ES2564515T3 - Método para desprender un monolito de un macizo rocoso y dispositivo para aplicar el método - Google Patents

Abstract

Método para desprender monolitos de un macizo rocoso con diversa compacidad y separar monolitos en secciones y bloques, especialmente en regiones sensibles sísmicamente, así como para romper bloques de hormigón, que consiste en perforar barrenos (3) de explosión en tal macizo (2) o bloque (1) de hormigón colocados en una sola fila y que tiene la misma profundidad o colocados en varias filas al mismo nivel, preparar cargas equipadas con medios que producen la ignición de estas cargas, instalar dichas cargas en dichos barrenos (3) y sellar los barrenos con arcilla, arena o su mezcla, conectar dichos medios que producen la ignición de dichas cargas y quemarlos como resultado de lo cual el monolito se separa del macizo rocoso, caracterizado porque dependiendo de la longitud y el volumen del monolito (1) que va a desprenderse del macizo (2) rocoso o el bloque (1) de hormigón, los barrenos (3) de explosión se perforan en dicho monolito o bloque con un diámetro idéntico d >= 25-75 mm, una distancia idéntica entre ellos c >= 10-25 cm, una distancia idéntica e >= 10-15 cm de los barrenos (4) más exteriores desde los bordes (5 y 6) del macizo (2) principal, y una distancia idéntica k >= 10-20 cm desde el plano (7) inferior del monolito (1) que va a desprenderse, al tiempo que dependiendo del diámetro (d) de los barrenos (3) y de su número, se prepara el mismo número de dispositivos (8) de generación de gas idénticos que tienen sus cubiertas, compuestas preferiblemente por polietileno, adaptadas al diámetro y la altura de los barrenos y equipadas con un dispositivo (11) iniciador dotado de un elemento (16) de ignición pirotécnico equipado con cables (17) eléctricos, que está rodeado con una mezcla (12) binaria que contiene 88-105 partes en peso de clorato de sodio y 0,8-1,5 partes en peso de óxido de hierro que funciona como catalizador de quemado, y después se inyectan 7,8-13,5 partes en peso de fueloil para motores (19) diésel a la mezcla por medio de cualquier método conocido comúnmente y los dispositivos (8') de generación de gas así preparados y herméticamente cerrados se colocan, dependiendo de la altura (H) de los barrenos (3) de explosión, en al menos una fila en el fondo de los barrenos de tal manera que los cables (17) eléctricos sobresalen sobre la superficie del monolito que va a desprenderse, y además se realizan las operaciones conocidas comúnmente en lo que se refiere al sellado de los barrenos por medio de arcilla, arena o su mezcla y la ignición de dicha mezcla ternaria iniciada por los dispositivos (11) iniciadores que generan calor y gas con una presión que asciende a 95-105 MPa y que producen el desprendimiento del monolito (1) del macizo (2) rocoso o la avalancha del macizo o la rotura del bloque (1) de hormigón.

Description

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METODO PARA DESPRENDER UN MONOLITO DE UN MACIZO ROCOSO Y DISPOSITIVO PARA APLICAR EL

METODO

DESCRIPCION

El objeto de la presente invencion es un metodo para desprender un monolito de un macizo rocoso con diversa compacidad y dividir monolitos en secciones y bloques, especialmente en regiones sensibles s^smicamente, asf como para romper bloques de hormigon, y un dispositivo de generacion de gas para aplicar el metodo, disenado principalmente para usarse en trabajos relacionados con el desarrollo en regiones sensibles sfsmicamente, especialmente en la eliminacion de efectos de derrumbamientos, deslizamientos de tierra, deslizamientos de lodo, y efectos de acontecimientos extraordinarios producidos por ejemplo por un terremoto, o desprendimientos de rocas como resultado de excavaciones en obras en carreteras realizadas en proximidad cercana de estructuras de edificios.

Hasta la fecha, los trabajos de ingeniena llevados a cabo en relacion con la preparacion del terreno para un desarrollo requieren la ejecucion de la nivelacion del terreno, la realizacion de excavaciones o la elaboracion de perfiles de escarpaduras, al tiempo que el trabajo debe llevarse a cabo frecuentemente en suelos duros o en rocas. El uso de maquinas para el arranque de tal terreno es muy diffcil, y a menudo imposible en vista tanto de la dureza del arranque como de la ubicacion de tal trabajo, especialmente en el caso de demolicion de terraplenes de roca o elaboracion de perfiles de taludes junto a carreteras en pendientes pronunciadas. Por tanto, en muchos casos tal trabajo se lleva a cabo con el uso de explosiones con el fin de desprender el medio de suelo o roca por medio del disparo de cargas de explosivos para obtener el perfil previsto de la escarpadura, la eliminacion de bloques de roca con grandes dimensiones o la eliminacion de deslizamientos de roca que se producen como resultado de deslizamientos de tierra o desprendimientos de rocas. Un problema diffcil tambien esta relacionado con el arranque de rocas dirigido a obtener material de piedra en forma de bloques, ya que en este caso la detonacion de explosivo en cualquier entorno genera, ademas de resultados positivos incluyendo la fragmentacion de la roca, tambien numerosos fenomenos y efectos negativos tales como:

- generacion de vibraciones del suelo provocadas por la detonacion;

- creacion de onda de choque;

- creacion de microgrietas, dano del bloque de piedra en el transcurso del mecanizado y por tanto aparicion de perdida de material;

- riesgo relacionado con fragmentos esparcidos de la roca trabajada;

- creacion de fisuras o microgrietas artificiales.

Por tanto, la ejecucion de tales trabajos en regiones con interaccion limitada de ondas parasfsmicas, cuyo origen puede consistir en la detonacion de materiales y cargas explosivas tfpicas, esta sometido a limitaciones sustanciales que se producen, entre otras cosas, por el hecho de que la accion de estas cargas esta caracterizada por una alta velocidad.

Se conoce el metodo de extraer laminas de piedra que consiste en perforar barrenos de explosion en roca, ubicar en tales barrenos materiales de cargas de explosivo preparados apropiadamente dotados de medios que producen su ignicion y la combustion lenta a presion creciente, dando como resultado la generacion de gas y bloques de roca desconchados procedentes del macizo rocoso. En este metodo, los explosivos usados incluyen cargas obtenidas basadas en fulminante de mercurio (fulminato de mercurio) y nitruro de plomo, y en el caso de una accion de tipo estiramiento, se usan cargas obtenidas basadas en pentrita, trinitrotolueno y nitrato de amonio, sin embargo estos son materiales que muestran baja resistencia a la humedad y a la temperatura lo que da como resultado la degradacion significativa de sus propiedades explosivas.

Tambien se conocen dispositivos para desprender bloques de roca, que contienen lfquidos explosivos basados en nitrato de amonio, nitroesteres con diversos aditivos, polvora y cordon detonante (Shukin Ju. G. et al. en “Industrial explosive substances based on recycled ammunition”, OSA “Nedra” Publishing House, Rusia, M. 1998 pags 54-62).

Ademas, a partir de la descripcion de patente ucraniana n.° UA13373 se conoce el metodo de desconchar bloques de roca u objetos de construccion artificiales que consiste en perforar barrenos de explosion en roca u objetos de construccion artificiales, preparar cargas equipadas con medios que inician la ignicion, instalar las cargas equipadas en los barrenos de explosion, conectar los medios que inician la ignicion con el dispositivo que comienza la ignicion de las cargas, activar los medios que inician la ignicion con deflagracion adicional de las cargas dando como resultado el desconchado del bloque de roca con el movimiento simultaneo del bloque a lo largo de su superficie inferior en el transcurso de la generacion de gases como resultado de la combustion del compuesto qmmico de la carga en el espacio cerrado de los barrenos de explosion. En el metodo, los barrenos de explosion disenados para instalar cargas equipadas apropiadamente tienen una longitud de al menos 0,8 m, y las cargas se ubican en el fondo

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de cada uno de los barrenos y se situan a distancias iguales entre sf o en paralelo en varias filas en un nivel, al tiempo que se coloca en los barrenos una mezcla qmmica ternaria de generacion de gas compuesta por oxidante cristalino, una mezcla lfquida de hidrocarburos, y un modificador en polvo del proceso de quemado lento (deflagracion), y despues los medios que producen la ignicion se instalan y se conectan por medio de circuitos electricos con un dispositivo que inicia la detonacion de la carga, dando como resultado la ignicion de la mezcla. Ademas, los barrenos de explosion practicados de esta forma se sellan en el lado superior con una capa de arena y arcilla u otro material que permite cerrar hermeticamente los barrenos, tras lo cual se produce la ignicion y el quemado de la carga ternaria a presion creciente lo que conduce a la detonacion de dichos barrenos de explosion y a la generacion de grandes cantidades de gases a lo largo de las paredes de los barrenos de explosion y al desconchado de la roca u objetos de construccion artificiales a lo largo de toda la superficie de los barrenos de explosion liberados. Esto permite la extraccion eficaz de laminas de piedra a partir de roca o la demolicion de objetos de construccion artificiales sin permitir que se originen microgrietas o la fractura parcial de la piedra tanto en el bloque desconchado como en todo el macizo.

Ademas, a partir de la descripcion de patente ucraniana n.° UA 13372, que constituye el punto de partida para los preambulos de las reivindicaciones 1 y 6, se conoce un dispositivo para desconchar roca o demoler objetos de construccion artificiales que comprende una cubierta de polfmero cilmdrica cerrada con tapones en ambos lados con mezcla qmmica ternaria colocada dentro que puede producir gases con alta temperatura y presion bajo la influencia de factores externos, y que comprende ademas los medios que inician la ignicion de la mezcla, que tienen contacto directo con dicha mezcla y estan conectados con una fuente de corriente electrica directa por medio de cables electricos, al tiempo que la mezcla qmmica contiene un oxidante cristalino, una mezcla lfquida de hidrocarburos y modificador en polvo del proceso de quemado en proporciones tales como (69,99- 89,99) : (30- 10) : (001) .

El objetivo de la presente invencion es desarrollar un metodo de este tipo para desprender un monolito de un macizo rocoso con diversa compacidad y en diferentes condiciones geologicas que caracterizan el macizo y dividir el monolito en secciones y bloques lo que permitina el desprendimiento y la division omitiendo tanto el proceso de detonacion de cargas qmmicas en barrenos perforados como la generacion de la deflagracion que se produce a alta velocidad lineal por las cargas. Un objetivo adicional de la invencion es desarrollar un diseno sencillo y compacto del dispositivo para la aplicacion del metodo anterior, dotado de medios tecnicos que permitan la ignicion rapida de la mezcla qmmica circundante que genera gas ascendiendo la presion a aproximadamente 100 MPa, lo que garantizana una seguridad absoluta en el transcurso de su almacenamiento y transporte. Ademas, el problema tecnico que requena resolverse consistfa en desarrollar una composicion de mezcla qmmica ternaria compatible de este tipo que no mostrara tendencia a la deflagracion y evolucion de combustion de la mezcla hacia la detonacion (explosion), y que tuviera alta sensibilidad al impulso de inicio de quemado de la mezcla sin que dicho quemado evolucione hacia el proceso de deflagracion.

Segun la invencion, el metodo para desprender un monolito de un macizo rocoso con diversa compacidad y separar monolitos en secciones y bloques, especialmente en regiones sensibles sfsmicamente, asf como para dividir bloques de hormigon, consiste en que dependiendo de la longitud y el volumen del monolito que va a desprenderse del macizo rocoso o bloque de hormigon, se perforan barrenos de explosion en ellos con un diametro identico que oscila entre 25 mm y 75 mm, una distancia identica entre ellos que oscila entre 10 cm y 25 cm, una distancia identica de los barrenos mas exteriores desde el borde del macizo principal que oscila entre 10 cm y 15 cm, y una distancia identica desde el plano inferior del monolito que va a desprenderse que oscila entre 10 y 20 cm, tras lo cual, dependiendo del diametro y del numero de los barrenos perforados, se prepara el mismo numero de dispositivos de generacion de gas identicos que tienen sus cubiertas, compuestas preferiblemente por polietileno, adaptadas al diametro y la altura de los barrenos. Los dispositivos estan equipados con un dispositivo iniciador dotado de un elemento de ignicion pirotecnico equipado con cables electricos, estando rodeado dicho elemento de ignicion con una mezcla binaria que contiene 88-105 partes en peso de clorato de sodio (NaClOa) y 0,8-1,5 partes en peso de oxido de hierro que funciona como catalizador de quemado, y entonces se inyectan 7,8-13,5 partes en peso de fueloil para motores diesel a la mezcla usando cualquier metodo conocido comunmente. Los dispositivos de generacion de gas preparados de esta forma y cerrados hermeticamente se colocan, dependiendo de la altura de los barrenos de explosion, en al menos una fila en el fondo de los barrenos de modo que sus cables electricos sobresalen sobre la superficie del monolito que va a desprenderse, y entonces se llevan a cabo adicionalmente operaciones conocidas comunmente para sellar los barrenos con arcilla, arena o mezcla de arcilla y arena, y para la ignicion de la mezcla ternaria iniciada por dispositivos iniciadores, que generan calor y gas con una presion que asciende a 95-105 MPa, produciendo el desprendimiento del monolito de un macizo rocoso o la avalancha del macizo o la rotura del bloque de hormigon. La densidad de la mezcla ternaria es favorablemente de 2,0-2,5 g/cm3, y dependiendo de la masa de clorato de sodio contenida en la mezcla ternaria del dispositivo de generacion de gas disenado para ubicarse en el barreno perforado, el tiempo de saturacion de la mezcla binaria con fueloil es de 30-90 minutos. Tambien es preferible que con el fin de desprender un monolito del macizo rocoso, el dispositivo de generacion de gas contenga 60-120 g/m3 de mezcla qmmica ternaria por cada metro cubico del arranque dependiendo de su tipo, preferiblemente 100 g por m3 del arranque. Ademas, segun la invencion, dependiendo del tipo y el volumen del macizo desprendido, se perforan barrenos con una altura de 0,7-5 m, y los dispositivos de generacion de gas se ubican en uno, dos o tres niveles, preferiblemente a la misma distancia unos con respecto a otros.

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Ademas, la esencia del dispositivo de generacion de gas que va a usarse para desprender un monolito de un macizo rocoso con diversa compacidad y separar monolitos en secciones y bloques, usado especialmente en regiones sensibles sfsmicamente, as^ como para dividir bloques de hormigon, consiste en que en el transcurso del almacenamiento y transporte, el dispositivo tiene en su cubierta de poKmero un dispositivo iniciador colocado coaxialmente dotado de un elemento de ignicion pirotecnico rodeado a lo largo de toda su longitud con mezcla qmmica binaria que contiene preferiblemente 88-105 partes en peso de clorato de sodio (NaClOa) y 0,8-1,5 partes en peso de oxido de hierro (Fe2Oa), y ademas, el dispositivo va acompanado por un recipiente unido sin apretar lleno con fueloil para motores diesel que constituye el tercer componente de la mezcla en la cantidad de 7,8-13,5 partes en peso de la masa total de esta mezcla qmmica ternaria.

Por otra parte, en el estado disenado para comenzar el funcionamiento del dispositivo, su dispositivo iniciador esta rodeado con mezcla qmmica ternaria que contiene clorato de sodio, oxido de hierro y combustible para motores diesel en la proporcion en peso de (88-105) : (0,8-1,5) : (7,8-13,5), al tiempo que el dispositivo iniciador esta compuesto por una cinta elastica dotada de hebras de algodon longitudinales situadas sobre la misma, saturadas con una sustancia inflamable y conectadas en un extremo con el elemento de ignicion pirotecnico dotado de cables electricos que sobresalen hacia el exterior, al tiempo que la cinta se enrolla en forma de un manguito que no puede separarse. El componente que completa la mezcla binaria compuesta por clorato de sodio (NaClOa) y oxido de hierro (Fe2Oa) es preferiblemente el petroleo.

Los experimentos derivatograficos realizados demostraron que una inyeccion de fueloil o petroleo en la mezcla de clorato de sodio y oxido de hierro no influye en la descomposicion termica del clorato de sodio en el intervalo de temperatura de hasta 220°C, lo que confirma la compatibilidad de los componentes. La colocacion de la mezcla en una cubierta compuesta por un material termoplastico no da como resultado la explosion iniciada por el elemento de ignicion pirotecnico, lo que significa que no funciona en el modo de detonacion, y la mezcla de estos componentes no muestra la tendencia a la transicion de combustion a explosion.

Las ventajas adicionales del metodo y el dispositivo segun la invencion incluyen el hecho de que la aplicacion de los mismos en condiciones geologicas variables, especialmente en regiones sensibles sfsmicamente, en deslizamientos de tierra y en zonas densamente desarrolladas permite eliminar completamente los defectos de los procedimientos usados en la tecnica anterior tales como:

- generacion de onda de choque;

- riesgo relacionado con desconchados de roca esparcidos;

- generacion de ondas provocadas por la detonacion;

- creacion de fisuras y microgrietas artificiales.

De hecho, la aplicacion del metodo y el dispositivo segun la invencion produce el aumento de la presion de gas generada a partir de la combustion de la mezcla qmmica ternaria compuesta de manera intencionada y que asciende a aproximadamente 100 MPa, lo que da como resultado el agrietamiento y la rotura del medio de roca a lo largo de la lmea recta que conecta los barrenos de explosion perforados, y el exceso de presion elimina un volumen definido del material de roca sin permitir que se esparzan fragmentos. En realidad, la presion obtenida a partir de los dispositivos de generacion de gas segun la invencion alcanza valores mucho menores que en los procedimientos usados segun la tecnica anterior, lo que da como resultado la reduccion de la zona de agrietamiento de la piedra, que haya menos fragmentos esparcidos y una disminucion significativa o eliminacion de interaccion de ondas parasfsmicas que inducen a vibraciones de estructuras de edificios. Ademas, la aplicacion del dispositivo iniciador con el enrollamiento de una cinta dotada de hebras de algodon situada a lo largo de toda la longitud del dispositivo y saturadas con un material inflamable en los dispositivos de generacion de gas permitio la ignicion rapida de la mezcla qmmica ternaria que rodea el dispositivo iniciador y por tanto la reduccion significativa de su tiempo de funcionamiento. Ademas, un diseno sencillo del dispositivo ha facilitado significativamente el procedimiento de su fabricacion y ha permitido reducir los costes de fabricacion.

El uso de oxido de hierro en el dispositivo de generacion de gas como uno de los tres componentes de la mezcla qmmica como catalizador de quemado de la mezcla y el uso de hebras de algodon en el dispositivo iniciador, dieron como resultado un aumento significativo de la velocidad de combustion de la mezcla y una mejora de la seguridad del trabajo con el dispositivo, ya que una vez finalizada la separacion del macizo desprendido, la presion del gas generado como resultado de la combustion de la mezcla disminuye instantaneamente. Ademas, la introduccion de fueloil o petroleo en la mezcla qmmica como su tercer componente directamente antes de colocar los dispositivos de generacion de gas en los barrenos de explosion perforados elimino el riesgo de que se produjera la ignicion de los dispositivos en el transcurso tanto del almacenamiento como del transporte.

Las pruebas y experimentos realizados demostraron que la aplicacion del metodo y el dispositivo permite eliminar riesgos relacionados con derrumbamientos, efectos de deslizamientos de tierra, efectos de deslizamientos de lodo y la accion erosiva perjudicial de nos y corrientes, la eliminacion de efectos de terremotos, la eliminacion o

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reconstruccion de estructuras de hormigon u hormigon reforzado, asf como llevar a cabo trabajos de excavacion en las proximidades de edificios y preparar planes de desarrollo en regiones sensibles sfsmicamente.

El objeto de la invencion se explica con mas detenimiento en las realizaciones de ejemplo y en las figuras, en las que la figura 1 muestra un esquema de un macizo rocoso con barrenos de explosion perforados en el mismo en una vista en perspectiva; la figura 2 muestra un esquema de un macizo rocoso con barrenos de explosion perforados en el mismo y dispositivos de generacion de gas colocados en los barrenos a un nivel en el fondo de los barrenos en una vista en perspectiva; la figura 3 muestra un esquema de un macizo rocoso con barrenos de explosion perforados en el mismo y dispositivos de generacion de gas colocados en los barrenos en dos niveles en una vista en perspectiva; la figura 4 muestra un esquema de un macizo rocoso con barrenos de explosion perforados en el mismo y dispositivos de generacion de gas colocados en los barrenos en tres niveles en una vista en perspectiva; la figura 5 muestra el dispositivo de generacion de gas en forma de manguito cilmdrico cerrado hermeticamente en ambos extremos por medio de tapones en seccion transversal axial disenado para el almacenamiento y el transporte; la figura 6 muestra el dispositivo de generacion de gas en forma de un cilindro dotado de un fondo, cerrado hermeticamente en el lado opuesto con un tapon en seccion transversal axial, tambien disenado para almacenamiento y transporte; la figura 7 muestra el dispositivo que inicia la ignicion de la mezcla qmmica ternaria y que constituye el equipo de ambos dispositivos de generacion de gas, en el estado desarrollado con su superficie interior visible; y la figura 8 muestra el recipiente que constituye el equipo adicional de dispositivos de generacion de gas mostrado en las figuras 5 y 6 que contiene combustible para motores diesel que constituye el tercer componente de la mezcla qmmica contenido en el dispositivo.

Ejemplo 1

En el macizo (1) que va a desprenderse del macizo (2) principal, se han perforado barrenos (3) con una altura H = 700 mm y un diametro d = 30 mm con el uso de equipo de perforacion conocido comunmente, siendo la distancia entre los barrenos c = 10 cm, la distancia de los barrenos (4) mas exteriores desde los bordes (5 y 6) del macizo principal e = 10 cm y a una distancia k = 10 cm desde el plano (7) inferior del macizo (1) desprendido. A continuacion, tras abrir los tapones (10) de los dispositivos (8) de generacion de gas que tienen sus cubiertas compuestas por polietileno con un diametro s = 25 mm, equipadas con un dispositivo (11) iniciador rodeado con mezcla (12) qmmica binaria que contiene el 89% en peso de clorato de sodio (NaClOa) y el 1,0% en peso de oxido de hierro que funciona como catalizador de quemado, se inyecto el 10% en peso de fueloil para motores diesel a la mezcla de modo que la masa de la mezcla ascendio a 100 g por cada metro cubico de la roca que va a desprenderse. Tras completarse la distribucion uniforme del combustible dentro de la mezcla binaria y la obtencion de la mezcla ternaria con proporciones de 89 : 1 : 10, lo que duro aproximadamente 30 minutos, se cerro hermeticamente el dispositivo (8) de generacion de gas con tapones (10). Se coloco el dispositivo (8') de generacion de gas preparado de esta forma al mismo nivel (21) en el fondo de barrenos (3) perforados de modo que los cables (17) electricos de los dispositivos (11) iniciadores sobresalfan fuera de los barrenos, y los barrenos se llenaron y sellaron con masa (24) de arcilla-arena humeda. A continuacion, se conectaron los cables electricos por medio del metodo conocido comunmente con una fuente de corriente electrica, como resultado de lo cual se activaron los elementos (16) de ignicion pirotecnicos de los dispositivos (8') de generacion de gas por medio de sus dispositivos (11) iniciadores produciendo el inicio del quemado de la mezcla (12') qmmica ternaria contenida en estos dispositivos, generacion de calor y el quemado instantaneo de esta mezcla ternaria que en el proceso de quemado se transformo en gas con una presion que ascendfa a 95 MPa, que como resultado de la activacion de tal presion alta, transformo la arena (24) con arcilla colocada en los barrenos (3) en una sustancia muy dura que evito que el gas saliera de estos barrenos. Como resultado de tal bloqueo, el gas comenzo a actuar a lo largo de toda la longitud y la anchura del macizo (1) desprendido a lo largo de la lmea que conecta los barrenos (3) perforados dando como resultado, como consecuencia, la separacion por rotura del macizo, del macizo (2) principal, y la presion en exceso dio como resultado el movimiento del macizo desprendido una distancia de aproximadamente 20 cm, al tiempo que como resultado de la orientacion paralela de los dispositivos de generacion de gas en este macizo desprendido, sus superficies tras el desprendimiento teman un aspecto similar al obtenido al cortar con una sierra de diamante. Como resultado de una accion de este tipo, se encontro que la dispersion de fragmentos de roca fue significativamente menor que la observada en fenomenos similares generados por cargas conocidos de la tecnica anterior. Ademas, se encontro que la presion y el impulso generados por la detonacion fueron muy superiores y dependieron de la velocidad de desarrollo de la detonacion y que la presion en el frente de onda de la detonacion de explosivo podfa describirse por medio de la relacion

p = p x D2/8

donde p indica la densidad del explosivo que en el caso de la mezcla ternaria usada fue de 2,35 g/cm3, y D indica la velocidad de detonacion en m/s.

De la relacion anterior se deduce que la presion obtenida a partir de los dispositivos de generacion de gas alcanza valores inferiores en comparacion con los metodos conocidos en la tecnica anterior, lo que da como resultado la reduccion de la zona de agrietamiento, minimizando la dispersion de fragmentos de roca, y la accion significativamente mas debil de las ondas parasfsmicas que inducen vibraciones de estructuras de edificios.

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Ejemplo 2

En el macizo (1) que va a desprenderse del macizo (2) rocoso, se perforaron barrenos (3) con una altura H = 2,20 m y un diametro d = 35 mm con el uso de equipo de perforacion conocido comunmente, siendo la distancia entre los barrenos c = 18 cm, la distancia de los barrenos (4) mas exteriores desde los bordes (5 y 6) del macizo principal e = 12 cm, y a una distancia k = 15 cm desde el plano (7) inferior del macizo (1) desprendido. A continuacion, tras abrir los tapones (10) en los dispositivos (8) de generacion de gas que tienen sus cubiertas compuestas por un plastico de polfmero con un diametro s = 30 mm, equipadas con un dispositivo (11) iniciador rodeado con mezcla (12) qmmica binaria que contiene el 88% en peso de clorato de sodio (NaClOa) y el 0,8% en peso de oxido de hierro que funciona como catalizador de quemado, se inyecto el 11,2% en peso de fueloil contenido en un recipiente (18) separado en la mezcla de modo que la masa de la mezcla ascendio a 100 g por cada metro cubico del macizo rocoso que va a desprenderse. Tras completarse la distribucion uniforme del combustible dentro de la mezcla (12) binaria y la obtencion de mezcla (12') ternaria en la proporcion de 88 : 0,8 : 12, lo que duro aproximadamente 45 minutos, se cerraron hermeticamente los dispositivos (8') de generacion de gas con tapones (10), y entonces se colocaron los dispositivos preparados de esta forma en el mismo nivel (21) inferior, es decir en el fondo de todos los barrenos (3). A continuacion, se llenaron los barrenos con masa (24) de arcilla sellante humeda, y se compacto la masa de modo que llenara los barrenos hasta una altura (H1) que constitrna aproximadamente la mitad de su altura (H) total, y sobre la masa compactada en cada segundo barreno (3) se colocaron dispositivos (8') de generacion de gas identicos de modo que estuvieran al mismo nivel (22), al tiempo que se tendieron todos los cables (17) electricos de los dispositivos (11) iniciadores sobre la superficie exterior del macizo (1) desprendido, y los extremos superiores de los barrenos en la altura (H2) se llenaron y se compactaron con la misma masa (24) de arcilla humeda. A continuacion, se conectaron los cables (17) electricos por medio del metodo conocido comunmente con una fuente de corriente electrica, como resultado de lo cual se activaron los elementos (16) de ignicion pirotecnicos de los dispositivos (8') de generacion de gas dando como resultado una accion de desprendimiento adicional analoga a la presentada en el ejemplo 1, mientras que en este caso el proceso de combustion de la mezcla (12') qmmica ternaria dio como resultado su transformacion en presion de gas que ascendio a 105 MPa.

Ejemplo 3

En el macizo (1) que va a desprenderse del bloque (2) de hormigon, por medio de dispositivos de perforacion conocidos comunmente, se perforaron barrenos (3) con una altura H = 4,50 m, un diametro d = 40 mm, con espacios entre ellos que ascendfan a c = 25 cm, y con una distancia de los barrenos (4) mas exteriores desde los bordes (5 y 6) del bloque de hormigon e = 15 cm y a una distancia k = 20 cm desde el plano (7) inferior del macizo. A continuacion, tras abrir los tapones (10) en los dispositivos (8) de generacion de gas que tienen sus cubiertas con un diametro s = 35 mm compuestas por un material termoplastico y equipadas con un dispositivo (11) iniciador rodeado con mezcla (12) qmmica binaria que contiene 105 partes en peso de clorato de sodio (NaClOs) y 1,5 partes en peso de oxido de hierro que actua como catalizador de quemado, se inyectaron 13,5 partes en peso de fueloil contenido en un recipiente (18) separado en la mezcla. Tras completarse la distribucion uniforme del combustible dentro de la mezcla (12) binaria y la obtencion de mezcla (12') ternaria en la proporcion de 105 : 1,5 : 13,5, lo que duro aproximadamente 60 minutos, se cerraron hermeticamente los dispositivos (8') de generacion de gas con tapones (10), y entonces se colocaron los dispositivos preparados de esta forma en el mismo nivel (21) inferior, es decir en el fondo de todos los barrenos (3). A continuacion, se llenaron los barrenos con masa (24) de arena-arcilla humeda y la masa estrechamente compactada a una altura (H1) que equivalfa a aproximadamente 1/3 de la altura (H) total de los barrenos, y entonces, de una forma analoga se prepararon dispositivos (8) de generacion de gas adicionales pero llenos con mezcla (12) qmmica binaria que contema 90 partes en peso de clorato de sodio (NaClO3), 1,0 parte en peso de oxido de hierro, y a esta mezcla se inyectaron 9 partes en peso de fueloil. Una vez distribuido uniformemente el combustible dentro de la mezcla (12) binaria y obtenida la mezcla (12') qmmica ternaria en proporciones de 90 : 1 : 9, lo que duro aproximadamente 40 minutos, se cerraron hermeticamente los dispositivos (8') de generacion de gas preparados de esta forma con tapones (10), y entonces se colocaron en el segundo nivel (22) compuesto por masa (24) de arena-arcilla compactada y se llenaron hasta la altura (H2) de los barrenos (3) con la misma masa (24) de arena-arcilla humeda estrechamente compactada y creando el mismo nivel (23) en el que se colocaron dispositivos (8') de generacion de gas adicionales analogos a los situados en el nivel (22), y tambien se llenaron completamente los barrenos con la misma masa (24) sellante humeda hasta la altura (H3) restante total de los barrenos (3) que tambien constitrna aproximadamente 1/3 de su altura (H) total, al tiempo que se tendieron todos los cables (17) electricos de los dispositivos (11) iniciadores sobre la superficie externa del bloque (1) desprendido. A continuacion, se conectaron los cables (17) electricos por medio del metodo conocido comunmente con una fuente de corriente electrica, como resultado de lo cual los elementos (16) de ignicion pirotecnicos de los dispositivos (8') de generacion de gas dando como resultado una accion de desprendimiento adicional analoga a la descrita en el ejemplo 1, mientras que en este caso el proceso de quemado de la mezcla (12') ternaria dio como resultado su transformacion en presion de gas que ascendio a 100 MPa.

Ejemplo 4

Dispositivo (8) de generacion de gas disenado unicamente para almacenamiento y transporte

El dispositivo de generacion de gas comprende una cubierta (9) de manguito con un diametro de 25 mm compuesta

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por polietileno, cerrada hermeticamente en ambos lados con tapones (10) tambien compuestos por polietileno, el dispositivo (11) iniciador ubicado concentricamente en dicha cubierta (11) y la mezcla (12) qmmica binaria que rodea dicho dispositivo compuesta por 89 g de clorato de sodio (NaClO3) y 1,0 g de oxido de hierro (Fe2O3), que funciona como catalizador de quemado, al tiempo que el dispositivo iniciador constituye una cinta (13) elastica enrollada en forma de un manguito y que tiene sobre su superficie (14) hebras (15) de algodon situadas longitudinalmente saturadas con material inflamable, conectadas con elemento (16) de ignicion pirotecnico dotado de cables (17) electricos usados para conectar el dispositivo a una fuente de corriente electrica, no mostrada en la figura, al tiempo que los extremos de la cinta (13) elastica enrollada en forma de manguito se adhieren permanentemente entre sf. Ademas, el equipo de este dispositivo incluye un recipiente (18) unido sin apretar que contiene fueloil (19) para motores diesel o petroleo.

Ejemplo 5

Dispositivo de generacion de gas (8') disenado para colocarse en un barreno de explosion

Esta constituido por el dispositivo (8) cuya construccion se describio en el ejemplo 4 y una mezcla (12') qmmica ternaria compuesta por 89 g de clorato de sodio (NaClOa), 1,0 g de oxido de hierro y 10 g de combustible para motores (19) diesel inyectados en ellos desde el recipiente (18).

Ejemplo 6

El dispositivo (8) de generacion de gas comprende la cubierta (20) cilmdrica monolftica con el fondo (20') cerrado hermeticamente en un extremo por medio del tapon (10) que tambien esta compuesto por polietileno, el dispositivo (11) iniciador ubicado concentricamente en dicha cubierta y la mezcla (12) qmmica binaria que rodea dicho dispositivo y compuesta por 88 g de clorato de sodio (NaClO3) y 0,8 g de oxido de hierro (Fe2O3), al tiempo que el dispositivo (11) iniciador tiene un diseno identico al descrito en el ejemplo 4, al tiempo que una parte integrada del dispositivo es el recipiente (18) que contiene fueloil (19) que inmediatamente antes de colocar el dispositivo en el barreno (3) perforado se inyecta con una cantidad de 11,2 g en el dispositivo con el fin de completar la mezcla binaria contenida en el mismo, creando asf la mezcla ternaria en la proporcion de 88 : 0,8 : 11,2.

Ejemplo 7

Ademas, se construyeron dispositivos (8') de generacion de gas disenados para colocarlos en barrenos (3) de explosion perforados, con una construccion analoga a la descrita en el ejemplo 4, pero con composiciones qmmicas diferentes de la mezcla ternaria, que contiene concretamente: 91 g de clorato de sodio tecnicamente puro, 1,2 g de oxido de hierro y 7,8 g de fueloil en una proporcion total de 91 : 1,2 : 7,8

Claims (9)

10

15

20

25

30

2.

3.

35

4.

40

5.

45

6.

50

55

60

7.

8.

REIVINDICACIONES

Metodo para desprender monolitos de un macizo rocoso con diversa compacidad y separar monolitos en secciones y bloques, especialmente en regiones sensibles sfsmicamente, as^ como para romper bloques de hormigon, que consiste en perforar barrenos (3) de explosion en tal macizo (2) o bloque (1) de hormigon colocados en una sola fila y que tiene la misma profundidad o colocados en varias filas al mismo nivel, preparar cargas equipadas con medios que producen la ignicion de estas cargas, instalar dichas cargas en dichos barrenos (3) y sellar los barrenos con arcilla, arena o su mezcla, conectar dichos medios que producen la ignicion de dichas cargas y quemarlos como resultado de lo cual el monolito se separa del macizo rocoso, caracterizado porque dependiendo de la longitud y el volumen del monolito (1) que va a desprenderse del macizo (2) rocoso o el bloque (1) de hormigon, los barrenos (3) de explosion se perforan en dicho monolito o bloque con un diametro identico d = 25-75 mm, una distancia identica entre ellos c = 10-25 cm, una distancia identica e = 10-15 cm de los barrenos (4) mas exteriores desde los bordes (5 y 6) del macizo (2) principal, y una distancia identica k = 10-20 cm desde el plano (7) inferior del monolito (1) que va a desprenderse, al tiempo que dependiendo del diametro (d) de los barrenos (3) y de su numero, se prepara el mismo numero de dispositivos (8) de generacion de gas identicos que tienen sus cubiertas, compuestas preferiblemente por polietileno, adaptadas al diametro y la altura de los barrenos y equipadas con un dispositivo (11) iniciador dotado de un elemento (16) de ignicion pirotecnico equipado con cables (17) electricos, que esta rodeado con una mezcla (12) binaria que contiene 88-105 partes en peso de clorato de sodio y 0,8-1,5 partes en peso de oxido de hierro que funciona como catalizador de quemado, y despues se inyectan 7,8-13,5 partes en peso de fueloil para motores (19) diesel a la mezcla por medio de cualquier metodo conocido comunmente y los dispositivos (8') de generacion de gas asf preparados y hermeticamente cerrados se colocan, dependiendo de la altura (H) de los barrenos (3) de explosion, en al menos una fila en el fondo de los barrenos de tal manera que los cables (17) electricos sobresalen sobre la superficie del monolito que va a desprenderse, y ademas se realizan las operaciones conocidas comunmente en lo que se refiere al sellado de los barrenos por medio de arcilla, arena o su mezcla y la ignicion de dicha mezcla ternaria iniciada por los dispositivos (11) iniciadores que generan calor y gas con una presion que asciende a 95-105 MPa y que producen el desprendimiento del monolito (1) del macizo (2) rocoso o la avalancha del macizo o la rotura del bloque (1) de hormigon.

Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la densidad de la mezcla (12') ternaria debe ser de 2,0-2,5 g/cm3.

Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dependiendo de la masa de clorato de sodio contenida en la mezcla ternaria, el tiempo de saturacion de la mezcla binaria del dispositivo (8) de generacion de gas con gasoil es de 30-90 minutos.

Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque para desprender un monolito (1) del macizo (2) rocoso, el dispositivo de generacion de gas debe contener 60-120 g de la mezcla qmmica ternaria por metro cubico del material obtenido dependiendo de su tipo, preferiblemente 100 g por cada metro cubico del material obtenido.

Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dependiendo del tipo y el volumen del macizo (1) desprendido, se perforan barrenos con una altura H = 0,7-5 m, y los dispositivos (8') de generacion de gas se colocan en uno, dos o tres niveles (21, 22 y 23).

Dispositivo de generacion de gas para desprender un monolito de un macizo rocoso con diversa compacidad y separar monolitos en secciones y bloques, que va a usarse especialmente en regiones sensibles sfsmicamente, asf como para romper bloques de hormigon, que comprende una cubierta (9) cilmdrica compuesta por un polfmero y cerrada hermeticamente en ambos lados por medio de tapones (10), colocandose la mezcla qmmica inflamable en la cubierta y generando, como resultado de la combustion, gases con alta temperatura, permaneciendo tal mezcla en contacto directo con los medios que inician su ignicion, caracterizado porque durante el tiempo de su almacenamiento y transporte, en su cubierta (9) de polfmero hay un dispositivo (11) iniciador ubicado axialmente, dotado de un elemento de ignicion pirotecnico y rodeado a lo largo de toda su longitud con mezcla qmmica binaria que contiene 88-105 partes en peso de clorato de sodio y 0,8-1,5 partes en peso de oxido de hierro, y el dispositivo va acompanado por un recipiente (18) unido sin apretar que contiene fueloil (19) para motores diesel que constituye el tercer componente de la mezcla qmmica en una cantidad de 7,8-13,5 partes en peso de la masa total de la mezcla (12') qmmica ternaria.

Dispositivo segun la reivindicacion 6, caracterizado porque en el estado disenado para el inicio de su funcionamiento, el dispositivo (11) iniciador que constituye su equipo esta rodeado con mezcla (12') qmmica ternaria que contiene clorato de sodio, oxido de hierro y fueloil (19) para motores diesel en la razon en peso con respecto a la masa total que representa la proporcion de (88-105) : (0,8-1,5) : (7,8-13,5).

Dispositivo segun la reivindicacion 6, caracterizado porque su dispositivo (11) iniciador es una cinta (13)

elastica dotada de hebras (15) de algodon situadas longitudinalmente sobre la cinta, saturadas con una sustancia inflamable y conectadas en un extremo al elemento (16) de ignicion pirotecnico dotado de cables (17) electricos que sobresalen hacia el exterior, al tiempo que la cinta se enrolla en forma de un manguito que no puede separarse.

5

9. Dispositivo segun la reivindicacion 6, caracterizado porque el componente que completa la mezcla binaria compuesta por clorato de sodio y oxido de hierro es petroleo.