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VOLADURA SUBTERRÁNEA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS CURSO: METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA

Voladura subterránea

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VOLADURA SUBTERRÁNEA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS CURSO: METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION CIENTIFICA

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1. SEGURIDAD EN EL USO DE EXPLOSIVOS

1.1 CRITERIOS DE SEGURIDAD EN VOLADURA• Estadísticamente los accidentes con explosivos se

producen mayormente por actos inseguros que por condiciones inseguras.

• Las mismas fallas que causan un accidente con explosivos desde años atrás continúan sucediéndose actualmente.

• Por una absurda temeridad o ignorancia los accesorios y explosivos son tratados como si fueran fabricados para no detonar.

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1.2 PRECAUCIONES GENERALES• El manipuleo de los explosivos y accesorios de voladura deben ser efectuados por personal calificado y autorizado.• En los lugares que estén manipulando explosivos en general no deben permanecer personas extrañas o innecesarios.• Se debe cumplir estrictamente con los Reglamentos y

Normas establecidos• El personal debe tener todos los conocimientos de las características de los accesorios, explosivos y mantenerse en una constante capacitación.

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1.3 FACTORES HUMANOS QUE PUEDEN INCIDIR EN UN ACCIDENTE CON EXPLOSIVOS

• POR NEGLIGENCIA.- no cumplir con las Normas de Seguridad en general.

• MAL HUMOR, IRA.- actúa irracionalmente cambio de actitud habitual, problemas (consumo de alcohol)

• DECISIONES PRECIPITADAS.- por falta de tiempo• INDIFERENCIA, DESCUIDO Y FALTA DE ATENCIÓN.- actuar sin

pensar (problemas personales o de trabajo).• DISTRACCIÓN.- falta de concentración, juego.• CURIOSIDAD.- investigar sin conocimiento y autorización.• INSTRUCCIÓN INADECUADA E IGNORANCIA.- falta de conocimiento

y capacitación.

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• EXCESO DE CONFIANZA.- creer en su sola experiencia.

• FALTA DE PLANIFICACIÓN.- ejecutar en forma imprevista, sin orden, como realizar el carguío y conexiones de los accesorios muy rápido por la hora de salida.

• SUPERVISIÓN DEFICIENTE.- dejar que el personal ejecute sin una dirección o orientación solo por su propia cuenta o iniciativa.

• FALTA DE UNA OBSERVACIÓN MINUCIOSA.- conocer con detalle las condiciones de los frentes de disparos, localizar señalizar y neutralizar de inmediato la presencia de tiros quedados y otros.

• Desactivar los tiros fallados sin las normas de procedimientos por personal no calificado.

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1.4. PRECAUCIONES DESPUES DEL DISPARO1. Esperar un tiempo prudencial desde el último disparo.2. Al ingresar se debe tener presente la presencia de gases, restos de explosivos, desprendimiento de rocas y otros.3. Regar, desatar las rocas sueltas, verificar la existencia de "tiros cortados".4. Los "tiros cortados" deben ser debidamente señalizados y desactivados por personal especializado bajo vigilancia del supervisor.5. La desactivación de los "tiros cortados" es una operación peligrosa y se puede emplear los siguientes métodos:

a) Redisparar utilizando un cebo de cartucho de mayor potencia que es el método más aceptable.b) Descargar con agua, aun que no es muy recomendado

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1.5. FACTORES DE RIESGO DE UNA DETONACION FORTUITA DURANTE EL MANIPULEO• Golpe o impacto. • Compresión o aplastamiento • Fuego o llama abierta • Calor excesivo. • Chispa. • Fricción. • Contacto directo. • Simpatía. • Inducción eléctrica ( carga estática)

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2. VOLADURA DE ROCAS 2.1. OBJETIVO • Controlar el grado de fragmentación del mineral disparado a fin de economizar

costos en los ciclos de carguío, transporte, izaje, y chancado primario, analizando los resultados de la voladura de acuerdo a las dimensiones de las mallas de perforación.

2.2. EVENTOS DEL PROCESO DE FRACTURACIÓN • Se distingue básicamente cuatro etapas o estados, en función del tiempo que se

desarrollan casi simultáneamente, en la que se verifica la fracturación y el desplazamiento del material, hasta la completa detonación de la carga confinada.

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La fragmentación de las rocas y minerales mediante voladura con explosivos es afectado por diversos parámetros, los que puede agrupar en los siguientes:

Parámetros de la roca• Tenacidad o fuerza cohesiva de roca (resistencia a la rotura) • Densidad especifica. • Estructura o textura de la roca (maciza, estratificada, fallada, fisurada, alterada, etc.) • Velocidad de propagación o frecuencia sísmica. • Impedancia característica.

Parámetros de carga geometría del disparo • Densidad. • Velocidad de la detonación. • Presión de la detonación. • Volumen de gases. • Niveles de energía disponible.

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Parámetros de explosivos • Diámetro de carga explosiva. • Factor de acoplamiento. • Distribución de carga. • Sistema de encendido. • Diámetro del taladro. • Malla de perforación (burden y espaciamiento) • Longitud de taladro.

Evaluación de un disparo en un Frente: • Grado de fragmentación de la roca • Volumen roto(m3) • Avance logrado(m) • Factor de carga • Características del contorno (Sobre perforación) • Factor de perforación(m. perf./ m. avance)• Costos

INCIDENCIA DE LOS COSTOS

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a) Fase I -Detonación: Es la fase inicial del proceso de fragmentación. En esto, el explosivo que consiste en una combinación de combustible oxidante, se convierte inmediatamente en gases a alta presión y temperatura.

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b) Fase II-Propagación de ondas de choque y detonación: Inmediatamente después de la detonación o en forma simultanea con ésta, es la propagación de las ondas de choque o detonación a través de la masa rocosa. Estas ondas resultan del efecto del impacto de los gases en rápida expansión sobre las paredes del taladro.

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c) Fase III - Expansión de los gases:Durante o después de la propagación del frente de ondas de comprensión, los gases a altas presiones y temperaturas imparten un campo de tensiones a la roca alrededor de la perforación. Este campo expande el taladro original y los gases se extienden formando las grietas radiales y avanzan a través de cualquier

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d) Fase IV - Movimiento de la masa:El desplazamiento de la roca es la última etapa del proceso de fracturación. La mayor parte de la fracturación ya se ha completado por efecto de los frentes de ondas de compresión y tracción o por combinación de ambos.

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2.3. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS EXPLOSIVOSEn la selección del explosivo más idóneo para un fin determinado, es preciso conocer las características de cada explosivo, para a partir de ellas, elegir el que más convenga al tipo de aplicación que precisemos. 1.Estabilidad Química. 2.Sensibilidad. 3.Velocidad de detonación. 4.Potencia explosiva. 5.Densidad de encartuchado. 6.Resistencia al agua. 7.Categoría de humos

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2.4. Parámetros a valorar cuando se alije un explosivoLa elección de un explosivo debe hacerse de acuerdo con una serie de condiciones o parámetros que es preciso tener en cuenta y son: –Presencia de agua en los taladros. –Toxicidad de los gases de la explosión. –Diámetro de los taladros. –Tipo de roca a volar. –Seguridad del explosivo. –Tipo de trabajo a ejecutar. –Sistema de iniciación a utilizar. –Vibración.

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2.5. SISTEMA DE INICIACIÓN Son sistemas de iniciación diseñados específicamente para iniciar en forma controlada una carga explosiva desde una distancia segura, estableciendo una adecuada secuencia de salida de los taladros. Los sistemas de iniciación contienen elementos dispuestos para detonar y como tales han de ser manipulados con extremo cuidado y precaución. Un tratamiento inadecuado puede dar lugar a serios accidentes o muertes por causa de una detonación. Se emplea los siguientes sistemas: 1. Guía de seguridad – fulminante común .- Sistema convencional, chispeo manual. 2. Guía de seguridad – fulminante común – conector – mecha rápida.- Sistema convencional mejorado por Seguridad, iniciación en un sólo punto. 3. Sistema no eléctrico (Nonel) – cordón detonante. 4. Sistema eléctrico.

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2.5.1 SISTEMA CONVENCIONAL MEJORADO POR SEGURIDAD

Es un sistema cuya ventaja principal por Seguridad es iniciar el chispeo en un sólo punto eliminando el chispeo manual de las guías de seguridad. Es por medio del accesorio de la mecha rápida que se inicia la combustión al conector y este a su vez a la guía de seguridad, asegurando así el encendido de todos los taladros y proporcionando Seguridad al perforista al no exponerlo al humo y al peligro de una detonación prematura.

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2.6. CEBADO O PRIMADO DE EXPLOSIVOS

CEBADO CON CARTUCHOS DE DINAMITAS

(o) CENTRAL (b) TRENZADO (c) LATERAL

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3. VOLADURA CONTROLADA

PROBLEMATICA• Las operaciones poseen problemas de sobre

rotura.• No se tiene un buen auto sostenimiento.• Existe alta dilución del mineral.• Las labores poseen agrietamientos

excesivos.• Los costos de sostenimiento resultan

demasiado altos para la operación.

OBJETIVO• Evitar la sobre rotura . • Obtener superficies de corte lisas. Lograr

una mejor estabilidad. • Disminuir la dilución del mineral. • Evitar agrietamientos.

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CON VOLADURA CON VOLADURA

En la voladura convencional normalmente todos los taladros del núcleo suman sus efectos de impacto a los de la corona o periferia, afectando a la roca remanente como se puede apreciar en los gráficos siguientes, en los que también se aprecia la reducción de este efecto de deterioro mediante voladura controlada.

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Ventajas• Busca producir superficies de roca lisas y estables.

• Contribuye a reducir la vibración de la voladura principal, la sobre excavación y la necesidad de sostenimiento adicional .

• Produce menor agrietamiento en la roca remanente.

• Es una alternativa para la explotación de estructuras minerales débiles e inestables.

Desventajas• Costo relativamente mayor que la voladura convencional.• Mayor tiempo de preparación del disparo.• En material detrítico, incompetente o deleznable puede no

llegar a dar resultados óptimos.

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VOLADURA CONTROLADA DE PRE-CORTEConsiste en crear en el cuerpo de roca una discontinuidad o plano de fractura (grieta continua) antes de disparar la voladura principal o de producción, mediante una fila de taladros generalmente de pequeño diámetro, muy cercanos, con cargas explosivas desacopladas disparados simultáneamente.

VOLADURA CONTROLADA DE RECORTEConsiste en la voladura de una fila de taladros cercanos, con cargas desacopladas, pero detonadas después de la voladura "principal" o de producción.Este esquema es preferentemente empleado en voladura subterránea