Curso Avances en la Tecnología de Voladura de Rocas

CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA

AVANCES EN LA TECNOLOGÍA DE VOLADURA DE ROCAS Ing. CIP Rómulo Mucho 16, 17 y 18 de marzo 2012

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AVANCES EN LA TECNOLOGÍA DE VOLADURA DE ROCAS TEMARIO

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1.

Mecánica de Fragmentación de Rocas.

2.

Tipos de Explosivos y Accesorios de Voladura.

3.

Uso de bio-combustible como alternativa para un mundo más ecológico.

4.

Propiedades Físicas y Químicas de los explosivos.

5.

ANFO versus Emulsión

6.

Modelos matemáticos para estimar parámetros de perforación y voladura.


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AVANCES EN LA TECNOLOGÍA DE VOLADURA DE ROCAS TEMARIO 7. Voladura de Bancos en la Práctica  Diseño de un taladro y una malla.      

Diseño de un taladro y una malla de perforación. Factor de carga. Consideraciones geológicas y topográficas . Diseño del secuenciado. Carguío de taladros. Problemas comunes en el rendimiento de las voladuras.

8. Problemas comunes en el rendimiento de voladura de rocas. 9. Técnicas de carguío de taladros Carguío manual. Carguío mecanizado.

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10. Técnicas de voladura controlada y rocas volantes. Perforación en línea (line drilling). Recorte (presplitting).

Voladura amortiguada (buffer blasting). Columna de aire (air deck blasting). Parámetros que intervienen en una voladura controlada. 11. Fundamentos de la conminución. 12. Predicción de la fragmentación de un macizo rocoso 13. Determinación de halos de energía

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14. Planeamiento en operaciones de perforación y voladura en proyectos de construcción. 15. Experiencias de voladura de rocas en la apertura de grandes proyectos mineros.

 Lagunas Norte  Minas Conga  Toromocho  Las Bambas 16. Voladura en una mina a cielo abierto del sur del Perú.

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1. MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS

Ing. Rómulo Mucho Marzo 2012 6


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MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS • Son procesos físicos y se inicia al detonar una carga explosiva contenida dentro de un taladro circular, la presión súbita (100,000 atm) que se originan es aplicada a la roca que le rodea. • La roca en esta región es comprimida y triturada y la velocidad de reacción del explosivo varía desde 2,500 a 7,500 m/s. • La presión se convierte en una onda de esfuerzo compresivo que se reparte en la masa rocosa como una onda elástica con velocidades de 3,000 a 5,000 m/s. • Cualquier cambio en su densidad o aparición de una discontinuidad, dará origen a que una parte de esa energía sea reflejada o refractada como una onda de tensión.

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MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS • Para entender mejor, recordaremos algunas teorías de la voladura. TEORÍA DE ONDA DE CHOQUE DE HINO • En el proceso de la detonación, se generan dos ondas.

− Onda de compresión o inconvertible que produce la rotura con el área periférica al taladro. − Onda de tensión o convertible, la anterior onda se refleja en una cara libre y produce la rotura venciendo la resistencia a la tensión de la roca. • En el proceso de reflexión de la onda, se suceden fenómenos como: − Fragmentación. − Velocidad y distancia de lanzamiento de los fragmentos. − Experimento de cráter.

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MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS En la formación del cráter, debido al trabajo del explosivo se evalúa los resultados en tres tipos de escala:  Escala de energía.  Escala de peso.  Escala de volumen.

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MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS TEORÍA DEL CRÁTER DE LIVINGSTON Esta teoría ha tenido una amplia aceptación, desarrolla la ecuación del proceso de rompimiento y expresa los factores del disparo en términos de:  Energía.  Masa.  Tiempo. La energía transferida a la roca es disipada en varias formas.

 Parte es consumida en vibración y ondas que viajan a lo largo de la superficie o hacia el interior de la corteza.  Parte es consumida para elevar la temperatura del material que rodea a la carga explosiva.  Parte es utilizada para deformar el material sin perdida de cohesión.  Parte es utiliza da para fracturar y mover el material.  Parte es consumida dentro del material y aprovechada para reducir el tamaño de las partícula. 10


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MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS TEORÍA DE LA FRAGMENTACIÓN SEGÚN PERSSON  Para calcular la energía requerida para fragmentación de la roca, se parte desde el punto de vista de la mecánica de la fractura, usando valores experimentales de la resistencia y propiedades de la mecánica de fractura del material rocoso.  La división de la energía de fractura para originar una fractura, la energía tendrá que ser expandida para crear esfuerzos de tensión o compresión dentro de un volumen de roca.

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MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS • Como las grietas se propagan, la energía de fractura será expandida localmente en la región en forma proporcional. Existen tres tipos de energía:  Energía del sistema de carga.  Energía del esfuerzo de volumen de roca.  Energía del área de rotura.

TEORÍA DE RUPTURA POR FLEXIÓN SEGÚN ASH Y KONYA • El fracturamiento de la roca por falla de flexión ocurre en todos los taladros en que se utiliza explosivos confinados dentro de un taladro. • El trabajo de voladura es un proceso tridimensional, en el cual las presiones generadas por los explosivos confinados dentro de un taladro originan una zona de concentración de energía, causando la fragmentación y desplazamiento de la roca. • Cuando el explosivo reacciona durante la voladura, se originan dos presiones claramente diferenciales: 12


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MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS • Una producida por la detonación, y la segunda producida por la alta temperatura de los gases generados • Durante la voladura, la rotura y flexión es influenciada por las propiedades de rigidez de la roca contendida en el burden del disparo. El efecto de la rigidez es controlado por la geometría del disparo, del modulo de elasticidad, restricciones a su movimiento, forma de su sección vertical, longitud respectiva, altura y ancho.

• Los resultados de las investigaciones han demostrado que la ruptura flexional es un factor principal y esencial que constituye al proceso de fracturamiento en la voladura de roca.

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MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS CONCLUSIONES DE LAS TEORÍAS

 Resumiendo las teorías anteriores los siguientes pasos de rotura han sido identificados y que son más aceptables a nuestro juicio.  Trituración de la zona mas próxima al taladro o carga explosiva en un radio de 2-10 veces el área del taladro.  Fracturamiento por movimiento radial relativo en la zona circundante al taladro que es causado por la onda de tensión reflejada que supera a la resistencia dinámica de la roca en un tiempo muy pequeño (2 ms).

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CONCLUSIONES DE LAS TEORÍAS  Fracturación por liberación de energía, debido a la caída rápida de la presión en el taladro, por el escape de los gases a través del taco y de las fracturas radiales.  Rotura por flexión o astillamiento debido a la rigidez de la roca.  Apertura de la grietas por el escape de los gases, bien sea por el taco o por el frente.  Rotura por cizallamiento, es decir por la deformación de grietas, debido a la aplicación de energías, tanto por comprensión y tensión.  Rotura por colisión de material proyectado que ha sido observado mediante cámaras de alta velocidad, esto depende generalmente de la secuencia del encendido de las cargas explosivas.

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MECÁNICA DE ROTURA DE UN TALADRO SIN CARA LIBRE (CRÁTER)

1. TALADRO DE CRÁTER

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MECÁNICA DE ROTURA DE UN TALADRO SIN CARA LIBRE (CRÁTER) 2. DETONACIÓN ONDAS DE TENSIÓN, SÓLO EN LA CARA LIBRE SUPERFICIAL

ONDAS DE COMPRESIÓN

ONDAS DE COMPRESIÓN QUE SE DISIPAN COMO ONDAS SÍSMICAS

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MODELO FÍSICO DE UNA REACCIÓN DE DETONACIÓN DE UN EXPLOSIVO EN UN MACIZO ROCOSO

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2. TIPOS DE EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURA



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CLASIFICACIÓN GENERAL DE LOS EXPLOSIVOS

MATERIALES EXPLOSIVOS

ALTOS EXPLOSIVOS

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MATERIALES PIROTÉCNICOS


PROPELANTES

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SECUNDARIOS

PRIMARIOS SIMPLES (MOLECULARES) Azida de plomo

TERCIARIOS

COMPUESTOS

Nitroglicerina

Dinamitas

Mono Nitrotolueno

Fulminato de Mercurio

Nitroglicol

Anfo

Nitrometano

Nitrato de Amonio

Azida de plata

TNT

Hidrogeles (Slurries)

Estifnato de plomo

RDX

Emulsiones

Perclorato de amonio

DiaminoDinitrofenol

Pentolita

HNX

Ciclotol

TATB

Composición-b

Primarios (iniciadores): se emplean para la fabricación de detonadores. Secundarios (rompedores): se emplean para la rotura de rocas en voladura. Terciarios: se emplean para la fabricación de explosivos rompedores. 21


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SÓLIDOS

DE BASE SIMPLE

NITROCELULOSA

DE BASE DOBLE

LÍQUIDOS

DE BASE TRIPLE

COMPUESTOS MONO PROPELANTES

COMPUESTOS

NC-NG-RDX

NITROCELULOSA (NC) NITROGLICERINA (NG)

NC-NG-RDX-AL-AP TMTN-HMX-AL-AP RDX-HTPB-AL-AP RDX-CBAN-AL-AP AL-HTPB-AP

Pólvoras compuestas que se emplean como combustibles y propulsores en cohetería y artillería. 22


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CLASIFICACIÓN PRÁCTICA DE LOS EXPLOSIVOS Deflagrantes o Empujadores

POR SU RÉGIMEN DE VELOCIDAD

Detonantes o trituradores

POR SU SENSIBILIDAD A LA INICIACION

Altos explosivos Sensibles al detonador No 8 Agentes de voladura No sensibles al detonador No 8 (Requieren un cebo o primer de Mayor potencia)

De uso militar POR SU APLICACIÓN PRIMORDIAL

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De uso industrial: En minería, construcción Y trabajos especiales


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CLASIFICACIÓN PRÁCTICA DE LOS EXPLOSIVOS Para algunos explosivos, el diámetro de carga, grado de confinamiento y tipo de iniciación tienen influencia directa sobre los parámetros del explosivo. TIPOS DE EXPLOSIVOS En términos generales se clasifican en químicos, especiales y nucleares.

QUÍMICA Y FÍSICA DE LOS EXPLOSIVOS Como se sabe el explosivo es una mezcla química de varios componentes que tienen una descomposición rápida cuando es iniciado por una energía en forma de calor, impacto, fricción o choque. Esta descomposición produce gases y gran cantidad de calor originando altas presiones dentro del taladro los que hacen el trabajo de fragmentación. Los principales ingredientes que reaccionan en un explosivo son combustibles y oxidantes, estos ingredientes están compuestos por oxigeno, nitrógeno, hidrogeno, carbono y también se añaden elementos metálicos como aluminio en algunos casos. 24


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EXPLOSIVOS COMERCIALES

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DINAMÍTAS • •

Están compuestas por tres elementos principales: la nitroglicerina, como sensibilizante, proveedor de oxígeno como nitrato de amonio y combustibles como pulpa de madera, aserrín, etc. Se pueden clasificar en gelatinosa, semigelatinosa y pulverulentas. Sus ventajas son:  Sensible al detonador o fulminante común.  Bajo diámetro critico.  Potencia elevada.  Densidad alta.  Buena resistencia al agua.  Poder rompedor elevado (brisance).  Buenos humos de voladura. Sus desventajas son:  Sensibilidad elevada a los estímulos subsónicos y térmicos.  Efecto fisiológico de vaso/dilatación.  Difícil mecanización del carguío.

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SLURRIES O HIDROGELES Fue desarrollado en la época de los 60s por el Dr. Melvin Cook y esta compuesto por nitrato de amonio, agua, agentes gelatinizantes y muchas veces aluminio. La solución acuosa de nitratos, a los que se añaden agentes espesantes y gelatinizantes con el fin de establecer su reología, evitando una separación de sus componentes adquiriendo una consistencia viscosa mas o menos fluida. Su desarrollo se clasifica en tres generaciones que son: PRIMERA GENERACIÓN Son sensibilizados por sustancias intrínsecamente explosivas como: TNT y PETN. Sus características son:     27

Alta densidad 1.4 – 1.5 g/cm3. Elevada resistencia al agua. Elevada fluidez a granel. Alta insensibilidad, siendo necesario un poderoso iniciador. CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA

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SLURRIES O HIDROGELES SEGUNDA GENERACIÓN Son los que están sensibilizados por aluminio grado pintura, que ha incrementado su poder rompedor con el único inconveniente el alto costo. TERCERA GENERACIÓN En los casos anteriores, no se ha podido utilizar en minería subterránea, por lo que surge lo que llamaríamos tercera generación que son sensibilizados por una sal orgánica llamado, nitrato de monometilamina, NMAN, con el cual se adapta para taladros de pequeño diámetro, aplicables a la minería subterránea y voladura de pre-corte, son sensibles al detonador común. DESVENTAJAS  Costo de sensibilizadores químicos.  Problemas a bajas temperaturas.  No puede ser mezclado fácilmente.

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AN/FO Es un agente de voladura, denominado también explosivo de seguridad por ser insensible al detonador común y es el explosivo más popular en el mundo con un 50% - 60% de consumo a nivel mundial desde 1956, gracias a Robert Akre, quien desarrolló su aplicación industrial. Sus ventajas son:  Bajo costo.  Gran fluidez, consistencia granular, fácil manipulación.  Elevada seguridad intrínseca, insensible al choque o fricción. Sus desventajas son:  Propiedades explosivas limitadas.  Baja densidad.  Baja aptitud a la propagación de la detonación.

 Nula resistencia al agua.  Posibilidad de formación de gases tóxicos. 30


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NITRATO DE AMONIO • AN-Prill grado agricultura

 Alta densidad: 0.95 g/cm3 a 1.10 g/cm3  Baja absorción de petróleo: 2% o menos  Puede contener grumos

•

AN-Prill grado industrial  Baja densidad: 0.70 g/cm3 a 0.90 g/cm3  Alta absorción del petróleo : 6% mínimo

 Bajo contenido de cobertura: 1% máximo

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VELOCIDAD DE DETONACION DEL AN/FO

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VARIACION DE LA VELOCIDAD DE DETONACION CON EL DIAMETRO DE LOS TALADROS DEL AN/FO

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SENSIBILIDAD DEL ANFO A LA INICIACION

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VARIACION DE SENSIBILIDAD A LA INICIACION CON EL CONFINAMIENTO Un factor contribuyente para el desempeño pobre con pérdida prematura de confinamiento del taladro también puede ser la disminución en la sensibilidad a la iniciación tan evidenciada por la gráfica mostrada aquí.

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ENERGIA TEORICA O CALOR DE EXPLOSION SEGUN EL CONTENIDO DE PETRÓLEO

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AN/FO • Cantidad de FO afecta  Energía  Velocidad  Sensibilidad  Producción de humos •

Densidad en el taladro  Carguío mecanizado 0.82 a 0.92 g/cm3  Carguío neumático 0.90-1.00 g/cm3  La sensibilidad baja rápidamente después de 1.2 g/cm3

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EMULSIONES • Es el de más reciente desarrollo, que ha ganado mucha aceptación en el mercado, más fluidos que los hidrogeles y sensibilizados por burbujas de aire, vidrio, resina, etc. Se define como una dispersión estable de dos fases liquidas inmiscibles entre si, en la cuales una fase interna o fase dispersada es distribuida en otro exterior o continua, formando finas gotas, es decir tiene dos fases una acuosa y otra aceitosa. • Se puede añadir también aluminio para aumentar su energía termoquímica. • En las emulsiones, existe una mayor proximidad molecular entre una unidad oxidante y otra unidad combustible, aumentando el grado y eficiencia de las reacciones. • La formulación de emulsiones requiere el empleo de emulsificadores y en ellas la agitación juega un papel importante ya que es responsable del tamaño de gotas dispersas en la fase continua por lo tanto la estabilidad de la emulsión en el tiempo y su viscosidad, el nivel de agua, se reduce debido al uso de soluciones super saturadas de sales que llegan a cristalizarse. 40


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EMULSIONES •

La presencia de gotas o burbujas juegan un papel importante para determinar la sensibilidad y velocidad de detonación, generalmente en una emulsión básica el 2% del peso es gas.

•

Su estructura generalmente se compone de 10 volúmenes de solución de nitratos por 1 volumen de solución o aceites a una temperatura de 70 – 80°. Sus características son:  Excelente resistencia al agua  Muy elevada seguridad intrínseca  Gran poder rompedor.

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EMULSIONES     

Excelente fluidez, permite mecanización de carguío. Potencia explosiva variable de media a alta. Densidad variable de 1.05 – 1.45 g/cm3. Excelentes humos de voladura. Sin efectos fisiológicos.

VENTAJAS

Excelente resistencia al agua Bombeables a bajas temperaturas Buena duración en el taladro Se puede añadir prills de AN o aluminio para incrementar la energía  Se puede fabricar continuamente    

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EMULSIONES •

Micro esferas (vidrio o burbujas de plástico) agregadas a la emulsión incrementan la sensibilidad

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RESUMEN DE COMPONENTES PRINCIPALES DE LOS EXPLOSIVOS EXPLOSIVO DINAMITA

ANFO

SLURRIES

EMULSIONES

OXIDANTE

COMBUSTIBLE

SENSIBILIZANTE

Sólido

Sólido

Liquido

Nit. Amonio Sodio

Pulpa de madera Absorv.

Nitroglicerina

Sólido

Líquido

Nit. Amonio

Pet. Diesel 2.

Sólido/ Liquido

Sólido / Liquido

Sólido/Liquido

Nit. Amonio

Gomas

Al, TNT, NMAN

Liquido

Liquido

Burbujas

Nitratados

Aceites, petróleo Parafinas.

Aire, vidrio

CARACTERÍSTICAS DEL TAMAÑO DE PARTÍCULAS OXIDANTES

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EXPLOSIVOS

TAMAÑO

FORMA

VOD Km/s

ANFO DINAMITAS SLURRIES EMULSIONES

2.0 mm 0.2 mm 0.2 mm 0.001 mm

Sólido Sólido Sólido / Liquido Líquido

3.2 4 3.0 - 4.0 4.0 - 5.0


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MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS) I. INTRODUCCIÓN • Los ANFOS se caracterizan por su relativa baja potencia volumétrica y su prácticamente nula resistencia al agua. Una forma de disminuir dichos efectos es mediante el agregado de emulsión al ANFO. Estas mezclas de ANFO y emulsión se suelen llamar ANFOS PESADOS.

• De estar todos los espacios entre partículas de ANFO ocupados por la emulsión, el producto no tendrá los suficientes centros de reacción y la mezcla no será sensible a la iniciación, a menos que la emulsión haya sido previamente sensibilizada.

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MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS) • Sensibilizada, es el asegurarse que existan los suficientes centros de reacción para que la mezcla retenga la sensibilidad a la iniciación y propague a los largo de la columna de explosivo. • ANFOS con un 50 % de emulsión en peso o más, tienen una buena resistencia al agua siempre y cuando la integridad del explosivo sea mantenida y no se altere por acción de agua lavando la emulsión y eliminando la acción protectora. Para que la mezcla de ANFO pesado sea bombeable, su contenido de emulsión debe ser > 50% (70% preferible). Ello es mas que suficiente para llenar los espacios intragranulares del ANFO (~35%), debiéndose sensibilizar la emulsión para asegurar una iniciación apropiada. • ANFOS pesados con 50% emulsión o menos no pueden ser bombeados. 46


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MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS) II. COMPOSICIÓN DE LAS MEZCLAS DE ANFO PESADO • La emulsión puede consistir en una solución acuosa de nitrato de amonio, diesel oil y agente emulsificador. El nitrato de amonio puede ser parcialmente reemplazado por nitrato de calcio hasta un 50% del peso, lo que permitirá operar a menores temperaturas durante la etapa de elaboración. La reacción estequiométrica esta dada por: 𝟑𝑪𝒂(𝑵𝑶𝟑 )𝟐 +𝟓𝑪𝑯𝟐 → 𝟑𝑪𝒂𝑪𝑶𝟑 + 𝟐𝑪𝑶𝟐 + 𝟑𝑵𝟐 + 𝟓𝑯𝟐 𝑶 • Otra ventaja del uso de nitrato de calcio como sustituto parcial del amonio es que el mismo requerirá mayor cantidad de combustible para estar balanceado en oxigeno. Ello resultara en un producto con mayor resistencia al agua. En ciertas ocasiones y con el mismo objetivo, se utilizan nitratos de sodio.

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MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS) II. COMPOSICIÓN DE LAS MEZCLAS DE ANFO PESADO.

• La tabla muestra una típica composición de una emulsión basada en nitrato de calcio, mientras que la otra tabla indica la composición de varios ANFOS PESADOS con una resistencia al agua (i.e. > 50% emulsión). Composition típica de una emulsión con nitrato de calcio:

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INGREDIENTES

% EN PESO

Nitrato de Amonio

38.40

Nitrato de Calcio

35.80

Agua

13.00

Fuel Oil

10.80

Agente emulsificados

2.00


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MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS) II. COMPOSICIÓN DE LAS MEZCLAS DEL ANFO PESADO.

Composición típica de ANFOS PESADOS (con resistencia al agua) con distintos contenidos de aluminio. INGREDIENTES Nitrato de Amonio Nitrato de Calcio Agua Fuel Oil Agente emulsiflcador Aluminio

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% EN PESO 59.10 19.70 7.20 5.90 1.10 7.00

% EN PESO 61.10 19.70 7.20 5.90 1.10 5.00

% EN PESO 64.10 19.70 7.20 5.90 1.10 2.00


% EN PESO 66.10 19.70 7.20 5.9 I 1.10 0.00

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MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS) II. COMPOSICIÓN DE LAS MEZCLAS DE ANFO PESADO. • La tabla Indica los resultados de experimentos de VOD en ANFOS PESADOS con y sin micro esferas. Resultados de ensayos confinados de VOD en ANFOS PESADOS con y sin microesferas % EN PESO DENSIDAD EMULSION/ANFO (g/cc)

VOD EXP. (m/s)

VOD TEOR. (m/s)

0/100 0.83 5000 5100 20/80 1.01 4630 5470 30/70 1.10 4330 5700 40/60 1.23 4400 6300 50/50 1.30 4300 6460 Con 1,6% M.E. 20/80 1 5730 5370 30/70 1.1 5640 5700 40/60 1.2 6340 6220 45/55 1.2 5700 6280 50/50CENTRO DE ACTUALIZACIÓN 1.25 5670 EN MINERÍA 6340 PROFESIONAL

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MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS) II. COMPOSICIÓN DE LAS MEZCLAS DE ANFO PESADO

• Para el caso del producto sin sensibilizar (sin microesferas), se observa una VOD notoriamente menor que la teórica. Estos resultados indican claramente la importancia de incorporar agentes sensibilizadores en ANFOS PESADOS contendiendo más de un 20% de emulsión en una mezcla. III. PERFORMANCE DE ANFOS PESADOS • La potencia volumétrica relativa de los ANFOS pesados es alta debido a su mayor densidad. De requerirse, dicha potencia puede ser aumentada mediante el agregado de aluminio a la mezcla. • La siguiente tabla muestra los cálculos teóricos, computados mediante el código TIGER, de varias mezclas de ANFO pesado. La potencia volumétrica relativa (RBS) esta referida al ANFO a una densidad de 0.83 g/cm3.

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MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS) III. PERFORMANCE DE ANFOS PESADOS Propiedades teóricas (TIGER) de varios ANFOS PESADOS con resistencia al agua. INGREDIENTES Emulsión Nitrato de Calcio Aluminio Densidad (g/cc) VOD (m/s) Potencia (RBS)

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% EN PESO 55.00 38.00 i7 1.40 6920.00 1.65

% EN PESO 55.00 40.00 5.00 1.40 6907.00 1.57

% EN PESO 55.00 43.00 2.00 1.40 6880.00 1.45


% EN PESO 55.00 45.00 0.00 1.40 6860.00 1.37

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MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS) III. PERFORMANCE DE ANFOS PESADOS En forma similar la siguiente tabla resume las propiedades teóricas de varias mezclas de ANFO pesado formulado para su uso en condiciones secas, es decir sin resistencia al agua (contenido de emulsión <30%). Propiedades teóricas (TIGER) de varios ANFOS PESADOS sin resistencia al agua INGREDIENTES

Emulsión Nitrato de Amonio Densidad (g/cc) VOD (m/s) Potencia (RBS)

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% EN PESO 15.00

% EN PESO 20.00

% EN PESO 25.00

% EN PESO 30.00

85.00

80.00

75.00

70.00

0.98

1.03

1.09

1.16

5300.00

5440.00

5620.00

5860.00

1.11

1.14

1.20

1.24


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MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS) III. PERFORMANCE DE ANFOS PESADOS  La siguiente tabla resume las potencias relativas por unidad de peso (RWS) y de volumen (RBS) para varias mezclas de ANFOS y ANFOS PESADOS con aluminio. Las mismas son relativas a un ANFO a una densidad de 0.83 g/cm3.  De la tabla previa se observa que la adición de aluminio o emulsión a un ANFO aumentara considerablemente su potencia volumétrica relativa. La selección final del explosivo dependerá de los costos asociados con el uso de cada uno de ellos.

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MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS) III. PERFORMANCE DE ANFOS PESADOS

Potencias relativas (RWS y RBS) de ANFOS aluminizados y ANFOS PESADOS

INGREDIENTES ANFO + 5% Al + 7% Al + 10% Al +15% Al Anfo + 20% Emulsión Anfo + 30% Emulsión Anfo + 40% Emulsión Anfo + 50% Emulsión

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% EN PESO 0.83 0.87 0.88 0.91 0.94 0.98 1.10 1.20 1.28

RWS 1.00 1.13 1.18 1.24 1.35 0.96 0.92 0.91 0.89


RBS 1.00 1.18 1.25 1.36 1.53 1.13 1.22 1.32 1.37

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METODOS DE CARGUÍO DE HEAVY AN/FO CARGADOR TIPO GUSANO

MANGUERA DE CARGUÍO

METODO DE CARGUÍO DEL HEAVY AN/FO (MESABI)

EMULSIÓN

METODO DE CARGUÍO DE EMULSIÓN (VIKING)

SALPICADURAS POR EL IMPACTO NIVEL DE AGUA LAVA A LA SOLUCIÓN BOLSONES DE AGUA, AÚN EN SEPARACIÓN DE COLUMNA

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AGUA NO ATRAPADA

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ACCESORIOS DE VOLADURA Son todos los otros elementos que son necesarios para efectuar una voladura, que sin ellos, no podría ser posible todo lo que se ha explicado anteriormente, es decir, inician, propagan o retardan la acción de las cargas explosivas. INICIADORES O BOOSTERS Llamados también primas, que son explosivos de alta energía y gran seguridad compuesto principalmente de TNT y PETN que se utilizan para iniciar la reacción de detonación de la carga explosiva, tiene características como: resistencia al agua, densidad 1.4 g/cm3, la

velocidad de detonación de 6500 m/s, sensibilidad al cordón detonante y fulminante común, presión de detonación de 140 Kb. BOOSTER ALUMINIZADO Del tipo slurry que inicia eficientemente una columna explosiva, densidad 1.23 g/cm3, velocidad de detonación de: 5500 m/s, presión de detonación 95 Kb, y sensible al cordón detonante de 3 g/m. 57


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ACCESORIOS DE VOLADURA CORDÓN DETONANTE Contiene un medio explosivo de alto poder PETN cubierto generalmente de papel serpentina, trenzado con hilos de algodón y por polipropileno cubierto por PVC para obtener impermeabilidad, resistencia a la tensión, fácil manejo y seguridad. Se usa para iniciar el Booster dentro del taladro y conectar los taladros en la superficie. Existen diferentes cordones detonantes de acuerdo a su carga explosiva por unidad de longitud, que va desde 3 a 10 g/m. Los de mayor gramaje tienen aplicaciones especiales. RETARDOS DE CORDÓN Sirven pare retardar la iniciación entre taladros o filas de taladros generalmente se usa de 9, 17, 25, 50, 75, 100 milisegundos (ms) FULMINANTE ELÉCTRICO Similar al fulminante común, la carga explosiva es iniciada por una chispa generada por el contacto entre polos de una corriente eléctrica, igualmente se fabrica de ½ y de milisegundo MS. 58


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ACCESORIOS DE VOLADURA FULMINANTE NONEL Aparte de iniciar la columna explosiva, también se usa como retardo de superficie y de profundidad con varios intervalos de retardo. FULMINANTE ELECTRÓNICO De alto desarrollo tecnológico y una aplicación muy precisa que ayuda a mejorar la fragmentación, con excelentes resultados con la única desventaja por ahora del costo. MECHA DE SEGURIDAD Que tiene núcleo de pólvora negra que solamente deflagra con una velocidad promedio de 1.47 s/m. FULMINANTE COMÚN Que tiene un núcleo de PETN y fulminato de mercurio como un accesorio importante para iniciar una voladura. 59


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DETONADOR ELECTRÓNICO

1. Circuito integrado 2. Cable bifilar (*) 3. Tapón engarzado 4. Condensador Programación 5. ASIC 6. Condensador de disparo 7. Fusehead 8. Carga primaria 9. Carga de PETN


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ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE DETONADORES ELECTRONICOS Retardo

Programable y reprogramable de 1 a 4.000 ms, por pasos de 1 ms

Precisión

1/10 ms inferior a 1 ms para el mayor retardo.

Fuerza

Superior a #8 (800mg PETN)

Temperatura

Almacenamiento: -40/+60°C ; -40/140°F

Cables

DAVEYTRONIC II: tipo duplex M50 2x0,3 mm Acero, recubrimiento HDPE

detonador

anaranjado o DAVEYTRONIC I: Tipo duplex M42 2x0,7 mm Cu, recubrimiento HDPE anaranjado

Cápsula

Aluminio, dimensiones estándar Longitud 87 mm / 3.42’’ ; diámetro 7.5 mm / 0.3’’

Uso

Recomendado dentro del plazo de 5 años a partir de la fecha de fabricación


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DETONADORES ELECTRÓNICOS Aqui mostramos la superposición de tiempos de detonación al usar detonadores pirotécnicos en comparación con los detonadores electrónicos. Puesto que los electrónicos garantizan una dispersión minima y una un error minimo por debajo de 0.005 % y se puede programar hasta 20,000 ms. En tal sentido el uso de detonadores electrónicos garantizará que la carga operante (kg/retardo) sea equivalente a la carga de un taladro.

Representación de la dispersión en un detonador No eléctrico (a) y otro electrónico (b). CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA

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Solape de tiempos en el caso de det. pirotécnicos (a) y det. electrónicos (b).


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TERMINOLOGÍAS Y ESTRUCTURA TÍPICA DE UN SISTEMA DE INICIACIÓN ELECTRÓNICA


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TOPOLOGIAS COMUNES DE SISTEMAS DE INICIACIÓN ELECTRONICA


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3. USO DE BIO-COMBUSTIBLE COMO ALTERNATIVA PARA UN MUNDO MÁS ECOLÓGICO


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USO DE BIODIESEL  El Biodiesel es un combustible echo por el hombre de las plantas de producción de aceite.  Hay mas de 300 especies de aceite que se producen en diversas plantas y 10 de ellas son usadas para generar biodiesel, para automóviles ya desde hace muchos años, tanto en Europa, USA, Japón y otros países.  La química detrás de biodiesel es muy simple. Está basado en una molécula de aceite vegetal llamado triglicérido. Un triglicérido visto en el microscopio luce como un pulpo con tres brazos. Un triglicérido esta compuesto de una molécula de glicerina y tres de esteres. Un ester es una cadena de hidrocarbonos.

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QUIMICA DEL BIODIESEL  Durante el proceso de llamado transesterificación, un aceite vegetal es combinado con un alcohol y un catalizador es introducido. El proceso de transesterificación rompe las cadenas de hidrocarbono de las moléculas de la glicerina.  Las cadenas de hidrocarbono luego de juntan entre si (etanol o metanol). El resultado son dos productos separados de glicerina y biodiesel.

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PROCESO  El primer paso es la fabricación, y el factor primario es determinar la factibilidad de usar Bio-ANFO en un proyecto de voladura, además de determinar la disponibilidad y costo de aceite.  Para prueba se produjo una cantidad de 7 galones (26.51litros) para un proyecto determinado. Los costos de ingredientes, materiales y el proceso ascienden aproximadamente a $1.25/gal ($0.33/litro)  El segundo paso es adquirir los ingredientes y equipos necesarios para medir, mezclar y almacenar el combustible final.

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BIO-ANFO  La prueba se realizó mezclando a mano en un contenedor adecuado.  En base a las pruebas realizadas de la aplicación de combustible biodiesel en motores de automóviles se asume que podría perder hasta el 15% de energía en comparación con el petróleo. Por esta razón, se usó una mezcla de 6% superando el típico 5.4% en mezclas de ANFO.

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PRUEBA EN VOLADURA  Se hizo 3 pruebas separadas usando Bio-ANFO para el proyecto en específico. Se cargo 50% del taladro con Bio-Anfo y el 50% con ANFO estándar. Considerando las diferencias de efectividad en motores de vehículos, se espera notable diferencia en la voladura como en la fragmentación.  La primera prueba se realizó en un segmento de 21m de roca caliza, con altura de

banco 3m, diámetro de perforación de 76mm y usando una fila simple cargando 37 kg de cada ANFO mezclado por prueba. Se utilizó detonadores no electrónicos con 25 ms de retardo entre cada taladro.  Después de la detonación se encontró que no habían diferencias en la voladura.  La segunda prueba se realiza en una cantera de caliza con una profundidad promedio de 7.6m, diámetro = 76mm, 12 taladros separados cada 2.7m, con una carga de 112kg por cada mezcla de ANFO. Se inicio la voladura desde el centro, usando retardos de 17ms para los dos primeros taladros y 25ms para el restante. 61


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PRUEBA EN VOLADURA  De igual forma en la segunda prueba se encontró buenos resultados. La carga se desplazó aproximadamente 13.7m de la cara libre y la fragmentación tiene tamaños similares.  Con respecto a los resultados de la medición de velocidad de detonación estos muestran que bio-ANFO tiene un ratio de 3,758.6m/s y el ANFO estándar 3799.6m/s. Esto significa que el bio-ANFO voló al 98.9% de la velocidad de ANFO estándar.

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PRUEBA EN VOLADURA  Aunque las pruebas se realizaron a pequeña escala, se cree que los resultados indicados por el bio-ANFO producen adecuada energía y una buena velocidad de detonación, comparado con el ANFO mezclado con petróleo. Además de demostrar la simplicidad del proceso de fabricación y el valor monetario del reciclaje.  Aunque el costo por galón del biodiesel puede varían considerablemente, dependiendo de la fuente del aceite y los costos de proceso, es razonable asumir que un apropiado proceso en el lugar correcto puede bajar el precio del combustible de aceite al 50%.  Creemos pruebas adicionales deben implicar disparar una variedad de tipos de rocas y formaciones, una variedad de diámetros de perforación y profundidades variables, así como el ensayo de humos y emisiones para posibles aplicaciones subterráneas seguras.

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4. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS EXPLOSIVOS


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PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS EXPLOSIVOS PARÁMETROS DEL EXPLOSIVO Los parámetros mas importantes que influyen en la fragmentación de rocas son;

densidad, velocidad de detonación, volumen de gases, presión de detonación, energía disponible, entre otros. PARÁMETROS DE LA CARGA Los parámetros de la carga, se refieren a la geometría de la voladura, diámetro del taladro, longitud de carga, atacado, desacoplamiento, tipo de iniciación, punto de iniciación, juegan también un papel importante en el proceso de fragmentación, eclipsando a veces a los parámetros del explosivo.

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PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS EXPLOSIVOS Para algunos explosivos, el diámetro de carga, grado de confinamiento y tipo de iniciación tienen influencia directa sobre los parámetros del explosivo. TIPOS DE EXPLOSIVOS En términos generales se clasifican en químicos, especiales y nucleares. QUÍMICA Y FÍSICA DE LOS EXPLOSIVOS Como se sabe el explosivo es una mezcla química de varios componentes que tienen una descomposición rápida cuando es iniciado por una energía en forma de calor, impacto, fricción o choque. Esta descomposición produce gases y gran cantidad de calor originando altas presiones dentro del taladro los que hacen el trabajo de fragmentación. Los principales ingredientes que reaccionan en un explosivo son combustibles y oxidantes, estos ingredientes están compuestos por oxigeno, nitrógeno, hidrogeno, carbono y también se añaden elementos metálicos como aluminio en algunos casos. 76


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PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS  VELOCIDAD DE DETONACIÓN

 DENSIDAD  PRESIÓN DE DETONACIÓN  SENSIBILIDAD  HUMOS  POTENCIA/ENERGÍA  RESISTENCIA AL AGUA  TIEMPO DE ALMACENAMIENTO

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PROCESOS DE DETONACIÓN DE UNA CARGA EXPLOSIVA

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VELOCIDAD DE DETONACIÓN (VOD) Es la velocidad es la onda de detonación que viaja a través de una columna de un explosivo en (m/s) o (pies/s).

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VELOCIDAD DE DETONACIÓN (VOD) TIPO DE EXPLOSIVO

– Rango de VOD es de 1600 m/s en explosivos permisibles y hasta los 7200 m/s en los boosters HDP. DIÁMETRO DE CARGA EXPLOSIVA

– En general, cuanto mas grande es el diámetro, mas alta es la VOD. – Diámetro crítico, el mínimo diámetro en el que ocurre el proceso de detonación. GRADO DE CONFINAMIENTO

– En general, cuanto mas alto es el grado de confinamiento, mas alto es la VOD. EFECTO DE CEBADO

– Cebado inadecuado puede causar reacción lenta hasta alcanzar la VOD final o baja reacción (deflagración) <0,5 x presión de detonación 80


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EFECTO DEL DIAMETRO DE CARGA SOBRE LA VELOCIDAD DE DETONACIÓN

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DENSIDAD

 Peso por unidad de volumen, expresado en (g/cm3) que generalmente varia de 0.7 (ANFO) a 1.6 en booster HDP  Relacionado a la sensibilidad, VOD y diámetro crítico de carga.

 Densidad crítica es cuando el explosivo no detona, la mayoría de componentes del explosivo tienen una máxima densidad sobre el que no detonará.

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PRESIÓN DE DETONACIÓN  Es un indiciador de la habilidad de un explosivo para fragmentar la roca. La misma esta dada por la presión inmediatamente por detrás del frente de detonación, en el llamado plano de Chapman-Jouget (C-J).  Se determina mediante los llamados ensayos de acuarios y en ciertas ocasiones mediante sensores de presión, ambos son de difícil implementación, razón por la cual se acostumbra aproximar su valor mediante la siguiente formula:

Donde:

Pd 

 VOD 2 4

10 5

Pd = presión de detonación (Kb) ρ = densidad inicial del explosivo (g/cm3) VOD= velocidad de detonación (m/s)

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PRESIÓN DE DETONACIÓN Ejemplo; supongamos un típico ANFO de densidad 0.85 g/cm3 y velocidad 5,500 m/s. La presión de detonación será: 0.85  5500 2 Pd  10 5  64 Kb 4

Como se puede deducir de la fórmula anterior, los factores que influencian la VOD de un explosivo tendrán una mayor influencia en su presión de detonación debido a que la misma es una función cuadrática de la velocidad. Cabe aclarar que la presión de detonación, no es la misma que la presión ejercida por los gases producto de la reacción, comúnmente llamada presión de explosión.

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PRESIÓN DE EXPLOSIÓN Se refiere a la presión ejercida contra las paredes del taladro como consecuencia de la acción expansiva de los gases producto de la detonación del explosivo. Al igual que la presión de detonación, su valor depende de la densidad y la VOD del explosivo. Es costumbre aproximar su valor a la mitad del valor de la presión de detonación, es decir:

Pd   VOD 2 5 Pg   10 2 8 Donde: Pg = presión de gases (Kb) Pd = presión de detonación (Kb) ρ = densidad inicial del explosivo (g/cm3) VOD = velocidad de detonación (m/s) 85


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NOMOGRAMA PARA ENCONTRAR PRESIÓN DE DETONACIÓN (DICK-EXPLOSIVES & BLASTING PROCEDURES MANUAL)

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POTENCIA / ENERGÍA La energía liberada (Q) durante la detonación de un explosivo está dada por la diferencia entre el calor de formación de los ingredientes del explosivo, es decir: Q = ΔH (productos - ingredientes) La energía puede expresarse en función del peso del explosivo o de su volumen, como así también en valores absolutos o relativos. Ello da lugar a cuatro posibilidades distintas, a saber:

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POTENCIA / ENERGÍA POTENCIA ABSOLUTA POR PESO: (AWS) Es la cantidad de energía liberada (calorías) por unidad de peso de explosivo. Su valor se determina en ensayos bajo el agua o mediante modelos teóricos. Por ejemplo la AWS de un ANFO es de aproximadamente de 900 cal/g mientras que de una dinamita gelatinosa amoniacal es de 1100 cal/g. POTENCIA ABSOLUTA POR VOLUMEN (ABS): Ella se refiere a la energía liberada por unidad de volumen de explosivo y se expresa en calorías por centímetro cúbico (cal/cm3).Se obtiene multiplicando la AWS por la densidad del explosivo. Por ejemplo, para un ANFO cuya densidad es de 0.85 g/cm3, la ABS estará dada por: ABS ( ANFO )  0.85  900  765 cal / cm3 Para el caso de la dinamita gelatinosa amoniacal cuya densidad es de 1.36 g/cm3, será:

ABS (din)  1.35 1100  1485 cal / cm3 Como se puede observar, la ABS es función de la densidad del explosivo, razón por la cuál su valor puede variar aún para un mismo explosivo. 88


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POTENCIA / ENERGÍA POTENCIA RELATIVA POR PESO (RWS) Es la relación entre la potencia absoluta en peso (AWS) de un cierto explosivo a otro tomado como estándar o base, con el fin de poder comparar su performance. Para explosivos comerciales es común utilizar el ANFO como base de comparación, al cual se le asigna un valor energético arbitrario RWS = 100, es decir que 900 cal/g equivalen a 100 unidades de energía. Ejemplo: la potencia relativa de la dinamita gelatinosa amoniacal será: RWS din 

AWS din 100 AWS  ANFO 

RWS din 

1100 100  122 900

Lo que equivale a decir que la dinamita gelatinosa amoniacal tiene una potencia en peso, un 22% mayor que la del ANFO. 89


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POTENCIA / ENERGÍA POTENCIA RELATIVA POR VOLUMEN (RBS): Se refiere a la energía liberada por unidad de volumen de un cierto explosivo comparada a un explosivo base. La misma se calcula como la relación entre las potencias absolutas en volumen (ABS) de un cierto explosivo y la del explosivo base a una determinada densidad. En general se toma como explosivo base el ANFO a una densidad de 0.85 g/cm3. Por lo tanto, para el caso de la dinamita gelatinosa amoniacal de densidad de 1.35 g/cm3 tendremos:

Lo cual es equivalente a:

RBS din 

AWS din   din 100 AWS  ANFO     ANFO 

RBS din 

ABS din 100 ABS  ANFO 

Por lo tanto la potencia relativa volumétrica de la dinamita amoniacal será: RBSdin 

1485 100  194 765

Es decir que la potencia volumétrica de la dinamita gelatinosa amoniacal es un 94% mayor que la del ANFO seleccionado como explosivo base. 90


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RWS Y RBS RELATIVOS AL ANFO A 0.85 g/cm3 DENSIDAD (g/cm3)

RWS (ANFO=100)

RBS (ANFO=1)

EPF (100/RWS)

TPC (RBS1/3)

ANFO

0.85

100

1.00

1.00

1.00

ANFO (carga neumática)

0.95

100

1.12

1.00

1.04

ANFO HD (alta densidad)

1.05

100

1.23

1.00

1.07

ANFO/AI (92 / 3/5)

0.87

112

1.15

0.89

1.05

ANFO/AI (87 / 3/10)

0.91

124

1.30

0.81

1.09

ANFO/AI (84 / 3/15)

0.94

134

1.48

0.75

1.14

Emulsión NCN(0% AI)

1.15

78

1.06

1.28

1.02


1.18

91

1.26

1.10

1.08


1.21

103

1.47

0.97

1.14


1.25

117

1.72

0.85

1.20

EXPLOSIVO

91


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SENSIBILIDAD  Facilidad en que un explosivo puede ser inducido a reaccionar químicamente.  Sensibilidad al detonador común, el producto detonará con un detonador con 450 mg de PETN.  Sensibilidad por simpatía permitirá detonar al producto aun si encuentra vacíos en la columna explosiva.  Detonación por simpatía de taladro a taladro puede la onda de choque de un taladro anterior iniciar al otro.  Pruebas necesarias. – Impacto – Fricción – Choque

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HUMOS • Clasificación de humos: Toxicidad (Explosivo que debe tener por debajo de la clasificación del IME.

• La detonación de explosivos comerciales produce generalmente CO2, N, H20 (vapor), sin embargo, CO y NOX pueden estar presentes • Factores que incrementan la producción de CO y NOX

– Formulación pobre del producto. – Cebado inadecuado. – Resistencia al agua insuficiente. – Falta de confinamiento. – Reacción incompleta del producto. 93


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HUMOS CLASIFICACIÓN IME Pies3 de gas venenoso. CLASE DE HUMOS

94

Por 200g de explosivo.

1

Menos de 0.16

2

0.16 a 0.33

3

0.33 a 0.67


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5. ANFO VERSUS EMULSIÓN Evaluación Cuantitativa De Desempeño Con Costos De Perforación Y Voladura Constante


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PROBLEMATICA • Las fluctuaciones de precios han generado un debate en las operaciones de Perforación y Voladura aplicados a las diversas áreas de construcción y especialmente en la voladura de rocas en minas. • El objetivo es comparar: ANFO vs 100% Emulsión PN1500 Costo vs Desempeño • ¿Se podrían realizar mezclas? • Se puede disparar con Emulsión tanto como con el ANFO? • Hay una ventaja en el rendimiento con ANFO especialmente en escenarios de disparo ajustados.

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PREGUNTA • ¿Es este problema de rendimiento percibido? ¿La emulsión no «vuelca» la carga, así como ANFO? ¿Es esto siempre cierto? • Muchos especialistas en voladura creen que las voladuras con ANFO son mejores porque este produce «altas cantidades de gas». “Recolectar datos reales es la única forma de encontrar la respuesta”

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¿COMO EVALUAMOS? • QUÍMICA IDEAL – Evaluar la producción de gas y energía usando métodos de análisis químicos (Software IdEX v4.0). • RENDIMIENTO EN EL CAMPO – Cuantitativamente. • Estudio de tiempos en ratios de excavación. • Análisis de fragmentación mediante fotografías a la carga. – Cualitativamente. • Videos e inspecciones visuales.

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QUÍMICA Resultados de la comparación entre ANFO y 100% Emulsión PN1500 DESCRIPCIÓN

PN1500

Energia Efectiva a 100MPa MJ/Kg

2.35

2.36

Incremento del 0.4% de eficiencia de energía por peso.

RBS(Potencia relativa por volumen) a 100MPa

97

146

Incremento en 50.5% en RBS

Gpa

5.14

12.43

psi

745 949

1802819

m/seg

4873

6375

fps

15987

20915

4.32000E+01

4.41000E+01

Incremento de 2.1% en Volumen de gas por Kg

2786.66

1766.11

Reducción del 36.62% en temperatura

Presión de Detonación

Velocidad de Detonación (*)

Volumen total de gas Mol/Kg Temperatura ºC

99

PN1500, con respecto al ANFO

ANFO

Incremento en 141.8% en presión de detonación Incremento en 30.8% en velocidad de detonación

(*) Velocidad medida en taladros de 6.75 in de diámetro.


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ENERGIA • Niveles efectivos de energía basado en cálculos de IdeXTM • Basado en la longitud total del el taladro. ANFO

MJ/Kg (*)

PN1500

2.35

2.36

Lb/Taladro

394.90

580.70

Kg/Taladro

179.12

263.40

MJ/Taladro

420.94

621.63

(*) Energía efectiva por debajo de 100 Mpa

100


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RENDIMIENTO EN CAMPO • El costo de P y V se mantiene constante. • Los disparos fueron diseñados para evaluar el producto – El burden se mantiene constante. – Misma geología y altura de banco. • ¿Geometría? Mantener esto en mente ….

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DIÁMETRO DE TALADRO

 = 7 7/8pulg

 = 7 7/8pulg ANFO

DESCRIPCIÓN

100% EMULSIÓN

6.71 m

10.06m

0.85

Densidad del Explosivo (g/cc)

1.25

7 7/8

Diámetro (pulg)

7 7/8

10.06

Altura de Banco (m)

10.06

5.18

Burden (m)

6.10

5.49

Espaciamiento (m)

6.10

2.44

Taco (m)

2.44

0.91

Relleno (m)

0.91

26.71

Densidad de carga lineal kg/m

39.28

285.94

Cantidad de carga m 3 /taladro

373.78

0.63 ANFO

Factor potencia kg/m 3 DESCRIPCIÓN

ANFO 28.4

102

Costo de perforación/Taladro

$ 49.17

$ 108.50

Explosivos/Costo de Accesorios/Taladro

$ 159.67

$ 13.09

Costo de mano de obra y equipo/Taladro

$ 14.40

$ 170.76

Costo P&V / Taladro

$ 223.23

$ 0.60

Costo P&V/m

3

206

Productividad de perforación (m /m) Nº Taladros/Disparo

6.8

Nº 10hr perforadas por guardia/Disparo

6.71 m

100% EMULSIÓN

$ 49.17

COMPARACIÓN

10.06 m

0.71

0.91m

3

2.44m

100% Emulsión Sensibilizada 263.40 kg

ANFO 88.40 kg

2.44m

0.91m

$ 0.60

EMULSION 37.16

RESULTADOS 30.72%

158.00

-48.00

5.20

-1.60 CONTRATISTAS SAC

 = 7 7/8pulg

 = 7 7/8pulg

DIÁMETRO DE TALADRO

2.44m

2.44m

ANFO MJ/kg (*)

0.91m

2.35

2.36

LB/TALADRO

394.9

580.7

KG/TALADRO

179.12

263.4

MJ/TALADRO

420.94

621.63

COMPARACIÓN

206

Productividad de perforación (m3/m) Nº Taladros/Disparo

6.8

Nº 10hr perforadas por guardia/Disparo

10.06m

6.71 m

0.91m

(*) Energía efectiva por debajo de 100 Mpa

ANFO 28.4

103

100% Emulsión

10.06m

6.71 m

100% Emulsión Sensibilizada 263.40 kg

ANFO 88.40 kg

NIVELES EFECTIVOS DE ENERGÍA

EMULSION 37.16

RESULTADOS 30.72%

158.00

-48.00

5.20

-1.60

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VISTA EN PLANTA DEL DISEÑO DE MALLA CON ANFO

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APILONAMIENTO DE ROCA – DISPARO CON ANFO

105


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VISTA EN PLANTA DEL DISPARO CON EMULSIÓN

106


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APILONAMIENTO DE ROCA – DISPARO CON EMULSIÓN

107


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APILONAMIENTO DE CARGA CON ANFO

APILONAMIENTO DE CARGA CON EMULSION

108


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KOMATSU PC5500 CARGANDO EN ZONA DISPARADA CON ANFO

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KOMATSU PC5500 CARGANDO EN ZONA DISPARADA CON EMULSIÓN 110


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RESULTADOS DE ESTUDIO DE TIEMPOS DE CARGUÍO TIEMPO DE CARGÍO PROMEDIO (SEG) 32.64 32.7 32.6 32.5 32.4 32.3 32.2 32.1 32.0 31.9 31.8 31.7 31.6

31.98

ANFO

111

Tiempo promedio de llenado, segundos

EMULSION


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RESULTADOS DE ESTUDIO DE TIEMPOS DE CARGUÍO DESVIACIÓN ESTÁNDAR 3.3 3.3 3.25 3.2 3.15 3.1 3.05 3 2.95 2.9 2.85

3

ANFO

112

Desviación Estandar

EMULSION


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ANALISIS DE DATOS FOTOGRÁFICOS

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• Los datos de campo y los tiempos estudiados tienen buen historial pero no son suficientes. • El análisis de fragmentación pone al análisis cuantitativo en otro nivel. • El argumento anecdótica.

ha sido de naturaleza

• ¨Las pluralidades anecdóticas no tienen datos iguales¨ • Necesitamos poner números para esta pregunta. • Necesitamos la combinación de ratios de excavación y análisis de fragmentación para satisfacer la pregunta.

114


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115


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ANFO

EMULSIÓN

PORCIONES INTACTAS EN AMBAS VOLADURAS

116


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117


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ANÁLISIS RESULTANTE DE AMBOS EXPLOSIVOS CÁLCULO DE P50 Tenga en cuenta los cálculos de tiempo de llenado. Desarrollado por Ozdemier, Kahriman, Ozer y Tuner., 2007. Calculo para propósitos de ilustración.

𝑇𝐿 = 0.0103 ∗ 𝑃50 + 3.60 Donde:

118

P50 (mm) ANFO

279.4

EMULSIÓN

228.6


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DIFERENCIA DE TIEMPOS DE LLENADO

P50 (in)

TL (s)

ANFO

11

6.48

EMULSIÓN

9

5.95

• Comparar bien la diferencia en tiempos de ciclo para el cargador PC500 32.64 a 31.98. Dos camiones por hora.

119


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SIN FINOS

120


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ENTONCES, ¿CUAL ES LA RESPUESTA? • En este caso, la emulsión gana. • ¿Siempre? Cada operación debe desarrollar un análisis económico periódicamente. • ANFO siempre pierde en caso de existencia de agua.

• ¿Mezcla? De hecho hay ciertos problemas. – Consistencia en los equipos. – Consistencia del personal. – Sin emulsión, cargar con ANFO para terminar la voladura?

121


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CONCLUSIONES • 100% de emulsión provee: – Mas gas. – Mejor fragmentación.

– Fragmentación mas consistente. – Ratios de excavación mas consistentes. – Ratios de excavación mas rápidos. – Costos iguales. •

Entonces ¿Cuál es el problema en el campo? – Ejecutando perforación y voladura bajo el mismo costo, no tiene el mismo factor de potencia.

– La clave puede ser la geometría y la optimización de los tiempos de trabajo. – Se comprobó en la practica que no es efectiva la mezcla. 122


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6. MODELOS MATEMÁTICOS PARA ESTIMAR PARÁMETROS DE PERFORACIÓN Y VOLADURA DE ROCAS


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FORMULAS DE CÁLCULO PARA DISEÑO DE VOLADURA DE BANCOS 1.-VARIABLES CONTROLABLES DE LA VOLADURA a) Geométricos (diámetro de taladro, burden, espaciamiento, longitud de carga, etc.) b) Del explosivo (tipos de explosivo, potencia, energía, volumen de gases, cebado). c) De tiempo (esquema de voladura, tiempos de retardo y secuencia de iniciación o salida). 2.-PARAMETROS DE LA VOLADURA DE BANCOS BURDEN.- Es la distancia minina desde el eje de la primera fila al frente libre (distancia que ofrece menor resistencia a la cara libre mas cercana) ESPACIAMIENTO.- Es la distancia entre taladros adyacentes de una misma fila. Estas variables dependen básicamente del diámetro del taladro de la broca, de las propiedades de las rocas y de los explosivos, de la altura de banco y del grado de fragmentación y desplazamiento del material deseado. SOBRE/PERFORACION.- Es la longitud del taladro por debajo del nivel del piso que se necesita para romper la roca a la altura del banco y lograr una fragmentación y desplazamiento adecuado que permita al equipo de carguío alcanzar la cota de excavación prevista. TACO.- Es la longitud del taladro que en la parte superior se rellena con un material inerte y tiene la misión de confinar y retener los gases producidos en la explosión y también para permitir que se desarrolle por completo el proceso de fragmentación de la roca. 124


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3.- PRINCIPALES FORMULAS PARA CALCULAR LOS PARAMETROS 3.1.- ANDERSEN (1952)

B  K · (D· L)

1

2

B: Burden (pies) D: Diámetro del taladro (pies) L: Longitud del taladro (pies) K: Constante empírica Como en muchos casos se obtuvo buenos resultados haciendo K = 1; y tomando el diámetro del taladro en pulgadas, la expresión anterior quedaba en la práctica como:

B  (D · L)

½

D: Diámetro del taladro (pulg.) Esta fórmula no toma en cuenta las propiedades del explosivo ni de la roca. El valor del Burden aumenta con la longitud del taladro, pero no indefinidamente como sucede en la practica. 125


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2.- FRAENKEL (1952)

RV ·L0,3·I 0,3·D0,8 B 50  B se reduce a 0.8 B < 0.67 L.  I se toma como 0.75 L.  S debe ser menor de 1.5 B.

3.- PEARSE (1955)  PD  B  KV ·10 3 ·D·  RT  

B: Burden (m) L: Longitud del taladro (m) I: Longitud de la carga (m) D: Diámetro del taladro (mm) RV: Resistencia a la voladura, oscila entre 1 y 6 en función del tipo de roca Rocas con alta resistencia a la compresión (1.5) Rocas con baja resistencia a la compresión (5) En la práctica se emplean las siguientes relaciones simplificadas:

1 2

B: Burden máximo (m) Kv: Constante que depende de las características de las rocas (0.7 a 1.0) D: diámetro del taladro (mm) PD: Presión de detonación del explosivo (Kg/cm2) RT: Resistencia a la tracción de la roca (Kg/cm2) 126


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4.- HINO (1959) B

D  PD    4  RT 

1 n

B: Burden (m) D: Diámetro de taladro (mm) PD: Presión de detonación (kg/cm2) RT: Resistencia dinámica a tracción (kg/cm2) N: Coeficiente característico que depende del binomio explosivo-roca y que se calcula a partir de voladuras experimentales en cráter PD log RT n DO log 2 d /2

o: Profundidad optima del centro de gravedad de la carga (cm), determinada gráficamente a partir de los valores de la ecuación:

Dg  V e1/ 3

d: Diámetro de la carga de explosivo, Dg: Profundidad del centro de gravedad de la carga

 : Relación de profundidades Dg / Dc Dc: Profundidad crítica al centro de gravedad de la carga : Constante volumétrica del cráter Ve: Volumen de la carga usada. 127


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5.- ALLSMAN (1960) Bmax 

impulso·g   · r ·u

PD·D·t·g  r ·u

Bmax : Burden máximo (m) PD: Presión de detonación media (N/m2) t: Duración de la presión de detonación(s) π: 3,1416  r: Peso especifico de la rosa (N/m3) u: Velocidad mínima que debe impartirse a la rosa (m/s) D: Diámetro del taladro (m)  g: Aceleración de la gravedad (9.8 m/s)

6.- ASH (1963) B( pies) 

K B ·D( pulg ) 12

“KB”: depende de la clase de roca y tipo de explosivo empleado 128


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TABLA A.1 TIPO DE EXPLOSIVO Baja densidad (0,8 a 0,9 g/cm3) y baja potencia Densidad media (1,0 a 1,2 g/cm3) y potencia media Alta densidad (1,3 a 1,6 g/cm3) y alta potencia

129

CLASE DE ROCA BLANDA MEDIA DURA 30 25 20 35 30 25 40 35 30

Profundidad de taladro

L = KL · B

(KL entre 1,5 y 4)

Sobreperforación

J = KJ· B

(KJ entre 0,2 y 0,4)

Taco

T = KT· B

(KT entre 0,7 y 1)

Espaciamiento

S = KS·B

KS = 2.0 para iniciación simultanea KS = 1.0 para taladros secuenciados con mucho retardo KS = entre 1.2 y 1.8 para taladros secuenciados con pequeño retardo


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7.- LANGEFORS (1963)

Langefors y Kihlstrom proponen la siguiente expresión para calcular el valor del Burden máximo “B máx”.

Bmáx 

D 33

 e ·PRP C· f ·(S / B)

Bmáx: Burden maximo (m) D: Diámetro del taladro (mm) C: Constante de la roca (calculada a partir de c) f: Factor de fijación

BARRENOS VERTICALES f=1 BARRENOS INCLINADOS 3:1 f = 0,9 BARRENOS INCLINADOS 2:1 f = 0,85 130


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7.- LANGEFORS (1963) S/B: Relación espaciamiento/burden ρe: Densidad de carga (Kg/dm3) PRP: Potencia relativa en peso del explosivo (1 – 1,4) La constante “c” es la cantidad de explosivo necesario para fragmentar 1 m3 de roca, normalmente en voladuras a cielo abierto y rocas duras se toma c = 0.4. Ese valor se modifica de acuerdo con: El burden práctico se determina a partir de: B  1,4  15m

Donde:

B  1,4m

B  Bmax  e'd b ·H

C  c  0,75 C  0,07 / B  c

H: Altura de banco (m) e´: Error de embollique (m/m) db: Desviación de los taladros (m)

131


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8.- HANSEN (1967) Hansen modificó la ecuación original propuesta por Langefors y Kihlstrom, llegando a la siguiente expresión: H  H  Qb  0,028   1,5 ·B 2  0,4·Fr   1,5 ·B 3 B  B 

Qb: Carga total del explosivo por taladro (Kg) H: Altura de banco (m) B: Burden (m) Fr: Factor de roca (Kg/m3) Los factores de roca “F r” se determinan a partir de la siguiente Tabla TIPO DE ROCA

132

Fr

RC

RT

(Kg/m3)

(Mpa)

(Mpa)

I

0.24

21

0

II

0.36

42

0.5

III

0.47

105

3.5

IV

0.59

176

8.5


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9.- UCAR (1972) La formula desarrollada es:

Qb  0,4·B·S ·H . B: Burden (m) H: Altura de banco (m) q  : concentración de carga (Kg/m) El valor de “B” se obtiene resolviendo la ecuación de segundo grado anterior. Las hipótesis de partida de este autor son:

q  e  (D / 36 ) 2 Consumo especifico del explosivo (0.4 kg/m 3) Carga total de explosivo por taladro (kg)

1,5·B 2 H  2 B·q  3H ·q  0 Concentración lineal de carga (Kg/m) Longitud de carga (m) I = H – B + B/3 S=B 133


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10.- KONYA (1972)  B  3,15·d · e  r

  

0 , 33

B: Burden (pies) D: Diámetro de la carga (pulg.) ρe: Densidad de explosivo ρr: Densidad de la roca El esparcimiento se determina a partir de las siguientes expresiones: Taladros de una fila instantáneos.

H  4B

H  4B

S  1,4 B

S

H  7B 8

•Taladro de una fila secuenciados.

H  2B 3

H  4B

S

H  4B

S  2B

Roca masiva T=B Roca estratificada T=0,7B 134


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11.- FOLDESI (1980) El método Húngaro de cálculo propuesto por Foldesi y sus colaboradores es el siguiente:

B  0,88·D·

e m·CE

B: Burden (m) D: Diámetro del taladro (mm) ρe: Densidad del explosivo en el taladro (Kg/m3) CE: Consumo especifico de explosivo (Kg/m3)

m  1

0,693 Ln ( e·VD 2 )  LnRC  1,39

VD: Velocidad de detonación del explosivo (m/s) RC: Resistencia a compresión de la roca (MPa)

En el caso de secuencias instantáneas se toma 2,2 < m < 2,8; y para secuencias con microretardos 1,1 < m < 1,4

135


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11.- FOLDESI (1980) Otros parámetros son: Espaciamiento B f  1,2·B

Distancia entre filas Taco

T  1,265·

B·VD e · VC s

Siendo la “ρS” la densidad del material de taco en el taladro

S  m·B Sobreperforación

136

J  0,3·B


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12.- PRAILLET (1980) A partir de la formula de Oppenau propone la siguiente expresión: 2    VD  2   2 , 4 ·  · ·( H  J  T )· D   e B 2 ·(H ·K )   3  4000  B   0 D 10·RC    

B: Burden (m) S=B H: Altura de banco (m) K: Constante (12.5 para excavadora de cables y 51 para dragalina) ρe: Densidad de explosivo VD: Velocidad de detonación del explosivo (m/s) J: Sobreperforación (m) T: Taco (m) D: Diámetro del taladro (mm) RC: Resistencia a compresión de la roca (Mpa)

El valor de “B” no puede determinarse directamente, por lo cual es necesario disponer de una computadora para cálculo por aproximaciones sucesivas.

137


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13.- LOPEZ JIMENO (1980) Modificó la formula de Ash, incorporando la velocidad sísmica del macizo rocoso, por lo que resulta: B: Burden (m) D: Diámetro del taladro (pulg.) F: Factor de corrección en función de la clase de roca y tipo de explosivos

F= fr · fe

 2,7·3500   f r     r ·VC 

0 , 33

  e ·VD 2 f e   2  1,3·3660

  

0 , 33

ρr: Densidad de la roca (g/cm3) VC: Velocidad sísmica de propagación del macizo rocoso (m/s) ρe: Densidad de la carga de explosivo (g/cm3) VD: Velocidad de detonación del explosivo (m/s)

B  0,76·D·F La formula indicada es valida para diámetros entre a 165 y 250 mm. Para taladros más grandes el valor del burden se afectará de un coeficiente reductor de 0.9

138


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14.- KONYA (1983)  2e   B  1 , 5   ·d r   B: Burden (pies) ρe: Densidad de explosivo ρr: Densidad de la roca d: Diámetro de la carga (pulg.) Otras variables de diseño determinadas a partir del Burden son: - Espaciamiento (pies)

Taladros de una fila instantáneos:

H  4B

H  4B

S

H  2B 3

S  2B

•Taladros de una fila secuenciados:

139

H  7B 8

H  4B

S

H  4B

S  1,4 B

Taco (pies) T= 0,7 B Sobreperforación (pies) J= 0,3 B


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15.- BERTA (1985) La expresión que utiliza el autor es:

Bd

 · e 4·CE

B: Burden (m) d: Diámetro de la carga (m) ρe: Densidad del explosivo (kg/m3) CE: Consumo especifico de explosivo (kg/m3) Para la determinación de “CE” se emplea la siguiente ecuación:

CE 

g f · s n1 ·n2 ·n3 ·

gf: Grado de fracturación volumétrica (m2/m3). Supone que gf = 64 / M, donde M es el tamaño máximo de fragmento en metros. εs:Energía especifica superficial de fragmentación(MJ/m2) ε : Energía especifica del explosivo (MJ/Kg) n1: Característica del binomio explosivo/roca n2: Característica geométrica de la carga n3: Rendimiento de la voladura, normalmente 0.15 140


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15.- BERTA (1985) A su vez, los valores de n1 y n2 se calculan a partir de: ( e ·VD   r ·VC) 2 n1  1  (  e ·VD   r ·VC) 2

y

n2 

eD / d

1  (e  1)

VD: Velocidad de detonación del explosivo (m/s) VC: Velocidad de propagación de las ondas en la roca (m/s) ρr: Densidad de la roca (Kg/m3) D: diámetro del taladro (m)

141


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16.- BRUCE CARR (1985) El método propuesto por Carr incluye los siguientes cálculos: * IMPEDANCIA DE LA ROCA

ρr: Peso especifico de la rosa VC: Velocidad sísmica de la roca (pies/s)

VC Z r  1,31· r · 1,000

* PRESIÓN DE DETONACIÓN DEL EXPLOSIVO: CEC 

Zr PD

* CONSUMO ESPECIFICO CARACTERÍSTICO

 VD  0,418· e ·  1,000   PD  0,8· e  1

ρe: Densidad de explosivo VD: Velocidad de detonación del explosivo (pies/s)

S 3

2

 e ·d 2 CEC

* ESPACIAMIENTO ENTRE TALADROS d: Diámetro de carga (pulg.) Burden B = S · 0,833 Taco T=B Sobreperforación J = (0,3 – 0,5) · S 142


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16.- OLOFSSON (1990) Olofsson a partir de la fórmula de Langefors, propone la siguiente expresión simplificada:

Bmáx  K · q f ·R1 ·R2 ·R3 Donde:

K = Constante que depende del tipo de explosivo: Explosivos gelatinosos.........................1,47 Emulsiones...........................................1,45 ANFO....................................................1,36 qf = Concentración de la carga de fondo del explosivo elegido (Kg./m). R1 = Factor de corrección por inclinación de los taladros. R2 = Factor de corrección por el tipo de roca. R3 = Factor de corrección por la altura del banco.

Los factores de corrección R1 y R2 se determinan para las diferentes condiciones de trabajo con las siguientes tablas: 143


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16.- OLOFSSON (1990) TABLA 1 Inclinación

∞;1

10:1

5:1

3:1

2:1

1:1

R1

1

0,96

1

1

1

1.1

Constante de roca C

0,3

0,4

0,5

R2

1

0,96

1

TABLA 2

Cuando la altura de los bancos satisface H<2Bmax y los diámetros de perforación son menores de 102 mm el valor de R3 se obtiene con la expresión:

Donde:

H2   R3  1,16   0,16 H1 

  

H1 = Altura del banco actual. H2 = Altura de banco=2Bmax(H2>H1) Para calcular el burden práctico se aplica la misma fórmula que en el método de Langefors

144


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17.- RUSTAN(1990) La fórmula del Burden para minas a cielo abierto es:

B  18,1·D 0,689

(+52% Valor máximo esperado y -37% para el valor mínimo)

Donde:

D = Diámetro de los taladro (entre 89 y 311mm) Esta fórmula se obtuvo por análisis de regresión a partir de una población de 73 datos , con un coeficiente de correlación de r=0,78. Para minas subterráneas, a partir de 21 datos reales, la fórmula del Burden es:

B  11,8·D 0, 630

(+40% Valor máximo esperado y -25% para el valor mínimo)

Siendo: D = Diámetro de los taladros (entre 48 y 165mm) y el coeficiente de correlación r=0,94

145


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VOLADURAS EN BANCO

DIAMETRO DEL TALADRO (m) Valor del burden en función del diámetro (Rustan 1990) 146


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17.- COMEAU(1995) A partir de la teoría que denomina ANT-ERF (A New Theory of Explosive Rock Fragmentation), propone la siguiente expresión: 1    e ·VD ·K b ·D·K r  l  2  d  B       L  T   D  6 8·10 RC tan   2

2, 6

2

Donde:

147

B = Burden (m) ρe = Densidad del explosivo (kg/m3). VD= Velocidad de detonación del explosivo (m/s). Kb = Factor de roca adimensional relacionado con el diámetro de la roca triturada (>1) Kr = Factor de roca adimensional relacionado con la densidad y otras características. d = diámetro de la carga de explosivo (m). D = Diámetro del taladro (m) RC= Resistencia a la compresión de la roca (Mpa) θ = Ángulo de rotura. l = Longitud de la carga del explosivo. L = Longitud del taladro (m) T = Taco de (m) CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA

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18.- ROY Y SINGH(1998)

A partir de voladuras efectuadas en más de 50 minas en la India, en diferentes condiciones de trabajo, estos autores proponen las siguientes fórmulas: q d 5,93 B  H· ·  0,37 l D RQD C

S  1,3  4

ql 1 · C RQD

Donde: B = Burden (m). S = Espaciamiento (m). H = Altura de banco (m). d = Diámetro de la carga del explosivo (mm). D = Diámetro del taladro (m). RQD = Rock Quality Designation. ql = Densidad de lineal de carga. C = Factor de carga (kg/m3).

148


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7. VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA



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VOLADURA DE BANCOS Para entender mejor lo que se expone, se ilustra los términos más usuales en la voladura de bancos. En la siguiente figura. PARÁMETROS DE LA ROCA • Los parámetros de la roca, que deben considerarse para comprender el proceso de voladura, son: densidad, velocidad de propagación, impedancia, absorción de energía, resistencia a la compresión, tenacidad, y estructura. • Las clases prácticas para conocer y caracterizar las rocas son:  Ser un buen geólogo.  Ser un buen perforista.

150


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NOMENCLATURA DE VOLADURA DE BANCOS

151


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PARAMETROS DE DISEÑO DE UN TALUD EN MINERÍA SUPERFICIAL

152


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INTERACCION DE EVENTOS T1 A T4 EN LA VOLADURA DE UN BANCO

153

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FENOMENOS CAPTADOS DE IMÁGENES VIDEOGRAFICOS

154


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EFICIENCIA DEL EXPLOSIVO (Creación de una red de fracturas) •

Ecuación 1

   EPT  0.36   e      D2   D    I   2       VR   VR 

   D2       I   E M        e         R   E T  

Donde: EPT = Término para performance del explosivo (por sus siglas en ingles) ρe = Densidad del explosivo en gm/cc VR= Velocidad sónica en la roca (km/s) D = Velocidad de detonación (km/s) R = Ratio de desacoplamiento (volumen del taladro/volumen del explosivo) E = Rendimiento máximo del explosivo calculado en (kcal/g) Donde EM = Valor no-ideal, ET= Teórico 155


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VELOCIDAD SÓNICA Ecuación 2.

 E     I   VP      1     I - 2  I    2    Donde:

VP =Velocidad sónica de la roca E = Modulo de Elasticidad del Young θ = Densidad de la roca, g/cc γ = Ratio de Poisson


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VOLADURA DE BANCOS Hacer de Geólogo ayudará a caracterizar mejor el macizo rocoso, la presencia de zonas de debilidad tales como fallas, cavidades de solución o zonas de roca incompetente, muestras de roca fresca pueden ser usados para determinar la dureza y densidad. Hacer de un perforista observador, puede ser también de gran ayuda para determinar las variaciones de la roca que no se muestran en la superficie. Ejemplo: • Baja penetración, excesivo ruido y vibración, indican que la roca es dura y será difícil fragmentarla. • Penetración rápida y perforadora quieta indica que es una roca suave. • Falta de resistencia a la penetración, acompañado por falta de detritus y aire, indica que es una zona de vacíos. • Falta de detritus, aire y agua, indican también que existen zonas de grietas subterráneas. • también es posible controlar el color y naturaleza de los detritus para saber sobre que material se esta perforando.

157


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VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA

• Diseño de un taladro y una malla de taladros • Factor de carga • Consideraciones geológicas y topográficas • Diseño del secuenciado • Carguío de taladros • Problemas comunes en el rendimiento de las voladuras

158


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FRACTURAMIENTO Y FRAGMENTACIÓN

Fracturado / Fragmentado 159


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PROCESO DE FRACTURAMIENTO

Dinámico

Gas

Movimiento

160


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AUMENTO DE CARAS LIBRES

A - Cráter

C – Fondo libre 161

B - Banco

D – Bolones CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA

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VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA ATRIBUTOS • Existencia de 2 caras libres • Taladro paralelo a la cara libre • Taladros múltiples • Tipo de voladura mas utilizado PORQUÉ SE UTILIZA ESTA TÉCNICA? • Es fácil perforar taladros verticales

• La cara libre permite fácil rotura • Bajo costo de voladura 162


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TERMILOLOGÍA L = Altura de banco H = Profundidad de taladro B = Burden S = Espaciamiento J = Sobreperforación T = Taco PC =Columna de carga

163


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PARAMETROS DE LA VOLADURA

164


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ECUACIÓN DE ASH FACTOR DE BURDEN

KB= 30(SGex/1.4)1/3(160/Wtrk)1/3 SGex = Peso especifico del explosivo (g/cm3) Wtrk = Unidad de peso de roca por volumen (lb/pies3)

B = dx x KB

Rango del KB 25-35

dx = Diámetro del explosivo

RELACIÓN DE ESPACIAMIENTO DE ASH S = B x (1.4 to 2) 165

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REGLAS GENERALES PARA CANTERAS/MINAS A TAJO ABIERTO UTILIZANDO ANFO Densidad de ANFO = aprox. 0.8 g/cm3 Gravedad Especifica de roca: 2.5 • Factor de carga = 1 lb/yd3 (0.6 kg/m3) • Alto → Fragmentos pequeños

• Bajo → Fragmentos grandes • Altura de banco = 100 a 120 x Diámetro de taladro • Ejemplo. 4 pulg de taladro => 33 a 40 pies de altura de banco • Ejemplo. 10 pulg de taladro => 80 a 100 pies de altura de banco 166


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ALTURA DE BANCO PEQUEÑO

• Muy rígido

167

•

Pobre rotura

•

Bajo factor de carga

•

Salida del taco

•

Rocas volantes


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ALTURA DE BANCO MUY GRANDE

• Difícil de perforar

168

•

Desviación de taladro

•

Burden y espaciamiento variable

•

Rocas volantes

•

Sobre tamaños

•

Toes ó repies


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ALTURA DE BANCO NORMAL (Según ASH)

Altura de banco necesita que

B

sea aprox. 4 veces Burden. H = 4B

169


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ALTURA DE BANCO NORMAL (Según ASH) Burden = 24 x Diámetro del taladro

Ejem. 4 pulg. → 8 pies Burden Espaciamiento = 36 x Diámetro de taladro Ejem. 4 pulg. → 12 pies de espaciamiento

ATACADO Utilizar de preferencia roca chancada Taco = 0.7 a 1.4 x Burden Tamaño de roca = 1/8 del diámetro de taladro Ejem. 4 pulg de taladro => 8 pies de 1/2 pulg. de roca chancada 170


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SOBREPERFORACIÓN Sobreperforación = 1/3 x Burden Ejem. 4 pulg. taladro => 8/3 pies (3pies) de Sobreperforación Nota: Si el fondo de banco se encuentra sobre un estrato, no requiere Sobreperforación

171


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EJERCICIO 6 pulg de diámetro de taladro en una cantera

172

Altura de banco

60 pies

Burden

12 pies

Espaciamiento

18 pies

Taco

12 pies de ¾ pulg

Sobreperforación

4 pies


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DENSIDAD DE CARGA (Kg/m) PE  d 2 W 1277

kg / m

W  0.34  p  d 2 lb / pie Donde:

p  densidad g / cm3 Utilizar tabla de fabricante de explosivos

173

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DENSIDAD DE CARGA DE EXPLOSIVOS Y AGENTES DE VOLADURA DIAMETRO DE COLUMNA

Pulgada 1 1.1/2 1.3/4 2 2.1/2 3 3.1/2 4 4.1/2 5 5.1/2 6 6.1/2 7 7.1/2 8 9 9.7/8 10.5/8 11 12.1/4 15

mm 25 38 44 51 64 76 89 102 114 127 140 152 165 178 191 203 229 251 270 279 311 381

DENSIDAD DEL EXPLOSIVO

0.52 0.26 0.59 0.81 1.05 1.65 2.37 3.23 4.22 5.34 6.59 7.97 9.49 11.13 12.91 14.82 16.86 21.34 25.69 29.75 31.88 39.54 59.28

0.64 0.32 0.73 0.99 1.30 2.03 2.92 3.97 5.19 6.57 8.11 9.81 11.67 13.70 15.89 18.24 20.75 26.27 31.62 36.61 39.24 48.66 72.97

0.78 0.40 0.89 1.21 1.58 2.47 3.56 4.84 6.32 8.00 9.88 11.36 14.23 16.70 19.37 22.23 25.29 32.01 38.54 44.62 41.82 59.31 88.93

0.85 0.43 0.97 1.32 1.72 2.69 3.88 5.28 6.89 8.72 10.77 13.03 15.51 18.20 21.10 24.23 27.56 34.89 42.00 48.62 52.11 64.63 96.91

0.90 0.46 1.03 1.40 1.82 2.85 4.10 5.59 7.30 9.23 11.40 13.80 13.42 19.27 22.35 25.65 29.19 36.94 44.47 51.48 55.18 68.43 102.61

0.96 0.49 1.09 1.49 1.95 3.04 4.38 5.96 7.78 9.85 12.16 14.71 17.51 20.55 23.84 27.36 31.13 39.40 47.44 54.91 58.86 73.00 109.00

1.00 0.51 1.14 1.55 2.03 3.17 4.56 6.21 8.11 10.26 12.67 15.33 18.24 21.41 24.83 28.30 32.43 41.04 49.41 57.20 61.31 76.04 114.01

1.05 0.53 1.20 1.63 2.10 3.33 4.79 6.52 8.51 10.77 13.30 16.09 19.15 22.48 26.07 29.93 34.05 43.10 51.88 60.06 64.38 79.84 119.71

1.10 0.56 1.25 1.71 2.23 3.48 5.02 6.83 8.92 11.29 13.93 16.86 20.07 23.55 27.31 31.35 35.67 45.15 54.35 62.92 67.44 83.64 125.41

1.17 0.59 1.33 1.82 2.37 3.71 5.34 7.26 9.49 12.01 14.82 17.93 21.34 25.05 29.05 33.35 37.94 48.02 57.81 66.93 71.73 88.86 133.39

1.20 0.61 1.37 1.86 2.43 3.80 5.47 7.45 9.73 12.31 15.20 18.39 21.89 25.69 29.79 34.20 38.92 49.25 59.29 68.64 73.57 91.25 135.81

1.25 0.63 1.43 1.94 2.53 3.96 5.70 7.76 10.13 12.83 15.83 19.16 22.80 26.76 31.04 35.63 40.54 51.30 51.76 71.50 76.64 95.05 142.51

1.30 0.66 1.48 2.02 2.63 4.12 5.93 8.07 10.54 13.34 16.47 19.93 23.71 27.83 32.28 37.05 42.16 53.36 64.24 74.36 79.71 98.85 148.21

1.32 0.67 1.50 2.05 2.68 4.18 6.02 8.19 10.70 13.54 16.72 20.23 24.08 28.26 32.77 37.62 42.81 54.18 65.22 75.31 80.93 100.37 150.49

1.33 0.67 1.52 2.06 2.70 4.21 6.07 8.26 10.78 13.65 16.85 20.39 24.26 28.47 33.02 37.91 43.13 54.59 65.72 76.08 81.54 101.13 151.63

1.34 0.68 1.53 2.08 2.72 4.24 6.11 8.32 10.86 13.75 16.97 20.54 4.44 28.69 33.27 38.19 43.46 55.00 66.21 76.65 82.16 101.89 152.77

1.35 0.68 1.54 2.09 2.74 2.28 6.16 3.38 10.94 13.85 17.10 20.69 24.63 28.90 33.52 38.48 43.78 55.41 66.71 77.22 82.77 102.65 153.91

Expresado en Kg de explosivo por metro lineal de taladro. 174


CONTRATISTAS SAC

PROBLEMA • 50/50 Mezcla de Emulsión • 6 pulg. de taladro • 50 pies de columna de carga

W  0.341 1.25  62 lb / pie Total

175

Wt 15,3 50  765 lb


CONTRATISTAS SAC

REGLAS GENERALES PARA CANTERAS/MINAS A TAJO ABIERTO UTILIZANDO EMULSIONES Y MEZCLAS Densidad = aprox. 1.2 g/cm3 Burden = 30 x Diámetro de taladro Ejem. 4 pulg → 10 pies de Burden Espaciamiento = 42 x diámetro de taladro Ejem. 4 pulg → 14 pies de espaciamiento

176


CONTRATISTAS SAC

TIPOS DE MALLAS

RECTANGULAR

CUADRADA

O

O

O

O

O

O

O -s- O B O O

O O

ALTERNA O

O O

177

O O

O


CONTRATISTAS SAC

TACOS INTERMEDIOS Taladro seco, usar 6 x diámetro de taladro Taladro con agua, usar 12 x diámetro de taladro

Ejem. Seco 4 pulg → 2 pies de taco intermedio Ejem. Húmedo, 4 pulg → 4 pies de taco intermedio

178


CONTRATISTAS SAC

DISEÑO DEL TIEMPO DE RETARDO ENTRE TALADROS ES CRÍTICO • Permite que la roca salga afuera.

• Provee una nueva cara libre. • Determina la dirección del movimiento. • Reduce vibraciones del terreno. • Controla la salida según lo que uno diseña. • Controla la fragmentación.

179


CONTRATISTAS SAC

DETERMINA LA DIRECCIÓN DEL MOVIMIENTO (1)

4

3

2

1

1

180

2

3


4

CONTRATISTAS SAC

DETERMINA DIRECCIÓN DEL MOVIMIENTO (2)

181


CONTRATISTAS SAC

CONTROLA LA CARGA PARA EVITAR VIBRACIONES (1)

1 TALADRO

2 TALADROS 1

1 1

2

X

2X

X 182


CONTRATISTAS SAC

CONTROLA LA CARGA PARA EVITAR VIBRACIONES (2)

UN TALADRO BURDEN GRANDE FUERA DE SECUENCIA 2 1 X >X

? 183


CONTRATISTAS SAC

EFECTO SOBRE LAS VIBRACIONES DE TERRENO

• Retardo optimo para una mínima vibración  Medir la ubicación especifica  Frecuencias antiresonantes

 Puede no ser optimo para la fragmentación

184


CONTRATISTAS SAC

EFECTO DE TALADRO A TALADRO SOBRE LA FRAGMENTACIÓN Y SALIDA • Sin retardo.  Buena salida  Mala fragmentación

• Retardo de periodo corto (3-5) ms/m de burden.  Buena salida  Buena fragmentación

• Retardo de periodo largo.  Mala salida  Buena fragmentación

185


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REGLAS GENERALES PARA RETARDOS MINIMOS • Taladro a Taladro 3 ms por metro de burden

• Fila a Fila 10 ms por metro de burden

186


CONTRATISTAS SAC

EJEMPLO (1) 100 mm de taladro

ANFO

Burden?

2.5 m

Espaciamiento

3.5 m

Retardo de taladro

9 ms min.

Retardo de fila a fila

25 ms min.

Así, no hay problema para pequeños diámetros

187


CONTRATISTAS SAC

EJEMPLO (2) 300 mm taladro

ANFO

Burden?

7.5 m

Espaciamiento

10.5 m

Retardo de taladro a taladro

24 ms min.

Retardo fila a fila

75 ms min.

Así, existe problemas poetciales para diámetros grandes

188


CONTRATISTAS SAC

RETARDO SECUENCIADO (1) Cara Libre

189

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15


FILAS RECTAS

CONTRATISTAS SAC

RETARDO SECUENCIADO (2)

O4

O2

O1

O2

O4 Salida V

190

O6

O4

O3

O4

O6

O8

O6

O5

O6

O8


CONTRATISTAS SAC

RETARDO SECUENCIADO (3)

O1

191

O2

O3

O4

O5

O3

O4

O5

O6

O7

O5

O6

O7

O8

O9


Salida en Echelon

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8. PROBLEMAS COMUNES EN VOLADURA DE ROCAS



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PROBLEMAS COMUNES EN LAS VOLADURA  Patas, toes, repies  Rotura hacia atrás  Sobretamaños

 Tiros cortados  Presencia de agua  Excavación del escombro

 Rocas volantes

193


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PATAS, TOES, RESPIES  Muy grande el Burden en el pie de banco  Energía insuficiente en el fondo del taladro

 Mala perforación  Tiros fallados

194


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ROTURA HACIA ATRAS  Retardo insuficiente en la ultima fiIa.  Mucha carga en la última fila.  Voladura mal orientada según su geología.

 “Considerar el uso de Precorte”.

195


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RETARDO INSUFICIENTE EN LA ÚLTIMA FILA

196


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• Mucha carga en al última fila • Voladura mal orientada a su geología

197


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SOBRETAMAÑOS • Factor de carga muy bajo • Discontinuidad de rocas • Diámetros muy grandes • Tiros cortados • Deficiente perforación

198


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TIROS CORTADOS

PRINCIPALES CAUSAS –

Voladura no activada totalmente

–

La roca se ha movido según su

buzamiento

199


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PRESENCIA DE AGUA

FUENTES • Agua superficial por lluvias • De las rocas como • Bombeo de agua de los taladros • Uso de mangas • Cargar con explosivos resistentes al agua

200


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201


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ROCAS VOLANTES “FLYROCKS” DEFINICIÓN: Cualquier roca de voladura que va donde no debería CAUSAS • Collar. – Taco insuficiente. – Columna de carga hasta el cuello. – Retardo muy corto entre taladros que salen fuera de la secuencia. • Cara libre. – Desviación del taladro, cerca de la cara libre. – Burden inadecuado.

202


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203

CONTRATISTAS SAC

204


CONTRATISTAS SAC

CAUSA DE ROCA VOLADORA Mal alineamiento de taladro

Cara Libre (Burden insuficiente en pie de banco)

205


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CAUSA DE ROCA VOLADORA Mal alineamiento de taladro

Cara Libre Excesivo Factor de Carga

206


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CAUSA DE ROCA VOLADORA

Taco pequeño

207


CONTRATISTAS SAC


Insuficiente distancia en la cresta

208


CONTRATISTAS SAC


Atacado adicional sin confinar

209


CONTRATISTAS SAC


Existencia de estrato suave

210


CONTRATISTAS SAC

CONTROL DE ROCA VOLADORA

Tacos intermedios

211


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Existencia de cavidad

212


CONTRATISTAS SAC

CONTROL DE ROCA VOLADORA

Tacos intermedios

213


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9. TÉCNICAS DE CARGUÍO DE TALADROS



CONTRATISTAS SAC

TÉCNICAS DE CARGUÍO DE TALADROS

CARGUÍO MANUAL 215


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TÉCNICAS DE CARGUÍO DE TALADROS

CARGUÍO MECANIZADO 216

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CARGUÍO MANUAL PRODUCTOS – Productos encartuchados – En mangas – Bolsas

IMPLICA – Productos transportables – Productos manipulables – Trabajo intensivo – Proceso lento

217


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CARGUÍO MECANIZADO PRODUCTOS – Emulsión – ANFO – Mezclas IMPLICA – Uso de camión con bombas – Puede ser posible con un solo hombre – Rápido – Menos posibilidad de accidentes

218


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PROCESO DE CARGUIO DE TALADROS  Chequear los taladros  Cebado  Carguío  Pequeños diámetros : ~ 50 mm  Medianos : 50-100 mm  Grandes diámetros: + 100 mm  Existen vacíos?  Atacado

219


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CHEQUEO DE LOS TALADROS  Examinar la cara libre  Revisar el parte de perforación (carguío)  Chequear cada taladro antes de cargar

 Medir el taladro para:  Profundidad  Alguna obstrucción

 Desviación del taladro  Presencia de agua  Bombeo del agua

 Uso de explosivos resistentes al agua 220


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CEBADO  Selección del sistema de iniciación.  Seleccionar el cebo (primer) compatible con el explosivo usado.  Seleccionar el tamaño adecuado del cebo.  Booster HDP de ¼ D a más  Slurry o Emulsión que tenga diámetro cercano al diámetro del taladro  Se recomienda no usar dinamita con densidad de 1.5

REGLAS DE CEBADO Las primeras deberían:  Ser armados/ensamblados en el momento de la carga  No deben ser golpeados

 No hacer caer un cartucho de 4” sobre ellos en el taladro

221


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INICIACIÓN INSUFICIENTE Régimen de Velocidad Estable

Columna

Zona de baja velocidad

de ANFO Energía momentánea

Velocidad de detonación (m/s) 222


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INICIACIÓN CORRECTA Régimen de Velocidad Estable

Columna de ANFO

Zona de alta velocidad Iniciador

Energía momentánea

Velocidad de detonación (m/s) 223


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METODOS DE CARGUÍO SON DIFERENTES PARA DIFERENTES DIAMETROS • Pequeños diámetros – 50 mm o menores, productos encartuchados o carguío neumático. •

Diámetros medianos – 50-100 mm, explosivos encartuchados o ANFO en bolsas

•

Grandes diámetros – 100 mm, a mas carguío mecanizado

“NO FUMAR” 224


CONTRATISTAS SAC

225


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PEQUEÑOS DIAMETROS

226

•

Iniciación del taladro en el fondo

•

El cartucho cebo en el fondo debe tener el detonador mirando hacia la columna

•

Correcta manera de insertar el detonador

•

No rajar ni deformar el cartucho cebo

•

El cartucho cebo tiene que ser compatible con el diámetro del taladro

•

No atacar fuerte el cebo

•

Carguío neumático en subterráneo.


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DIÁMETRO MEDIANO •

Agentes de voladura en bolsas, dinamitas , hidrogeles y emulsiones encartuchados

•

Cebo encartuchado

•

Explosivos resistentes al agua o ANFO en manga, cuando hay agua

•

227

Ahora es posible utilizar camiones pequeños


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DIAMETROS GRANDES • Cebo (primer) encartuchado hasta 150 mm Ø • Primer debe ser un Booster HDP hasta 150 mm Ø • Puede ser también un explosivo a granel

228


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10. TÉCNICAS DE VOLADURA CONTROLADA



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TÍPICO ESQUEMA DE VOLADURA DE CONTROL

230


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TECNICAS DE VOLADURAS CONTROLADAS •

Para controlar los efectos de una voladura y minimizar los daños en la paredes finales, conservando la calidad de la estructura rocosa.

•

Se basa en el principio de producir una falla de tensión a lo largo de la fila de taladros de contorno, tratando de evitar que la roca se rompa por compresión.

•

Es decir la presión generada por la expansión de gases dentro del taladro no debe sobrepasar la resistencia a la compresión de la roca. Las técnicas mas conocidas son:

 Perforación en línea (line drilling).  Precorte (presplitting)  Recorte o voladura suave (smooth/cushion blasting)

 Voladuras amortiguadas ( buffer blasting).  Columna de aire (air deck blasting) 231


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PERFORACION EN LINEA (LINE DRILLING) •

Es el mas antiguo y no es estrictamente una técnica de voladura, consiste en la perforación de taladros a lo largo del contorno final.

•

No son en general cargados con explosivos, pero si se cargan, solo se coloca cordón detonante. La fractura en la fila de taladros se genera por el frente de compresión causado por la voladura principal, generalmente se utilizan diámetros no mayores a 76 mm (3”), con espaciamientos entre 1 a 4 veces el diámetro del taladro.

•

El espaciamiento depende del grado de fracturamiento existente en la roca. Se acostumbra reducir el burden, espaciamiento entre un 25 a 50 % y el factor carga de la fila de taladros de producción más cercana a la línea de control en un 50%.

232


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DISEÑO TIPICO DE LINE DRILLING

233


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PRECORTE (PRESPLITTING) (I) •

Consiste en generar una fractura en el contorno de la voladura, aislando así la roca a fragmentar del resto del macizo rocoso.

•

Los taladros se perforan con espaciamiento reducido, con su carga de explosivo precalculado y se les detona simultáneamente antes que los taladros de producción.

•

La fractura generada permitirá la disipación de la onda de compresión y de los gases provenientes de los taladros de producción.

•

Según la teoría de la elasticidad, asumiendo que la roca se comporta como un sólido elástico y homogéneo, se pueden deducir las formulas que permiten el calculo del espaciamiento entre taladros de precorte, de forma que crean una fractura de

tensión a lo largo de la fila de contorno. •

Las tensiones originadas por la detonación de un taladro pueden ser aproximadas al caso de un tubo cilíndrico de espesor infinito.

234


CONTRATISTAS SAC

PRECORTE (PRESPLITTING) (II) • Es posible demostrar que las tensiones radiales y tangenciales a una determinada distancia del centro del tubo están dadas por:

 rt   r  Pt   r

2

 rt   t   Pt   r Donde: σr y σt Pt rt r

235

= = = =

2

Tensión radial y tangencial respectivamente. Presión de explosión dentro del taladro. Radio del taladro Distancia del centro del taladro al punto de medición.


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PRECORTE (PRESPLITTING) (II) • La tensión tangencial, será la más importante, ya que será responsable de

generar la fractura radial de tracción a lo largo del contorno de la voladura de control. Integrando la ecuación que define la tensión tangencial, se puede determinar la tensión tangencial total (σT) a lo largo de una línea radial, dada por:

 T  2 Pt  rt

236


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PRECORTE (PRESPLITTING) (III) •

La fuerza (F) que resista la tensión tangencial total será el producto de la resistencia a la tracción de la roca multiplicada por el área de aplicación de dicha tensión, expresada por unidad de longitud:

F  ( S  2 rt ) T •

T es la resistencia a la tracción y S es el espaciamiento. Para que se genere una

fractura de tracción debe cumplir

2 Pt rt  ( S  2 rt ) T Esto expresado en función del diámetro del taladro (Dt) será:

( Pt  T ) S  Dt  T

237


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PRECORTE (PRESPLITTING) (III) • Esta ultima formula es mas efectiva en macizos rocosos homogéneos, para calcular el espaciamiento optimo entre dos taladros de precorte una vez conocido el diámetro del taladro.

• En precorte, es común utilizar taladros de pequeño diámetro que pueden variar entre 50 a 100 mm, con espaciamientos entre 0.6 a 1.2 m y una profundidad máxima de ~18m (60’).

• La tendencia actual es de utilizar el mismo diámetro de taladro que el utilizado para la voladura de producción. Ello permite reducir costos, ya que se puede utilizar un mayor espaciamiento.

238


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RECORTE (TRIM/CUSHION BLASTING)

239

•

Consiste en hacer una sola fila de taladros y detonar después de la voladura de producción y tiene como objetivo cortar el material excedente en la pared del banco, hasta la línea final de excavación para mejorar su estabilidad.

•

Se cargan con explosivos desacoplados y se llena con atacado el resto del taladro. El atacado atenúa la onda de compresión transmitida a la roca, minimizando así los cráteres y sobreroturas.

•

Se detonan simultáneamente o con retardos de ms entre ellos, generalmente el espaciamiento es de 12 a 15 veces el diámetro del taladro y de 0.6 a 0.8 veces el burden.

•

El smooth blasting, es muy similar a la de recorte, con la diferencia de que el smooth blasting se dispara inmediatamente después de los taladros de producción utilizando los mismos parámetros. CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA

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VOLADURA AMORTIGUADA (BUFFER BLASTING) (I)

240

•

Consiste en modificar la ultima fila de la voladura de producción reduciendo el burden, espaciamiento y concentración de carga explosiva, para amortiguar la acción de la onda de compresión proveniente de los taladros de producción en la pared del banco..

•

El burden es de 0.5 a 0.7 veces el burden de producción y el espaciamiento 1.0 a 1.25 veces del burden amortiguado.

•

El factor de carga es 0.5 a 0.8 veces que el de la producción.


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VOLADURA AMORTIGUADA (BUFFER BLASTING) (II) • La carga explosiva puede ser estimada utilizando la formula de distancia escalada.

Donde:

d  K  W 1/ 3

d = Distancia del fondo del taladro hasta el centro de gravedad de los primeros 8 diámetros de la carga en pies (m). K = Distancia escalada, cuyo valor varia entre 3.5 a 4.5 pie/lb1/3. (1.39 a 1.78 m/kg1/3), generalmente 4 pie/lb1/3. W = Carga explosiva en lb (kg)

• 241

Esta técnica de todas maneras usa atacado. CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA

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COLUMNA DE AIRE (AIR DECK BLASTING) (I)  Fue enunciada por Melnikov y Marenko, académicos rusos, hace varias décadas, pero su experimentación y su aceptación es relativamente reciente. La diferencia fundamental a las otras técnicas es que una cantidad específica de explosivos es cargado solo en el fondo del taladro y la mayor parte del taladro queda vacío, pero sellado con un tapón de aire cerca al collar y con atacado.  Según Bussey, uno de los que iniciaron su aplicación “La onda de choque va hacia arriba y se refleja del taco y produce esfuerzos en el área circundante al taladro de 3 a 5 veces mas grande que donde hay carga”.  Estos esfuerzos aumentan por la presión de los gases de espacio entre carga y carga, puede quedar ocupado por aire, o rellenado por el detritus de la perforación o en su defecto por tierra suelta.  La decisión por cualquiera de las opciones anteriores, es función también de los resultados observados en el terreno.

242


CONTRATISTAS SAC

COLUMNA DE AIRE (AIR DECK BLASTING) (II) • CARGAS DE BAJA DENSIDAD ESPACIADAS

Generalmente se usa ANFO de baja densidad, que son espaciados por tacos intermedios de aire, detritus y/o tierra suelta, se diferencia del caso anterior por dos razones: Utiliza iniciación múltiple y sirve para diámetros de taladros medianos a grandes por razones de diámetro crítico de este ANFO. • CARGA DE FONDO CON COLUMNA DE AIRE Su uso es mas recomendable en terrenos competentes, ya que en terrenos fisurados, los gases que deben hacer el trabajo de corte, escapan prematuramente por las fisuras que se traducen en perdida de energía y dan pobres resultados. La carga de fondo generalmente es un agente de voladura tipo ANFO o hidrogel

243


CONTRATISTAS SAC

DISEÑOS DE CARGA EN TALADROS DE VOLADURA CONTROLADA EN FUNCIÓN AL DIÁMETRO

244


CONTRATISTAS SAC

METODO DE CARGUÍO DE EXPLOSIVOS EN VOLADURA CONTROLADA LINEAS DESCENDENTES PUEDEN SER CORDON DETONANTE, NONEL, FULMINANTE ELÉCTRICO O ELECTRÓNICO

245


CONTRATISTAS SAC

DISEÑO DE CARGA UTILIZADOS EN TALADROS DE PRODUCCIÓN (64 mm Ø con presencia de agua dinámica)

246


CONTRATISTAS SAC

DISEÑO DE CARGA UTILIZADOS EN TALADROS DE PRECORTE (64 mm Ø con presencia de agua)

247


CONTRATISTAS SAC

EJEMPLO DE VOLADURA CONTROLADA CON COLUMBA DE AIRE (DIÁMETRO DE TALADRO:250 mm)

248


CONTRATISTAS SAC

PARAMETROS QUE INTERVIENEN EN UNA VOLADURA CONTROLADA PROPIEDADES DE LOS MACIZOS ROCOSOS

• Tienen bastante influencia tanto en el diseño como en los resultados de la voladuras de contorno. Las propiedades más importantes son: – Las resistencias dinámicas a la tracción y compresión. – Nivel de alteración de la roca. – Grado de fracturamiento, espaciamiento de discontinuidades, orientación de la fracturas y relleno de las mismas. – Tensiones residuales del macizo rocoso. – Grado de homogeneidad de la formación rocosa.

249


CONTRATISTAS SAC

PROPIEDADES DEL EXPLOSIVO • La presión del taladro que es la presión ejercida por la expansión de los gases de detonación, cuanto menor será el daño a la pared final de la voladura. Esta presión es aproximadamente la mitad de la presión de detonación del explosivo.

Donde:

( e  VOD 2 ) Pt  8

Pt

= Presión del explosivo generado por lo gases dentro del taladro.

ρe

= Densidad del explosivo.

VOD= Velocidad de detonación del explosivo.

250


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PROPIEDADES DEL EXPLOSIVO Para reducir la presión dentro del taladro, se debe desacoplar y espaciar las cargas dentro del taladro, el grado de acople de una carga explosiva esta dada por:

CR  (C )1/ 2 

De Dt

Donde: CR= Relación de acoplamiento. De= diámetro de explosivo. Dt = diámetro del taladro. C= % del taladro cargado con explosivo.

251


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PROPIEDADES DEL EXPLOSIVO • La expresión matemática que determina la presión dentro del taladro de una carga desacoplada esta basada asumiendo que la expulsión de los gases desde el

volumen inicial del explosivo hasta el volumen final del taladro es adiabática, por lo tanto: ( PV  ) e  ( PV  ) t  Constante

Donde: Es la relación entre los calores específicos a volumen y a presión constante respectivamente (Cv/Cp), asignándoles un valor típico de 

La relación entre

ambos resulta.   1.2 2

 De   De  Ptd  Pt    Pt    Dt   Dt  252

2.4


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PROPIEDADES DEL EXPLOSIVO •Ptd, es la presión dentro del taladro desacoplado, entonces para una carga explosiva desacoplada y espaciada, la expresión matemática será:

Ptd  Pt (CR )

253

2.4

 1/ 2 De   Pt  C   Dt  


2.4

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PRECISION EN LA PERFORACION • La precisión en la perforación es mucho más importante que para cualquier otro tipo de voladura. • Los taladros deben encontrarse en el plano o superficie que se desea conseguir y mantenerse paralelos en la distancia que ha sido fijada en los cálculos. • Existen varias causas de desviaciones de los taladros y sus correctivos correspondientes.

254


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GEOMETRIA DE LA VOLADURA Y SECUENCIA DE INICIACION Lo que se expone a continuación se refiere a las voladuras de precorte y recorte. DIAMETRO DE PERFORACION En los trabajos de banqueo, los diámetros de perforación más utilizados varían entre 50 a 203 mm. Se ha comprobado que el radio del cilindro de la roca que rodea al taladro que es afectado por la voladura es directamente proporcional al diámetro del mismo, siempre se mantenga una relación constante entre su longitud y diámetro.

255


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GEOMETRIA DE LA VOLADURA Y SECUENCIA DE INICIACION ESPACIAMIENTO Y PROFUNDIDAD El espaciamiento entre los taladros de una voladura de contorno, depende del tipo de roca y del diámetro de perforación, y aumenta conforme también aumenta el diámetro. En voladuras de precorte la relación “S/Dt” puede estar entre 8 y 12, con un valor medio de 10. En voladuras de recorte, la relación “S/Dt” están entre 13 y 16, con un valor medio de 15.

256


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ESPACIAMIENTO Y PROFUNDIDAD Una aproximación empírica que relaciona la dimensión de espaciamiento con las características del explosivo con o sin desacoplamiento y las propiedades dinámicas de las rocas en las voladuras de precorte, es la expresión que iguala la resistencia a la tracción de la roca a través del plano de corte con la presión ejercida por lo gases en las cañas de los taladros, suponiendo que estos actúan en un área equivalente al diámetro de dichos taladros.

Ptd  Dt  ( S  Dt )  T Donde: S = Espaciamiento entre taladros. Dt = diámetro del taladro. Ptd = Presión dentro del taladro desacoplado. T = Resistencia a la tracción de la roca. 257


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ESPACIAMIENTO Y PROFUNDIDAD

( Ptd  T ) S  Dt  T Si las tensiones in-situ son altas, la ecuación anterior puede modificarse añadiendo las tensiones normales que actúan sobre el plano de precorte:

( Ptd  T   N ) S N T

258


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DENSIDAD LINEAL DE CARGA • • • •

La densidad lineal de carga de explosivo, debe realizarse teniendo en cuenta las siguientes premisas: Producir una presión de taladro inferior a la resistencia dinámica a la compresión de la roca. Controlar el nivel de vibración generado en la voladura que induce unas tensiones en la roca susceptibles de producir roturas en la misma. Para el cálculo aproximado y rápido de la cantidad de explosivo necesario para diseñar una voladura de contorno, pueden emplearse las siguientes expresiones: 5

q1 (kg / m)  8.5 10  Dt (mm) •

259

2

qN ( Kg / m2 ) 

Dt (mm) 130

Las ecuaciones anteriores son deducidas como valores promedios para explosivos con una densidad de 1.2 g/cc y una roca con características también medias.


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TIEMPOS DE RETARDO Y SECUENCIAS DE INICIACION •

Como ya se ha indicado, la aparición de una grieta a lo largo de una fila de taladros, esta basada en el efecto casi simultaneo de la respectivas ondas de

choque, por ello los mejores resultados se obtendrán cuando los taladros estén conectados a la misma línea de cordón detonante o iniciados con detonadores del mismo numero ó periodo. •

Cuando por problemas de vibraciones, debe reducirse la cantidad de explosivo detonado por unidad de tiempo, se puede intercalar retardos de ms entre distintos grupos de taladros o iniciar cada grupo con un detonador de microretardo de distinto numero ó periodo.

260


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EVALUACION DE RESULTADOS • La evaluación de los resultados obtenidos en una voladura de contorno, puede hacerse de forma cuantitativa y cualitativa. • La evaluación cuantitativa se basa en calculo del factor de cañas visibles “FCV”, que es el cociente entre la longitud de la cañas variables y la longitud perforada.

• pero para optimizar resultados es mas importante un análisis conjunto de la superficie obtenida para cada tipo de daño, que aparece y su posible origen y luego corregirlo con las soluciones existentes.

261


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VOLADURA DE PRECORTE EN MINA A TAJO ABIERTO

262


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264


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ESPECIFICACIONES GENERALES PARA TÚNELES

266

CLASE DE ROCA

FACTOR DE CARGA RECOMENDADO POR DISPARO (lb/yd3)

MÁXIMO AVANCE PERMITIDO DE TÚNELES POR DISPARO (pie)

MÁXIMO AVANCE PERMITIDO EN BANQUEO (pie)

1

3.7

12

No Max

2

3.5

7–9

14 – 18

3

3.0

6–7

12 – 14

4

1.7

4–5

8 – 10

5

1.3

4

8


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FORMACION DEL PERIMETRO CON PRECORTE EN SUBTERRANEO Formación de una cara libre a una distancia Bc del perímetro resultante de los taladros de producción

Rocas de mayor tamaño en la región del perímetro respecto a los taladros de producción 267


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11. FUNDAMENTOS DE LA CONMINUCIÓN


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FUNDAMENTOS DE LA CONMINUCION Los modelos tradicionales usados para explicar los efectos de explosivo sobre la roca, se han basado en roca intacta sin fracturas. Sin embargo, en la realidad el macizo rocoso esta afectado por una serie de juntas y fracturas a causa de su naturaleza

geológica y tectónica sufrida. Griffith (1924) ha mostrado que el inicio del fracturamiento de la roca esta relacionada con la concentración de esfuerzos alrededor de las grietas existentes, y en el cual la unión débil del material es la zona crítica del desarrollo del rompimiento de la roca.

269


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FUNDAMENTOS DE LA CONMINUCION

También demostró que para la creación de nuevas grietas superficiales, las tensiones disponibles ( σ ) deben satisfacer los requerimientos de energía dados por la expresión:

  C 0.5  Constante Donde: C, es la longitud de la grieta

270


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FUNDAMENTOS DE LA CONMINUCION •Una roca a ser volada, puede presentar tres tipos de grietas iníciales en las paredes del taladro: microfracturas de Griffith, fracturas creadas por la perforación y las juntas naturales de macizo rocoso. •Las dos ultimas son generalmente las mas grandes en términos de abertura y dimensión y por lo tanto ellas absorben la mayor parte de la energía liberada. •Su orientación y espaciamiento con respecto a la posición del taladro gobierna el tipo de fragmentación que resultará desde de las grietas iníciales generadas por la acción de las ondas de tensión, a continuación se propagan las fracturas y el cruce de ellas por la expansión de los gases del explosivo.

271


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FUNDAMENTOS DE LA CONMINUCION • Suponiendo la equivalencia de la longitud de las grietas y la dimensión del bloque es posible correlacionar estos conceptos con la Teoría de Comminucion de Bond expresada como: W  S800.5  Constante Donde W es la energía liberada en una voladura, medida en KWh/t de roca fragmentada y S80 es el tamaño del 80% del producto pasante (Bond, 1959) • Estos conceptos han sido aplicados para cuantificar la rotura de la roca diaclasada mediante voladuras, implicando tamaños representativos de bloques antes y después de la acción del explosivo. Da Gama & López Jimeno (1993) expresaron dicha relación como:

 Sa  W    Sb 

0.5

 Constante

Donde: Sa y Sb son las dimensiones mas grandes de bloques y después y antes de la voladura 272


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INFLUENCIA EN LA GRANULOMETRÍA • EFECTOS PRIMARIOS • Características de la roca • Factor de carga

• EFECTOS SEGUNDARIOS • Distribución de explosivo (Ø) • Tipo de explosivo (VoD, Densidad)

• Precisión de los retardos • Los tiempos entre taladros • Relación espaciamiento / burden

273


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CARACTERÍSTICAS DE LA ROCA • Tamaño de los bloques • Características de las fracturas – Apretadas y llenadas con cuarzo – Llenadas con material blando y suave

– Abiertas • Dureza (resistencia a la compresión)

274


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EL EFECTO DE LA ROCA Proceso de quebramiento

275


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EL EFECTO DE LA ROCA • La ecuación fundamental de Bond

276


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FACTOR DE CARGA • En la ecuación de Bond. la energía E, es la del explosivo

277


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DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

Contornos de iso-energía

Obtenido por software como 2DBench (JKSimBlast, Australia) y QED Plus (Austin Powder) 278


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279


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12. PREDICCIÓN DE LA FRAGMENTACIÓN DE UN MACIZO ROCOSO



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FRAGMENTACIÓN 1.

Fragmentación de un macizo rocoso por acción de un explosivo y sus efectos principales.

281

2.

Modelos de Predicción.

3.

Métodos de Evaluación.

4.

Técnicas de predicción de vibraciones utilizando JKSimblast


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FRAGMENTACIÓN DESEADA

282


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FRAGMENTACIÓN EN LA PRÁCTICA

283


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FRAGMENTACIÓN NO DESEADA

284


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FRAGMENTACIÓN DE ROCAS • Predecir la fragmentación de rocas por la acción del explosivo, es complejo debido al gran numero de variables controlables y no controlables. • El diseño de una voladura esta basado normalmente en criterios empíricos, mediantes formulas aproximadas y con programas informáticos pero con limitaciones de base física y geomecánica. • Una aproximación que correlaciona la energía liberada por el explosivo con la reducción de tamaño del bloques a causa de la voladura, se basa en concepto de inicio de fracturación y su propagación que permite reducir fragmentos. 285


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FRAGMENTACIÓN DE ROCAS • El primer paso en la fragmentación total de la roca en un proceso minero es la voladura, seguido por la trituración mecánica, cribado y molienda que reducen mas

el tamaño de los fragmentos. • La alimentación a las trituradoras deben tener un tamaño máximo, cuando es mayor se requiere la fragmentación secundaria, lo que es perjudicial en términos de tiempo, costo e impacto ambiental. • Por lo que, en la práctica, evitar la fragmentación secundaria es una medida de la eficiencia de la voladura, así como del expertise de los ingenieros de voladuras.

286


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TABLA 1 PRINCIPALES VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA VOLADURA GRUPO

VARIABLE

EXPLOSIVOS

Presión de detonación, VoD energía mínima disponible, volumen de gases y densidad.

CARGA DE EXPLOSIVOS

Dimensiones de la carga (diámetro y longitud), tipo y punto de ubicación del iniciador, atacado y desacoplamiento.

PROPIEDADES DEL MACIZO ROCOSO

Densidad, velocidad sísmica de propagación, absorción de la energía de tensión a compresión y tracción, variabilidad y estructuras. (Atchinson 1968)

287


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FRAGMENTACIÓN DE ROCAS • Otras variables de importancia son el numero de caras libres, el tiempo de retardo, secuencia de encendido, la presencia de agua, etc.

• El modelo Kuz Ram (Cunningham, 1983), ha tenido alguna aceptación, sin embargo, en macizos rocosos con diaclasamiento, no ha dado resultados fiables por lo que ha sido modificado. • Una propuesta es ampliamente aceptada, es considerar que el macizo rocoso esta afectado por planos de fracturas y otras discontinuidades que actúan durante el fenómeno de la fragmentación.

288


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FRAGMENTACIÓN DE ROCAS • Para el diseño de una voladura, entonces debemos conocer la distribución de tamaños de los bloques en que se divide el macizo rocoso para la aplicación correcta de la energía del explosivo. • Este concepto fue propuesto primero por Da Gama, (1977) y mas tarde adoptado por otros como: Borquez (1981), Yang & Rustan (1983); Lande (1983); Klein (1990); etc. • También otros autores como Ouchterlony describen diferentes técnicas para determinar el tamaño de los fragmentos resultantes de la voladura.

289


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MODELOS DE FRAGMENTACIÓN • El proceso de fragmentación de la roca es totalmente complejo para usar modelos teóricos. • Modelos empíricos son útiles, fáciles, y producen predicciones rápidas (pero son mas pedagógicos que precisos). • Con datos reales, se pueden proveer tendencias confiables. • Son herramientas buenas del ingeniero para mejorar la eficiencia de las voladuras, pero indican tendencias más que resultados absolutos.

290


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GRANULOMETRÍA • Descripción gráfica de la variabilidad de los tamaños de los fragmentos quebrados

291


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ÍNDICE DE UNIFORMIDAD

292


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TAMAÑO PROMEDIO

293


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CLASIFICACIÓN DE PARÁMETROS

• Factores que afectan el nivel de energía y se relaciona con el tamaño promedio • Factores que afectan la distribución de la energía y se relaciona con el Índice de Uniformidad

294


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ESTIMACIÓN DE FACTOR DE ROCA

• RMD con valores 10 – 50, F (débil y polvorosa, bloqueada, masiva) • JF con valores 10 – 50,

F (espaciamiento de las fracturas) • JO con valores 20 – 40 F (orientación de las fracturas) Los factores JF y JO aplican solamente en roca con bloques

295


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MEDICIÓN DE FRAGMENTACIÓN MÉTODOS INCLUYEN:

296



Granulometría (análisis de las imágenes).



Granulometría (zarandeo).



Rendimiento de la pala (Dispatch).



Producción de la chancadora.



Producción del molino SAG.



Recuperación en la lixiviación.


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MEDICIÓN DE FRAGMENTACIÓN RAZONES PARA MEDICIÓN: – Para optimizar procesos en tajo (pala/camión). – Para optimizar procesos globales (incluido planta). OPTIMIZAR ACOPLAMIENTO PALA/CAMIÓN: – % > 500 mm controla factor de llenado de cuchara. – Método fotográfico es adecuado? – Análisis de datos de Dispatch parece ser más relevante.

297


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PERFORACIÓN: EL PRIMER GRAN PASO

298


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ÉXITO DE LA VOLADURA, PARTE DEL ÉXITO INDIVIDUAL

Típica malla triangular (Burden= b; Espaciamiento = s) 299


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ÉXITO DE LA VOLADURA, PARTE DEL ÉXITO INDIVIDUAL

Típica malla triangular (Burden= b; Espaciamiento = s) 300


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ENERGÍA • La desviación en la perforación, significa perder el control de la ubicación deseada/necesaria de los explosivos y de la cantidad requerida, en el macizo rocoso, “siendo el propósito de los taladros ubicar la energía del explosivo en el lugar adecuado” • ecuación desarrollada por Kleine (1993)

301


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ENERGÍA

Pérdida del control de los Niveles de Energía-Taladro. 302


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ENERGÍA OPTIMIZADA PARA IMPLEMENTACIÓN • Distribución de la energía en la cota a mitad del banco de un proyecto

303


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ENERGÍA OPTIMIZADA PARA IMPLEMENTACIÓN Distribución de la energía en sección

304


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ENERGÍA OPTIMIZADA PARA IMPLEMENTACIÓN La rotura y fragmentación eficiente del macizo rocoso, contribuye al beneficio global del ciclo de minado, por lo que es importante la predicción porcentual de la granulometría mediante un algoritmo matemático. - JKMRC Fragmentation Model

- Fragmentation (Kuz-Ram Model)

PRUEBA Y ERROR (ANTES) Reemplazada ahora por herramientas computacionales (JKSimBlast)

305


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MODELO DE PREDICCIÓN DE LA FRAGMENTACIÓN

JKMRC Fragmentation Model y Fragmentation (Kuz-Ram Model), es necesario realizar un mapeo previo del área en estudio con la tabla propuesta por Lilly 1986 (Índice de Volabilidad). 306


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MODELO DE PREDICCIÓN DE LA FRAGMENTACIÓN

• El macizo rocozo in-situ es un material discontinuo, raramente es una formación uniforme masiva y es influenciado a menudo por muchas características geológicas que influyen en el comportamiento de la propagación de la onda de tensión frente a cualquier carga dinámica (voladura). 307


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CURVA DE FRAGMENTACIÓN Y DOMINIOS ESTRUCTURALES

Es posible obtener una misma granulometría en diferentes dominios estructurales?? 308


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CURVA GRANULOMÉTRICA • Algoritmo Matemático de Fragmentación

309

CENTRO DE ACTUALIZACIÓNPredicción PROFESIONALporcentual EN MINERÍA

de la granulometría.

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ALGORITMO MATEMÁTICO DE FRAGMENTACIÓN

310 Tratamiento

CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA Computacional Previo

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MEDICIÓN Y COMPARACIÓN

311


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ANALISIS CORPORATIVO DE LA ENERGIA

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ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ENERGÍA

ALANFO VS EMULSIÓN: Vista en planta, 1m. debajo del nivel de piso del banco, en la zona del taco, la energía para el ALANFO es deficiente preacondicionando esta zona a sobre tamaños

313


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ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ENERGÍA

• ALANFO VS EMULSIÓN: Vista en sección, el halo de energía para el

ALANFO es menor (deficiencia energética) en la zona del taco, banco y

subdrilling.

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PROBLEMÁTICA DE LA VOLADURA

315


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REALIZADA EN TALADROS CON DIÁMETRO DE 9 7/8", ZONA DE MINERAL

COMPARATIVO GENERAL DE NUMERO DE PASES Alanfo Vs. Emulsion (Pala Electrica)

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES • Para que un diseño funcione, tiene que ser muy bien implementado en el campo. • La perforación es un aspecto fundamental en la implementación de un diseño de voladura en el campo. • El cálculo tradicional del factor de carga (Fc) es una pobre referencia sobre el cálculo de la cantidad de energía de detonación.

• EL JKSimBlast, Maneja la información a través de una base de datos de tipo MDB, la cual es compatible con Microsoft Access y por lo tanto con la plataforma Windows.

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VOLADURA CON BUEN CONTROL

318


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VOLADURA CON MENOR CONTROL

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EVALUACIÓN DEL TACO DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL ANTES DE EYECCIONES

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CASO PRÁCTICO 1

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CASO PRÁCTICO 2

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13. DETERMINACIÓN DE HALOS DE ENERGÍA


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HALO DE ENERGÍA DEFINICIÓN El Halo de Energía, es la concentración de energía que brindarán la(s) carga(s) explosiva(s) detonada(s). Los resultados pueden darse en densidad de energía o densidad de masa de explosivo y dar resultados expresados en megajoules por tonelada o metro cúbico, o el formulario más común de Kg/t. y Kg/m3. La resultante de los niveles de distribución de energía explosiva (envolvente esférica) alrededor de un taladro, es totalmente tridimensional y puede usarse como una herramienta (de diseño óptimo de voladura) para determinar la geometría del burden y espaciamiento o para verificar las cargas anómalas en un diseño de la voladura.

338


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DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA Analiza la probabilidad de taladros afectados entre si. Ayuda a identificar la presión de muerte del explosivo en taladros próximos ó mejor aún para poder incrementar o reducir Kgs. de explosivo en una medio geoestructural, o variar tipos de cargas y/o explosivos, que resultaran en variados niveles de energía en relación directa a la distancia de su núcleo de detonación, y las áreas unitarias de

los taladros, con la finalidad de conseguir las densidades de energía óptima o para alternar estas densidades y satisfacer el requerimiento de la energía global optima del proyecto a disparar, considerando que no solo es mineral que tenemos que fragmentar

con una granulometría adecuada requerida por la planta de la mina, sino que también el análisis se extiende a una adecuada distribución de fragmentación del desmonte destinada a botaderos. 339


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DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

CASO REAL DE DISEÑO Y CARGA EXPLOSIVA

340

CASO OPTIMIZADO DE DISEÑO Y CARGA EXPLOSIVA


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MALLA TRIANGULAR 6.8 O 6.5 (HA 37 + ANFO)

Taco 6.8 m

ANFO 1.7 m

HA–37 8.0 m

Sobreperforación 1. 5 m

341


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4.059 m

5.106 m

2.975 m

4.168 m

4.802 m

4.708 m

2.877 m

342

4.267 m

2.779 m


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4.476 m

4.505 m

2.574 m 4.676 m

4.109 m

2.278 m

343


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MALLA TRIANGULAR 6.8 O 6.5 (ANFO)

Taco 6.8 m

ANFO 9.7 m


344


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4.135 m

4.630 m

2.641 m

4.350 m

4.427 m

4.225 m

2.541 m

345

4.457 m

2.442 m


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4.564 m

4.124 m

2.342 m

4.857 m

3.727 m

2.038 m

346


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MALLA TRIANGULAR 6.0 (HA 37 + AIRE + ANFO)

Taco 4.0 m ANFO 1.2 m Aire 2.0 m

HA–37 9.3 m


347


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1.620 m

3.400 m

5.120 m

3.033 m 1.821 m

3.200 m

3.100 m

4.920 m

4.722 m

2.873 m

348

1.819 m

2.777 m


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1.926 m

2.992 m

4.523 m

2.627 m 2.228 m

2.601 m

4.110 m

2.321 m

349


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350


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14. PLANEAMIENTO EN OPERACIONES DE PERFORACIÓN Y VOLADURA EN PROYECTOS DE CONSTRUCCIÓN Ing. Rómulo Mucho Marzo 2012 351

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SELECTIVIDAD: Elección de objetivos, metas y de medios par alcanzarlos.

FLEXIBILIDAD: Previa y relacionada con la acción a realizar.

CARACTERÍSTICAS DE UN PLAN DIRECCIONALIDAD: Orientación de la acción hacia un sentido querido y predeterminado.

352

INTENCIONALIDAD: Esfuerzo voluntario de construcción conceptual y práctica del futuro deseado.

ANTICIPACIÓN: Imaginación para la ideación de futuros posibles.


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HERRAMIENTAS DE PLANIFICACIÓN HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS

 CA Super -Project  Micro Planner Manager  Primavera project Planner P3  Primavera Project Management P6  Suretrack Project Planner  Modulo de Gestion de Proyectos S10  TurboProject  Time Line  Project Scheduler  Milestones  AutoPlan 353

MÉTODOS DE CONTROL

 KPIs  Diagrama de Gantt  Técnica de Evaluación y Revisión de Programas PERT - Camino Crítico CPM


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EL MÉTODO PERT/CPM Program Evaluation and Review Technique / Critical Path Method. Generalmente se denominan técnicas PERT al conjunto de modelos abstractos para la programación y análisis de proyectos de ingeniería. Estas técnicas nos ayudan a programar un proyecto con el costo mínimo y la duración más adecuada. Aplicaciones:    

354

Determinar las actividades necesarias y cuando lo son. Buscar el plazo mínimo de ejecución del proyecto. Buscar las ligaduras temporales entre actividades del proyecto. Identificar las actividades críticas, es decir, aquellas cuyo retraso en la ejecución supone un retraso del proyecto completo.


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EL MÉTODO PERT/CPM APLICACIONES  Identificar el camino crítico, que es aquel formado por la secuencia de actividades críticas del proyecto.

 Detectar y cuantificar las holguras de las actividades no críticas, es decir, el tiempo que pueden retrasarse (en su comienzo o finalización) sin que el proyecto se vea retrasado por ello.

 Si se está fuera de tiempo durante la ejecución del proyecto, señala las actividades que hay que forzar.  Nos da un proyecto de costo mínimo.

355


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PLANIFICACIÓN DE RECURSOS - ERP • Los insumos (materiales, piezas, energía y servicios)

• Las instalaciones y equipos • El personal • La información • El dinero

ERP= Enterprise Resourse Planning 356


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PLANIFICACIÓN FINANCIERA La planificación financiera es una técnica que reúne un conjunto de métodos, instrumentos y objetivos con el fin de establecer en una empresa pronósticos y metas

económicas y financieras por alcanzar, tomando en cuenta los medios que se tienen y los que se requieren para lograrlo.  De Costo  De Beneficio  De Riesgo  De Sensibilidad

357


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OBJETIVOS DE UN PLAN EN PERFORACIÓN Y VOLADURA DE ROCAS  Planificar las operaciones.  Minimizar los costos de operación.  Generar un plan estratégico secuencial de las operaciones de perforación, voladura y limpieza de la zona de trabajo.  Optimizar materiales, recursos humanos en las operaciones.

 Permite predecir los eventos y prevenir los mismos ante cualquier inconveniente.

358


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¿QUE SE DESEA DE LA VOLADURA? Obtener una fragmentación óptima minimizando el daño al macizo rocoso con la consecuente mejora en la estabilidad de taludes. MÍNIMA PROYECCIÓN (FLY ROCKS)

MÍNIMO DAÑO

BAJO NIVEL DE VIBRACIONES

FRAGMENTACIÓN ESPERADA

UNA PILA VOLADA DE ALTA PRODUCTIVIDAD

LOGRO DE PISOS

MAXIMIZAR LA PRODUCTIVIDAD, DISMINUIR EL COSTO POR TON, MAXIMIZAR EL TAMAÑO DE VOLADURA. 359


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VARIABLES DE ENTRADA Y DE SALIDA

360


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RENDIMIENTO OPTIMO DE VOLADURAS Refinamiento Evaluación del sitio

Evaluación

Limpieza de la voladura

Diseño

Registro de Voladura

Preparación

Carguío de Taladros

Marcación Perforación

Enfoque de grupo para lograr un óptimo rendimiento de voladura (ProBlast de John Floyd) 361


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RENDIMIENTO OPTIMO DE EXPLOSIVO

Rendimiento optimo de explosivos Nivel de energía de los explosivos LAS TRES CLAVES PARA LOGRAR UN RENDIMIENTO ÓPTIMO DE LOS EXPLOSIVOS 362


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¿QUÉ HACEN LOS INGENIEROS DE VOLADURA?

1.- Diseño de Voladura

2.- Preparación protocolo de voladura 3.- Instalación de sismógrafos 4.- Carga de taladros con explosivos 5.- Amarre de la voladura 6.- Señal de advertencia – Todo despejado 7.- Fuego en el Taladro! 8.- Inspección del Sitio 9.-Llevar records de voladura 363


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CICLO TÍPICO DE VOLADURA

364


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IMPORTANCIA DEL MODELAMIENTO 3D

 Permite visualizar la zona de trabajo.  Permite realizar cálculos de volumen.  Permite visualizar los frentes de operación y la complejidad del trabajo.

365


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VISTA 3D DE LA ZONA DE CORTE EN ROCA DE LOS PORTALES DE TÚNEL

366

• Caso: Portales del Tunel Santa Rosa (60 000m3 de roca) CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA

CONTRATISTAS SAC

EJEMPLO DE LAGUNAS NORTE VOLADURA CONTROLADA MUY CERCANA A INFRESTRUCTURAS

367


CONTRATISTAS SAC

EJEMPLO DE LAGUNAS NORTE VOLADURA CONTROLADA MUY CERCANA A INFRESTRUCTURAS

1m

Diseño malla de perforación Tipo Pre corte Burden. 1.5 m Espaciamiento. 1.2 m Longitud de taladro. 3 m Diámetro de Taladro. 2.5 Pulg. Factor de carga. 0.17 kg/m3

Emulsion

1/4 3m

Camara de Aire

1/4 Camara de Aire

1/4 Camara de Aire

368


1/4 CONTRATISTAS SAC

CASO ATACOCHA: VOLADURA EN CANTERAS

ZONA DE DISPARO ADICIONAL (proximo a cubrirse por material de desmonte) ZONA DE ACUMULACIÓN DE DESMONTE DE MINA

AREA = 659m2 N° DE DISPAROS=2 LONG DE PERF= 5 TOTAL PROF: 10 VOLUMEN= 6590m3

369


CONTRATISTAS SAC

SECUENCIA DE MODELAMIENTO Y CONTROL

TIN ORIGINAL

MODELAMIENTO

PLANEAMIENTO 370


CONTROL CONTRATISTAS SAC

PLANEAMIENTO DE PERFORACION Y AVANCE

PERFORACIÓN CON MARTILLO NEUMÁTICO

371

PERFORACIÓN CON ROCK DRILL HIDRÁULICO


CONTRATISTAS SAC

CORTE EN LADERA

372

CORTE CERRADO


CONTRATISTAS SAC

DISEÑO DE PARAMETROS ESPACIAMIENTO : BURDEN

373


CONTRATISTAS SAC

ESPACIAMIENTO : BURDEN

• Alterna

374

• Alterna


• Alterna

CONTRATISTAS SAC

ANALISIS DE P.U TROCHADO CON MAQUINA MANUAL (TROCHADO)


CONTRATISTAS SAC

ANALISIS DE P.U CON TRACKDRILL HIDRAULICO (TROCHADO)


CONTRATISTAS SAC

EJEMPLO DE PARÁMETROS DE PERFORACIÓN Y VOLADURA

377

PARAMETROS DE PERFORACIÓN Diametro (D) Pulg. Burden (B) m Espaciamiento (S) m Altura de banco (Hb) m Sobre Perf (J) m Long. Taladro (Ht) m Volumen por taladro m3/tal Indice de Perforación m3/m

2.5 2.0 2.0 3.1 0.3 3.4 12.4 3.6

DISEÑO DE CARGA Densidad del explosivo Densidad lineal Taco 1 Long. de carga 1 Cantidad de explosivo 1 Taco 2 Long. de carga 2 Cantidad de explosivo 2 Taco 3 Long. de carga 3 Cantidad de explosivo 3 Total explosivo por taladro Factor carga

0.80 2.5 1.7 1.7 4.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.3 0.35

g/cc Kg/m m m Kg m m Kg m m Kg Kg Kg/m3


CONTRATISTAS SAC

DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDAD DE PENETRACIÓN (ROP)

Metros por Hora Color

Min Max

378

Clase [m/hr] 0 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 60 60 - 80 80 - 120

Frecuencia 0 2 3 6 13 28

24.1 107.2

m/hr m/hr


CONTRATISTAS SAC

SECUENCIA DE ENCENDIDO EN ECHELON - SISTEMA NONEL

CARA LIBRE

Parámetros de perforación y voladura Av. Burden Av. Spacing Hole Length Volume Rock SG Tonnage Marked Holes

379

2.5 2.5 6 1,781.20 2.65 4,720.30 50

m m m m³ tonnes

Charge Mass Charge Energy POWDER FACTOR POWDER FACTOR ENERGY FACTOR ENERGY FACTOR Diameter


646.5 2,411.60 0.363 0.137 1.354 0.511 76

Kg MJ kg/m³ kg/t MJ/m³ MJ/t mm

CONTRATISTAS SAC

SECUENCIA DE ENCENDIDO EN ECHELON - SISTEMA NONEL

CARA LIBRE

380

Parámetros de perforación y voladura Av. Burden Av. Spacing Hole Length Volume Rock SG Tonnage Marked Holes

2.5 2.5 6 1,781.20 2.65 4,720.30 50

m m m m³ tonnes

Charge Mass Charge Energy POWDER FACTOR POWDER FACTOR ENERGY FACTOR ENERGY FACTOR Diameter

646.5 2,411.60 0.363 0.137 1.354 0.511 76


Kg MJ kg/m³ kg/t MJ/m³ MJ/t mm CONTRATISTAS SAC

SECUENCIA DE ENCENDIDO EN “V” - SISTEMA NONEL CARA LIBRE

Parámetros de perforación y voladura

381

Av. Burden 2.5 m Charge Mass 591.7 Av. Spacing 2.5 m Charge Energy 2,181.30 Hole Length 6 m POWDER FACTOR 0.332 Volume 1,781.20 m³ POWDER FACTOR 0.125 Rock SG 2.65 ENERGY FACTOR 1.225 Tonnage DE ACTUALIZACIÓN 4,720.30 tonnes ENERGY FACTOR CENTRO PROFESIONAL EN MINERÍA0.462 Marked Holes 50 Diameter 76

kg MJ kg/m³ kg/t MJ/m³ MJ/t mm

CONTRATISTAS SAC

SECUENCIA DE ENCENDIDO EN “V” - SISTEMA NONEL CARA LIBRE

382


CONTRATISTAS SAC

ANÁLISIS DE DISEÑO Y SIMULACIÓN DE VOLADURA

Voladura 3245-01/02/60A

383


CONTRATISTAS SAC

DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA EN LA VOLADURA (CASO REAL) “CALIDAD EN LA IMPLEMENTACIÓN”

Voladura 3245-01/02/60A

PROYECTO CO10-07 B x S = 4.3x 4.3 42 Taladros 9 (20%) > 0.4m 12 (30%) : 0.3m a 0.4m 21 (50%): < 0.2m

UNA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL NO UNIFORME, EN CASOS DE ROCAS MUY COMPETENTES PUEDE SER CAUSA ALTA VARIABILIDAD EN LOS RESULTADOS DE FRAGMENTACIÓN (SOBRETAMAÑOS) 384


CONTRATISTAS SAC


15. EXPERIENCIAS DE VOLADURA DE ROCAS EN LA APERTURA DE GRANDES PROYECTOS MINEROS Ing. Rómulo Mucho Marzo 2012

385


CONTRATISTAS SAC


PERFORACIÓN Y VOLADURADE ROCAS PROYECTO “TOROMOCHO”

Ing. Rómulo Mucho Marzo 2012


386 CONTRATISTAS SAC

PROCEDIMIENTO El procedimiento de trabajo consiste en diseñar la malla de perforación y voladura mediante modelos matemáticos, teniendo en cuenta las variables que se muestra en el siguiente diagrama:

387


CONTRATISTAS SAC

VARIABLES DE PERFORACIÓN Y VOLADURA

388


CONTRATISTAS SAC

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE VOLADURA

PLANEAMIENTO (Oficina Técnica)

PEVOEX CONTRATISTAS SAC (CONTROL DE EQUIPOS)

INFORMACIÓN GEOTÉCNICA

QA/QC

PLANEAMIENTO PERFORACION Y VOLADURA

TOPOGRAFIA

SUPERVISION JACOBS

389


OPERACION PERFORACIÓN

VOLADURA

CONTRATISTAS SAC

CALCULO DE PARAMETROS DE PERFORACIÓN Y VOLADURA MODELO MATEMÁTICO DE KONYA

  B=3.15*d*  e   r 

ENTRADA DE DATOS

0.33

1.- ENTRAR EL VALOR DEL DIAMETRO

Elegir Explosivo

DONDE:

B d ρe ρr

4,0 plgs.

2.- ELEGIR LA DENSIDAD DEL EXPLOSIVO

Burden (pies)

ANFO

Diámetro de la carga ( pulg.)

Emulsion

Densidad del Explosivo (gr/cc)

Elegir % 100

0,8

0

1,15

Densidad del explosivo (gr/cc).

0,8 gr/cc

Densidad de la roca (gr/cc).

5.- ENTRAR LA DENSIDAD DE LA ROCA

2,4 gr/cc

6.- ENTRAR LA ALTURA

 2 B e  r

 + 1.5 x d 

29,5 Pies

7.- RESULTADOS:

BURDEN =

8,91 pies

2,72 m

ESPACIAMIENTO= ESPACIAMIENTO

Barrenos de una fila instantaneos H < 4B

E=

22,65 Pies

6,91 m

H ≥ 4B

E=

17,82 Pies

5,43 m

Barrenos de una fila secuenciadosH < 4B

E=

11,49 Pies

3,50 m

H ≥ 4B

E=

12,47 Pies

3,80 m

6,24 Pies

1,90 m

2,67 Pies

0,81 m

Barrenos de una fila instantaneos H < 4B

E= (H+2B)/3

H ≥ 4B

E= 2B

Barrenos de una fila secuenciados H < 4B

E= (H+7B)/8

H ≥ 4B

E= 1.4B

TACO= SOBREPERFORACION=

* VALORES DE LOS POSIBLES PARAMETROS A UTILIZAR

TACO T= SOBREPERFORACION J=

390

BURDEN =

2,72 m

ESPACIAMIENTO =

3,50 m

TACO =

1,90 m

SOBREPERFORACIO =

0,81 m

0.7 B

0.3B


CONTRATISTAS SAC

CALCULO DE PARAMETROS DE PERFORACIÓN Y VOLADURA MODELO MATEMÁTICO DE ASH

B=

1 ENTRADA DE DATOS 1.- Valor del diámetro

1 *K B *D 12

3 ELEGIR CONSTANTES PARA LA OBTENCION DE PARAMETROS 4,0 Pulgs.

2.- Elegir la densidad del Explosivo

Elegir Explosivo ANFO Emulsion

KL =

2,2

Ke =

1,2

Elegir %

Densidad del Explosivo (gr/cc)

Kt =

0,7

100

0,80

Ks =

0,2

0

1,15

4 RESULTADOS :

DONDE:

Ponderado: B Burden (Pies) D Diametro del taladro (Pulg) KB Constante que depende de la clase de roca y del tipo de explosivo empleado.

BURDEN

Baja densidad (0.8-0.9)gr/cc Baja Potencia Densidad media (1.0-1.2)gr/cc Potencia media Alta densidad (1.3-1.4)gr/cc Alta Potencia

(pies) BURDEN SEGÚN TIPO DE ROCA (pies)

TIPO DEL EXPLOSIVO

Tabla para hallar "KB"

TIPO DE EXPLOSIVO

0,80 gr/cc

BLANDA ρ ( 0.8 - 0.9 ) gr/cc

MEDIA

DURA

Blanda

Media

Dura

ρ ( 1.0 - 1.2 ) gr/cc

10,00 11,67

8,33 10,00

6,67 8,33

30

25

20

ρ ( 1.3 - 1.4 ) gr/cc

13,33

11,67

10,00

35

30

25

40

35

30

TIPO DE ROCA

TIPO DE ROCA DEL PROYECTO % de Roca Blanda

88%

% de Roca Media

12%

Pies Pies Pies

2,99 3,58 6,50

m m m

SOBREPERFORACION LONGITUD DEL TACO

2,0 6,9

Pies Pies

0,60 2,09

m m

CALCULO DE BURDEN

BURDEN

3,0

m

KB = (88%x30 + 12%x25) / 100% = 29,4

ESPACIAMIENTO

3,6

m

SOBREPERFORACION PROFUNDIDAD DE TALADRO

0,6 6,5

m m

LONGITUD DEL TACO

2,1

m

B = 9,8 pies KL = [1.5-4]

2 ENTRAR EL VALOR DE LA TABLA ANTERIOR SEGÚN LA DENSIDAD DEL EXPLOSIVO Y TIPO DE ROCA

5 PARAMETROS DE OPERACIÓN SEGÚN RESULTADO DE DISPAROS

ESPACIAMIENTO

TABLA DE RANGO VALORES QUE SE PUEDE OBTENER CON EL DIAMETRO ELEGIDO

E = (Ke x B)

Ke: 2.0 Para iniciacion simultanea de Taladros Ke: 1.0 para taladros secuenciados con retardos largos Ke: [1.2-1.8] para taladros secuenciados con retardos cortos

Kt = [0.7-1.6] Ks = [0.2-1]

L= PROFUNDIDAD DEL TALADRO:

MINIMO 14,7

-

MAXIMO 39,2

E= ESPACIAMIENTO:

2.0 Para iniciacion simultanea de Taladros 1.0 para taladros secuenciados con retardos largos [1.2-1.8] para taladros secuenciados con retardos cortos T= LONGITUD DEL TACO J= SOBREPERFORACION

19,6 9,8 11,8 6,9 2,0

-

17,6 15,7 9,8

pies pies pies pies pies pies pies

BURDEN ESPACIAMIENTO SOBREPERFORACION PROFUNDIDAD DE TALADRO LONGITUD DEL TACO FACTOR DE CARGA

3.0 3.5 0.5 6.5 2,6 0,4

m m m m m kg/m3

6 TIPO DE MALLA

B = 3,0 m

PROFUNDIDAD DE TALADRO

LONGITUD DEL TACO T= (Kt x B) SOBREPERFORACION Sc = (Ks x B)

9,8 11,8 21,3

VALORES DE LOS POSIBLES PARAMETROS A UTILIZAR

B = (29,4 x 4") / 12 = 9,8 pies

L = (KL X B)

BURDEN ESPACIAMIENTO PROFUNDIDAD DEL TALADRO

TRIANGULAR EQUILATERA

E = 3.5 m

391


CONTRATISTAS SAC

PARAMETROS DE PERFORACIÓN Y VOLADURA DATOS DE OPERACIÓN Diámetro taladro Densidad de roca

mm TM/m3

100 2,4

Diámetro taladro Densidad de roca

mm TM/m3

DURA

100 2,4

Diámetro taladro Densidad de roca

mm TM/m3

DURA

100 2,4 DURA

Perfor. Especifica Velocidad Perforación Rendimiento Equipo Vida Util Broca Rendim. Adaptador Vida Util de culata Rendim. Barra de Vida Util extención Rendim.

m/m3 m/h m3/h m m3/und m m3/und m m3/und

0,10 30 315 480 5040 5200 54600 5200 54600



0,10 27 283,5 480 5040 5200 54600 5200 54600



0,10 25 262,5 480 5040 5200 54600 5200 54600

Toneladas por taladro Volumen por taladro Malla Burden Perforac. Espaciamiento Altura Banco Sobreperforación Longitud taladro Taco final Taco intermedio Longitud de Carga Densidad lineal explosivo Densidad del Anfo Anfo por taladro Booster (1 lb) 02 und. Detonador Dual 600/17 ms Factor de Carga Factor de Potencia

TM m3 m m m m m m m m kg/m Kg/TM kg/Tal Kg/Tal Und./Tal kg/m3 kg/TM

151,2 63,0 3,0 3,5 6,0 0,5 6,5 1,6 1,0 3,9 6,5 800 25,6 0,9 2,0 0,42 0,18



189,0 78,8 3,0 3,5 7,5 0,5 8,0 1,6 1,5 4,9 6,5 800 32,2 0,9 2,0 0,42 0,18



226,8 94,5 3,0 3,5 9,0 0,5 9,5 2,0 1,5 6,0 6,5 800 38,8 0,9 2,0 0,42 0,18

392


CONTRATISTAS SAC

FACTOR DE CARGA vs Nº DE VOLADURA

393


CONTRATISTAS SAC

PROCESO DE PERFORACIÓN EQUIPO: TRACKDRILL HIDRAULICO DX 800

394


CONTRATISTAS SAC

PROCESO DE VOLADURA CARGUIO / AMARRE DE TALADROS

395


CONTRATISTAS SAC

EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS UTILIZADOS

EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS UTILIZADOS

396

ANFO;25 KG BOOSTER;1/3POUND BOOSTER;1POUND DETONATING CORD;3,6G/M;X900M CARTRIDGED EMULTION;1-1/2X16INCH CARTRIDGED EMULTION;1-1/8X12INCH CARTRIDGED EMULTION;3X16INCH

ACCESSORIES

EXPLOSIVES

SAP Description DETONATOR DUAL; 17/600 MS;X12.2M TUBE DETONATOR;17MS;X12.20M TUBE DETONATOR;25MS;X12.20M TUBE DETONATOR;42MS;X12.20M TUBE DETONATOR;65MS;X12.20M DETONATOR ASSEMBLY NE;X750M;0MS SHOTSHELL PRIMERS


CONTRATISTAS SAC

DISEÑO DE CARGUIO DE TALADROS

DISEÑO DE CARGUIO DE TALADROS 17ms 17ms Detonador Dual 17/600 ms 4"

2.0

Taco Final

2.0

Anfo

1.5

600ms

Taco Intermedio (Deck)

Anfo

2.5 0.5

397

Booster

600ms

Booster


CONTRATISTAS SAC

DISEÑO DE AMARRE DE VOLADURA DISEÑO DE AMARRE DE VOLADURA 17ms

17ms

975ms

65ms

17ms

17ms

17ms

944ms

17ms

961ms

17ms

17ms

868ms

17ms

17ms

902ms

17ms

25ms

725ms

17ms

801ms

17ms

717ms

17ms

734ms

17ms

709ms

684ms

667ms

25ms

17ms

676ms

684ms17ms

667ms

17ms

701ms 17ms

735ms

17ms

684ms 17ms

701ms 17ms

718ms

17ms

25ms

651ms

642ms 17ms

659ms 17ms

676ms 17ms

25ms

634ms

718ms 17ms

17ms

668ms

17ms

17ms

685ms

693ms

659ms

17ms

17ms 17ms

17ms

642ms

650ms

25ms

702ms

710ms

17ms

17ms

17ms

719ms

17ms

17ms

701ms

17ms

17ms

727ms

17ms

718ms

736ms

17ms

735ms

17ms

17ms

744ms

752ms

17ms

726ms

17ms

17ms

17ms

743ms

17ms

17ms

700ms

17ms

17ms

751ms

692ms

25ms

760ms

768ms

17ms

675ms

25ms

742ms

17ms

17ms

17ms

700ms

25ms

784ms

17ms

860ms

919ms

42ms

767ms

17ms

843ms

17ms

759ms

742ms

25ms

826ms

17ms

776ms

17ms

17ms

17ms

17ms

17ms

17ms

42ms 17ms

809ms

17ms

885ms

17ms

784ms

25ms

793ms

818ms

17ms

801ms

42ms

851ms

17ms

927ms

843ms

17ms

826ms

25ms

910ms

17ms

42ms

893ms

17ms

17ms

868ms

25ms

17ms

944ms

961ms

17ms

42ms

927ms

992ms

17ms 1009ms

910ms

17ms

17ms

17ms

17ms

617ms

17ms

634ms 17ms

651ms 17ms

693ms 17ms

668ms 25ms

693ms

710ms

17ms

17ms

17ms 17ms

17ms

17ms

877ms

894ms

17ms

818ms

835ms

17ms

717ms

759ms

17ms

17ms

25ms

692ms

734ms

776ms

617ms

625ms

675ms

650ms

25ms

17ms

685ms 17ms

600ms

702ms

17ms

600ms

17ms 17ms

17ms

17ms

17ms

INICIO

398


CONTRATISTAS SAC

RESULTADOS DE VOLADURA FRAGMENTACIÓN / APILADO

399


CONTRATISTAS SAC

TRABAJOS POST VOLADURA CARGUIO DE MATERIAL / ACARREO

400


CONTRATISTAS SAC

SISTEMA DE ANALISIS DE CALIDAD CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA

PROYECTO “NUEVA FUERABAMBA” SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA CALIDAD EN VOLADURA Zona Sur Frente III Banco Nro. 6 y 7 Ing. Rómulo Mucho Marzo 2012

401


CONTRATISTAS SAC

INTRODUCCION En el deseo de realizar una evaluación y análisis del disparo realizado con los productos (Nitrato de Amonio – Booster y Accesorios de voladura). Se analizó el disparo, realizado el Domingo, 30 de octubre del presente en la zona Sur - Nivel 3873 – Proyecto 43. Dichos resultados son analizados mediante el software JKBench, así como los cuadros de Excel elaborados para calcular el Índice de Volabilidad. Y mediante la utilización de estas herramientas, llevar un mejor control de los disparos futuros a realizar.

OBJETIVOS Comenzar con evaluaciones, mediciones y análisis de los disparos realizados a partir de la fecha y para este fin se analizara las voladuras semanales. Evaluar el funcionamiento de los explosivos utilizados en un taladro de 4.5 pulgadas de diámetro, realizando para este fin el análisis de la Velocidad de Detonación, Índice de Volabilidad, Fragmentación, Densidades y Vibraciones (VPP). Así como su análisis en el Software de Voladura JK Simblast. Presentar los resultados obtenidos de dichos disparos semanales realizados en el Proyecto Nueva Fuerabamba.

402


CONTRATISTAS SAC

TRABAJO REALIZADO Comenzando con la evaluación de los explosivos a utilizar, se coordinó con el personal de voladura encargado de PEVOEX NF, para el carguío de los taladros de dicho proyecto. El día 30 de octubre del presente, se procedió al carguío y amarre del Proyecto de Voladura. El diseño de malla de perforación fue: TALADROS DE PRODUCCIÓN B x S: 3,12 m. x 3,6 m. para un diámetro de perforación de 4.5 pulgadas, dejando en todos los taladros un Taco Final igual a 20 % de la altura del taladro. Para una zona de 251 taladros de producción. TALADROS BUFFER B x S: 3,12 m. x 3,6 m. para un diámetro de perforación de 4.5 pulgadas, dejando en todos los taladros un Taco Final igual a 1.0 m (Detritus) y Cámara de aire (Air Deck) igual a la diferencia entre la carga columna (1.0 mt de la altura del taladro) y taco final. Para una zona de total de 15 taladros de Buffer. El proyecto fue cargado con Anfo SUPERFAM DOS y Booster HDP-1/2ACP, con una densidad promedio de 1.05 gr/cc. Teniendo un total de 9092.63 Kg. De explosivo.

403


CONTRATISTAS SAC

TRABAJO REALIZADO CARA LIBRE

404


CONTRATISTAS SAC

PLANO DE PERFORACION DEL PROYECTO

405


CONTRATISTAS SAC

APILAMIENTO DE MATERIAL Y CONTORNO DE TIEMPOS

406


CONTRATISTAS SAC

SECUENCIA DE DETONACION DE LOS TALADROS

407


CONTRATISTAS SAC

TRABAJO REALIZADO

408


CONTRATISTAS SAC

ANALISIS DE VELOCIDAD PICO PARTICULA (VPP) CON EL SOFTWARE JK BENCH

Grafico Numero de Taladros Cargados vs Tiempo de Detonación (mm/s)

409


CONTRATISTAS SAC

ANALISIS DE VELOCIDAD PICO PARTICULA (VPP) CON EL SOFTWARE JK BENCH

410


CONTRATISTAS SAC

FRAGMENTACIÓN DE ROCA MENOR A 30 CM. – ZONA SUR

411


CONTRATISTAS SAC

VISTA LOS RESULTADOS OBTENIDOS – ZONA SUR

412


CONTRATISTAS SAC


PERFORACIÓN Y VOLADURADE ROCAS PROYECTO “AMPLIACIÓN PAD FASE 5”

APLICACIÓN DE VOLADURA CONTROLADA

Ing. Rómulo Mucho Marzo 2012

413

CONTRATISTAS SAC

VISTA GENERAL CANAL DE CORONACION ´´B´´

CANAL DE CORONACION ´´A´´

POZA DE PROCESOS

CAMINO PERIMETRAL

CANAL DE CORONACION ´´T´´ CAMINO DE ACCESO GRASSHOPERS

CAMINO PERIMETRAL 414


CONTRATISTAS SAC

RESPONSABILIDADES DEL ÁREA DE PLANEAMIENTO, PERFORACION Y VOLADURA

-Ejecuta la perforación de taladros programados

- Establece secuencia de perforación por zonas con base al plan y programaión. PLANEAMIENTO DE PERFORACION Y VOLADURA

-Sectorización zona de perforación.

OPERACIONES PERFORACION Y VOLADURA

-Diseño de malla de perforación con base a estándares establecidos. - Ubicación de los taladros programados en el terreno, con los parámetros asignados.

415


- Realiza el carguío de taladros con explosivo de acuerdo al proyecto. - Programa y ejecuta el disparo. - Evalúa el disparo. - Establece los estándares de perforación y voladura

CONTRATISTAS SAC

DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN Y VOLADURA MALLA CON RETARDO BIDIRECCIONAL

416


CONTRATISTAS SAC

DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN Y VOLADURA MALLA CON RETARDO DUAL Y RETARDO SUPERFICIAL

417


CONTRATISTAS SAC

DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN Y VOLADURA MALLA CON RETARDO SUPERFICIAL (TRIANGULO, TRAPACECIO Y ECHELON)

25

25

50

50

TALADROS DE PRODUCCIÓN

25

418

17

17

FULMINANTE

25

MECHA

25 17


17

25

CONTRATISTAS SAC

EQUIPOS

419


CONTRATISTAS SAC

EQUIPOS Rockdrill Hidráulico Sandvik DX-800

420

Rockdrill Hidráulico Soosan SD 1000E


CONTRATISTAS SAC

421


CONTRATISTAS SAC

PROGRAMACION ESTIMADA DIARIA PARA LAS ACTIVIDADES DE PROGRAMACION DIARIAVOLADURA PARA LAS ACTIVIDADES DE VOLADURA ACTIVIDAD

INICIO

FIN

DURACION

CHARLA DE INDUCCIÓN DE SEGURIDAD, AROS, PRE USO, ETC.

07:00:00 a.m.

07:20:00 a.m.

00:20

DIFUSION DE LA VOLADURA

07:20:00 a.m.

07:30:00 a.m.

00:10

SEÑALIZACIÓN DEL AREA

07:30:00 a.m.

07:50:00 a.m.

00:20

TRANSPORTE DE EXPLOSIVOS

07:30:00 a.m.

09:00:00 a.m.

01:30

PREPARACION DE CEBOS

09:00:00 a.m.

09:30:00 a.m.

00:30

COLOCACION DE CEBOS EN TALADRO

09:30:00 a.m.

09:42:00 a.m.

00:12

CARGUIO DE ANFO

09:42:00 a.m.

10:24:00 a.m.

00:42

ATACADO CON MATERIAL INERTE

10:24:00 a.m.

11:54:00 a.m.

01:30

ENMALLADO

11:54:00 a.m.

12:09:00 p.m.

00:15

COLOCACION DE CONECTORES

12:09:00 p.m.

12:24:00 p.m.

00:15

COLOCACION DE INICIADOR

12:24:00 p.m.

12:29:00 p.m.

00:05

ENCENDIDO DEL INICIADOR PARA LA DETONACIÓN

12:29:00 p.m.

12:30:00 p.m.

00:01

EVACUACIÓN DE EXPLOSIVISTA DEL AREA DE VOLADURA

12:30:00 p.m.

12:40:00 p.m.

00:10

ESPERA DESPUES DE LA DETONACIÓN DE LOS EXPLOSIVOS

12:40:00 p.m.

12:45:00 p.m.

00:05

VERIFICACIÓN DE LA COMBUSTION DEL EXPLOSIVO

12:45:00 p.m.

01:00:00 p.m.

00:15

TOTAL

04:00

PRELIMINARES

CARGUIO DE TALADROS CON EXPLOSIVOS Y VOLADURA

422


CONTRATISTAS SAC

PARAMETROS Y DISEÑO DE CARGA

423


CONTRATISTAS SAC

RENDIMIENTO DE EQUIPOS DE PERFORACION

424


CONTRATISTAS SAC

PROGRAMA DE VOLADURAS

DIA

TURNO

LUNES

DIA

NOCHE

MARTES

DIA

DIA

6000

NOCHE

JUEVES

DIA

6000

NOCHE

VIERNES

DIA

6000

NOCHE

SABADO

DIA

DOMINGO

NOCHE

VOL. VOLADURA

6000

VOL. PERFORACION

3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000

425

6000

NOCHE

MIERCOLES


DIA

NOCHE

6000

CONTRATISTAS SAC

REQUERIMIENTO DE MATERIAL EXPLOSIVO DE OBRA

ITEM 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0

426

DESCRIPCION Emulsion Anfo Cordon Detonante (5P) Mecha de seguridad Fulminante Común Nro 08 Retardo de Superficie 17ms Retardo de Superficie 35ms Retardo de Superficie 42ms

CANTIDAD 23036 412343 292556 1000 500 840 840 840


UNID. Kg Kg Metros Metros Und. Pza. Pza. Pza.

CONTRATISTAS SAC

REQUERIMIENTO DE MATERIAL EXPLOSIVO MENSUAL

DESCRIPCION

Anfo Cordon Detonante (5P) Emulsion 1"x 8" Mecha de seguridad Fulminante Común Nro 08 Retardo de Superficie 17ms Retardo de Superficie 35 ms Retardo de Superficie 42 ms

427

Req. para dos Req. Para 20 dias peso por Req. Para 20 dias Req. para un mes Cap. meses embalaje Polvorín Cantidad Und. Cantidad Und. Cantidad Und. Cantidad Und. 33,817.00 20,000.00

1,183.00 1,000.00 100.00 180.00 180.00 180.00

Kg

25

Metros

1500

Kg

25

Metros

1000

Und.

100

Pza.

50

Pza.

50

Pza.

50

1,352.68

bolsas 2,296.00

bolsas

840.00 4,592.00

N° Viajes N° Viajes por 2 por 1 meses mes

bolsas

6

3

13.33

caja

30.00

caja

30.00

60.00

caja

2

1

47.32

caja

85.00

caja

89.00

170.00

caja

2

1

1.00

caja

1.00

caja

1.00

2.00

caja

2

1

1.00

caja

2.00

caja

5.00

4.00

caja

1

1

3.60

caja

4.00

caja

10.00

8.00

caja

1

1

3.60

caja

4.00

caja

10.00

8.00

caja

1

1

3.60

caja

4.00

caja

10.00

8.00

caja

1

1


CONTRATISTAS SAC

CONSUMO SEMANAL DE ANFO Cap. Polvorin Dias/mes Explosivo/mes Explosivo/dia

840 26 2,296.00 88

MES 01

semana 1 semana 2 semana 3 semana 4 semana 5

MES 02

semana 6 semana 7 semana 8 semana 9 semana 10

bolsa dia bolsa bolsa Lunes Cons. Stock Dia plov. 88 752 88 222 88 532 88 2 88 312

88 88 88 88

# dia 1 7 13 19 25

622 5 93 11 403 17 713 23

Martes Cons. Stock Dia plov. 88 663 88 134 88 444 88 754 88 224

88 88 88 88

# dia 2 8 14 20 26

534 6 4 12 314 18 625 24

Miercoles Cons. Stock Dia plov. 88 575 88 45 88 355 88 666

88 88 88 88 88

# dia 3 9 15 21

136 1 446 7 756 13 226 19 536 25

Jueves Cons. Stock Dia plov. 88 487 88 797 88 267 88 577

88 88 88 88 88

# dia 4 10 16 22

47 2 358 8 668 14 138 20 448 26

Viernes Cons. Stock Dia plov. 88 398 88 709 88 179 88 489

88 88 88 88

# dia 5 11 17 23

799 3 269 9 579 15 50 21

Sabado Cons. Stock Dia plov. 88 310 88 620 88 90 88 401

88 88 88 88

Domigo # Cons. Stock dia Dia plov. 6 12 18 24

711 4 181 10 491 16 801 22

Cada viaje que transporte ANFO traerá 840 bolsas, y se realizada cada 10 días.

428


CONTRATISTAS SAC

PROTOCOLO DE VOLADURA

25

25

50

50

25

429

17

17

MECHA

25

FULMINANTE

25 17

17

25


CONTRATISTAS SAC

UBICACIÓN DE LA ZONA DE TRABAJO

430


CONTRATISTAS SAC

INICIO DE LABORES

431


CONTRATISTAS SAC

SE PUEDE OSERVAR LA PLANTA DE PROCESOS CERCA A LA ZONA DE TRABAJO 432


CONTRATISTAS SAC

433


CONTRATISTAS SAC

TAPADO DE LA ZONA DE VOLADURA

434


CONTRATISTAS SAC

435


CONTRATISTAS SAC

RESULTADO DE VOLADURA

436


CONTRATISTAS SAC


PROYECTO ACCESO PONGO - CONGA

RESTRICCIONES PARA OBTENER UN AVANCE DESEADO EN LAS VOLADURAS Ing. Rómulo Mucho Marzo 2012

437

CONTRATISTAS SAC

VARIANTE ACCESO PRINCIPAL 13.5km (PONGO –CONGA)


CONTRATISTAS SAC

PLANO PLANTA - PERFIL


CONTRATISTAS SAC

SECCIONES TIPICAS DE ACCESO


CONTRATISTAS SAC

PLAN DE PRODUCCION

Item

Description

Unit % m3/dia Dias/mes

1 Camp Platform 1.1 Mass Excavation -Rock (Material Reuse) 1.2 Mass Excavation -Rock w/Hauling to Dump

m3 m3 % m3/dia Dias/mes

2 2.1 2.2 2.3

Road Earthwork Excavation Mass Rock, Drilling & Blasting (6+520 a 13+930) Excavation Mass Rock, Drilling & Blasting (6+520 a 13+930) Machine Excavation for Road Drainage Ditches

m3 m3 m3

% m3/dia Dias/mes

3 3.1 3.2 3.3

Construction Management Tramo 1 (0+000 al 6+520) Comunidades Tramo 2 Tramo 3 TOTAL

Quantity

Quantity Blasting

100% Porcentaje 1,200 Producción/Día 26 Tiempo

34,400 3,100 31,300

34,400


706,645 640,965 55,960

706,658

1-ene-11 1-feb-11 1-mar-11 1-abr-11 1-may-11 1-jun-11 1-jul-11 1-ago-11 1-sep-11 1-oct-11 1-nov-11 1-dic-11 15% 1,000.0 5.0

85% 1,400.0 21.0

0%

0%

0%

0%

0%

0%

0%

0%

0%

5,000

29,400

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0% 0 0

10% 2,711 25

12% 3,363 25

12% 3,254 25

12% 3,403 25

12% 3,489 25

12% 3,363 25

12% 3,363 25

12% 3,254 25

7% 2,871 18

0% 0 0

0% 0 0

0

67,784

84,065

81,353

85,065 87,225 84,065

84,065

81,353 51,683

0

0

0% 0 0

0% 0 0

0% 0 0

44% 1,500 20

0

30,000

9,720


68,000 68,000 0 0

68,000

0

0

m3 m3 m3 m3

809,045

809,058

5,000

97,184

84,065 111,353

21% 1,000 14

35% 1,200 20

0% 0 0

0% 0 0

0% 0 0

0% 0 0

0% 0 0

0% 0 0

14,000 24,000

0

0

0

0

0

0

99,065 111,225 84,065

84,065

81,353 51,683

0

0


CONTRATISTAS SAC

EJEMPLO PROGRESIVA 6+520 - 6+520 ÁREAS PERFORADAS

FALTA LIMPIEZA DE TOPSOIL

442


CONTRATISTAS SAC

AREA PERFORADA FALTA LIMPIEZA DE TOPSOIL

FALTA LIMPIEZA DE TOPSOIL

443


CONTRATISTAS SAC

AREAS PERFORADAS

444


CONTRATISTAS SAC

EJEMPLO PROGRESIVA 13+900 FALTA LIMPIEZA DE TOPSOIL

445

AREA PERFORADA


CONTRATISTAS SAC

FALTA DE LIMPIEZA DE TOP SOIL

LIMPIEZA DE TOPSOIL

446


CONTRATISTAS SAC

LIMPIEZA DE TOP SOIL

447


CONTRATISTAS SAC

448


CONTRATISTAS SAC

DISEÑO DE VOLADURA CON JKSIMBLAST

449


CONTRATISTAS SAC

DISEÑO DE VOLADURA CON JKSIMBLAST

450


CONTRATISTAS SAC

EQUIPOS DE PERFORACIÓN

451


CONTRATISTAS SAC

452


CONTRATISTAS SAC

453


CONTRATISTAS SAC

454


CONTRATISTAS SAC

CARGUÍO DE TALADROS

455


CONTRATISTAS SAC

VOLADURA

456


CONTRATISTAS SAC

RESULTADO DE LA VOLADURA

457


CONTRATISTAS SAC


16. VOLADURA EN UNA MINA A CIELO ABIERTO DEL SUR DEL PERÚ Ing. Rómulo Mucho Marzo 2012

458

CONTRATISTAS SAC

CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL A DISPARAR  Según la información recibida acerca del macizo rocoso a disparar, este, tiene la siguiente descripción:

 Roca: Yeso Anhidrita  No de Fracturas en 4m: 2 – 5  Frecuencia de fracturamiento: 0.8m a 2.0m.  Tamaños de bloques: Masivo.  Comentarios: Macizo masivo blocoso, roca resistente, el sector presenta modos de ruptura planar y en cuña.

459


CONTRATISTAS SAC

RESUMEN 1.

Elevado factor de potencia.

2.

Alto costo de fragmentación del material.

CAUSAS

460

1.

Incremento del diámetro de perforación, en ciertos sectores de la mina.

2.

Cantidad de explosivo empleado.

3.

Mala distribución de la energía explosiva.

4.

Falta de condiciones óptimas para un disparo.


CONTRATISTAS SAC

DIAMETRO REAL O EQUIVALENTE EN EL SECTOR CAUSAS • Existencia de sectores altamente fracturados en el macizo rocoso. • Presencia de agua. • Excentricidad en la columna de perforación. CALCULO DEL DIAMETRO REAL DE PERFORACIÓN

d2 Vt  Lc    4

………(1)

Donde: Vt = Volumen de taladro (m3) d = Diámetro de perforación = 11pulg = 0.275m Lc = Longitud de Carga = 11m

461


CONTRATISTAS SAC

CALCULO DEL DIAMETRO REAL DE PERFORACIÓN Reemplazando valores: 2  0.275  Vt  11  3.1416 

4

= 0.65m3

CARGA EXPLOSIVA POR TALADRO (CONDICIONES NORMALES)

Qe  Vt  e …………. (2) tal Donde: Qe / tal = Carga explosiva por taladro (Kg) Pe = Densidad del explosivo = 1.28gr/cc = 1280Kg/m3

462


CONTRATISTAS SAC

CALCULO DEL DIAMETRO REAL DE PERFORACIÓN

Reemplazando valores: Qe  0.65  1280 = 832Kg tal

Condiciones normales con un diámetro = 11pulg 832Kg DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO EQUIVALENTE:

De la ecuación (2)

Qe Vt  e

463

Despejando la ecuación (1) 4Vt 4Qe d  3.1416  Lc 3.1416  Lc  e


CONTRATISTAS SAC

CALCULO DEL DIAMETRO REAL DE PERFORACIÓN Tomando los promedios de los tres meses Qe / tal Lt T Lc Pe DLC

= 995Kg = 17.5m = 7.0m = 10.50m = 1280Kg/m3 = 94.76Kg/m

Reemplazando valores:

d

464

4  995 3.1416  10 .5  1280

= 0.31m = 12.09pulg.


CONTRATISTAS SAC

EXPLOSIVO A UTILIZAR Para las características a disparar, requerimos de un explosivo, con las siguientes propiedades:  Heavy Anfo 55 (HA55), tiene una VOD de 5600 m/s  Factor de carga entre 0.45, hasta 0.50 Kg/Tn.

465


CONTRATISTAS SAC

RELACIÓN DE COSTOS PESOS ESPECIFICOS Y DENSIDAD LINEAL DE MEZCLAS EXPLOSIVAS EN BASE AL DIÁMETRO DE PERFORACIÓN

Pe (gr / cc) (Pulg.) 9.0 9.9 10.0 11.0 11.5 12.0

466

ANFO 0.82 ANFO 33.67 40.42 41.57 50.30 54.98 59.87

HA 37 1.14 HA 37 46.82 56.19 57.80 69.94 76.44 83.23

HA 46 1.22 HA 46 50.10 60.13 61.85 74.84 81.80 89.07


HA 55 1.28 HA 55 52.57 63.09 64.90 78.52 85.82 93.45

HA 64 1.28 HA 64 52.57 63.09 64.90 78.52 85.82 93.45

CONTRATISTAS SAC

COSTO DE MEZCLAS EXPLOSIVAS EN BASE A DENSIDADES LINEALES Y DIÁMETRO DE PERFORACIÓN Diámetro (Pulg.) 9.0 9.9 10.0 11.0 11.5 12.0

467

ANFO 0.82 8.84 10.62 10.92 13.21 14.44 15.72

HA 37 1.14 12.75 15.30 15.74 19.05 20.82 22.67

HA 46 1.22 13.81 16.57 17.05 20.63 22.54 24.55


HA 55 1.28 14.66 17.59 18.09 21.89 23.93 26.06

HA 64 1.28 14.83 17.80 18.30 22.15 24.21 26.36

CONTRATISTAS SAC

COSTOS POR TALADRO (HA64)

Diámetro Pulg. 9.9 10.0 11.0 12.0

Long. Carga Costo/metro (m) U.S.S 11.00 17.80 11.00 18.30 11.00 22.15 10.50 26.36

Costo/Tal. U.S.S 195.75 201.35 243.63 276.76

Con un diámetro de 12.0 pulg incrementamos el costo de explosivo en US$ 33.13. Actualmente nuestro costo por taladro es US$ 276.76

468


CONTRATISTAS SAC

COSTOS POR TALADRO (HA37 y HA46)

Diámetro

Long. Carga Costo/m HA37

HA 37

Costo/Tal. HA37

Costo/m HA46

Costo/Tal. HA46

pulg. 9.9 10.0 11.0 12.0

(m) 11.00 11.00 11.00 11.00

U.S.$ 15.30 15.74 19.05 22.67

U.S.$ 168.34 173.15 209.51 249.34

u.s.s 16.57 17.05 20.63 24.55

U.S.S 182.29 187.51 226.88 270.01

Actualmente, nuestro costo por taladro en el nivel inferior, es de $276.76, lo cual podemos reducirlo, en función al diámetro y explosivo empleado.

469


CONTRATISTAS SAC

AHORROS CON HA37 y HA46

Diámetro

Corto/Tal. HA37

AHORROS/Tal

Costo/Tal. HA46

AHORROS

pulg. 9.9 10.0 11.0 12.0

U.S.S 168.34 173.15 209.51 249.34

HA 37 108.42 103.61 67.25 27.42

U.S.$ 182.29 187.51 226.88 270.01

HA 46 94.47 89.25 49.88 6.75

Llegando a un diámetro equivalente de 10.0pulg, podemos obtener un ahorro entre US$ 103.61 y US$ 89.25 con Mezclas explosivas de HA37 y HA46 respectivamente por taladro.

470


CONTRATISTAS SAC

CONDICIONES OPTIMAS EN EL PROCESO DE FRAGMENTACION DISPAROS SIN CARA LIBRE:

471


CONTRATISTAS SAC

SECCIÓN TRANSVERSAL DE DISPARO CON CARA LIBRE

472


CONTRATISTAS SAC

DISPAROS CON CARA LIBRE

473


CONTRATISTAS SAC

Gráfica Nº 1.- Tiempo de taladros e histrograma de acoplamientos.

474


CONTRATISTAS SAC

Gráfica Nº 2.- Disposición de líneas de Isotiempos

475


CONTRATISTAS SAC

Gráfica Nº 3.- Dirección de Apilamiento de Material

476


CONTRATISTAS SAC

Foto Nº 01: Proyecto Antes de la Voladura

477


CONTRATISTAS SAC

Foto Nº 02:Proyecto Después de la Voladura

478


CONTRATISTAS SAC

Foto Nº 03: Proyecto Apilamiento y Fragmentación del Material

479


CONTRATISTAS SAC

Foto Nº 04: Apilamiento y Fragmentación del Material

480


CONTRATISTAS SAC

RESULTADOS DE VIBRACIONES

Gráfica A: Comportamiento de la Vibración 481


CONTRATISTAS SAC

RESULTADOS DE VIBRACIONES

Gráfica B: Comportamiento de la Vibración 482


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CONCLUSIONES El Diámetro Equivalente promedio en el sector de yeso es de 12.09pulg. Nuestro factor de potencia, se encuentre por encima del estándar (0.5Kg/TM). Llegando a un diámetro equivalente de 10.0pulg. Podemos obtener un ahorro entre US$ 103.61 y US$ 89.25 con Mezclas explosivas de HA37 y HA46 respectivamente por taladro. Tenemos buenos índices de fragmentación, pero con un costo bastante alto. Empleo no adecuado de la energía explosiva.

Material de taco no adecuado para la potencia del explosivo de diseño. Durante las voladuras, se puede observar golpe en el aire, más no vibraciones, debido a la fuga de energía hacia arriba. 483


CONTRATISTAS SAC

RECOMENDACIONES Continuar con las pruebas de brocas de diámetro de 9 7/8 de pulg. con fines de disminuir el diámetro real o equivalente, este punto, nos va a permitir realizar una reducción en el Factor de potencia y Costo de Voladura por Tonelada rota. Como una sugerencia temporal, en lo posible tratar de emplear cargas espaciadas (Deck) para minimizar el costo de voladura y obtener una mejor distribución de la energía explosiva. Todos los Proyectos en la zona de yeso, deben ser disparados con Cara Libre.

484


CONTRATISTAS SAC

RECOMENDACIONES En taladros secos, esta condición se presenta cuando se ha realizado un determinado número de disparos en el nivel, tratar de realizar pruebas con HA46, HA35/65 y HA37. Estos explosivos tienen similar VOD y Potencia de Detonación que los HA55 y HA64. Hacer el estudio del material de taco para un mejor confinamiento del explosivo.

En taladros con agua, emplear siempre el sistema bombeable de carguío. Desarrollar estándares en función a factores de energía, Velocidad de Detonación y Potencia de Detonación de las mezclas explosivas relacionándolos con los parámetros geomecánicos establecidos para cada formación rocosa de la mina.

485


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Curso Avances en la Tecnología de Voladura de Rocas

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