOLADURA EN RA/"lPA--------------------------------------------------------DIAMETRO BARRENOI\LTURA DE BANCOESQUEMA B =SSOBREPERFORACIONPEND I ENTE RAMF'A(MM) =250(M) =12=7(M)(M)(;.)=1.8~13//Foto 21.2. Voladuraen rampapara la aperturade un nuevo banco.291DISTANCIA./ HORIZONTAL(LD)j PROFUNDIDADDEEXCAVACION(H)O o./1020 \\2./ 30 \40 3 \ \,OBREPERF.(J)3 PIEDRA Y50 4 \ f 4 ESPACIAM. (B)./ 60 5 9\ 6 870 .6 ,9\ . 7/ 80 1O \ .' ,/ 1 5,' \ 110 9 1 61 7 \ t3120 . i 8 \10 .' 19 2130 ..' 2 O140 ' ,.' 21ANFOm, Kg.II93 39150 2101 8 75O 7 29 I,04 1703 I 13FILA - DISTANCIA - ALTURA - PIEDRA - SOBREPERF...........................***..................1 143.00 11.44 6.73 1. 732 136.26 10.90 6.48 1. 66. 129.78 10.38 6.23 1.604 1T5.54 9.88 6.00 1.54j 117.53 9. "lO 5.77 1.486 111.75 B.94 5.56 1.437 106.. 19 B.49 ...>.":'...> 1. 378 100.84 8.06 5.15 1. 329 95.69 7.65 4.95 1. 2710 90.73 7.25 4.77 1. 2211 rjj. 96 6.87 4.59 1. 1812 10] 1. 37 6.50 4.41 1.1313 76.95 6.15 4 ..,- 1.09....>14 72.70 5.81 4.09 1.0515 68.60 5.48 3.93 1.0116 64.67 5.17 3.79 0.9717 60.8B 4.87 3.64 0.9318 57.23 4.57 3.51 0.9019 53.72 4.29 3.37 0.8620 50.34 4.02 3.25 0.8321 47.09 3.76 3.12 0.8022 43.96 3.51 3.01 0.7723 40.95 3.27 2.89 0.7424 38.05 3.04 2.78 0.71...:...> 3j. 26 2.82 2.68 0.6926 32.58 2.60 2.58 0.6627 29.99 2.39 2.48 0.6328 27.51 2.20 2.39 0.6129 :'5.11 2.00 2.30 0.5930 :L'.81 1. 82 2.21 0.5631 20.60 1. 64 2.13 0.54'.c 18.46 1. 47 2.05 0.52,e".' lf,.41 1. 31 1. 97 0.5034 14.44 1. 15 1.90 0.48- 12. ;3 1. 00 1. 82 0.47'."">36 10.71 0.85 1. 76 0.4537 8.94 0.71 1. 69 0.4338 7.25 0.58 1. 63 0.4139 5.62 0.44 1.56 0.4040 4.05 0.32 1. 51 0.3841 2.54 0.20 1. 45 0.3742 1:09 0.08 1. 39 0.35RELES DE MICRORRETARDO:15m-t>- 25 m ~'--""""INICIACION-;- 7060 80T90DISTANCIA DESDE LA CA8EZA DE LA RAMPA (m)"50T100T110T120T130T140T150Figura 21.15. Secuenciadeencendidocon relsde microrretardoen una voladuraen rampa.construidos. para unos datos de partida ya estableci-dos. En estecaso con D = 225mm,H = 12m,J = 1,8m, P, = 8%.En la Fig. 21.15se representa la secuencia de encen-dido en una rampa empleando rels de cordn deto-nante, e iniciando la voladura en la zona ms profundapara crear un hueco que sirva de cuele.5. VOLADURAS PARA NIVELACIONESLas voladuras de nivelacin son tpicas en la prepa-racin de solares para la construccin de edificios,instalaciones industriales, etc. Su ejecucin debe serllevada a cabo por personal adiestrado, pues es pre-ciso un cuidadoso control sobre:- La fragmentacin, ya que en la carga y el transportese emplea maquinaria pequea para circular porvas urbanas, y- Las vibraciones, la onda area y las proyeccionesque deben mantenerse bajo umbrales de seguri-dad, pues en las proximidades es frecuente laexistencia de edificios y otras estructuras..r5.1. Dimetrosde perforacinEl dimetro de los barrenos est condicionado por laaltura de banco, que suele ser pequea, y las cargasmximas operantes que son funcin del nivel de vibra-cin admisible.Es posible establecer una primera aproximacin aldimetro ms adecuado, a partir de la altura de banco,con la ecuacin:D = H/60Aunque en la prctica los dimet"rosms habitualesse encuentran en el rango de 38 a 65 mm.2925.2. LongituddeperforacinComo las alturasde excavacinson pequeas,los "-barrenosse perforancon inclinacionesprximasa los60puesse consigue una mayorfragmentaciny es-ponjamiento,un buendespeguedel pisoy un niveldevibracionesmsbajo.La longitudde perforacinse calcula con la expre-sin'-L =Hcos ~+[1 -~ ]x J100donde:~ = Angula del barreno con respecto a la vertical(Grados).H = Altura media del terreno que ha de ser arran- "cado por el barreno (m).J = Sobreperforacin, que depende del tipo deroca y dimetro del taladro. Tabla 21.10.5.3. Distribucinde cargasy retacadoEn laTabla 21.11se indican los consumos especfi-cos de explosivo y las longitudes de retacado para losdistintos tipos de roca.Ocasionalmente, los retacados pueden reducirsepara disponer de un mayor volumen de barreno quepueda alojar explosivo, pero nunca debe bajar de 25D" para evitar los problemas de onda area y proyec-ciones.En cuanto a los tipos de explosivo, como las longitu-des de los barrenos son pequeas, se utilizan normal-mente los explosivos potentes y de alta densidad.5.4. EsquemasdeperforacinLa Piedra se determina a partir de la siguiente expre-sin:[Q]0.5B= - b~x~ x CEB cos~TABLA 21.10JJJTABLA 21.11JJ.//~TABLA 21.12_//...//donde:./Qb = Carga de explosivo por barreno (kg).S/B = Relacin entre el Espaciamiento y la Piedra.Ver Tabla 21.12.H = Altura media del terreno (m).CE = Consumo especfico de explosivo (kg/m 3).~ = Angula con respecto a la vertical (Grados).././ El clculo de la Piedradebe repetirseparacadafilasiempreque la cota mediadel terrenovare.Especial esmero debe ponerse en el re"planteode././ ,.83 82 ~'~~-\~./././Figura 21.16. Ejemplo de voladura de nivelacin../este tipo de voladuras por las dificultades que entraaun terreno irregular.5.5. Secuencias de encendidoComo los barrenos laterales suelen tener salida libre,cada una de las filas puede iniciarse con un mismotiempo de retardo o disponer secuencias en "V sifuera preciso aumentar el tiempo de la pega por limita-cin de las vibraciones.5.6. Voladuras con barrenos horizontalesEn algunos proyectos, cuando la altura de los bancoses demasiado pequea y es esencial dejar una superfi-cie final en la excavacin lo ms regular posible, la per-foracin de barrenos horizontales presenta numerosasventajas. Estas pueden concretarse en:- Perforaciny consumosespecficosmenores- Tiemposdeciclomscortos- Menoresproblemasde repis- Reducidoriesgodecortesy mayorseguridad- Menornecesidaddeaccesorios- Posibilidadde disponerlas proteccionessin afectara la cargade los barrenos.293RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE (MPa)VARIABLE DEDISEO Blanda Media Dura Muy dura< 70 70 - 120 120- 180 > 180.SOBREPERFORACION - J 10 D 11 D 12 D 12 DRESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE (MPa)VARIABLE DEDISEO Blanda Media Dura Muy dura180CONSUMO ESPECIFICO - CE (kg/m3) 0,30 0,35 0,42 0,49RETACADO - T 35 D 34 D 32 D 30 DRESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE (MPa)VARIABLE DEDISEO Blanda Media Dura Muy dura180RELACION ESPAC.lPIEDRA - S/B 1,25 1,20 1,15 1,15Los nicos inconvenientes que plantea son:- La carga del escombrose debe efectuarantesdecomenzarla perforacindelsiguientemdulo.- La fragmentacines ms gruesay la aparicindebolosmsprobable.- La cargade los barrenoses msdificultosa.A ~~~ft- L -i~-~-:~~ -~- -/Figura 21.17. Voladura de nivelacin con barrenoshorizontalesLos dimetrosde perforacintienenque ser peque-os para lograr buenos resultados.As, suponiendounasalturasde excavacininferioresa 1,5 m, paraundimetrode los barrenosde 38 mmel espaciamientoentrestos se calcula, en una primeraaproximacin,con lafrmulasiguiente:s =0,7 x H"",donde:s = Espaciamiento (m) ste son aproximadamente la mitad que con un explosi-vo normal, reducindose as el riesgo de proyecciones yde vibraciones.A continuacin se ven algunas de las aplicacionesms frecuentes de las minivoladuras.7.1. Zanjas paracablesLas zanjas para cables frecuentementetienen unaprofundidadlimitada,porloqueresultanobrasespecial-menteadecuadasparaefectuarcon el mtodode lasminivoladuras.Los barrenosde 22 mmde dimetroserecomiendaperforarloscon inclinacionesde unos 18(3:1),por lo que las reglas de clculo que se aplicanparazanjascon unaprofundidadentre0,3y 0,6son lassiguientes:L = H +0,2B = 0,018DT= BOb= 0,2x Hsiendo:H = Profundidadde la zanja(m)D = Dimetrode losbarrenos(mm)B = Piedra(m)T = Retacado(m)Ob= Carga por barreno de explosivo potente(kg)Figura21.19. Secuenciade iniciacindemini"'(;oladurasenzanjaparacables.7.2. ZanjasparatuberasSi la profundidadde las zanjases inferiora 0,8 m elmtodode las minivoladurasresultaun procedimientoadecuado, que al permitirhacer un mejor uso de laenerga del explosivoda lugara un menorriesgo deproyeccionesy reducidosnivelesdevibracin.Manteniendolos parmetrosbsicosindicadosen laszanjas paracables,al ser las anchurasde las excava-cionesmayores,las cargasse calculanconla siguienteexpresin:296Ob=0,03+(H- 0,3)x 0,25donde:H = Profundidad de la zanja entre 0,3 y 0,6 m.El nmerode filasde barrenosse determinaen fun-cinde la anchurade lazanja.TABLA 21.141.1 ~1~ldFigura21.20. Secuenciasdeiniciacindeminivoladurasenzanjaparatuberas.7.3. HoyosparapostesyvigasEl empleo de explosivos para la apertura de los hoyosen roca destinados a sujetar postes o vigas verticaleses antiguo, pero las cargas convencionales dejan hue-cos en forma de crter que exigen en muchos casos lautilizacin de vientos u otros elementos de anclaje ytambin material de relleno.Cuando los huecos tienen un dimetro inferior a 0,6m la tcnica de las minivoladuras con explosivos espe-ciales ha abierto un nuevo campo. Los barrenos de 22mm de dimetro se perforarn paralelos, dejando uno odos de mayor dimetro vacos, y cargando el resto conexplosivo especial de alta potencia hasta cerca de 6 cmde la superficie.Los consumos especficos son altos, al igual que enlos cueles de barrenos paralelos.Con el fin de conseguirla fragmentaciny expulsinadecuadasde la roca fragmentada,se dejarnentrebarrenosconsecutivosun mnimode 60 msde tiempode retardoen la secuenciadeencendido.B ..,O'4I81 83 85 87 89k2 .4 .6 8ao{81 82 83 84 85.1 82 83 84 85'"" B ...1ANCHURADE LAZANJA NUMERODE FILAS(m) DEBARRENOS0,8 - 1,2 31,5 - 2,0 48/3......,82 84 8681 83 8S82 B 84 86Ioc ..,%t-'82 84 8681 83 8S81 83 8S82 B 84 86l. ..1-"OIAMETRO 0,3 m~.../'-..."'-d, '"'\~7\IJI'11"- ,/" /'"""'-8--13 d,= 6cmdo= 8 cmd3=14cmJ./-/'sfII\~.../.../o " 28alL34mm."22mmOIAMETRO 0,6 m.../.../138-/'"./ "-11 ./ ~9I \I 5 7 II J\ 1 .!9 tt, ~11" /'-.. /'d,=6cm13 d.=8cmd3=10cmd.=12cmJJ-'./ Figura 21.21. Esquemasdeperforacinparahoyosde30cm y 50 cm de dimetro.8. PREVOLADURAS./Los equipos de arranquedirecto empleadosen lasexplotacionesa cielo abiertotienenunaslimitaciones-' de aplicacin impuestaspor las caractersticasgeo-mecnicasde los macizosrocosos. Estaspuedenex-presarseen trminosdevelocidadesssmicasde pro-./ pagacin,tal como se reflejaen la Fig. 21.22.Enalgunoscasos,aunquelaexcavacinseaposible,los rendimientosobtenidospuedenser m'lJY bajosyresultarantieconmicosfrentea otros sistemasalter-./ nativos.La prevoladuraes una tcnica que consisteen au-mentarla fracturacinnaturaldel macizorocoso, sin./ prcticamentedesplazarla roca,mediantela utiliza-cin de explosivos,con vistas a que los equipos dearranque:tractores,excavadoras,rotopalas,etc., al-./ cancenunos rendimientosaltos con unos costes m-nimos.Los dimetrosde perforacin y alturas de bancoutilizadosdependenbsicamentede lasmquinasqueactandespusde lasprevoladuras.Tabla21.15.Enmuchos casos la alturade lastongadasesttambinlimitadapor la longitud de las varillas o barras deperforacin,pues en dichas operacionesse intentan./././eliminar los tiempos de maniobras realizndolas enuna sola pasada.Los consumos especficos en cada caso dependende las caractersticas de los equipos de arranque ycarga, y de las propiedadesresistentesde las rocas.En la Tabla 21.16se indican las relaciones aproxi-V[lOCIDAD "SMOCA 1m 1..,.1'000 40002000 5000ARRANQUE MANUAl.TRACTOR -MOTOTRAILLA(Sin rl.'d')TRACTOR -MOTOTRAILLAI Con".'d')PAI.A CARGADORAEXCAVADORA HIDRAUI.ICAEXCAVAOORA DE CA81.ESDRAGALlNA SOBRE ORuGASORAGALlNA DE ZANCASROTOPALAEXC:WADORA DE DESMONTEc::::::J P DSOBl E _.AR.'NAl c:J ,.POSOBlEFigura 21.22, Camposde aplicacin econmicadeequipos de arranqueen funcin de lasvelocidadesslsmlcas.TABLA 21.15TABLA 21.16297- .-- . ---I II I_0"0' "-0,..0I II I0'0 -...... 'o'"I I..0,..",00-o'I I II I'0..0000'I I'0"00000"'0"'", I"0"'-0" 0""0ALTURA DIAMETROMAQUINA DE DE BANCO, DE PERFORA-ARRANQUE H (m) ClaN, D (mm)Tractoresde orugas 2-4 50 - 125Excavadoras de ca-bles e hidrulicas.Dragalinas y rotopa-las 10- 15 125 - 250VELOCIDAD CONSUMOMAQUINA DE SISMICA ESPECIFICOARRANQUE (mis) (g ANFO/m3)Tractores de orugas(575 kW) 3.000 230(343 kW) 2.500 130(250 kW) 2.000 130(160kW) 1.200 80Excavadora decables 1.800 180Excavadorahidrulica 2.000 190Dragalina 1.500 220Rotopala 1.200 110madas entre las velocidadessismicasmximas y losconsumosespecificosdeexplosivo,referidosalANFO,parallevara caboadecuadamentelasprevoladuras.Esde destacarque conformelasvelocidadesbajanen elmismosentidolodebenhacerlascargasdeexplosivo.Los esquemasdeperforacinpuedensercuadradoso al tresbolillo con ,,8 = S".En cuantoa la inclinacinde los barrenos,con di-metrospequeosy pequeastongadascomoel nicofrentelibresueleserlapropiaplataformadetrabajo,serecomiendallegara ngulosprximosa los45,lo cualobligaa ir a sobreperforacionesentre,,15y 20D. Enlosgrandesdimetroscon mayoresalturasdebancosilos equipos son rotopercutivosse puede realizar laperforacin con inclinacionesentre 15y 30Y si losequipos son rotativosentre 15y la vertical.En cuanto al cebado,seaconseja realizarsteconcordn detonantey en caso de empleardetonadoressituarlos en cabeza.El tamaode lasvoladurasinteresaquesealo mayorposible,a fin de que en su ejecuciny extraccindelmaterialno se veanafectadoslos equiposde carga ytransporte.En general,no debenexistir problemasde proyec-cionessi seefectadeformaadecuadael retacadoconuna longitud mnimade ,,35D y slo lasvibracionespuedensercausade limitacin.Nodebeolvidarsequeen estetipo de voladuraslas cargasestnmsconfi-nadasy en comparacincon una pega convencionallas vibracionesson mayores.Para reduciresteproblemaes posibleemplearre-ls de microrretardocomo se indica en la Fig. 21.23,pero eligiendo unos tiempos no demasiadograndes,yaque ladireccinprincipalde movimientode la rocaes hacia la superficiey existecierto riesgode cortes.-~ sPUNTO DEINICIACION- -- --- -----""'"PRIMER BLOOUEDE BARRENOS- ~----RELE DE15m,~~,;' ~rFigura 21.23. Prevo/adura disparada con cordndetonantede bajo gramajey relsde microrretardo.298~9. VOLADURAS COYOTEEn algunoscasos especiales,el mtodomsecon-.micode realizardesmontesen terrenosmontaososu ' /obtenermaterialde escolleraen canterasconsisteenutilizar las "voladuras coyote".Estas se realizanmedianteunaserie de pequeasgaleras principales, ' /excavadas al nivel de la plaza de la cantera y perpendi-culares al frente, desde las cuales se efectan recorteso transversalesparalelosalpiedeltalud,dentrodelos " /que se colocan las cargas de explosivo, Fig. 21.24.La distribucin espacial del explosivo es muy deficien-te, razn por la que estas voladuras slo son aconseja-blesenmacizosintensamentefracturadosocuandose ' /quiere producir escollera.'---"1.- 25 mI "1': 1JC._~25m .~' /Planta(O) Seccin' /~30 m II25m :25 m ,Frente' /Planta' /(b)Seccin' /Figura 21.24. Esquemasdelaboressubterrneasen voladu-ras coyote con diferentes alturas de desmonte.,~Los mejores resultadosse obtienengeneralmentecuandolos frentestienenalturasentre20 y 30 m, paraalturas superiores es preciso realizar una segunda serie ' ode transversales.La longitudde lasgalerasprincipalesse aconsejaque sea de 0,6 a 0,75 veces la alturadel'frentedecantera,Fig.21.25.Unavez colocadaslascargasde explosivodentrode ~los transversales,se debe procedera tapar la galeraprincipalcon bloques de roca, o preferiblementecongrava,paraque'actecomolo haceel retacadode los ,~barrenos.El clculode las cargaspuedehacersea partirde lasiguientefrmula:Q = K1 . K2 . 83Donde: '----Q = Carga de explosivo (kg).K1 = Factor que depende del tipo de explosivo.K2 = Factor que depende de las caractersticas de laroca.B = Distancia desde el centro de gravedad de la cargaa la superficie libre (m).'----" "'---",/En las Tablas 21.17 y 21.18 se dan unos valoresorientativosde losvaloresde K1y K2'/TABLA 21.17IITABLA 21.18Los consumos especficos normales para un esque-ma de galera en T simple oscilan entre 0,5 y 0,75kg/m3,mientras que para T mltiples el consumo para laprimera T vara entre 0,6 y 0,75 kg/m3y para la ltimaTentre 0,75 y 0,9 kg/m3,con unos valores medios paratoda la voladura de 0,7 a 0,85 kg/m3.La pila de escombro generalmente presenta una altu-ra 1,5 veces menor que la altura del frente, sin embargola roca fragmentada se desplaza hasta 1,5 a 2 H desdeel pie original del frente.TH' ALTURA I"CARGAl. 0,6a 0,76H I(o)PERFIL DE LA PILADE ESCOMBRO,~' ,fIIIIIIANUEVOFRENTE~.,,-""""""'~1,6a 2,0H ~(b)Figura21.25. Esquemadedistribucindelmaterialrocosoen unavoladuracoyote,antesdedisparar/a(a)y despusdedisparar/a.10. VOLADURAS DE CONSOLlDACION DE TERRE-NOS SUELTOS NO COHESIVOSLas voladuras de consolidacin han sido utilizadasdurante los ltimos cincuenta aos para aumentar ladensidad de suelos sueltos no cohesivos. Es una tcni-ca particularmente indicada para tratar materiales quese encuentran a una profundidad excesiva para las tc-nicas convencionales. Aunque las voladuras de consoli-dacin se han utilizado para limitar los asentamientos,son ms comnmente empleadas para prevenir la licue-faccin de sedimentos bajo cimentaciones o apoyos. El- fenmeno de licuefaccin puede aparecer por la aplica-cin de cargas rpidas, asociadas a tensiones de ciza-lIamiento o a actividad ssmica.Las voladuras de consolidacin de sedimentos suel-tos fueron usadas por primera vez en Rusia en 1936(Ivanov, 1980). Desde entonces esta tcnica de voladu-ras se ha aplicado en las cimentaciones de presas(Solymar, 1984; Ivanov, 1980), tambin, para mejoraruna plataforma de perforacin en el Artico (Stewart yHodge, 1988), en rompeolas o espigones portuarios(Carpentier et al, 1985) y, ms recientemente,en Chico-pee, Massachusetts, en una zona de 35.000 m2sobre laque se quera construir edificios industriales y comercia-les, estando el subsuelo constituido por un depsito dearenas aluviales saturadas, con un espesor mximo de15 m y, tambin, en el tratamiento del dique de unapresa de residuos de arenas bituminosas en la mina deSuncar Oil Sands, cerca de Fort McMu~rayen Alberta,Canad (1991).En Espaa existe un antecedente de una obra enValencia en la que en el ao 1987 se aplic este proce-dimiento para consolidar una capa de arena de 17 m deespesor. .10.1. Mecanismos presentes en las voladuras deconsolidacinLa detonacin de cargas explosivas en arenas sueltasprovoca en ellas la licuefaccin. El mecanismo de densi-ficacin de las arenas por voladuras comprende tresetapas bsicas:1. Inmediatamente despus de la detonacin, la ondade choque se propaga a travs del medio, rompien-do todas las uniones existentes entre las partculasde arena, tanto las debidas a la friccin como a lacementacin. Esto da lugar a una disminucin mar-ginal de la densidad y a la anulacin de las tensio-nes efectivas durante un corto perodo de tiempo.Los granos de arena comienzan inmediatamente areagruparse o colapsar, con una estructura estads-ticamente ms densa o compacta. La disminucindel volumen de huecos incrementa la presin deporo y expulsa parte del fluido existente de laestructura colapsante. El efecto de la detonacin esconsiderablemente mayor en el caso de suelos par-cialmente saturados con agua que en el caso de unsuelo totalmente saturado. Una buena parte delfenmeno de densificacin, probablemente, tienelugar durante esta etapa en la que puede perdurarhasta 24 horas.2.299TIPO DEEXPLOSIVO VALORESDEK1Gelatinoso 0,17ANFO 0,25TIPO DE ROCA VALORDEK2Roca blanda 1,2 - 2Roca media 2,2 - 3Roca dura 3,2 - 3,5Roca muy dura 4 - 4,5Roca agrietada pero slida 3-53. Una vez que se ha disipado el exceso de presin deporo, la densidad aparente del suelo, reflejo de laresistencia a la penetracin, continua incrementn-dose durante un perodo de hasta seis meses. Unfenmeno similar de curado o envejecimiento se haobservado en probetas de laboratorio y en materia-les depositados recientemente.Actualmenteexistenvariasteorasparaexplicarpor-que se produceen los materialestratadosun aumentode la resistenciaa la penetracin-CPT (Cone Penetra-tion Test) con el tiempo.Schmertmann(1987)sugiereque tal incrementoes debidoa la recuperacinde lastensioneshorizontales.La orientacinde los granosylos lazos o contactoscon friccinentreellosgobiernanel desarrollode dichas tensiones horizontalesen lossuelos,estandoacompaadadeunalentadisipacinde .las presionesde porointergranulares.10.2. Diseo de voladuras de consolidacinEl objetivode un proyectode voladurasde consolida-cin es alcanzarunadensidadde los materialesgranu-laresdeseada,manteniendolos efectosde las voladu"ras sobre estructuras ady?centes por debajo de unumbra1de seguridad.Generalmente,esta tcnicadevoladurases la ms efectiva,desde el puntode vistaeconmico,debido a la profundidady el volumendematerialquees densificado.Aunquecadaproyectodevoladurasde consolidacinrequiereuntratamientoparticular,segnlascaracters-ticas de los materialesy condicionesespecficas dellugar,el diseo de este tipo de voladurasdebe com-prenderlossiguientesapartadosbsicos:- Procedimientode perforaciny cargade los barre-nos.- Tiposdeexplosivosa utilizar.- Densidadde carga necesaria (e.g. espaciamientoentrebarrenos,profundidad,cargasde explosivos,etc.).- Nmerode seccionado de cargas dentrode cadabarrenoy retardosentrecargas.- Tamaode lasvoladurasy tiempotranscurridoentrepegassucesivas.- Efectosde las voladurassobre las estructurasexis-tentes.- Efectividadde lasvoladurasy criteriosdeaceptabili-dadde lasmismas.- Efectosde envejecimientosobrelasarenas.Al igualquesucedeconotrostiposdevoladuras,granpartede los parmetrosanterioresdebenser ajustadosmediantevoladuras de ensayo o a escala, antes depasara lasvoladurasdelprogramade consolidacin.10.2.1. Procedimientode perforacin y carga delos barrenosLas tcnicasde perforacinque puedenemplearsepuedenser varias.No obstante,se ha comprobadoenla prcticaque los barrenosdebenentubarseparapro-cedera unacargamsfcil.300'--Generalmentese perforanconequiposa rotacinconbocasdetrialetaso bialetasmontadasenel extremodelvarillajeinterior.El fluidode barridose usaparaatrave-sar slo las capasmsdurasde material,puesel suelo '--perforado puede evacuarse mecnicamentecon lasbarrenashelicoidales.Unavez alcanzadala profundidaddeseada,se acon- '----seja ensueloshmedosrellenarlosbarrenosconagua,especialmentecuandose va a realizarla retiradadelentubado.Con esto se pretendereducirel riesgo de "-invasin del barreno por arenas fluidas que puedanascenderdesdeel fondode latuberaabierta.En algunos casos, se ha perforado slo con aire,dejandolatuberaexteriorquese habaclavadocuando "-se realizabael barreno.Esta prcticaes aconsejadacuandolas arenasestnbastantesecas.Los explosivosutilizadosdebentenerunaciertarigi- "-dez con el fin de formarcolumnasde varioscartuchosadosadosal cordndetonanteo tubodel detonadorenel caso de ser de tipo NONEL. Unavez formadacadacolumnase retirael varillajeinteriory se introducenlas "-cargasdentrode los barrenoscon auxiliode un ataca-dor, tal comose muestraen la Fig. 21.26,pasandoacontinuacina extraerlentamentela tuberade revesti- '---miento.Las arenassueltasinvadenel huecodel barre-no,producindoseunacoplamientototalcon lascargasdeexplosivo.En caso de producirseun ascensode las columnasde explosivoo atascosde stasdentrode las tuberasserprecisoejercerunamayorpresincon losatacado-reso rellenarconaguarpidamenteelvolumenocupa- "-do porstosdentrode los barrenos."-"-"-"-"-'-'-'-Figura21.26. Procedimientodecargadelos barrenosy reti-radadelas tuberasde revestimiento. '-"/10.2.2. Dimensionadode las cargas de explosivoLos consumos especficos necesarios para los dife-/ rentestrabajosvaranen unrangoamplio,dependiendodel tipo de material, geometra y grado de compactacindeseado. Comnmente, los consumos especficos utili-/ zadosse encuentranentrelos 15y los'30g/m3.En la prctica se sigue una simple regla para la distri-bucin de las cargas, basada en el criterio del Nmero/ de Hopkinsonparala licuefaccin.Las frmulasutiliza-das son las siguientes:- Para licuefaccintotal:0'/31R =0,17 mssiendo:R = Distancia entre cargas (m).O = Carga de explosivo (kg).- Para evitarla licuefaccin:0'/31 R =0,12 menos.Considerandoque Ht', es el espesorde materialaconsolidar,generalmenteentre2 y 1O m,y la longitudde carga 1,el criteriode diseose establecea partirde:0= 0,050. 13,siendo:I =2/3 . HEl centro de la carga debe estar aproximadamente a2/3 H del techo del estrato o capa a densificar.Las expresiones anteriores sirven para una primeraestimacin, dentro de los objetivos generales de un pro-yecto de tratamientode materiales sueltos.En cuanto a los esquemas de perforacin pueden serrectangulares o al tresbolillo, aunque generalmente seutilizan stos ltimos por presentar una mejor distribu-cin espacial del explosivo.Como criterios bsicos a tener en cuenta cabe indicarlo siguiente:- Pequeasvoladurassucesivassonmejore~ue unasola voladura grande. As por ejemplo, en el caso dela Fig. 21.27 se dispararan primero conjuntamentelas filas 1 y 7, despus la 2 y 6 al cabo de 24 horas, yas sucesivamente. .- El grado de consolidacin decrece en cada una delas voladuras sucesivas, pero el resultado final esmejor que con una nica voladura.En un esquema prefijado dos cargas de X kg dentrode un mismo barreno producen un mejor resultadoque una nica carga de 2X kg por barreno, Fig.21.28. Esto conduce a un menor consumo especfi-co de explosivo por m3de suelo objeto de consolida-cin.El tratamiento de los terrenos mediante voladuras enfilas tiene la ventaja de someter al material de las filasFigura 21.27. Esquema de voladura con barrenos al tresbolllo.adyacentes a diversas cargas cclicas por el paso suce-sivo de las ondas de choque. Solymar (1984) ha puestode manifiesto que puede conseguirse una mayor conso-lidacin de los terrenos sometiendo a stos a diversaspasadas de voladuras que con.una sola con superiordensidad de carga.10.2.3. Tipos de explosivosEl criterio bsico que se sigue en la seleccin del tipode explosivo es la seguridad. Los explosivos empleadosdeben soportar las presiones dinmicas de los barrenosadyacentes disparados o cargas secuenciadas dentrode un mismo barreno, de manera que no detonen porsimpata o se supere la presin de muerte.Por otro lado, como la colocacin de las cargas dentrode los barrenos se suele hacer a travs de las propiassartas de perforacin o entubacin, existe un riesgo dealtas temperaturas en algunos tramos y, tambin, laESPACIAMIENTO~ 1,5 x RCANTIDADDEEXPLOSIVO~ 100UNIDADESCONSUMOESPECIFICO~ 1,0UNIDADESPACIAMIENTO ~ 2,0 x RCANTIDADDE.EXPLOSIVO ~ 236 UNIDADESCONSUMO ESPEClnco ~ 1,33 UNIDADESSUPERFICIE DEL TERRENO"\/I j ,\ -R- i1\'" /1 /1I 11 II 1 I 1I I 11 1 I, I I. 1/ 1 ~I !\ ,!IIJ' \1I / , i, , ', " ,/ \ A - - - ~.:. ~~~ - - - - - -~~~~'-'~~~~- --NIVEL INFERIOR DEL ESTRATO DENSInGADOFigura21.28. Comparacindeesquemasconcargasconti-nuasyseccionadas.301, 6 5 4 3 2/@) @ @ ,1 'posibilidad de atranques. Es por ello que se deben usarexplosivos de baja sensibilidad al impacto y al calor.Tambin es frecuente que las arenas a consolidarpresenten un cierto grado de saturacin de agua, por loque los explosivos deben ser resistentes a la misma.Por todo lo indicado, los explosivos ms indicadosson los hidrogeles y las emulsiones, y en el caso deriesgo de presin de muerte los mismos productos, perosensibilizados con microesferas de alta presin.10.2.4. Tiempos de retardoNo existen unas reglas rgidas en lo relativo al retardoentre cargas. No obstante, se ha comprobado que dis-parando las cargas superiores dentro de los barrenossecuenciados se produce un preacondconamentoen la zona inferior, como consecuencia del aumento dela presin de poro, que hace ms efectivas a las cargasinferiores. Esto permite el empleo de cargas de explosi-vo mucho ms pequeas en el fondo de los barrenos.El estado de preacondicionamiento da lugar a unafuerte cada de las tensiones efectivas totales.En los ltimos proyectos realizados se han llegado autilizar retardos entre filas, dentro de una misma voladu-ra, entre 500 y 3.000 ms.10.2.5. Iniciacin de las voladurasEl sistema de iniciacin que se aconseja, por su sim-plicidad y seguridad, es el constituido por el NONEL.Adems de las caractersticas apuntadas, permite efec-tuar de manera eficiente el seccionado de cargas dentrode un mismo barreno y jugar de una manera ms vers-til con los tiempos de retardo.Durante la carga de los barrenos deben tomarse pre-cauciones para no daar los sistemas de iniciacin.10.2.6. Control de las vibracionesEl retardoentrela detonacinsecuenciadde lascar-.gasde explosivo,ademsdelefectodepreacondiciona-mientode los materialesa tratar,sirve para reducirlaintensidadde lasvibracionesterrestres. .rNo debeolvidarsequelascargasse encuentrantotal-menteconfinadas,porlo queunagranpartede la ener-ga producidapor el explosivose transformaen ondaselsticas. Por otro lado,en este tipo de voladuraslasfrecuenciasde vibraCindel terrenoson por lo generalmsbajasquelasqueaparecenen lostrabajosdevola-dura de rocas. Estas vibraciones,aunque no tengangran intensidad,son ms peligrosaspara las estructu-ras construidas,pues las frecuenciasdominantesseaproximana las frecuenciasde resonanciacaractersti-cas.Por todo ello, se aconseja que cuando se inicie unproyectode voladurasparadensificarsuelosse lleveacaboparalelamenteunestudioy controlrigurosode lasvibracionesgeneradas.30210.2.7. Asentamientosasociadosa la consolida-cin'--Numerosos ensayos efectuados en distintas obras ',-han demostrado que, cuando se trata de arenas sueltas,el efecto de consolidacin llega a una distancia un 50%superiora la profundidada laquese encuentranlascar- "-gas de explosivo. Al aumentar la densidad disminuye laprofundidad del efecto a un rango entre 1,2 Y 1,3 la pro-fundidad de la carga, Fig. 21.29. "-R f'\cix '---- '------/H~r 1+,~"- I -// 2//'"'--"-Figura21.29. Cubetadeasentamientos(1)Yzonadecon-solidacin(2)al dispararseunacargadeexplosivoenterrada."-Si sedefinecomozonade influenciaaquellapartede "-la superficiecuyo asientoes mayorde 1 cm, se tienequeel radiomximode estazonaes:Rmx'= K . Q'/3.'-.El coeficiente K se recoge en la Tabla 21.19 paradistintos tipos de suelos. "-.TABLA 21.19'-.'-'-.Los asientos que experimentan los terrenos tratadospueden llegar a ser muy importantes,as por ejemplo enuna obra efectuada en Valencia se midieron descensosen 24 h de hasta 70cm.'-."11. VOLADURAS APLICADAS A LA RESTAURA-CION DE TERRENOS. VOLADURAS GEOECO-LOGICAS. "Hoyenda,existeungrannmerode canterasaban-donadasy otras en explotacinen todoel mundo.Enmuchoscasos,tantosu localizacincomosu diseohaobedecidoexclusivamentea criteriosde tipogeolgico,tcnicoy econmico."TIPO DE SUELO DENSIDAD KArena fina 0-0,2 25-150,3-0,4 8-7>0,4 >7Arena media 0,3-0,4 8-7>0,4 >6.../El paisaje es actualmente un recurso natural cada vez- ms demandado. Este puede definirse como la partefcilmente perceptible, polisensorialmente, de un siste-.../ ma de relaciones que subyace al territorio. Est consti-tuido e influido por los materiales geolgicos y sus for-mas fisiogrficas, por la vegetacin que cubre los terre-J nos y los colorea, por las actividades del hombre querepuebla, cultiva, etc.No hay duda que la minera a cielo abierto produceJ notables impactos visuales, como consecuencia de lasgrandes excavaciones y depsitos de estriles, que danlugar a importantes modificaciones fisiogrficas y prdi-das de calidad del paisaje.Dentro de las labores de recuperacin el remodeladose configura como una de las operaciones principales,~ puesfacilitael establecimientode un sustratoestabley../ permite controlar la erosin hdrica. En los frentes roco-sos de las canteras los procesos erosivos y meteorizan-", tes actan desde que stos se abandonan, pero para../ llegar a unas formas similares a las del paisaje naturaltendran que transcurrir cientos o miles de aos. Esta esla razn por la que desde hace poco tiempo se estn""' estudiandonuevastcnicasparaacelerartalesproce-../ sos mediante el empleo de explosivos en las voladurasdenominadas geoecolgicas.""' A continuacin, se describen distintas posibilidades../ de aplicacinde las tcnicasde perforaciny voladuraa los trabajos de restauracin, tanto de huecos de exca-vacin como de escombreras de estriles,/.../11.1. Modelado de los huecos finales de excava-cin/Una vez alcanzada la posicin final de los taludesgeneralesde los huecosproyectados,tantosi se trata../ de unfrenteescalonadoo con banconico,se procedea aplicar algunas de las tcnicas de tratamientode~ stos. Dichastcnicasdependernde las condiciones/ de estabilidad, tipo y dimensiones del frente, disponibili-dad de materiales de relleno, naturaleza del mismo, yposibilidad de simultaneidad de algunas de las actuacio-nes tcniGas./ Una prctica habitual es la realizacin de voladurasde contorno, precorte o recorte. Los frentes de los talu-. des excavados con este tipo de voladuras suelen tener/ pendienteselevadas,pues,entreotrascosas,se persi-guegeneralmentequeel taludgeneraltengalE!mxima" inclinacinposibleparamoverpocoestrilo'fecuperar/ un mayorvolumende reservas.Esas inclinacionessonexcesivaspara la instauracinde la vegetacin,salvopara los lquenes o musgos que puedanaparecer al, cabodel tiemposi las condicionesson favorables.Por../ estemotivo,desdeel puntode vistade la restauracin,la presencia de superficies lisas, compactas y muy" escarpadas,comolasquese consiguencon lasvoladu-/ rasdecontorno,suponenuninconvenienteparala reve-getacin.Con el fin de aportara los taludesfinalesun aspectomsnaturaly poderalcanzarsuperficiesmstendidasy/ con un mayorporcentajede finos capaces de aportarelementos nutrientes y un sustrato con una mayor" potencialidadde suelo puederecurrirsea las tcnicas/ siguientes de voladura:/A. FRENTES DE BANCO UNICOEn taludes de un solo banco en roca, de grandesdimensiones,se puedenrealizarlos siguientestiposdevoladura.Voladuras de remodeladoparciala lo largodel frente .Consisten en la perforacinde barrenos bastanteespaciadosentres, que unavez disparadosprovocanel arranquede la rocapordelantede los mismos,depo-sitndola al pie del talud conformandomontonesdemenor pendientesobre cuyas laderas se sembrar.Como las grietasgeneradasporcadados barrenosnollegana interconectarseel contornodel taludse verirregular,Fig. 21.30a.Voladura de remodeladototal en el frenteSi adems de tender el ngulo de talud se buscacrearpequeasbermaso repisasdondese acumuleelmaterialfragmentadoparafavorecerla revegetacin,las voladurasse perforancon variasfilas de barrenos,teniendocada una de ellas diferentesprofundidades,Fig.21.30b.~fl-~/SEcaeN_/---, - VOLADURA DE REMODELADO PAROAL~r /--b. - VOLADURA DE REI.fODELADO TOTALFigura21.30. Voladurasdiseadasparael remodeladodelfrentede unbanconicodeexcavacin.303B. Frentes con varios bancosEn los taludes finales en los que se hayan dejadovariosbancos,con sus bermasrespectivas,se podrnaplicarlassiguientestcnicasdevoladura.Voladuras de descabezamiento para el rellenoparcialde las bermasCon estas voladuras no se modifica la pendientegeneraldel talud,peros la de la cara de los bancos,pues al fragmentarla roca de la partealtade stos ydejarla depositada en las bermas horizontales, losngulosquese alcanzaranestarncomprendidosentrelos de reposodel materialproyectado(33a 38)y losde la roca excavada por accin del explosivo, quedependernde la inclinacinde losbarrenos.El diseode lasvoladurasdebeser tal quegaranticela integridad del macizo rocoso residual; para ellopodra recurrirsea la combinacinde las tcnicasdeprecortey de las voladurasamortiguadas,con una odosfilas.Voladuras puntualespara la excavacinde hoyosEsta tcnica de tratamientode los taludes consiste enla perforacin de pequeos barrenos y disparo de car-gas que con pequea longitud, aproximadamente 80,como si se tratara de cargas esfricas, permiten por laexcavacin en crter crear los hoyos necesarios para laimplantacin de especies arbreas y aumentar ligera-mente la fracturacin natural del macizo rocoso paraayudar al desarrollo radicular de la vegetacin.En ocasiones, como se realiza en algunas canterasdel Japn, slo se perforan barrenos, incluso inclinados,sobre las caras de los bancos para proceder posterior-mente a la plantacin.11.2. Modelado de escombreras y tratamiento desuperficiesLas escombreras son estructuras destinadas a alojarlos estriles que se producen durante la explotacin delos minerales. Tanto en minera subterrnea como acielo abierto se generan estos materiales de desecho,pero en mucha mayor cantidad en este ltimo sector.,.:'Estabilizacin y remodeladode escombrerasDurante la construccin de las escombreras aparecencon frecuencia fenmenos de inestabilidad o de riesgopotencial, en forma de abombamiento, que es precisocorregir.Los abombamientos de cresta, que se forman cercade la cabeza de las escombreras con unas sobrepen-dientes cncavas del frente superiores a los ngulos dereposo de los materiales, estn provocados por la defi-ciente segregacin y por la trabazn de los bloques quepueden producirse en la parte alta. Aunque en la prcti-ca puede continuarse vertiendo, si la sobrependiente escontinua se puede generar un rpido asentamiento queafecte a la parte superior de la escombrera y obJigue al304"--cierretemporalde esa zonadevertido.En la Fig. 21.31se representaunaseccintransversalde un vertederodondeparaeliminarel riesgoderoturadelborde,bajoelpesode losvolquetescargados,se disponendosfilas '----de barrenos,con las que se consigue reducirla pen-dienteenel nivelmsaltodedichaestructura.'--,~,'-',--'---PERFIL APROXIMADO DESPUES DE LA VOLADURAFigura 21.31. Estabilizacinde una escombrera.'--En lo referentea las cargasde explosivo,si stese '--utilizaa granel,puedenprepararsecon tubosde plsti-co o PVC paraevitarla prdidaentrelos huecosexis-tentesy garantizarla continuidadde las columnase ini- "-ciacin de las mismas. Como los materiales ya seencuentranfragmentadosy slose necesitaunapeque-a removilizacin,los explosivosadecuadosson aque-llos quedesarrollanunaelevadaEnergade Burbujao '--volumen de gases, tales como el ANFO y sus derivados.En el momento del disparo, debe prestarse un cuidadoespecial y tomar las medidas de 3eguridad adecuadas '--frentea las posiblesproyecciones,retirandotodos losequiposminerosprximosal readevoladura."-Descompactaciny preparacinde los hoyosUno de los factoresfsicos queafectaal crecimiento '-de lavegetacines el niveldecompactacinde lossue-los. En el casode lasescombrerasel pasode la maqui-naria,fundamentalmentevolquetes,da lugara la exis- "-tenciadecapascompactasprximasa la superficiequeimpidenel normaldesarrollode las races, tanto porfaltade aireacincomo por resistenciamecnicaa lapenetracin. Las capas compactas con alto contenido "-en arcilla,cuando estn hmedas,son relativamenteimpermeablesal aguay al aire.La descompactacinsuele efectuarsecon equipos "-mecnicos,tractoresde ripado,arados subsoladores,aradosescarificadores,etc.La presenciadealgnboloaflorantedegranvolumen "-puedeexigirparasu fragmentacinel empleode explo-sivos,perotalessituacionesno son frecuentessi en laplanificacindel proyectose contemplala utilizacindematerialesfinos o suelos retiradosy apiladospara la "-recuperacinde losterrenos.En cuantoa las superficies excavadas,suelen sercompactascon un porcentajede finos muypequeos, "'-"-//",O:ETACj- ~~J~. ~a~.Q~:c;1S ~2Q",,'"o~t~.~AlA -. Q,P-~ARADE ~ ~ -~- 0-C,~ ~ ~::c-- -es -= --=-- -===-== --OCC=