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Perforacion y voladura Tajo abierto
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INTRODUCCION A LA PERFORACION Y VOLADURA A
TAJO ABIERTO(PUCP – 2010)
TELLY ZUÑIGA INFANTEDRILL AND BLAST ENGINEER
TECNICAS DE PERFORACIONPrimera operación unitaria de acondicionamiento de voladura, donde se realizan hoyos dónde se alojarán los explosivos.
La perforación se efectúa por los siguientes medios:
1. Percusión, con efecto de golpe y corte como el de un cincel y martillo. Ejemplo, el proporcionado por los martillos neumáticos pequeños y rompe pavimentos.
2. Percusión/rotación, con efecto de golpe, corte y giro, como el producido por las perforadoras neumáticas comunes, tracdrills, jumbos hidráulicos. Utilizada en mineria de superficie.
3. Rotación con efecto de corte por fricción y rayado con material muy duro (desgaste de la roca, sin golpe), como el producido por las perforadoras diamantinas para exploración.
4. Fusión mediante un dardo de llama que funde roca y mineral extremadamente duro como la taconita (hierro), método aplicado en algunos yacimientos de hierro de Norteamérica.
PERFORACION
¿Cuál es la perforación perfecta?
Taladros alineados (x,y: malla)Taladros con orientación e inclinación correctosTaladros con longitud de diseñoTaladros diámetro correcto
TALADROS QUE SIGUEN EL DISEÑO DE PERFORACION
MALLA: Son un conjunto de puntos en el espacio con determinadas coordenadas y características como: Diámetro de perforación, longitud de perforación, burden, espaciamiento, sobreperforación y otros.
Malla de perforación con determinadas longitudes
DISEÑO DE PERFORACION
Malla de perforación
TIPOS DE MALLAS DE PERFORACION
CATCH BENCH = 12 m.CATCH BENCH
PRECORTES TRIM / BUFFER / CONTROLADAS /PROCEDIMIENTO PRODUCCION
VOLADURA
¿ Cuál es la voladura perfecta?
Sin proyección de rocasbuena fragmentación (no bolonería, no frentes duros, ni muchos finos)Mínimo nivel de vibracionesCuidado de paredes finales (no sobrerotura)Pila homogénea y fácil de cargar por equipos)
EXPLOSIVOSCompuestos o mezclas químicas capaces de una descomposición química rápida y violenta en un tiempo muy corto, liberando una gran cantidad de energía a altas temperaturas y presiones ocupando un mayor volumen del inicial.
Siglo IX durante la dinastía Tang, donde los alquimistas fabrican la pólvora negra a partir de una mezcla de nitrato potásico, azufre y carbónvegetal.1847 nitroglicerina por el químico italiano Ascanio Sobrero Dinamita gelatinosa en 1870 por el ingeniero sueco Alfred Nobel.En 1955 el americano Robert W. Acre crea la akremita, una mezcla de nitrato amónico en forma de “prills” porosos, con combustibles sólidos; poco después se sustituyen estos últimos porfuel-oil, naciendo el ANFO; 1956 se emplean los camiones de carga a granelde explosivo. Se mejoraba la productividad de laslabores a la vez que se abarataba la voladura .
Dato: 250 gr. de TNT libera una energía capaz de levantar un auto 100 m.
21 /09/1921-pueblo Aleman de Oppau-4.500 toneladas de fertilizante.Crater 30 km de radio.
CLASIFICACION DE LOS EXPLOSIVOS
EXPLOSIVOS
MECANICOSE liberada por vaporización a través
de introducción de un material a muy alta temperatura
QUIMICOSActúan por procesos de reacción química de detonación producción
por una onda de choque
NUCLEARESE liberada por desintegración
U235, plutonio
EXPLOSIVOS QUIMICOSEXPLOSIVOS QUIMICOS
ALTOS EXPLOSIVOS
VOD: 2000 A 7000 m/s
BAJOS EXPLOSIVOS
VOD < 2000 m/s
PRIMARIOS (DETONANATES)
ALTA ENERGIA Y SENSIBILIDAD, INICIADORES DE SECUNDARIOS: PENTRITA, AZIDA DE PLOMO,
FULMINATOS, ETC
SECUNDARIOS (DEFLAGRANTES)
GENERAN EL ARANQUE Y ROTURA DE LA ROCA, MENOS SENSIBLES PERO DESARROLLAN MEJOR
TRABAJO UTIL
DE USO CIVIL O INDUSTRIALES
DE USO MILITAR
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES ROMPEDORES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES ROMPEDORES
ALTOS EXPLOSIVOS AGENTES DE VOLADURA EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
TNT
GELATINAS
DINAMITAS
HIDROGELES SENSIBILIZADOS
EMULSIONES SENSIBILIZADAS
ANFO
HIDROGELES
EMULSIONES
MIXTOS: ANFO PESADO
SISMICOS
VOLADURA CONTROLADA
NITRATO DE AMONIO GRADO
ANFO
Es un nitrato en forma de prill o perla, con una estructura micro poroso y microcristalino este le otorga excelente propiedad a las mezclas explosivas.
Es un agente oxidante que consiste en una mezcla adecuada de agua, agente emulsificante, nitrato de amonio grado técnico y aceites o combustibles cuya resistencia al agua es excelente.
EMULSION MATRIZ
ANFO - ANFOS PESADOS (HEAVY ANFOS)
ANFO es una mezcla de nitrato de amonio, emulsión y petróleo, en una determinada proporción.Los ANFOs pesados son mezclas de nitrato de amonio, emulsión y petróleo en diferentes proporciones, su nomenclatura es HA-XY
Denominados explosivos a granel ampliamente usados en minería a tajo abierto.
FABRICACION DE EXPLOSIVOS EN CAMPO
Se realiza a través “camiones fábrica”:
VACIABLESBOMBEABLES Y VACIABLESUNYBODY (BOMBEABLES Y/O VACIALBES -CONVERTIBLES)
ACCESORIOS DE VOLADURADETONADOR NO ELECTRICO (F12)
Sello antiestático
Tubo de choque
Sello de goma
Cushion Disk
PETNAcida de Pb
Tren de retardo con 1, 2, 3 elementos
DIB
Sealer Crimper
NONEL® DYNO NOBEL
Tubo de choque
SISTEMAS DE INICIACION
SI - NO ELECTRICO TRADICIONAL MIXTO Cordón detonante en superficie (como líneas troncales), en conjunto con conectores de retardo de superficie para cordón.Detonador no eléctrico en fondo de taladro.
SISTEMAS DE INICIACION
SI – NO ELECTRICO TRADICIONAL SILENCIOSO
Conectores de superficie en tróncales y entre taladros
SISTEMAS DE INICIACION
SISTEMA DE INICIACION ELECTRONICO Detonadores electrónicos programables de alta precisión en fondo del taladro conectados a través de cables y líneas de disparo.
OPCIONES DEL MERCADO: HotShot (ENAEX), Ikon (ORICA)
SISTEMA ELECTRONICO IKonI-kon es un moderno y preciso Sistema de Iniciación Electrónico, que puede controlarla Energía desprendida por una tronadura optimizando la fragmentación, disminuyedaño por vibraciones, controla la dilución.Los componentes primarios del sistema i-kon son: Logger, Blaster y DetonadorElectrónico.Los elementos secundarios del sistema i-kon son: cable de conexión y línea de disparo.
PARAMETROS VOLADURAINICIALES
BURDEN
B”=45XD” (H&B)B’=((2XD.EXPL/D.ROCA) + 1.5) XDIAMETRO” (KONYA)
ESPACIAMIENTO
CALCULADO CON BURDEN Y FACTOR DE CARGA
SOBREPERFORACION
SD(m)=03XB (KONYA)SD(m)=(0.2 A 0.3)XB (H&B)
ALTURA DE TACO
T”=25XDIA” DETRITUST”=20XDIA” GRAVILLA
FC = Toneladas de explosivo (TE) Tonelaje quebrada de roca (TQ)
TQ = Altura de banco x Burden x Espaciamiento x Densidad de rocaTE = Altura de carga x densidad de carga lineal (DC)DC = Densidad del explosivo x (diámetro del taladro en pulgadas)2 x 0.507
PARAMETROS VOLADURAFACTOR DE CARGA (FC)
Ejemplo:
Densidad HA-46 = 1.16gr/ccDiámetro = 10 5/8”.Altura de banco = 10.0 mSobre perforación = 1.5 mBurden = 6.5 mEspaciamiento = 7.5 mAltura de carga = 6.0 mDensidad de roca = 2.5
CALCULOS
DC = 1.16x(10 5/8)2 x 0.507=66.39 kg/mTE = 6.0x66.39=398.34 kgTQ = 10.0x6.5x7.5x2.5=1218.75 ton
FC = 398.341218.75
FC=0.33 kg/ton
DISEÑOS DE AMARRE
TIEMPOS SEGÚN DUREZATiempos cortos para fragmentarTiempos largos para mover material
SECUENCIA DE SALIDAMovimiento de materialZonas a cuidar (vibraciones)Geometría de la voladuraCara libre