APLICACIÓN DE LA TEORIA DE LA CONMUNCION (en frentes, usando emulsión)

1) DATOS DE CAMPO

- Sección de labor: 4 *4 m- Prof. De perforación: 13’ = 4 m- Diámetro de taladro: 2” diámetro

2) CARACTERISTICAS GEOMECANICAS DE LA ROCA

- Tipo de roca: I- Dureza : alta- Resistencia tensional dinámica: 126.5 Mpa (VTD)- Modulo de elasticidad de Young: Ea=20000 (E)

3) CARACTERISTICAS DEL EXPLOSIVO

- Emulsión semexa E651 1 ½” *12”- Densidad : 1.14 gr/gcc- Calor de explosión: Q3 = 935 Kcal/Kg

4) TAMAÑO DE LA FRAGMENTACION REQUERIDA

- d= 0.20 (ancho de la parrilla)

CALCULO DE LA MALLA DE PERFORACION Y VOLADURA

- calculo de la energía elástica de deformación (erg/cm3)Ed= (VTd)^2/2E Factor de conversión 10.197 kg/cm^2Ed= ((126.5x10.197 kg/cm^2)^2)/(2*(20000x10.197kg/cm^2)Ed= (1289.9 Kg/cm2)/(407880 Kg/cm2)

Factor de conversión 980670 dinas/cm2Ed= (1289.9x980670 dinas/cm2)^2/ (407880x980670 dinas/cm2)Ed=(1.60 x 10^18)/(3.99x10^11) dinas/cm2Ed=4*10^16 dinas/cm2

1 ergio=1gr*cm2/s2 = 1dina*cmEd=4x10^6 Erg/Cm3

- calculo de la relación de reducción (R)R=D/d Si: sección = 4 x 4 x 4m = 64 m3 =64x16 cm3Si: D^3=64 m D=4m = 400 cm

R=400cm/20cm = 20

- calculo de la energía requerida para fracturar la rocaEt=(3*Ed*D^3(R+1))/2 = ErgEt=(3 * 4 x10^6 Erg/cm3 x 64x10^6 cm3 (20+1))/2Et=8.064 x 10^15 Erg

- calculo de la energía total entregada por el explosivo (Emulsión semexa E651 1 ½” *12”)∆E = 0.7 * Q3∆E = 0.7 * 935 Kcal/Kg∆E = 655 Kcal/KgFactor de conversión a ergios 4.1868x10^10 Erg/Kg∆E = 655 Kcal/Kg * 4.1868x10^10 Erg/Kg∆E = 2.74 x 10^13 Erg/Kg

- calculo de la cantidad total de la emulsionsi 1Kg de emulsion semexa E65 = 2.74 x 10^13 Erg1Kg ---> 2.74 x 10^13 ErgX ---> 8.06 x 10^15 ErgX = 294.31 Kg de emulsion

- calculo de las mallas de perforación y voladuraa) calculo de la cantidad de emulsión por taladro

Qe=área del taladro x densidad del explosivoQe= ((π*(diámetro)^2)/4 * 1.14 gr/cm3Qe=((π*(2.54*2)^2)/4 * 1.14 gr/cm3Qe=20.2682 cm2 * 1.14 gr/cm3Qe= 23.106 gr/cm 2.3106 Kg/m

b) calculo de la cantidad de emulsión por taladrolongitud efectiva = 4m = 13’longitud de carga = 0.7 * (4m-20cm) = 2.66 mKg explosivo /tal = 2.66 * 2.3105 Kg/m = 6.15 kg/tal

c) calculo de numero de taladro cargadonúm. tal = 294.31 kg / 6.15 kgnúm. tal = 47.855 = 48 taladros + 3 vacios

d) (numero de cartuchos)/(tal. De corte)Si: 1.5”x12” = 18”18” x 2.54 cm = 45.72 cm245.72 x 1.14 gr/cm3 = 52.12 gr = 0.52 kg(6.15 kg/tal)/(0.5212 kg/cart.) = 11.7996 = 12 cart/tal.cort

e) Calculo de la malla de perforacion y voladura S/B = 1.25 ; S=1.25*B ; B=1.25*SNum. Filas = (ancho/(S+1)

num. columnas = (alto/B)48 tal. = (4/(S+1))*(4/B)48 tal. = (4/((B*1.25)+1))*(4/B)48 tal. = 4 x 4/(1.25B^2 + B)

63.75B^2+51B-16 = 0B=(-b+-raiz(b^2-4(a)(c))/2ªBmax= 0.24 m Smax = 0.3 mB1= 1.7 * 0.089 = 0.15 m∆B=(0.24 – 0.15)/3 = 0.9/3 = 0.03 m

B2=0.15 + 0.03m =0.18mB2=0.18 + 0.03m =0.21mB2=0.21 + 0.03m =0.24m

CALCULO DE LA DENSIDAD DE CARGA LINEAL

DCL= 0.507 * D^2 * P

D=diámetro de excavación ; P=densidad del explosivo

Para el heavy anfo de 64 (P=1.32)

DCL=0.507*9 7/8 *9 7/8 * 1.32 = 65 Kg/m

CALOR DE EXPLOSIÓN

A presión constante

Qe= -∆ (Ue+P.V)

Si : (Ue+P.V) calor contenido o entalpia = Hp

Qe= -∆ * Hp

Qe = calor liberado por la explosiónUe =energía interna explosivaP =presiónV = volumen

Si consideramos ANFO3NH4O3 + 1CH2 > CO2 + 7H20 + 3N2

Según tabla de deformación

Producto > nombre > peso molecular > calor de deformacion

NH4O3 > nitrato amónico >80.1 >-87.3 Kcal/molCh2 > gas. Oil > 14.0 > -7.0 Kcal/molCO2>dióxido de carbono > 44.0 > -94.1 Kcal/molH2O > agua > 18.0 > -57.8 Kcal/molN2 > 0

Entonces tendremos

∆Hp(explosivo) = Hp(producto) - Hp(explosivo)

Hp(explosivo) = 3 (-87.3)+(-7) = -268.0 Kcal

Hp(producto) = (-94.1)+7 (-57.8)+ 3(0) = -498.7 Kcal

Qmp = -∆Hp(explosivo)

Qmp = -(-498.7 + 268.9) = 229.8 Kcal

Como el peso molecular del explosivo (Pm) es:

Pm = 3(80.1) + 1(14) = 254.3 gr

El calor de explosivo por kilogramo que resulta es

Qkp= (229.8/254.3)*1000 Kcal/gr = 903.7 Kcal/gr

Calor a volumen constante

Qmv = Qmp + 0.58 * Npg (numero de moles)

Qkv = (Qmv/Pm) * 1000

Qmv = 229.8 + 11*0.58 = 236.18 Kcal/mol

Qkv = (236.18 * 1000)/254.3 = 928.74 Kcal/gr