443CAPTULO 7.3Explosivos y VoladurasBraden Lusk y Paul Worsey

INTRODUCCIN

Ruido, polvo y vibraciones creadas por la voladura son objetablecapaz de muchos en nuestra sociedad moderna;sin embargo, se realicen explosiones generalmente necesario romper grandes volmenes de roca, especialmente si la roca es de media a alta resistencia.Una indicacin de laimportancia de voladura es que ms de 1 mil millones de kg de explosivos se utilizan anualmente en Australia y 3 mil millones de kg en elEstados Unidos, por la rotura de la roca, ms del 85% de los cuales esutilizado en la industria minera.Los explosivos son la primera opcin deingenieros de minas de fragmentacin primaria y seguirnsiendo as en el futuro previsible.La industria de la voladura se produjeron cambios sustanciales desde 1985,con muchas tcnicas tradicionales ahora al borde de la obsolescenciamientras que los explosivos mismos han cambiado dramticamente.Desde el ao 2000, el uso de emulsiones y ANFO (amonionitrato y fuel oil) / mezclas de emulsin se ha ampliado para satisfacerlas necesidades de casi todas las situaciones de minera y construccin.Esto est relacionado con el desarrollo de una comprensin completade sistemas de emulsin y sus limitaciones y con el desarrollode nuevas tcnicas que permitieron que estos sistemas seanutilizado de manera ptima.Este captulo se centra en las tcnicas de voladura modernas;explosivos y sistemas de iniciacin;conceptos de fracturacin yla fragmentacin;diseo explosin bsica de superficie y subterrneaminera;conceptos errneos comunes sobre la voladura;estimacinde los costos de la voladura;Descripcin y control de efectos de la explosin;y las tendencias, la automatizacin y el futuro de la voladura.El ambienteefectos ambientales de voladuras y su control se discuten enprofundidad en el captulo 16.3.

SISTEMA DE EXPLOSIVOS Y INICIACIN CLASIFICACIONES

Explosivos primarios y secundarios se distinguen en base a su sensibilidad al impacto, calor, descarga electrosttica, y friccin.Los explosivos secundarios normalmente requieren por lo menos un explosivo primario para la iniciacin, mientras que se utilizan explosivos primarioscomo iniciadores.El diseo original de Nobel para un detonador utilizadofulminato de mercurio, un explosivo primario, para el xito ydetonacin repetible de dinamita.La mayora de los detonadores modernostodava emplean explosivos primarios como el iniciador para la basecarga (un explosivo secundario), que es generalmente pentaerythri-tol tetranitrato (PETN).La mayora de los detonadores comerciales utilizan azida de plomo o diazodinitrofenol como el explosivo primario en eldetonador;sin embargo, otros explosivos primarios incluyen mercuriofulminar, estifnato plomo y tetraceno.Algunos fabricantesahora estn insertando PETN es un elemento de retardo de acero inoxidabledirectamente en contra de los compuestos pirotcnicos que se queman para creacin comi el tiempo de retardo.En esta condicin confinada, el PETN puede detonar sin el uso de explosivos primarios.

Clasificacin de los explosivos

Clasificaciones de importancia prctica para los ingenieros de minasincluir la separacin bsica de tipos de explosivos y su clasificacin de los organismos reguladores, los cuales estn representados en cada estado y territorio, para uso comercial en la minera industria.Un explosivo se define como un compuesto o una mezcla de compuestos, que, al efecto del calor, impacto, friccin, o descarga elctrica, se somete a una rpida descomposicin, liberando tremendas cantidades de energa en forma de calor, gas, y el shock.Para definir las diferentes clasificaciones utilizadas por los organismos reguladores CIES, una comprensin de la distincin entre la detonaciny la deflagracin es requerida.La detonacin se produce cuando la tasade la reaccin en el producto explosivo excede la velocidad desonido (velocidad snica) en el producto, creando as un golpesde onda.Velocidades de detonacin de explosivos gama comercialde 1.500 a 7.830 m / s, que es mucho ms alto que la velocidad del sonido.Deflagracin es un proceso donde se produce la reaccin dea tasas mucho ms bajas que la velocidad snica del explosivomaterial, para que no choque (onda de presin primaria) es pro-producido dentro del material explosivo.Las autoridades reguladoras clasifican explosivos en los tresgrupos mostrados en la Tabla 7.3-1.La distincin entre alta ybajos explosivos de las autoridades reglamentarias sigue de cerca ladefinicin cientfica;es decir, altos explosivos detonan y bajaexplosivos deflagraciones.Las autoridades reguladoras identifican una terceraclasificacin de explosivos, agentes de voladura, en exploracin definicinlos requisitos de almacenamiento sirve. La mayora de los agentes de voladura son capaces deBraden Lusk, Profesor Adjunto, Departamento de Ingeniera de Minas de la Universidad de Kentucky, Lexington, Kentucky, EE.UU.Paul Worsey, Profesor, Departamento de Ingeniera Minera y Nuclear de la Universidad de Missouri de Ciencia y Tecnologa, Rolla, Missouri, EE.UU.

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444SME Manual de Ingeniera MineraDetonar ;Sin embargo, las autoridades reguladoras se reservan una separadaclasificacin de estos productos explosivos debido a una relativamentemenor sensibilidad que otros explosivos altos.Autoridades reglamentariasdefinen agentes de voladura como productos explosivos que no puedendetonar por un detonador Nmero 8.Un nmero 8 de voladurala tapa se define como uno que tiene 0,4 a 0,45 g de carga de la base PETNcomo se discute en la "Clasificacin de los detonadores y modernosIniciacin de sistemas "seccin.En la minera y la voladura de la industriadetonadorintentos, un producto explosivo se denominasensiblesipuedepuede ser detonada por un detonador prueba nmero 8.De acuerdo aesta definicin, agentes de voladura no son "tapa sensible." La regulacinclasificacin auto- ridades 'en la Tabla 7.3-1 determina larequisitos para el almacenamiento de explosivos en el lugar.La clasificacin del transporte es otra explosin importantesistema de clasificacin explosivos que sea til a los ingenieros de minas.Esta clasificacin se utiliza principalmente para el transporte deexplosivos, pero ciertos aspectos de la misma se utilizan por el reguladorautoridades de regulacin del almacenamiento de explosivos.La trans-la normativa portuaria clasifican como explosivos Clase 1 PeligrososMateriales (CFR 2008).Clase 1 se subdivide en seis subclases, 1.1 a 1.6, desde el ms sensible a los menos sensiblestiva, respectivamente.Se utiliza la clasificacin de los peligros del transportepara los vehculos de rotulacin que los explosivos de transporte (y otrosmateriales peligrosos) en la va pblica y carreteras.La mineraing industria en general utilizan los productos de las subclases 1.1,1.4, y 1.5.Tabla 7.3-2 presenta las clasificaciones de transporteen busca de explosivos y ejemplos de cada clase.Adems de laseis subclases, explosivos estn subdivididos en diferenteslos grupos de compatibilidad identificadas por letras que siguen al sub-nmero de clase.Los sistemas de clasificacin se cambian peridicamente como nuevos productos surgen y como los cambios dentro de laindustria tenga lugar.La clasificacin descrita en la Tabla 7.3-2 se esta-establecido por los respectivos organismos reguladores para guiar pol-cias en lo que se refiere al almacenamiento y transporte de explosivos.Las clasificaciones son tambin tiles en la aplicacin deexplosivos.Por ejemplo, las clasificaciones pueden ser tiles parala seleccin de productos para la imprimacin de barrenos.Un Mayor-dad de las operaciones mineras use agentes de voladura (subclase 1.5)para voladuras de produccin.Agentes de voladura requieren alta exploracinsive (subclase 1.1) Impulsores para funcionar a un nivel ptimoporque no se detonador sensible.Los fabricantes tambinproporcionar informacin tcnica de productos que incluye mini-recomendaciones de imprimacin momia.Esta informacin ser lafuente ms fiable para la primer seleccin.Hay varias opciones,que van desde las dinamitas a pentolita impulsores del reparto, estn disponiblescapaz para cebar.Cuando una dosis de refuerzo se combina con una detonacintor, se convierte en un cebador.Varias autoridades reguladoras yReglamento de la Ley de Seguridad y Salud de Minas se refieren a la correctauso, creacin, transporte, y almacenamiento de cebadores.Nota,sobre todo, no es que los cebadores se estar preparado hasta que estnlisto para ser colocado en el barreno.Explosivos tambin se pueden clasificar en funcin de su paqueteenvejecimiento: cartucho frente a granel.Explosivos cartucho debems pequeo en dimetro que el agujero.Por lo tanto, hasta que apisonada,no van a llenar el agujero.En contraste, explosivos a granel vienenen contenedores a granel y son menos mano de obra intensiva durante load-ing.Ellos tambin llenan todo el dimetro del agujero, hacindolos mseficiente de utilizar.La mayora de los explosivos que se utilizan enhoy la minera son explosivos a granel, que son agentes de voladuratales como ANFO, emulsiones, y mezclas de ANFO y emulsin.En 2008, la dinamita represent slo el 0,5% de todos los explosivosutiliza en los Estados Unidos, y no slo uno era restanteplanta de fabricacin de dinamita en Amrica del Norte.

Clasificacin de detonadores modernos y sistemas de iniciacin.

Tres tipos bsicos de sistemas de iniciacin estn disponibles para su usoen explosivo comercial: elctrico, electricos, y electrnicos.Hay muchas variaciones de cada tipo de sistema, pero todossistemas de iniciacin modernos caen en al menos uno de estos catalticamenteras.Durante muchos aos, los detonadores elctricos dominaron ella industria, y de lmites mximos y fusibles iniciadores para muchos aos anteseso.Los detonadores elctricos se utilizaron debido a su disponibilidadcapacidad y fiabilidad.Otros sistemas no fueron utilizados como extensinvamente hasta la introduccin de iniciadores golpes de tubo.Por1990, sistemas de iniciacin a los golpes de tubo se convirtieron en la mayora de losproductos de iniciacin en el uso.A lo largo de los aos 1990 y 2000,sistemas de iniciacin a los golpes de tubo ganaron progresivamente ms mercadoscuota de mer- debido principalmente a su inmunidad a la iniciativa accidentalla causada por las transmisiones de radio de dos vas y corrientes parsitasfuentes.Con operaciones mineras que utilizan sistemas de despacho de radiopara los ciclos de traccin y carga, la necesidad de apagar bidireccionalradios en la presencia de sistemas de iniciacin elctricos no eraaceptable.Los tres tipos principales de sistemas de iniciacin sondiscutido como sigue.

Elctrico

Productos elctricos fueron verstil y permiti significativalos avances en el diseo de explosin a travs de la utilizacin de los retrasos en hoyos.Ya Estes una gran variedad de detonadores elctricos, pero el comercialClasificaciones y definiciones Tabla 7,3-1 autoridades reguladoras de losClasificacinDefinicinLos altos explosivos Materiales explosivos que puedan causarse al detonar mediantede un detonador cuando no confinado (por ejemplo, dinamita)Los bajos explosivos Materiales explosivos que puedan causarse al deflagrar cuandoconfinado (por ejemplo, polvo negro, mechas de seguridad, cordones de ignicin, fusibleencendedores y "fuegos artificiales de visualizacin")Agentes de voladura Los materiales que pueden ser detonadas, pero no son un detonador(Por ejemplo, ANFO y ciertos geles de agua)Fuente: Adaptado de CFR 2009.Tabla Departamento de clasificacin de Transporte de 7.3-2explosivosSubclase Definicin de la subclaseEjemplos1.1Explosivos con una masariesgo de explosinLos altos explosivos, propulsores,dinamita, TNT, C41.2Explosivos con una proyeccinpeligroMunicin1.3Explosivos con riesgo de incendioy un riesgo menor de explosin o unriesgo de proyeccin menor, perono ambos(Display) fuegos artificiales comerciales1.4Explosivos sin significativapeligro de explosin;efectos en gran medidaconfinado al paqueteExplosivos especialmente empaquetadospara la prevencin de la detonacin de masas(Por ejemplo, los detonadores envasados)1.5Explosivos muy insensibles;riesgo de explosin en masa, peropoca probabilidad de iniciacindurante el transporteAgentes de voladura como ANFOy emulsiones1.6Objetos extremadamente poco sensiblessin riesgo de explosin en masaNinguno en este momentoFuente: Adaptado de CFR 2008.

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Explosivos y Voladuras445industria voladura utiliza tpicamente bajo pelotn de corriente elctricadetonadores.Estas se inician detonadores cuando una pequea cantidadde la corriente se introduce a un cable de puente en el detonadorpagar a travs de dos cables de la pierna.Este cable puente se calienta y enciende unacabeza de fsforo pirotcnico o alambre incrustado en un puente pirotcnicoscompuesto nic.La cabeza de cerilla enciende el elemento de retardo, quese fabrica a arder durante un perodo de tiempo especfico antes de lallegar a la carga de cebo que consiste en un explosivo primariotal como azida de plomo y un cargo base generalmente de pentrita.Figura 7.3-1 muestra el funcionamiento interno de un detonador elctricocomo se describe en este captulo.Temporizadores secuenciales fueron creados para su uso con detonacin elctricanadores para aumentar el nmero de opciones de diseo disponibles pararetrasar barrenos.Para detonadores elctricos, TIMING secuencialres permitidos para varias series de retardo elctrico detonadores aque a propsito se tambale por la electrnica dentro de la secuenciatemporizador.Esto permiti muchas opciones de diseo, mientras que todava sloutilizando una cantidad mnima de tapas de retardo individuales.Secuencialcontadores de tiempo ya no se utilizan ampliamente, pero la idea de programacindetonadores inflamables probablemente comenzaron con estos dispositivos.ElectricosHay muchos tipos de sistemas de iniciacin que podran ser con-considerado electricos:-cordn detonante (generalmente conocido como"Det-cable"), la tapa y el fusible, y electricos detonacin golpes tubores.El tipo de golpes tubo detonador es ahora el ms comnforma de sistema de iniciacin que no sean electricos.Electricos golpes tubodetonadores son responsables de la desaparicin de detonacin elctricanadores como el sistema de iniciacin preferido.Aunque sona veces se usa en conjuncin con un cordn detonante, lamayora de las operaciones mineras con detonadores no elctricosutilizar una combinacin de hoyos en la superficie y retrasos.Hay dos formas comunes de utilizar sistemas de choque de tubos.Un mtodo utiliza retrasos de fondo de pozo que son completamente sepa-arate de los detonadores de retardo superficie.Golpes electricosdetonadores tubo tambin se producen en un sistema de doble retardodonde se unen la demora de fondo de pozo y el retardo de superficieen extremos opuestos de un solo tubo de choque (Figura 7.3-2).Estosproporcionar una ventaja diseo similar a los temporizadores secuenciales.Ellosson ofrecidos por todos los principales fabricantes para su uso en chorreadoing.El concepto consiste en un retardo de 200-a-500-ms en el agujerocon un (17-109 ms) Retardo de superficie mucho ms corto entreagujeros.El retardo de superficie detonadores son simplemente encadenados en margarita,lo que permite un nmero mucho mayor de los retrasos que condetonadores de un solo retardo.ElectrnicoDetonadores electrnicos utilizan tecnologa de microchip para proporcionarretrasos para diseos hornos.La mayora de los detonadores electrnicos consistende alambres, un casquillo del detonador que se parece a elctrica ydetonadores no elctricos, un microchip, un condensador o capacitorres, y un cargo de carga de cebo / base similar a la elctrica ydetonadores no elctricos.En la mayora de los casos, los detonadores voluntadcomunicarse con un registrador / mquina, y detonacin individuores pueden comprobarse antes de la coccin.A la hora de disparar, el chorreadomquina ing enva un cdigo para iniciar el cronometraje electrnicodispositivos dentro de los detonadores.Cuando los detonadores llegansu tiempo programado, la electrnica dentro de ellos transfierenla corriente restante a la cabeza fusible despus de lo cual el proceso dees similar a un detonador elctrico.La diferencia entredetonadores electrnicos y elctricos es la sustitucin de laelemento pirotcnico de retardo por un microchip.Esto permitemucho mayor exactitud en los tiempos de coccin.A diferencia de detonacin elctricares, no puede haber una gran variacin en lo diferentesistemas de los fabricantes funcionan.Las comparaciones del sistemaLos detonadores elctricos y detonadores choque de tubos que no sean electricos sonfabricado con varios tiempos de retardo.Todos los principales detonacin retrasofabricantes Nator tienen una serie especificada de retardo tiemposque producen.La serie de retardo puede ser generalmente separadaCrimp y SelladoAsamblea PartidoEl elemento de retardoCargo BasePrimer CargoManga no conductorPolietileno de piernas de alambreFuente: Atlas Powder Company 1987.Figura 7,3-1 funcionamiento interno de un detonador elctrico tpicoCortesa de Alfrez Bickford.Figura 7.3-2 Un EZDet detonador electricos.El estrechocilindro de metal (arriba) es el tope en hoyos y el plsticoconector (parte inferior) es el retardo de superficie.

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446SME Manual de Ingeniera Mineraen los dos grupos siguientes: milisegundo serie (MS) ya largo plazo (LP) serie.La serie MS usualmente consiste de 20a 40 detonadores de retardo que tiene una separacin de 25 ms entrecada dos periodos de retardo sucesivas.Disponibles son No. 0 retraso(0 ms o instantnea) a travs No. 20 (retardo de 500 ms).Laintervalo de retraso es de aproximadamente 25 ms, pero puede variar hasta en un 10 ms o ms.Con detonadores de la serie LP, ms fabricacinfabri- tienen aproximadamente 20 retrasos LP con tiempos variablesentre los nmeros de retardo.Generalmente, el tiempo entre el retrasonmeros para sistemas LP es entre 200 y 400 ms, pero varacon el fabricante.Informacin actual del producto debe serbuscado antes de tomar decisiones de diseo.Detonadores electrnicos programables proporcionan la mayoraflexibilidad en el diseo de retardo.La mayora de los sistemas permiten una grannmero de detonadores a programar en un circuito para disparar acualquier momento entre cero y de 10 a 20 segundos.Capacidades de sistemalazos varan, pero la mayora de los fabricantes afirman precisin de 1 mso 0,1%, lo que sea mayor.Esta es una mejora sustancialMent sobre detonadores pirotcnicos convencionales, tanto elctricay electricos, que son por lo general slo una precisin de 5%.Estas cifras de precisin son aproximados y no siempre sonaplicar a todos los sistemas disponibles;Sin embargo, en general, de electronesICS son al menos un orden de magnitud ms precisa.La mayor parteinconveniente obvio para detonadores electrnicos es su mayor costepor unidad, aunque algunos sistemas tambin han mostrado mayorfallar tasas y puede ser ms complejo de usar que los golpesalternativas tubo.En algunos casos, mejores resultados de voladura, yas mejores costos de procesamiento general, superan a la alta inicialcosto de los detonadores individuales.Muchos estudios de casos han sidorealizado para mostrar sus ventajas en costes generales, y su usoes cada vez mayor.Detonadores electrnicos son especialmente coste-eficaz en los agujeros de mayor dimetro, donde su repre- coste aadidoresiente slo una muy pequea parte de la inversin en la perforaciny explosivos.FRACTURAMIENTO y fragmentacinLa primera pregunta obvia al considerar voladura es: Por qudebe uno usar explosivos para romper la roca?Hay dosrespuestas: facilidad de fragmentacin (es decir, romper la roca para que seams fcil de excavar, cargar, transportar y aplastamiento) y la facilidad de extraccin (es decir,mover la roca sobrecargar o residuos que cubre una costura por explosivosmedios para reducir el trabajo mecnico necesario para alcanzar elmismo resultado).De stos, la fragmentacin es el ms importanteelemento para muchas operaciones mineras.Sin embargo, no hay dos mineralas operaciones son idnticas y tampoco lo son su fragmentacinrequisitos, donde la fragmentacin se refiere a la distribucin de tamaocin de la roca rota dentro del muckpile.Como resultado, se utiliza una amplia gama de factores de polvo.Lafactores promedio de polvo para la produccin minera en el subterrneoOperaciones generales pueden ser de hasta aproximadamente el doble que la de la superficieoperaciones, simplemente porque las explotaciones subterrneas son por defi-definicin ms limitada, y como resultado, material de gran tamao es bastantedifcil de tratar y el desplazamiento de roca en un flojomuckpile puede requerir ms energa.Material de gran tamao es no baja dealiado evitado mediante el uso de un factor mayor en polvo (es decir, la exploracinsivos obligados a romper una unidad de medida de la roca).Un elemento adicional que es a menudo mal entendido es eldiferencia entre la fragmentacin y fractura.Bienestarroca fragmentada tiene que estar estrechamente fracturado y "embarullado encima"por el movimiento asociado de una explosin, de modo que pueda ser fcilmentecavado.El movimiento es esencial, y como este movimiento es enprogreso, aumento de volumen se produce como los trozos (o cubos) de roca sonreorientado al azar para que se desarrollen los espacios vacos.Lahuecos entre las rocas grandes hacen que sea ms fcil para eldientes de cucharones para penetrar y cavan.El grado de macizo rocosoaumento de volumen despus de una explosin puede ser tanto como 50%, dependiendo dela forma y el tamao de la distribucin de los fragmentos de roca.En marcadoPor el contrario, el suelo cuando cav generalmente slo graneles 10%.Las discontinuidades en la masa rocosa, que incluye cama-ding, de unin, y despedidas, son los elementos principales que dictancmo unos fragmentos de roca.La cercana de la separacin destos determina el tamao mximo de bloque en el muckpile.El efecto de chorreado es reducir la distribucin del tamao de lasbloques preblast.En planta estrechamente articulado, habr pococambio en la distribucin del tamao despus de la voladura, aunque la rocamasa puede haber sido "movido".Los principales elementos del proceso de fragmentacin incluyenshock, la produccin de gas, la extensin de las fracturas, y el rock de masasmovimiento.Para empezar, la onda expansiva de la explosinprovoca la creacin de nuevas fracturas alrededor del barreno porla extensin de microflaws orientados en una direccin radial.Cerca del agujero puede haber una zona muy densa defracturas pequeas (a menudo referida como la zona triturada).Laonda viaja hacia el exterior, la apertura y aflojando el vigentesistema de unin, y cuando se refleja a partir de una cara libre, puede causardesprendimiento a la traccin menor.Caliente en los talones de la onda de choque esla presurizacin del barreno por los gases de explosin.Esto hace que las pequeas fracturas alrededor del agujero a coalescery crecer debido al campo esfuerzo de traccin creado.Cuando estosfracturas conectan con el barreno, se abren, ylos gases de explosin son capaces de penetrar.Como estos radialLas fracturas se extienden, las bombillas de compresin que se crean ensus consejos causan fracturas ms cortas para frenar, por lo que cuanto ms tiempolos dominantes.La anchura de la zona de fractura radial causadopor la onda de choque se extiende generalmente seis veces por el gaspresin.Esto es a la vez hacia delante y hacia atrs en la voladura, pre-el acondicionamiento de la roca de la siguiente fila de barrenos o el siguienteexplosin.Cuando las fracturas de radio llegan a una cara libre, gran rocase puede producir el movimiento, como se muestra en la Figura 7,3-3.Las fracturas de radio podrn ser sustituidos por un conjunto preexistentesistema.Los gases de explosin actan entonces como un agente de propulsin yacelerar la roca hacia adelante.Esta aceleracin se produce a travs de unabreve perodo como el tamao de la barreno inicial es muy pequea, yPor lo tanto, como el vaco aumenta, la presin de gas cae muy rpidamente.A medida que la masa de roca se mueve hacia fuera tambin se expande, y esto permite que ella rotacin de los fragmentos en el muckpile.Una mayor fragmentacinCarasLas fracturas radialesTraccin crack ReflexinHoyo anteriorRocaZona AplastadoAlcance de la RadialZona de FracturaRoturaFigura 7,3-3 procesos de fracturamiento de la roca durantefragmentacin

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Explosivos y Voladuras447se produce durante este proceso debido a la colisin de fragmentacintos, la molienda de las esquinas, de molienda en la interfaz de lamuckpile y el suelo, y el impacto de los fragmentos en movimientoya que vienen a descansar.En bajo mdulo de Young de moderada aaltamente rocas articuladas, compresin significativa pueden ocurrir detrsel banco durante una explosin confinado, y cuando la presin esliberado, se puede producir rebote, que puede aflojar significativamenteel respaldo del banco, haciendo desmonte excesivo y grandes grietas.Laproceso de fragmentacin es muy complejo, especialmente cuando con-Sidering la complejidad de la geologa.ELEMENTOS DE DISEO BLASTImportancia de las caras libresEn voladura, una cara libre proporciona una direccin para el movimiento y,Por lo tanto, un grado de libertad.A medida que el nmero y la extensin de la librerostros, situados cerca de los aumentos de barrenos, la cantidad de rocaque puede ser fragmentada de barreno que tambin aumenta, como sese muestra en la Figura 7,3-4.Debido a tales consideracin geomtricaciones, as como las propiedades de la roca y discontinuidadeslazos, diseo adecuado explosin requiere algo ms que la simple adopcin de unfactor de polvo razonable.Es fcil de ver que el medio ms fcil de fragmentacinde una manera repetitiva se banco de voladura donde los agujeros sonparalela a la cara libre.En la mayora de los casos, el hecho de que lacara y el agujero son verticales tambin permite el mtodo ms fcil deperforacin.Debido a esto, en los diseos de la explosin ms econmicatanto superficiales como subterrneos, lo mejor es desarrollar una evaluacin comparativavoladura de configuracin.El banco no se limita a un verticalmenteconfiguracin de abajo;puede ser en cualquier ngulo (es decir, est orientadapara adaptarse al mtodo de minera).Los mtodos que incluyen quemaduras ocrteres estn ahora normalmente slo reservado para el desarrollo de alivio(llamadas blastos) que se hunden para sucesivas explosiones banco.Aunquelavoladura bancotrminogeneralmente utilizado para la superficieaplicaciones, existe en otras formas, con ttulos apropiados,a lo largo de la explosin bajo tierra (como el agujero largo, maternaIng, y los agujeros de Stoping) y es el mtodo de produccin de base paratanto superficial como subterrnea voladura.El objetivo de un buen diseo de voladura es producir el deseadofragmentacin con el mnimo de ruptura de regreso y ambientalefectos mentales como Flyrock, alta corriente de aire y vibraciones del suelociones.Niveles Flyrock y elevada aire hornos indican inadecuadaconfinamiento, mientras que las vibraciones elevadas de tierra sugierenexceso de confinamiento.Flyrock excesiva, chorro de aire, y tierraVibracin todos indican un uso ineficiente de la energa explosiva.En la minera, no hay un solo fragmento satisface la distribucin del tamaocada necesidad.Por ejemplo, en algunas operaciones, bien fragmentacincin es preferible porque la roca es finalmente va a sertierra a polvo, al igual que con el mineral de cobre o piedra caliza (porcemento).Sin embargo, en la extraccin de mineral de hierro y la extraccin deagregados, multas (exmenes) son generalmente un subproducto de menor valorproducto.Tambin, en la gran minera, equipos ms grandestales como trituradoras se utilizan, por lo que generalmente puede manejar ms grandeel rock de operaciones ms pequeas.Para obtener ms gruesa roca, se utiliza menos explosivo, lo que significaampliando el patrn de perforacin, mientras que para conseguir roca ms fina, msse utilizan explosivos, lo que significa un patrn ms estricto.Lacantidad de explosivo utilizado por unidad de volumen o peso de la rocachorreada se llama el factor de polvo.Ecuaciones explosiva diseoy directrices definen el punto de partida que est diseado paraproporcionar razonable, en lugar de ptimo, la fragmentacin.Laecuaciones, aunque basados en diferentes teoras y empricadetalles, dan resultados del factor de polvo muy similares.La gama de factores de polvo para diferentes tipos de mineracin y la construccin se dan en la Figura 7.3-5.La gama deaplicaciones, y por lo tanto la gama de factores de polvo adecuadas,es grande.Explosin Surface DesignLa nomenclatura utilizada para el diseo banco de explosin se muestra en laFigura 7,3-6.La siguiente discusin se presentan algunas gua-lneas para el diseo de explosin.Las directrices proporcionan estimaciones inicialesde la que para disear un patrn de voladura.Sin embargo, las propiedadesde la masa de roca y del explosivo tambin debe ser considerado.Hay pautas que se han establecido en los ltimos aospara los diseos de hornos.En las siguientes subsecciones, directrices sonpresentan que los autores creen representar una prctica comn.Dimetro del orificio y la carga Versus Cara AlturaEste es un elemento importante que a menudo se pasa por alto.La cara-la altura y la carga relacin debe ser de al menos 3: 1 a 4: 1 para una buenala fragmentacin.Caras cortas son rgidas y resisten la rotura.Tambin,la cantidad de detener requiere para sellar el orificio aumenta a medidala cara acorta, dejando menos espacio para explosiva en el agujero,aumento de la proporcin del intervalo de banco remoto desdecolumnas explosivos adyacentes y la utilizacin agujero e impotentesfactores der caen, como se ilustra en la figura 7.3-7.A medida que la altura de la cara disminuye, debido a que la derivadaaltura es proporcional al dimetro del agujero y la carga, la1 m1 m1 m1 mFigura 7,3-4 efecto de aumentar los grados de libertad envolumen fragmentado utilizando los orificios idnticos0.6kg / m3Cantos rodados0lb / yd3kg / m310.523456CanterasExplosin FundicinMinera de SuperficieConstruccin de carreterasTrincherasEncabezamientos subterrneos123Figura 7.3-5 El rango tpico de factores en polvo para diferentestipos de voladuras

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448SME Manual de Ingeniera Mineraaltura de la columna de polvo disminuye de manera desproporcionada, lo que resultaen reduccin de la utilizacin de pozo (porcin explosivo lleno).Amantener factor de polvo, el patrn tiene que ser reducido, y estorequiere la perforacin de ms agujeros, lo que aumenta los costos de perforacin.Estos conceptos se ilustran en la figura 7,3-8.Curvas de utilizacin de Hole para tiros diseados utilizando eldirectrices se dan en la Figura 7,3-9, donde la curva superiorrepresenta agujeros con subdrilling (minera de metales) y elcurva inferior es agujeros sin subdrilling (explotacin de canteras de piedra calizaing).En muchas minas de metales, las configuraciones de mineral de cuerpo dictanaltura de los bancos ms pequeos para la seleccin de mineral.Curiosamente, el mismoaltura de los bancos ineficientes a menudo se utilizan para grandes superficies yvolmenes de eliminacin de desechos donde no hay mineral, y estono tiene sentido.En contraste, cuando la altura de la cara es excesiva, perforar desviacincin se produce, lo que significa una variacin en la distribucin deenerga explosiva en la parte inferior de los barrenos.En las zonasdonde los agujeros deambulan demasiado lejos el uno del otro, inade-equiparar la rotura se producir, que a menudo conduce a los bolsillos dealta (o duro) dedo del pie.Cuando barrenos vienen demasiado cerca de la cara,Flyrock excesiva y chorro de aire pueden ocurrir (Figura 7,3-10).Una buena gama de altura de la cara es de 100 a 120 veces el agujerode dimetro.El ir a extremos tales como 50 o 200 veces seciertamente resultar en problemas.El equipo de excavacinno debe dictar la altura de la cara menos control de la normatividadla altura de la cara.Carga y espaciadoPara el banco de voladura, la mayora de las ecuaciones producen resultados similaresa las directrices de la Tabla 7,3-3 para el rock en el peso especficogama dad de 2,2 a 2,8.Hay bsicamente dos gravedad especficadivisiones de explosivos a granel modernas.Estos son 0,8-0,87 paraANFO y 0,65-1,3 para emulsiones y mezclas.Como se ilustraen la Tabla 7,3-3, se utilizan dos conjuntos de reglas de la carga y de espaciadoque se traducen en un factor de polvo de aproximadamente 0,6 kg / m3.Estosson para las rocas de la "fuerza de la media" y si el nivel requeridode la fragmentacin es mediano a grueso.En el banco de voladura es una prctica aceptada que un burden-a-espaciado relacin de alrededor de 1.15 a 1.4 para las alturas de bancoms de cuatro veces la carga se deben utilizar en un estancamientopatrn Gered.La razn de esto es que las caras repetiblesse desarrollan con igual carga en ambas caras de alivio (verFigura 7,3-11).SubdrillingSubdrilling es necesario cuando la voladura de roca masiva dondeno hay plano de estratificacin horizontal adecuado para mantenergrado piso.En las rocas como el granito, subdrilling es esencialpara mantener la calidad, de lo contrario la planta se levantar.La aceptadocantidad de subdrilling es un tercio de la carga.Algunos funcionamientociones pueden variar de 0,2 a 0,5 veces la carga (Morhard etal.1987), pero una tercera parte es una buena gua.Subdrilling puedeLJJHOrdenador personalTSBB =H =J =L =PC =S =T =CargaProfundidad del agujeroSubdrillBench AlturaPolvo Columna AlturaEspaciamientoPartiendo AlturaFigura 7,3-6 nomenclatura para el diseo banco de explosin54321Relacin de aspecto de la cara, L / B00.10.20.30.40.50.60.7Factor Polvo, Kg / m3Figura 7.3-7 Efecto de la altura de la cara en el factor de polvo usando uncarga y separacin constante54321Relacin de aspecto de la cara, L / B050100150200250300Utilizacin PorcentajeUtilizacin de sondeoPerforacin obligados a mantenerFactor PolvoFigura 7,3-8 Efecto de las relaciones cara de aspecto en barrenose necesita la utilizacin y la cantidad de perforacin extra para mantenerfactor de polvo en comparacin a cuando se utiliza altura de la cara

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Explosivos y Voladuras449tambin ser calculado como de 5 a 8 veces el dimetro del agujero.Uno debe tener cuidado de que los resultados subdrilling excesivos en larompiendo del banco por debajo, lo que hace difcil la perforaciny generalmente requiere derivada extra para mantener esta explosin despusen su lugar.Adems, la energa explosiva de sub excesivaperforacin tiene a dnde ir, y no slo se pierde esta energa,sino que se crean vibraciones adicionales de tierra.Los efectos negativosde subdrilling estn mejor controlados por los agujeros de una compensacinbanco a la mitad la distancia y la mitad de la carga cuando trazarel siguiente banco.Este desplazamiento tambin agujero reduce el riesgo de perforacining en un fallaron "a tope".Subdrilling hould no debe utilizarse en horizontal camas sed-experi- que tienen bien definidos los planos de estratificacin, ya que pueden serutilizado como planos de corte en la parte inferior de la explosin para proporcionar fcilalivio y un suelo liso.En la minera del carbn cuando voladura sobrecargar, es de Crditosadecuadas para usar subdrilling negativo, donde las paradas de agujeros de perforacinpor encima del carbn para evitar la prdida de carbn y multas excesivas.PartiendoPartiendo es necesario confinar la columna de explosivos para preservarventilar energa explosiva se escape y reducir la eficacianess de la explosin.Si se expulsa la deriva antes de tiempo, no slose pierde energa costosa, sino tambin un boom snico se genera a menudojunto con Flyrock.Desafortunadamente, derivada reduce la cantidadde explosivos que se pueden colocar en el agujero, por lo tanto, la reduccin de lafactor de utilizacin del agujero.Por ejemplo, con dimetro grandebarrenos y bancos cortos, utilizacin agujero puede ser del 60% omenos, mientras que con bancos con altura normal-to-agujero de dimetroratios, la utilizacin agujero es a menudo 85% o ms.Para minimizarla longitud de un barreno que contiene derivados, derivados mate-als, deben ser cuidadosamente elegidos por su tamao y gradacin.Lael material resultante ptima tiene un dimetro de alrededor de un octavoel dimetro del agujero para pequeas y medianas agujeros de dimetro.Estees maximizar el potencial de enclavamiento y tambin para evitarpuente cuando se vierte el material en el agujero.Por ejemplo, una150 mm (6 pulg.) De agujero requerira de 19 mm (3/4-en.) derivada.Partiendo cerraduras materiales mejor cuando es "limpia" (es decir, libre demultas) en lugar de bien graduada.Las directrices para la derivada sonT =2/3B para el material derivado limpio1/8del agujerodimetroT =4/3B para los recortes de perforacinBasado en las relaciones antes mencionadas, los recortes de perforacin sonslo un medio tan eficaz como grava limpia cuando se utiliza como derivado.Es especialmente importante mantener derivada a un mnimo paraagujeros de gran dimetro, como grandes longitudes de cara en la parte superior de laexplosin puede y no tengan explosivos para fragmentar ellos, yseria de gran tamao (a veces del tamao de casas pequeas) puede ocurrir.Polvo de longitud de columnasLa longitud de la columna de polvo es simplemente la cantidad de agujero dejadosobre despus de restar la derivada.La utilizacin agujero es elporcentaje del agujero utilizado para el polvo.Utiliza- agujero normalse puede esperar que los valores cin de 80% o ms.543210Cara Altura a la carga RatioUtilizacin Hole,%0102030405060708090100Con SubdrillingSin SubdrillingFigura 7,3-9 curvas de utilizacin de Hole con y sinsubdrillingL / B = 3DerechoL / B = 5OKAYL / B = 8InaceptableFigura 7,3-10 Efecto de la desviacin de perforacin con el aumento de la caraaltura (desviacin es inaceptable con la altura excesiva banco)Tabla 7,3-3 Directrices para la carga y el espaciamiento como un mltiplo dedimetro del agujero en el banco de voladuraANFOMezclas y emulsionesMtricoEE.UU.MtricoEE.UU.Carga 25 24 (2 pies / pulg.) 30 30 (2,5 pies / pulg.)Espaciamiento 35 36 (3 pies / pulg.) 45 42 (3 pies / pulg.)BB1.400 B45 RocaCara gratuitoBlastholeBlastholeFigura 7,3-11 Vista en planta de la geometra para una carga-a-relacin de espaciamiento de 1,4 (S = 1.4B) que muestra el ngulo de desprendimiento ylas cargas para cada cara en igualdad de condiciones

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450SME Manual de Ingeniera MineraRevestimientosDecking es la separacin de la columna de explosivos en un chorreadoagujero en dos o ms partes con derivados entre ellos.El espesor del material de la cubierta debe ser 6 veces el agujerodimetro de pozos secos y 12 veces el dimetro del agujero para mojadoagujeros.Decks son utilizados por las siguientes razones: La primera razn es para llenar los huecos para que explosivo excesivano se utiliza.Huecos Incluso medianas empresas pueden dar lugar a laexcesiva concentracin de energa explosiva.Es normalpara medir el aumento de la cubierta en el orificio hasta que una normal deaumento se establece a continuacin, volver a acondicionar y continuar load-ing.En el caso de los huecos, se utiliza el mismo retardo en hoyospara cada cubierta.Tambin una costura de barro u otro punto dbil en elcolumna de rock tiene que ser cubierta a travs de evitar Flyrock. La segunda razn es la reduccin de los kilogramos por demoracuando voladura cerca de estructuras residenciales para asegurarque los lmites regulados no se exceden.En este caso, elderivada plataforma se utiliza para dividir la columna explosivaen dos cubiertas ms pequeas.Se utiliza un retardo (normalmente 25 ms)entre las cubiertas para que "Latidos" dos pequeos se proporcionanen lugar de uno grande. La tercera razn es reducir la cantidad de explosivoen el agujero.En este caso, se utilizan cubiertas de aire, donde un airevoid se coloca por encima o por debajo de la explosiva.Estees una manera de disminuir la carga explosiva sin el usoderivada de excesivo, que tiende a conducir a bloquesde tierra en la parte superior de la muckpile y de gran tamao.Factor PolvoEl factor de polvo se determina generalmente tomando la cantidadde roca a fragmentarse a grado y dividindolo por el pesode explosivos utilizados.Se puede calcular para cada agujero o paraun tiro / cartucho completo.En algunos minera, el factor de polvo esa menudo citado como el peso de explosivo por unidad de peso de la roca(kilogramos por tonelada mtrica);Sin embargo, en ciertos mercados de canteraen los Estados Unidos, el factor de polvo se cita en toneladas porlibras, pero en la construccin, el peso por unidad de explosivo en volumenume de roca se utiliza (kilogramos por metro cbico).La diferenciaentre voladura construccin y la minera es que en la construccinel volumen excavado es la cantidad de importancia, mientras que enminar el tonelaje de mineral excavado, y as sucesivamente, es motivo de preocupacin.El factor de polvo volumtrica tambin se utiliza en la minera en con-conexin con la excavacin contrato la eliminacin de residuos y desechosextraccin.Para las operaciones de superficie de minas normales, como mestreen libros, un factor de polvo de 0,6 kg / m3es una buena estimacin inicial.El peso del explosivo,W, por agujero se calcula como sigue:W=PC#CrdondePC= altura de la columna de polvoCr= Densidad de la columnaDensidad de la columna, Cr, Depende del dimetro de explosivo ydensidad explosiva y se puede encontrar utilizando de un fabricantegrfico o mediante uno de los siguientes ecuaciones:Cr= (De2#) / 1275 kg / mdondeDe= Dimetro del explosivor = densidad del explosivoAmbas ecuaciones son aproximados debido a que el dimetro de lataladro es a menudo mayor que el dimetro de la broca.Tambin,brocas desgaste considerablemente a lo largo de su vida, y no esgeneralmente posible medir el dimetro del agujero en elprofundidad de la columna de explosivo.Eleccin de PatronesUn nmero de diferentes patrones se puede elegir, incluyendocuadrado, se tambale, en escaln, y el diamante.Es normal que seutilizar un patrn escalonado en banco de voladuras, en primer lugar, porque laagujero en la fila detrs de todo volumen en la roca ms slida en lugarde un bolsillo debilitado y, en segundo lugar, porque los agujeros tienden aromperse en 45 a la cara libre, haciendo un extremo cuadrado a un bancocasi imposible (Figura 7,3-12).En algunos casos escalonadospatrones se evitan donde se utilizan orificios en ngulo.El estancamientopatrn Gered crea problemas logsticos con la perforacin dondeel operador de la perforadora se ve obligado a realinear el ngulo de la pluma en lugarde la copia de seguridad perpendicular a la cara y la perforacin poste-fre- filas con el mismo ngulo.Un patrn de cuadrados es ms apropiado para un disparo confinado,tales como sumideros utilizados para la deshidratacin de la siguiente nivel del banco.LaModelo cuadrado tambin puede ser apropiado en cortes de hundimiento cuandoel desarrollo de un nuevo nivel.En explosiones de la construccin, un cuadrado opatrn rectangular ayuda a mantener las paredes laterales rectas, espe-cialmente en los cortes de carretera.Nmero de filasEl nmero de filas depende de lo que se quiere lograr.Parapequeos disparos de produccin, una sola fila pueden ser apropiados si esfcil de mantener buenos perfiles faciales.Si es difcil de mantenerbuenos perfiles de la cara, y luego disparos de varias filas significan menos de perforaciny problemas de carga.En voladura cantera, es normal que disparar tresfilas o ms, con slo la consideracin de carga especial necesariopara la fila delantera.Disparos de varias filas tambin ofrecen una menor exposicinde los trabajadores a Highwall cadas y fracasos.Si emplea a msde tres filas, la explosin se inicia "acumulando sobre s misma," resultanteen un alto muckpile a menos que el patrn de tiempo compensaesto.De lo contrario, para compensar esto, un factor de polvo de mayorSe requiere tor.Filas excesivas sin la compensacin de unaumento del factor de polvo a menudo resultan en ruptura de regreso por excesiva,especialmente en la cresta de la banca, y un muckpile que puedeneventualmente ser mayor que la altura original cara.Tomando elnmero de filas en el extremo, uno tiene un tiro trinchera, querequiere un factor de polvo de al menos 1,2 kg / m3para el xitofragmentacin y digability razonable.RetrasosHay dos tipos principales de retraso en un patrn de explosin.Estos sonel agujero a agujero (tambin conocido como "inter-hole") y el retrasofila a fila (o "inter-fila") demora.El agujero a agujero ptima45 45 Cara gratuitoOpen EndFigura 7,3-12 patrn escalonado (tres filas con seis agujerospor fila)

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Explosivos y Voladuras451retardo para fragmentacin ha sido determinado por un nmerode diferentes investigadores, incluyendo el US Bureau of Mines(Stagg y Nutting 1987).El consenso general es que laretraso es de 3 ms / m de carga.Sin embargo, la fragmentacin mximono siempre se desea.En algunos casos, a un tiro mxima es deimportancia primaria, como en la explosin de fundicin (por ejemplo, la exploracinfundicin sive de sobrecargar desde arriba una veta de carbn).El efecto de retardo hoyos a agujero en la fragmentacin esse muestra en la Figura 7,3 a 13, donde la fragmentacin se expresa comola relacin de la mediana de tamao de los fragmentos (K50) para el cero demora aque para una mayor retraso entre agujeros.Los datos se com-combinado de cinco fuentes diferentes.Como se muestra en la Figura 7,3-13,fragmentacin mejora hasta un retardo de aproximadamente3 ms / m de carga y luego empeora gradualmente.Cuando la utilizacin de retrasos, la exactitud del tiempo de retardo es tambinimportante.Como se muestra en la Figura 7,3-14, retardar el tiempo con con-detonadores convencionales est sujeto a la dispersin, y la detonacin exactalos tiempos de retraso la tienen ms probabilidades de ser alcanzado cuando se utilizadetonadores electrnicos.Debido al potencial para la inexactituden el tiempo detonador, se recomienda utilizar un intervalo de retardodentro de una fila ms grande que el 3 ms / m ptima.Gran retrasointervalos entre agujeros resultan en la fragmentacin reducida.Tampoco se recomienda retraso insuficiente entre agujerosy por lo general resulta en un tiro excesivo (Figura 7,3-15),aumento de volver descanso / dao de la pared, y fragmentacin inadecuadatacin.El despido de agujeros vecinos juntos resulta endivisin de la roca entre ellos y la propulsin prematurasin de la roca masiva hacia adelante, lo que resulta en mala fragmentacintacin.En voladura, es normal utilizar una carga espaciamiento-to-(S / B) relacin de 1,15: 1 a 1,4: 1, lo que significa que los retrasos sonuna necesidad para la fragmentacin, pero una penalizacin en la fundicin explosindonde la carga y el espacio a menudo se invierten para conseguir menosfragmentacin pero ms el tiro.El efecto de divisin se muestraen la Figura 7,3-16.La dramtica prdida de la fragmentacin antes de que el "dulcelugar : la energa excedente, que se consume en lanzamiento, comose muestra en la Figura 7,3-15.El retraso de entre las filas para proporcionar una buena circulacin yla fragmentacin es un mnimo de 3 ms / m de carga.Como elnmero de filas aumentar a ms de tres, este valor debeser aumentado para proporcionar un buen movimiento y reducir de nuevoromper."Splatter volver" Con frecuencia significativa (Back-roca lanzadabarrio en el banco) es un signo de retraso insuficiente entrefilas o distancia excesiva carga.Aplicacin de Fundamentos de Diseo explosiva a metroVoladuraVoladura Underground utiliza los mismos principios que la superficiebanco de voladura, excepto que con la explosin bajo tierra allmenos espacio, y por lo tanto de gran tamao no se puede manejar tan fcilmente.Por lo tanto, con subterrneo de voladura es comn utilizarduplicar el factor de polvo fino para asegurar la rotura.Modernovoladura subterrnea se puede separar en cuatro tipos: de cabezaIngs, Stopes largo agujero, explosiones masivas y recuperacin pilar.EncabezamientosVoladura rbrica se utiliza para tneles, derivas de desarrollo, socavones,y la sala y pilar (R & P) de la minera.Voladura rbrica no tienecara libre paralelo a los barrenos;Por lo tanto, debe crearuno.Esto se realiza mediante la separacin de la explosin en dos partes: el cortey la explosin principal.El corte est diseado para proporcionar una cara libreperpendicular a la cara para proporcionar un alivio para el resto de laexplosin (banco de granallado con agujeros horizontales).Estos primeros hoyoscolectivamente llamado el "corte", de los cuales hay la siguienteing tres tipos principales utilizados en la voladura subterrnea moderna:el corte quemadura, el corte en V, y el corte del ventilador (a menudo llamado rozaing).Estos tres tipos de cortes se ilustran en las Figuras 7,3-17a travs de 7,3 a 19, respectivamente.En el corte de grabacin (Figura 7,3-17), orificios abiertos sin cargaque a menudo son de mayor dimetro que los barrenos son regularesutilizado para proporcionar un alivio para los agujeros cargados.Para fragmento adecuadomentacin, roca se debe permitir a hincharse hasta un 50% en volu-ume.Para que esto ocurra, la distancia de centro a centro entrelos agujeros cargados y de socorro deben ser del orden de 1,5 vecesel dimetro del orificio de alivio.Cuando la roca quebrada tienehinchado, que es impulsado desde el agujero agrandado resultante por elexplosin de los gases, la creacin de una cara libre.Como agujeros sucesivos incendios, la"Cara libre" se agranda y mayores separadores puede emplearutilizando los mismos criterios de diseo.Esto contina hasta que el deseadose alcanza la carga.Debido a que el mismo tamao de corte quemadura se utiliza para50403020100Inter-Fila Delay, ms / m de cargaFragmentacin, K50 cero retardo (instantneo) / delay K5001234BergmanWinzerMailingMecirOzbayFuente: Beca 1990.Figura 7,3-13 Efecto de retardo hoyos a agujero en la fragmentacin50403020100Inter-Fila Delay, ms / m de cargaFragmentacin, K50 cero retardo (instantneo) / delay K5001234ElectrnicoConvencional ConservadorConvencional TericaIncluyendo Cap ScatterFuente: Adaptado de Subvencin 1990.Figura 7,3-14 Efecto de imprecisiones de sincronizacin en la fragmentacin,destacando la necesidad de mayores retrasos utilizando convencionalsistemas de iniciacin

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452SME Manual de Ingeniera Mineraun tnel de pequeo dimetro o una gran partida R & P, el polvofactor que disminuye de alrededor de 6 kg / m3por una pequea partida para1,2 kg / m3para un gran ttulo.Debido rondas quemaduras utilizan leloagujeros perforados LEL directamente a la cara, que pueden ser utilizados en cualquierrostro ancho.V-cortes (Figura 7,3-18) utilizan agujeros en ngulo y slo pueden serutilizado en las partidas cuya anchura es de cuatro o ms veces la profundidad dehalar.V-cortes tradicionales no funcionan bien con exploracin modernasivos porque los fondos de V-agujeros vienen juntos.Entales casos, las dinamitas tienden a detonar con simpata, yemulsiones y ANFO puede pulsar fcilmente muerto.Un agente de voladurase presiona muerto cuando se comprime / aplastado suficiente para co-caducar una cantidad suficiente de huecos, perdiendo as la sensibilidad ylo que resulta en un fracaso para disparar.Para superar esto, los fondos delas V-agujeros suelen ser espaciados de 0.3 a 0.4 m.Cuando se usaV-cortes, es comn encontrar una gran cua de roca bien delantedel muckpile cuando vuelva a entrar el ttulo despus de la voladura.Aevitar esto, se han utilizado "mini" V-cortes, pero estos son muyun desperdicio y que pueden ser reemplazados por Buster menos costosaagujeros, que pueden ser despedidos antes o despus de la V.Cortes ventilador (Figura 7,3-19) tienen por alguna razn pierde poblacinlaridad.Esto es probablemente debido a que su tasa de avance es menor oporque son ms complicados para perforar.Debido quemaduracortes terminan con considerables multas, se utilizan normalmenteen la minera de metales, mientras que en las canteras subterrneas es normalpara V-cortes a utilizarse porque las multas son por lo general una prdida deoperaciones de piedra triturada.Una medida de la eficacia de una explosinness es la longitud de las tomas de agujero que queda despus de la explosin, sealnifying una reduccin de la traccin mxima.En la mayora de los casos no esposible eliminar totalmente tomas porque esta es la mismafenmeno conocido como subdrill en banco de superficie voladura, yuna longitud mxima socket de un tercio de la carga puede por lose espera que un primer plano.Long-Hole Stope ExplosionesLarga hoyos stope voladura se utiliza en estrecha para amplia verticalesy cuerpos de mineral subverticales.Se ha sustituido la mayor parte del cortotcnicas de mano, y se ha hecho posible por el desarrollorrollo en la dcada de 1970 del equipo que puede perforar largo, rectoagujeros.Se utiliza para lograr una alta productividad, pero sin la806040200Inter-Fila perodo de retardo, msVelocity,m / s0102030La sola filaFila TripleFuente: Beca 1990.Figura 7,3-15 Efecto de retardo hoyos a agujero en velocidad frontalCara gratuitoRocaDivisinAlcance de la RadialZona de FracturaFigura 7,3-16 Efecto de agujeros simultneamente dispar a dividir enRelaciones S / B de menos de 2: 1 (zonas de fractura se unen y proporcionanuna divisin antes de la fractura alcanza la cara libre)Figura 7,3-17 Ejemplo de un corte quemadura (vista de rock).Luz-gris agujeros (grandes) son agujeros vacos y gris oscuro (ms pequeas)se cargan.Figura 7,3-18 Ejemplo de "caza-V-cortar con un centroagujero "(A vista de rock).Esta "V" est diseado para los modernosexplosivo a granel, y las espaldas de los agujeros son deliberadamenteseparados para evitar muertos apremiante.

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Explosivos y Voladuras453asociado costes de desarrollo y es bsicamente una forma de entenderbanco de suelo de voladura.Sin embargo, se basa en que tiene una cara libre dea la explosin en, que normalmente es proporcionada por un aumento que ha sidopreviamente perforado entre los niveles.Estos aumentos, a su vez, se basanen la perforacin de largo agujero, por lo general desde el nivel superior y el usode agujeros de alivio mltiples o retiro crter vertical (VCR).Latcnica de VCR comenz a mediados de la dcada de 1970 (Lang 1977).Lauso de agujeros de gran dimetro y martillos de fondo de agujero ahoraasegura precisin a largo agujero.Las explosiones de masasExplosiones de masas son grandes explosiones que podran tomar meses para perforary semanas para cargar y que proporcionan la produccin de hasta unun ao.Requieren volumen para la expansin, y el desarrolloderivas no suelen proporcionar esto.A menudo se utilizan en los mayoresoperaciones Stoping subnivel en los yacimientos masivos, en su granYa existen aberturas y un alto porcentaje de mineral valiosodepsito permanece en pilares horizontal y vertical entre elrebajes.Voladura se logra a menudo a travs de la perforaciny la colocacin de explosivos en los anillos de agujeros largos ubicados enderivas de desarrollo excavados por el centro de pilares, como sese muestra en la Figura 7,3-20.Un factor importante en el diseo es la distribucin adecuadade explosivos.En un anillo tpica, los agujeros estn diseados para seren el espacio apropiado en su mayor medida.Sin embargo,en el tnel de desarrollo de los agujeros son bastante prximos entre s.En consecuencia, muchos agujeros a menudo no se carguen junto su plenalongitud, como se muestra en la Figura 7,3-21.Adems, hay generalmente un nmero limitado de retrasosdisponible cuando se utilizan sistemas tradicionales de iniciacin.A causa deesta, anillos enteros son usualmente dispararon en un retraso.Para limitar divididaTing entre los agujeros, lo que resulta en una disminucin de la fragmentacin, laextremos de los agujeros suelen ser diseados de tal manera que la separacines al menos el doble de la carga mientras que el factor de polvo necesariatodava se mantiene.En explosiones masivas de la produccin de chorro de aire es tambin maestrasive.Como resultado, se requiere la temporizacin secuencial totalmente activado,de lo contrario cordn detonante puede ser desgarrada y en gran escalapueden producirse fallos de encendido.En los ltimos aos, ha habido rcord de tamaoexplosiones masivas hechas posible mediante el uso de detonacin electrnicasistemas Nator que superan muchos de los inconvenientes salidasforrado previamente.Recuperacin PilarPara muchas tcnicas de minera, una proporcin significativa de lalos recursos se quedan al final de la vida de la mina, sobre todo enzonas de alto grado.En la minera y R P, a menudo es posiblerecuperar pilares, aunque las grandes luces resultantes de unsup-techo portado puede ser demasiado peligroso permitir.A menudo, cementadollenado pueda ser utilizado para proporcionar pilares artificiales o empernado cableutilizado para proporcionar soporte del techo.Como se sacan pilares, el estrsse producen redistribuciones, haciendo pilares vecinos potencialmenteinestable para la perforacin.Como tal, se requiere escalado pilar, ypilares deben perforar al menos dos pilares lejos de cualquierpilar-extrado rea.Pilares son mejor perforados desde el lado fur-thest de la extraccin (es decir, desde el lado del suelo apoyadoy menos estrs).Agujeros horizontal de combustin en filas paralelas a lalados verticales de la columna proporcionan la mejor fragmentacin.Lasecuencia de iniciacin es ms eficiente desde un lado al otro.Carga por control remoto es el mtodo preferido de removibleing las reservas rotos.En voladura masa y la eliminacin pilar, se pueden requerir agujerospara ser cargado durante un tiempo considerable antes de que seanDevastadas.Es, por lo tanto, es importante que el explosivo seleccionadoser tanto realizar despus de ser cargado por el tiempo requerido ysea compatible con el mineral (algunos cuerpos de sulfuro son reactivos,requiriendo explosivo especial).BBBBFigura 7,3-19 Ejemplo de un corte en abanico / muestra oscilacin redondode agujeros (A vista de rock).Los fondos de los agujeros estn en unacarga constante entre hileras.76-mm nguloAgujeros90-mmnguloAgujeros165-mmnguloAgujerosFuente: Irvine 1982.Figura 7,3-20 diseo explosin Misa desarrollo ilustrandoderivas en pilares, patrones de perforacin parciales, y el uso derebajes abandonados para oleaje

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454SME Manual de Ingeniera MineraSistemas de suministro de modernos subterrneo comprenden bombeadossistemas de emulsin y ANFO soplado.Bombas de alto cizallamientopueden ser utilizados para garantizar que las emulsiones se pueden alojar en los agujeros verticales.Sistemas de emulsin Repump (como se muestra en la Figura 7,3-22) permitirpara la carga rpida de explosivos a granel de alta energa, haceruso ptimo de perforacin caro, y el resultado en una significativareduccin en el nmero de agujeros requeridos.Este tipo de sistemaahora es ampliamente utilizado en las minas subterrneas.Errores comunesHay cuatro conceptos errneos comunes acerca de la voladura.Laprimera idea falsa es "alta gas" frente a "alta-shock" exploracinsivos.Este concepto da la impresin de que algunos explosivosson todo el gas y algunos son todos shock.En todo exploracin comercialsivos, la fraccin de energa liberada en forma de choque esbajo en comparacin con la energa de gas.As, explosivos de alta de gasdebera llamarse "explosivos de gas superior a la media".EnAdems, los barrenos tienen un volumen fijo, por lo que la mayor parte (volumen)la fuerza de un explosivo se puede utilizar en lugar de su pesofuerza.Por ejemplo, a pesar de que la emulsin contiene 15%a 22% de agua, que es inerte, un agujero lleno de emulsintener una presin de gas superior a uno lleno de ANFO porquede la significativamente mayor densidad de la emulsin.El segundo error es que no hay que poner undetonador en un agujero.El supuesto es que una corte podracomo resultado, dejando a un detonador no iniciados en un montaje de imprimacinen el agujero, que luego podra ser imputado durante la excavacin.Estos casos eran comunes cuando los detonadores eran ini-tialed por un fusible de seguridad de combustin lenta, pero estas ocurrenciasson poco frecuentes cuando la voladura con detonadores elctricos de perodo corto odetonadores electrnicos.Con este tipo de sistemas de iniciacin, la probabilidadblema de los puntos de corte es causada por no usar un cir- plenamente activadocuit (donde todos los detonadores se activan antes de la primeradetone hoyos).Voladura circuitos que no estn plenamente activadosgeneralmente son causadas por una combinacin de diseo explosin malo ydemasiado grandes explosiones.El tercer concepto errneo es que todos los agujeros tienen que ser duplicable cebados y que la imprimacin superior tiene que estar en un mayorretardo (Figura 7,3-23).Los agujeros son generalmente doble imprimacin para lasiguientes razones: el agujero es inusualmente largo, la lnea descendentepueden daarse durante la operacin de derivados, deslizamiento de rocaLa pgina se espera que a lo largo de los planos de estratificacin ya lo largo de ngulo bajodiscontinuidades, y hay una gran inversin en cada agujero(El detonador y el cartucho explosivo adicional representa una muyinversin marginal en comparacin con el coste de un agujero cargado).La industria minera ha asumido tradicionalmente que un barrenotiene que ser iniciado desde abajo no es as.Sin embargo, siun desplazamiento de roca de corte se produce, el dedo del pie va a ser difcil de excavar.Por lo tanto, para el cebado sola, la iniciacin en la parte inferior de laagujero es la prctica comn.En la iniciacin parte superior e inferior, lasuperior detonador rara vez se pone en la parte superior de la columna, peroms bien a una distancia desde la parte superior.Poner la imprimacin de copia de seguridaden un retardo de ms de 25 ms ms larga que la parte inferior de imprimacinaumenta la probabilidad de agujeros disparar fuera de orden con toda laproblemas asociados.El cuarto error es que en la minera a gran escalacon una pala, la altura de la cara est limitada por la longitud de lapegar en la pala.Este es un error- muy simple y fcilse cava la muckpile resultante de la explosin y no el rostro.Por lo tanto, es la altura de la muckpile que no debe excederla altura de la varilla.La altura de la muckpile no es necesaria-Ily la altura de la cara.Por ejemplo, en la cantera de voladura, laaltura de la muckpile es a menudo slo un tercio de la altura de la carapara los bancos superiores con un nmero limitado de filas.Mina de funcionamientodores a menudo argumentan que cuando se carga con palas, la pila de explosinnecesita ser concentrado en lugar de hacia fuera, como palasno son tan mviles como cargadores frontales.Sin embargo, con adecuadadiseo de rfaga, las alturas de la cara se pueden doblar, incluso triplicado, mientras quemanteniendo la misma altura muckpile.En gran escalalas operaciones, la tendencia en los ltimos aos ha sido hacia la perforacinorificios de mayor dimetro, debido a que son ms econmicos;Sin embargo, las alturas de la cara no se han incrementado en consecuencia, resultanteing en reducidas proporciones cara altura-a-carga y los rostros ms rgidos,lo que resulta en la fragmentacin ms pobre.Adems, debido a laSSSSSSSSFigura 7,3-21 Carga de agujeros en un ventilador para proporcionar una msla distribucin uniforme del polvo.La separacin mxima entre loscargos que no se excede en todo el anillo.Cortesa de arcilla McNail, Doe Run Company.Figura 7,3-22 Un moderno sistema de emulsin repump (DynoMinero sistema de carga subterrnea explosivo de DynoNobel) situado en una plataforma de carga Getman

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Explosivos y Voladuras455alturas cara no han aumentado proporcionalmente para perforar troeter, utilizacin agujero ha disminuido hasta en un 30%.Estesignifica significativamente mayor cantidad de la perforacin para hacer el trabajo.En el ejemplo mostrado en la Figura 7,3 a 24, el aumento de lacara altura-peso relacin de 2 a 4 resultados en un pocomuckpile inferiores, la perforacin se reduce en un 23% (13% debido areducida tomas de agujero y 10% debido a un barreno ampliadoespaciamiento para mantener el factor de polvo), y la proporcin depolvo por encima del nivel se incrementa de 65% a 82,5%.Ingenieros de minas a menudo accidentalmente terminan con "lacola que mueve al perro "si no son cuidadosos.La can- ingenieroNo deje que uno de los factores gobiernan el diseo, como la economa y la produccinposteriormente sufrirn.EL COSTO DE realicen explosionesDesafortunadamente, muchos operadores consideran que el ptimocosto de la voladura es el ms bajo que se pueden salir con.Sin embargo, con chorro no es una operacin independiente o autnomocin;que afecta a muchas otras operaciones posteriores, como laexcavacin y transporte de mercancas, as como, ms importante, aplastando /molienda y manipulacin de gran tamao.Trituracin y molienda puede ser uncuello de botella para muchas operaciones, y normalmente estas partes de laoperacin cuesta mucho ms por tonelada de roca de perforacin y voladura.La reduccin de los costos de voladura puede dar lugar fcilmente a fragmentacin reducidatacin, lo que hace de trituracin y molienda ms lento.Por el contrario,el aumento de la inversin en chorro aumentando el polvofactor de generalmente resulta en un aumento de la fragmentacin.Estenormalmente se traducir en un aumento en el rendimiento.Obviamente,este es un tema complejo, y porque muchas minas y trimestreRies estn configurados de manera diferente, con diferentes necesidades y objetivativas, el anlisis de sitio especfico es necesario.La voladura ms bajoel costo no puede (y por lo general no lo hace) equiparar con los ms bajoscosto minera global.Cada vez ms empresas se estn volviendointeresados en estudios de la mina hasta la planta de los costos, en los que es necesariomaterial de pista critic el uso de diferentes diseos y representancostos en todas las etapas.Tabla 7,3-4 muestra los costos que deben ser consideradosen el anlisis de una operacin de voladura.La tabla proporciona unapunto de partida para la recopilacin de informacin de costos en los costos de voladuray se puede utilizar para asignar un costo estimado para cada celda dela tabla.Por ejemplo, el costo explosivo puede estimarse en unbase por hoyos mediante el uso de las ecuaciones de diseo dados anteriormente.Despus de que se estableci el peso de explosivo por hoyo, explosinsive costo se calcula utilizando el precio por kilogramo obtenidode un fabricante.Los ingenieros deben buscar citas defabricantes al estimar los costos de explosivos, lo que puedevariar mucho dependiendo de la cantidad comprada, dis- envodistancias, y la proximidad a los fabricantes.Cuando una masa crticade se recogen los datos, las tendencias deben ser evidente y optimizacinanlisis zacin puede comenzar.Los costos directos son casi directamente proporcional al polvofactor.Como en la voladura, uno trata con agujeros cargado y lanica va realista para aumentar el factor de polvo sin cambiarlos explosivos es el uso de agujeros ms cargados.En muchas explotacin de canterasoperaciones ing, multas representan un material de desecho que no sloresultados en ingresos perdidos, pero tambin da lugar a la manipulacin de los residuos costosocostes.Lo contrario se aplica en algunos tipos de minera metlicaoperaciones de las que se utilizan fcilmente multas.En ambos extremos, elproduccin de multas tiene que ser equilibrado con el de gran tamao.Despus de la informacin bsica y completa se recoge con-cerning una operacin de voladura, el anlisis puede llevarse a cabo paraPermitira adoptar decisiones con conocimiento de causa sobre cuestiones como productoseleccin.Seleccin explosiva es una tarea importante que requiereexamen a fondo.Un viejo axioma predomina: "si los costos de perforacin son bajos,a continuacin, utilizar ANFO, pero si los costos de perforacin son altos, entonces utilice emulsinsin para un mejor aprovechamiento del agujero con la emulsin densa ".Sin embargo, con la introduccin de las mezclas, emulsiones sustitucines una mejor alternativa costo en pozos secos de 100 mm (4 pulg.) ende dimetro o ms.En muchas situaciones, la nica razn para noutilizar mezclas es su resistencia al agua limitada o agujero mnimorequisitos de dimetro (ver datos tcnicos de los fabricanteshojas).Los costos de las decisiones operativas relativas chorreadocin debe ser evaluado a fondo.Por ejemplo, emulsionespuede proporcionar un producto de mayor densidad de perforacin es donde menosrequerido.Sin embargo, en la mayora de los tipos de roca, el factor ms alto en polvoser necesario para compensar el agua en emulsiones yla distribucin de energa ms pobre inherente a estos Pat- ampliadocharranes.Un simple anlisis puede determinar el punto de equilibriodonde un cierto porcentaje de agujeros mojados puede ser ms rentablecargado con eficacia usando ANFO, una emulsin, o una mezcla.La importancia de la economa de voladura es mejor ilus-tradas mediante ejemplos, a pesar de que los costos varan con el tiempo yubicacin.Los ejemplos siguientes utilizan los costos tpicos para el341 ms 344 ms347 ms350 ms353 ms356 ms 359 msDoble Sendero StandardDesviacin (Terica)Normal estndarDesviacin (Muestra)Cortesa de Alfrez Bickford.Figura 7,3-23 Efecto de la doble tapado en desviaciones estndarretrasos detonadores no elctricos10 m20 m5 m3,5 m3,5 m3,5 m3,5 mGradoGradoMuckpileMuckpile5 mFigura 7,3-24 Ejemplo de una mayor eficiencia de la duplicacinaltura de la cara y reducir a la mitad el nmero de filas

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456SME Manual de Ingeniera MineraMedio Oeste de Estados Unidos en 2006. Los costos fueron proporcionados porun contratista de perforacin y voladura.En los ejemplos, los agujeros 100 mmse perforan en un 12-m-banco alto en piedra caliza.Los costes deexplosivos a granel entregados y cargados en el agujero es de $ 0.68 / kgpara ANFO y $ 1,06 / kg para emulsin gasificado.Los costos de $ 4.50por hoyo para los iniciadores y $ 3.00 por orificio para propulsores del elencoTambin estn presupuestados.El costo de la perforacin contrato es de $ 6.23 / m.Costos comparativos se estiman para el tonelaje que haraser producido a partir de la explosin de 100 hoyos usando ANFO.La ton-rocanage y el factor de polvo se mantienen constantes para ambas explosiones.Lanmero de agujeros en los tiros de emulsin y mezcla se reducenen consecuencia para lograr este objetivo.El costo de la perforacin afecta a la economa de un patrn seco,como se muestra en la Figura 7,3-25.Por el costo de la perforacin en $ 6.23 / m,el costo total tiro es slo un 3% menor para ANFO en 13.172 dlaresen comparacin con emulsin a $ 13,563.Este pequeo diferencialdisminuye a cero los costos de perforacin aumentan a $ 7.45 / m, enque sealan el costo de usar ANFO o emulsin gaseados esla misma en 14.650 dlares.Como los costos de perforacin superior a $ 7.45 / m, emulsinsin es ms barato en una base por-shot, pero el margen de diferenciacia en este rango de costos de perforacin no es muy grande.Si un 70/30Mezcla ANFO / emulsin se utiliza en su lugar, entonces el costo harase reduzca a menos de US $ 12.000, lo que le dara un excesotodos los ahorros en los costos de casi el 11% ms de ANFO.A 70/30 ANFO /mezcla de la emulsin no es suficientemente impermeable para ser cargado enagujeros mojados.Los costos de perforacin deben ser menos de $ 2.26 / m antes deANFO se vuelve ms econmico que una mezcla 70/30.El ejemplo anterior muestra el efecto de la perforacinlos costos en funcin de cada disparo para pozos secos.Anlisis adicionalse requiere para determinar la economa de encontrarse en hmedoagujeros.En algunas tomas, el porcentaje de agujeros puede ser mientras est hmedootros son seco.Asimismo, en algunas minas, algunas tomas puedeser totalmente seco y otros totalmente mojado.En estas situaciones,Es una prctica comn para perforar un patrn de ANFO y luego tratarcon orificios hmedos, ya que se encuentran por la carga de un aguaproducto resistente (y por tanto ms caro).Agujeros en Seco no puedeser cargado con ANFO y por lo general requieren de emulsin a granel o,ms comnmente hoy en da, un porcentaje de mezcla de alta emulsin.Esteaumenta el costo de dos maneras: en primer lugar, una exploracin ms carosiva se utiliza, y en segundo lugar, debido a la mayor densidad, msse requiere peso explosivos en el agujero para traer la columnahasta el nivel correcto.Figura 7,3-26 ilustra grficamente el efecto en el precio detener que usar emulsin en orificios hmedos en un patrn diseado paraANFO.La lnea continua representa el costo de un tiro diseadopara emulsin.El costo es constante para suelo seco o en hmedo.Lalnea discontinua representa el costo de encontrar agujeros mojados enun patrn diseado para ANFO.A medida que el porcentaje de agujeros mojadosaumenta, los aumentos de los costos debido a que la emulsin ms caroproducto sin es necesario para los agujeros mojados.Como puede verse, lacosto de carga emulsin en un patrn completamente mojado que eradrill-diseado para ANFO representa un aumento dramtico en el costo(Lnea discontinua).El ejemplo tambin ilustra que si slo el 10% delos orificios estn hmedos, es ms econmico utilizar emulsin con unapatrn de perforacin diseado para emulsin.La conclusin es que unMezcla de emulsiones 70/30 ANFO se utiliza para sustituir la emulsin (enel patrn de expansin / hmedo agujero, lnea continua), donde los pozos secos sonencontrado.En este caso, se utiliza el mismo peso de explosivoen cada agujero como las densidades de mezcla y emulsin son muysimilar y el patrn es ya un "patrn hmeda" (es decir, se expandipatrn adecuado para la emulsin).Es claramente evidente que el costede la utilizacin de una mezcla (lnea inferior) como el explosivo lnea de base es muchoms atractiva que la que el uso de ANFO, y es ms barato queusando slo emulsin.Esta es la razn por contina el uso de mezclasa aumentar.Otro factor econmico importante es el tamao de taladroapropiado para una operacin.Esta es una pregunta simple que puedea veces producir una respuesta bastante complejo debido a problemastales como la proximidad de los vecinos y los lmites de vibracin del suelosu.Incluso sin tener en cuenta estas cuestiones, todo el equipo en unmina, debe corresponder en la productividad para que nadie pieza essobreexplotada (proporcionando as un poco de holgura para la expansin ypara cubrir los problemas de produccin) o severamente subutilizada.Paraejemplo, un moderno hidrulico de 100 mm de dimetro plataforma de perforacin escapaz de proporcionar ms de 2 millones de toneladas de produccin por ao,y una plataforma de perforacin de 150 mm de dimetro puede proporcionar de 5 a 6 millones de toneladas / ao encaliza.Obviamente, la compra de un taladro de 150 mm para un 0,75 Mt / aocantera dar lugar a la subutilizacin severa de los equipos,y una plataforma de perforacin de 89 mm de dimetro tendra ms sentido.Adems, no se esperara que esta cantera tener una muygran trituradora primaria, por lo que los problemas de gran tamao podra serse esperaba con el tamao del patrn y el consiguiente menosdistribucin de energa uniforme de un equipo de perforacin de 150 mm de dimetro.Servicio Shot ofrece muchas ventajas econmicas, no sloen el costo directo de la voladura, pero tambin, debido a que estos com-empresas se especializan en la voladura, que tienen un nivel mucho ms alto deespecializacin.Voladura de Contratistas, que a menudo proporcionan su propiavibracin de monitoreo de equipos y seguros, por lo general puedereducir los problemas de voladura, mejorar la fragmentacin y la paredcondiciones, y reducir o eliminar explosivos almacenamiento in situ.Depender de empresas con experiencia en chorro permite lagestin de pequeas empresas a concentrarse en otros artculosespecficos de su operacin minera.DESCRIPCIN Y CONTROL DE EFECTOS BLASTEl uso de explosivos en la minera crea varios efectos quepuede ser perjudicial para la operacin si no son adecuadamentecontrolado a travs del diseo y la aplicacin adecuada.La mayor operacinlas tienen que ver con el control de Flyrock, planta vibracionesciones, chorro de aire, sobre excavacin, y as sucesivamente.En esta seccin se ofrecealguna solucin de problemas bsicos de los efectos de la explosin mencionada ymuestra las conexiones entre los elementos de diseo y respectivaefectos de la explosin tivas.Tabla 7,3-4 Resumen de los costes reales de voladuraLos costos de perforacin de pozosCargando CostosExplosivosCostosCostos IndirectosAmortizacino arrendamiento deequipo de perforacinCombustibleOperadorLubricacinMantenimientoAceros de perforacinLas brocasLa deshidratacinAccesoriosPartiendomaterialesTransporteCargandoequipoMantenimientoTrabajoExplosivosBoostersSistema de iniciacinProductopotenciadores(Derivada tapones,aditivos, etc.)Borrado de la explosinrea de prdida deproduccinEstabilizacin ylimpiarCumplimiento,litigios yseguroAlmacenamiento de explosivosInventario de piezasPerforacin yfragmentacinvaloracinPermisosDocumentacin

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Explosivos y Voladuras457Mediante el uso de un diseo adecuado explosin, la energa en un explosivoproducto se aprovecha para producir el resultado deseado.Mineraoperaciones por lo general desean utilizar la mayor parte de la energa pararomper roca y moverlo, as fragmentando en trozos detamao manejable.El escenario ptimo es reducir al mnimo laenerga explosiva que se convierte en explosin indeseableefectos y aumentar al mximo el uso de la energa que proporcione alla fragmentacin y el movimiento deseado.Flyrock es un problema importante que ha plagado a la mineraing industria desde el inicio del chorro como un mtodo paraexcavacin.La definicin de Flyrock es "cualquier roca de una explosinque va en los que no est destinado a ir "Varios reguladora.agencias han desarrollado sus propias definiciones especficas para permisos de vueloel rock para la proteccin de los residentes.Por ejemplo, KentuckyKRS 351.330 regulacin de los estados que "las rocas que vuelan no estarndejado caer mayor que la mitad de la distancia entre elexplosin y una casa de vivienda, edificios pblicos, escuelas, iglesias,comercial, o la creacin de instituciones ... "(Kentucky RevisedEstatutos de 2009).La mayora de lesiones que causan voladura accidentalabolladuras han sido causados por Flyrock que se produjo cuando eldesintegrador dispar intencionalmente el tiro.En contraste, seramuy difcil encontrar casos de personas que resultaron heridas por0.250.500.751.001.251.501.75Costo de Perforacin, $ / ftCosto en un PerBase-shot,$2.002.252.502.753.003.25700080009000100001100012000130001400015000160001700018000Modelo 100-Agujero ANFOTonelaje equivalente Shot EmulsinTonelaje equivalente Shot BlendFigura 7,3-25 Efecto de los costos de perforacin en la seleccin econmica de ANFO frente emulsin y mezcla0102030405060708090100Porcentaje de agujeros mojados Cargado con Emulsin,%Costo en un PerBase-shot,$110001200013000140001500016000170001800019000100-Agujero Patrn ANFO con Porcentaje deAgujeros en Seco y cargados con EmulsinEmulsin tonelaje equivalente Tiro con similaresFactor Polvo y cargado de EmulsinMezcla tonelaje equivalente Tiro con Porcentajede orificios hmedos y cargados con EmulsinFigura 7,3-26 Anlisis econmico para el uso de una mezcla 70/30 en un patrn expandido utilizandoemulsin para orificios hmedos

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458SME Manual de Ingeniera Mineralas vibraciones del suelo o chorro de aire desde explosivo comercial.Paraesta razn, Flyrock sigue siendo un foco de diseo seguro.Hayvarias fuentes potenciales de Flyrock.En la mayora de los casos, es Flyrockgenerado a partir de puntos especficos en una explosin cuando la carga esinsuficientes.Las razones para estos hechos incluyen insufi-ciente derivado, pobre de perforacin, las irregularidades en la cara, y unalta densidad de carga causada por la carga a travs de los huecos.En los casosdonde Flyrock debe ser bien controlada, la prctica de la perforacinagujeros adyacentes a muckpileantes deque se excava debe serevitar en la reduccin del control de carga agujero cara puede y tieneproducido faceburst e incidentes Flyrock largo alcance.Otroexisten casos donde una carga de diseo satisfactorio convierte cienteciente.Por ejemplo, las costuras de barro o arcilla costuras y cargaexplosivos a travs de estas uniones es una causa potencial de Flyrock.La identificacin de las costuras de barro y huecos es mucho ms fcil durante elciclo de taladrado, y estos hechos deben ser comunicados ala pistola tiro por el perforador.Perforacin exacta y el registro de los registros de perforacin es imperativotiva a eliminar Flyrock.De hecho, la mala perforacin o pobre perforadorcomunicacin suelen ser los culpables de la mayora de laefectos de la explosin.Las herramientas modernas, como la cara y el agujero y perfiladoresautomatizacin de perforacin, se puede utilizar eficazmente para asegurar consistentey la carga adecuada, pero nada puede sustituir a una adecuadacapacitado y experimentado perforador.Los operadores generalmente quieren minimizar desmonte excesivo.En superficieoperaciones de cara, sobre excavacin / ruptura de regreso pueden crear inestablecondiciones Highwall.De la misma manera sobre excavacin / fracturar a labanco a continuacin puede causar problemas cuando se perfora y la preparacin debancos inferiores.Sobreexcavacin en operaciones subterrneas puede llevara condiciones inestables y ms extensa y / o ms com-programas de control de techo complicados.Sobreexcavacin en banco de voladurapor lo general es causada ya sea demasiado polvo en la ltima fila,despido de explosiones ahogadas / buffer o de otra manera overconfinedjunto a las paredes, o por temporizacin de retardo insuficiente.En metrooperaciones, desmonte excesivo ocurre generalmente de agujeros sobrecargadosdemasiado cerca del permetro de la abertura prevista.Un nmerode permetro de chorro de tcnicas puede reducir la cantidad dedesmonte excesivo a un nivel aceptable.En las operaciones de superficie, laaplicacin de chorro de precorte se utiliza comnmente para generarcondiciones Highwall estables.Otras tcnicas comunes incluyenperforacin lnea, con chorro de buffer, y muros suave.El conceptoes similar para cada tcnica y generalmente involucra estrechamenteagujeros espaciados con cargas explosivas ms ligero que la parte principalde la explosin.Uno de los aspectos ms importantes de un xitoprograma de control sobre excavacin es el conocimiento y el anlisis degeologa.Muchas de las caractersticas geolgicas pueden aumentar o reducir elefectos del permetro de voladura tcnicas.Vibracin del suelo y la onda expansiva de aire son efectos de la explosin comunesque son casi imposibles de eliminar por completo.Ya Estes generalmente una cierta forma de ambos generados por cada minaexplosin.Reglamento regula la cantidad de vibracin y aireexplosin admisible en estado structures.Although cerca y localesordenanzas relativas a chorro de aire y vibracin del suelo varan, unmayora de estos reglamentos se parecer mucho al contenidode la Oficina de Minera de Superficie voladura reglamentos.Si las limitaciones de distancia escala requieren una menor cantidad deexplosivo por retraso de los que caben fsicamente en un barrenocon derivados, cubiertas debe ser empleado.Los agujeros pueden sercargado en la que dos o ms columnas de polvo estn separados porel material derivado inerte y dispar contra los retrasos separadas.Esta es unaprctica comn para la superficie de voladura estructuras en las inmediacionesimponer restricciones de peso explosivos por retraso debido a scaled-clculos de distancia.Derivada inadecuado o carga insuficiente conduce a menudo aalta chorro de aire, que normalmente se acompaa de Flyrock.Otrocausas de la excesiva corriente de aire incluyen el uso de cordn detonantesobre la superficie de ventilacin y el gas de la cara.La necesidad de utilizarcordn detonante en la superficie ha sido reemplazado por el modernoavances en los sistemas de iniciacin.Niveles de sobrepresin al chorro de airepuede estimarse utilizando relaciones distancia escala.Mscobertura completa de vibracin del suelo y la onda expansiva de aire puede serencontrado en el Captulo 16.3.Otra posible causa de la excesiva vibracin del suelo,chorro de aire, y Flyrock es momento inadecuado.Los retrasos se utilizan envoladura para proporcionar la fragmentacin y el movimiento ptimo.Debe haber suficiente retardo entre agujeros para proporcionar ade-alivio ade- para los agujeros posteriores.Existe un delicado equilibrioentre suficiente y retraso excesivo.En algunos casos, tambinmucha demora puede eliminar la carga de los agujeros que se encuentran en las filasms lejos de la cresta de banco, dejando los agujeros comprensinagobiado y causando Flyrock y alta corriente de aire.Si insuficienteretardo se utiliza, agujeros riesgo se sienta sobrecargado y altavibraciones de la tierra pueden resultar.Agujeros sobrecargadas tambin puedegenerar Flyrock en la forma de derivados de eyeccin.Del mismo modo,Si se utiliza el cronometraje insuficiente, es probable que expulse la presin del gasla derivada y el crter del barreno.En el banco de voladura,tiempo suficiente en la fila de atrs es evidente por fragmentadaroca amonton en el banco detrs de la explosin.En un momento adecuado,banco de explosin, el banco detrs de la explosin debe estar limpio yclara de tiro roca.Humos de gas se producen como un subproducto normal de chorreadoing operaciones independientemente de los tipos de la mate- explosivoriales utilizados.Gases comunes producidos por explosivos incluyenamonaco, monxido de carbono, dixido de carbono, oxgeno, aguavapor, nitrgeno, xidos de nitrgeno, dixido de azufre, y el hidrgenosulfuro.El dixido de azufre y sulfuro de hidrgeno se pueden generarSi el azufre se utiliza en la formulacin explosivo.Actualmente, no hayproductos en los Estados Unidos utilizan azufre como un ingrediente.Cadahumos de productos explosivos en la detonacin.Estos volmenes de humosse generan en condiciones ideales y no tienen en cuenta laefectos de las condiciones de campo adversas, incluyendo el agua, la dilucinde los productos explosivos y de orden inferior detonacin como conse-cuencia de underpriming.Estas condiciones pueden causar exce-humos sive y puede crear otros problemas de funcionamiento.ANFOes particularmente susceptible a la generacin de humos a causa del aguainfiltracin.Cuando explosiones estn confinados, como en la excavacin de zanjas oaplicaciones de elevacin-shot, humos es probable que se filtre a travs de laestratos de barrios y urbanizaciones cercanas.Blastersdebe tener cuidado de estas enfermedades y aplicar comps preventivaSures para asegurar que los gases no provoquen situaciones peligrosas.Por ejemplo, cuando la voladura en condiciones de humedad cerca de residencialreas, un producto de clase baja los humos a prueba de agua es necesaria.Con todos los efectos de la explosin discutidos en esta seccin,Es evidente que la atencin al detalle es de suma importancia.El diseo de una explosin adecuada implica relativamente simple clculociones.Sin embargo, la aplicacin de este diseo en una mina ambientemedio es mucho ms difcil.Aseguramiento de la carga adecuada,espaciado, carga, y el momento es imprescindible para una explosin de xito.TENDENCIAS, AUTOMATIZACIN Y EL FUTUROTcnicas de voladura estn en constante evolucin con tecno-loga.En general, el cambio de las tendencias en la industria de explosivossean ms evidentes, a las empresas de servicios y explosivos tirofabricantes.El producto explosivos elegido por muchos aos ha sidoANFO, que sustituy a la dinamita como los explosivos dominantes

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Explosivos y Voladuras459producto hace muchos aos.La dinamita es todava un producto viable paraalgunas aplicaciones de nicho, pero tiene slo una parte muy pequea deel mercado.La mayora de las operaciones tambin se han alejado de las bolsasy cartuchos a granel.Contratistas de suministro de explosivos tienencamiones a granel altamente automatizados que son capaces de crear variabilidadmezclas capaces de ANFO y emulsiones.Los avances en camin a graneltecnologa de permitir el almacenamiento y el transporte de oxidantesque se convierten en agentes de voladura cuando son gaseados por la mayorcamin durante la carga dentro del barreno.Debido a la regulacinNormas de almacenaje autoridades tory ', esta capacidad ha llevado amuchas empresas que adopten esta tecnologa.Varios servicios disparolas empresas han empezado a utilizar estas emulsiones gaseados casiexclusivamente.Incluso las grandes operaciones subterrneas utilizan mayoremulsiones.Las pequeas canteras y minas a cielo abierto a menudo utilizar el servicio tirocontratistas para el almacenamiento fuera de las instalaciones de explosivos y completaservicios de voladura.Para mantener un equipo de tiro empleado y justificarla compra de nueva tecnologa equipo carga masiva, unaoperador debe llevar a cabo una gran cantidad de voladura.Para los ms pequeosoperaciones, servicio de golpe completo no slo ofrece directamente monetariala eficiencia, sino que tambin reduce los problemas asociados con la com-cumplimiento, seguros, solucin de reclamaciones, y as sucesivamente.Incluso las canteras que producen 6 Mt / ao a menudo usan el servicio fusilado porentrega de productos explosivos a granel desde el fabricante hastael banco durante el uso de su propia tripulacin plano a ayudar a la carga, con-conectar, y el fuego de la explosin.Lo mismo se puede decir de la perforacin, y como tal, no tienesido un rpido aumento en la cantidad de perforaciones que es con-contrajo a cabo.Para una operacin ms pequea, esto puede ser mucho ms rentableefectiva en el largo plazo.Una razn adicional para la repentinaaumento en la perforacin de contrato entre 2003 y 2006 fue elintroduccin de limitaciones de ruido en la perforacin por la Seguridad en las Minasy Administracin de la Salud.La nica manera de que cante perforacincantes han sido capaces de reducir la exposicin al ruido en una taladradoramanera aceptable es proporcionar cabinas insonorizadas.Sin embargo,esto requiere la operacin de perforacin para ser automatizada con aceros de perforacincarruseles y as sucesivamente.Tambin, porque los taladros hidrulicos son menosruidosos, las minas se han visto obligados a convertirse al taladros hidrulicosy abandonar sus taladros neumticos pistas.El alto costo de la compra denuevos equipos les ha obligado a investigar el contratoopcin de perforacin.Empresas Quarry con mltiples sitios ahoraa menudo poseer alta productividad perforadoras hidrulicas, que soncompartida y transportados entre sus operaciones.Esto a su vezles ha obligado a disparar ms gra