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SSIEX
EXSA S.A. – PERU
Blasttechnologgy1
Dirigido: Ing. Alejandro Narvaez T. GERENTE PRODUCCION
ASISTENCIA TECNICA – EXSA S.A. PROYECTO HIDROELECTRICA CHAGLLA Noviembre - 2012
GERENCIA COMERCIAL DPTO. AT - EXPLOSIVOS
W O R K I N G O N S O L U T I O N S …
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EXSA S.A. – PERU
Blasttechnologgy1
1.- INTRODUCCION
Se realizó la visita técnica al “Proyecto Central Hidroeléctrica Chaglla” con la
finalidad de evaluar y estandarizar los diseños de perforación y carguío
estandarizando también los tipos y medidas de los explosivos utilizados así como
la sincronización y secuencia de la voladura con Fanel en el Túnel de Aducción
por la Ventana 1; así como en la Ventana - 4 acceso al túnel de Aducción;
aprovechando nuestra estadía observamos algunas deficiencias en las voladuras
de tunelería a partir de los resultados planteamos alternativas de mejora continua.
Por otro lado se atendió la observación por parte del Ing. Joe Rodríguez respecto
a las picaduras en la cobertura plástica del cordón detonante 5P Maxam Brasil;
efectuamos la evaluación del cordón 5P durante el manipuleo en la voladura de
plataforma en el acceso a la carretera Chinchavito; además se coordinó con
logística y se verifico las cajas de cordón detonante 5P en el polvorín principal
donde no se observó alguna anomalía conformidad en el producto; cabe señalar
que de igual forma no se ha observado alguna anomalía en el cordón 5P durante
su manipuleo en las labores del Túnel de Aducción y la Ventana - 4.
2.- OBJETIVOS
Estandarizar los diseños de perforación y voladura para el túnel de
aducción y la ventana - 4.
Evaluar las observaciones presentadas respecto a la calidad de la
cobertura plástica del cordón detonante 5P.
3.- CONTACTOS C. H. CHAGLLA
Ing. Alejandro Narvaez
Ing. Joe Rodriguez
Ing. Eduardo Loyola
Ing. Harold Boy
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4.- OPORTUNIDADES DE MEJORA EN LOS DISEÑOS DE PERFORACION Y VOLADURA TUNEL DE ADUCCION VENTANA-1.
Se han realizado seguimiento de las voladuras que se estaban realizando usualmente en el túnel de aducción por la ventana 1, a partir de las evaluaciones encontramos oportunidades de mejora y planteamos alternativas en los diseños de perforación y voladura: OBSERVACIONES: 1. El principal factor que condiciona la voladura en túneles es el arranque que no
es otra cosa que un buen diseño, calidad de perforación y cantidad de alivios; en este caso se tiene 2 taladros de alivio como cara libre para los arranques; los mismos que no garantizan una adecuada eficiencia de voladura.
2. Tiempos muy cortos en el arranque, ayudas y cuñas; asimismo tiempos muy prolongados a partir de las cuñas al 1er anillo, de igual forma tiempos prolongados a partir del 2do anillo a los periféricos como se observa en el sismograma.
3. Cargas con deficiente detonación; es decir que solo están detonando parcialmente algunas cargas en la cobertura del arranque los cuales han podido ser analizados mediante el monitoreo y análisis de vibraciones; en este caso se puede evidenciar los taladros cargados con el Nro 4 prácticamente están detonando deficientemente por el efecto (dead pressing fenómeno común en todas la emulsiones y anfos) a diferencia de las cargas con los Nros 2, 5, 7, 8, 9 y 10 que si detonaron adecuadamente en tal sentido los resultados no son satisfactorios.
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4. Deficiente apilamiento de los escombros; material proyectado hasta los 35-40 metros del frente de voladura; esta operación dificulta el proceso de evacuación de escombros, el equipo de carguío reduce su capacidad de evacuación a diferencia de una voladura que apila adecuadamente los escombros.
40m
Por otro lado se ha realizado seguimiento de las voladuras que se están realizando usualmente en la ventana 4, de los cuales también podemos observar oportunidades de mejora lo mismo que en el túnel de aducción.
5.- REPLANTEO AL DISEÑO DE PERFORACION Y VOLADURA PARA EL TUNEL
DE ADUCCION.
Se ha efectuado el replanteo a los diseños de perforación, carguío y secuencia de la voladura para el túnel de aducción; así como para la ventana 4 los diseños replanteados adjuntamos en el Anexo 1.
6.- EVALUACION CUALITATIVA AL CORDON DETONANTE 5P - MAXAM
Se ha efectuado la evaluación en campo al cordón detonante 5P Maxam – Brazil, donde no se han observado anomalías en la cobertura plástica del cordón tanto en las voladuras de los túneles; así como en los trabajos de voladura superficial. Se coordinó con los responsables de logística para evaluar el producto en el polvorín principal y detectar cualquier posibilidad de falla o anomalía en el producto como se puede observar en las imágenes.
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7.- RECOMENDACIONES. Se recomienda el uso del arranque EXSAGONAL con 4 alivios dado que los
diseños están en base a la respuesta sísmica; además de la importancia que
representa el arranque básicamente por garantizar la eficiencia de voladura, evitar
fenómenos de death pressing y atenuación de la vibración dado que la energía
sísmica transferida se disipa cuando se tiene mayor cantidad de alivios como se
puede observar en las imágenes.
Se recomienda el uso de los explosivos tipo Gelatina 75 de 1 ½” x 12” solo para
los arranques, ayudas y cuñas a partir de los anillos el uso de emulsiones Emulex
65 de 1 ½” x12” y para los periféricos explosivos Semexsa 45 de 7/8” x 7”; cabe
señalar que los explosivos tipo dinamita tienen alta sensibilidad, simpatía y
trasmisión lo que no ocurre con las emulsiones y anfos que tienen baja
sensibilidad, simpatía y trasmisión por ello no se recomienda el uso en la
cobertura de los arranques como se observa en las imágenes.
Carguío con Emulex 65
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Se recomienda la sincronización de los tiempos ya sea con el EXSANEL o FANEL
para el arranque y ayuda cada 75ms, a partir de las cuñas la sincronización va
cada 500ms tal como se muestra en la imagen.
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3.0513.051
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8
La sincronización recomendada mejora el apilamiento de los escombros lo cual
incrementara la eficiencia y capacidad de evacuación del equipo y la velocidad de
los procesos.
Todos los productos tanto explosivos y accesorios de voladura son evaluados bajo
un estricto control de calidad en este caso específico del cordón detonante 5P no
se ha presentado es probable que se pueda presentar alguna anomalía; pero se
ha descartado completamente porque se ha evaluado el producto desde el
polvorín principal.
Queda abierta la invitación para visitar la planta de EXSA S.A. para conocer el proceso de fabricación de nuestros productos.
Agradecemos a la Gerencia de Producción por las facilidades brindadas, durante nuestra estadía, a su disposición para continuar trabajando juntos, brindándoles nuestro compromiso de Asistencia Técnica en Ingeniería de explosivos y voladuras de rocas.
Atte, ---------------------------------------- ------------------------------------------ ARMANDO RAUL PICOY PERCY DIAZ TORRES
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TUNEL ADUCCION ROCA TIPO I - II
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55
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7
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0.783
1.000
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0.4504
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MALLA REPLANTEADO ROCA I - II
Gelatina Especial 75 Emulex 65 Emulex 65 Semexsa 45
1 1/2 x 12" 1 1/4 x 12" 7/8x7"
1 , 4 , 7 MS 3 4 11.72
10 MS 4 0 15.63
1 , 2 LP 4 0 15.63
3 LP 4 0 9 16.07
4 LP 6 0 9 24.11
5 LP 12 0 9 48.21
6 LP 5 0 9 20.09
7 LP 16 0 6 3 55.36
8 LP 6 0 9 24.11
9 LP 24 0 1 8 21.44
10 LP 7 0 9 16.41
TOTAL 91 4 285 24 192 268.76
Segunda Ayuda de cuadrador
Arrastre
110
Ayuda de Cuadrador
Ayuda de Arrastre
Cuadradores
Ayudas de Cuñas
Primera Ayuda de cuadrador
Primera Ayuda de Arrastre
Arranque 10
Ayuda de Arranque 10
Cuñas 10
RETARDOS
fanel Tipo Distribucion de Taladros
Taladros Cartuchos x TaladroExplosivos
utilizado kg Cargados Rimados1 1/2 x 12"
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TUNEL ADUCCION ROCA TIPO III
1.0
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0.9
70
0.8
03
4.541
3.0513.051
6.101
8.000
1.070
0.970
R4.000
0.9
13
0.700
0.696
4.1
70
3.4
30
60
5
4
1
1 4
710
7.6
00
1.0
00
0.946
0.5
01
0.948
1.009
0.908
2.029
10 10
10
1
2
233
33
4
4
5
5
5
5
5 5
55
55
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7 7 7 7 7 7
6
6
6
6
66
6
6
6
6
6
6
6
99 9 9 9 9 9
6
6
0.8
03
8
8
8
8
8
8
8
8
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88
8
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8
8
8
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8
8
8
8
MALLA REPLANTEADO ROCA III
Gelatina Especial 75 Emulex 65 Emulex 65 Semexsa 45
1 1/2 x 12" 1 1/4 x 12" 7/8x7"
1 , 4, 7 MS 3 4 11.72
10 MS 4 0 15.63
1 , 2 LP 4 0 15.63
3 , 4 LP 7 0 9 28.13
5 LP 13 0 9 52.23
6 LP 15 0 4 5 46.32
7 LP 6 0 9 24.11
8 LP 24 0 1 6 17.64
9 LP 7 0 9 16.41
TOTAL 83 4 294 24 144 227.80110
Ayuda de Arrastre
Cuadradores
Arrastre
Primera Ayuda de cuadrador
Ayuda de Cuadrador
Ayuda de Arranque 10
Cuñas 10
Ayudas de Cuñas
Explosivos
utilizado kg Cargados Rimados1 1/2 x 12"
Arranque 10
RETARDOS
fanel Tipo Distribucion de Taladros
Taladros Cartuchos x Taladro
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EXSA S.A. – PERU
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TUNEL ADUCCION ROCA TIPO IV - V
1.0
70
0.9
70
0.8
03
4.541
3.0513.051
6.101
8.000
1.070
0.970
R4.000
0.9
13
0.700
0.696
4.1
70
3.4
30
60
4
1
1 4
710
7.6
00
1.0
00
0.946
0.5
01
0.948
1.009
0.908
2.029
10 10
10
1
2
233
33
4
4
7 7 7 7 7 7
99 9 9 9 9 9
0.8
03
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8 8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
0.9
90
1.0
90
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
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6
66
6
6
6
66
6
6
6
6
MALLA REPLANTEADO ROCA IV
Gelatina Especial 75 Emulex 65 Emulex 65 Semexsa 45
1 1/2 x 12" 1 1/4 x 12" 7/8x7"
1 , 4, 7 MS 3 4 11.72
10 MS 4 0 15.63
1 , 2 LP 4 0 10 17.86
3 , 4 LP 7 0 9 28.13
5 LP 11 0 9 44.20
6 LP 13 0 1 8 32.89
7 LP 6 0 9 24.11
8 LP 24 0 1 5 15.74
9 LP 7 0 9 16.41
TOTAL 79 4 269 24 120 206.6770
Arrastre
Ayuda de Cuadrador
Ayuda de Arrastre
Cuadradores
Ayudas de Cuñas
Primera Ayuda de cuadrador
RETARDOS
fanel Tipo Distribucion de Taladros
Taladros Cartuchos x Taladro
1 1/2 x 12"
Arranque 10
Ayuda de Arranque 10
Cuñas
Explosivos
utilizado kg Cargados Rimados
1.0
70
0.9
70
0.8
03
4.541
3.0513.051
6.101
8.000
1.070
0.970
R4.000
0.9
13
0.700
0.696
4.1
70
3.4
30
60
4
1
1 4
710
7.6
00
1.0
00
0.946
0.5
01
0.948
1.009
0.908
2.029
10 10
10
1
2
233
33
4
4
7 7 7 7 7 7
99 9 9 9 9 9
0.8
03
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8 8
8
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8
8
8
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8
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8
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90
1.0
90
5
5
5
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5
5
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6
6
6
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6
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6
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DISEÑO DEL ACCESO AL TUNEL DE ADUCCION ROCA TIPO I-II
4
8
8
8
8
8
8 9
8
8
8
8
8
8
8 8
8
8
8
8
8 8
9 9 9 9 9 9 9
1
6
6
5
6
6
6
5
5 5
55
55
7 7 7 7 7
11
1
2
2
3
3
3
3
3
3
4
44
4
4 4
6.5
0
0.60
0.6
00.6
00
.60
0.8
5
4
10
10
1
1
4
7 7
0.6
00.7
00.7
00.6
5
0.95
0.83
2.5
04
.00
1.30
0.60
2.50 2.50
0.3
00.3
00
.40
0.70
0.7
0
0.9
0
0.9
0
1.2
0
1.20
0.100.20
Gelatina Especial 75 Emulex 65 Emulex 65 Semexsa 45
1 1/2 x 12" 1 1/4 x 12" 7/8x7"
1 , 4 MS 4 3 15.63
7 , 10 MS 4 0 15.63
1 LP 4 0 15.63
2 LP 2 0 9 8.04
3 , 4 LP 10 0 9 40.18
4 LP 3 0 9 12.05
5 , 6 LP 13 0 9 52.23
7 LP 5 0 9 20.09
8 LP 21 0 1 8 18.76
9 LP 7 0 9 28.13
TOTAL 73 3 360 21 168 226.35
Arrastre
120
Ayuda de Cuadrador
Ayuda de Arrastre
Cuadradores
Ayudas de Cuñas
Primera Ayuda de cuadrador
Primera Ayuda de Arrastre
Arranque 10
Ayuda de Arranque 10
Cuñas 10
Explosivos
utilizado kg Cargados Rimados1 1/2 x 12"
RETARDOS
fanel Tipo
Distribucion de
Taladros
Taladros Cartuchos x Taladro
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EXSA S.A. – PERU
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DISEÑO DEL ACCESO AL TUNEL DE ADUCCION ROCA TIPO III
4
8
8
8
8
8
8 9
8
8
8
8
8
8
8 8
8
8
8
8
8 8
9 9 9 9 9 9 9
1
6
6
6
6
6
7 7 7 7
11
1
2
24
3
4
4
3
4
5
5
5
5 5
6
6
6
6 6
6
6
6
5.00
6.5
0
0.60
0.6
00
.60
0.6
00
.85
5
10
10
1
1
4
7 7
0.6
00
.70
0.7
00
.65
0.83
2.5
04
.00
1.30
0.60
2.50 2.50
0.3
00
.30
0.4
0
0.70
0.7
0
0.9
0
0.9
0
1.2
0
1.20
0.100.20
Gelatina Especial 75 Emulex 65 Emulex 65 Semexsa 45
1 1/2 x 12" 1 1/4 x 12" 7/8x7"
MS 4 3 15.63
MS 4 0 15.63
LP 4 0 15.63
LP 4 0 9 16.07
LP 7 0 9 28.13
LP 3 0 9 12.05
LP 13 0 4 5 40.14
LP 4 0 9 16.07
LP 21 0 1 6 15.44
LP 7 0 9 16.41
71 3 214 21 126 191.18
Arrastre
120
Ayuda de Cuadrador
Ayuda de Arrastre
Cuadradores
Ayudas de Cuñas
Primera Ayuda de cuadrador
Primera Ayuda de Arrastre
Arranque 10
Ayuda de Arranque 10
Cuñas 10
Explosivos
utilizado kg Cargados Rimados1 1/2 x 12"
TipoDistribucion de
Taladros
Taladros Cartuchos x Taladro
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EXSA S.A. – PERU
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DISEÑO DEL ACCESO AL TUNEL DE ADUCCION ROCA TIPO IV – V
4
8
8
8
8
8
8 9
8
8
8
8
8
8
8 8
8
8
8
8
8 8
9 9 9 9 9 9 9
1
6
6
6
6
6
7 7 7 7
11
1
2
24
3
4
4
3
4
5
5
5
5 5
6
6
6 6
6
6
5.00
6.5
0
0.60
0.6
00
.60
0.6
00
.85
5
10
10
1
1
4
7 7
0.6
00
.70
0.7
00
.65
0.83
2.5
04
.00
1.30
0.60
2.50 2.50
0.3
00
.30
0.4
0
0.70
0.7
0
1.0
0
0.9
0
1.2
0
1.20
0.100.20
Gelatina Especial 75 Emulex 65 Emulex 65 Semexsa 45
1 1/2 x 12" 1 1/4 x 12" 7/8x7"
1 , 4 MS 4 3 15.63
7 , 10 MS 4 0 15.63
1 LP 4 0 15.63
2 , 3 LP 4 0 9 16.07
4 , 5 LP 7 0 9 28.13
5 LP 3 0 9 12.05
6 LP 11 0 4 4 31.10
7 LP 4 0 9 9.38
8 LP 21 0 1 5 13.78
9 LP 7 0 9 16.41
TOTAL 69 3 170 21 105 173.78
Arrastre
120
Ayuda de Cuadrador
Ayuda de Arrastre
Cuadradores
Ayudas de Cuñas
Primera Ayuda de cuadrador
Primera Ayuda de Arrastre
Arranque 10
Ayuda de Arranque 10
Cuñas 10
Explosivos
utilizado kg Cargados Rimados1 1/2 x 12"
RETARDOS
fanel Tipo
Distribucion de
Taladros
Taladros Cartuchos x Taladro
SSIEX
EXSA S.A. – PERU
Blasttechnologgy1
b
Ø alivio
Roca friable / frágil
Roca semidura
Roca muy dura
102mm
76mm
64mm
51mm
45mm38mm
Roca semidura / friable
Roca dura
b = 2 Ø
b = 1.5 Ø
b = 1.25 Ø
b = Ø
b = 1.75 Ø
Ecuación
practica
17.5
Kg/m
22.5201512.5107.55
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
cm.
REPLANTEO DE LOS DISEÑOS DE PERFORACION, CARGUIO Y VOLADURA.
Replanteo del burden para los arranques.
El arranque es la fase más importante de la operación, de la cual depende el éxito
de la voladura. El arranque se debe perforar con una geometría tal que los
taladros de alivio sirvan de escudo a los taladros cargados, con lo cual se
minimiza los riesgos de desensibilización del explosivo por presión dinámica y la
sinterización de la roca, pues los taladros restantes no podrán romper
eficientemente, a menos que la roca fracturada en el arranque sea evacuado y
desplazado totalmente fuera de su cobertura.
Según el grafico considerando la roca con dureza moderada el burden será como sigue:
B = 1.5Ø alivio B = 1.5 x 102mm B = 153mm B = 15cm
Esta aplicación sería factible cuando se usa un solo taladro de alivio y longitudes
de taladro cortos.
Cuando se trabajan con longitudes de taladro mayor a 3.00m es preferible utilizar
más de 2 taladros de alivio por lo tanto es necesario el replanteo y cálculo del
burden tomando como referencia la teoría de KONYA quien plantea la ecuación:
SSIEX
EXSA S.A. – PERU
Blasttechnologgy1
FORMULA DE ASH.
B = (k xØ)/13
B ft 4.4
B m 1.33
Ø diámetro de taladro, pulgadas 1.8
kb constante. 30
3.99
Burden m 1.22
Øe diámetro del explosivo, pulgadas 1.75
Pe densidad del explosivo 1.14
Pr densidad de la roca 3.00
FORMULA DE C. KONYA
Calculando el diámetro equivalente de un
solo alivio el cual contenga el volumen de
todos los taladros de alivio:
Donde:
D eq : Diámetro equivalente. (mm)
Daliv : Diámetro de alivio. (mm)
N : Números de taladros de alivio.
Entonces obtendremos el burden replanteado con tres taladros de alivio:
D eq = 102 mm x 4
D eq = 177 mm
B = k x D eq
B = 1.5 x 177 mm
B = 265 mm
B = 26.5 cm.
Teniendo en cuenta la desviación de los taladros se ajusta a 25 cm de burden
teniendo como finalidad evitar death pressure.
Cálculos de burden taladros de rotura.
Para los cálculos de burden se han tomado teorías usuales de los cuales tenemos
los siguientes resultados
:
D eq = Dalivio x 4
SSIEX
EXSA S.A. – PERU
Blasttechnologgy1
FORMULA DE LANGERFORS DESMONTE
D Diámetro de carga 38 mm
c Constante de Roca 1.15 Roca intermedia
f Factor de Fijación 1.00 taladros verticales
E/B Relación entre el espaciamiento y el burden 1.00 Malla cuadrada
dc Densidad de carga en g/cm3 1.14 gr/cc (carguio confinado)
PRP Potencia relativa en peso del explosivo 2.9 Emulex 65_1 1/2
B max D/33((dc x PRP) / (c x f x E/B))1/2 1.95 m
B práctico Bmax - (2 x D) - (0.02 x L)
L longitud del taladro (altura de banco) 3.8 m
E Espaciamiento 1:1 1.80 m
B Burden en m. 1.80 m
A partir de estos resultados se han tomado en cuenta para el replanteo de la malla
para los anillos 1 – 2 – 3 – 4:
Burden 1.00m
Espaciamiento 1.00m
Cabe señalar que el diseño está ajustado por el factor de confinamiento del
explosivo por lo tanto la malla de perforación y diseño de carguío por tipo de roca.
