Cebado y Carga de Taladros

7/22/2019 Cebado y Carga de Taladros

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CEBADO Y CARGA DE TALADROS

MSC. CARLOS HUISA CCORI



CEBADO O PRIMADO DE EXPLOSIVOS

CEBOS

Se denominan cebos o primas a los conjuntos formados por un cartucho de

dinamita, de emulsión o de hidrogel sensible al fulminante, al que se le ha

insertado un fulminante, un detonador eléctrico, o un extremo de cordón

detonante y que se utilizan para activar e iniciar la detonación de la carga

explosiva principal en un taladro de voladura.

Los cebos normales son de la misma dinamita empleada en el resto de la

columna explosiva y se utiliza un cebo para cada taladro a disparar, igual

cuando la carga principal sea de un agente de voladura como Examon o

ANFO.

Para aprovechar al máximo el efecto de impacto puntual que proporciona

el detonador, éste debe colocarse dentro de la masa del cartucho, con su

carga iniciadora orientada hacia la mayor longitud de la columna explosiva,es decir, mirando hacia la boca del taladro.

Los cebos son activados con un detonador o con cordón detonante

convencional cuando se requiere arranque instantáneo del disparo y con

detonador de retardo o con



detonador de superficie en la línea de cordón detonante cuando son

para arranque temporizado.

El detonador puede ser introducido en un explosivo blando o plástico

empujándolo suavemente. Para el caso de explosivos más consistentes

debe emplearse un punzón de madera, plástico o bronce, para hacer un

hueco en el cartucho donde se introducirá el detonador. El cebopreparado debe ser manejado con precaución. No debe ser taconeado o

atacado al ser cargado en el taladro.

Son bien conocidas las recomendaciones de cortar la mecha en forma

recta, no inclinada, con navaja bien afilada, e introducirla en el

fulminante hasta hacer un buen contacto con su carga sensible, sin dejar

espacio vacío y luego ajustar la cápsula con el alicate fijador para

conseguir un empalme hermético. (Uso de incapsulador)



METODOS USUALES PARA LA PREPARACION DE CEBOS

a) Central b) Trenzado c) Lateral

b) y c) son métodos no adecuados para el cebado de hidrogeles o emulsiones

sensibles

Dinamitas, hidrogeles y emulsiones sensibles



2. Con detonadores eléctricos en general

3. Con cordón detonante



Cebos reforzadores o boostersB. Para diámetros mayores de taladro:

1. Con cordón detonante 2. Con detonador eléctrico o de tipo no eléctrico



Cebo o primer mínim o

Todo explosivo sensible y agente de voladura requiere de un mínimo primer para iniciarse con su mayor régimen de velocidad y presión de

detonación, que garanticen una detonación autosostenida. Con una

energía menor que la requerida el explosivo saldrá a bajo régimen, o no

podrá iniciarse.

Al cebar los agentes de voladura, el primer debe tener un diámetro

cercano al diámetro del taladro y por razones geométricas su longitud

deberá ser igual o mayor que su diámetro, por lo menos dos diámetros,

para asegurar que en el primer se pueda formar una onda plana de

presión estable.

Las propiedades más importantes de un primer o cebo son:

- La presión de detonación.

- El diámetro y longitud (masa).

- La densidad y velocidad.



Nota:Los términos primer, cebo y booster (iniciador-reforzador) son

frecuentemente confundidos.

Normalmente se debe entender al primer como toda unidad de

alto explosivo sensible que contiene un detonador (o cordón

detonante) usado para iniciar a otros explosivos o agentes de

voladura, mientras que un booster es por lo general una carga

densa y sensible que se emplea para mantener o intensificar lareacción explosiva iniciada por el primer.

Así por ejemplo, a un taladro de banco cargado con ANFO en

columna y Slurrex al fondo con iniciador APD se le debe

denominar primer y booster a la combinación APD/ Slurrex(APD = alta presión de detonación).

En el ambiente minero aún suele emplearse incorrectamente el

término booster para designar al cebo de TNT-pentolita colado

(cast-primer).



COMENTARIOS Y RECOMENDACIONES SOBRE CEBOS

A. Taladros de pequeño diámetroEn principio el cebo debe tener la suficiente energía como para garantizar

el completo inicio de la carga a su mayor régimen y poder mantenerlo asíen todo el taladro. De conocimiento general es que a mayor potencia del

cebo se obtiene mayor rendimiento de la voladura; por ello, si

eventualmente dispusiéramos de la alternativa para utilizar como cebo

dinamita pulverulenta o gelatina, la recomendación es inclinarse por la

gelatina, aunque su precio unitario sea másalto, ya que el rendimiento general será mayor.

La velocidad y la presión de detonación del cebo son determinantes para

la rapidez con que se logre el régimen constante de “presión de taladro o

de trabajo”. La energía de impacto inicial del cebo tiene marcada

influencia en el tiempo en que será lograda la detonación a régimenconstante del explosivo receptor en la columna de carga del taladro; es

decir el tiempo en que este explosivo conseguirá su velocidad estable de

detonación y los rangos de régimen termodinámico e hidrodinámico

cercanos al 100% de sus valores teóricos máximos, que es lo que el

usuario desea obtener para el mejor logro de sus objetivos de trabajo



B. Taladros de gran tamaño

Para iniciar un taladro cargado con explosivo sensible se emplea el

cebo, normalmente suficiente para trabajar en taladros de pequeño

diámetro, pero no así para los mayores de 3” de diámetro que

requieren de un reforzador, especialmente si se trata de iniciar ANFO,

slurries o emulsiones no sensibles.

Así, en sus inicios el ANFO cargado en taladros de gran diámetro en

minas de tajo abierto era cebado con uno o más atados de cartuchos

delgados de dinamita, calculando su peso en aproximadamente un 5%

de la carga total, pero como este método resultaba insuficiente fue

sustituido por el empleo de cebos especiales de alta presión de

detonación, constituidos por altos explosivos colados o moldeados,

tales como las combinaciones de TNT, PETN o RDX denominados



“reforzadores, boosters o cast primers”. Incluso después de introducidos

estos primers, se buscaron otros medios para mejorar la iniciación, como

son: el cebado en puntos múltiples de la columna con estos mismos

boosters iniciadores, o el inicio axial con cordón detonante de alto gramaje(90 a 120 g/m) a lo largo de todo el taladro (que fue poco satisfactorio) y

finalmente el termocebado, constituido por una porción de slurry

aluminizado o emulsión iniciada por un primer, conjunto que normalmente

se ubica al fondo del taladro.

Este último esquema permite, además conseguir un mejor acoplamientode la carga iniciadora al llenar todo el diámetro del taladro, mucho mejor

aún si el slurry o emulsión es denso, ya que su elevada velocidad y alto

desprendimiento de calor contribuirá precisamente a reforzar al primer.

Este esquema es muy apreciado en nuestros tajos abiertos para voladura

de rocas “difíciles” y para nivelar el piso de los bancos disparados, donde usualmente se coloca una a dos bolsas de Slur rex (25 a

50 kg) o Slurrex-EG a granel, con un booster APD de 1 libra,

completándose el taladro con ANFO.



TIPOS DE REFORSADORES O BOOSTER

a. Cebos colados (cast pr imers)

De alta densidad, alta presión de detonación (APD) y elevada

velocidad. Sobre la base de TNT, pentolita, RDX y otros

explosivos primarios. De tipo colado o prensado, se presentan

en moldes cilíndricos sólidos de 1/3; 1; 3 y 5 libras (de 150 g a

2,3 kg), con agujeros pasantes para el iniciador (que puede serun detonador de cualquier tipo del N° 6 al N° 12 y más

usualmente cordón detonante desde 3 g/m hasta 10 g/m,

siendo el más comúnmente utilizado el booster de 1 libra (460 g).

Clases:

1. Convencional o instantáneo. Ejemplo booster APD.

2. De retardo integrado, también denominados de retardo de

profundidad (ejemplo: deck master, que llevan insertado

un detonador de retardo).



b. Cebos hidrogel y emulsión (slur ry pr imers )

Hidrogeles tipo slurry aluminizado o emulsión de alta densidad, alta velocidad y

presión intermedia a alta, sensitivos al detonador N° 8 y a cordones detonantes 5 y

10 g/m, eventualmente al 3 g/m con varias vueltas adicionales. Se presentan en

cartuchos o bolsas de polietileno o valeron selladas, de forma cilíndrica, con pesos

entre 500 y 1 000 g no son rígidos. Se detonan amarrándolos exteriormente con el

cordón detonante o eventualmente introduciéndoles un detonador.

c. Sistemas explosivos de dos componentes

Algunas veces citados como “explosivos binarios”, comprenden a dos componentes independientemente no detonables,

normalmente uno líquido y otro granular, o ambos líquidos, los

que al mezclarse directamente en su envase forman un alto

explosivo sensible al detonador, que se emplea como booster

en taladros de voladura de gran diámetro, o también comocarga directa en plasteos secundarios, en prospección sísmica

o en demolición submarina. Ejemplo: Astro Pak, Kinestic,

Kinepouch, los que por diversas razones no han tenido mayor

acogida en el campo minero.



d. Cebos de dinamita (dynamite pr imers)

Cargas de dinamita gelatinosa de alta velocidad, sea como un manojo de cartuchos

pequeños atados, como cartucho individual de gran diámetro (hasta 75 mm), o

como cargas especiales selladas en moldes de cartón o de plástico rígido con

ranuras y agujeros para detonador o cordón detonanteNOTA

La ubicación del cebo en taladros con carga integral se reflejará en el resultado

del disparo. Se recomienda colocarlo al nivel del piso del banco y no en el sector

de sobreperforación al fondo (subdrilling), lo que mejora el fracturamiento en este

tramo, limita la formación de lomos y disminuye la vibración. Además, si se ubica

al fondo mismo del taladro, parte de su energía la dedicará a romper la roca delfondo, lo que no es su función.

El cebado en la boca del taladro (top priming) practicado en algunas minas es

inconveniente, pues incrementa la vibración y la proyección de piedras. En este

caso es indispensable sellarlo con taco inerte. El cebado sólo con un Primer

normalmente ubicado al fondo del taladro se practica con buen resultado en

formaciones de roca friable y poco resistente, pero cuando se trata de fracturarroca dura y tenaz, o con presencia de agua, es necesario emplear un cebo

combinado; en este caso,



SELECCIÓN DEL PRIMER

Por lo general, el primer criterio es el precio unitario, que no siempre

resulta adecuado. Por ejemplo; utilizar un cast primer de 150 g en lugar

de uno de 500 g en taladro de 30 cm de diámetro cargado con ANFO

resulta antitécnico. Lo que interesa es el resultado final del disparo por lo

que en la selección deben primar: el tipo, su velocidad, nivel de energía

o presión de detonación, su peso, sensibilidad al iniciador y su

capacidad de poder iniciar el explosivo del taladro a su más alto régimen

de detonación, desde el primer instante.Usualmente se evalúa la fuerza, potencia o capacidad iniciadora de un

booster mediante la prueba de perforación de una plancha de acero de

½ ” (12 mm) de espesor, midiendo el diámetro del agujero formado

después del disparo, que en caso óptimo será igual al diámetro del

booster. En caso de poca fuerza no afectará a la plancha o solamente lecreará una concavidad.



COMPARACION ENTRE EFECTOS INICIADORES

(1) (2) (3)

En el taladro con ANFO (3), parte del explosivo ha sido consumido prematuramentepor la detonación del cordón detonante con fuerza insuficiente, antes de la

reacción por detonación del explosivo de columna.



COMPARACION ARBITRARIA ENTRE CAST PRIMER Y SLURRY

PRIMER

(El tiempo de acción compensa el pico de presión)



DIFERENTES RANGOS DE INICIACION DEL ANFO EN UNTALADRO DE DIAMETRO DETERMINADO

Punto de inicio de la

detonación

auto sostenida

Punto de inicio

de la

detonación

Iniciación de ANFO con detonador simple solo.

(No deseable)

Iniciación de ANFO con detonador reforzado omini primer.

(Poco efectivo)

Iniciación de ANFO con cebo de menor diámetro

que el del taladro.

(Adecuado)

Iniciación de ANFO con cebo de igual diámetro

que el del taladro.

(Optimo)



CARGA DE TALADROS

Los métodos de carga son diferentes para los

taladros de distinto diámetro. Por esta razón se

acostumbra clasificar los taladros de acuerdo al

diámetro, como sigue:

-De tamaño pequeño: 50 mm (< 2”) de diámetro.

- De tamaño medio: 50 a 100 mm (de 2” a 4”) de

diámetro.

- De gran tamaño: 100 mm (> 4”) de diámetro,actualmente hasta 15” de diámetro.



Los taladros de pequeño diámetro tienen con frecuencia una

profundidad limitada y son empleados principalmente en

operaciones menores de voladura de bancos, zanjas, túneles y

tajeos de mineral. Su inclinación puede ser vertical

descendente hasta vertical ascendente, perforándose mucho

los horizontales con máquinas jumbo pequeñas y los inclinados

con máquinas manuales. Normalmente son cargados con altos

explosivos (dinamitas o emulsiones) empleándose varillas

atacadoras de madera para introducirlos y compactarlos en los

taladros. Se inician fundamentalmente con mecha-fulminante,

detonadores eléctricos y no eléctricos (en general del N° 6

hacia adelante) y se sellan con taco inerte, preferentemente de

arcilla.



Los taladros de tamaño medio se emplean mayormente para

voladura de producción en minas subterráneas, en canteras y

obras civiles perforándolos con máquinas grandes tipo jumbo y

con track drills. La inclinación es usualmente vertical o casi

vertical descendente, con una relación 3:1 recomendada para

buena fragmentación. Normalmente son cebados con alto

explosivo y la carga explosiva principal puede ser de alto

explosivo o un agente de voladura normalmente granular. Si no

son demasiado profundos pueden cargarse y atacarse con

varilla de madera (para dinamitas); de otro modo se cargan aflujo libre con cargadores neumáticos provistos de mangueras

antiestáticas (para Examon o ANFO). El encendido de

frontones grandes se puede efectuar con mecha-fulminante

prendida con mecha rápida; con fulminantes eléctricos o con

detonadores no eléctricos de shock. En canteras y pocaslabores subterráneas (como VCR) con cordón detonante.



Los taladros de gran diámetro son aplicados para operaciones

a gran escala en canteras y minas a tajo abierto. La perforación es

vertical o poco inclinada y los explosivos empleados son normalmente

agentes de voladura secos o acuosos (ANFO, slurries y emulsiones)

cebados con primers o boosters de alto explosivo. El agente de

voladura puede ser cargado en cartuchos grandes de polietileno

(ejemplo: Slurrex) que se sueltan libremente dentro del taladro; ser

vertidomecánicamente al taladro con camiones mezcladores de

cargador sin fin (augers para ANFO y heavy ANFO) o ser bombeado

con manguera directamente al fondo del taladro mediante un camión

fábrica mezclador-bombeador (emulsión y heavy ANFO con más de 50

a 60% de emulsión).



CARGAS ESPECIALES EN PEQUEÑO DIAMETRO



Antes de comenzar la carga se debe chequear la profundidad,

inclinación, espaciamiento y limpieza de los taladros, limpiar las

obstrucciones y desaguarlos por bombeo o soplado con airecomprimido, si esto es posible.

Los huecos demasiado profundos deben rellenarse hasta el

nivel del proyecto. Tener cuidado con los demasiado cortos por

la proyección de piedras, siendo preferible profundizarlos o

perforar un nuevo hueco cercano (en este caso rellenar elabandonado).

No debe perforarse ningún nuevo taladro si existe el riesgo de

interceptar a otro cargado.

Los taladros con agua deben cargarse con explosivo resistente

a este elemento, previamente comprobado.Es muy importante el adecuado y cuidadoso tendido de los

sistemas de iniciación, de cualquier tipo que sean y la correcta

distribución de los cebos y tiempos de retardo por carga.

REGLA ANTES DEL CARGUIO DE TALADRO

ESQUEMAS DE CARGA PARA HIDROGELES Y



ESQUEMAS DE CARGA PARA HIDROGELES YEMULSIONES ENCARTUCHADAS EN FUNDAS PLASTICAS

1. Método recomendado con cebo al fondo del taladro, dando plena garantía de

continuidad de la detonación.

2. Métodos normalmente inadecuados para hidrogeles y emulsiones



ESQUEMAS DE CARGA PARA DINAMITAS

1. Método óptimo con cebo al fondo del taladro (sin taquear), el resto de cartuchos taqueados, con tapón

inerte.

2. Similar al carguío anterior pero con cartucho “cama” al fondo (a veces éste no detona totalmente y queda

un taco).

3. Método con el cebo en la boca del taladro, eventual, para casos especiales en los que no se puede cargar al

fondo. Se recomienda no prescindir del tapón inerte para sellar el taladro.

4. Cebado intermedio, también para casos eventuales. Es el menos recomendado ya que la carga de fondo

puede insensibilizarse por el fenómeno de la hipercompresión y la carga hacia la boca recibe iniciaciónindirecta disminuida.



5. Cartuchos con espaciadores de material no sólido (ejemplo: carrizo), cebo en la boca con

fulminante común, detonador eléctrico o no eléctrico y con tapón inerte. Alternativa: cordón

detonante axial.

6. Similar al carguío anterior pero con cartuchos sueltos, sin espaciadores, iniciados con cordón

detonante a lo largo de todo el taladro.

Nota:

Los esquemas de carga que se han enumerado, son de aplicación general en trabajos de

voladura de túneles, tajeos, piques y otros; variando su longitud, diámetro y carga, de acuerdo ala amplitud, condiciones del frente, roca y equipo de perforación disponible. Naturalmente

estos gráficos son una guía práctica, al igual que los trazos de perforación que muestran en todo

el texto, ya que en el campo se presentan muchas condiciones diferentes. El operador

encargado del trabajo podrá aplicar el que le parezca conveniente o diseñar uno propio que se

adapte mejor a sus necesidades.



ESQUEMAS DE CARGA DE TALADRO – CASOS PARTICULARES(Arranque con cordón detonante, detonador eléctrico o no eléctrico)

En abanico



VCR



CARGUÍO DE EMULSIONES A GRANEL

El uso de heavy ANFO en taladros con agua estática, previo

bombeo o no, para drenarlos, constituye una alternativaimportante que debe ser tomada en cuenta para la optimación

de la voladura.

Cabe destacar que una de las más recientes alternativas

técnico económicas es el reemplazo parcial o total del ANFO

por heavy ANFO de bajo contenido de emulsión (ejemplo: 30%

emulsión y 70% ANFO) a granel en taladros secos, lo que

permite una expansión de malla de perforación del orden de un30% y mejora la fragmentación, disminuyendo el costo total de

producción, ya que el Heavy ANFO tiene mayor densidad y

potencia relativa por volumen que el ANFO.



La metodología de carga a granel de emulsiones y agentes de

voladura directamente al taladro en bancos de tajo abierto o

canteras, tiene como elemento mecánico fundamental alcamión cargador, que puede ser desde el modelo más simple y

de menor capacidad, como es un mezclador/cargador para

preparar y verter ANFO convencional (ANFO blend truck) o uno

que sólo sea bombeador, con su tanque, bomba y manguera

(pump truck) para abastecer emulsión pura, hasta los modelos

más completos, sofisticados y de gran tonelaje (blend and

pump trucks), que cuentan con tolvas de diferentescapacidades para nitrato de amonio, emulsión, aluminio en

polvo y tanque de petróleo, con descarga tanto por manguera

como por brazo sinfín, capaces de dosificar mezclas en

diferentes opciones



EJEMPLOS DE CARGA CON PRODUCTO A GRANEL



ALTERNATIVAS DE CARGA EN TALADROS DE GRAN DIAMETRO



Con agentes de voladura slurry y emulsión:

1. Carga reforzada

para terreno

duro, seco

2.Carga parcial

para taladros con

agua.

3. Carga total para

taladros

inundado.

4. Carga espaciada

para taladros

inundados.



MODELOS DE CAMIONES CARGADORES DE EXPLOSIVO AGRANEL

PARA TALADROS DE MEDIANO A GRAN DIAMETRO

Bomba de

petróleo

Controles de mezcla

y descarga al taladro



Sinfín para el ANFO

o Heavy ANFO

Tolva para nitrato

de amonio poroso

Tolva para emulsión

matriz (Slurrex-MA)

Aparejo

para la

manguera

Tolva

para

aluminio

en polvo

Descarga de ANFO

o Heavy ANFO

Controles de mezcla y

descarga dosificada al taladro Descarga directa de la

emulsión sensibilizada



ESQUEMA DE ABASTECIMIENTO DE EMULSION A GRANEL ENMINAS A TAJO ABIERTO

1. Emulsión base despachada de fábrica

con camión cisterna. Descarga porbomba a tolva elevada o por gravedad a

tolva a nivel.

2. Tolva de emulsión

en la mina.

Capacidad de

aprox. 40 TM con

descarga al camión

mezclador por

gravedad.



8. Camión en la zona de

carguío, mezcla el nitrato

de amonio con el petróleo

en el helicoide paraproducir ANFO. Luego a

este ANFO lo mezcla

proporcionalmente con

emulsión para entregar

heavy ANFO, según

requerimiento del terreno



ESO ES TODO

GRACIAS HASTA LA PROXIMA

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