Riesgos Por Explosivos

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RIESGOS POR EXPLOSIVOS

EXPERTOS EN SEGURIDAD MINERA

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TRONADURA

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OBJETIVOSMaximizar la energía liberada por el explosivo para fragmentar lo mejor posible una parte del macizo rocoso,

Minimizar la energía del mismo hacia la otra parte delmacizo rocoso (remanente) para así producir el menor daño posible”.

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PALABRAS CLAVES

Explosivos: Combustible + oxidante

Energía: Gases y onda de choque

(vibraciones) que generan

trabajo

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Fragmentación: tamaño y distribución

Daño: Minimizar la alteración en su entorno

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La tronadura es una operación relevante en la minería:

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Carga de perforaciones y encendido de los explosivos.

OPERACIÓN

Se forma gas y choque

Rotura de la roca

Para la tronadura se requiere los siguientes explosivos y accesorios:

• Explosivos• Fulminantes• Conectores

REQUERIMIENTOS

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FUENTES DE LA ENERGíA DE LOS EXPLOSIVOS

Cuando los explosivos reaccionan químicamente, se liberan dos tipos principales de energía.

•Energía de choque (presión de choque). •Energía de gas (presión de gases).

ENERGIA DE CHOQUE

En los altos explosivos, la presión viaja a través del explosivo antes que la energía de gas sea liberada.

Es una presión transitoria que viaja a través del explosivoa la velocidad de reacción y es seguida de la presión de gas.

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ENERGÍA DE GAS

La energía de gas liberada es la causa de la mayor parte de la fragmentación de la roca.

La presión de gas es la presión que los gases en expansión.

Se oponen contra las paredes del barreno.

La presión resulta de la cantidad de gases liberados.

(La presión de gas es aproximadamente la mitad de la presión de detonación)

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PROCESO DE DETONACION DE UN CARTUCHO DE DINAMITA

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MECANISMOS DE FRAGMENTACIONDE LA ROCA

Son dos los mecanismos.

• Provoca micro fracturasen la roca.•Inicia micro fracturas en lasfallas del borde de la perforación

Onda de choque

•Es transitoria •Se disipa rápidamente con la distancia•La velocidad de propagación es de2,5 a 5 veces la velocidad máximade propagación de las grietas.

• El pulso sobrepasa rápidamente la propagación de las grietas.

• Efectúa la fragmentación

Presión de gas

• Ocurre cuando el agrietamiento radial ha concluido • Las fuerzas empujan hacia el punto de alivio o la línea de menor resistencia.

•. Si no hay alivio, sólo se formarán grietas radiales

• Las perforaciones harán cráteres o el taco saldrá disparado.

• La fragmentación disminuye

FRACTURA DE ROCA POR EXPLOSIVOS

CARA LIBRE

EL EXPLOSIVO DETONAPRODUCIENDO ONDAS

DE TENSION

SE PRODUCEN GRIETASDE TENSION EN LAMASA DE LA ROCA

LA PRESIONDEL GAS EXPANDE

LAS GRIETAS

EL MOVIMIENTOCOMIENZA HACIA

LA CARA LIBRE

Tronadura en cielo abiertoTronadura en cielo abierto

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Son materiales que causan las reacciones químicas muy rápidaspara liberar productos gaseosos y energía.

EXPLOSIVOS

Estos gases liberan fuerzas sobre las paredes del tiro.

Los explosivos consideran elementos combustibles y elementos oxidantes

Los explosivos usan el oxígeno cómo elemento oxidante.

El Nitrógeno es un elemento común en los explosivos..Se encuentra en forma líquida o sólida y una vez que reaccionaforma Nitrógeno gaseoso.

Otros elementos como metales en polvo (Al) generan calor.

Este calor eleva la temperatura de los gases provocando una presión de explosión mayor.

Clasificación de los Explosivos

DE ACUERDO A SU USO

INDUSTRIALES MILITARES PIROTÉCNICOS

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EXPLOSIVOS INDUSTRIALES/COMERCIALES

Tres categorías:• Dinamitas• Suspensiones• Agentes explosivos

Pesado

AlumninizadoA granelANFO

Normal

Pesada

AluminizadaA granel

Normal

NormalSUSPENCIÓN

AluminizadaEncartuchada

Semigelatina

AmoniacalGelatina

Pura

Baja densidadDINAMITA

Alta densidadGranular

Pura

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Producto químico que bajo la acción de un fulminante u otro estímulo externo reacciona instantáneamente.

EXPLOSIVO

• Gran violencia • Fuerte efecto de impacto (onda de choque de alta velocidad y presión) Tritura la roca

• Gran volumen de gases que se expanden con gran energía Desplazan los fragmentos

• Velocidad > 1.200 m/seg

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Sensibilidad

PROPIEDADES PRINCIPALES

Capacidad para reaccionar con el fulminante o detonador

SimpatíaCapacidad de transmitir la onda de detonación a lo largo de toda su masa y a otros explosivos

CLASIFICACIÓN DE EXPLOSIVOSPrimarios o iniciadores

Muy sensibles y violentos

Usan muy poca cantidad como carga en los fulminantes o detonadores

Densidad, resistencia al agua, sensibilidad, estabilidad química, balance de oxígeno, generación de gases

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Secundarios o Rompedores

Menos sensibles

Fuerte efecto de impacto y generación de gases

Alta simpatía

Empleados en mayor volumen para triturar la roca

Se inician con los primarios

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AGRUPACIÓN POR SENSIBILIDADAltos explosivosSe inician directamente con fulminante Nº 8, o con cordón detonante de bajo gramaje.

• Dinamitas, emulsiones sensibilizadas, TNT, fulminantes.

Agentes de voladura

No son sensibles directamente al fulminante Nº 8

Requieren iniciador más potente o cebo

• ANFO

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CEBO, PRIMA

Combinación de alto explosivo con iniciador

Inicia explosivos rompedores y agentes de tronadura en los tiros

PRODUCTOS USADOS EN TRONADURAS

Alto explosivo sensibilizado con nitroglice-rina

Dinamitas

Muy triturador, alta simpatía y sensibilidad

Alto explosivo acuoso sin nitroglicerina

Emulsiones

Muy triturador, muy resistente al agua

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Agente de tronadura granular seco

Para la liberación de energía óptima: 94% de NA y < 6 % de diesel.

ANFO

Formado por Nitrato de Amonio y petróleo diesel

VARIACION DE LA ENERGIA POR KILO DE ANFO

CON INCREMENTO DE COMBUSTIBLE

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

% COMBUSTIBLE

% E

NE

RG

IA P

OR

KIL

O

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Alto Poder Detonante

Alto explosivo

Alto poder de impacto

Molde cilíndrico sólido de Pentolita - TNT

Con ajugueros para alojar el cordón detonante o fulminante

Se emplea como cebo de alto poder iniciador para tiroscargados con ANFO.

Booster

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Iniciadores

Fulminante simple: con Pentrita y Azida de plomo

Transfiere la señal de detonación en un tiempo preciso.

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Detonador eléctrico: Similar al fulminante simple

Se activa con pequeña resistencia al paso de corriente eléctricatransmitida por alambres conductores

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Iniciador no eléctrico:

Se activa por tuvo flexible que transmite onda de choque desde una línea troncal de cordón detonante

CARACTERISTICAS DEL DETONADOR NO ELECTRICO

ZONA DE RETARDOS

ZONA DE CARGAS EXPLOSIVAS

ZONA DE UNION DE TUBO AL DETONADOR.

TUBO DE CHOQUE

GOMA ANTIESTATICA

CAMARA DE AIRE, COFIA

MIXTO PIROTECNICO

CILINDROS DE PLOMOS

CARGA PRIMARIA DE AZIDA DE PLOMO

CARGA SEGUNDARIA DE PTN

CASQUILLO DE COBRE O ALUMINIO

CARACTERISTICAS DEL DETONADOR NO ELECTRICO

ZONA DE RETARDOS



TUBO DE CHOQUE

GOMA ANTIESTATICA


MIXTO PIROTECNICO

CILINDROS DE PLOMOS




ZONA DE RETARDOS



TUBO DE CHOQUE

GOMA ANTIESTATICA


MIXTO PIROTECNICO

CILINDROS DE PLOMOS





TUBO DE CHOQUE

GOMA ANTIESTATICA


MIXTO PIROTECNICO

CILINDROS DE PLOMOS




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Cordón detonante

Formado por un núcleo central de explosivo recubierto por fibras sintéticas y una cubierta exterior de plástico.

Transmite una onda de choque desde un punto a otro.

Es capaz de iniciar los explosivos encartuchados tales como dinamitas, pentolitas y emulsiones.

• 1,5 a 40 gr/m.

Contiene núcleo de pentrita

• 7.000 m/s INSTANTÁNEO.

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DISEÑO DE TRONADURA

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RIESGOS VINCULADOS A LA DETONACIÓN DE EXPLOSIVOS

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EXPLOSION FORTUITA.

Detonación fortuita fuera de la perforación.

TIRO PREMATURO.

Detonación adelantada de tiros.

TIRO QUEDADO.

No salió totalmente o parcialmente el tiro.

Falla del iniciador, guía o explosivo.

Quedan restos de explosivos.

TIRO SOPLADO.

Salió sin romper la roca ni dejar resto de explsivo.

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EXPLOSION FORTUITA.

Los explosivos se inician o activan con los detonadores.

Pueden reaccionar y explotar por otros motivos, como:

Golpe o impacto.

• Herramienta metálica

• Caída de piedras

• Choque del vehículo de transporte

• Impacto con el bit de perforación.

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Compresión.

• Ejemplo, aplastamiento por un vehículo o un equipo pesado en movimiento.

• Aplastamiento en las quijadas de una chancadora.

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• Llama de un soplete de soldar,

• Incendio

• Fósforos encendidos.

Fuego o llama abierta

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Calor

• Calentamiento de un horno

• Cerca de estufas y calderos

• En depósitos herméticamente cerrados.

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Chispa

• Chispas eléctricas de cortocircuitos

• Combustión de maderas

• Partículas de soldadura calientes

• Colillas de cigarrillos.

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Fricción

• Rozamiento contra metal en el vehículo de transporte

• Fricción en una

correa transportadora.

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Contacto

• Contacto casual con cordón detonante activado

• Con cargas eléctricas de alta tensión

• Fuegos artificiales que impacten a explosivos.

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• La mayoría de los explosivos reacciona a distancia por efecto de la onda de choque de otro explosivo que ha detonado,

Simpatía

• Un cartucho de dinamita puede activar a otro incluso hasta a más de 20 cm de distancia al aire libre

• Un fulminante a varios centímetros.

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Inducción eléctrica

• Fulminantes o detonadores (especialmente los eléctricos)

• Pueden ser activados por corrientes eléctricas estáticas o vagabundas cerca de motores, transformadores y líneas eléctricas.

• Por caída a cercana de rayos o relámpagos.

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RANGO DE SENSIBILIDAD. • Pólvora

• Fulminantes, detonadores eléctricos y no eléctricos

• Retardos para cordón detonante

• Dinamitas, emulsiones encartuchadas, cordón detonante• Booster (Pentolita, TNT)

• Agentes de tronadura, emulsiones

• Guía negra

• ANFO

• Nitrato de Amonio

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TIRO PREMATURO, QUEDADO, SOPLADO

• Negligencia

• Fallas de encendido

• Productos defectuosos

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ALMACENAJE DE EXPLOSIVOS

Regla principal

Estar seguro que su explosión fortuita no cause daño a personas e instalaciones.

Deben: - Ser inaccesibles a personas no autorizadas - Estar protegidos contra eventos adversos (rasos, desastres naturales, incendios) - Tener custodia permanente

General.

• Personas con instrucción y Licencia para Manipular

Explosivos.

• Número mínimo de personas.

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Guarda siempre los explosivos en un polvorín y los accesorios de voladura en otro.

SEPARACIÓN POR SENSIBILIDAD

• Dinamita• Emulsiones• ANFO• Cordón detonante

• Detonadores• Guías• Retardos

Antes de recoger detonadores siempre descarga la corriente estática tocando la barra de cobre con línea a tierra.

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• Nunca guardar herramientas ni objetos de metal que puedan producir chispas.

• Nunca almacenar aceite, pintura ni combustibles junto con los explosivos.

• Nunca dejar explosivos fuera de un polvorín.• Jamás fumar o encender fuego dentro, alrededor de un

polvorín o donde se trabaje con explosivos.

• No realizar ningún trabajo dentro del polvorín, solo acomodar los explosivos.

• Utiliza solo herramientas que no produzcan chispa para abrir las cajas.

• No despachar explosivos humedecidos, que muestren liquido escurrido, que estén muy endurecidos o que muestren signos de deterioro.

• Separar explosivos deteriorados para eliminarlos posteriormente.

Antes de mover las cajas echar aserrín sobre el liquido escurrido.

• Si se incendia el ANFO, apagar con agua.

Los extinguidores no son aplicables.• Usar máscara contra gases por los vapores que produce

el ANFO (tóxicos).

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NORMAS GENERALES

• El entorno del polvorín debe estar protegido y limpio de combustibles

• Almacenar en forma limpia y ordenada, de fácil identificación, accesibles, ordenados por antiguedad

• Los explosivos antiguos o deteriorados serán sacados para destrucción

• Debe estar señalizado

• Personas con instrucción y Licencia para Manipular Explosivos

• Tener procedimientos de trabajo.

• Mínima cantidad de personas.

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TRANSPORTE DE EXPLOSIVOS EN LA MINA

• La carga y descarga se hará de día y en ausencia de tormentas eléctricas.

• No transportar en el mismo vehículo explosivos y materiales corrosivos o inflamables.

• Nunca transportar explosivos junto con fulminantes y otros accesorios de voladura en el mismo vehiculo.

• Transportar explosivos en vehículos autorizados

Nunca transportar en equipos como jumbos, scoop, cargadores frontales, etc.

• No transportar en locomotoras, ni permitir que se contacten con líneas eléctricas activas.

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• Al cargar o descargar el vehículo, no arrojes las cajas al suelo.

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• Siempre lleva los explosivos en forma separada de los accesorios.

• Mantener una distancia mayor a 20 metros.

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ÁREA DE TRONADURA• Es el área de las perforaciones y las susceptibles de

daño a las personas y materiales.

• Aislar y señalizar el área. Sólo ingresan personas autorizadas.

• Controlar estado de los pozos. Soplarlos.

• Se debe terminar la perforación antes de cargar los tiros.

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• Al dejar accesorios y explosivos en el suelo, deben estar separadas y ser claramente visibles

Poner un letrero para evitar que puedan ser aplastadas.

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PREPARACIÓN DEL CEBO

• Asegurar del detonador al booster.

• Emplear herramientas no ferrosas.

• Preparar los cebos necesarios.

• Preparar los cebos fuera del polvorín.

• Preparar los cebos alejado de los explosivos rompedores.

CARGA DE TIROS

• Introducir el cebo al tiro con precaución.

• Emplear equipos y mangueras protegidos contra cargas estáticas.

• No mezclar explosivos de distintos fabricantes ni de diferentes características.

• En el área no debe existir explosivos y accesorios sobrantes.

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TRONADURA

• Sistema acústico de aviso

• Lorear

• Disparar por persona autorizada luego de la orden del supervisor.

• Todo explosivo sobrante debe ser devuelto al polvorín.

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• Evaluar después de la disipación de los gases

EVALUACIÓN DE TRONADURA

• Rocas inestables en las paredes y en los escombros.

• Revisar tiros quedados.

• Revisar explosivos y accesorios no estallados

• Esperar 30 minutos a lo menos

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• Gran problema (Crítico.)

TIROS QUEDADOS

• Eliminar antes del carguío y transporte

• Señalizar y lorear

• Usar chorro de agua

• Ante sospecha de TQ recomendar a operadores de carguío observar el sector

• Usar herramientas antiestáticas

• Procedimiento de trabajo.

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• Los explosivos no estallados no deben reutilizarse, deben eliminarse.

DESTRUCCIÓN DE EXPLOSIVOS

• Personas experimentadas.

Por combustión.

Dinamitas, guías y mechas.

Por explosión.

Emulsiones, hidrogeles, fulminantes, detonadores, cordón detonante

Agua.

ANFO.

Combustión individual para cada tipo de explosivo

No quemar explosivos en cajas

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Monóxido de carbono (CO)

GASES DE TRONADURA

Gas incoloro, sin sabor, sin olor.

Venenoso, por la propiedad de la hemoglobina al unirse con el CO aún en baja concentración (250 a 300 veces más rápido que el O2) Glóbulos rojos sin capacidad de admitir O2

Dióxido de carbono (CO2)

Estimula la respiración.

Gas incoloro, sin olor, sabor ligeramente picante

Calentamiento de las piernas y piel, dolor de cabeza,

decaimiento.

Asfixia.

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Óxidos de nitrógeno (NO, N2O, N2O4 , etc.)

Todos tóxicos, excepto el N2O.

Forma mezcla explosiva con el aire

La acción tóxica es en las vías respiratorias, especialmente en pulmones.

Se disuelve en el agua y formará ácido nítrico (NHO3), ácido nitroso (HNO2) corroe los tejidos.

Reacción del O2 y H2 con chispas y arcos eléctricos.

Legislación Chilena sobre

el Manejo de Explosivos

DISPOSICIONES

• Ley N°17.798 que establece el Control de Armas y Explosivos, del Ministerio de Defensa.

• Reglamento Complementario N°77 de la Ley 17.798

• Decreto N°132 Reglamento de Seguridad Minera, del Ministerio de Minería.

• Decreto N°30 Reglamento de Impacto Ambiental del Ministerio Secretaría General de la Presidencia de la República.

• Normas Oficiales de la República del Instituto Nacional de Normalización.

ORGANISMOS OFICIALES

• Ministerio de Defensa Nacional: Tiene el Control de todas las armas y explosivos en lo referente a fabricación, importación, internación, transferencia, transporte, distribución, posesión, tenencia, empleo, consumo y/o la celebración de cualquier convenio que tengan dichas armas o elementos.

• Para ejercer este control:

- Dirección General de Movilización Nacional, actúa como autoridad central

- Autoridades Fiscalizadoras - Servicios Especializados de las Fuerzas Armadas - Servicios Policiales.

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• SERNAGEOMIN: Su principal función es la de proporcionar asesoría técnica especializada a la Dirección General y Autoridades Fiscalizadoras del país.

• Instituto Nacional de Normalización. Las normas que estudia y edita son transformadas en normas oficiales de la República.

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LICENCIA PARA EL MANEJO DE EXPLOSIVOS

• Toda persona que manipule explosivos, cualquiera que sea su naturaleza, deberá contar con una Licencia otorgada por la Autoridad Fiscalizadora.

• Las licencias de Programadores Calculistas de explosivos, tendrán una vigencia de 5 años.

• Las licencias otorgadas por las Autoridades Fiscalizadoras tendrán una vigencia de dos años.

• Las Autoridades Fiscalizadores exigirán al solicitante:

- Certificado de la Autoridad de prevención de Riesgos de la empresa, en el que conste que el peticionario reúne los requisitos mínimos necesarios de carácter técnico para desempeñarse como manipulador de explosivos.

De superficie: Son los constituidos sobre el nivel del terreno.

POLVORINES

Subterráneos: Se construyen en galerías o túneles en el interior de una mina, tienen comunicación con otras galerías de la misma mina.Se les destina por lo general, para el almacenamiento temporal de explosivos.Enterrados: Instalados en socavones o galerías sin comunicación a otras labores subterráneas en actividad.

Móviles: Instalados sobre equipos de transporte.Su construcción debe ser totalmente cerrada e incombustible. 67

Pueden también estar constituidos por una bóveda recubiertade tierra suelta, con una techumbre adecuadamente resistentepara soportarla.

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SOLICITUD PARA POLVORINES

• Plano de ubicación, planos de planta y elevación.

• Para polvorines de explosivos permanentes, presentar certificado municipal, indicando que los terrenos no cuentan con prohibición para la instalación.

• Hoja de cálculo (distancias de seguridad).

• Reglamento Interno, normas de seguridad.

• Relación de manipuladores de explosivos, vigentes.

• Contrato de arriendo en caso de no ser propietario.

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DISTANCIAS DE SEGURIDADDistancia a edificios habitados.

3 610 Ws S = Distancia (m)W = Cantidad en dinamita 60 % (kg)

a. Con parapeto

b. Sin parapeto

3 620 Ws

70

Distancia a FF. CC y caminos

3 66 Ws a. FF. CC

3 63 Ws b. Caminos públicos

Distancia a otros polvorines

3 WKs W = Del polvorín de mayor capacidadK = 5,5 para polvorines de superficie y móviles.K = 2,5 para polvorines de superficie con parapetos.K = 1,5 para polvorines subterráneos y enterrados

X = Espesor mínimo horizontal de tierra entre el polvorín y la galería de trabajo más próxima (m)g = Densidad del terreno expresada (Ton/m3)

375,10

g

WX

Polvorín enterrado o subterráneo

123 g

WY

Y = Espesor mínimo de tierra que cubre el polvorín (m)

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72

EQUIVALENCIA DE EXPLOSIVOS

73

CON EXPLOSIVOS, EL PRIMER ERROR PUEDE SER

EL ÚLTIMO

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