tunel seikan

2010-IITúnel Seikan Ventilación de minas

INTRODUCCIÓN

El Túnel Seikan (Seikan Tonneru, o Seikan Zuidō) es el túnel ferroviario más largo

del mundo. Mide 53 km y enlaza Honshû con Hokkaidô en Japón. Abrió en el año 1988.

Está a 100 m bajo el fondo del mar y a 240 m bajo el nivel del mar. Tardaron 24 años en

construirlo. El nombre (Seikan) es una contracción para los nombres de las ciudades

principales a cada lado del túnel. El primer carácter es de (Aomori) y el otro de

(Hakodate).

El Túnel Seikan (Seikan Tonneru o Seikan Zuidō) es un túnel ferroviario de 53 km

en Japón, con una porción de 23,3 km bajo el lecho marino. Éste viaja entre el estrecho

Tsugaru - conectando la Prefectura Aomori en la isla japonesa de Honshū y la isla de

Hokkaido - como parte del Japan Railways Kaikyo Line. Aunque es el más largo túnel

ferroviario en el mundo, el viaje aéreo es más rápido y barato y ha dejado al Túnel Seikan

relativamente poco utilizado.para su construcción se utilizaron tres tuneles de

aproximadamente 10m*10m,5m*5m,5m*4m en este trabajose estima la cantidad de

explosivo utilizado ,la cantidad de aire requerida para su construcción en un determinado

tiempo.

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TUNEL DE SEIKAN

Túnel de seikan en Japón

Datos:- túnel de 10m*10m- túnel de 5m*5m- túnel de 5m*4m

Mapa de localización geográfica

Distribución de recursos

Hombres : 150 ,100, 80

Equipos:1 jumbo de 400 hp4 inyectores de concreto de 200 hp c/u1 equipo para desatado de rocas 150hp5 jackletss5 stoppers2 locomotoras sobre rieles de250 hp c/u para el acarreo de material disparado2 encofradoras sobre rieles de 150 hp c/u

10m*10m

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5m*5m

Q nec explosivos =

Donde:

a=0.04m3

t=60minutos (tiempo de refrigerio)

explosivo dinamita

consumo total de explosivo 2860 tons de tonelada

tiempo de construcción 24 años

frecuencia de disparo 2 veces en 24 horas

considerar el año industrial de 300 días /año

A9 0,04m3 por cada kg de dinamita disparado, es un factor

t = tiempo de refrigerio

ET= total de kg de explosivo usado necesario para c/u del tunel

SOLUCIÓN

Para area de 10m*10m

1. - Tunel Principal

Dimensiones:

Ancho: 10m

Altura: 10m

Recurso Humano:

100 hombres/gdia

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Para realizar la modelización y las necesidades de ventilación partiremos por conocer el

perímetro y el área de la sección del túnel.

El perímetro será:

Perímetro = 37.022m

Área= 92.846m2

Cálculo del número de taladros para dicha sección:

N = P/E + KS

Donde:

P : Perímetro

K : Factor de voladura (1.7)

S : área de Sección

E : Espaciamiento (0.6)

N = 37.022 / 0.6 + 1.7 x 92.846

N = 219.5 <> 214 + 1 cuneta

N =220 taladros

Cálculo del Volumen Roto:

Vroto = S xLx (eff)

L: avance por disparo (1.5m/disparo)

Eff: eficiência de la voladura (95%)

Considerando que el túnel fue construido en 24 años y que tiene 53 km, y que se

realizaban 2 disparos /día tenemos que: L= 1.5m

Entonces:

Vroto = 92.486m2 x 1.5m x 0.95

Vroto = 131.79 m3

Luego calculamos el total de explosivos necesarios:

Et = q x Vroto

Et = (1.2kg/m^3) x (131.79 m^3)

Et = 158.15 Kg de dinamita.

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K (Peso Cartucho= = =Peso Cartucho =0.081kg/cartucho

cartucho taladrospeso de cartucho

en (kg)/cartucho

carga en el

taladro

corte 12 26 0.081 25.272kg

ayuda 11 35 0.081 31.185 kg

alza 11 77 0.081 68. 607 kg

arrastre 11 45 0.081 40.095 kg

cuneta 9 1 0.081 0.729 kg

cuadrador 9 36 0.081 26.244 kg

total 220 192.132 kg

Cargo Promedio: 0.873kg/taladro

Ventilación:

A) PARA LA PRODUCCIÓN:

Q1 = (# Tons)x(30cfm/Ton

Q1 = (volumen) x (dencidad) x (30cfm/Ton)

Como tenemos el volumen roto, entonces si tenemos una roca con densidad de 2.6g/cm^3,

(2.6kg/ ton)

Entonces el tonelaje será:

# Tons = (131.79) x (2.6)

# Tons = 342.654tons

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Entonces: Q1 = (342.654 Tons)x(30cfm/Ton)

Q1 =10279.62 m3/min

B) PARA LOS HOMBRES

Q2 = (# Hombres) x (&m3/minutoxHombre)

Como se encuentra por debajo del nivel del mar tendremos que:

& = 3m3/min.xHombre

Q2 = (150)x(3m3/minutoxHombre)

Q2 = 450 m3/min.

C) PARA LOS EQUIPOS

Para esto tendremos en cuenta que un equipo L.H.D consume: 3m3/minutoxH.P

Jumbo……………………………………………………………………….400hp

4 inyectores de concreto 2(00hp) c/u………………………..800hp

1 equipo para el desatado de rocas ………………………….150hp5

jackletss………………………………………………………………......0

stoppers………………………………………………………………….0

2 locomotoras 250hp c/u…………………………………………500hp

2 encofradoras de 150 hp c/u…………………………………….300hp

Total (hp de las maquinas)= 2150 hp

Q3 = (# H.P.s)x( 3m3/minuto x H.P.)

Q3 = (2150H.P.)x( 3m3/minuto x H.P.)

Q3 = 6450 m3/min.

D) PARA DILUIR LOS GASES DE LOS EXPLOSIVOS

Qnec explosivo =

a=0.04 m3

t= 60 minutos(refrigerio)

Et = total de explosivo usado en el frente

Q4 =Qnec explosivo = =1317.91m3/min

Q total =Q1+ Q2 +Q3 +Q4+10% (Q total) ”factor de seguridad” = 20347.26 m3/min

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1. - Túnel de servicio

Dimensiones:

Ancho: 5m

Altura: 5m

Recurso Humano: 100 hombres/gdia




Perímetro = 18.03m

Área= 22.688m2


N = P/E + KS

Donde:

P: Perímetro




N = 18.03 / 0.6 + 1.7 x 22.6

N = 69 + 1 cuneta

N =70 taladros

Cálculo del volumen roto:

Vroto = S x L x (eff)




realizaban 2 disparos /día tenemos que: L= 1.5m

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Entonces: Vroto = 22.6 x 1.5m x 0.95

Vroto = 32.3 m3


Et = q x Vroto

Et = (1.2kg/m3) x (32.3 m3)



# cartucho taladrospeso de cartucho en

(kg)/cartuchocarga en el taladro

corte 9 8 0.081 5.832kg

ayuda 8 11 0.081 7.128 kg

alza 7 25 0.081 14.175kg

arrastre 8 14 0.081 9.072 kg

cuneta 7 1 0.081 0.567 kg

cuadrador 7 11 0.081 6.237 kg

total 70 43.027


Ventilación:

A) Para la producción:


Q1 =(volumen) x (dencidad)x(30cfm/Ton)

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Como tenemos el volumen roto, entonces si tenemos una roca con densidad de 2.6g/cm3,

(2.6kg/ ton)


# Tons = (32.3)x(2.6)

# Tons = 84.058tons

Entonces: Q1 = (84.058 Tons) x (30cfm/Ton)

Q1 =2522.1 m3/min

B) Para los hombres

Q2 = (# Hombres) x (“&”m3/minutoxHombre)


“&” = 3m3/min.xHombre

Q2 = (100) x (3m3/minutoxHombre)

Q2 = 300 m3/min.

C) Para los equipos

Para esto tendremos en cuenta que un equipo L.H.D consume: 3m3/minuto x H.P

Jumbo……………………………………………………………………400hp

4 inyectores de concreto 2(00hp) c/u………………………800hp

1 equipo para el desatado de rocas ………………………….150hp

5 jackletss………………………………………………………………....

5 stoppers…………………………………………………………………

2 locomotoras 250hp c/u………………………………………500hp

2 encofradoras de 150 hp c/u…………………………………300hp

Total= 2150 hp


Q3 = (2150H.P.)x( 3m3/minuto x H.P.)

Q3 = 6450 m3/min.

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D) Para diluir los gases de los explosivos

Qnec explosivo =

a=0.04 m3

t= 60 minutos(refrigerio)


Q4 =Qnec explosivo = =269.41/min

Q total=Q1+ Q2 +Q3 +Q4+10% (Q total)“factor de seguridad “= 10199.1 m3/min

3. - Túnel de piloto

Dimensiones:

Ancho: 5m

Altura: 4m

Recurso Humano:

80 hombres/gdia




Perímetro = 16.12m

Área= 18.02.688m2


N = P/E + KS

Donde:

P: Perímetro




N = 16.21 / 0.6 + 1.7 x 22.6

N = 60.6+ 1 cuneta

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N = 61taladros

Cálculo del volumen roto:

Vroto = S x L x (eff)




realizaban 2 disparos /día tenemos que:

L= 1.5m

Entonces: Vroto = 18.02 x 1.5m x 0.95

Vroto = 25.6 m3


Et = q x Vroto

Et = (1.2kg/m^3) x (25.6 m^3)



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cartucho taladrospeso de cartucho en

(kg)/cartucho

carga en el

taladro

corte 9 8 0.081 5.832kg

ayuda 5 6 0.081 2.43 kg

alza 4 20 0.081 6.48 kg

arrastre 5 14 0.081 5.67 kg

cuneta 6 1 0.081 0.486 kg

cuadrador 7 11 0.081 6.6237 kg

total 61 27.52kg


Ventilación:

A) Para la producción:


Q1 = (volumen) x (dencidad)x(30cfm/Ton)

Como tenemos el volumen roto, entonces si tenemos una roca con densidad de 2.6g/cm3,

(2.6kg/ ton)


# Tons = (30.8) x (2.6)

# Tons = 80.12tons

Entonces: Q1 = (80.12 Tons)x(30cfm/Ton)

Q1 =2403.6 m3/min

B) Para los hombres

Q2 = (# Hombres) x (&m3/minutoxHombre)


“&” = 3m3/min.xHombre

Q2 = (80) x (3m3/minutoxHombre)

Q2 = 240 m3/min.

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C) Para los equipos

Para esto tendremos en cuenta que un equipo L.H.D consume: 3m3/minuto x H.P

Jumbo……………………………………………………………………400hp

4 inyectores de concreto 2(00hp) c/u………………………800hp

1 equipo para el desatado de rocas ………………………….150hp

5 jackletss………………………………………………………………....

5 stoppers…………………………………………………………………

2 locomotoras 250hp c/u………………………………………500hp

2 encofradoras de 150 hp c/u…………………………………300hp

Suma total =Total= 2150 hp


Q3 = (2150H.P.)x( 3m3/minuto x H.P.)

Q3 = 6450 m3/min.

D) Para diluir los gases de los explosivos

Qnec explosivo =

a=0.04 m3

t= 60 minutos (refrigerio)


Q4 =Qnec explosivo = =256,66/min

Qtotal=Q1+ Q2 +Q3 +Q4+10%(Qtotal)”factor de seguridad” = 10285.286m3/min

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CONCLUSION

En la construcción del túnel se realizo de esta manera con disparos aplicando taladros,

aplicando dinamita, es por esta razón que en la construcción se demoraron bastante tiempo

aproximadamente 24 años, por esta razón para nosotros que somos estudiantes de ing. De

minas estudiarlo a sido muy importante para poder comprender la aplicación de la

voladura al frente y la ventilación que se aplica ala hora de trabajo y en todo momento

porque el aire puro y limpio es vital en la construcción así como en la mina.

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tunel seikan

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