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PRINCIPIOS DE VOLADURAINDICE1. INTRODUCCIN A LA VOLADURA DE ROCAS 2. ROCAS a. Clasificacin resumida b. Caractersticas c. Propiedades mecnicas 3. MECANICA DE ROTURA 4. EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURA 4.1 Explosivos: 4.1.1. Generalidades 4.1.2. Desarrollo de la detonacin 4.1.3. Caractersticas Generales de los Explosivos 4.1.4. Clasificacin General de los Explosivos 4.1.5. Propiedades de los explosivos 4.1.6. Componentes de los explosivos 4.1.7. Pruebas de los explosivos 4.2 Agentes de Voladura 4.2.1. ANFO

5. CEBADO O PRIMADO DE EXPLOSIVOSCarguo de taladros en subsuelo/superficie

6. SISTEMAS DE INICIACIN7. SEGURIDAD EN EL TRABAJO CON EXPLOSIVOS

Principios de Voladura 1

1. IntroduccinSecuencia de las operaciones bsicas en minera Exploracin Desarrollo y preparacin Explotacin Paleo, izaje y acarreo interno Tratamiento metalrgico Transporte externo Comercializacin y tratamiento final (fundicin-refinacin)

La Voladura es la Fase Crtica de las Operaciones de Desarrollo y de Explotacin en Minera Sin voladura en desarrollos no se podra llegar al mineral. Sin voladura en explotacin no hay produccin. Si no hay produccin de mineral, tampoco podr haber tratamiento metalrgico

El arranque de la roca o mineral del macizo rocoso , mediante la voladura, es laaccin ms minera dentro de toda la actividad minera, porque todo aquello que ocurra ro abajo involucra otras especialidades: por ejemplo, el chancado ,la trituracin y la molienda es ingeniera de conminucin; la flotacin y el concentracin, es ingeniera qumica y/o metalrgica, el mantenimiento de los equipos (palas, camiones, carros mineros, etc.) es ingeniera mecnica, etc.

La voladura est directa e indirectamente vinculada a las dems operaciones de minado, influyendo en su operatividad y costo Una voladura eficiente contribuye a la productividad y rentabilidad de la mina.

Una voladura deficiente por lo contrario representa prdida y costos adicionales.

Voladuras en las operaciones de minadoEn Exploracin Trabajos de voladura en obras viales,Principios de Voladura 2

Voladuras en trabajos de muestreo y reconocimiento de nuevas estructuras (cateos, zanjas) .

En Desarrollo y Preparacin Accesos y ventilacin mediante galeras, piques, rampas, chimeneas. Plataformas de arranque para los frentes de trabajo.

En Explotacin voladuras de produccin adecuadas a los diversos mtodos de explotacin aplicables segn las condiciones del yacimiento.

Voladuras en las Operaciones de MinadoObjetivos EspecficosEn Desarrollo y Preparacin Avance mximo por disparo. Control de sobre excavacin. Estabilizacin definitiva de los accesos y desarrollos excavados.

En Explotacin Fragmentacin ideal al propsito de uso del material disparado. Tonelaje mximo por disparo al menor costo final. Optima excavabilidad y acarreo del mineral arrancado.. Sostenimiento temporal o definitivo de los tajos explotados.

Metas EconmicasEn Exploraciones Desarrollo y Preparacin Lograr acceso rpido y seguro a los cuerpos de mineral. Consolidar los accesos y labores a explotar con el menor costo de sostenimiento. Incremento de reservas.

En Explotacin Fragmentacin y tonelaje ptimos del material extrado mediante voladura eficiente. Mnima dilucin del mineral. Mnimo margen de inestabilidad geomecnica por sobre- excavacin. Minimizar la voladura secundaria.

Operaciones Indirectamente Vinculadas a la VoladuraInfluencia de la Voladura En Paleo y Acarreo del Material Disparado El grado de fragmentacin y el tonelaje roto, determinan la facilidad y el costo del transporte interno.

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En Chancado y Conminucin Mecnica (Molienda) En estos procesos tambin influye el grado de fragmentacin, en lo que respecta al consumo de energa y desgaste de las chaquetas de las chancadoras.

Objetivos de la Voladura Paleo y Acarreo del Material Disparado Facilitar la excavabilidad y carga del material disparado para agilizar el transporte. Reducir el nmero de viajes y desgaste de equipos. Reducir costos de tareas, combustible y mantenimiento.

Chancado y Conminucin Mecnica (Molienda) Reducir el tiempo de operacin de los equipos de chancado y molienda con el abastecimiento de material adecuadamente fragmentado en mina. Eliminar la necesidad de reduccin mecnica en parrilla o de voladura secundaria, previas al ingreso a la chancadora.

Metas Econmicas Paleo y Acarreo Del Material Disparado Lograr mayor facilidad y velocidad de los ciclos de carga, transporte y descarga, con un adecuado perfil del lomo de material disparado y homogeneidad en la granulometra de fragmentacin.

Chancado y Conminucin Mecnica (Molienda) Eliminar los picos de consumo de energa aplicados a la reduccin de material sobredimensionado. Reducir el desgaste de chaquetas y forros y paralelamente el costo de mantenimiento. Conseguir menores costos en los proceso de conminucin mecnica para la concentracin o de lixiviacin del mineral a tratar.

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Influencia de la Voladura en el Costo Total de Minado

Costo total de minado Costo de transporte

$/ t

Costo de excavacin

Costo de voladura

Voladura deficiente $/t

Mayor en $/t

Costo total de minado

$/tCosto de voladura Costo de transporte Costo de excavacin

Voladura eficiente $/t

Menor en $/t

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DISTRIBUCION COSTO / BENEFICIO:

Costos previos a la voladura

Costos posteriores al disparo

PERFORACIN Y EXPLOSIVO Perforacin PALEO Y Explosivos ACARREO Seguridad / Ventilacin CHANCADO Y PROCESAMIENT O SOSTENIMIENTO BENEFICIO (UTILIDAD) Avance VOLADURA SECUNDARIA Sobre rotura / Dilucin (COSTO Voladura secundaria ADICIONAL) Seguridad: sostenimiento

ventilacin Carguo y transporte Chancado y molienda Recuperacin metalrgica

Ejemplo de Costos de Operacin de MinadoDistribucin de costos promedios, excluyendo tratamiento metalrgico, exploraciones, gastos generales y otros no directamente vinculados al arranque de mineral Caso de una mina con material de dureza intermedia y con estructura geolgica medianamente competente que requiere sostenimiento. Comprende : OPERACIN DE EQUIPOS, SUMINISTROS, MANO DE OBRA Distribucin PorcentualOPERACIONES1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Perforacin Voladura Sostenimiento Paleo Transporte interior Transporte en superficie Servicios Administracin / supervisin Depreciacin inversiones TOTAL

% DEL COSTO TOTAL25 10 18 09 04 07 15 04 08 100%

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2. Rocasa. Clasificacin de las RocasDada la amplitud de los conceptos geolgicos, slo como referencia se presenta una descripcin elemental de los tres grupos en los que se las ha clasificado, por su origen y caractersticas. A. B. C. Rocas gneas Rocas sedimentarias Rocas metamrficas.

CLASIFICACIN POR SU ORIGEN

TIPOPlutnica o intrusiva Hipo abisales o filonianas

ASPECTO FSICOTextura granular, gruesa Cristalizacin gruesa, a profundidad Textura media Cristalizacin cerca de superficie Textura fina Cristalizacin en superficie

FAMILIAGranito Diorita Pegmatitas Diques varios Vtrea: Obsidiana Felsticas: Riolitas Porfdicas: Andesitas Fragmentales: Brechas Areniscas Gravas Calizas

GNEAS Volcnicas o efusivas

Lava o derrames Piroclastos o cenizas Formadas por transporte y deposicin mecnica de detritos. Qumicas: Por solucin y deposicin o precipitacin qumica. Orgnicas: Por de posicin de restos orgnicos.

Mecnica SEDIMENTARIAS

Qumicas Regionales por orognesis METAMRFICAS De contacto o locales

Calizas y Diatomitas Gneis

Trmico, Hidrotermal (Accin de soluciones y calor)

Mrmol

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b. Caractersticas de la RocaLas caractersticas geolgicas y mecnicas, adems de las condiciones del estado de las rocas a dinamitar, determinacin realmente el tipo de explosivo que deber emplearse para fracturarlas eficiente y econmicamente. Por ello, es muy importante que adems de conocer las propiedades del explosivo se tenga en cuenta el grado de afectacin que puedan presentar algunos parmetros de la roca como: A. B. C. D. E. F. G. H. I. . Densidad o pesos especifico. Compacidad y porosidad. Humedad e inhibicin. Dureza y tenacidad. Frecuencia ssmica. Resistencia mecnica a la compresin y tensin. Grado de fisuramiento. Textura y estructura geolgica. Variabilidad. Coeficiente de expansin o esponjamiento

c. Propiedades Mecnica De Las RocasEstas propiedades referidas al comportamiento de las rocas al ser sometidas a esfuerzos mecnicos son normalmente determinadas en laboratorios mediante prensas y equipos especiales. Definen medidas o valores aplicables para tener un criterio previo sobre las condiciones de estabilidad de la roca despus de haber sido excavado, por lo que son difciles de correlacionar con los resultados de la voladura pero proporcionan un medio de comparacin entre diferentes rocas. A. B. C. D. E. F. G. Resistencia a la compresin (o carga por unidad de rea). Resistencia a la tensin. Radio de Poisson o radio de precorte. Modulo de Young o de elasticidad (E) Gravedad especfica. Friccin interna Velocidad de onda longitudinal (P, en m/s)

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3. Mecnica de RoturaProceso de FracturacinLa fragmentacin de rocas por voladura comprende a la accin de un explosivo y a la consecuente respuesta de la masa de roca circundante, involucrando factores de tiempo, energa termodinmica, ondas de presin, mecnica de rocas y otros, en un rpido y complejo mecanismo de interaccin.

Proceso de Detonacin de una Carga Explosiva*** ***** Onda de Choque ******** ********** Explosivo O de Tensin ************* sin reaccionar * * * * * * * * * * * * * * * ROCA NO ***************** ALTERADA ** ROCA* * * * * * * * * * * * * * * * * ******************** Direccin de * COMPRIMIDA* * * * * * * * * * * * * * **** ONDA DE Avance de ************************* la REFLEXIN * ************************* Detonacin ************************* CADA * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * DE PCJ FC PRESIN INICIAL * * * * * * * * * * * * * * * * * * ***** *** *********************** Onda de *********** * Reflexin ZR ********************* y gases en ******************* Expansin ***************** ROCA NO *************** ************** ALTERADA ************ Ensanchamiento ********** ******** del taladro ****** PCJ: PLANO DE CJ ***** ZR : ZONA DE REACCIN *** FC : FRENTE DE CHOQUE *

Este mecanismo an no est plenamente definido, existiendo varias teoras que tratan de explicarlo entre las que mencionamos a: Teora de reflexin (ondas de tensin reflejadas en una cara libre). Teora de expansin de gases. Teora de ruptura flexural (por expansin de gases). Teora de torque (torsin) o de cizallamiento. Teora de craterizacin. Teora de energa de los frentes de onda de compresin y tensin. Teora de liberacin sbita de cargas. Teora de nucleacin de fracturas en fallas y discontinuidades.

Una explicacin sencilla, comnmente aceptada, que resume varios de los conceptos considerados en estas teoras, estima que el proceso ocurre en varias etapas o fases que se desarrollan casi simultneamente en un tiempo extremadamente corto, de pocos milisegundos, durante el cual ocurre la completa detonacin de una carga confinada, comprendiendo desde la fragmentacin hasta el total desplazamiento del material volado.Principios de Voladura 10

Estas etapas son: 1. Detonacin del explosivo y generacin de la onda de choque. 2. Transferencia de la onda de choque a la masa de la roca iniciando su Agrietamiento. 3. Generacin y expansin de gases a alta presin y temperatura que provocan la fracturacin y movimiento de la roca. 4. Desplazamiento de la masa de roca triturada para formar la pila de escombros o detritos. La rotura de rocas requiere condiciones fundamentales como: 1. 2. 3. 4. 5. Confinamiento del explosivo en el taladro. Cara libre. Relacin entre dimetro del taladro a distancia ptima a la cara libre (burden). Relacin burden-altura de banco y profundidad del taladro. Condiciones geolgicas, parmetros del taladro y explosivo para generar el fisuramiento cilndrico radial y la consecuente rotura flexural.

Fases de la Mecnica de Rotura de un Taladro con Cara Libre1. Columna Explosiva

BURDEN TACO INERTE

CARGA EXPLOSIVA CONFINADA

CARA LIBRETALADRO

INICIADOR SUFICIENTE

SOBREPERFORACIN

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2. Propagacin de la Onda de Shock

LAS ONDAS FUERZAS DE COMPRESIN GENERADAS EN EL TALADRO VIAJAN HACIA LA CARA LIBRE

LAS ONDAS QUE ESCAPAN PRODUCEN CONCUSIN Y ONDAS SSMICAS

ONDAS SSMICAS

3. Agrietamiento por Tensin

LAS ONDAS SE REFLEJAN EN LA CARA LIBRE Y REGRESAN EN FORMA DE FUERZAS DE TENSIN QUE AGRIETAN A LA ROCA. SE NOTA YA LA EXPANSIN DE LOS GASES

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4. Rotura de Expansin

5. Expansin Mxima (rotura flexural)LOS GASES PRESIONAN AL CUERPO DE ROCA ENTRE EL TALADRO Y LA CARA LIBRE, DOBLNDOLA Y CREANDO PLANOS DE ROTURA HORIZONTALES ADICIONALES

Rotura Flexural

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6. Fase Final: formacin de la pila de escombrosLOS GASES EN CONTACTO CON EL MEDIO AMBIENTE PIERDEN FUERZA Y EL MATERIAL TRITURADO CAE AL PIE DE LA NUEVA CARA LIBRE

Inicio de la Formacin de la Pila de Escombros

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Esquema De Agrietamiento Radial de la Roca

Esquema de Agrietamiento Radial de la Roca y la Influencia de Taladros Contiguos

Si las columnas de explosivo son interceptadas longitudinalmente por fracturas existentes, stas se abrirn por efecto de la onda de choque y se limitar el desarrollo de las grietas radiales en otras direcciones. Las fracturas paralelas a los taladros que se encuentran a cierta distancia de estos taladros, evitarn que la formacin de grietas se propaguen en la roca.Fracturas Grietas radiales El agrietamiento no avanza debido al choque con las fracturas paralelas

Zona de fracturacin radial

Roca pulverizada

Taladro

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Mecanismos de Rotura FASE IONDAS DE CHOQUE

CARA LIBRE

BURDEN

TALADROS ESPACIAMIENTO

FASE II

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FASE III

FASE IV

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EFECTO DE CRTERMecnica de Rotura de un Taladro con una sola Cara Libre 1. Efecto de Crter

TACO INERTE

COLUMNA EXPLOSIVA

LMITE DE ROTURA

BOOSTER

Detonacin

ONDAS DE COMPRESIN QUE SE DISIPAN COMO ONDAS SSMICAS

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Taladro de Crter

Taladro convencional

INFLUENCIA DE TALADROS CONTIGUOS 1. Espaciamiento Adecuado

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2. Espaciamiento muy Corto (Proyeccin Excesiva)

3. Espaciamiento muy amplio (Los taladros se soplan)

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4. Explosivos - Accesorios y Agentes de Voladura4.1. Explosivos 4.1.1.GeneralidadesConceptoSon productos qumicos que encierran un enorme potencial de energa, que bajo la accin de un fulminante u otro estmulo externo reaccionan instantneamente con gran violencia. Se fabrican con diferentes potencias, dimensiones y resistencia al agua, segn se requiera. Un explosivo genera: 1. Un fuerte efecto de impacto que tritura la roca. 2. Un gran volumen de gases que se expanden con gran energa, desplazando los fragmentos.

4.1.2. Desarrollo de la DetonacinVelo cida d de reac cin

Detonacin

Transicin

Deflagracin

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Tiempo

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4.1.3. CARACTERISTICAS GENERALESEn la seleccin del explosivo ms idneo para un fin determinado, es preciso conocer las caractersticas de cada explosivo, para a partir de ellas, elegir el que ms convenga al tipo de aplicacin que precisemos. Estabilidad qumica Sensibilidad Velocidad de detonacin Potencia explosiva Densidad de encartuchado Resistencia al agua. Humos

1. Estabilidad qumica La estabilidad qumica de un explosivo es la aptitud que ste posee para mantenerse qumicamente inalterado durante un cierto tiempo. Esta estabilidad con la que el explosivo parte de fbrica, se mantendr sin alteraciones mientras las condiciones de almacenamiento sean adecuadas, permitiendo al usuario tener un producto totalmente seguro y fiable para los trabajos de voladura. Las prdidas de estabilidad en el explosivo se pueden dar por almacenamiento prolongados en lugares con deficiente ventilacin, pudiendo llegarse, hasta la inutilizacin del explosivo.

2. Sensibilidad La sensibilidad de un explosivo, se puede definir como el mayor o menor grado de energa que necesita que se le comunique para que se produzca su explosin. Sensibilidad al detonador. Sensibilidad a la onda explosiva Sensibilidad al choque Sensibilidad al rozamiento

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As dentro estos cuatro tipos de sensibilidad, puede decirse que las dos primeras son cualidades positivas, y las dos ltimas, cualidades negativas del explosivo. 3. Velocidad de detonacin Si en el extremo de una fila de cartuchos de explosivo, colocamos un detonador, e iniciamos ste, la detonacin del explosivo se producir con una cierta, que es la que denominamos velocidad de detonacin del explosivo. La detonacin de un explosivo, es por tanto, la transformacin casi instantnea de la materia que lo compone en gases. Esta transformacin casi instantnea de la materia que lo compone en gases. Esta transformacin se hace a elevada temperatura, y con un desprendimiento de un gran volumen de gases. La velocidad de detonacin es una de las principales caractersticas a tener en cuenta a la hora de la eleccin de un explosivo para un fin determinado. As un explosivo potente que detone lentamente, va ejerciendo o desarrollando su energa de forma progresiva consiguiendo con su esfuerzo mover grandes bloques, mientras que en un explosivo dotado de una velocidad de detonacin alta, como el desarrollo de la energa es casi instantneo, provocar voladuras espectaculares, troceando los bloques totalmente. Para unos trabajos interesan en unos casos explosivos lentos, y en otros explosivos de gran velocidad de detonacin, de ah la importancia de la eleccin del explosivo, para obtener los mejores resultados. La velocidad de detonacin de un explosivo se mide en metros por segundo, y es del orden de varios miles.

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4. Potencia explosiva La potencia puede definirse como la capacidad de un explosivo para quebrantar y proyectar la roca. Depende casi exclusivamente de la composicin del explosivo, pudiendo mejorarse ligeramente con una adecuada tcnica de voladura. Para la medida de la potencia de un explosivo existen diferentes tcnicas, de las cuales la mas empleada es la del pndulo balstico; por este procedimiento se mide la potencia de un explosivo en tanto por ciento con relacin a la goma pura, a la que se le asigna por convenio la potencia 100%. 5. Densidad de encartuchado La densidad de encartuchado es tambin una caracterstica importante de los explosivos, que depende en gran parte de la granulometra de los componentes slidos y tipo de materias primas empleadas en su fabricacin. La densidad es un parmetro importante a tener en cuenta en la carga de barrenos con agua en su interior. As, por ejemplo, la carga, en barrenos con agua, de explosivos de densidad inferior a 1, independientemente de la resistencia al agua del explosivo, resulta muy laboriosa, ya que ste flota, cosa que no ocurre con los de densidad superior a 1. 6. Resistencia al agua En este punto cabe diferenciar tres conceptos: Resistencia al contacto con el agua Resistencia a la humedad Resistencia al agua bajo presin de la misma

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Entenderemos por resistencia al agua o resistencia al contacto con el agua, aquella caracterstica por la cual un explosivo, sin necesidad de envuelta especial, mantiene sus propiedades de uso inalterables en tiempo mayor o menor, lo cual permite que sea utilizado en taladros con agua. Un caso normal, por ejemplo, sera el de un taladro que se encuentre con 7 m de columna de agua. 7. Humos Se designa con esta palabra humos el conjunto de los productos resultantes de la explosin, entre los que se encuentran gases, vapor de agua y polvo en suspensin. Estos humos contienen gases nocivos, como xido de carbono o vapores nitrosos, y su presencia en los trabajos subterrneos, puede ocasionar molestias o intoxicaciones graves a las personas.

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4.1.5. Propiedades de los ExplosivosEntre todas las propiedades de los explosivos, dos de ellas son importantes respecto a la seguridad en su empleo: La sensibilidad o capacidad para reaccionar con el fulminante o elemento detonador.

La simpata o capacidad para transmitir la onda de detonacin en su masa y a otros explosivos.

Clasificacin Generalizada de Rocas para VoladuraTENACES Granito Gabro Aplita Sienita Monzonita Diorita Granodiorita Basalto Dolorita Norita Caliza silificada Cuarcita Chert Hematita Silicea Hornfeld Minerales de hierro Densos

INTERMEDIASRiolita Andesita Dacita Tranquita Fonolita Obsidiana (vidrio volcnico) Toba y brecha volcnica. Arenisca cementada Pizarra, metamrfica, caliza Dolomita Mrmol

FRIABLESRocas alteradas Serpentina Yeso anhidrita Pizarra Filita Lutita Arcilla Compacta Conglomerado y Brecha no cementada Carbn Antracita Marga Antracita Marga

Nota: Rocas en buena condicin, componentes, el grado de alteracin y fisuramiento contribuyen a variar esta clasificacin para cada roca.

Componentes de los ExplosivosEXPLOSIVO OXIDANTE COMBUSTIBLE SENSIBILIZADOR

DINAMITAS

Slido Slido Lquidos Materiales absorbentes; Nitrato de amonio y otras Nitroglicerina, pulpa de madera, harina, sales. nitrocelulosa, glicol. celulosa. Slido Nitrato de amonio granular Slido Nitratos de amonio y otras sales (soluciones salinas) Aires Lquido Pocos vacos de aire en Petrleo Diesel o aceites los prills de nitrato de residuales, carbn. amonio. Lquido Aceites minerales, emulsiones, petrleo, parafina. Gasificacin Aire en microbalones (microesferas de vidrio) o agentes gasificantes (nitratos)

ANFOS Y OTROS CARBO-NITRATOS GRANULARES

EMULSIONES

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4.1.6. COMPONENTES DE LOS EXPLOSIVOS 1. Componentes del Fulminante Simple N 8

Cpsula de aluminio

Carga primaria (azida de plomo: 250 mg)

Carga base (PETN: 450 mg)

2. Componentes de la Mecha de SeguridadPlvora negra (5 a 6 g/m) Forro de PVC compuesto

Hilo de arrastre

Cintas de papel kraft

Hilos de algodn con recubrimiento de brea y cargas inorgnicas como tiza, talco, etc.

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3. Componentes del Conector de Ignicin

Cpsula de aluminio

Masa pirotcnica

4. Mecha RpidaCordn delgado y flexible que contiene una masa pirotcnica y dos alambres, cubiertos con un forro plstico que se quema con llama abierta a mayor velocidad (entre 10 y 60 s/m). Se emplea para encender las guas de los taladros mediante cpsulas conectoras, en forma secuencial.

Componentes de la Mecha Rpida

Forro de polietileno

ONDAS DE CHOQUE

Alambre central de Cu, Fe o Al

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Alambre de refuerzo de Cu, Fe o Al

Frente:

7 6 5 4 6 5 3 2 4 1 2 5 3 4 1 2 3 1 1 2 5 4

Detonador Ensamblado

3

Mecha Rpida

9

8

8

9

Tajeos angostos con perforacin vertical y/o inclinada Conexin en serie:

Detonador EnsambladoC A R A

C a L r I Ba R EL iPrincipios de Voladura 30

Mecha Rpida

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Puentes de empalme para tajeos (Voladura masiva)

d

Puente

Ejemplo de Clculo para Hallar la Longitud del PuenteTiempo de combustin del Detonador Ensamblado de 08 pies (2,40 m):

TDE = 440 sTiempo de Combustin: 55 s/pie Tiempo de combustin de la Mecha Rpida:

TMR = 35 s/mClculo de la distancia que se debe hacer el puente:

d = (TDE / TMR) = (440 / 35) = 12,57 m

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4.1.7. PRUEBAS CON LOS EXPLOSIVOS 1. Prueba Trauzl - Potencia relativa

Mecha y fulminante N 06

Cavidad cilndrica de 62 cm3 (*)

Explosivo a ensayar (10 g) Molde de plomo de dimensiones especficas

Deformacin exterior del molde de plomo

Expansin producida por la detonacin de la muestra explosiva expresada en cm3, menos el volumen de la cavidad inicial

Explosivo patrn: Gelatina Explosiva 560 cm3 (100%).

2. Prueba Hess Poder rompedor

Cebo Masa explosiva

Disco de acero

Fulminante Masa explosiva Disco de acero Bloque de plomo

Bloque de plomo

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3. Prueba DAutriche Velocidad de detonacin

4. Densidad para Productos Encartuchados

V

D = W/ VDonde: D = densidad W = peso del cartucho V = diferencia de volmenes

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5. Presin de Detonacin de un ExplosivoLa presin de detonacin de un explosivo est dada por la frmula siguiente:

PD = 0,25 x De x VOD2 x 10-5

En donde: PD De VOD : : : presin de detonacin densidad del explosivo velocidad de detonacin del explosivo

6. Prueba de Transmisin Detonacin por Simpata

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4.2. AGENTES DE VOLADURA

1. Nitrato de AmonioEl Nitrato de Amonio es una sal inorgnica de color blanco cuya composicin es: Se obtiene por reaccin del amoniaco y el cido ntrico: 3H2 NH3 + N2 + HNO3 2NH3 (Amonaco) NH4NO3 (Nitrato de Amonio)

Aisladamente, no es un explosivo, pues slo adquiere tal propiedad cuando se mezcla con una determinada cantidad de combustible y reacciona violentamente con l aportando oxgeno.

ANFOEl ANFO es un agente de voladura granular, seco, compuesto por una mezcla de Nitrato de Amonio poroso y petrleo diesel N 2. La mezcla ideal corresponde al 94,3 % de Nitrato de Amonio (oxidante) y 5,7 % de petrleo (combustible), en pesos, para el mejor balance de oxgeno en la detonacin. Esta mezcla proporciona el 100 % de energa til y la menor generacin de gases nocivos.

Requisitos fundamentales que debe cumplir el ANFO: Porosidad: Los poros son indispensables para la generacin de puntos calientes en la detonacin del ANFO, por compresin adiabtica del aire (sensibilizador) por la onda de choque iniciadora del cebo. Absorcin del petrleo (mnima en porcentaje). Retencin del petrleo (mnima en tiempo). Cobertura antiaglomerantes (anticaking) para la fluidez del los prills en el manipuleo a granel.

Efectos de la Absorcin de Petrleo en las Mezclas de ANFOANFO preparado al 6% de petrleo: El prill absorber entre 6 y 15 % del petrleo. Saturacin del prill con petrleo. Relacin ptima para el ANFO 94 % NA y 6 % petrleo, cualquier variacin resulta en prdida de eficiencia y exceso de gases txicos.

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Variacin de La Energa Termodinmica y VOD de ANFO con el Contenido de Petrleo

PORCENTAJE DE PETRLEO

En el grfico anterior se aprecia la influencia que tiene el porcentaje de combustible sobre la energa desprendida y velocidad de detonacin. Se ve que no interesan ni porcentajes inferiores ni superiores al indicado si se pretende obtener el mximo rendimiento en las voladuras. El contenido de combustible afecta tambin a la cantidad de gases nocivos desprendidos en la explosin (CO + NO); cuando en las voladuras los humos producidos tienen color naranja, esto es un indicativo de un porcentaje insuficiente de petrleo, o que el ANFO ha absorbido agua de los taladros, o no se ha iniciado correctamente.

Sensibilidad del ANFO a la IniciacinLa variacin de sensibilidad con la cantidad de combustible tambin vara, con un 2 % de petrleo la iniciacin puede conseguirse con un detonador, aunque la energa disponible es muy baja y con una cantidad superior al 7 % la sensibilidad inicial decrece notablemente.

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Sensibilidad del ANFO a la IniciacinDIFIC ULTA D RELA TIVA DE INICIA CIN CON UN DETO NADO R N 63,0 2,5 94 % DE NITRATO DE AMONIO 6 % DE PETRLEO DENSIDAD 0,82 g/cm3 1,5 2,0 1,0 2 3

4

5

6

7

8

9

PETRLEO (%)

Influencia del Contenido de Agua sobre la Velocidad de Detonacin del ANFOComo se ha mencionado anteriormente, con el Nitrato de Amonio, el agua es el principal enemigo del ANFO, ya que ste absorbe una gran cantidad de calor para su vaporizacin y baja considerable-mente la potencia del explosivo. En cargas de 76 mm de dimetro una humedad superior al 10 % produce la insensibilidad del agente explosivo. En tales casos el nico recurso de empleo consiste en envolver el ANFO en recipientes o bolsas impermeables al agua.

Influencia Del Contenido De Agua En El ANFO Sobre La Velocidad De Detonacin

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DensidadLa densidad tiene importancia para la velocidad de detonacin y los efectos de impacto de un explosivo. Conforme la densidad del ANFO aumenta, entonces la velocidad de detonacin se eleva, pero es ms difcil conseguir la iniciacin. Por encima de una densidad de 1,2 g/cm3, el ANFO se vuelve inerte no pudiendo ser detonado.

Modos para calcular la densidad del ANFO: A granel: Peso por unidad de volumen en libras o kilos/recipiente de volumen conocido (lleno).

D=W/V Para masas: Desplazamiento de volumen de agua de un recipiente al introducirse una masa (Mtodo clsico del Principio de Arqumedes), En gramos/ cm3. (Patrn agua = 1,0 g/cm3). Densidad promedio del ANFO: 0,85 g/cm3

Influencia del Dimetro de la Carga sobre la Velocidad de DetonacinEl dimetro de la carga es un parmetro de diseo que incide de forma decisiva en la velocidad de detonacin del ANFO. El dimetro crtico de este explosivo est influenciado por el confinamiento y la densidad de carga. Usado dentro de taladros en roca con una densidad a granel de 0,8 g/cm3 el dimetro crtico es de unos 25 mm, mientras que con 1,15 g/cm3 se eleva a 75 mm.

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Influencia del Tamao de los Prills en el ANFOEl tamao de los prills de Nitrato de Amonio influye en la densidad del explosivo. As, cuando el ANFO se reduce a menos de 100 mallas, su densidad a granel pasa a ser 0,6 g/cm3, lo que significa que si se quiere conseguir una densidad normal entre 0,8 y 0,85 g/cm3 para alcanzar unas buenas caractersticas de detonacin ser preciso compactarlo. Presin de Detonacin La presin de detonacin es un indicador significativo de la capacidad de fragmentacin que posee un explosivo. Es funcin de la densidad y del cuadrado de la velocidad de detonacin, as:

PD = 0,25 x De x VOD2 x 10-5

Nota: PD : presin de detonacin (en kbar). De : densidad del explosivo (en g/cm3). VOD : velocidad de detonacin (en m/s)

Presin de Detonacin del ANFOPara un ANFO que es producido con una mezcla de 94 % de Nitrato de Amonio y 6 % de petrleo, se tiene: De VOD : : 0,9 g/cm3 2 800 m/s

PD = 0,25 x (0,9) x (2 800)2 x 10-5 PD = 17,64 kbar

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Iniciacin del ANFOEn el cebado del ANFO, el rendimiento de un iniciador est definido por su presin de detonacin, sus dimensiones y su forma. Cuanto mayor es la presin de detonacin, mayor ser su disponibilidad para la iniciacin. El efecto de la presin de detonacin sobre la velocidad de detonacin del ANFO se muestra en la grfica siguiente.

Dimetro del Cartucho CeboLas condiciones que debe cumplir un iniciador para eliminar las zonas de baja velocidad de detonacin del ANFO son: presin de detonacin lo ms elevada posible (como se mostr en la grfica anterior) y un dimetro superior a los 2/3 del dimetro del taladro. La longitud del iniciador tambin tiene importancia, ya que ste a su vez es iniciado por un detonador y presenta un determinado tramo de elevacin de la velocidad de detonacin.

CARGUO DE TALADROS

TALADROS DE ARRANQUE

TALADROS DE PRODUCCIN

TALADROS DE CONTORNO

Punto de inicio de la detonacin autosostenida

Punto de inicio de la detonacin

Principios de Voladura

INICIACIN DE ANFO CON DETONADOR 42 SIMPLE SOLO (NO DESEABLE)

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