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- Capítulo 15J

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SISTEMAS MECANIZADOS DE CARGA Y DESAGÜE DEBARRENOSJ

J

J 1. INTRODUCCION

Paralelamente al desarrollo de los explosivos, lacarga y el desagüe de los barrenos han sido objeto deuna fuerte mecanización impulsada por las numerosasventajas que reportan a las voladuras y que pueden

J resumirse en:

J

- Alto aprovechamiento del vOlumen,perforado en laJ roca al conseguir que el explosivo ocupe todo el

barreno y esté en contacto con las paredes delmismo.

j - Aumento de la densidad de carga dentrq de losbarrenos.

" - Posibilidad de formar cargas selectivas de explo-sivo variando las densidades y energías específicasa lo largo de la columna.

- Utilización de explosivos a granel de menor costeque los encartuchados.

- Reducción de los tiempos de carga de las voladu-ras.

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./ - Disminución de la mano de obra necesaria para lacarga de las pegas.

- Posibilidad de utilizar ANFO de menor coste quelos hidrogeles y las emulsiones, tras el desagüe delos barrenos.

Mejor control del explosivo y autonomía en el su-ministro del mismo.

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Todas esas ventajas se traducen en un me!J!x coste./

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de la perforación y voladura, debido fundamental-mente a que las mallas de perforación serán másabiertas y los tiempos de carga se reducirán.

2. SISTEMAS MECANIZADOS DE CARGA DEBARRENOS

Los sistemas mecanizados de carga se clasifican endos grandes grupos, según que sean meros instrucmentas de carga o sistemas integrados de fabricacióny carga.

A continuación, se describen los métodos emplea-dos en la actualidad para los tipos de explosivos másimportantes:

- Gelatinosos e hidrogeles encartuchados.

- ANFO y derivados (ALANFO y ANFO Pesado).

- Hidrogeles y emulsiones a granel.

2.1. Explosivos encartuchados

Los equipos de carga neumática para explosivos en-cartuchados fueron desarrollados en Suecia en la dé-cada de los años 50. Estas unidades permiten cargarbarrenos con diámetros entre 35 y 100 mm, consi-. guiendo densidades de llenado del orden de un 15 a un20% mayores que las manuales con atacador, o in-cluso del 30% si se utiliza en la operación un robot.

TABLA 15.1

197

DIAMETRO DEL DIAMETRO DEL DIMENSIONES DEL TUBO DE CARGA (mm)

BARRENO (mm) CARTUCHO (mm) DIAMETRO INTERIOR DIAMETRO EXTERIOR

38 - 45 22 23,2 30

40 - 51 25 27 34

45 - 64 29 30 38

51 - 76 32 33,5 41,5

64 - 102 38-40 41 51

Las capacidades de carga de estos sistemas para unequipo de 2 hombres oscilan entre los 500 y 1.000 kgpor relevo, dependiendo de las dimensiones de loscartuchos.

En la Tabla 15.1 se indican, para diferentes diáme-tros de barrenos, los calibres de los cartuchos y tubos

de carga recomendados.Las cargadoras, Fig. 15.1, constan de una recámara

tubular con una válvula de compuerta en cada ex-tremo, un embudo de carga por donde se introducenlos cartu,chos, una manguera de descarga y un con-junto de válvulas neumáticas.

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Figura 15.1. Cargadora neumática.

El aire comprimido de alimentación llega a la cargado-ra a una presión máxima del orden de 1 MPa y con unaserie de reguladores se llega a reducir a 0,3 MPa. Sedispone además de una válvula de seguridad.

Las mangueras de descarga son de plástico flexible yantiestático, aunque en ciertos trabajos muy particu-lares pueden utilizarse tubos metálicos. El calibre deestas mangueras es función de las dimensiones de loscartuchos y su longitud no debe exceder de 50 m. En elextremo por donde sale el explosivo se disponen unascuchillas que cortan la envuelta de papel o plástico delos cartuchos ayudando a una mejor compactación deéstos en el barreno.

El atacado con estas unidades es manual, a no serque se utilice un elemento acoplable a las cargadorasllamado «Robot», Foto 15.1, que sustituye la tediosa ycansada labor que debe realizar eloperario, sobre todo'en barrenos largos, y permite además conseguir unacarga más uniforme y regular. .,1'

Este complemento consta de un cilindro neumáticode doble acción con un pistón cuya parte posterior estáunida a un empujador neumático, un tubo espaciadordelantero y un soporte que mantiene apoyado el apa-rato contra el barreno. El cilindro posee un movimientooscilante que se transmite por medio del empujador ala manguera de descarga, la cual, en su retroceso,permite la salida de un nuevo cartucho por su extremofinal. Los grados de retacado que se consiguen con losmovimientos de avance de las mangueras oscilan entre1,4y1,6.

El empleo de estas cargadoras resulta especial-mente interesante cuando las pegas están constituidaspor barrenos horizontales o inclinados ascendentes yde gran longitud. Las únicas limitaciones que se plan-

198

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Foto 15.1. Robot de carga (Nitro-Nobel).

tean están basadas en la sensibilidad al choque y ro-zamiento de los cartuchos, de ahí que en algunos ca- "-

sos se limite drásticamente la velocidad para evitar losfuertes impactos.

Debido a la reciente tendencia de empleo de barre- "-

nos de gran diámetro, superiores a los 100 mm, en lasminas subterráneas las cargadoras convencionaleshan dejado de ser equipos utilizables.

No obstante, se han probado las mayores cargadoras "-existentes en el mercado con centralizadores de man-

guera. De esta forma los cartuchos de emulsión o hidro-gel hacen impacto en el centro de la columna y se redu- "-ce así el riesgo de desprendimiento en los barrenosascendentes. También se ha comprobado, mediantepruebas experimentales,que es preciso disponer de "

una distancia óptima entre el extremo de la manguera yla columnade explosivo,45 CrT],para barrenosde 165mm y 60 cm para barrenos de 100 mm.

Para reducir la fricción de los cartuchos con las pare- "-

des internas de la manguera y, por lo tanto, alcanzaruna energía de impacto elevada se recomienda la lubri-cación con agua. "-

Actual mente, Nitro-Nobel A.S está desarrollandounos nuevos equipos para la carga de barrenos as-cendentes con diámetros de hasta 165 mm. De los 'o.dos sistemas de que dispone en fase de experimen-tación «Charge Pusher» y «Half Pusher» se repre-senta en la Fig. 15,2, el principio de trabajo de ésteúltimo.

A grandes rasgos, consta de un mecanismo trepadorcon el que por sucesivos movimientos ascensionalesse logra elevar la carga hasta la posición deseada. En 'o.cada posición de empuje un elemento de expansión,que actúa sobre las paredes del barreno, retiene a todoel conjunto mientras que un mecanismo de pistón "-fuerza al cartucho hacia arriba, quedando éste rete-nido mediante una pieza en forma de araña o margaritainvertida.

2.2. Explosivos tipo ANFO

A. Sistema de carga

Según las capacidades de los recipientes los siste-mas de carga se clasifican en:

- Cargadoras neumáticas

- Camiones cargadores

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Figura 15.2. Cargador de cartuchos "Ha/f-Pusher»

(Nitro-Nobel).

El primer sistema se utiliza fundamentalmente enexplotaciones de interior y pequeñas minas a cieloabierto, mientras que el segundo se emplea exclusi-vamente en las grandes minas y obras de superficie.

A.1. Cargadoras neumáticas

En estas cargadoras, Fig. 15.3, el explosivo es impul-sado a través de una manguera antiestática y semicon-ductora por medio del aire a presión contenido en unrecipiente metálico de cierre hermético. El diseño deestos equipos consta de un fondo toriesférico, un cuer-po cilíndrico y otro troncocónico de acero inoxidableresistente a la corrosión.

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Figura 15.3. Esquema de una cargadora neumática.

La capacidad de estas cargadoras varía desde los100 hasta los 750 litros y para su transporte van monta-das individualmente sobre ruedas o incluso sobre unida-des motorizadas. Foto 15.2. En este último caso, el airecomprimido se obtiene por medio de un compresor quees accionado por el propio motor del vehículo, dispo-niendo además de unos recipientes de explosivo para larecarga automática de las cubas o de un espacio habili-tado para el almacenamiento de los sacos de ANFOcuando el vertido se realiza de forma manual.

Foto 15.2. Cargadora de ANFO sobre vehlculo(Nitro-Nobel).

Cuando se desea realizar la carga de barrenos as-cendentes en labores de interior, es preciso combinarla presurización del recipiente con el efecto Venturicreado por el soplado de aire a presión a través delinyector, para producir el apelmazamiento de los gra-nos de ANFO en el fondo de los taladros impidiendo lacaída del explosivo.

Las presiones de fu ncionamiento son de 0,15 a 0,3MPa en los recipientes y de 0,2 a 0,35 MPa en lostnyectores.

Estos equipos de carga están recomendados parabarrenos con diámetros entre 26 y 150 mm, salvo si sonascendentes que se limitan a 100 mm.

Los rendimientos de carga dependen del diámetrointerior de las mangueras y de la longitud de las mis-

Amas, que nunca deben superar los 50 m, así como de lainclinación de los barrenos. La capacidad máxima decarga osci la entre las 2 y las 4 toneladas.

Además de los equipos descritos, existen otros más'ligeros en el mercado, que los transporta el propio ope-rador, y que poseen capacidades entre 25 y 40 kg deANFO. .

Se utilizan en trabajos subterráneos para la carga debarrenos de 28 a 65 mm de diámetro y constan, básica-

mente, de pequeños depósitos de polietileno con co-rreas para su transporte. Funcionan con presiones deaire entre 0,4 y 0,8 MPa y las capacidades de cargaalcanzan los 7 kg/min.

Un aspecto muy importante, desde el punto de vistade la seguridad, es la eliminación de la gran cantidadde electricidad estática que se produce. Para ello, espreciso que la manguera de material semiconductoresté bien conectada y acoplada a la lanzadera y que se

199

efectúe una adecuada puesta a tierra de todo el equipo.Fig. 15.4.

TUSERIA DE AIRE

CARGADORANEUMATICA

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PUESTA A TIERRA

Figura 15.4. Puesta a tierra de una cargadora neumática.

En el caso particular de barrenos ascendentes degran diámetro, el método tradicional de carga neumá-tica, consistente en un tapón inferior de cierre y unatubería de carga, ha sido sustituido progresivamente

por el método directo representado en la Fig. 15.5,donde la presión impartida al ANFO, que varía entre0,14 y 0,2 MPa, es suficiente para qUe las partículasde explosivo queden apelmazadas en el fondo de losbarrenos proporcionando densidades de carga de0,95 a 1 g/cm3. En este sistema es de vital importan-cia disponer de un correcto diseño del centralizadorde la tubería de carga.

FASE 1

MANGUERA

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ANFO

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MANGUERA

O. METODO CONVENCIONAL b. METODO DIRECTO

Figura 15.5. Cargéj neumática de ANFO en barrenos

ascendentes.

Si los barrenos presentan agua la carga puede lle-varse a cabo colocando previámente una vaina deplástico.

Los iniciadores (primer),unidos al cordón detonante oal detonador, se colocan generalmente en el fondo delos barrenos mediante un elemento de retención (retai-ner) con el auxiliode la propia manguera de carga.

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CENTRAliZADOR

ELEMENTO DERETENCKm

"'-"- TIPLlCADOR/DETONADOR

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EMPUJADOR

DE th\NGUERA~'---

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Figura 15.6. Colocación del iniciador en el fondo de unbarreno ascendente de gran diámetro, previa a la carga.

'---A.2. Camiones Cargadores

Los tipos de camiones cisterna que se utilizan en lacarga de explosivos granulares tipo ANFOson:

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- Camiones de descarga neumática

- Camiones de descarga por tornillo helicoidal.'---

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'-Fiqura 15.7. Camiones de carga neumática (a) y de tornillo

helicoidal (b, e y d)."--

El primer modelo de camión es el que más se utilizaen España actualmente, y consta de un depósito ce-. rrado de aluminio con bocas de carga superiores yfondo en forma de «y" para favorecer el descenso delexplosivo hacia la cadena de arrastre, dispuesta lon-

" gitudinalmente, y protegida por unas chapas deflec-toras a modo de «y" invertida que evita que dichoelemento soporte todo el peso de la carga.

En el exterior del depósito existe un mecanismo deplaca para regular la altura del explosivo sobre la ca-dena de arrastre, así como un cuenta-vueltas del rodillomotor de la misma cuya velocidad puede también va-riarse para dosificar la alimentación de la válvula rota-tiva desde la que el explosivo es impulsado por airecomprimido a través de una manguera antiestáticahasta el interior del barreno.

La válvula rotativa está formada por un rodete conpaletas de material plástico que impide además el pasodel aire de impulsión al recipiente de ANFO.

La unidad de potencia del propio vehículo está aco-

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Foto 15.3. Camión de earga eon tornillo he/ieoida/. (Cortesía de Amerind-MaeKissie, /ne.).

plada a las bombas hidráulicas de accionamiento de lacadena de arrastre y válvula rotativa, así como al com-presor de ai re.

La manguera de descarga va colocada en la parteposterior del camión con una longitud de unos 10m, loque permite llenar 3 ó 4 barrenos desde una mismaposición cuando el camión se desplaza por la calleformada entre dos filas.

Los inconvenientes que plantea este sistema son lasegregación del aluminio cuando se utiliza ALANFO yla imposibilidad de cargar ANFO Pesado.

El segundo modelo de camión dispone en la parteinferior del depósito, y longitudinalmente, de un torni-llo helicoidal protegido también por unas chapas de-flectoras.

Este tornillo alimenta a otro vertical que a su vez. .,.

entrega el producto a un tercero pivotante subhori-zontal. Este último tiene una longitud entre 5 y 6 m ybarre un sector circular de 345°, pudiendo""cargar através de una manguera flexible barrenos situados a 5ó 7 m de la parte trasera del camión, Foto 15.3.

Cuando el camión se encuentra entre dos filas debarrenos de gran diámetro el número de éstos que sepueden cargar desde una posición está limitado a unoo dos.

Los caudales de llenado de estos equipos varíanentre 150 y 750 kg/min.

Una versión más simple de este tipo de camión es ladenominada de tornillo lateral. En la parte trasera delvehículo se dispone de un tornillo inclinado de des-carga que entrega el explosivo a otro tornillo pivotantede unos 3 m de longitud. Este último, permite cubrirdurante la operación un sector circular de 180° consi-

guiéndose su giro de forma manual, así como su eleva-ción o descenso mediante un pequeño cabrestante.Durante el traslado del camión el tornillo se recogepegándolo a uno de los laterales del mismo.

En los últimos años, ha habido una tendencia pro-gresiva hacia la utilización del sistema de tornillo enlugar del neumático, debido fundamentalmente a lassiguientes ventajas:

- Posibilidad de cargar ANFO Pesado, además deANFO o ALANFO.

- Mayores ritmos de carga y

- Menores pérdidas de nitrato amónico y vapo'res dela sustancia combustible en la parte alta de losbarrenos.

",.B. Sistemas de mezcla y carga

B.1. ,Camiones de mezcla y carga convencionales

Constan de una tolva de nitrato amónico y un tanquede gas-oil. Si se desea fabricar ALANFOo ANFOPe-sado se dispone además de un tercer tanque con laemulsión o el aluminio.

Momentos antes de la carga de los barrenos se rea-liza en el camión la mezcla de los dos o tres compo-nentes en la proporción adecuada, evacuándose elproducto por cualquiera de los dos sistemas descritosanteriormente.

La tolva de nitrato amónico es similar a las descritasen el epígrafe anterior. En las unidades de descarga

201

TANQUE DE GAS - OIL TOLVA DE ALUMINIO

G.O.TOLVA DE

NITRATO AMONICOAl

LIMPIEZAN.A.--

TORNILLO HELlCOIDAL / SALIDA DEEXPLOSIVO

CONDUCTO DE COMBUSTIBLE

Figura 15.8. Depósitos de un camión de mezcla y carga.

neumática el combustible se adiciona con el aire,mientras que en las de tornillo tanto el gas-oil como losotros aditivos se incorporan a través del tornillo verti-cal.

B.2. Camiones de mezcla y carga de tipo cuba

Estos camiones son semejantes a las hormigoneras,pero con ligeras modificaciones para poder mezclar ycargar agentes de voladura a granel. Los componentesse introducen en la cuba en las proporciones adecua-das y se mezclan durante un período de tiempo sufi-ciente antes de la descarga.

El explosivo que se obtiene con estos equipos secaracteriza por:

- Errores muy pequeños en la composición química

- Mezcla muy homogénea, y

- Energía resultanté muy próxima a la que se consi-gue en laboratorio.

Si se compara con los camiones convencionalespresentan las siguientes ventajas:

- Menor coste de adquisición (aproximadamente un30%).

- Mayores caudales de descarga, próximos a los2.000 kg/min. (Esto es de 2,5 aA veces los conse.guidos con los camiones convencionales).

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Foto 15.4. Camión tipo cuba (Nitrate Service Co.).

202

Por otro lado, los inconvenientes que plantea son:"-

- El camión debe posicionarse muy cerca del barrenopara proceder a su carga, con lo que los tiempos "-

i~ve~t.~d,~s!1~ ~~~,~raslados son grandes.- Sóldse puede'cargar cada vez un tipo de explosivo,

por lo que no es posible efectuar una carga selec- '-tiva.

Las cantidades de explosivo fabricado deben serprecisas para evitar sobrantes que necesitarían ser"destruidos.

La capacidad de estos camiones (aproximada-mente de unas 11,5 t) son un 25% menores que las "-

de los camiones convencionales.

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C. Encartuchado de ANFO

Cuando la perforación se realiza en diámetros de 76mm a 190 mm y Is>sbarrenos presentan agua, las co- '-lumnas de explosivo pueden prepararse con ANFO en-cartuchado una vez efectuado el desagüe.

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Foto 15.5. Encartuchadora de ANFO

(Amerind MacKissic, Inc.).

Las envasado ras de ANFO son equipos sencillosconsistentes en una tolva, un tubo de 1 m de longitud \.

aproximadamente, un tornillo helicoidal de alimenta-ción y un sistema de pistón accionado por aire com-primido para conseguir la densidad de carga adecuadaque puede llegar hasta 1,1 g/cm3. El rendimiento deencartuchado es de unas 3 unidades por minuto.

2.3. Explosivos del tipo hidrogeles y emulsiones

A. Camiones para bombeo de hidrogeles y emul- "siones

Estos camiones se utilizan para el bombeo de explo- ,sivos como los hidrogeles, las emulsiones y las mez-clas de emulsiones con ANFO, siempre que la fasesólida de estas mezclas no supere un porcentaje del35%, pues el producto dejaría de ser entonces bom-beable.

La consistencia física de estos agentes explosivos estan alta que suele ser necesario para su bombeo la

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inyección de un fluido lubricante para disminuir losrozamientos con las paredes de la manguera. Es im-portante asegurarse de que la cantidad de lubricante

/ es la imprescindible y a ser posible que contribuya aelevar la energía efectiva del explosivo.

I

A.1. Camiones mezcladores-cargadores

Un camión mezclador-bomba consiste en una plantamóvil en la que se mezclan los productos y se bombean

/ directamente a los barrenos a través de una mangueraflexible. Este sistema es muy versátil, ya que permite

. variar las composiciones antes de efectuar la carga.Los vehículos tienen una capacidad entre 5 y 15 t Yestán diseñados para producir al menos dos tipos deexplosivos, uno para la carga de fondo y otro para lacarga de columna.

Estas plantas móviles presentan una gran seguridad,pues los ingredientes que transportan no son explosi-vos y sólo se mezclan instantes antes de su carga. Porel contrario, el control de calidad es más difícil que enlos camiones de bombeo.

a) Camión mezclador-cargador de hidrogeles

Estos camiones transportan los siguientes compo-nentes:

- Una solución caliente de nitrato amónico, con o sinotros oxidantes como nitrato sódico, percloratosódico, etc., espesada con gomas. Esta soluciónsuele prepararse en una planta fija próxima a lamina.

- Nitrato amónico en forma de "prills» porosos (op-cional).

- Combustible líquido o una mezcla de combustiblessólidos, que se denominan "pre-mixes», con unporcentaje de aluminio alto cuanto mayor es lapotencia que se desea del hidrogel.

- Una solución para crear los enlaces de unión y unagente de gasificación.

Los ingredientes se vierten en un embudo de mezcladesde el cual se bombean a través de una mJngueraflexible hasta el barreno.

Los caudales de carga oscilan entre los 80 y 350kg/min.

El espesamiento y la creación de enlaces comienzatan pronto como se produce la mezcla de los produc-tos, de forma que el hidrogel es altamente viscosocuando se efectúa la entrada en el barreno

El ritmo de gelificación se controla ajustando laproporción de la solución creadora de enlaces.

Cuando la gelificación se produ'ce muy rápidamente,aparecen dificultades en el bombeo, mientras que si elperíodo de gelificación es muy dilatado el hidrogelpuede diluirse e incluso destruirse parcialmente antesde que su viscosidad le permita resistir los efectos delagua existente en los barrenos. El operario que maneja

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Figura 15.9. Camión mezclador-cargador (Ireco Inc.).

la manguera de carga debe asegurarse de que se pro-duzca una agitación mínima del explosivo cuando en-tra en contacto con el agua.

La proporción de agente gasificante debe ajustarsepara producir un hidrogel de sensibilidad y potenciaadecuada. Si la gasificación es insuficiente se produ-cirá una densificación en la parte inferior de la co-lumna impidiendo un rendimiento óptimo del explo-sivo que ahí se encuentra. Por el contrario, un excesode producto gasificante puede reducir demasiado ladensidad del explosivo y hacer que éste no desplace alagua. El caudal de gasificante es controlable y propor-ciona unos explosivos con un amplio rango de densi-dades. Esta posibilidad constituye la base de la técnicaconocida por "Powerdecking».

b) Camiones mezcladores-cargadores de emul-sión y mezclas de emulsión/fase sólida

En este tipo de camiones se produce una mezclacontinua de una solución saturada de oxidantes conuna fase aceitosa y algunos ingredientes en pequeñascantidades. El producto así preparado se bombea acontinuación hacia el barreno.

Si se introduce en la mezcla una fase sólida comopor ejemplo el ANFO o el nitrato amónico, es impor-

A tante asegurarse de que la emulsión resultante nopierde sus condiciones de bombeabilidad.

c) Camiones con sistemas informatizados de con-trolde la carga

Recientemente, la casa Tread Corp. ha empezado acomercializar un camión cargador totalmente controladopor ordenador. El sistema utilizado consiste en enviarseñales, a través de un microprocesador, a las diferen-tes válvulas hidráulicas de que dispone el equipo, paracontrolar individualmente la velocidad de cada motorhidráulico y conseguir así la composición del explosivoadecuada con la mezcla precisa de los diferentes ingre-dientes.

El sistema comprueba y registra constantemente loscaudales que se mezclan de cada componente del

203

Foto 15.6. Monitor y teclado del sistema de control de laformulación de la carga de explosivos.

explosivo, reduciéndose los posibles errores del opera-dor e incrementándose los rendimientos de carga de losbarrenos.

Estas nuevas unidades permiten variar la formulacióndel explosivo a lo largo de la columna de dicho productoque se aloja en los barrenos, adecuándolas a las carac-terísticas geomecánicas de las rocas que se deseanfragmentar. Es por ello que, junto a la monitorización dela perforación, los sistemas de carga automatizadaadaptándose a los parámetros geomecánicos registra-dos previamente constituyen la herramienta con mayorpotencial para la optimización de la fragmentación enlas voladuras.

A.2. Camiones de bombeo"-

Cuando se emplean camiones de bombeo, el agentede voladura se fabrica previamente en una planta fija \...próxima al lugar de utilización.

Las ventajas de este sistema son:"-

- La planta fija puede estar situada en el centro degravedad de los puntos de consumo suministrandoel hidrogel o la emulsión por medio de varios ca-miones, y

- El producto obtenido es de mayor calidad que elprocedente de un camión mezclador.

\..

\...

B. Carga de hidrogeles y emulsiones en interior\..

La carga de barrenos en trabajos subterráneos sediferencia, según el tipo de labor de que se trate, en:Avance de galerías, profundización de pozos y vola-duras de producción.

\...

\..

B.1. Avance de galerías\..

El equipo moto-bomba que se utiliza suele ir insta-lado sobre un vehículo de pequeñas dimensiones que \...

a veces se complementa con una cesta de acciona-miento hidráulico para que el ar.tillero acceda a losbarrenos más alejados, disponiendo en la misma de un "-

control remoto de la bomba.Los tipos de bombas más utilizados son los de dia-

fragma y los de tornillo helicoidal, que aspiran el explosi-vo de unas cisternas que alcanzan capacidades de \..

hasta 500 kg Y lo impulsan a una presión de unos 0,5MPa.

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Foto 15.7. Planta fija y camión bomba (Nitro Nobel).'-

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_/ Foto 15.8. Equipo de carga para el avance de galerías(Scoopemóvil - GIL. Inc.).

Las mangueras de carga son semiconductoras paraeliminar la electricidad estática y se introducen en losbarrenos hasta unos 20 cm del fondo, bombeándose

~ entonces el explosivo y procediendo de forma inter-mitente a la retirada de la manguera hasta que se con-sigue llenar el taladro en la longitud deseada. La inicia-ción se suele conseguir con un cartucho cebo y un

-J detonador eléctrico colocados previamente en elfondo del barreno.

Los caudales son comparables a los obtenidos conJ cargadoras neumáticas de ANFO. Dependiendo de la

velocidad de la bomba, un barreno de 3 m de longitud y41 mm de diámetro puede cargarse entre 6 y 10 segun-

~ dos.

J

8.2. Profundización de pozos/

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Se utilizan unos recipientes presurizados semejan-tes a los empleados con el ANFO a granel. La descargadel explosivo a través de una manguera principal de 45mm alcanza un caudal de 77 kg/min que se reparte a suvez por 5 mangueras flexibles de 17 mm de diámetroque permiten el llenado de los barrenos en un tiempomuy pequeño.

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ENTRADA DE AIRE

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J Figura 15.10. Equipo de bombeo de explosivosen la excavación de un pozo.

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8.3. Voladuras de producción

Dentro de las voladuras de producción con grandesbarrenos, mayores de 125 mm de diámetro, caben dis-tinguir dos situaciones de carga: en barrenos descen-dentes y en barrenos ascendentes.

a) Barrenos descendentes

Se utilizan en los métodos de explotaciones de crá-teres invertidos y en el de banqueo con barrenos lar-gos. La carga se realiza con sencillez pues el explosivose bombea y desciende por gravedad quedando alo-jado en el interior del taladro. Las unidades de bombeotienen un diseño modular y de perfil bajo para facilitarel transporte del explosivo tanto desde la superficie alinterior como dentro de las minas. Los tanques deexplosivo recambiables se fabrican de acero inoxida-ble y con capacidades próximas a los 2.000 kg. Elaccionamiento de la bomba, de la manguera y el deldispositivo de inclinación del tanque son hidráulicos.

b) Barrenos ascendentes

El cargue de barrenos ascendentes con agentescomo los hidrogeles y las emulsiones es aún más difícilque con el ANFO, pues es necesario primero, efectuarun cierre para evitar la salida del explosivo y segundo,disponer de un producto que tenga una consistenciaadecuada para su bombeo. Esto último, parece,que seha resuelto en el caso de las emulsiones por enfria-miento.

En cuanto a los cierres, son varios los sistemas em-pleados. Los primeros consistían en un tapón de ma-dera con un tubo interior que disponía de una válvulade bola antirretorno. Fig. 15.11.

CaRDaN DETONANTE

/'

TUBO PARA CEBADO Y

PURGA DE AIRE50mm

-SISTEMA DEINICIACION

Figura 15.11. Gierre de madera con válvula antirretorno.

Actualmente, la tendencia se dirige hacia la utiliza-ción de tubos de plástico para formar las columnas deexplosivo y cierres de madera con orificios para el pasode los tubos de carga. Fig. 15.12.

205

CORDON DETONANTE

EMULSION

BARRENO

ARENA

TUBO DE CARGA

TAPON DE MADERA

""","" "',Jrl3"""

Figura 15.12. Carga en tuba da y cierre de madera.

y más recientemente, a un sistema de cierre de es-puma de poliuretano desarrollado por la CIL. Fig.15.13.

í~BARRENO

~'ll,,"GIIEJJ-

VALVULA DE PLACA

RECIPIENTE DE ESPUMA LIQUIDA

TUBO PARA PURGA DE AIRE

TUBOS NONEL

"'1S'1""'~"~1","3,,~ "~'aI13"'"III II-TUBO DE CARGAIIIIII

MANGUERA

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Figura 15.13. Cierre de espuma de poliuretano.

y por último, con las emulsiones bombeables , en lasviscosidades pueden ajustarse adecuadamente a lascondiciones de trabajo, mediante el contenido en sur-factantes, tipo de combustible y tamaño de las par ti-culas, se ha probado con éxito las lanzas inflables.Estos artilugios constan de un tubo rígido en el extremo,en el que se dispone de un' manguito u obturador infla-ble mediante aire comprimido.

Las ventajas de este método son la sencillez del equi-po y la reducida inversión en el mismo. El sistema esrápido y eficaz, habiéndose probado con éxito en barre-nos de hasta 115 mm.

206

ELEMENTO DERETENCION -

MUL TIPLlCADORI

DETONADOR

," I tMEZCLADOR

TUBO RIGIDO

OBTURADOR INFLABLEt..

\~ BOMBA TOLVA DE EMULSION

/

Fig. 15.14 Carga de una emulsión bombeable dentrode un barreno ascendente con una lanza inflable.

3. SISTEMAS DE DESAGÜE

El desagüe de barrenos permite ampliar el campo deutilización del ANFO a granel a aquellos casos dondelos macizos rocosos se encuentran saturados o lasescorrentías, debido a las lluvias, han hecho que lostaladros se llenen de agua y también, aprovechar mejoren la carga el volumen perforado.

Los sistemas más utilizados se clasifican en:

Bombas de aire comprimido, y

Bombas sumergibles impelentes.

Las primeras son aplicables a barrenos de pequeño ymedio diámetro (63-172 mm) con alturas máximas de

DESCARGA DE AGUA:. AIRE COMPRIMIDO

J

~I:n,D'ID

CAMARADESINFLADA

o.

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AGUA

Figura 15.15. Bomba neumática.

Jbanco de unos 15 m. Se emplea el aire a presión sumi-

~. nistrado por los compresores de las propias perfora.-

J doras, que a través de una manguera flexible se intro-duce en el barreno.

- En algunos equipos Fig. 15.15, el efecto de empujese consigue cuando la cámara o manguito elástico de

J cierre que poseen se expande al pasar el aire compri-mido por ella.

Los caudales aproximados de bombeo son de unosJ 50 a 80 I/min.

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Foto 15.9. Bomba neumática (Bill Lane Inc.).

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El segundo sistema de desagüe consta general-mente de una bomba sumergible impelente y un ca-rrete para la manguera. El equipo puede ir instalado enun vehículo todo-terreno o en la parte posterior delcamión cargador de ANFO. El accionamiento del ca-rrete y de la bomba es hidráulico y las tuberías delfluido motriz de ésta última van acopladas dentro de lamanguera del agua, pudiendo descenderse todo elconjunto dentro del barreno a una velocidad de 1 misaproximadamente.

Para evitar los atascos producidos por el Iodo condetritus de tamaños gruesos, la bomba debe colocarsea unos cuantos centímetros del fondo.

Una vez efectuado el desagüe de los barrenos seinvierte el sentido del giro del rodete para limpiarlaeliminando las arenas o detritus introducidos.

Estas unidades son capaces de evacuar los barrenosen pocos segundos, debido a los fuertes caudales debombeo, Tabla 15.2, permitiendo la utilización de lasvainas de plástico y carga del explosivo antes de que seproduzca nuevamente la entrada del agua e impidaesta operación.

Foto 15.10. Bomba de desagüe hidráulica(Swanson Eng. Inc.).

. ..TABLA 15.2.J

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../207

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CAUDAL (I/min)

ALTURA TOTAL DIAMETRO 80 mm DIAMETRO 136 mm DIAMETRO 187 mm

DE ELEVACION SIST. HID. = 17 Ipm SIST. HID. = 23 Ipm SIST. HID. = 38 Ipm

(m) 11 MPa 13 MPa 13 MPa

7 246 472 1134

15 189 340 945

22 151 227 756

30 113 151 567

37 76 113 378

TABLA 15.3.

El tipo de plástico empleado debe ser flexible y re-sistente para que no se rasgue en el contacto con laroca, por lo que se aconseja que sea de galga 600 a1.000, dependiendo de cada caso.

Las fundas o vainas de plástico, donde se aloja elexplosivo a granel, se recomienda que tengan un diá-

BIBLlOGRAFIA

- AMERIND - MACKISSIC, INC.: "Technical Information».1986.

- BAUER, A: "Trends in Explosives, Drilling and Blasting».CIM. Bulletin. February 1974.

- BAUER, A, et al.: "Drilling and Blasting in Open Pits andQuarries». 1980".

- BILL LANE, INC.: "Lane Pump». 1986.- CHAMPION, M. M.: "Explosives Loading Equipment». Un-

derground Mining Methods Handbook, AIME. 1982.- DANNENBERG, J.: "Contemporary History 01 Industrial

Explosives in America».- DAY, P. R. and JOYCE, D. K.: "Loading Explosives in Large

Diameter Upholes». S.E.E. 1988.- GIORGIO, C.: "Evolución de los Explosivos en los Treinta

Ultimos Años». Rocas y Minerales.- GUSTAFSSON, R.: "Swedish Blasting Technique». SPI,

1973.- HAGAN, T. N.: "Charging and Dewatering Equipment».

AMF, 1985.- IRVINE, J. C.: "Pillar Recovery at the Pea Ridge Mine».

Mining Engineering. September 1976.- JERBERYD, L.: "Half-Pusher - A Method to Charge Large.

Diameter Upholes». Swedish Mining Research Founda-tion, 1985.

-- LOPEZ JIMENO, C.: "Desagüe y Drenaje de",Explotacionesa Cielo Abierto». IV Curso sobre Mantenimiento y Servi-~cios en Minería a Cielo Abierto. Fundación Gómez-Pardo. 1984.

208

'-metro ligeramente superior al de los barrenos, Tabla15.3, con el fin de aprovechar al máximo el volumen deroca perforado y conseguir un buen acoplamiento dela carga. '-....

"--

'--

'-....

'--

'-....

Foto 15.11. Preparación del cartucho cebo dentro de unavaina de plástico.

\...

\...

- MAIRS, D. B., and TUPLlNG, R. V.: "Application 01 Emul-sion Explosives in Underground». CIM Meeting, 1985.'-

- MICHAUD, P., et LAVEAULT, A: "Essai d'un Systeme deChargement en Vrac poy,r Emulsions Aux Minesd'Amiente Bell». SEEQ, 1984.

- NITRO NOBEL: "ANFO Mixing and Charging Equipment». \...1986."Swedish Methods for Mechanized Blasthole Charging».

- PUNTOUS, R.: "Méthodes Modernes de Chargement desExplosifs». Industrie Minérale - Les Techniques. Février '-1984.

- SHARPE, K. R.: "Plugging & Loading Upholes at La MineBosquet». CIL, Inc. 1986.

- TREAD CORP. (1993): "Fully-computerised bulk explosi- '-ves truck». Mining Magazine.

- SWANSON ENGINEERING INC.: "Blasthole Dewatering -Cuts Costs».

- UNION ESPAÑOLA DE EXPLOSIVOS; "Tendencias '-Actuales en el Almacenamiento, Transporte y Carga Meca-nizada de Explosivos en la Minería a Cielo Abierto». Jorna-das Técnicas. UEE.

- VME-NITRO CONSULT, INC.: "Pneumatic Cartridge "Charging».

- YETTER, A., and MALO, R.: "The Evolution of Loading 4,5Inch Diameter Upholes at Kidd Creek No. 1 Mine». SEE,1984. "

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'-

\.

DIAMETRO DEL BARRENO DIAMETRO DE LA VAINA

(mm) (m m)

152 166200 216229 248251 274270 293279 299311 337381 407