PERFORACIN Y VOLADURA APLICADA A LA MINERIA A CIELO
ABIERTO
ExpositorIng. Lennart Guillen Nez
na Arequipa
a Tacna
a Puno
a Tacna
Suches
Coquina
Ite
carreteraspblicasferrocarriltneleslnea elctricalnea de aguarelavescarretera SPL
Toquepala
Fundicin
Refinera
Muelle
Ilo
Pozos
QuebradaHonda
Moquegua
Ubicacin de la Mina Toquepala
Foto panormica: Mina Toquepala
Amrica del Sur
TEMARIO
Captulo I:Definicin, Propiedades de los Explosivos Industriales y
Sistemas de Iniciacin.
Captulo II: Manejo de Explosivos en Mina a Cielo Abierto
Captulo III: Medidas de Seguridad en el Manejo de Explosivos.
Captulo IV: Caso Post Voladura de Disparo en Mina Toquepala
Captulo I:
Definicin, Propiedades y Tipos
de los Explosivos Industriales y
Sistemas de Iniciacin.
PERFORACIN
A la perforacin se puede definir como la combinacin de las siguientes acciones:
Percusin: Son los impactos producidos por los golpes del pistn, los que originan ondas dechoque que se transmiten a la broca.
Rotacin: Es aquella que hace girar la broca para que los impactos sobre la roca se produzcanen distintas posiciones.
Empuje: Es la fuerza necesaria para mantener en contacto la broca con la roca.
Barrido: El fluido del barrido permite extraer el detrito del fondo de Perforacin.
Y tiene como finalidad de abrir unos huecos en los cuales sern introducidos una serie de cargasexplosivas y sus accesorios iniciadores.
Definiciones
VOLADURA
Es la primera etapa de conminucin del material in situ, siendo de vital importancia aprovechar almximo la energa qumica del explosivo, para as obtener una fragmentacin adecuada con elmenor costo; elevndose la productividad en las labores de carguo, acarreo y chancado, dandocomo resultado un mejor Costo Global de Minado.
Objetivo de la Voladura
Lograr lo que indica el prrafo anterior minimizando el dao en la rocaadyacente.
Destruir la estructura in situ de un macizo rocoso de manera que unequipo mecnico pueda excavar eficientemente los fragmentos.
Los explosivos son una mezcla de sustancias: Una
combustible y otra oxidante, que al ser iniciadas dan lugar
a una reaccin exotrmica altamente rpida generando
productos gaseosos a alta temperatura, los que ocuparan
un volumen mucho mayor.
Explosivos
Propiedades de los explosivosLas propiedades bsicas de un explosivo son:
1 Densidad
2. Resistencia al agua
3. Sensibilidad
4. Estabilidad qumica
5 Balance de oxgeno
6. Generacin de gases
Los explosivos estn hechos de oxidantes ycombustibles en una mezcla estable. Dndoles unestmulo suficiente, se descomponen violentamenteliberando una gran cantidad de energa que llega a sertil para quebrar la roca. En la mayora de los explosivoscomerciales, los oxidantes son principalmente nitratos,siendo el NITRATO DE AMONIO el material bsico defabricacin.
Tipos de Explosivos Industriales
NITRATO DE AMONIOEl nitrato amnico se obtiene por neutralizacin de cido Ntrico con Amoniaco tras la evaporacin del agua:
NH3 + HNO3 -> NH4NO3
Aplicaciones
El nitrato amnico se utiliza sobre todo como fertilizante de larga duracin, debido a su buen contenido en nitrgeno. El nitrato es aprovechado directamente por las plantas mientras que el amonio es oxidado por los microorganismos presentes en el suelo.
El nitrato de amonio se emplea adems como un explosivo al ser mezclado con petrleo, sta mezcla se llama ANFO (ammonium nitrate fuel oil). En la prctica este producto se fabrica con 94% de nitrato de amonio y 6% de combustible Diesel.
ANFO
94% Nitrato de
Amonio Prill3% ACEITE USADO
+ +
ANFO
3 % de diesel
Es una mezcla de dos lquidos inmiscibles unidos por un Emulsificante.
Los Lquidos Inmiscibles son:
Combustible o Petrleo (Fase Combustible o Fase Continua), y
Lquido Oxidante (Fase Oxidante o Fase Discontinua)
EMULSION
+ANFO Emulsin
ANFO PESADO
ANFO PESADO
Iniciadores y rompedores:
Productos a base de Pentrita (PETN) y TNT, mezcla que se denomina Pentolita.
Tipos :
Iniciadores cilndricos regulares
Rompedores cnicos
Propiedades principales:
Alta Velocidad de Detonacin (sobre 7000 m/s).
Mayor resistencia al fuego, impacto y friccin
Efecto direccional, en el caso de los rompedores.
Usos principales: Iniciadores de explosivos en perforaciones de gran dimetro. Reduccin de bolones en labores abiertas y subterrneas.
Tipos de Explosivos Industriales
Cordn Detonante
El cordn detonante es un accesorio de voladuracompuesto por un ncleo fino y compacto de unexplosivo conocido como pentrita o P.E.T.N.,recubierto por un tejido de fibra, que a su vez esta
Sistemas de Iniciacin
Mechas de seguridad
Detonador a mecha
Sistema no elctricos
Cordones detonantes
Captulo II:
Manejo de Explosivos
en Mina a Cielo Abierto
Criterios de seleccin de explosivos
Caractersticas de la roca Rocas masivas fisuradas Rocas muy fisuradas Rocas conformadas en bloques Rocas porosas
Dimetro de carga
Volumen de roca a tronar
Condiciones de seguridad
Presencia de agua
Humos
Condiciones atmosfricas
Problemas de entorno
Precio del explosivo
Problemas de suministro
La seleccin de un explosivo depender de una serie de condicionesque es preciso tomar en cuenta:
Voladura en Cielo AbiertoDiseo de
la Voladura
Preparacin
del Banco
Distribucin
del diseo de Malla
Perforacin
Carga de
la
Voladura
Excavacin
Cuantificacin
del Resultado
Refinamiento
del Diseo
Voladura en Cielo Abierto
Diseo de Voladura
Preparacin del Banco
Replanteo de la Malla y Perforacin
Carguo de Explosivo
Voladura Excavacin
Control de Dao:Minimizar el dao en el entornode la Voladura.
CAPITULO III:
Medidas de Seguridad
en el Manejo de
Explosivos
Causas comunes en accidentes con explosivos
1. Impacto o Friccin.
Golpear sobre restos de explosivos.
Golpear los iniciadores.
Rozar o friccionar explosivo.
2. Fuentes Elctricas.
Alambre de detonadores en contactocon corrientes extraas.
Cargar explosivos con tormentaelctrica.
Cables elctricos en malas condicionescuando se est trabajando conexplosivos (cielo abierto osubterrneo).
3. Calor o Llama.
Las materias explosivas sometidas durante un perodo de temperaturas elevadas pueden llegar a explosionar.
4. Proyecciones de Roca.
Vigilancia inadecuada de los lugares detrabajo.
Sistemas de seales inapropiadas.
Deficiencia al despejar el rea detrabajadores.
Causas y Reduccin de Flyrock
Explosivo
Flyrock
Causa: Burden primera fila muy pequeo
Reduccin: Aumentar Burden
Taco
Burden
Causa: Burden muy grande
Flyrock
Burden Burden
Reduccin: Disminuir Burden y usar brocams pequea
Causas comunes en accidentes con explosivos
Principales gases de Voladura
Monxido de Carbono
Humos Nitrosos
Anhdrido Sulfuroso
Hidrgeno Sulfurado
Nitrgeno
Principales Gases de Voladuras
Monxido de Carbono
Gases Nitrosos
Medidas de Seguridad en los
Trabajos con Explosivos
Nunca........Corte o recorte un tubo de choque y jams retire o desgarre una cpsulaen un tubo de choque
....Fije la lnea de inicio a la voladura o al disparo hasta haber hecho todaslas conexiones y el rea de voladura haya sido despejada.
.... Cargue lo detonadores o cordn detonante EXEL en un taladro, ni losexponga a temperatura sobre los 66 C ( 150 F)
...Tire, estire, doble o someta a tensin indebida el tubo de choque: estoafectar la capacidad de propagacin de la onda de choque en lassecciones daadas.
Nunca....
...Ensamble el detonador no elctrico al booster hasta que no se realice laoperacin de primado del taladro.
...Conecte un conector de superficie a su propio tubo de choque.
...Intente iniciar un cordn detonante con un conector de retardo desuperficie, diseado slo para la iniciacin de tubos de choque.
...Use productos que parecieran estar daado o deteriorados.
...Pase por encima con su vehculo, se puede enredar estirndolo y cortndolopor tensin, generando un latigazo que lo puede iniciar.
Medidas al Almacenar Explosivos Almacenar siempre los explosivos en
polvorines que se ajusten a la normativavigente.
Guardar los explosivos en polvorineslimpios, bien ventilados, frescos,slidamente construidos y resistentes alfuego.
Siempre utilizar o despachar losproductos de mayor antigedad.
Almacenar los productos del mismo tipoy clase de tal manera que sea fcilidentificarlos.
Los envases defectuosos o rotos debenser colocados por separado dentro delpolvorn.
Ubicar los polvorines en reas aisladas yestratgicas, respetando la ley.
No abrir o re-envasar cajas de explosivosdentro del polvorn.
Medidas al Transportar Explosivos dentro de las zonas de trabajo en Mina
Verificar el buen funcionamiento del vehculo.Impedir que la carga sobresalga o se exceda .
Llevar en los vehculos extintores de incendios, enlugares apropiados y de fcil acceso, debiendoconocer obligatoriamente el Chofer su uso.
Tener apagado el motor del vehculo durante lasoperaciones de carga y descarga de explosivos.Efectuar las operaciones de carga y descarga deexplosivos durante las horas del da y nunca cuandohaya tormentas elctricas, de arena o nieve.
Durante la carga y descarga de explosivos, slopodrn permanecer en la inmediaciones el personalautorizado para tal efecto, prohibindose cualquierotra actividad en un radio de 50 metros.
Nunca transportar conjuntamente con explosivosmateriales metlicos, combustibles o corrosivos.
Medidas en el rea de Voladura Limpiar el rea de voladura retirando las rocas sueltas, la maleza, los
metales y otros materiales.
Delimitar con estacas o banderines de colores llamativos la zona a servolada e impedir el paso de maquinaria sobre la misma.
Toda rea aislada deber ser cargada con explosivo, deber sersealizada por conos de color amarillo y negro y letreros que indiquenel rea.
CAPITULO IV:
Caso Post Voladura de
Disparo en Mina
Toquepala
DATOS GENERALES
PLANO GEOLGICO
SECCIONES GEOLGICAS
PROYECTO 2875 092
FECHA 15/10/14
ROCA Dp bx-ga
ALTERACION ga
VPP CRITICO (mm/s) 261.87
VPP (mm/s) 218
N Tal (Unidad) 307
FC (Kg/Tn) 0.61
TOTAL EXP. (Kg) 252,968
NITRATO DE AMONIO (Kg) 118,895
EMULSION (Kg) 126,484
DIESEL (gal) 1174
ACEITE (gal) 1174
TON. (Tn) 414,450
MALLA (m x m) 6x6
DENSIDAD ROCA (gr/cc) 2.5
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIN
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