Modelo Matematico De Konya 3y10l

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

“MODELO MATEMATICO DE KONYA”

ALUMNOS

:

CHACON CARDENAS DAVID BENJAMIN EVANGELISTA INFANTES NATALI JANETH INFANTES REYES ALEXANDER RODRIGUEZ FLORES FRANK ROJAS VASQUEZ ITALO

PROFESOR

:

SOLIO ARANGO RETAMOSO

CURSO

: EXPLOTACION DE MINAS II

CICLO

: VII

TRUJILLO – PERÚ 2005

INTRODUCCIÓN

Minería, obtención selectiva de minerales y otros materiales (salvo materiales orgánicos de formación reciente) a partir de la corteza terrestre. La minería es una de las actividades más antiguas de la humanidad. Casi desde el principio de la edad de piedra, hace 2,5 millones de años o más, ha venido siendo la principal fuente de materiales para la fabricación de herramientas. La mina subterránea más antigua que se ha identificado es una mina de ocre rojo en la sierra Bomvu de Suazilandia, en África meridional, excavada 40.000 años antes de nuestra era (mucho antes de la aparición de la agricultura). La minería de superficie, por supuesto, se remonta a épocas mucho más antiguas.

Mina subterránea. Las minas subterráneas se abren en zonas con yacimientos minerales prometedores. El pozo es la Perforación vertical principal y se emplea para el de las personas a la mina y para sacar el mineral. Un sistema de ventilación situado cerca del pozo principal lleva aire fresco a los mineros y evita la acumulación de gases peligrosos. Un sistema de galerías transversales conecta el yacimiento de mineral con el pozo principal a varios niveles, que a su vez están conectados por aberturas llamadas alzamientos. Las gradas son las cámaras donde se extrae el mineral.

Los métodos de minería se dividen en cuatro tipos básicos. En primer lugar, los materiales se pueden obtener en minas de superficie, explotaciones a cielo abierto u otras excavaciones abiertas. Este grupo incluye la inmensa mayoría de las minas de todo el mundo. En segundo lugar, están las minas subterráneas, a las que se accede a través de galerías o túneles. El tercer

método es la recuperación de minerales y combustibles a través de pozos de perforación. Por

último,

está

la minería

submarina

o

dragado,

que

próximamente podría extenderse a la minería profunda de los océanos.

En este capítulo de Voladura de Bancos está escrito para ser entendido y utilizado por usted, para que el lector, una vez ya leído entienda los siguientes conceptos: La influencia de propiedades de la roca en la fragmentación, los criterios para seleccionar explosivos, la relación entre el parámetro de explosión y efectos en resultados. Este capítulo ayudará que usted entienda la configuración geométrica de barrenos, secuencia de carga de explosivos, de iniciación, y la oportunidad del momento de retardo.

Con la evolución de equipo de perforación, y la extensión de superficie minada, la voladura de bancos se está volviendo rápidamente el método más conocido de la fragmentación de la roca con explosivos.

Hay muchas cosas que el ingeniero o técnico a la cabeza de una explosión debe considerar cuando va a decidir el tipo de explosivos a usar. Esta selección juega un papel principal en el diseño de voladura y los resultados que ocurrirá. Un explosivo tiene muchas características que necesitan ser analizadas antes de tomar una decisión. Estos incluyen: El diámetro mínimo en el cual ocurrirá la detonación, la habilidad de resistir el agua y la presión que ejerce el agua, la generación de gases tóxicos, habilidad para funcionar bajo diferentes condiciones de temperatura, entrada de energía necesaria para iniciar la reacción, velocidad de reacción, presión de detonación, de masa, y fuerza. Otras cosas que el técnico debe considerar son: El costo del explosivo, diámetro de carga, características de la roca, volumen de la roca, presencia de agua, condiciones de seguridad.

OBJETIVOS



El conocimiento de los principios básicos que rigen el fenómeno de la detonación.



Comprensión del significado de las características de los explosivos, y cómo se determinan, tanto desde el punto de vista teórico como práctico.



Conocimiento de las diferentes familias de explosivos utilizados en minería

y

de

voladura:

su

composición,

sus

propiedades

y

características, usos y presentación. 

Capacitación en el diseño de voladuras, tanto a cielo abierto como de interior: cálculo de cargas, esquemas de perforación y secuencia de iniciación.



Clasificar las variables controlables y no controlables para el diseño de voladura.



Estimación y valoración de resultados: fragmentación, proyección y vibraciones.



Determinar la influencia de propiedades de la roca en la fragmentación, los criterios para seleccionar explosivos, la relación entre el parámetro de explosión y efectos en resultados.

 

Analizar y aplicar el modelo matemático de Konya. Determinar la importancia del diámetro del taladro, densidad del explosivo y densidad de la roca que jugaron un papel preponderante en la construcción de la malla a usar.

 

Realizar el diseño de malla de voladura. Determinar el costo productivo para generar una voladura eficiente.

VOLADURA DE SUPERFICIE

La Voladura es un proceso que sigue los criterios de la mecánica de rotura, el cual presiones generadas por explosivos confinados dentro de taladros perforados en la roca, originan una roca de alta concentración de energía

que

produce

efectos

dinámicos

como:

fragmentación

y

desplazamiento.

La voladura de rocas en superficie comprende trabajos de explotación minera en bancos de canteras, y tajos abiertos, en la explotación de minerales se busca preferentemente una fragmentación menuda, que facilitará los procesos posteriores de conminución en el proceso metalúrgico mientras que algunas veces se requiere que sea en grandes bloques , como los que se emplean para la construcción de rompeolas; también comprende, obras de ingeniería civil y vial como excavaciones, canales, zanjas, cortes a media

ladera

y

trabajos

especiales

como

rotura

secundaria

de

pedrones,

demoliciones y voladuras controladas, pero fundamentalmente se concreta en bancos.

Los explosivos constituyen una herramienta básica para la explotación minera. Los proceso de reacción según su carácter físico-químico y el tiempo en que se realiza se cataloga como: combustión, deflagración, detonación.

El explosivo usado como la carga principal del barreno se divide en cuatro categorías. Estas categorías son dinamita, lechadas, emulsiones, y agentes secos de voladura, todas las categorías mencionadas contienen explosivos que reventarán, son considerados explosivos de gran potencia. Un explosivo de gran potencia es un explosivo con una tasa muy alta de reacción y presión que reacciona a una velocidad mayor que la del sonido.

La Dinamita

En Sweden en 1867, Alfred Nobel descubrió o creo la dinamita. La mayoría de dinamitas son nitroglicerina básicamente. La nitroglicerina fue el primer explosivo usado en un anuncio publicitario de voladura. Es el explosivo más sensitivo de todos los explosivos usados, la dinamita es más susceptible para la iniciación accidental. Hay dos subclases principales de dinamita. La dinamita granular y la dinamita de gelatina. La dinamita granular es un compuesto que usa nitroglicerina como su base explosiva.

Hay tres subclases de dinamita granular. Estos incluyen dinamita homogénea, dinamita extra de alta densidad alta, y dinamita extra de baja densidad. La dinamita de gelatina usa una mezcla de nitroglicerina y nitrocelulosa. Esto produce un compuesto impermeable. Estos incluye tres tipos de dinamitas de gelatina: La gelatina homogénea, la gelatina de amoníaco, la semigelatina.

GELATINAS

EXACORTE

SEMIGELATINAS

GEODIT

Agentes explosivos Los agentes explosivos consisten en una mezcla de combustible y agentes oxidantes, ninguno de los cuales se los considera explosivos. Un agente explosivo consiste de nitratos inorgánicos y combustible de carbón, puede contener otras sustancias no explosivas tales como polvo de aluminio o ferrosilicona, con el fin de aumentar su densidad. La adición de explosivos y calor de detonación, por ejemplo TNT, a este tipo de mezcla cambia la clasificación de agentes explosivos a explosivos. Debido a su insensibilidad los agentes explosivos deben ser inicializados por un explosivo.

Explosivos: Slurry Los explosivos Slurry, también los llamados hidrogeles, están hechos en parte de nitrato de amoníaco en una solución acuosa. Dependiendo del resto de ingredientes los hidrogeles pueden estar clasificados como un agente de voladura o un explosivo. Los hidrogeles fueron desarrollados para reemplazar al ANFO en las condiciones húmedas. Los hidrogeles son agentes de voladura que contienen sensibilizadores poco explosivos o combustibles como carbón, azufre, o aluminio. Estos agentes de voladura no son capaces de sensitiva. Por otra parte los explosivos de la lechada contienen ingredientes sensitivos en la gorra como TNT y la mezcla misma puede ser gorra sensitiva. Las lechadas son espesadas con una goma, como goma del guar. Esto les da resistencia muy buena de agua. “La lechada fomentando” es practicado cuando una lechada Y un agente seco que bombardea es usado en el mismo barreno. La mayor parte del cargo vendrá del agente seco que bombardea. Los impulsores acomodados en los intervalos regulares pueden mejorar fragmentación. En otra aplicación de lechada fomentando, la lechada está posada en una posición donde la fragmentación es difícil, como un dedo del pie duro o una zona de

roca dura en la carga. Las desventajas de lechadas incluyen superior desempeño costado, inconfiable, y deterioro con almacenamiento prolongado.

Las emulsiones Una emulsión es un explosivo de material resistente al agua, carecen de un elemento explosivo en su composición por lo que requieren ser de tonados con un cebo detonador de alta presión de detonación. Su aplicación también esta dirigida a taladros de mediano a gran diámetro en tajos abiertos, como carga de fondo de alta densidad o como carga de columna (total o espaciada) en taladros con agua o perforados en rocas incompetentes. A diferencia de los slurries, su viscosidad puede ser graduada desde una emulsión liquida similar a una leche de magnesia hasta una viscosidad semejante a una margarina, lo que permite su carga al taladro, tanto en forma encartuchada como a granel mecanizada. Una ventaja importante es su facilidad de mezcla con el ANFO para formar HEAVY ANFO

Slurrex-MA es una emulsión oxidante inerte no detonable para efectos de transporte hasta se sensibilizado en el lugar de aplicación, para formar un agente de voladura o como emulsión normal de alto nivel de energía.

Agentes explosivos secos El Agente explosivo seco mas utilizado es una mezcla de nitrato de amonio granuloso (similar al de los abonos) y combustible (diesel), a este explosivo se le llama ANFO por sus siglas en inglés “Ammonium Nitrate – Fuel Oil”. Este producto ha reemplazado a las dinamitas y gelatinas explosivas en voladuras de minas y canteras. En la práctica este producto se fabrica con 94% de nitrato de amonio y 6% de combustible Diesel. Un inadecuado cebado (proceso de inicialización del explosivo) en la carga de ANFO implica una baja velocidad de detonación inicial, esto lleva a fallo de la voladura. Para que esto no ocurra se utilizan explosivos de alta velocidad y presión distribuidos a lo largo del barreno que contiene ANFO. La velocidad de detonación en barrenos cargados con ANFO depende del diámetro del barreno, a mayor diámetro mayor velocidad de detonación, como se observa en la tabla B.2. Diámetros menores a 7cm no son recomendados (OCE, 1972).

La gravedad especifica del ANFO varia entre 0,75 y 0,95, dependiendo de la densidad y tamaño de las partículas del AN (Nitrato de Amonio). Las principales ventajas que tiene el ANFO sobre otros explosivos convencionales son: Es más seguro por su baja sensibilidad, es fácil de cargar en los barrenos y tienen un precio muy bajo. En su forma fluida este agente explosivo tiene la ventaja adicional de llenar todos los espacios en el barreno, lo que asegura un eficiente uso del explosivo.

ANFO PESADO Mezcla de emulsión matriz con ANFO en proporciones variables ESTRUCTURA DEL ANFO PESADO PRILLS DE NITRATO DE AMONIO MEZCLADO PREVIAMENTE CON PETRÓLEO DIESEL (ANFO)

ESPACIOS VACÍOS ENTRE PRILLS

POROS EMULSIÓN

VOLADURA EN BANCOS

Son excavaciones comprendidas entre dos niveles, su característica principal es la de tener como mínimo dos caras libres (superior y frontal), y que es objeto de excavación desde un punto del espacio hasta una posición establecida. Según su envergadura se consideran tipos:

-

Voladuras en banco convencionales.

-

Voladuras para producción de escollera.

-

Voladuras de máximo desplazamiento.

-

Voladuras para excavación de carreteras y autopistas.

-

Voladura en zanjas y rampas.

-

Voladuras para nivelaciones y cimentaciones.

-

Prevoladuras.

La Voladura de Bancos también puede estar clasificada por el diámetro del taladro. Estos caen en dos categorías, el diámetro pequeño (65 mm a 165 mm,) y de diámetro grande (180 mm a 450 mm)

Obviamente, cada situación en el campo no puede estar prevista, y está más allá del alcance de este capítulo. Lo que hará este capítulo es dar un acercamiento inicial para el diseño geométrico aproximado de voladura, el cálculo de carga, y la caracterización de rocas por sus fuerzas compresivas uniaxiales.

Voladura de bancos de diámetro pequeño: Como dicho antes, las dimensiones de la explosión pequeña del banco de diámetro se extienden de 65 mm (2.56 in) para 165 mm (6.50 in). Muchas variables deben ser consideradas al prepararse cualquier voladura. Las variables que necesitan considerarse son: diámetros del taladro, altura de banco, perforación, distribución de carga.

subperforación, collar, inclinación de barrenos y

DIAMETRO DEL TALADRO

Al seleccionar el diámetro correcto del barreno, la producción común por hora, o el ritmo de excavación, debe ser tomado en consideración. Además, el tipo de material excavado también debe ser tomado en consideración, debe ver a Table 1.

Un aspecto importante en la perforación es el costo de perforación. El costo usualmente se vuelve bajo cuando el diámetro del taladro aumenta.

LA ALTURA DE BANCO Al determinar la altura del banco es importante tener en cuenta el diámetro del taladro y la capacidad de carga del equipo usado, ver Table 2.

Table 2;

es una lista tomada de acuerdo a las dimensiones recomendadas

teniendo en cuenta la capacidad de cada máquina.

GEOMETRIA DE LA VOLADURA

EL BURDEN Y EL ESPACIAMIENTO El Burden es la distancia mínima del axial de un barreno a la cara libre, y el Espaciamiento es la distancia entre barrenos en la misma fila. Estos parámetros dependen de las siguientes variables: diámetro del taladro, propiedades de la roca y del explosivo, la altura del banco, y el grado de fragmentación y desplazamiento. Hay muchas fórmulas que han sido sugeridas para calcular el burden, teniendo en cuenta uno o más de las variables mencionadas. De todas estas fórmulas las que están dentro del rango entre los valores de 25 para 40 veces el diámetro, ver Table 3. Table 3 Design Parameter Low < 70 Burden - B Spacing - S Stemming - T Subdrilling - J

Uniaxial compressive strength (MPa) Medium High Very High 70-120 120-180 > 180 39 x D 37 x D 35 x D 33 x D 51 x D 47 x D 43 x D 38 x D 35 x D 34 x D 32 x D 30 x D 10 x D 11 x D 12 x D 12 x D

Si el burden es demasiado grande, entonces los gases de explosión encuentran demasiada resistencia para fracturar y desplazar la roca eficazmente. Parte de la energía usada es convertida en energía sísmica y se intensifica una vibración de la tierra. Esto está más evidente en cargas explosivas donde hay confinamiento total y los niveles de vibración pueden estar tanto como 5 veces mayor que la normalidad del banco. Si el burden no es bastante grande, entonces los gases escapan y se abren en las velocidades altas hacia la cara libre. Esto empuja a la roca

fragmentada, y la proyecta incontrolablemente causando un incremento en la superpresión del aire y el ruido. El valor de espaciamiento se calcula con el burden

y

la

distancia

entre

barrenos.

El

valor

para

espaciar

es

aproximadamente 1.15 B para rocas duras, y 1.30 B para rocas suaves, vea a Table 3. Al igual que con el burden, si las dimensiones para espaciar son inadecuadas entonces las irregularidades ocurren en la cara de la roca. Si el espaciamiento es demasiado grande entonces el fracturamiento entre los búrdenes es inadecuado y conduce a los problemas de lomos. Si el espaciamiento es demasiado pequeño entonces el aplastamiento excesivo entre los búrdenes ocurre, junto con la rotura superficial del cráter, bloques grandes delante del taladro de explosión, y los problemas de lomos.

COLLAR Collar (T) es el material inerte apretujado dentro del barreno para confinar los gases producidos con la explosión, mejorando la calidad de la explosión. Como cualquier otros cálculos, esto también debe ser exacto. Si el collar es demasiado grande (excesivo) entonces esto conduce a una cantidad grande de llegada de grandes rocas redondas desde lo alto del banco y un nivel elevado de vibración. Sin embargo, si el collar es demasiado pequeño (insuficiente) entonces esto conduce a una escapada prematura de los gases conduciendo a un airblast y un peligro de flyrock. El cálculo correcto del collar, y el tamaño de material usado, y el largo de la columna que contiene debe ser tomado en consideración. Los estudios han salido a la vista que el material angular grueso, algo semejante como roca triturada, es el producto más efectivo que contiene. La roca triturada eficazmente se mueve hacia abajo. El largo óptimo que contiene varía entre 20

y 60 veces el diámetro del taladro con al menos 25 veces el diámetro mantenido para evitar el problema escombros, veáse Table 3.

SUBDRILLING Subdrilling J es el largo del barreno debajo del nivel del piso necesitado para romper la roca en la altura del banco y lograr fragmentación adecuada y el desplazamiento adecuado. Sin embargo, la subperforación no es usada en calcular el volumen de rocas fragmentadas. Si la subperforación es demasiada pequeña,

entonces la roca

completamente no triturará y el resultado del corte es una apariencia lomos. Sin embargo, si la subperforación es demasiada grande, entonces

puede

ocurrir lo siguiente: - Aumento de costos de voladura - Un aumentado del nivel de vibración. - La fragmentación excesiva del banco, la inestabilidad del talud. - El riesgo de cut-off y el sobre-suspensión.

El valor de subperforación que produce el nivel óptimo de rotura es apenas 0.3 B de veces. Vea Mesa 3.

LA DISTRIBUCIÓN DE CARGA La energía requerida para producir la rotura de la roca no es uniforme en voladura de bancos. La energía generada por el explosivo debe sobrepasar la fuerza extensible de la roca en el capítulo CDD'C ' y la fuerza de esfuerzo al corte en el capítulo A'B'C'D '.

Para lograr este efecto, el explosivo con densidad y la fuerza elevada debería ser colocado en la raíz del barreno, conocido como la carga de fondo. El explosivo con la densidad más ligera debería ser colocado en la columna, éste es conocido como la carga de la columna. Para mayor entendimiento, véase la información de la Figure A.

La energía necesaria para la longitud de la carga de fondo deber estar en el rango de 2 a 2.5 veces más que la energía necesaria para la rotura de la roca. Pues la longitud recomendada para la carga de fondo se propone en la Table 4.

La altura de la columna de carga se calcula por la diferencia entre el largo total de taladro y la suma de collar y la longitud de la carga de fondo.

El FACTOR DE POTENCIA

El factor de potencia está definido como el explosivo necesario para fragmentar a 1 m3 de roca. Esta ecuación también puede estar definida como la cantidad de explosivos sobre yardas cúbicos de material deseado para triturarlo.

Es la opinión de muchos especialistas ésta no es la mejor herramienta para diseñar una explosión, a menos que sea referido a los explosivos del patrón o expresado como el consumo de energía.

Para los grupos de la roca enseñado en Table 4 el factor de potencia varía entre 250 y 550 g/m3.

Voladura de bancos de gran diámetro:

Los grandes diámetros se considera desde 180 mm (7.09 pulg.) a 450 mm (17.71 pulg.) en voladura de bancos. Son usadas en su mayor parte en la gran minería de operaciones superficiales y ciertas excavaciones de ingeniería civiles y para la construcción de represas. Muchas de las mismas variables son requeridas para los cálculos correctos.

DIÁMETROS del TALADRO Muchos de los parámetros para taladros de gran diámetro es similar al de los taladros de pequeño diámetro. La producción común por hora y el tipo de rocas fragmentado son todavía las variables de consideración. (Vea a Table 5)

LA ALTURA DEL BANCO Hay dos formas para calcular la altura del banco de un taladro de diámetro grande, la primera la cual guarda relación con el tamaño y el alcance de la pala. La altura hacia adentro puede ser estimada por la siguiente ecuación:

Donde Cc = la capacidad de la pala (m3). Otra forma para calcular la altura del banco es tener en cuenta la fuerza compresiva de la roca y relacionarla con el diámetro D, como puede ser visto en Table 6.

COLLAR Para determinar la longitud correcta del collar esta referido en la Table 6. La tabla usa la relación entre D el diámetro y la fuerza compresiva de la roca.

SUBDRILLING Subdrilling J está calculado de acuerdo al diámetro del barreno, hecho en Table 7.

Al taladrar barrenos verticales la primera fila debería cumplir valores de aproximadamente 10 a 12 veces el D. Las longitudes más cortas son indicadas en los siguientes casos: - Los planos horizontales coinciden con el piso del banco. - El uso de barrenos inclinados.

LA DISTRIBUCIÓN DE CARGA El ANFO, aceite combustible de nitrato de amoníaco, se usa en minería superficial, y es primordialmente usado por las siguientes ventajas. - Bajo costo. - Alta energía. - La seguridad - Fácil mecanización etc.

En los casos dónde el ANFO no puede ser usado, es cuando el barreno podría llenarse de agua o cuando la carga ha sido utilizado como un iniciador o booster para el resto de la columna de carga, watergels han sido usados como un substituto. Actualmente el sistema consta de crear un explosivo de alta densidad para la carga de fondo con un largo aproximadamente 8 a 16 veces el diámetro del taladro, en la conformidad con el tipo de la roca, y llenando los demás barrenos con ANFO. La técnica listada arriba da las expensas mínimas en la perforación y la voladura, al tener en cuenta los resultados óptimos en la fragmentación, las condiciones del piso y la geometría del muckpile.

El FACTOR DE POTENCIA En la voladura de diámetros grandes el rango de factores de polvo de 0.25 a 1.2 kg/m3.

ELEMENTOS PARA EL DISEÑO DE VOLADURAS DE BANCOS

Denominados también “Parámetros de Voladura” son datos empleados en el cálculo y diseño de disparos. Existen una serie de factores o variables que interviene directa o indirectamente en la voladura, que son mutuamente dependientes y que son relacionados unos a otros.

Para el grado de fragmentación del material de disparo (macizo rocoso). Se tiene en cuenta:

1.

Variables Controlables Son variables que podemos modificarlas de acuerdo a las necesidades reales de trabajo y condiciones del terreno, estos parámetros se pueden agrupar en:

A) Parámetros del explosivo: Es la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo, expresada en g/cm3. Prácticamente expresa la masa en gramos de una sustancia contenida en un volumen de 1 cm3. En los explosivos sobre la velocidad de detonación y la sensibilidad. La densidad propia o "de masa" de los explosivos varía entre 0,8 a 1,6 g/cm 3 en relación con la unidad (agua a 4°C y 1 atm.). Puede medirse con densímetro, picnómetro, balanza hidrostática y otros instrumentos. Es la descrita en los catálogos.

Si un explosivo estructurado posee una densidad mayor de 1 g/cm3, tenderá a hundirse en un taladro de voladura inundando, por lo contrario si la densidad es menor que 1 g/cm3, tenderá a flotar (si en el agua existen grandes cantidades de sólidos en suspensión o sales disueltas y la inmersión será lenta o difícil). Los explosivos tienden a cada cual sus límites superior e inferior de densidad; cuando por cualquier razón queden fuera de estos límites se dice que su densidad es "crítica" o "de muerte", porque perderán sus características al momento de la detonación, llegando incluso a no reaccionar. En los Agentes de Voladura Granulares la densidad puede ser un factor crítico dentro del taladro, pues si es muy baja se vuelven sensibles al cordón detonante axial, que los comienza a iniciar en régimen de deflagración antes que arranque el cebo o booster, o de lo contrario si es muy alta no detonan (es el caso de insensibilidad por incremento de la densidad bajo presión). La densidad es un elemento importante para el cálculo de la cantidad de carga necesaria para una voladura y usualmente varía entre 0,75 g/cm 3 y 1,0 g/cm 3 en los agentes de voladura granulares; entre 0,9 g/cm3 y 1,2g/cm 3 en las dinamitas pulverulentas; entre 1,2 g/cm 3 a 1,5 g/cm 3 en las gelatinas, hidrogeles, emulsiones y explosivos primarios como el TNT. Generalmente,

cuanto

más

denso

sea

un

explosivo,

proporcionará mayor efecto de brisance o impacto, razón por

la que en las columnas de carga combinadas se coloca al más denso al fondo.

. Velocidad de detonación: Es la velocidad a la que la onda de detonación se propaga a través del explosivo y por 10 tanto es el parámetro que define el ritmo de liberación de energía. Es también la velocidad con que viaja la onda a 10 largo de una columna explosiva sea al aire libre o en confinamiento dentro de un taladro de voladura, los factores que la afectan son: la Densidad de la carga, el diámetro, el confinamiento, la iniciación, y el envejecimiento del explosivo.

. Diámetro Crítico: Las

cargas

explosivas

cilíndricas

tienen

diámetro

particular por debajo del cual la detonación no se propaga, o sólo 10 hace a una velocidad muy por debajo a la de régimen. A dicha dimensión se le denomina "Diámetro crítico", la que por ejemplo en algunos hidrogeles sensibles es del orden de 1" a 2,5" y en slurries de 3" por 10 que es necesario conocer previamente. Los principales factores que influyen la determinación del Diámetro Crítico son: Tamaño de las partículas Reactividad de sus componentes Densidad Confinamiento

Por su sensitividad y alto grado de transmisión las dinamitas aseguran siempre una continua iniciación con el detonador

mínimo,

siendo

únicos

explosivos

capaces

de

asegurar la detonación completa de la columna explosiva del taladro. Esta capacidad de transmisión de detonación por simpatía de las dinamitas ve afectada por cambios de presión en frío, Calor, golpes y tiempo de vida útil y almacenamiento, como

suele

ocurrir

con

los

explosivos

tipo

emulsión

o

hidrogel.

. Resistencia al Agua: Los explosivos de fase continua como dinamitas plásticas, los

slurries, las emulsiones o las cargas iniciadoras coladas (cast primer) son resistentes al agua debido a que prácticamente no tienen poros a través de los cuales podría filtrase el agua. Por otro lado las resistencias al agua en los explosivos grandes y friables se definirá a la capacidad de sus granos de no dejarse disolver por el agua, o de rechazar su penetración internamente, manteniéndose detonables aún a pesar de ella. Esta

propiedad

generalmente

varía

está

de

acuerdo

vinculada

a

la

a

la

mayor

composición proporción

y de

nitroglicerina y/o otros aditivos que contengan. Así, en el grupo de dinamitas las más resistentes son las gelatinas, y entre los agentes de voladura los slurries y emulsiones.

B) Condiciones de Carga Se basa en lo que es el explosivo propiamente dicho con sus disposiciones de cebado y cargado como: diámetro de la carga, geometría de la carga, grado de acoplamiento, grado de confinamiento, densidad de carguío, distribución de carga en el taladro, tipo y ubicación del cebo, categoría de humos, velocidad de detonación, presión del taladro, resistencia al agua,

energía

del

explosivo,

sensibilidad

de

iniciación,

volumen normal de gases y variables de perforación ( la profundidad del taladro, la malla de perforación, diámetro del taladro, inclinación del taladro).

C) Condiciones Geométricas 

Altura, ancho y largo del banco.



Ángulo del Talud.



Pie de banco.



Cara de banco.



Talud de Banco



Talud final

D) Variables de Perforación Depende del diámetro y longitud del taladro, además del diseño de malla. Malla: es la forma en que se distribuyen los taladros de una voladura, considerando básicamente a la relación de burden/espaciamiento

y

su

directa

vinculación

con

la

profundidad de taladros. En el diseño de una voladura de

banco se puede aplicar diferentes trazos para la perforación denominándose malla, basándose en la dimensión del burden. Así tenemos: malla cuadrada: E=B malla rectangular: E=2B malla triangular: E=B/2 Los diseños de amarre de conexiones entre taladros de los trazos de perforación anteriores, determinan el diseño de malla de salida.

E) Variable de tiempo Tiempo de retardo entre taladros, secuencia de salida de los disparos.

2. Variables controlables Las características geológicas y mecánicas determinarán realmente el tipo de explosivo que deberá emplearse para fracturarlas eficiente y económicamente. Por ello es muy importante que además de conocer las propiedades del explosivo se tenga en cuenta el grado de afectación que puedan presenta algunos parámetros de la roca.

A) Parámetros de la Roca: . Densidad o peso específico Característica

importante

y

resolutiva

de

las

rocas

y

minerales inherentes a su propia estructura molecular. Se define como la relación entre el peso del material y su volumen, siendo un factor ampliamente usado como indicador

general

de

la

mayor

o

menor

dificultad

que

pueda

encontrarse para romper a una roca, y en la práctica se relaciona con la macices y dureza, por arito con el grado de compacidad o porosidad. Como ningún sólido suele encontrarse totalmente compacto, todos poseen dos volúmenes distintos; el volumen aparente (Va) que incluye a sus poros e intersticios, y el volumen real (Vr) o absoluto que excluye a todos ellos; por tanto, según el volumen que se considere, se tendrá también dos tipos de densidad: Una aparente

d = p Va y otra real

d= P Vr

La real es siempre mayor que la aparente y también se denomina "Peso específico". En las rocas compactas ambos valores pueden casi coincidir mientras que en las porosas la aparente se mantienen siempre por debajo de la real. Como el volumen real de una roca puede ser calculado reduciendo una muestra a lino (con partículas menores de 2 mm O) y se compara con el peso de un volumen igual de agua hacia a 4°C, cuya densidad es 1, empleándose determinada un picnómetro

o

un

volumenómetro

Tratándose

de

rocas

y

materiales pétreos como mármol, la densidad se expresa en kg/m3. Como

regla

general

las

rocas

densas

para

fracturarlas

adecuadamente requieren de explosivos de alta presión de detonación, mientras que las menos densas requieren de explosivos

de

menor

rango

sin

embargo,

algunas

rocas

relativamente densas y porosas parecen absorber la energía de los explosivos haciendo difícil su fracturación.

DENSIDAD Y PESO DE ALGUNAS ROCAS Y MINERALES D =Base: agua destilada a 40° C = 1, 00 PesoNolumen, (p.e) Densidad PN aparente (con poros y cavidades incluidas) Aparente: Densidad Real: PN real (con el material molido) Métodos Pignómetro, balanza hidrostática, líquidos pesados. usados: Referencias: Dana, K1ockman, Samso, Griffit.

Arcilla Arenisca Arenisca gris Arena seca Andesita Anorlita Antracita Baritina Basalto Brucita Caliza

DENSIDAD APARENTE EN ROCAS EN Kg/m3 1 720 (Banco) Micas quito 2 500 a 2 900 2 200 a 2Norita 2 700 a 3 000 480 2 000 a 2Nefelina sienita 2 500 a 2 700 800 1 780 a 2 140 Olivino 3100 2 220 a 1 790 Pizarra 2 700 a 2 800 2 600 a 2Pumita (Pómez) 800 900 1 250 a 1450 Porfirita 2 500 a 2 600 4450 Pórfidos varios 2 490 a 2 800 2770 a 3 280 Peridodita 3 100 a 3 300 2300 a 2400 Riolita 2 400 a 2 600 2 600 a 2Rocas Trapeanas 2 600 a 2 800 900

Caliza ligera Conglomerado

1 800 a 2 790 Traquita 2600 2 280 a 2Tierra Común 1 540 a 2 000 800 Cuarcita 2 400 a 2650 Talco (banco) 2 600 a 2 800 Diorita 2 700 a 2Tuíos 2 000 a 2 600 950 Diabasa 2820 a 3 100 Sienita 2800 Dolomita 2 800 a 2serpentina 2600 900 Dacita 2460 Sal Gema 2160 a 2 600 Granito 2 639 a 2Yeso 2330 a 3 300 750 Gabro 2850 a 3Mineral de hierro 000 blanco Grauwaca 2500 Magnetita 5 000 a 5 200 Gneiss 2 600 a 3 120 Hematita 4 500 a 4 900 Gravas varias 1 840 a 2 000 Siderita 3 000 a 3 900 Lutita 1 750 a 2 100 Pirita 4 500 a 4 900 Lutita negra 2 400 a 2limonita 2700 a 4 300 800 Marga 1 500 a 2 OOO g Mármol 2 600 a 2 730 Para cálculos se voladura puede estimarse el promedio, aunque es preferible medirlo en cada caso para tener patrones estandarizados.

. Selección para voladura: Para

propósitos

de

voladura

las

rocas

suelen

ser

clasificadas en dos grandes grupos:

. Ígneas y Metamórficas: Son usualmente las más duras de perforar y difíciles de volar. Por su origen plutónico o volcánico están asociadas

a disturbios tectónicos que las han contorsionado y figurado, mostrando planos de clivaje no regulares y amplia variación de

su

estructura

granular.

Pueden

calificarse

bajo

dos

subdivisiones:

a) La primera subdivisión cubre a las de granulometría fina y aquellas cuyas propiedades elásticas tienden a absorber la onda de shock generada por la voladura antes de quebrarse. Ejemplos: filitas, gneiss, hornfels.

b)

La

segunda

subdivisión

cubre

a

las

rocas

con

granulometría gruesa como granito, diorita algunas cuarcitas silicificadas,

algunas veces difíciles de

perforar y muy

abrasivas por su contenido de sílice, pero que usualmente fragmentan con facilidad en la voladura.

.Sedimentarias En estas rocas el espesor y bandeamiento varía de acuerdo al tiempo acumulación y la naturaleza de origen más masivas

sean

y

cuanto

más

definido

y

amplio

sea

el

bandeamiento, más difíciles son de volar eficientemente. La perforabilidad depende más de sus propiedades abrasivas que de su misma dureza. Algunas areniscas y calizas pueden presentar problemas difíciles de voladura en particular las rocas de grano grueso con una matriz regular requieren consideraciones especiales

por tanto en los disparos tienden más a compactar antes que a romperse claramente. Los

campos

de

fatiga

pueden

originar

direcciones

pueden originar direcciones preferidas para la fracturación de la roca. Los planos de debilidad influyen en la dirección de propagación de las ondas de tensión y por 10 tanto en los planos de fractura. El contenido de agua en las rocas puede ser variable en cuanto a su volumen y localización influyendo en la absorción de la energía de la explosión, lo que puede mejorar o deteriorar la rotura. Otros dos parámetros en estrecha relación con la variabilidad son la "textura" y la "estructura".

La textura se refiere al tamaño, forma, distribución, clasificación y amarre de dos cristales en las rocas ígneas y de los granos en las sedimentarias y metamórficas, así como las propiedades físicas resultantes a caracteres mayores como la estratificación, grietas, fallas y planos de clivaje incluyendo la morfología del yacimiento rumbo y buzamiento. En muchos casos de voladura el patrón estructural de la roca

ejerce

un

mayor

control

sobre

la

fragmentación

resultante. Los planos de estratificación influyen en la fragilidad de la roca una ventaja cuando están muy cercanas las juntas pueden emplearse explosivos poco densos, lentos, mientras que si son escasos o están separados tienden a producir grandes bloques que pueden exigir una posterior voladura secundaria. Los planos de estratificación pueden

estar separados o en ángulo pueden indicar la necesidad de cebados múltiples (cargas espaciadas en forma axial).

A

continuación

se

describen

detalladamente

las

variables

controlables más determinantes en el Modelo Matemático de Kenya para una Voladura de Banco eficiente:

A) Dimensión de la Voladura

Comprende al área superficial delimitada por el largo del frente y el ancho o profundidad de avance proyectados por la altura del banco o de corte (H), en m³. L x A x H = Volumen total

Donde: L

=

largo, en m.

A

=

ancho, en m.

H

=

altura, en m.

Si desean expresarse en toneladas de material in situ, se multiplica por la densidad promedio de la roca o material que pretenda volarse.

L x A x H x r x 1000 = masa total

Donde: r = densidad de la roca, en Kh/m 3 B) Parámetros dimensionales

1. DIÁMETRO DEL TALADRO (Ø): La

selección

del

diámetro

del

taladro

es

crítica

considerando que afecta a las especificaciones de los equipos de perforación, carga y acarreo, también al burden,

espaciamiento,

distribución

de

la

carga

explosiva, granulometría de la fragmentación, tiempo a emplear en la perforación y en general a la eficiencia y economía de toda la operación.

Para determinar

el Diseño Eficiente de la Voladura, el

diámetro del taladro óptimo debe cumplir los siguientes parámetros:

i. La disponibilidad y aplicabilidad del equipo de perforación en el trabajo proyectado. ii. Para

lograr

una

excelente

distribución

de

la

energía, utilizar diámetros de Barreno (mm) igual a la altura del Banco (m) multiplicado por 8 iii. El diámetro máximo del barreno (mm) para una altura de banco conocida debería ser igual a la altura del banco multiplicada por 15.

iv. Al utilizar diámetros de carga con un diámetro inferior al del barreno, se debe considerar el efecto de desacoplamiento.

Efecto de Desacoplamiento sobre la presión de Detonación: % reduccion-barrenos humedos = 1-(( Ø Expl. / Ø Barreno))^1.8 % reduccion-barrenos secos = 1-(( Ø Exp/ Ø Barre))^2.6

Ejemplo: la presión de detonación de un explosivo de 127mm de diámetro en un barreno de 165mm de diámetro se reducirá en 38% en un barreno húmedo y 49% en un barreno seco.

Con diámetro pequeño los costos de perforación y de preparación del disparo normalmente son altos y se emplea mucho tiempo y personal, pero se obtiene mejor distribución

y

consumo

específico

del

explosivo

permitiendo también efectuar voladuras selectivas. El incremento de diámetro aumenta y mantiene estable

la

velocidad

de

detonación

de

la

carga

explosiva, incrementa el rendimiento de la perforación y el de los equipos de acarreo, disminuyendo el costo global de la voladura. Además facilita el empleo de camiones cargadores de explosivos. Por otro lado, si la roca a volar presenta sistemas de fracturas muy espaciadas o que conforman bloques naturales, la fragmentación a obtener puede ser demasiada gruesa o irregular.

En bancos de canteras y en obras civiles se superficie los diámetros habituales varían entre 50 y 125mm (2” a 5”)

mientras que en la minería por tajos

abiertos varían entre 150 a 310mm (6” a 12”) y llenan hasta 451mm (15”) El máximo diámetro a adoptar (mm) para una altura de banco conocida, debería ser igual a la altura del banco multiplicada por 15, lo que usualmente se expresa con la igualdad:

Ø (mm) = H (m)*15 Donde: H = Altura de banco conocida, en metros. Ø = es el diámetro del taladro, en milimetros.

2) BURDEN: El modelo matemático de Konya nos permite calcular el “Burden Máximo” a partir de variables específicas como son la densidad del explosivo, la densidad de la roca y el diámetro de la carga. Este modelo matemático nos permitirá calcular el burden el espaciamiento y la longitud de taco. La fórmula expresada por Konya (1983): es: Bmáx  3.15 *  tal * 3

 exp  roca

Donde: B

=

Ρexp =

Burden (pies) Densidad del explosivo (gr/cm³)

Ρroca = Ø

=

Densidad de la roca (gr/cm³) diámetro de la carga (pulgadas)

Otras variables de diseño determinadas a partir del burden son:

3) INDICE DE RIGIDEZ DEL BURDEN:

Equivale a la Altura del banco dividido por el Burden. Si el índice es menor a 2 entonces la masa de roca será rígida y más difícil de fracturar.

Comparación Del Índice de Rigidez

R EL A C I O N D E RIGIDEZ

1

2

3

4

Fragmentación

Pobre

Regular

Buena

Excelente

Sobre presión de aire

Severa

Regular

Buena

Excelente

Roca en vuelo

Severa

Regular

Buena

Excelente

Vib r a c i ó n d e l t e r r e n o

Severa

Regular

Buena

Excelente

Rompimiento

No hay mayores

t r a s e r o s e v er o y Comentarios

problemas de

Rediseñe si es

piso. No se

posible

dispare vuelva a diseñar

Buen control y

beneficios con el

fragmentación

incremento de la relación de rigidez arriba de cuatro

4) SOBREPERFORACIÓN: Es la profundidad a la cual se perfora el barreno por debajo del nivel del piso, para asegurarse que el rompimiento ocurra a nivel. En la práctica, teniendo en cuenta la resistencia de la roca y el diámetro del taladro, se estima lo siguiente según Konya: SP = (0.2 – 0.3) * B m a x Pero generalmente:

SP =

0.3B

Donde: SP

= Sobreperforación en metros

B m a x = En metros

4) LONGITUD (PROFUNDIDAD) DE TALADRO (L): La longitud del taladro influencia en el diseño total de la voladura., con la finalidad única de evitar que queden lomos o resaltos que afecten al trabajo del equipo de limpieza; se considera la siguiente perforación la que debe ser por lo menos 3 veces el valor del Burden, por tanto:

L  H  0.3 * B

Donde: H = altura de banco, en m. Esta relación es precendente para taladros verticales que son los más aplicados en voladura a tajo abierto; pero para taladros inclinados tenemos:

L

H  1* SP cos 100

Donde: L = Longitud del taladro, m. H = Altura de banco, m.

 = Ángulo con respecto a la vertical, grados. SP = Sobreperforación, m.

5) ALTURA DE BANCO (H): Es la distancia vertical desde la superficie horizontal superior (cresta) a la inferior (piso): La altura esta en función del equipo de excavación y carga, del diámetro de perforación, de la resistencia de la estructura geológica y estabilidad del talud. Normalmente

los

cargadores

frontales

a

rueda

se

emplean en bancos de 5 a 10 metros de altura, con taladros de 65-100mm (2 ½” a 5”) de diámetro, mientras que las escavadora y grandes pala a oruga, en bancos de 10 a 15 metros y más con taladros de 100mm (4”a 12”) de diámetro, pudiéndose la altura de banco con la siguiente fórmula:

H  10  0.57 * (C - 6)

Donde: C = Capacidad del cucharón de la escavadora, m 3

O

normalmente

la

altura

de

los

bancos

son

determinadas por los parámetros del lugar.

6) LONGITUD DEL TACO: La profundidad del taladro tiene gran influencia en el diseño de un disparo. Si los taladros fueran cargados en su profundidad total; los gases producidos por la detonación de las

mezclas

precisamente

explosivas de

la

comerciales,

parte

superior

se de

escaparían los

taladros

produciéndose el lanzamiento de rocas.

Por tanto se debe cargar con detritos (taco) en la parte superior de los taladros para evitar la fuga prematura de los gases producidos por la detonación de las mezclas explosivas

comerciales.

Para

calcular

el

taco,

KONYA

incompetente,

como

es

propone la siguiente fórmula:

Taco(T) 

L  SP 3

Donde: T = retacado, en m. B = burden, en m. En

material

suelto

o

una

sobrecapa se suelo y detritus que recubre a la roca en un trabajo de desbroce de mina, se modifica la fórmula para el tacado teniendo en cuenta el espesor de sobrecapa, de la siguiente manera:

Taco (T)  0.7 * B 

SC 2

Donde: SC = espesor de sobrecapa, en m.

7) ERROR DE PERFORACIÓN (e)

e = 0.05 + 0.03*L Donde: e = error de perforación, m. L = longitud del taladro, m.

8) BÚRDEN PRÁCTICO (B): B  B max  e

9) ESPACIAMIENTO: Es la distancia de una misma fila que se disparan con un mismo retardo o con retardos diferentes y mayores en la misma fila. Se calcula en relación con la longitud del Burden, a la secuencia

de

encendido

y

el

tiempo

de

retardo

entre

taladros. Al

igual

que

con

el

burden,

espaciamientos

muy

pequeños producen exceso de trituración y craterización en

la boca del taladro, lomos al pie de la cara bloques de gran tamaño en el tramo del burden a otro lado, espaciamientos excesivos produce fracturación inadecuada, lomos al pie del banco y nueva cara libre frontal muy irregular. Para hallar el espaciamiento de acuerdo al modelo de Konya se utiliza la siguiente fórmula:

E

H  7B 8

Donde: E = espaciamiento, m. H = altura de banco, m. B = burden práctico, m.

C) CALCULO DE LA CARGA POR TALADRO

1.

Densidad de Carga de Explosivos (Q e x p ):

Qexp =

ρ e x p * Ø 2 * 0.507

Donde: Q e x p = densidad de Carga de Explosivos, kg/m

ρ e x p = densidad del explosivo, gr/cc Ø

= diámetro de perforación, pulgadas.

2. Densidad de Carga por Taladro (Q t a l ):

Q t a l = Q e x p *(L – T) Donde: Q t a l = densidad de Carga por Taladro, kg/taladros

Q e x p = densidad de carga del Explosivo, kg/m. L = Longitud del Taladro, en m. T = Taco, en m.

3. Volumen a romper por taladro: Malla por altura del taladro. Se obtiene con la siguiente fórmula:

V = B x E x HCosθ = 1m 3 /taladro

4. Tonelaje roto por taladro: Volumen por densidad de la roca o mineral.

TN/Tal = V x  r o c a 5. Tonelaje roto total (TN):

TN = (TN/Tal) x # taladros

Donde: # taladros =

L arg o de Banco Ancho de Banco  Espaciamiento Burden Práctico

6. Volumen real para acarreo (Vr):

Vr = V x Fe Donde: Fe = Factor de esponjamiento.

7. Factor de Carga o Potencia (Fp): Fp 

Qtal TN / tal

BENEFICIOS DE LA INCLINACION DE BARRENOS

PARA DIAMETRO PEQUEÑO LA INCLINACIÓN DE LOS BARRENOS En voladura de bancos se ha descubierto que los taladros inclinados dan mejores beneficios con pocas desventajas. Algunas de los beneficios incluye: Mejor fragmentación, aumenta la productividad de perforación, disminuye la subperforación, y un factor inferior de polvo. Algunas de las desventajas son

un aumentado de perforación, desgaste en añicos, y los problemas al cargar el explosivo. El largo del barreno (L) aumenta con inclinación; Sin embargo, la subperforación (J) decrece. Para calcular L se utiliza la siguiente ecuación:

Donde ß, en grados, y representa el ángulo con relación a la vertical.

PARA GRAN DIAMETRO LA INCLINACIÓN DE LOS BARRENOS La mayoría de taladros tienen dificultad para diámetros de gran magnitud., por la dificultad de los taladrados hechos verticalmente. Sin embargo hay algunos excepciones, cuándo la perforación se realiza en rocas suaves con una altura del banco sobre los 24 metros (78.74 pies) donde es recomendable usar perforación inclinada. El mejor ejemplo del uso de perforación inclinada en voladura de banco de grande diámetro es extrayendo carbón en operaciones mineras.

TALADROS PATRONES

El burden B, indicado previamente, está en función con el diámetro de carga, fuerza compresiva de la roca, y energía específica del explosivo usado. El diámetro de columna de carga es usualmente el diámetro de taladro, los búrdenes y espaciamientos de acuerdo a los valores de fuerzas compresivas diversas de la roca y los explosivos.

MÉTODOS DE INICIACIÓN

RIOS DE VOLADURA

Las mezclas comerciales por si solas no pueden ser detonadas. De manera que para ser usadas eficientemente, necesitan de elementos que produzcan una onda de detonación o una chispa para iniciar y/o transportar esta onda o chispa de taladro a talar, y un tercer grupo retardan y controlan los tiempos de detonación de cada grupo de taladros; y estos son precisamente los llamados rios de voladura.

rios de Voladura son todos aquellos dispositivos requeridos para hincar y/ retardar cargas explosivas por métodos adecuados y aprobados. Los rios de voladura más usados en minería a tajo abierto son los siguientes:

Mecha de seguridad: Es un medio a través del cual la llama es transportada continuamente a una velocidad uniforme para proveer y propiciar la iniciación de una carga explosiva, ya sea directa o indirectamente, con una cantidad de pólvora negra o por un fulminante común; para de esa manera iniciar un alto explosivo. La pólvora negra es una mezcla de 63-77% de KNO3, carbón de madera y azufre para facilitar ele encendido y la uniformidad de la combustión.

Fulminantes comunes (B.C) Consisten en una cápsula cilíndrica de aluminio de 6.2 mm. De diámetro, cerrada en un extremo donde se coloca 300-400 mgr. de explosivo base (PETN) y sobre esta se coloca una carga primaria altamente sensible como la azida de plomo (200-300mgr) altamente sensible a la chispa que produce la mecha se seguridad. La chispa de la mezcla de la mecha actúa sobre la azida de plomo y esta a su vez, hace detonar a la carga base de PETN generando una oda de choque que inica al primer y esta a su vez a la columna explosiva correspondiente.

Fulminante Eléctrico (E.B.C.)

Los E.B.C. son sustituidos de los fulminantes comunes, tienen sus mismas cargas primarias y base; la diferencia reside en que la chispa es producida por el pase de la corriente eléctrica a través de un puente de filamento de platino – indio o de cobre-níquel - . Luego se da lugar a los siguientes eventos:



La ruptura del puente de alambre.



La carga primaria suelta es hincada.



La carga base es detonada

Cuando se utiliza disparos eléctricos, se requiere que el circuito tenga los siguientes elementos: 1.

La fuente de energía eléctrica o explosor.

2. Los fulminantes eléctricos (E.B.C.) 3. El circuito de voladura conectado a la fuente de energía con los E.B.C.

Fulminantes Eléctricos de Retardo (D.E.B.C.)

Son rios similares a los EBC instantáneos con la excepción de que poseen elementos de retardo entre la porción de carga primaria y la carga base. Sin fabricados en series de ½ segundo o de milisegundo. Las ventajas de uso adecuado del D.E.B.C. son:

1.

Reduce la vibración producida por la detonación.

2. La secuencia de salida facilitada por los retardos produce una mejora en la fragmentación de las rocas. 3. Se controla la proyección de los fragmentos de la roca. 4. Reduce sobre fracturamiento y rotura hacia atrás. 5. Minimiza tiros cortados.

NONEL

Sistema de voladura no eléctrico, inventado por la NITRONOBRL AB STICKHOLM SWEEDEN. Tiene la precisión y confiabilidad de los D.E.B.C. y con la ventaja adicional que no hay riesgo a los efectos de la electricidad estática, corriente inducidas, corrientes erráticas, etc. Usa el cordón detonante como medio de iniciación. El sistema NONEL se puede usar en forma segura con cualquier alto explosivo, agente de voladura; asimismo reemplaza a cualquier ortosistema de iniciación como: cordón detonante, mecha de seguridad, mecha rápida y conectores.

FANEL FANEL es un producto peruano manufacturado con los mismos principios y ventajas del sistema NONEL. Tiene los siguientes componentes: 1.

Manguera Fanel.

2. Fulminante de Retardo 3. La etiqueta

Cordón Detonante El cordón detonante, consiste en un reguero de un alto explosivo usualmente PETN, el cual se encuentra cubierto de materiales sintéticos como plásticos y fibras textiles que lo hacen flexibles, impermeables y le dan buena resistencia a la tensión. Tienen una velocidad de detonación de 680 – 7300 m/s y son insensibles al golpe, fricción, también no son afectados por cargas estáticas o erráticas. Son sensibles al Fulminante Nº6. En el Perú se fabrican los siguientes tipos: 3P, 3PE, 5P, 8P, 8PE, 10P, 10PE, donde el número indica la densidad lineal de carga mínima y la E, que es más resistente a la tensión. Ejemplo: 5PE, es un cordón detonante de 5 gr de PETN/m y reforzado. Se usa tanto en líneas descendentes como troncales.

Retardo para Cordón Detonante Es un rio de voladura que tienen un intervalo de tiempo de retardo muy preciso. Su uso produce buena fragmentación, reduce las vibraciones por la salida secuencial de los disparos y minimiza el fracturamiento hacia atrás. Su fuerza iniciadora es equivalente a un fulminante común Nº6. En el Perú los retardos para cordón detonante se fabrican en la siguiente serie de retardos: 5, 9, 17, 25, 35, 50, 75, 100.

Tienen una cobertura plástica con dos orificios donde conecta o inserta el cordón detonante.

TABLA DE TIEMPOS PARA CONECTOR para cordón detonante Conector Bisagra Paralelo Retardo (ms)

Color del Conector

5

Violeta

9

Violeta

17

Rojo

25

Rojo

35

Amarillo

42

Negro

65

Naranja

75

Naranja

100

Azul

130

Azul

150

Azul

200

Verde

250

Verde

300

Verde

CEBADOS DE LOS EXPLOSIVOS CEBOS Se denominan cebos o primas a los conjuntos formados por un cartucho de dinamita, de emulsión o de hidrogel sensible al fulminante, al que se le ha insertado un fulminante, un detonador eléctrico, o un extremo de cordón detonante y que se utilizan para activar e iniciar la detonación de la carga explosiva principal en un taladro de voladura. Los cebos normales son de la misma dinamita empleada en el resto de la columna explosiva y se utiliza un cebo para cada taladro a disparar, igual cuando la carga principal sea de un agente de voladura como Examon o ANFO. Los cebos son activados con un detonador o con cordón detonante convencional cuando se requiere arranque instantáneo del disparo y con detonador de retardo o con detonador de superficie en la línea de cordón detonante usando son para arranque temporizado.

El cebo preparado debe ser manejado con precaución. No debe ser taconeado o atacado al ser cargado en el taladro. Todo cebo es explosivo activado dispuesto a detonar por cualquier incentivo (fuego, golpe, maltrato, etc.) por lo que debe ser tratado con el máximo cuidado, tanto al transportarlo, como al introducirlo en el taladro. Para el cebado de cartuchos y taladros se siguen ciertos pasos, que para facilidad de interpretación presentamos en los dibujos que vienen a continuación:

COMENTARIOS Y RECOMENDACIONES SOBRE CEBOS A. Taladros de pequeño diámetro En principio el cebo debe tener la suficiente energía como para garantizar el completo inicio de la carga a su mayor régimen y poder mantenerlo así en todo el taladro. De conocimiento general es que a mayor potencia del cebo se obtiene mayor rendimiento de la voladura; por ello, si eventualmente dispusiéramos de la alternativa para utilizar como cebo dinamita pulverulenta o gelatina, la recomendación es inclinarse por la gelatina, aunque su precio unitario sea más alto, ya que el rendimiento general será mayor. Es notoria, por ejemplo, la diferencia de resultados en el disparo de un taladro de pequeño diámetro (digamos de 2” de diámetro) cargado con ANFO e iniciado sólo con un detonador, aunque éste sea del N° 10 o del N° 12; comparándolo con el mismo taladro pero cebado con un cartucho de dinamita gelatinosa. Además debe tenerse en cuenta que el pequeño diámetro del detonador usado como cebo es insuficiente, ya que el cebo debe tener el mismo diámetro de la carga explosiva y suficiente masa para lograr la máxima eficiencia. También es importante ubicarlo al fondo, donde se requiere aplicar la mayor energía para contrarrestar la resistencia a la rotura por el natural confinamiento de la roca La velocidad y la presión de detonación del cebo son determinantes para la rapidez con que se logre el régimen constante de “presión de taladro o de trabajo”. La energía de impacto inicial del cebo tiene marcada influencia en el tiempo en que será lograda la detonación a régimen constante del explosivo receptor en la columna de carga del taladro; es decir el tiempo en que este explosivo conseguirá su velocidad estable de detonación y los rangos de régimen termodinámico e hidrodinámico cercanos al 100% de sus valores teóricos máximos, que es lo que el desea obtener para el mejor logro de sus objetivos de trabajo. En los taladros de pequeño diámetro cargados con dinamita, esto se logra de forma casi inmediata debido a la presencia de la altamente exotérmica nitroglicerina, traduciéndose ello en su elevado impacto rompedor, que es una de sus grandes ventajas. A su vez, en los taladros también de pequeño diámetro pero cargados con ANFO esta fase de la iniciación demora cierto tiempo debido a que la reacción del nitrato granular es lenta, mostrando por tanto menor impacto rompedor. Esto trata de compensarse en parte, como se dijo anteriormente, colocando un cebo enérgico de alto explosivo. Un cartucho de dinamita gelatinosa es uno de los cebos más adecuados, pero debe descartarse el uso de cualquier cebo de dimensiones reducidas aunque sea de alto explosivo. Algunos s, pensando economizar explosivo, utilizan como cebo sólo porciones de

cartuchos para iniciar el ANFO, lo que por lo contrario resulta inconveniente puesto que por falta de energía el rendimiento del taladro es muy pobre, lo que se puede apreciar fácilmente por la deficiente fragmentación y los tacos que suelen quedar del taladro. El hecho de que un disparo salga

completamente no significa que haya sido bueno. Tiene que observarse

detenidamente el avance, fragmentación y desplazamiento de la carga para determinar si la iniciación ha sido adecuada y si se ha logrado detonación total o sólo ha deflagrado parcialmente. Se estima que con ANFO pobremente cebado, el régimen constante de detonación se logrará recién después de un recorrido mínimo de 6 diámetros de taladro, debiendo tenerse presente también a la progresiva pérdida de sensibilidad del ANFO a medida que disminuye el diámetro del taladro, o que aumente su longitud, como es el caso de los disparos con el método de taladros largos en anillos o abanicos en subniveles (long hole ring drills), donde con longitudes del taladro de 6 m hasta 30 m (20’ a 100’) es imperativo emplear cebos muy enérgicos y suficientes en masa (peso).

B. Taladros de gran tamaño Para iniciar un taladro cargado con explosivo sensible se emplea el cebo, normalmente suficiente para trabajar en taladros de pequeño diámetro, pero no así para los mayores de 3” de diámetro que requieren de un reforzador, especialmente si se trata de iniciar ANFO,

slurries o emulsiones no sensibles. Así, en sus inicios el ANFO cargado en taladros de gran diámetro en minas de tajo abierto era cebado con uno o más atados de cartuchos delgados de dinamita, calculando su peso en aproximadamente un 5% de la carga total, pero como este método resultaba insuficiente fue sustituido por el empleo de cebos especiales de alta presión de detonación, constituidos por altos explosivos colados o moldeados, tales como las combinaciones de TNT, PETN o RDX denominados “reforzadores, boosters o cast primers”. Incluso después de introducidos estos

primers, se buscaron otros medios para mejorar la iniciación, como son: el cebado en puntos múltiples de la columna con estos mismos boosters iniciadores, o el inicio axial con cordón detonante de alto gramaje (90 a 120 g/m) a lo largo de todo el taladro (que fue poco satisfactorio) y finalmente el termocebado, constituido por una porción de slurry aluminizado o emulsión iniciada por un primer, conjunto que normalmente se ubica al fondo del taladro. Este último esquema permite, además conseguir un mejor acoplamiento de la carga iniciadora al llenar todo el diámetro del taladro, mucho mejor aún si el slurry o emulsión es denso, ya que

su elevada velocidad y alto desprendimiento de calor contribuirá precisamente a reforzar al

primer. Este esquema es muy apreciado en nuestros tajos abiertos para voladura de rocas “difíciles” y para nivelar el piso de los bancos disparados, donde usualmente se coloca una a dos bolsas de Slurrex (25 a 50 kg) o Slurrex-EG a granel, con un booster APD de 1 libra, completándose el taladro con ANFO. En minería a tajo abierto se emplean los siguientes tipos de reforzadores o boosters como cebos iniciadores para los taladros de gran diámetro (sobre 75 mm ó 3” de diámetro) cargados con ANFO o agentes de voladura acuosos:

a. Cebos colados (cast primers) De alta densidad, alta presión de detonación (APD) y elevada velocidad. Sobre la base de TNT, pentolita, RDX y otros explosivos primarios. De tipo colado o prensado, se presentan en moldes cilíndricos sólidos de 1/3; 1; 3 y 5 libras (de 150 g a 2,3 kg), con agujeros pasantes para el iniciador (que puede ser un detonador de cualquier tipo del N° 6 al N° 12 y más usualmente cordón detonante desde 3 g/m hasta 10 g/m, siendo el más comúnmente utilizado el booster de 1 libra (460 g). Clases: 1. Convencional o instantáneo. Ejemplo booster APD. 2. De retardo integrado, también denominados de retardo de profundidad (ejemplo: deck master, que llevan insertado un detonador de retardo).

b. Cebos hidrogel y emulsión (slurry primers) Hidrogeles tipo slurry aluminizado o emulsión de alta densidad, alta velocidad y presión intermedia a alta, sensitivos al detonador N° 8 y a cordones detonantes 5 y 10 g/m, eventualmente al 3 g/m con varias vueltas adicionales. Se presentan en cartuchos o bolsas de polietileno o valeron selladas, de forma cilíndrica, con pesos entre 500 y 1 000 g no son rígidos. Se detonan amarrándolos exteriormente con el cordón detonante o eventualmente introduciéndoles un detonador.

c. Sistemas explosivos de dos componentes Algunas veces citados como “explosivos binarios”, comprenden a dos componentes independientemente no detonables, normalmente uno líquido y otro granular, o ambos líquidos, los que al mezclarse directamente en su envase forman un

alto explosivo sensible al detonador, que se emplea como booster en taladros de voladura de gran diámetro, o también como carga directa en plasteos secundarios, en prospección sísmica o en demolición submarina. Ejemplo: Astro Pak, Kinestic, Kinepouch, los que por diversas razones no han tenido mayor acogida en el campo minero.

d. Cebos de dinamita (dynamite primers) Cargas de dinamita gelatinosa de alta velocidad, sea como un manojo de cartuchos pequeños atados, como cartucho individual de gran diámetro (hasta 75 mm), o como cargas especiales selladas en moldes de cartón o de plástico rígido con ranuras y agujeros para detonador o cordón detonante. Cuando los envases o moldes están diseñados para deslizarse por el cordón de la línea de bajada del taladro, especialmente para cebar cargas espaciadas o escalonadas, se les denomina adicionalmente slider primer. Los reforzadores del primer tipo ( cast primer) por su alta presión de detonación y elevada velocidad, son normalmente empleados para arrancar slurries y emulsiones además del ANFO. Los del segundo tipo, slurry primer, son preferentemente recomendados para iniciar ANFO, con ventaja económica por su menor costo, aunque también en ciertas condiciones pueden aplicarse a los slurries y emulsiones. Los del tercer tipo, binarios, tienen actualmente muy poca difusión. Los del cuarto tipo, dinamitas, son adecuados para todo tipo de explosivo incluyendo Heavy ANFO, preferentemente con detonador de retardo incorporado para cargas espaciadas, aunque también inician eficientemente a la carga de fondo. La ubicación del cebo en taladros con carga integral se reflejará en el resultado del disparo. Se recomienda colocarlo al nivel del piso del banco y no en el sector de sobre perforación al fondo (subdrilling), lo que mejora el fracturamiento en este tramo, limita la formación de lomos y disminuye la vibración. Además, si se ubica al fondo mismo del taladro, parte de su energía la dedicará a romper la roca del fondo, lo que no es su función. El cebado en la boca del taladro (top priming) practicado en algunas minas es inconveniente, pues incrementa la vibración y la proyección de piedras. En este caso es indispensable sellarlo con taco inerte. El cebado sólo con un Primer normalmente ubicado al fondo del taladro se practica con buen resultado en formaciones de roca friable y poco resistente, pero cuando se trata de fracturar roca dura y tenaz, o con presencia de agua, es

necesario emplear un cebo combinado; en este caso, por ejemplo, un termocebado constituido por un booster de 500 a 1000 g y una de 20 a 25 Kg de un Slurry o emulsión como SLURREXE.

MALLA DE PERFORACIÓN Es la forma en la que se distribuyen los taladros de una voladura, considerando básicamente a la relación de burden y espaciamiento y su directa vinculación con la profundidad de taladros. En el diseño de una voladura de banco se puede aplicar diferentes trazos para la perforación, denominándose malla cuadrada, rectangular y triangular o alterna, basándose en la dimensión del burden.

Distintas formas de amarre de los rios y diferentes tiempos de encendido de los taladros se aplican para obtener la más conveniente fragmentación y forma de acumulación de los detritos, para las posteriores operaciones de carguío y transporte del material volado. Los diseños de amarre de las conexiones entre taladros de los trazos de perforación anteriores, determinan el diseño de mallas de salida, siendo las más empleadas la longitudinal, cuña, diagonal (Echelón) trapezoidal y las combinadas. Ejemplos con malla cuadrada:

EJ EM PL O I L USTRA TI VO DEL MODEL O MA TEM Á TI CO DE KON Y A

En una Mina, se de se a cre ar un dis e ño d e Vo lad ura de Banco s, do nd e s e aplique e l mo de lo m ate m ático de Ko nya, d ich a Vo lad ura bus ca aum e ntar la pro d uctiv id ad d is m inuye nd o co s to s , y se cue nta so lo co n las siguie nte s ref e re ncias .

Te nem o s lo s s iguie ntes d ato s:

Áre a d e Vo lad ura:

58m x 27m ( 190.29pie x 88.58pie )

Altura d e Banco :

13 m e tro s

Tipo d e Ro ca:

Dio rita F racturad a co n pre s e ncia d e agua.

(42.65 pie s )

De acue rdo a la Tabla Nº 1 ( e n Ane xo) s e d e be us ar:



De ns id ad de R o ca ( Dio rita) :

ρ= 2.76 gr/cc



F acto r d e Es po njam ie nto

F e = 1.50



R e s is te ncia Com pre s iv a

: :

R c = 250 MPa

Po r las co nd icio nes co mo s e pre se nta es te Tipo d e R o ca e l e xplo s iv o a utiliz ar s e ría ANF O Pe s ado ( 50: 50) ; po rque es una co m binació n d e 50% d e Em uls ió n y 50% de AN FO , e n la cual la Em uls ió n es añad id o al AN F O para lle nar lo s inte rs ticio s e ntre lo prills pro po rcio nand o re s is te ncia al agua y tam bié n para incre m e ntar la de ns id ad y e ne rgía d e l e xplo s iv o . De acue rdo a la Tabla 2, d e be mo s us ar:



De ns id ad d e Explo s iv o

:

1.29 gr/cc

Desa rro llo :

1. Cálculo d e l Diám e tro de l Barre no : La s e le cció n d e l d iám e tro de l barre no ad e cuado es un f acto r clav e para vo lad ura ef icie nte , po r tanto te nie nd o una altura de banco co no cid a la de te rm inació n de l d iám e tro s e ría:

H( m) ≥

 (mm) 15

De s pe jam o s e l diám e tro :

 (mm) ≤ H (m)*15 = 13*15  (mm) ≤ 195 mm Ento nce s d e acue rd o a es ta re lació n e l diám e tro d e l barre no d e be cum plir se r me no r igual a 195mm , es po r es ta raz ó n que es co gimo s e l d iám e tro d e 6 pulgad as ( 152.40m m ) .

2. Cálculo d e Burde n Máximo :

Bmáx  3.15 *  tal * 3

 exp  roca

Bmáx  3.15 * 6 * 3

1.29 2.76

Bm áx= 14.67pie s

3. Í nd ice d e R igid e z : IR =

H B

IR =

42.65 14.67

I R = 2.9

De acue rd o al Cuad ro d e Co m paració n d e Í nd ice de Rigid e z, e l v alo r o bte nido d e 2.9 no s ind ica una bue na F ragm e ntació n y bue n Co ntro l e n la Vo lad ura, s ie nd o una co m pro bació n para s abe r si la e le cció n de l d iám e tro f ue la co rre cta.

4. So bre pe rf o ració n: SP = 0.3B SP = 0.3*14.67 SP = 4.40 pie s

5. Lo ngitud De Talad ro :

L  H  0.3 * B L  42.65  0.3 *14.67 L  47.05 pie s 6. Lo ngitud de l Taco :

Taco(T) 

L  SP 3

Taco(T) 

47.05  4.40 3

Taco(T)  17.15 Pies

7. Erro r de Pe rf o ració n: e = 0.05 + 0.03*L e = 0.05 + 0.03*47.05 e = 1.46 pie s

8. Burde n Práctico :

B  B max  e B  14.67  1.46 B  13.21 Pies 9. Es paciam ie nto :

E

H  7B 8

E

42.65  7 *13.21 8

E  16.89 Pies 10. De ns id ad d e Carga d e Explo s iv os :

11.

Qexp =

ρ e x p * Ø 2 * 0.507

Qexp =

1.29 * 6 2 * 0.507

Qexp =

23.54 Kg/m

De ns id ad d e carga po r Talad ro : Q t a l = Q e x p *( L – T) Q t a l = 23.54*( 14.34 – 5.23) Q t a l = 214.58kg/tal

12. To ne laje ro to po r talad ro :

TN /Tal = V x



roca

TN /Tal = 269.32 x 2.76 TN /Tal = 743.33 Do nd e: V = BxExH e n m e tro s .

13.

Vo lum e n te ó rico to tal d e acarre o . Vt = V x F e Vt = 58x27x13 x 1.5 Vt = 30527m 3

14.

Vo lum e n re al to tal d e acarre o . Para es to te nem o s que s abe r e l # d e talad ro s us ad os e n e l banco , que es: AnchoDeBanco l arg oDeBanco * Burden Espaciamiento

# Tal= #Tal=

27 58 * = 6*11=66Tal 4.026 5.148

Vr = V x #Tal x 1.5 Vr = 269.32 x 66 x 1.5 Vr = 26662.95m 3 15. Facto r d e carga o po te ncia Fc =

Qtal TN/Tal

Fc =

214.58 743.64

F c = 0.288kg/m 3

Acces o rio s

de

Vo la d ura

a

U sa r,

Méto d o

de

I nicia ció n

y

Ma lla

de

Perfo ra ció n Com o he m os v is to y co no cid o e n e s te trabajo , lo s acce so rio s de v o lad ura, mé to do d e iniciació n y malla; ah o ra de te rm inare m os lo que se v a utiliz ar para

es te e jem plo . Tam bié n s abe mo s que e l e xplo s iv o a us ar e s H EAVY AN F O e n to d a la co lum na ( co lum na d e fo nd o y de carga) . El he ch o de que un d is paro salga co m ple tam e nte no s ignif ica que h aya s id o bue no .

Tie ne

que

o bse rv ars e

de te nid am e nte

el

av ance ,

f ragme ntació n

ade cuad a y de s plaz am ie nto d e la carga para de te rm inar s i la iniciació n ha sid o ad e cuad a y s i s e h a lo grad o de to nació n to tal o só lo h a de f lagrad o parcialm e nte .

Ento nce s lo que us are m os e s :

Co mo C ebo

us are mo s :

Dyna m ite Prim ers

Y Lue go NO NEL Co n C o rdó n Deto na nte d e Reta rdo Serie 5

Po r las siguie nte s raz o nes :

La dinamita (dynamite primers) son cargas de dinamita gelatinosa de alta velocidad, Las dinamitas, son adecuados para todo tipo de explosivo incluyendo Heavy ANFO, y como el explosivo elegido en nuestra voladura es Heavy ANFO usaremos como cebo Dynamite primers y porque es también eficiente a la carga de fondo. La ubicación del cebo en taladros con carga integral se reflejará en el resultado del disparo. Se recomienda colocarlo al nivel del piso del banco y no en el sector de sobreperforación al fondo (subdrilling), lo que mejora el fracturamiento en este tramo, limita la formación de lomos y disminuye la vibración.

NO NEL Porque NONEL es un sistema de voladura no eléctrico, evita riesgos por los efectos de la electricidad estática, corriente inducida, corrientes erráticas, etc. Usa el cordón detonante como medio de iniciación. Además presenta las siguientes ventajas:

1.

Reduce la vibración producida por la detonación.

2. La secuencia de salida facilitada por los retardos produce una mejora en la fragmentación de las rocas.

3. Se controla la proyección de los fragmentos de la roca. 4. Reduce sobre fracturamiento y rotura hacia atrás. 5. Minimiza tiros cortados.

También porque el sistema NONEL se puede usar en forma segura con agente de voladura; asimismo reemplaza a cualquier ortosistema de iniciación como: cordón detonante, mecha de seguridad, mecha rápida y conectores.

CONECTOR DETONATE DE RETARDO Este es un rio de voladura que tiene un intervalo de tiempo de retardo muy preciso. Su uso produce buena fragmentación, reduce las vibraciones por la salida secuencial de los disparos y minimiza el fracturamiento hacia atrás. Su fuerza iniciadora es equivalente a un fulminante común Nº6. En el Perú los retardos para cordón detonante se fabrican en la siguiente serie de retardos: 5, 9, 17, 25, 35, 50, 75, 100. En nuestra voladura el Conector Detonante de Retardo es de Serie 5

Malla de Perforación a usar para nuestro ejemplo

Por la relación de Burden/espaciamiento y su directa vinculación con la profundidad de taladros, en el diseño de voladura de bancos se aplicará trazos en una malla CUADRADA, por las medidas de espaciamiento (5m) y burden (4.45m) que son casi iguales E=B y como ya hemos visto esta relación pertenece a una malla cuadrada.

5m 4.45m

Así el diseño de malla de salida que se utilizará es Salidas en Paralelo que determinará la forma de amarre y el tipo de encendido entre los taladros de los trazos de perforación.

COSTO DE VOL A DURA Explo s iv o ANF O -Em uls ió n

ROCA MEDIA (CS) RIOS-EXPLOSIVOS ANFO EMULSION NONEL # 15 CORDON DETONANTE de RETARDO CEBO DYNAMITE PRIMERS EXSA MANO DE OBRA COSTO DE EQUIPO COSTO TOTAL ($/taladro) COSTO TOTAL ($/ton)

CANTIDAD POR TALADRO 106.75 kg 106.75 kg 10 m 8.4 m 1

COSTO UNITARIO 0.42 $/kg 0.53 $/kg 2.07 $/m 0.13 $/m 2.25 $ 0.45 $ 2.995 $

COSTO TOTAL ($/taladro) 44.84 56.58 20.70 1.09 2.25 0.45 2.995 128.90 0.15

ROCA DURA (CE) Y (SJS) RIOS-EXPLOSIVOS ANFO EMULSION NONEL CORDON DETONANTE de RETARDO CEBO DYNAMITE PRIMERS EXSA MANO DE OBRA COSTO DE EQUIPO COSTO TOTAL ($/taladro) COSTO TOTAL ($/ton)

CANTIDAD POR TALADRO 106.75 kg 106.75 kg 10 m 8.4 m 1

COSTO UNITARIO 0.42 $/kg 0.53 $/kg 2.07 $/m 0.13 2.25 0.45 2.995

$/m $ $ $

COSTO TOTAL ($/taladro) 44.84 56.58 20.70 1.09 2.25 0.45 2.995 128.90 0.2

CO NC LU SI O NES



Se comprendió el significado e importancia de las características de los explosivos.



Se conoció las diferentes familias de explosivos utilizados en minería y de voladura y cuando se usa cada explosivo e un ambiente determinado de voladura.



Se comprendió y aprendió la importancia de las características de la roca y como se presenta (variables no controlables) junto con las de los explosivos para realizar una eficiente voladura.



Se analizó la importancia del diámetro del taladro, densidad del explosivo y densidad de la roca que jugaron un papel preponderante en la construcción de la malla a usar.



Se aplicó el Método de Konya para la elaboración de un diseño de voladura, y el por qué de sus tres parámetros: diámetro del taladro, densidad del explosivo y densidad de la roca.



Se conoció cuándo utilizar taladros inclinados y los beneficios que trae consigo.



Los rios de voladura y sistemas de iniciación definidos.



Se re aliz o e l dis e ño de m alla de v o lad ura



Se h allo e l co s to ge ne ral de v o lad ura.

BI BLI O GRAF Í A

1) Blaster's Handbook, 17th Edition. International Society of Chemical Engineers, Inc. 1998 Cleveland, OH ISBN:1-892396-00-9 2) Surface Blast Design. Calvin J. Konya and Edward J. Walter. Printed in the United States of America. ISBN 0 13 877994 5 3) Drilling and Blasting of Rocks. Carlos and Emilio Lopez Jimeno. Printed in Netherlands. ISBN 90 5410 199 7. 4) www.explosives.org/HistoryofExplosives.htm 5) www.digistar.mb.ca/minsci/course/online2.htm 6) Manual Práctico d e Vo lad ura EXSA. Te rce ra y Cuarta Ed ició n. 7) Pe rf o ració n y Vo lad ura d e Ro cas . Ed ucació n Sate lital I nte ractiv a. 8) I nf o rm e s de Trabajo s ante rio re s . 9) Mo d e lam ie nto Matem ático de Pe rfo ració n y Vo lad ura. UN I 10) I nf o rm e s de la Mina Carach ugo . Mine ra Y anaco h a S.A.

ANEXO S

Ta bla Nº1

Ta bla Nº2

EXPLOSIVO

DENSIDD (g/CC)

POTENCIA RELATIVA EN PESO (ANFO=100)

POTENCIA RELATIVA EN VOLUMEN RESPECTO AL ANFO DE 0.85G/CC (ANFO=1.00)

ANFO

0.85

100

1.00

A L / A NF O ( 5 % A l )

0.88

112

1.16

A l / A NF O ( 1 0 % A l )

0.91

123

1.32

A l / A NF O ( 1 5 % A l )

0.94

134

1.48

NCN EMULSION (0% Al)

1.15

78

1.06

NCN EMULSION (5% Al)

1.21

91

1.30

NCN EMULSION (10% Al)

1.27

103

1.54

NCN EMULSION (15% Al)

1.30

117

1.79

ANFO + 10% EMULSION (0%Al)

0.93

98

1.07

ANFO + 20% EMULSION (0%Al)

1.01

96

1.14

ANFO + 30% EMULSION (0%Al)

1.11

93

1.21

ANFO + 40% EMULSION (0%Al)

1.20

91

1.28

ANFO + 50% EMULSION (0%Al)

1.29

89

1.35

ANFO + 30% EMULSION (5%Al)

1.14

105

1.41

ANFO + 30% EMULSION (10%Al)

1.16

116

1.58

ANFO + 30% EMULSION (15%Al)

1.19

127

1.78

Fue nte : CR O SBY y PIN CO ( 1991)

FO RMU LA S PAR A V O LAD UR A Dens idad de C arg a de Ex plos ivo s: Kg / m = D ensidad x (D e) 2 x 0.507 Kg / taladr o = ( kg /m ) x larg o c olu mna de ex plos ivo De = Diámet ro de per for ació n en P ulg adas Ejemp lo:

Dens idad del A NFO = 0.80 g / cc Diám et r o de P er fo rac ión = 6 ½ “ Pr of undidad d e P erf or ació n= 13.5m 0.80 x 6.5 2 x 0.507 = 17.1 K g /m 17.1 x ( 13.5-5) = 145.4 K g/ tal

MET R OS C ÚBI C O S PO R TA LA DR O : B x S x H = m 2 /t al B = B urden (m) S = Espac iamient o (m) H = Alt ur a de Banco (m ) TO NELA DA S P OR TA LA DR O : D x (m 3 / tal ) = T M/ tal D = Dens idad de ro ca FA C TO R DE C A R GA : C ielo A bi er t o: R ango s: 100- 300gr /T M 250-750g r/ m 3 Su bt er rán eo: R ango s:

0.4- 1.2 Kg /T M 1.0-3.0 K g/ m 3

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