PERFORACIN Y VOLADURA II

Calidad que se acredita internacionalmente

ASIGNATURA

PRIMERA UNIDAD

TEMA N 7 CRITERIO DE SELECCIN DE EXPLOSIVOS.

DOCENTE: Ing. Benjamn Manuel Ramos Aranda

Huancayo, 2015

Asignatura: Perforacin y Voladura II

MATERIAL DE ESTUDIO:

TEMA N 7 CRITERIO DE SELECCIN DE EXPLOSIVOS.

Tema: CRITERIO DE SELECCIN DE EXPLOSIVOS.

Compilado y adaptado de:

LPEZ JIMENO, Carlos; LPEZ JIMENO, Emilio; GARCA BERMDEZ, Pilar. Madrid: Ed. Entorno Grfico Manual de Perforacin y Voladura de Rocas.

Madrid, 2003. UBICACIN: Biblioteca UCCI: 622.23/L87

Material preparado con fines de estudio de alumnos del curso de Perforacin y Voladura de

la Universidad Continental

JCaptulo12J

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CRITERIOS DE SELECCION DE EXPLOSIVOSJ

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J 1. INTRODUCCION

Uno de los grupos devariablescontrolablespor lostcnicosen lasvoladurases el constituidopor los ex-plosivos.La eleccindeltipo deexplosivoformaparte

J importantedel diseo de una voladura y,por consi-guiente,de los resultadosa obtener.

Los usuarios de explosivos a menudo caen en larutinay en el espejismo de unos costes mnimosde

J arranquesintenerencuentatodaunaseriedefactoresque son necesariosanalizarpara una correctaselec-cin: preciodel explosivo,dimetrodecarga,caracte-

.../ rsticasde la roca, volumende roca a volar, presenciadeagua,condicionesdeseguridad,atmsferasexplo-sivasy problemasde suministro.

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2. PRECIO DEL EXPLOSIVO

El costedelexplosivoesevidentementeuncriteriode seleccinmuyimportante.En principio,hayqueelegirelexplosivomsbaratoconelqueseescapazderealizaruntrabajodeterminado.

Losprecioscomparativosdelosexplosivosporuni-daddepeso,tomandocomoreferenciaelNitratoAm-nico,seindicanenlaFig.12.1,elaboradaapartirdeladeWright(1986).

Se observaque el explosivomsbaratoes el ANFO,que llegaa suponer un consumototal entreel 50y el80%,segnlos pases.Otrosatractivosdeesteagenteexplosivoson la seguridad,la facilidad de almacena-

o

Figura12.1. Precioscomparativosde losexplosivosindustriales.

J165

PRECIOS COMPARATIVOS DE EXPLOSIVOS

IEXPLOSIVOS (PRECIO DE REFERENCIA.NITRATO AMONICO. 100-200)

500 1.000 1.500 2.00

NITRATO AMONICO -ANFO ENCARTUCHADO

ANFO ENSACADO

ANFO A GRANEL - .HIDROGEL ENCARTUCHADO

HIDROGEL ENSACADO '"

HIDROGEL A GRANEL .

DINAMITAS

GELATI NAS

EMU.LSIONES A GRANEL

MEZCLA DE HIDROGEL y ANFO

ANFO PESADO

miento,transportey manipulacin,ascomo la posibi-lidadde lacargaa granel.

Pero,apesardel bajoprecio,elANFO presentaalgu-nos inconvenientescomo son su mala resistenciaalaguay su bajadensidad.

Al hablardel precio de los explosivossera msco-rrectohacerlaexpresandostepor unidadde energadisponible (PTA/kcal) que por unidad de peso(PTA/kg),pues en definitivalos resultadosde las vo-laduras dependende la energa destnadaa la frag-mentaciny esponjamientode la roca.

Por otro lado,no hayque olvidarque el objetivodelasvoladurases realizarel arranquecon un coste m-nimo,y queen rocas durasla perforacines unaope-racinmuyonerosaquepuedellegara compensaram-pliamentela utilizacinde explosivoscaros,pero mspotentes,o cargas selectivasformadas por un explo-sivo densoy de altaenergaen el fondo y otro menosdensoy de energamediaen la columna.

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4. CARACTERISTICAS DE LA ROCA

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Laspropiedadesgeomecnicasdelmacizorocosoavolarconformanelgrupodevariablesmsimportante,nosloporsu influenciadirectaenlosresultadosde

./ lasvoladurassinoademsporsu interrelacinconotrasvariablesdediseo.

Si seclasificanlasrocasencuatrotipos,loscriterios./ deseleccinrecomendadosson:

4.1. Rocasmasivasresistentes./

Enestasformacioneslasfracturasyplanosdedebi-lidadexistentessonmuyescasos,porlo queesnece-

./ sarioqueelexplosivocreeunmayornmerodesuper-ficiesnuevasbasndoseen su Energade Tensin"ET". Los explosivosidneossonpuesaquelloscon

./ unaelevadadensidadyvelocidaddedetonacin:hi-drogeles,emulsionesy explosivosgelatinosos.

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4.2. Rocasmuyfisuradas

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Los explosivoscon unaalta"ET" tienenen esosmacizosmuypocainfluenciasobrelafragmentacinfinal,puescuandoseempiezanadesarrollarlasgrietasradialesstasseinterrumpenrpidamentealserinter-sectadasporfracturaspreexistentes.Porello,intere-sanexplosivosqueposeanunaelevadaEnergadelosGases"EB", comoesel casodelANFO.

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4.3. Rocasconformadasen bloques

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En losmacizosconunespaciamientograndeentrediscontinuidadesqueconformanbloquesvolumino-sos in-situy en los terrenosdondeexistengrandesbolosdentrodematricesplsticas,lafragmentacinestgobernadafundamentalmenteporlageometradelavoladurayenmenorgradoporlaspropiedadesdelexplosivo.

En estoscasosse aconsejanexplosivoscon unarelacin"ET/EB" equilibrada,como puedenser elALANFOy el ANFOPesado.

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./ 4.4. Rocasporosas,J'

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Enestetipoderocasseproduceunagranamorti-guaciny absorcinde la "ET", realizndoseprcti-camentetodoeltrabajoderoturaporla"ES".Ademsde seleccionarlos explosivosidneos,que sernaquellosdebajadensidadyvelocidaddedetonacincomoelANFO,serecomiendanlassiguientesmedidaspararetenerlosgasesdentrode los barrenosel ma-yortiempoposible:

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- Controlarla longitudy materialderetacado- Dimensionarla piedracorrectamente- Cebarenfondo

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- Reducirla PresindeSarreno,medianteel desa-coplamientodelascargasoadicindematerialesinertes.(ANFOPS).

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7~ PRESENCIA DE AGUA

Cuando el ANFO se encuentra en un ambiente quele aporta una humedad superior al 10% se producesu alteracin que impide la detonacin de la mezclaexplosiva. As, cuando los barrenos contengan aguase 'proceder de las siguientes formas:

- Si la presencia de agua es pequea, el ANFO tri-turado se encartuchar dentro de fundas de pls-tico, alcanzndose densidades prximas a 1,1g/cm'. El cebado deber ser axial, pues de locontrario si uno de los cartuchos resulta dafadoy su carga alterada se interrumpir la detonacindentro de la columna.

- Si la cantidad de agua alojada es mayor y no espracticable el procedimiento anterior se puedeefectuar el desage de los barrenos con una bombae introducir a continuacin una vaina de plstico deresistencia adecuada y proceder a la carga delANFO a granel.

- Si la afluencia de agua a los barrenos impide eldesage, se pueden utilizar explosivos como loshidrogeles y emulsiones a granel, bombendolos overtindolos, o explosivos gelatinosos e hidrogelesencartuchados. En este ltimo caso la altura quealcanzara el agua se puede estimar con la si-guiente expresin:

Hf = Ha X D2D2 - d2

donde:

Hf = Altura final del agua.

Ha = Altura inicial del agua.

D

d

= Dimetro del barreno.

= Dimetro del cartucho de explosivo.

En los casos de poca agua o bombeo viable, el ANFOPesado ha abierto unas nuevas expectativas de abara-tamiento de las voladuras.

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8. PROBLEMAS DE ENTORNO

Las principalesperturbacionesque incidensobreelreaprximaa lasvoladurasson lasvibracionesyondaarea.

Desdeel punto de vistadel explosivo,aquellosquepresentanunaelevadaET son losquedan lugara unmayor nivel de vibraciones. As, si es factible, ser

mejor utilizar ANFO que hidrogeles. El seccionado ysecuenciado de cargas se puede realizar tambin conexplosivos a granel y encartuchados aplicando dife-rentes tcnicas de iniciacin.

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Foto 12.1 Empleo de hidrogel vertible en barrenos conagua.

En cuanto a la onda area, se recomienda que elexplosivo tenga una relacin ET/EB equilibrada ysobre todo que se controle el diseo geomtrico dela voladura.

9. HUMOS

Aunque muchos explosivos estn preparados paraque tengan un equilibrio de oxgeno que maximice laenerga desarrollada y minimice los gases txicos dedetonacin, es inevitable la formacin de humos noci-vos con un cierto contenido en gases nitrosos y CO.

Los humos intervienen como criterio de eleccin

slo en los trabajos subterrneos y es preciso sealarque ms que un problema propio del explosivo sueleser un problema de insuficiencia de ventilacin delas labores.

La presencia de fundas de plstico, dimetros decarga inadecuados o iniciaciones ineficientes puedendar lugar a un elevado volumen de humos.

Los hidrogeles sensibles al detonador dan general-mente gases con buenas caractersticas, mientras quecon los hidrogeles a granel hay que tomar ciertas pre-cauciones, lo mismo que con el ANFO que produce unaelevada concentracin de gases nitrosos.

Los explosivos gelatinosos son generalmente bue-nos, pero no as las dinamitas con alto contenido enNA.

JCONDICIONES DE SEGURIDAD10.

J

Un puntode equilibrio,a veces no fcil de lograr enunexplosivo,es el binomio sensibilidad-seguridad. Los

J explosivos gelatinosos tienen una alta sensibilidad,pero si en la pila de escombro queda por algn motivo(descabezamiento de barrenos, rotura de cordn de-

. tonante, etc.), restos de explosivo y es necesario el../ empleo de maquinaria pesada: tractores de orugas o

excavadoras, puede producirse la detonacin conriesgo para el personal de operacin. Este problema

J se ha resuelto con el empleo de los hidrogeles yemulsiones que son insensibles a los golpes, friccio-nes y estmulos subsnicos, pero poseen un grado

J de sensibilidad adecuada para la iniciacin.

11. ATMOSFERAS EXPLOSIVASJ

Las excavacionesque se realizan con atmsferas../ potencialmenteinflamablescongriso polvo,tantoen

minas de carbn como en otras explotaciones metli-cas e incluso de obra pblica, pueden dar lugar a gran-

./ des catstrofes si se producen explosiones secunda-rias.

Por ello, en esos proyectos es preciso efectuar unestudio de la atmsfera y entorno prximo a la vola-

../ dura para tomar la decisin de utilizar explosivos deseguridad y/o inhibidores en el material de retacado.

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12. PROBLEMAS DE SUMINISTRO

Por ltimo,hayqueteneren cuentalas posibilidadesreales de suministroen funcinde la localizacinde

los trabajosy puntosde abastecimientode los explosi-vos yaccesorios.

Asimismo,si se disponedepolvorinespropiossernecesarioconsiderarlos tiemposde almacenamientoylas variaciones de las caractersticas explosivas dealgunosde los productos.

BIBLlOGRAFIA

- CROSBY, W. A. y PINCO, M. E.: Whento Use aluminiumin Bulk Explosives.ExplosivesEngineering,Vol. 9. N. 2.July/August.1991.

- DICK, R. A. et al.: Explosivesand Blasting ProceduresManual.U.S. Bureauof Mines.1982.

- LOPEZ JIMENO, E. Implantacin de un Mtodo deClculoy DiseodeVoladuraen Banco.Tesis doctoral.E.T. S. Ingenierosde Minasde Madrid,1986.

- MANON, J. J.: How to Select An Explosive or BlastingAgentforA SpecificJob. E/MJ May1977.

- UNION ESPAOLA DE EXPLOSIVOS: Explosivos yAccesorios.1981.

- WRIGHT, K. W.: EffectiveBlastRoundDesingSelectingtheRightExplosivefortheRightJob. WorldMiningEquip-mentMarch,1986.

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