“PERFORACIÓN Y VOLADURA APLICADA A LA MINERIA A CIELO

ABIERTO”

ExpositorIng. Lennart Guillen Núñez

n

a Arequipa

a Tacna

a Puno

a Tacna

Suches

Coquina

Ite

carreteraspúblicasferrocarriltúneleslínea eléctricalínea de aguarelavescarretera SPL

Toquepala

Fundición

Refinería

Oceano

Pacífico

Muelle

Ilo

Pozos

QuebradaHonda

Moquegua

Ubicación de la Mina Toquepala

Foto panorámica: Mina Toquepala

América del Sur

TEMARIO• Capítulo I:Definición, Propiedades de los Explosivos Industriales y Sistemas de Iniciación.

• Capítulo II: Manejo de Explosivos en Mina a Cielo Abierto

• Capítulo III: Medidas de Seguridad en el Manejo de Explosivos. • Capítulo IV: Caso Post Voladura de Disparo en Mina Toquepala

Capítulo I:

Definición, Propiedades y Tipos de los Explosivos Industriales y Sistemas de Iniciación.

PERFORACIÓN

A la perforación se puede definir como la combinación de las siguientes acciones:

Percusión: Son los impactos producidos por los golpes del pistón, los que originan ondas de choque que se transmiten a la broca.

Rotación: Es aquella que hace girar la broca para que los impactos sobre la roca se produzcan en 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 Perforación.

Y tiene como finalidad de abrir unos huecos en los cuales serán introducidos una serie de cargas explosivas y sus accesorios iniciadores.

Definiciones

VOLADURA

Es la primera etapa de conminución del material in situ, siendo de vital importancia aprovechar al máximo la energía química del explosivo, para así obtener una fragmentación adecuada con el menor costo; elevándose la productividad en las labores de carguío, acarreo y chancado, dando como resultado un mejor Costo Global de Minado.

Objetivo de la Voladura

• Lograr lo que indica el párrafo anterior minimizando el daño en la roca adyacente.

• Destruir la estructura in situ de un macizo rocoso de manera que un equipo mecánico 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 reacción exotérmica altamente rápida generando productos gaseosos a alta temperatura, los que ocuparan un volumen mucho mayor.

Explosivos

Propiedades de los explosivosLas propiedades básicas de un explosivo son:

1 Densidad2. Resistencia al agua3. Sensibilidad4. Estabilidad química5 Balance de oxígeno6. Generación de gases

Los explosivos están hechos de oxidantes y combustibles en una mezcla estable. Dándoles un estímulo suficiente, se descomponen violentamente liberando una gran cantidad de energía que llega a ser útil para quebrar la roca. En la mayoría de los explosivos comerciales, los oxidantes son principalmente nitratos, siendo el NITRATO DE AMONIO el material básico de fabricación.

Tipos de Explosivos Industriales

NITRATO DE AMONIO El nitrato amónico se obtiene por neutralización de ácido Nítrico con Amoniaco tras la evaporación del agua:

NH3 + HNO3 -> NH4NO3

Aplicaciones• El nitrato amónico se utiliza sobre todo como fertilizante de larga

duración, debido a su buen contenido en nitrógeno. 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 además como un explosivo al ser mezclado con petróleo, ésta mezcla se llama ANFO (ammonium nitrate – fuel oil). En la práctica este producto se fabrica con 94% de nitrato de amonio y 6% de combustible Diesel.

ANFO

94% Nitrato de Amonio Prill

3% ACEITE USADO

+ +

ANFO

3 % de diesel

Es una mezcla de dos líquidos inmiscibles unidos por un Emulsificante.

Los Líquidos Inmiscibles son:

• Combustible o Petróleo (Fase Combustible o Fase Continua), y• Líquido Oxidante (Fase Oxidante o Fase Discontinua)

EMULSION

+

ANFO Emulsión

ANFO PESADO

ANFO PESADO

Iniciadores y rompedores:

Productos a base de Pentrita (PETN) y TNT, mezcla que se denomina Pentolita.Tipos :

• Iniciadores cilíndricos regulares• Rompedores cónicos

Propiedades principales:• Alta Velocidad de Detonación (sobre 7000 m/s).• Mayor resistencia al fuego, impacto y fricción• Efecto direccional, en el caso de los rompedores.

Usos principales: Iniciadores de explosivos en perforaciones de gran diámetro. Reducción de bolones en labores abiertas y subterráneas.

Tipos de Explosivos Industriales

Cordón Detonante

El cordón detonante es un accesorio de voladura compuesto por un núcleo fino y compacto de un explosivo conocido como pentrita o P.E.T.N., recubierto por un tejido de fibra, que a su vez esta

Sistemas de Iniciación• Mechas de seguridad• Detonador a mecha• Sistema no eléctricos• Cordones detonantes

Capítulo II:

Manejo de Explosivos en Mina a Cielo Abierto

Criterios de selección de explosivos

• Características de la roca– Rocas masivas fisuradas– Rocas muy fisuradas– Rocas conformadas en bloques– Rocas porosas

• Diámetro de carga

• Volumen de roca a tronar

• Condiciones de seguridad

• Presencia de agua

• Humos

• Condiciones atmosféricas

• Problemas de entorno

• Precio del explosivo

• Problemas de suministro

La selección de un explosivo dependerá de una serie de condiciones que es preciso tomar en cuenta:

Voladura en Cielo AbiertoDiseño de

la VoladuraDiseño de

la Voladura

Preparacióndel Banco

Preparacióndel Banco

Distribucióndel diseño de Malla

Distribucióndel diseño de Malla

PerforaciónPerforación

Carga de la

Voladura

Carga de la

Voladura

ExcavaciónExcavación

Cuantificacióndel Resultado

Cuantificacióndel Resultado

Refinamientodel Diseño

Refinamientodel Diseño

Voladura en Cielo AbiertoDiseño de Voladura

Preparación del Banco

Replanteo de la Malla y Perforación

Carguío de Explosivo

Voladura Excavación

Control de Daño:Minimizar el daño en el entorno de la Voladura.

CAPITULO III:

Medidas de Seguridad en el Manejo de Explosivos

Causas comunes en accidentes con explosivos1. Impacto o Fricción.

• Golpear sobre restos de explosivos.• Golpear los iniciadores.• Rozar o friccionar explosivo.

2. Fuentes Eléctricas.

• Alambre de detonadores en contacto con corrientes extrañas.

• Cargar explosivos con tormenta eléctrica.

• Cables eléctricos en malas condiciones cuando se está trabajando con explosivos (cielo abierto o subterráneo).

3. Calor o Llama.

• Las materias explosivas sometidas durante un período de temperaturas elevadas pueden llegar a explosionar.

4. Proyecciones de Roca.

• Vigilancia inadecuada de los lugares de trabajo.

• Sistemas de señales inapropiadas.• Deficiencia al despejar el área de

trabajadores.

Causas y Reducción de Flyrock

Explosivo

Flyrock

Causa: Burden primera fila muy pequeño

Reducción: Aumentar Burden

Taco

Burden

Causa: Burden muy grande

Flyrock

Burden Burden

Reducción: Disminuir Burden y usar broca más pequeña

Causas comunes en accidentes con explosivos

Principales gases de Voladura

• Monóxido de Carbono• Humos Nitrosos• Anhídrido Sulfuroso• Hidrógeno Sulfurado• Nitrógeno

Principales Gases de Voladuras

Monóxido de Carbono

Gases Nitrosos

Medidas de Seguridad en los Trabajos con Explosivos

Nunca........Corte o recorte un tubo de choque y jamás retire o desgarre una cápsula en un tubo de choque

....Fije la línea de inicio a la voladura o al disparo hasta haber hecho todas las conexiones y el área de voladura haya sido despejada.

.... Cargue lo detonadores o cordón detonante EXEL en un taladro, ni los exponga a temperatura sobre los 66° C ( 150 °F)

...Tire, estire, doble o someta a tensión indebida el tubo de choque: esto afectará la capacidad de propagación de la onda de choque en las secciones dañadas.

Nunca.......Ensamble el detonador no eléctrico al booster hasta que no se realice la operación de primado del taladro.

...Conecte un conector de superficie a su propio tubo de choque.

...Intente iniciar un cordón detonante con un conector de retardo de superficie, diseñado sólo para la iniciación de tubos de choque.

...Use productos que parecieran estar dañado o deteriorados.

...Pase por encima con su vehículo, se puede enredar estirándolo y cortándolo por tensión, generando un latigazo que lo puede iniciar.

Medidas al Almacenar Explosivos• Almacenar siempre los explosivos en

polvorines que se ajusten a la normativa vigente.

• Guardar los explosivos en polvorines limpios, bien ventilados, frescos, sólidamente construidos y resistentes al fuego.

• Siempre utilizar o despachar los productos de mayor antigüedad.

• Almacenar los productos del mismo tipo y clase de tal manera que sea fácil identificarlos.

• Los envases defectuosos o rotos deben ser colocados por separado dentro del polvorín.

• Ubicar los polvorines en áreas aisladas y estratégicas, respetando la ley.

• No abrir o re-envasar cajas de explosivos dentro del polvorín.

Medidas al Transportar Explosivos dentro de las zonas de trabajo en Mina

• Verificar el buen funcionamiento del vehículo. Impedir que la carga sobresalga o se exceda .

• Llevar en los vehículos extintores de incendios, en lugares apropiados y de fácil acceso, debiendo conocer obligatoriamente el Chofer su uso.

• Tener apagado el motor del vehículo durante las operaciones de carga y descarga de explosivos. Efectuar las operaciones de carga y descarga de explosivos durante las horas del día y nunca cuando haya tormentas eléctricas, de arena o nieve.

• Durante la carga y descarga de explosivos, sólo podrán permanecer en la inmediaciones el personal autorizado para tal efecto, prohibiéndose cualquier otra actividad en un radio de 50 metros.

• Nunca transportar conjuntamente con explosivos materiales metálicos, combustibles o corrosivos.

Medidas en el Área de Voladura• Limpiar el área de voladura retirando las rocas sueltas, la maleza, los

metales y otros materiales.• Delimitar con estacas o banderines de colores llamativos la zona a ser

volada e impedir el paso de maquinaria sobre la misma.• Toda área aislada deberá ser cargada con explosivo, deberá ser

señalizada por conos de color amarillo y negro y letreros que indiquen el área.

CAPITULO IV: Caso Post Voladura de Disparo en Mina Toquepala

DATOS GENERALES

PLANO GEOLÓGICO

SECCIONES GEOLÓGICAS

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 ATENCIÓN…