UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN
FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICA DE MINAS
INFORME DE PRACTICA DE CAMPO ILABAYA- CARUMBRAYA- TACNA
TEMA: VOLADURA DE ROCA NOMBRE: ELVIS ELVIS IVA IVAN QUISPE TICONA APELLIDO: ROQUE RAMOS CURSO: PERFORACION DE ROCAS DOCENTE: DANTE MORALES CABRERA CODIGO: 2013-38953 AÑO: 201
INTRODUCCIÓN En el presente informe se explicara sobre los diferentes explosivos utilizados en la mina y sus respectivos accesorios de voladura, se realizara una voladura en el distrito de Ilabay Ilabaya a e n la localidad localidad de Carumbray Carumbraya a en un proyecto proyecto de “mejoramie “mejoramiento nto del del servic servicio io de acceso acceso pea peaton tonal al ca carum rumbra braya ya-lu -lucum cumo o en la locali localidad dad de Carumb Carumbray raya, a, distrito de Ilabaya- Jorge Basagre ro!mann"# En el informe contiene los procedimientos procedimientos $ue se ejecutaron ejecutaron para !acer los taladros, taladros, el cargado de los explosivos, el amarre, encendido y voladura de la roca# Contiene los diferentes c%lculos para obtener una buena voladura controlada, no !ubo accidente en la voladura#
LOCALIZACIÓN: El distrito peruano de ilabaya es uno de los & distritos pertenecientes a la provincia de Jorge Basadre, Basadre , ubicada en el 'epartamento de (acna# (acna # )e ubica en el extremo norte de la mencionada provincia# )u capital, la ciudad de Ilabaya, se encuentra a *&+ msnm#
UBICACIÓN Y GEOGRAFIA )e encuentra en los *.&/0&1" de latitud )ur y .210&3" de longitud oeste, tiene una extensi4n superficial de * *** *** 5m6 y su altitud abarca un rango entre los 3ipalidad 'istrital de Ilabaya#
OBJETIVOS Objetivo Gener! • •
7btener experiencia en la pr%ctica y te4rica# 8econocer los diferentes explosivos utilizados en miner9a y accesorios#
Objetivo" E"#e$%&i$o" : : :
con onoc oce er los los ex explos plosiv ivos os## sabe sa berr c4m c4mo o se se car carga ga un ba barr rren eno# o# observ obs ervar ar un una a volad voladura ura e en n banco banco y co como mo !ace !acerr un c!is c!ispeo peo##
MARCO TEORICO 'ERFORACION DE ROCAS a perforaci4n es la primera operaci4n en la preparaci4n de una voladura# )u prop4sito es el de abrir en la roca !uecos cil9ndricos destinados a alojar al explosivo y sus accesorios iniciadores, denominados taladros, barrenos, !oyos o blast holes blast holes# )e basa en principios mec%nicos de percusi4n y rotaci4n, cuyos efectos de golpe y fricci4n producen el astillamiento y trituraci4n de la roca en un %rea e$uivalente al di%met di% metro ro de la broca broca y !as !asta ta una profundi profundidad dad dada por la lon longit gitud ud del ba barren rreno o utilizado# ;a eficiencia en perforaci4n consiste en lograr la m%xima penetraci4n al menor costo# En perforaci4n tienen gran importancia la resistencia al corte o dureza de la roca <$ue influye en la facilidad y velocidad de penetraci4n= y la abrasividad# Esta >ltima influye en el desgaste de la broca y por ende en el di%metro final de los taladros cuando ?sta se adelgaza
a por los siguientes medios@ *# Aercusi4n, Aercusi4n, con con efecto de golpe golpe y corte como como el de un cincel cincel y martillo# Ejemplo, Ejemplo, el proporcionado por los martillos neum%ticos pe$ueos y rompe pavimentos# # Aercusi4nD Aercusi4nDrotac rotaci4n, i4n, con con efecto de golpe, golpe, corte corte y giro, como como el producido producido por las las perforadoras neum%ticas comunes, tracdrills, jumbos !idr%ulicos#
8ota 8otaci ci4n 4n con efec efecto to de co cort rte e po porr fric fricci ci4n 4n y rayad rayado o co con n ma mate teria riall mu muy y du duro ro
CONDICIONES DE 'ERFORACIÓN Aara conseguir una voladura eficiente la perforaci4n es tan importante como la selecci4n del explosivo, por lo $ue este trabajo debe efectuarse con buen criterio y cuidado# ;amentablemente, la supervisi4n de la correcta operaci4n de perforaci4n a>n no es adecuadamente realizada en muc!as minas, lo $ue permite $ue ocurran deficiencias en la calidad del trabajo
( Di)*etro 'epende del tipo de aplicaci4n en $ue el taladro ser% utilizado# Como regla general, el de “menor di%metro factible" ser% el m%s adecuado y econ4mico de realizar#
b( Lon+it,Influye muc!o en la elecci4n de la capacidad del e$uipo perforador y naturalmente en el avance del disparo
$( Re$tit,Gar9a con el tipo de roca, m?todo de perforaci4n y caracter9sticas del e$uipo perforador# 'eben tener la mayor rectitud y alineamiento para $ue el explosivo sea apropiadamente distribuido# En la mayor9a de trazos de perforaci4n el paralelismo entre taladros es de vital importancia para la interacci4n de las cargas explosivas en toda la voladura#
-( E"tbi!i-;os taladros deben mantenerse abiertos !asta el momento de su empleo# En terrenos sueltos tienden a desmoronarse por lo $ue puede ser necesario revestirlos interiormente con tubos especiales para poderlos cargar (casing) o !acer otro taladro adyacente al obturado#
E.'LOSIVO: CLASIFICACION DE LOS E.'LOSIVOS En t?rminos generales los explosivos por su forma de reacci4n se clasifican en@ explosivos $u9micos y explosivos nucleares# ;os explosivos $u9micos act>an por procesos de reacci4n $u9mica de detonaci4n producidos por efecto de una onda de c!o$ue# Est%n mayormente vinculados a compuestos nitrados y son los de aplicaci4n com>n en miner9a y construcci4n civil# ;os nucleares est%n vinculados a la desintegraci4n de materiales como uranio &1 y plutonio, proceso $ue desprende inmensas cantidades de energ9a# )u empleo actual es en el campo militar y de investigaci4n# Hun$ue no se clasifican como explosivos, algunos productos especiales act>an como una explosi4n f9sica sin detonaci4n previa, producida por la s>bita expansi4n de gases inertes licuados como el C7 en las minas de carb4n, o donde no se puede emplear explosivos convencionales#
LOS E.'LOSIVOS /U01ICOS ;os explosivos $u9micos se clasifican en dos grandes grupos seg>n la velocidad de su onda de c!o$ue o velocidad de reacci4n@
H# 8%pidos o altos explosivos@ de 1 a mDs# B# Explosivos lentos o deflagrantes@ menos de mDs En los explosivos de alta velocidad, usualmente tambi?n llamados “detonantes" la onda de c!o$ue es supers4nica o de alto r?gimen y autosostenida cleo de la mec!a de seguridad# )u onda de c!o$ue es subs4nica
;os detonantes se dividen en primarios y secundarios, seg>n su aplicaci4n# ;os primarios, por su alta energ9a y sensibilidad, se emplean como iniciadores para detonar a los secundarios# Entre ellos podemos mencionar a los compuestos para detonadores y reforzadores an el arran$ue y rotura de las rocas, son menos sensibles $ue los primarios pero desarrollan mayor trabajo >til, por lo $ue tambi?n se les denomina como “rompedores"# Comprenden dos grupos@ de uso civil til < shelf life= pasa de aos, pero por su bajo volumen de gases no tienen aplicaci4n pr%ctica en voladura de rocas en miner9a#
E.'LOSIVOS INDUSTRIALES RO1'EDORES Aara uso en obras civiles y en miner9a, se dividen en dos categor9as@ H# Hltos explosivos, sensibles al fulminante
;os altos explosivos sensibles comprenden a@ *# 'inamitas# # Explosivos permisibles o de seguridad para miner9a de carb4n# Explosivos !idrogel y emulsi4n sensibilizados# 2# Explosivos especiales# ;os agentes de voladura no sensibles comprenden dos grupos@ a= Hgentes de voladura acuosos < water gels= son@ *# idrogeles o slurries# # Emulsiones# Hgentes mixtos
b= Hgentes de voladura FCF granulares, secos# HF7 y similares#
CO1'OSICIÓN GENERAL DE LOS E.'LOSIVOS DEL 1ERCADO
GRUPO
OXIDANTE
COMBUSTIBLE
SENSIBILIZADOR
Dinamitas
Nitrato de amonio (molido
!arina de madera ("el#losa
Nitro$li"erina Nitro"el#losa
Em#lsione s
Nitrato de amonio (en sol#"i%n
Petr%leo&a"eites& em#lsi'i"antes
Aire& $as ("ontenido en mi"roes'eras
ANO
Nitrato de amonio ()rills
Petr%leo
Aire ("ontenido en los )oros del )rill
ANO )esado
Nitrato de amonio ()rills * en sol#"i%n
Petr%leo& a"eites * otros
Aire (de los )rills del ANO
ACSESORIOS DE +OLADURA,
1EC2A DE SEGURIDAD 3S&et4 &,"e5 ;a ECH 'E )EK8I'H' es un accesorio para voladura $ue posee capas de diferentes materiales $ue cubren el reguero de p4lvora# )us m>ltiples coberturas, incluyendo el recubrimiento final con material pl%stico, aseguran una excelente impermeabilidad y resistencia a la abrasi4n, a>n en las condiciones m%s exigentes, adem%s de minimizar las c!ispas laterales# ;a potencia de la c!ispa de reguero de p4lvora de la ECH 'E )EK8I'H' es considerablemente superior a la m9nima necesaria para iniciar a un ulminante#
TI'OS: ! ! !
ECH 'E )EK8I'H' color blanca# ECH 'E )EK8I'H' color naranja# ECH 'E )EK8I'H' color negra#
CARACTERISTICAS TECNICAS FKC;E7 'E A7;G78H
/
(IEA7 'E C7BK)(I7F s#n#m#
*1 L *M
;7FI(K' 'E CI)AH s#n#m#
1
'IHE(87 EN(E8I78
1#*
AE)7 A78 E(87 ;IFEH;
2
8ECKB8IIEF(7 EN(E8F7
A;H)(IC7
8E)I)(EFCIH H ;H (EF)I7F 'K8HF(E & IFK(7) <5g=
&
FUL1INANTE CO1UN 3Detontor"5 Est% conformado por una c%psula cil9ndrica de aluminio cerrada en un extremo, en cuyo interior lleva una determinada cantidad de explosivo primario muy sensible a la c!ispa de la ec!a de )eguridad y otro secundario de alto poder explosivo# El ulminante, dada la calidad de los materiales utilizados en su fabricaci4n, proporciona m%xima seguridad y eficiencia en el uso# Est% diseado para ser iniciado por la c!ispa de una ec!a de )eguridad y es usado para iniciar a la 'inamita, Cord4n 'etonante AentacordO, Emulnor O y otros explosivos sensibles a este accesorioP en todos los trabajos de voladura en minas y obras civiles, donde por razones de costo y seguridad, el ulminante El?ctrico , el anelO y otros accesorios no pueden ser utilizados# 'e acuerdo a su potencia, fabricamos dos tipos de K;IFHF(E C7KF FQ/ y FQ+#
CARACTERISTICAS TECNICAS
CARACTERISTICAS
N67
N68
'IEF)I7FE) @ ;ongitud ;ongitud
21 mm#
*# pulg#
21 mm#
*# pulg#
'i%metro
/#& mm#
#2 pulg#
/#& mm#
#2 pulg#
A8KEBH 'E E)7A7 AE878HCI7F
'IHE(87
'E
2 ! y *M !umedad relativa
8E)I)(EFCIH H ;H KE'H' A7(EFCIH
8E;H(IGH
G7;KEF
3
(8HKR;
* de
2 ! y *M de !umedad relativa
*/
8E)I)(EFCIH H; IAHC(7
5g D * m, no detona
5g D * m, no detona
)EF)IBI;I'H' H ;H CI)AH 'E ;H ECH 'E )EK8I'H'
)I
)I
CH8H ENA;7)IGH (7(H;
#/
#
1EC2A RA'IDA 3I+niter Cor-5 Es un accesorio de voladura formado por masa pirot?cnica y dos alambres, todo este conjunto se encuentra cubierto por un material pl%stico# Cuando este accesorio se utiliza complementariamente con los Conectores, tiene como objetivos principales, eliminar el c!ispeo individual de las ec!as de )eguridad, evitar la exposici4n del operador a la presencia de los !umos y permitir la evacuaci4n segura ante la posibilidad de una iniciaci4n prematura# Ks%ndolo adecuadamente proporciona el tiempo suficiente al operador para retirarse a un lugar seguro# En las conexiones de las redes de encendido, la ec!a 8%pida se pasa por la ranura del Conector, el cual es presionado adecuadamente con la finalidad de obtener una fijaci4n correctaP adem%s esta misma fijaci4n se puede obtener !aciendo un enrollamiento o torni$uete en la parte posterior de la ranura y sin necesidad de presionar ?sta# Es posible utilizar tambi?n el Sbloc5 de sujeci4nS#
TI'OS ;a combusti4n de la ec!a 8%pida produce el calor suficiente para activar la masa pirot?cnica del Conector $ue a su vez garantiza un encendido eficiente de la ec!a de )eguridad# El tiempo de combusti4n adecuado y constante, permite $ue las voladuras puedan planificarse con una secuencia y obtener resultados eficientes# ;a longitud del Cord4n de Ignici4n a usarse en un disparo debe ser tal $ue permita $ue todas las ec!a de )eguridad est?n encendidas y $uem%ndose dentro de los taladros antes $ue la primera active la carga correspondiente seg>n el plan de voladura trazado# HE)H fabrica ec!a 8%pida con diferentes tiempos de combusti4n# Aara la informaci4n respectiva ver el cuadro de Caracter9sticas (?cnicas#
(IA7)
R-*+
R-*3
R-
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(IEA7 A87E'I7 'E C7BK)(I7F a#n#m#
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13
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'IHE(87 EN(E8F7 A87E'I7
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AE)7 (7(H; A87E'I7
/#1
/#1
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**
C7BE8(K8H
Al%stico
Al%stico
Al%stico
Al%stico
AE)7 A87E'I7 AI87(ECFIC7
'E;
H(E8IH;
FANEL 9 3Non E!e$tri$ Detontor5 El ulminante Fo El?ctrico de 8etardo, HFE;O es un sistema integrado de accesorios para voladura, $ue e$uipara los usos de los sistemas tradicionales,
agregando a ellos otros conceptos modernos, pues es el resultado de innumerables y pacientes pruebas de campo y laboratorio# 8epresenta un nuevo y eficaz sistema de iniciaci4n para usos convencionales en voladuras subterr%neas, subacu%ticas y superficiales, por lo $ue ofrece todos los beneficios de sincronizaci4n sin peligro y permite una mejor maniobrabilidad en las operaciones de cargu9o, eliminando toda posibilidad de conexi4n err4nea#
CORDON DETONANTE 'ENTACORD 3Detontin+ Cor- 5 )on accesorios no el?ctricos para voladura, con propiedades importantes como alta velocidad de detonaci4n, facilidad de manipuleo y gran seguridad# Est%n constituidos por un n>cleo de pentrita
TI'OS: :
AEF(HC78'O &A, cord4n de bajo gramaje para iniciar anel
: :
:
:
:
:
AEF(HC78'O &AE, cord4n de bajo gramaje de alta resistencia a la tracci4n, para l9nea descendente en taladros de pe$ueo di%metro# AEF(HC78'O 1A, destinado como l9nea troncal, o como l9nea descendente en taladros de di%metro pe$ueos o mediano, tanto en miner9a superficial como subterr%nea# AEF(HC78'O 1AE, cord4n reforzado con gran resistencia a la tracci4n, e impermeabilidad, trabajando en condiciones rigurosas tanto en l9nea troncal como descendente en voladuras de miner9a de tajo abierto y subterr%neo# AEF(HC78'O +A y *A, son excelentes cordones compatibles con todo tipo de trabajo de voladura en miner9a, canteras y movimiento de tierra para construcci4n# )on ideales para l9neas troncales y descendentes# AEF(HC87'O +AE y *AE, cord4n reforzado para tener una mayor resistencia a la tensi4n y abrasi4n, diseados para trabajos eficientes en condiciones de extrema rigurosidad# Estos cordones detonantes pueden permanecer cargados durante un tiempo considerable sin deteriorarse !asta realizar la voladura respectiva#
CARACTERISTICAS TECNICAS -P
- PE
.P
. PE
/P
/ PE
01 P
01 PE
41
41
. 4.
. 4.
/ 51
/ 51
01 .1
01 .1
IMPERMEABILIDAD PRES2 !IDROSTATICA 45 !ORAS (6$3"m (l73)#l$
-208 5.
-208 5.
-208 5.
-208 5.
-208 5.
-208 5.
-208 5.
-208 5.
RESIST2 A LA TRACCION (6$ (l7
91 0..
:1 0::
91 0..
:1 0::
91 0..
:1 0::
91 0..
:1 0::
TRANSMIS2 POR CARTAS
4
4
.
.
/
/
01
01
+ELOCIDAD DETONACION (m3s ()ie3s
8&/11 44&-1 1
8&/11 44&-11
9&111 4-&11 1
9&111 4-&111
9&111 4-&11 1
9&111 4-&111
9&111 4-&111
9&111 4-&111
PESO DEL NUCLEO EXPL2 ($3m ($r3)ie
RETARDO CON FANEL9 'ARA CORDON DETONANTE 31S CONECTOR5: •
Est% compuesta por una manguera HFE;O de 21 cm<*+ pulg#= de longitud en cuyos extremos se encuentran insertos fulminantes con id?ntico tiempo de retardo, cada una de las cuales est% alojado dentro de un cuerpo pl%stico#
•
•
Este sistema est% especialmente diseado para amarrar en ambos extremos el cord4n detonante en el punto en el cual se desea retardar la detonaci4n# E; 8E(H8'7 AH8H C78'7F 'E(7FHF(E tipo HFE;O es bidireccional, provee el tiempo adecuado de retardo en milisegundos y puede indistintamente usarse en disparos con taladros retardados individualmente o en una fila de taladros# (ambi?n puede usarse combinando ambos m?todos de conexi4n# El diseo del cuerpo pl%stico $ue aloja la c%psula del elemento de retardo permite amarrarlo f%cilmente al Cord4n 'etonante &A#
ESCALA DE TIE1'O E)(HF'H8
AH8H C7F(87; 'E GIB8HCI7FE) TT
C7;78
3
3
Gerde ;aurel
*
*
Hmarillo
1
1
8ojo
&1
&1T
Fegro
1
2T
Hzul D Celeste
1
/1T
Blanco
*
*3
;ila
*1
*1 y *1T
Faranja
arr4n
&
&
Gerde Filo
T )e recomienda no usarlos en una misma voladura# TT )e fabrica solamente a pedido del cliente
VOLADURA DE ROCAS 'e acuerdo a los criterios de la mec%nica de rotura, la voladura es un proceso tridimensional, en el cual las presiones generadas por explosivos confinados dentro de taladros perforados en la roca, originan una zona de alta concentraci4n de energ9a $ue produce dos efectos din%micos@ fragmentaci4n y desplazamiento# El primero se refiere al tamao de los fragmentos producidos, a su distribuci4n y porcentajes por tamaos, mientras $ue el segundo se refiere al movimiento de la masa de roca triturada# Kna adecuada fragmentaci4n es importante para facilitar la remoci4n y transporte del material volado y est% en relaci4n directa con el uso al $ue se destinar% este material, lo $ue calificar% a la “mejor" fragmentaci4n# Hs9, en la explotaci4n de minerales se busca preferentemente fragmentaci4n menuda, $ue facilita los procesos posteriores de conminuci4n en las plantas metal>rgicas, mientras $ue en la de rocas algunas veces se re$uiere $ue sea en grandes blo$ues, como los $ue se emplean para la construcci4n de atagu9as o rompeolas# El desplazamiento y la forma de acumulaci4n del material volado se proyecta de la manera m%s conveniente para el paleo o acarreo, de acuerdo al tipo y dimensiones de las palas y ve!9culos disponibles# (eniendo en cuenta los diversos criterios $ue involucra un trabajo de voladura, como el prop4sito o uso final del lugar a excavar o el del material a obtener el volumen a ser excavado, el grado de fragmentaci4n promedio re$uerido, si la roca excavada se $uedar% in situ o ser% transportada a otro lugar, el tipo y la dimensi4n del e$uipo de remoci4n y acarreo disponible, la proximidad a instalaciones importantes $ue puedan ser afectadas por vibraciones o proyecciones, adem%sde otros, es pues necesaria una planificaci4n cuidadosa de la voladura considerando todos los detalles $ue puedan influir en sus resultados#
Existe una serie de factores o variables $ue intervienen directa o indirectamente en la voladura, $ue son mutuamente dependientes o $ue est%n relacionados uno u otroP unos son controlables y otros no# Existe una serie de factores o variables $ue intervienen directa o indirectamente en la voladura, $ue son mutuamente dependientes o $ue est%n relacionados uno u otroP unos son controlables y otros no# )on controlables, por ejemplo, las variables de diseo, de perforaci4n o del explosivo a emplear, mientras $ue no podemos modificar la geolog9a o las caracter9sticas de la roca# Aara facilidad de interpretaci4n se resume a estos factores afines en grupos, $ue suelen denominarse variables, factores, par%metros o condiciones fundamentales $ue comprenden@
'AR1ETROS DE LA ROCA )on determinantes, debiendo los explosivos y sus m?todos de aplicaci4n adecuarse a las condiciones de la roca# Entre ellostenemos@
A( 'RO'IEDADES F0SICAS :
D,re;: Indica aproximadamente la dificultad de perforarla#
:
b( Ten$i--: Indica la facilidad o dificultad de romperse bajo el efecto de fuerzas de compresi4n, tensi4n e impacto, variando entre los rangos de friable
<
$( Den"i--: Indica aproximadamente entre la dificultad para volarla y var9a
:
entre *, a 2,1 gDcm& en promedio# 8ocas densas re$uieren tambi?n explosivos densos y r%pidos para romperse#
<
-( Te=t,r: (rama o forma de amarre de los cristales o granos y su grado de cementaci4n o co!esi4n, tambi?n relacionada con su facilidad de rotura#
<
e( 'oro"i--: Aroporci4n de poros u o$uedades y su capacidad de captar agua#
<
&( Vribi!i--: ;as rocas no son !omog?neas en su composici4n y textura# (ienen un alto 9ndice de anisotrop9a o !eterogeneidad#
<
+( Gr-o -e !ter$i>n: 'eterioro producido por efecto del intemperismo y aguas fre%ticas, adem%s de fen4menos geol4gicos $ue las modifican o transforman#
B( 'RO'IEDADES ELSTICAS O DE RESISTENCIA DIN1ICA DE LAS ROCAS :
Fre$,en$i "%"*i$ o ve!o$i-- -e #ro#+$i>n -e !" on-" "%"*i$" 4 -e "oni-o: Gelocidad con la $ue estas ondas atraviesan las rocas#
:
Re"i"ten$i *e$)ni$: 8esistencia a las fuerzas de compresi4n y tensi4n#
:
Fri$$i>n intern: abilidad de las superficies internas para deslizarse bajo esfuerzos
:
1>-,!o -e Yo,n+: 8esistencia el%stica a la deformaci4n#
<
R-io -e 'oi""on: 8adio de contracci4n transversal o extensi4n longitudinal del material bajo tensi4n #
<
I*#e-n$i: 8elaci4n de la velocidad s9smica y densidad de la roca versus la
:
velocidad de detonaci4n y la densidad del explosivo# Ksualmente las rocas con alta frecuencia s9smica re$uieren explosivos de alta velocidad de detonaci4n#
VOLADURA EN SU'ERFICIE ;a voladura de rocas en superficie comprende trabajos de explotaci4n minera en bancos de canteras y tajos abiertos,obras de ingenier9a civil y vial como excavaciones, canales, zanjas, cortes a media ladera y trabajos especiales como rotura secundaria de pedrones, demoliciones y voladuras controladas (Smooth blasting) pero fundamentalmente se concreta en bancos#
Vo!-,r en bn$o"( Hspectos generales 'efinici4n@ ;os bancos son excavaciones similares a escalones en elterreno# )u caracter9stica principal es la de tener, como m9nimo, dos caras libres, la superior y la frontal#
TAJEOS 1INEROS uc!os trabajos de miner9a subterr%nea se basan en los par%metros de bancos cuando tienen m%s de dos caras libres, an despu?s del disparo para determinar los costos globales de la voladura y acarreo#
ELE1ENTOS 'ARA EL DISE?O DE VOLADURAS EN BANCOS: (ambi?n denominados par%metros de la voladura, son datos empleados en el c%lculo y diseo de disparos# Knos son invariables, como los correspondientes a las caracter9sticas f9sicas de la roca@ densidad, dureza, grado de fisuramiento, coeficientes de resistencia a deformaci4n y rotura, etc#P y otros son variables, es decir
$ue podemos modificarlos a voluntad, de acuerdo a las necesidades reales del trabajo y condiciones del terreno# Estos par%metros controlables se pueden agrupar en@ a# eom?tricos@ altura, anc!o y largo del banco, talud, cara libre# b# 'e perforaci4n@ di%metro y longitud del taladro, malla# c# 'e carga@ densidad, columna explosiva, longitud de taco, caracter9sticas f9sico-$u9micas del explosivo# d# 'e tiempo@ tiempos de retardo entre taladros, secuencia de salidas de los disparos#
( Di*en"i>n -e ! vo!-,r Comprende al %rea superficial delimitada por el largo del frente y el anc!o o profundidad de avance proyectados
3L = A = 25 @ vo!,*en tot! 'onde@ ; @ largo, en m# H @ anc!o, en m# @ altura, en m# )i desean expresarse en toneladas de material in situ se multiplica por la densidad promedio de la roca o material $ue pretende volarse#
3L = A = 2 = U = 5 @ *" tot! 'onde@ U @ densidad de la roca, en 5gDm
b( 'r)*etro" -i*en"ion!e" ( Di)*etro -e t!-ro 35 ;a selecci4n del di%metro de taladro es cr9tica considerando $ue afecta a las especificaciones de los e$uipos de perforaci4n, carga y acarreo, tambi?n al burden, espaciamiento distribuci4n de la carga explosiva, granulometr9a de la fragmentaci4n, tiempo a emplear en la perforaci4n y en general a la eficiencia y econom9a de toda la operaci4n# Aara determinar el di%metro 4ptimo en la pr%ctica, se consideran tres aspectos@ a# ;a disponibilidad y aplicabilidad del e$uipo de perforaci4n en el trabajo proyectado# b# ;a altura de banco proyectada y la amplitud o envergadura de las voladuras a realizar# c# ;a distancia l9mite de avance proyectado para el banco# Con di%metro pe$ueo los costos de perforaci4n y de preparaci4n del disparo normalmente son altos y se emplea muc!o tiempo y personal, pero se obtiene mejor distribuci4n y consumo espec9fico del explosivo, permitiendo tambi?nefectuar voladuras selectivas#
El incremento de di%metro aumenta y mantiene estable la velocidad de detonaci4n de la carga explosiva, incrementa el rendimiento de la perforaci4n y el de los e$uipos de acarreo, disminuyendo el costo global de la voladura# Hdem%s facilita el empleo de camiones cargadores de explosivos# Aor otro lado, si la roca a volar presenta sistemas de fracturas muy espaciadas o $ue conforman blo$ues naturales, la fragmentaci4n a obtener puede ser demasiado gruesa o irregular# En bancos de canteras y en obras civiles de superficie los di%metros !abituales var9an entre 1 y *1 mm <" a 1"= mientras $ue en la miner9a por tajos abiertos var9an entre *1 a &* mm " a *"= y llegan !asta 21* mm <*1"=# El m%ximo di%metro a adoptar depende de la profundidad del taladro y, rec9procamente, la m9nima profundidad a la $ue puede ser perforado un taladro depende del di%metro, lo $ue usualmente se expresa con la igualdad@
L @ 3 = 5 'onde@ ; @ la m9nima longitud del taladro, en pies# V @ es el di%metro del taladro, en pulgadas#
Eje*#!o: )i V W &, tendremos $ue ; W x & W / pies# Ksualmente el di%metro se expresa por el s9mbolo V# En forma pr%ctica se puede determinar considerando $ue el di%metro adecuado expresado en pulgadas ser% igual a la altura de banco en metros, dividida entre cuatro@
@ 325 Eje*#!o: Aara un banco de 1 m de altura@ 1D2 W *,1 W & mm, o tambi?n igual a * X "#
( Lon+it,- o #ro&,n-i-- -e t!-ro 3L5 ;a longitud de taladro tiene marcada influencia en el diseo total de la voladura y es factor determinante en el di%metro, barden y espaciado# Es la suma de altura de banco m%s la sobreperforaci4n necesaria por debajo del nivel o razante del piso para garantizar su buena rotura y evitar $ue $ueden lomos o resaltos (toes), $ue afectan al trabajo del e$uipo de limpieza y deben ser eliminados por rotura secundaria# Esta sobreperforaci4n debe ser por lo menos de ,& veces el valor del burden, por tanto@
L @ 3H = B5 'onde@ ; @ longitud de taladro B @ burden#
Esta relaci4n es procedente para taladros verticales $ue son los m%s aplicados en las voladuras de tajo abierto con taladros de gran di%metro, pero en muc!as canteras de pe$uea envergadura se perforan taladros inclinados, en los cuales la longitud de taladro aumenta con la inclinaci4n pero, por lo contrario, la sobreperforaci4n <)A= disminuye, estim%ndose por la siguiente relaci4n@
L @ 32 Co" 3Y55 K 33Y 5 = S'5 'onde@ ; @ longitud del taladro# @ altura de banco# Z @ %ngulo con respecto a la vertical, en grados# )A @ sobreperforaci4n# ;a perforaci4n inclinada, paralela a la cara libre del banco, al mantener uniforme el burden a todo lo largo del taladro proporciona mayor fragmentaci4n, esponjamiento y desplazamiento de la pila de escombros, menor craterizaci4n en la boca o collar del taladro, menor consumo espec9fico de explosivos y dejan taludes de cara libre m%s estables# Aor lo contrario, aumenta la longitud de perforaci4n, ocasiona mayor desgaste de brocas, varillaje y estabilizadores, dificulta la carga de explosivos y tiende a desviaci4n de los taladros, especialmente con los mayores a m#
H( L "obre#er&or$i>n 3S'5 (al como se indic4 anteriormente es importante en los taladros verticales para mantener la razante del piso# )i resulta corta normalmente reproducir%n lomos, pero si es excesiva se producir9a sobre excavaci4n con incremento de vibraciones y de los costos de perforaci4n# En la pr%ctica, teniendo en cuenta la resistencia de la roca y el di%metro de taladro, se estima los siguientes rangos@
Ti#o -e Ro$ Ti#o -e ro$
"obre#er&or$ion
Blanda a media 'ura a muy dura
'e * a ** V * V
(ambi?n es usual la relaci4n@ )A W ,& x B, en donde B es el burden#
( Lon+it,- -e t$o 3T5 Formalmente el taladro no se llena en su parte superior o collar, la $ue se rellena con material inerte $ue tiene la funci4n de retener a los gases generados durante la detonaci4n, s4lo durante fracciones de segundo, suficientes para evitar $ue estos gases fuguen como un soplo por la boca del taladro y m%s bien trabajen en la fragmentaci4n y desplazamiento de la roca en toda la longitud de la columna de carga explosiva#
T @ 3L K 3S'H55 7 igual a la longitud del burden@
T@B )i no !ay taco los gases se escapar%n a la atm4sfera arrastrando un alto porcentaje de energ9a, $ue deber9a actuar contra la roca# )i el taco es insuficiente, adem%s de la fuga parcial de gases se producir% proyecci4n de fragmentos, craterizaci4n y fuerte ruido por onda a?rea# )i el taco es excesivo, la energ9a se concentrar% en fragmentos al fondo del taladro, dejando gran cantidad de blo$ues o bolones en la parte superior, especialmente si el fisuramiento natural de la roca es muy espaciado, resultando una fragmentaci4n irregular y poco esponjada y adicionalmente se generar% fuerte vibraci4n# Formalmente como relleno se emplean los detritos de la perforaci4n $ue rodean al taladro, arcillas o piedra c!ancada fina y angulosa# En ocasiones en taladros inundados se deja el agua como taco cuando la columna de carga es baja
T @ 3HH HM5 = [ para roca dura a muy dura de@
T @ 3H H5 = en canteras En bancos con mayor di%metro variar% entre@ 2 V para roca blanda a 1 V para roca muy dura# En material suelto o incompetente, como es una sobrecapa de suelo y detritus $ue recubra a la roca en un trabajo de desbroce de mina, o de una obra vial, esta relaci4n ser% muc!o mayor, generalmente del radio @* sobre la roca
T @ 3 = B5 3SC5 'onde@ )C @ espesor de sobrecapa#
M( A!t,r -e bn$o 325 'istancia vertical desde la superficie !orizontal superior
levante en cargadores frontales y palas rotatorias o por desgarre !acia abajo en retroexcavadoras=# Formalmente los cargadores frontales a ruedas se emplean en bancos de 1 a * m de altura, con taladros de /1 a * mm < \" a 1"= de di%metro, mientras $ue las excavadoras y grandes palas a oruga, en bancos de * a *1 m y m%s, con taladros de * mm <2" a *"= o de di%metro, pudi?ndose estimar la altura de banco con la siguiente f4rmula@
2 @ 3M = 3C K 755 'onde@ C @ es la capacidad del cuc!ar4n de la excavadora en m )eg>n el di%metro de taladro en voladuras de tajo abierto en relaci4n con la resistencia de la roca, se estima $ue para roca suave alcanzar9a a unos 1 di%metros y para roca muy dura a unos &1 di%metros# Aara calcular la altura m%s adecuada o econ4mica en forma pr%ctica, se estimar% cuatro veces en metros el di%metro del taladro dado en pulgadas@
32 = 5M En donde en m y V en mm# Hs9, para un di%metro de * mm <2"= resulta una altura m9nima de /,/ m, lo $ue indica $ue la altura pr%ctica debe ser mayor a esa cifra# Aor otro lado el di%metro m%ximo de taladro sugerido
*= @ 3M = 25 'onde V @ di%metro m%ximo de taladro, en mm @ altura de banco, en m# Hs9, con un banco de + m el di%metro m%ximo deber9a ser de + x *1 W * mm#
7( B,r-en 3B5 (ambi?n denominada piedra, bordo o l9nea de menor resistencia a la cara libre# Es la distancia desde el pie o eje del taladro a la cara libre perpendicular m%s cercana# (ambi?n la distancia entre filas de taladros en una voladura# )e considera el par%metro m%s determinante de la voladura#
'epende b%sicamente del di%metro de perforaci4n, de las propiedades de la roca, altura de banco y las especificaciones del explosivo a emplear# )e determina en raz4n del grado de fragmentaci4n y al desplazamiento del material volado $ue se $uiere conseguir# )i el burden es excesivo, la explosi4n del taladro encontrar% muc!a resistencia para romper adecuadamente al cuerpo de la roca, los gases generados tender%n a soplarse y a craterizar la boca del taladro# Aor el contrario, si es reducido, !abr% exceso de energ9a, la misma $ue se traducir% en fuerte proyecci4n de fragmentos de roca y vibraciones# En la pr%ctica, el burden se considera igual al di%metro del taladro en pulgadas, pero expresado en metros# Hs9, para un di%metro de &" el burden aproximado ser% de & m, conoci?ndose como burden pr%ctico a la relaci4n emp9rica@
3en #,!+-"5 @ B 3en *5 (ambi?n se aplican las siguientes relaciones pr%cticas seg>n ;anguefors@
B @ 37 = 5 3en **5 (omando en cuenta la resistencia a compresi4n de las rocas en taladros de mediano di%metro, el burden variar% entre &1 y 2 veces el di%metro para roca blanda y entre && a &1 veces el di%metro para roca dura a muy dura# (omando en cuenta el tipo de explosivo en taladros de mediano a gran di%metro, la relaci4n ser%@
Con -in*it: En roca blanda @ B W <2 x V= En roca muy dura @ B W <&+ x V=
Con e*,!"ione": En roca blanda @ B W <&+ x V= En roca muy dura @ B W <& x V=
Con Examon o ANFO: En roca blanda @ B W <+ x V= En roca muy dura @ B W <* x V= Hs9 por ejemplo, para roca dura a volar con HF7 en taladros de &" de di%metro tenemos@ B W 2 x & W * x ,12 W &,1
B @ 3 = 5 7tra definici4n dice $ue el burden, en metros, normalmente es igual al di%metro de la carga explosiva en mil9metros multiplicado por un rango de a 2, seg>n la roca# Hs9 por ejemplo@ el burden para una carga de */1 mm de di%metro ser%@ */1 x W &,& m y */1 x 2 W /,/ m
Aor otro lado, se consideran dimensiones t9picas en miner9a y canteras a las siguientes relaciones@
B @ 3H = 5 Aara roca con densidad promedio menor de &,& gDcm&,
B @ 37 = 5 Aara roca con densidad promedio mayor de &,& gDcm&,
E"#$i*iento 3E5 Es la distancia entre taladros de una misma fila $ue se disparan con un mismo retardo o con retardos diferentes y mayores en la misma fila# )e calcula en relaci4n con la longitud del burden, a la secuencia de encendido y el tiempo de retardo entre taladros# Hl igual $ue con el burden, espaciamientos muy pe$ueos producen exceso de trituraci4n y craterizaci4n en la boca del taladro, lomos al pie de la cara libre y blo$ues de gran tamao en el tramo del burden# Aor otro lado, espaciamientos excesivos producen fracturaci4n inadecuada, lomos al pie del banco y una nueva cara libre frontal muy irregular# En la pr%ctica, normalmente es igual al burden para malla de perforaci4n cuadrada E W B y de E W *,& a *,1 B para malla rectangular o alterna# Aara las cargas de precorte o voladura amortiguada (Smooth blasting) el espaciamiento en la >ltima fila de la voladura generalmente es menor@ E W ,1 a ,+ B cuando se pretende disminuir el efecto de impacto !acia atr%s# )i el criterio a emplear para determinarlo es la secuencia de salidas, para una voladura instant%nea de una sola fila, el espaciado es normalmente de E W *,+ B, ejemplo para un burden de *,1 m <1]= el espaciado ser% de ,3 m <3]=# Aara voladuras de filas m>ltiples simult%neas
E @ 3B = L5 'onde@ B @ burden, en pies# ; @ longitud de taladros, en pies# En voladura con detonadores de retardo el espaciado
promedio es aproximadamente de@
E @ 3 = B5
BANCO DE VOLADURA K NO1ENCLATURA
CLCULO Y DISTRIBUCIÓN DE LA CARGA E.'LOSIVA ( Co!,*n e=#!o"iv Es la parte activa del taladro de voladura, tambi?n denominada “longitud de carga" donde se produce la reacci4n explosiva y la presi4n inicial de los gases contra las paredes del taladro#
Es importante la distribuci4n de explosivo a lo largo del taladro, seg>n las circunstancias o condiciones de la roca# Ksualmente comprende de *D a D& de la longitud total y puede ser continua o segmentada# Hs9 pueden emplearse cargas s4lo al fondo, cargas !asta media columna, cargas a columna completa o cargas segmentadas n los re$uerimientos incluso de cada taladro de una voladura# ;a columna continua normalmente empleada para rocas fr%giles o poco competentes suele ser del mismo tipo de explosivo, mientras $ue para rocas duras, tenaces y competentes se divide en dos partes@ ;a carga de fondo
( Cr+ -e &on-o 3CF5 Es la carga explosiva de mayor densidad y potencia re$uerida al fondo del taladro para romper la parte m%s confinada y garantizar la rotura al piso, para, junto con la sobreperforaci4n, mantener la razante, evitando la formaci4n de resaltos o lomos y tambi?n limitar la fragmentaci4n gruesa con presencia de bolones# )u longitud es normalmente e$uivalente a la del burden m%s la sobreperforaci4n@ B ^ ,& BP luego@
CF @ 3H = B5 Fo debe ser menor de ,/ B para $ue su tope superior est? al menos al nivel del piso del banco# )e expresa en 5gDm o lbDpie de explosivo# ;os productos usualmente empleados son@ HF7 aluminizado, !idrogeles Slurrex , emulsiones sensibilizadas, Examon-V o HF7s Aesados como Slurrex- AP de &D a /D2, en raz4n a $ue la energ9a por unidad de longitud en el fondo del taladro debe ser al menos dos veces mayor $ue la re$uerida para romper la roca en la parte superior# )i se toma en consideraci4n la resistencia de la roca y el di%metro de la carga, la longitud de la carga de fondo variar%entre & V para roca f%cil a 21 V para muy dura# El cebo iniciador o booster debe colocarse en esta parte de la carga, preferentemente al nivel del piso del banco, para su mayor efectividad#
b( Cr+ -e $o!,*n 3CC5 )e ubica sobre la carga de fondo y puede ser de menos densidad, potencia o concentraci4n ya $ue el confinamiento de la roca en este sector del taladro es menor, emple%ndose normalmente HF7 convencional, Examon-P o HF7 Aesado en relaciones de *D3 a D+ ;a altura de la carga de columna se calcula por la diferencia entre la longitud del taladro y la suma la carga de fondo m%s el taco#
CC @ L K 3CF T5 Ksualmente CC W ,& x B# Hos atr%s, en los grandes tajos se empleaban cartuc!os o mangas de !idrogel
Hctualmente, con la posibilidad de poder preparar mezclas de emulsi4n-HF7 de diferentes proporciones en los camiones mezcladores-cargadores n carga con HF7 Aesado en relaciones de *D3 a /D2, con una longitud de <*D*1= V al fondo y completar la carga de columna con HF7 normal#
$( Cr+" "e+*ent-" o e"#$i-" Formalmente se emplean cargas continuas en taladros de pe$uea o mediana longitud, pero en taladros largos o en a$uellos $ue se re$uiera disminuir la energ9a pero manteni?ndola distribuida en toda su longitud, se emplean cargas espaciadas con tacos inertes intermedios y con un iniciador en cada una para garantizar su salida# Estas cargas pueden ser del mismo tipo de explosivo o emplearse uno de mayor densidad o potencia en la primera carga al fondo# ;as salidas pueden ser simult%neas o con diferentes tiempos de salida para cada una, mediante retardos en orden ascendente o descendente, seg>n el diseo de la voladura o los efectos $ue se $uieran obtener#
-( Cr+ e"#e$%&i$ 3CE5 ;lamado tambi?n consumo espec9fico o factor de carga (Powder factor). Es la cantidad de explosivo necesaria para fragmentar * m& o yd& de roca# )e expresa en 5gDm o lbDyd#
CE @ 3Tot! -e e=#!o"ivo ,ti!i;-o en +5 3Tot! -e *H roto" $,bi$-o"5 ;a carga espec9fica es una excelente unidad referencial para el c%lculo de la carga total de un disparo, pero no es el mejor par%metro de por s9, ya $ue la distribuci4n de este explosivo en la masa de la roca mediante los taladros tiene gran influencia en los efectos de fragmentaci4n y desplazamiento, es decir, en el resultado de la voladura# Hs9, a igualdad de carga espec9fica, una voladura efectuada con taladros de pe$ueo di%metro muy pr4ximos entre s9 resultar% con mejor fragmentaci4n $ue si se utilizan taladros de gran di%metro pero m%s espaciados# Ksualmente se determina con base en la cantidad de explosivo utilizado por m& de roca volada en varios disparos, incluso diferenciando varios tipos de roca, considerando valores promedio para el c%lculo de los disparos subsiguientes#
e( E"ti*$i>n -e $r+" Golumen a romper por taladro W alla por altura de taladro#
V @ 3B = E = 25 @ *H #or t!-ro (onelaje@ volumen por densidad de la roca o mineral#
&( Vo!,*en -e e=#!o"ivo 'i%metro de taladro por longitud de la columna explosiva
Ve @ 3 = Ce5, en m& +( F$tor -e $r+ 3FC5 Es la relaci4n entre el peso de explosivo utilizado y el volumen de material roto#
FC @ 3PeV5 Q( Tone!je roto El tonelaje roto es igual al volumen del material roto multiplicado por la densidad de dic!o material#
Tone!je @ 3V = Ur5 i( Cr+ e"#e$%&i$ #r $- t!-ro en vo!-,r" -e Qi!er" - Arimera fila
Ce @ 32 K S'5 = E = 3B T5 = FC, en 5g# - Aara la segunda fila y subsiguientes@
Ce @ 32 K S'5 = E = B = FC, en 5g# 'onde@ Ce @ carga explosiva, en 5g# @ profundidad de taladro# E @ espaciamiento entre taladros# B @ burden# ( @ piso $uedado# C @ factor de carga
j( 'er&or$i>n e"#e$%&i$ Es el n>mero de metros o pies $ue se tiene $ue perforar por cada m& de roca volada#
3L25 3B = E5 'onde@ ; @ profundidad del taladro
( F$tor -e #er&or$i>n 3F'5 F' @ 32B5 = E = 2 en mDm& ;uego@
'er&or$i>n tot! F' = vo!,*en tot! !( C)!$,!o +ener! #r $r+ -e t!-ro 3H = = Ue5, en lbDpie 'onde@
,&2 @ factor# V @ di%metro del taladro, en pulg# Ue @ densidad del explosivo a usar, en gDcm&
Eje*#!o: V W 3"P Ue W *,&1# ;uego@ ,&2 x <3= x *,&1 W &,*+ lbDpie En unidades del )istema Internacional@ 11,&& 5gDm aproximadamente
*( Den"i-- -e $r+ 3D$5 D$ @ M = Ue = = 3L K T5 'onde@ 'c @ densidad de carga, en 5gDtal# ,1 @ factor# V @ di%metro del taladro, en pulg# Ue @ densidad del explosivo a usar# ; @ longitud de perforaci4n# ( @ taco#
Eje*#!o: V W /,1"# Ue W ,+
'RACTICA DE CA1'O: TECNICO DE EXPLOSI+OS,
E.'LOSIVOS UTILISADOS: -HF7 M= -dinamita<2M= )EENH /1 @ 'inamita desarrollada para minimizar los costos de c!ancado as9 como los asociados a la realizaci4n de voladuras secundarias en terrenos de roca semidura a dura al proporcionar una buena fragmentaci4n del macizo rocoso# Es ideal para el cargu9o de taladros en terrenos fracturados $ue presenten dificultad gracias a su excelente simpat9a y sensibilidad $ue contribuyen a reducir los tiempos de manipulaci4n y cargu9o del explosivo#
ACCESORIOS DE VOLADURA: Cor-on -etonte : H' El cordon detonante contiene & gramos de pentrita por cada pie, es iniciado por un fulminante, )e utiliza para iniciar la dinamita, el detonante contiene & gramos de pentrita por cada pie#
retr--or: El retardador tiene 2 milisegundos de tiempo, se utilizara * para uso del cuadrador, por ser la malla muy pe$uea#
*e$Q -e "e+,ri--: accesorio para voladura, $ue sirve para iniciar el fulminante y a la vez el fulminante iniciara a la mec!a r%pida, en la pr%ctica se utiliz4 #1m de longitud, se utiliz4 por seguridad mec!as de seguridad#
&,!*innte No 8: El fulminante es utilizado para iniciaci4n del cord4n detonante, solo es utilizado al inicio de la malla#
1!! -e #er&or$i>n: -El diseo de la malla es de tipo “G"#
-profundidad de los taladros@ + pies -Espaciamiento@ *metro -dimensiones@ 1x2 -diametro de taladro@ * pulgada -Arofundidad +pies -Burden @*m
-Espacioamiento@ *m -Cuadradores@ #1m -actor de carga @ #1-#&
Cr+-o -e brreno": ;os barrenos son cargados con dinamita y anfo preparado, luego se rellena con tierra !>meda con arcilla y $ue es atacado con un atacador de madera#
A*rre": ;uego de !aber cargado los taladros se procede a amarrar el cord4n detonante, el cord4n $ue sale del taladro cargado es de 1cm y se amarrara al troncal principal#
Re",!t-o -e! ! vo!-,r:
;uego !aber volado el frente se observ4 $ue la voladura sali4 bien, la roca fija $uedo estable sin tener daos, y la roca volara tuvo un buen tamao de fractura miento#
CALCULO DE VOLADURA: Calculo de la carga explosiva@ actor de carga@ #1-#& aterial roto