Tema 07 Perf Volad

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica

MI 115 Métodos de Explotación SubterráneaCiclo 2008_I

PERFORACION Y VOLADURA

Abril 2008

Por: Ing. Francisco Grimaldo Z.



CICLO DE MINADO

PERFORACION – VOLADURA – LIMPIEZA – EXTRACCION

Es el ciclo obligatorio que se realiza en la actividad minera.

Dependiendo del tipo de terreno, a este ciclo se le agrega el sostenimiento.

Actividades complementarias: ventilación, drenaje.



CICLO DE MINADO

- PerforaciónDesarrollos y Preparaciones - Voladura

(frentes) - Limpieza - Acarreo / Transporte

- Perforación- Voladura

Explotación (tajos) - Extracción- Relleno- Transporte



PERFORACION

La perforación consiste en hacer un hoyo en la roca con un taladro, donde se colocarán los explosivos.

Primero se requiere UN TRAZO DE PERFORACION:

a) arranque,b) ayudas y c) cuadradores (laterales, alzas y arrastres)

El arranque crea las caras libres y se hace con un disparo simultáneo.

Las ayudas agrandan las caras libres y

Los cuadradores dan la forma y dimensiones finales de la labor.



TRAZO DE PERFORACION



Corte en sección

FORMAS DE ARRANQUE EN FRENTES

A) Cortes en “V”Es lo más sencillo. Con distancia entre taladros de 1 a 2 pulgadas

V - horizontalCorte en sección

V - vertical



Corte en sección


B) Cortes en “Pirámide”

120O

120O

120O



Corte en sección

C) Corte QuemadoSon mejores que los cortes en “V” y los piramidales.Distancia entre taladros de 4 a 6 pulgadas.Adecuados para rocas duras, me dan un mayor avance.


Taladros tienen que ser paralelos. El taladro del medio no se carga.

TRIANGULAR HEXAGONAL RECTANGULAR 9 TALADROS




D) Corte CoromantSe usa una plantilla pre determinada.

1

1

22

3 4

4 3



PRINCIPIOS DE LA PERFORACIÓN

La perforación se basa en principios mecánicos de percusión y rotación, cuyos efectos de golpe y fricción trituran la roca.



CON QUE HACEMOS LA PERFORACIÓN

Perforación ManualRotación y percusión con aire comprimido, para huecos pequeños (25 a 50 mm de diámetro), para una perforación horizontal o hacia el piso (jack leg), para una perforación vertical hacia el techo (stopers) y para piques (jack hammer).



Perforación Manual (continua)

El peso y velocidad de las máquinas depende del fabricante. Como ya se mencionó todas trabajan con aire comprimido (80 a 100 psi de presión) y tienen un consumo de aire de 100 a 150 CFM.

También se necesita agua para la perforación: aprox. 1 litros/segundo, la misma que sirve para ablandamiento de la roca, condensar el polvo y como refrigerante de la máquina.



BarrenosPueden ser integrales (como se muestra el gráfico), donde al extremo se tiene la cabeza con un inserto de aleación de alta dureza (W-V y otras)

También se pueden emplear brocas de botones que van en forma separada del barreno y se colocan al momento de perforar.

Perforación Manual (continua)

Se emplean barrenos de 2´, 4´, 6´, 8´

Adicionalmente el perforista lleva: una barretilla, sacabarrenos, cucharilla, atacador de madera, llave Stilson, aceite.




Perforación MecanizadaPara labores de secciones mayores actualmente se emplean las máquinas de mayores dimensiones: Jumbos neumáticos o electrohidráulicos, track drill, wagon drill, etc.Estos equipos mayores pueden ser de percusión y de roto percusión, montadas en chasis sobre ruedas u orugas. Pueden perforar taladros de hasta 150 mm y 20 a 60 m de profundidad.Los barrenos que se emplean son acoplables con brocas intercambiables.




Perforación Mecanizada




Perforación Mecanizada RotatoriaSe emplean para los tajos abiertos, tienen grandes dimensiones, pueden estar montadas sobre camiones, sobre orugas o pueden ser autopropulsadas.Tienen un motor rotatorio independiente, se emplean barras de perforación y brocas de grandes diámetros (desde 6 a 12”) rotatorias.



VOLADURA

Segunda operacion unitaria del ciclo de minado que tienecomo objetivo de romper la roca de una manera eficiente.

La voladura origina una alta liberación de energía que produce la fragmentación y el desplazamiento de la roca.

La voladura puede ser:

PrimariaSecundaria



ASPECTOS IMPORTANTES A TENER EN CUENTA EN LA VOLADURA

La roca debe romperse de manera eficiente y economica, de manera que debemos producir un material facil de limpiar, cargar, transportar, almacenar y procesar.

El macizo rocoso que queda despues de la voladura debedañarse lo menos posible a fin de reducir al minimo el sostenimiento.

Por lo que en una abertura subterranea, debemos tenermucho cuidado con los taladros de corte y con los que danforma a la abertura.



CARGUÍO DE LOS TALADROSCARGUÍO DE LOS TALADROS

Dinamita Dinamita cebada

• Dinamita cebada: es la que se encuentra inserta de un fulminante.

• El fulminante es conectado con una guía.

• La guía es un cordón tejido cubierto de un material plástico, en cuya parte central se tiene la pólvora.

Fulminante

Guía

Carga explosiva

Fulminante: cápsula de aluminio

Envoltura

Pólvora

Guía



ORDEN DE ENCENDIDO DE LOS TALADROS CARGADOSORDEN DE ENCENDIDO DE LOS TALADROS CARGADOS

1ro. Se enciende la guía de seguridad2do. Se encienden los taladros de corte.3ra. Continúan los taladros de ayuda.4ta. Finalmente, Los taladros de contorneo.

Cuando se hayan encendido todos los taladros, si se emplea la Guía de Seguridad, esta todavía se encuentra encendida.La guía de seguridad sirve por consiguiente como un elemento de seguridad para controlar el tiempo en forma práctica, permitiendo al Disparador salir de la labor.

En caso que la guía de seguridad se acabe, pero aún no se ha terminado de encender todos los taladros, lo más recomendable es dejar todo como esta y salir de inmediato de la labor.

Guía



SEGURIDAD EN EL ENCENDIDO DE LOS TALADROSSEGURIDAD EN EL ENCENDIDO DE LOS TALADROS

• La carga del taladro estará en función a: - la longitud del taladro- la característica de la roca- el trazo de perforación (a su vez en función a la cara libre, el espaciamiento entre taladros; el corte, las ayudas y la forma.

• En términos prácticos se usa 1 cartucho por cada pie del taladro; pero en taladros cuadradores esta proporción disminuye.

• La guía se quema a aproximadamente a una velocidad de 1 pie/minuto. • En minas convencionales, para el encendido de los taladros se corta una guía de 3

pies de largo, a la que se le denomina la guía de seguridad.

Guía



ACCIONAMIENTO DEL FULMINANTEACCIONAMIENTO DEL FULMINANTE

• La chispa viene quemando la pólvora de la guía, al llegar cerca de la carga explosiva del fulminante explosiona al fulminante y este a su vez accionará a la dinamita cebada. El fulminante también puede accionarse con un fuerte impacto, por lo que hay que tener mucho cuidado con su manipuleo.

Cápsula de Aluminio

Carga explosiva

Pólvora



DINAMITADINAMITA

• Es una mezcla química de trinitro glicerina más aserrín, que son encartuchados. La dinamita explotará con el fuerte impacto de la detonación del fulminante.

Dinamita Dinamita cebada Fulminante

Guía

Taco (barro o arena), tapando la carga de dinamita

• El transporte de la dinamita, así como su almacenamiento siempre deben ir separados. Nunca deben trasladarse juntas.

• Las dinamitas dependiendo del diámetro del taladro tendrán diferentes diámetros.

• Estos diametros pueden ser de 7/8”, 1 ¼”, 2”, etc.• También se emplean emulsiones encartuchadas



PROCESO DE DETONACION

• Es la propagación de una reacción química que se mueve a través del explosivo a una velocidad superior a la velocidad de sonido de la roca.

• Ocurre en varias etapas o fases en un tiempo muy corto de poco milisegundos

• Durante el proceso de detonación de la carga confinada, la roca se fragmenta y se desplaza



PROCESO DE DETONACIÓN DE UNA CARGA EXPLOSIVAPROCESO DE DETONACIÓN DE UNA CARGA EXPLOSIVA

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PCJ

ZR

FC

ONDA DE CHOQUEO DE TENSIÓN

ROCA COMPRIMIDAONDA DE

REFLEXIÓN

ONDA DE REFLEXIÓNY GASES EN EXPANSIÓN

ENSANCHAMIENTO DEL TALADRO

CAÍDA DE PRESIÓN INICIAL

EXPLOSIVOSIN REACCIONAR

PCJ: PLANO DE CJZR : ZONA DE REACCIÓNFC : FRENTE DE CHOQUE

ROCA NOALTERADA

ROCA NOALTERADA

DIRECCIÓN DEAVANCE DE LADETONACIÓN



DISEÑO DE MALLA DISEÑO DE MALLA -- VOLADURA SUBTERRÁNEAVOLADURA SUBTERRÁNEA

3A

3A

3A 3A

15A15A

9A

9A

9A

9A

9A

9A

13A 13A13A

7A 7A 7A7A

5A5A

5A 5A3R

3R

6A6A

3,0 m

1,5 m

3,5 m

N° Taladros = 40 cargados + 2 de alivio

11A

11A

11A

11A

11A11A

11A

1R 1R

1A

1A

1A

1A

EJEMPLOEJEMPLO



RESULTADO DE LA VOLADURA SUBTERRÁNEARESULTADO DE LA VOLADURA SUBTERRÁNEA



VOLADURA SECUNDARIA

a. Con perforación de taladros (cachorros).



B. Con cargas superficiales (plastas)..

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