Perforación y Voladuray

(Curso resumido de 15 horas lectivas)Primera Parte

Por:

MSc Julio Vargas PaniaguaMSc. Julio Vargas Paniagua

PERFORACIÓNPERFORACIÓN

• Existen dos Sistemas de Perforación que más se utilizan en la• Existen dos Sistemas de Perforación que más se utilizan en la Industria minera:

* Perforación Convencional

* Perforación Mecanizada

Propiedades de las rocasPropiedades de las rocas

L i i l i d d fí i d l i fl l• Las principales propiedades físicas de las rocas que influyen en los mecanismos de penetración y elección del método de perforación son:

• Dureza.R i t i• Resistencia.

• Elasticidad.• PlasticidadPlasticidad.• Abrasividad.• Textura.• Estructura. Caracteristicas de rotura.

Perforación RotopercutivaPerforación Rotopercutiva

M till b- Martillo en cabeza - Martillo en fondo

Se caracteriza por realizar las acciones:

• Percusión : Los impactos al pistón originan una onda de choque• - Percusión : Los impactos al pistón originan una onda de choque que se trasmite a la broca a través de las varillas (en el martillo en cabeza) o directamente (en el martillo en fondo). Se evalúa en golpes/mingolpes/min.

• - Rotación : Movimiento que generan impactos a la roca en di ti t i i (RPM)distintas posiciones (RPM).

• - Empuje : Fuerza generada sobre el barreno permitiendo su p j g pavance.

Fallas de perforación en taladros de pequeño diámetro

• a. En arranquesInsuficiente diámetro o número de taladros de alivio.b D i i l l li• b. Desviaciones en el paralelismoEn este caso el burden no se mantiene uniforme, resulta mayor al fondo lo que afecta al fracturamiento y al avance. Este problema es determinante en los arranques y en la periferia (techos) de túneles y galeríasen los arranques y en la periferia (techos) de túneles y galerías.

• c. Espaciamientos irregulares entre taladrosPropician fragmentación gruesa o soplo del explosivo.d L i l l it d d t l d• d. La irregular longitud de taladrosInfluye en el avance (especialmente si el de alivio es muy corto) y también determina una nueva cara muy irregular.

I t ió d t l d• e. Intercepción de taladrosAfecta a la distribución de la carga explosiva en el cuerpo de la roca a romper.f Mayor número de taladros que los necesarios o diámetros muy grandes;• f. Mayor número de taladros que los necesarios o diámetros muy grandes; pueden determinar sobrecarga, que golpeará a la roca circundante.

Perforación de martillo en cabezaPerforación de martillo en cabeza

• PERFORADORAS NEUMATCAS

- Stoper

- Jack hammer

- Jack leg

• PERFORADORAS HIDRAULICAS

C t í ti d f d d tillCaracterísticas de perforadoras de martillo

• Velocidad.- El martillo golpea de 1600 a 2,500 veces por minuto a la espiga del barreno, las maquinas usadas en la mayor parte son del orden de los 2,200 a 3,000 golpes/minuto.

• Precisión - La perforadora es una maquina de altoPrecisión. La perforadora es una maquina de alto perfeccionamiento mecánico; Sus partes móviles ajustan dentro de un milésimo a 114 de milésimo de pulgada.

• La velocidad significa que el martillo friccionara (frotara) unas 5,000 veces por minuto contra las paredes interiores del cilindro y del forro del cilindro (Cylinder Liner) y que estadel cilindro y del forro del cilindro (Cylinder Liner) y que esta fricción estará amortiguada por una delgadísima película de aceite.

M till J khMartillo Jackhammer

• Son diseñadas para trabajar verticalmente• Son diseñadas para trabajar verticalmente hacia el piso.

• Son las máquinas más livianas 35 - 45 libras.

• En la parte superior tiene la forma de “T” acoplada a el martillo mediante los tirantes.

• Trabajan con presión de aire comprimido• Trabajan con presión de aire comprimido de 70 a 85 lbs/pulg2.

• Ejecutan dos movimientos: rotación y percusión.

• Frecuencia de impacto: 2500 g/m.• Consumo de aire: 110 cfm.• Potencia: 2.94 Kw.• Tamaño de bocina: 7/8 x 4 .1/4 pulg.• Manguera de aire: ¾ pulg.• Manguera de agua: ½ pulg

V t j d l á i J klVentajas de la máquina Jackleg

* El pié de avance sostiene al martillo y se incrementa conforme avanza la perforación.• El diseño permite perforar el frente en cualquier angulo • Es la máquina mas versátil para ele perforista.• El mantenimiento de la máquina es mínimo• El mantenimiento de la máquina es mínimo.• El pié de avance absorbe el rebote del barreno y hace la mayor parte del trabajo.• Es la máquina de mayor uso en la minería mundial por su gran eficiencia.• La vida útil de la Jackleg es de 100 000 pies perforados• La vida útil de la Jackleg es de 100,000 pies perforados.• Pueden trabajar óptimamente con barrenos de 7 pies.

Partes principales de una perforadora

1.- EL FRONTAL (Chuck End) : a) La bocina (Chuck) Que recibe la espiga del barreno y le hace girara) La bocina (Chuck).- Que recibe la espiga del barreno y le hace girar.b) El guiador de bocina (Chuck Driver).- Que se encuentra engranado a la

bocina a la cual hace girar. En la Stoper, es una pieza grande que tiene enroscada la bocina por un extremo y la tuerca del guiador de bocina porenroscada la bocina por un extremo y la tuerca del guiador de bocina por el otro.

c) Tuerca del guiador de bocina (Chuck Driver Nut).- Que recibe la rotación del martillo hace girar al g iador de bocina es de broncedel martillo y hace girar al guiador de bocina, es de bronce.

2.- EL CILINDRO (Cylinder):a) El forro del cilindro o guiador del martillo (Cylinder Liner Bishing).- Es una

pieza de bronce que guía los movimientos. b) El martillo (Hammer).- Que se encarga de golpear y hace girar al guiador

de bocina.c) El eje del ratchet (Riflo Bar).- Cuyas acanaladuras en espiral permiten el

giro del conjunto: tuerca ranuraza y martillo. d) La valvula de distribution del afire.- Consta de cinco piezas en lasd) La valvula de distribution del afire. Consta de cinco piezas en las

maquinas "Jackleg" y de tres piezas en la stoper.

Continuación de Partes principales

3.- LA CULATA (Backhead) :

a) Mecanismo del Ratchet (trinquete) - Cuya misión es hacer girar ala) Mecanismo del Ratchet (trinquete). Cuya misión es hacer girar al martillo en su viaje de regreso, comprende:- El anillo del "Ratchet" .- Los retenes con sus resortesLos retenes con sus resortes.

b) El tubo o aguja de agua (Water Tube).- Que reciben el agua que entra a la maquina y la llevan por el eje de la misma en toda suentra a la maquina y la llevan por el eje de la misma, en toda su longitud, para entregarla dentro del hueco del barreno, en la espiga del mismo. Es importante la empaquetadura

c) Conductos de entrada de aire y agua .) y gd) Mecanismo de la llave de mando.e) Mecanismo de la válvula de control del pie de avance.

Continuación de Partes principales …

4.- EL PIE DE AVANCE (Feed Leg):

a) El pistón (Feed Pistón).- En la stoper trabaja permaneciendo fija en la Jackleg sube empujando a la perforadora mientras que el cilindro del pie de avance permanece fijo.b) Las empaquetaduras (Cup Leather).- Para que no se escape el aire que empuja el pistón. c) Guiadores de pistón y del cilindro (Food Piton Bushing y CylinderBushing) Según la parte que se desplace es decir según se trateBushing).- Según la parte que se desplace, es decir, según se trate

de maquinas Jackleg o Stoper respectivamente.

5.- La Manila (Handle).- Es la válvula de control del pie de avance.( ) p6.- La grampa (Steel Puller).- Sirve para : Sujetar el barreno; mantenerlo

alineado; jalar el barreno; Si tiene un resorte poderoso sirve para suavizar los golpes del barreno.

7.- Los tirantes (Side Rods).- Sirven para mantener unidas las partes exteriores mas importantes.

8.- La llave de mando (Throttlo Valve Handle).- Gobierna la entrada de aire a la maquinaaire a la maquina.

Los barrenos

• Tipos de barrenos.- En el mercado existen diferentes tipos de barreno, sin embargo los mas usados en la minería son : Los de broca cambiable y los de broca con "pastilla insertada"los de broca con pastilla insertada .

• Un juego de barrenos integrales esta compuesto de tres barrenos convencionales:

Nombre del barreno Longitud Diametro broca Longitud espiga Patero 3 pies 41 mm. 4 1/4”Seguidor 5 pies 40 mm. 4 1/4”Pasador 7 pies 39 mm. 4 1/4”

• Las partes importantes del barreno y sus condiciones :- La broca .- Tiene soldada la "pastilla" de metal duro.- El cuello .- Sirve de tope para mantener la correcta longitud de espiga dentro de la maquina.

La espiga Es la pare del barreno que tiene una longitud estándar (4 1/4")- La espiga.- Es la pare del barreno que tiene una longitud estándar (4 1/4 ) y fabricado con una mayor consistencia en vista que recibe los golpes que percute el martillo.

* Los barrenos que han sido mas comerciales: “Coroman”, “Lidecoat” ““Pikman”, etc.

Brocas con roscaBrocas con rosca

• Las brocas con rosca que se utilizan en la perforación convencional• Las brocas con rosca que se utilizan en la perforación convencional, se caracterizan porque tienen un diseño especial basado en la forma en que son soldados los biseles así como el número de estos. Asi tenemos:

• Brocas de rosca en Cruz• Brocas de rosca en "X"Brocas de rosca en X• Brocas de insertos de carburo de tungsteno

Toda estas brocas son de diámetros de 1 5" a 4 5“ y son de aceroToda estas brocas son de diámetros de 1.5 a 4.5 , y son de acero con procesos de tratamiento térmico especial para soportar altas temperaturas y resistentes a los esfuerzos de compresión. Estos diámetros son los mas usados dentro de la perforaciónEstos diámetros son los mas usados dentro de la perforación convencional subterránea.

Nomenclatura de taladrosNomenclatura de taladros

• PERFORACIÓN MECANIZADA

PRINCIPIOS DE PERFORACIÓN EN MINERIA SUPERFICIAL

Para desarrollar una buena perforación se debe considerar 4 factores:

1) Suficiente fuerza de rotación en barreno para girar la broca en cualquier estrato encontrado.

2) Suficiente fuerza en la broca (pull down) para optimizar la penetración

3) Suficiente presión de aire que se remueva y expulse los detritus , generados durante la perforación y adecuar a la presión para refrigerar los cojinetes de las brocas.ef ige a los cojinetes de las b ocas.

4) Acertada selección del tipo de broca, para el tipo de roca que esta siendo perforado.

PERFORACION ROTATIVA

Se caracteriza por usar el pull down writht, Además ejerce un movimiento principal "rotacional" que produce el desgaste de la roca y se mide en RPM., característico para perforadoras eléctricas que están diseñadas para perforar taladros de dimensiones grandes.

Al aumentar el pull down writht (P.D.W) los botones de la broca compactan empujando con mayor fuerza hacia el fondo, se debe tener en cuenta la penetración de ratio que se incrementa linealmente, seen cuenta la penetración de ratio que se incrementa linealmente, se puede usar normalmente en exceso de 65% del peso de la maquinaria.

ROTACIÓN:ROTACIÓN:La velocidad de rotación esta dada por los motores rotativos con que cuenta la perforadora. El limite de incremento de las RPM. es el

l t i t d l í d l b d fcalentamiento de las vías de las brocas cuando se perforan rocas duras, o el desgaste de los conos o botones de estos.Rocas muy duras : 60-90 RPM.Rocas muy suaves : > 90 RPM.

ELEMENTOS PRINCIPALES DE PERFORACIÓN

• Barreton.- Es un tubo de acero de alta calidad a través del cual se transmite el movimiento y de presión, va unido mediante y pacoplamiento en su parte superior a la cremallera en su parte inferior al estabilizador.

• Estabilizador o reamer.- Se usa en el extremo inferior de barreton , b V i t d b t tiy broca. Va previsto de brocas en sus extremos para su respectivo

acoplamiento, su diámetro es igual al barreno con la diferencia de las aletas con 9 ¾ ¨ diámetro.

• Broca o trepano - las brocas ticónicas tienen 3 conos que giran• Broca o trepano.- las brocas ticónicas tienen 3 conos que giran sobre un eje cada 120 grados, y están diseñadas para perforar en diferentes terrenos.

Perforadora Diam. del barreton

(pulg)

Longitud(Pulg)

Diam.Estabilizador(pulg)

Diámetro de la broca (pulg)

45-R50-R

8 5/8

9 ¼3232

8 5/8

9 ¼9 7/8

12 ¼50-R60-R

9 ¼10 3/4

3236.6 1/4

9 ¼10 3/4

12 ¼12 1/4

Circulación de aireLas perforadoras rotativas deben ser proveídas con suficiente circulación de aire para producir una velocidad anular de retorno de detritus (entre el b l t l d ) id 3000 l id d l í ibarreno y el taladro) se considera 3000 como velocidad anular mínima pero puede ser de 5000 a 7000 pies por minuto para material húmedo y pesado. Para materiales más duros y pesados como los de fierro se usan hasta 9000 FPM.Cuando la velocidad es muy alta puede causar daños al barreno de

alguna de las partes de la maquina pero rara vez se presenta.El volumen de aire requerido para la perforadora que usa un barreno

cilíndrico puede ser determinado por lo siguiente:cilíndrico puede ser determinado por lo siguiente:

Donde:• ∂ = capacidad de aire requerido CFM• V= velocidad de FPM• D= diámetro del taladro en pulgadas• d= diámetro del barreno en pulgadas

La cantidad de aire debe ser calc lado para q e la e cesi a elocidadLa cantidad de aire, debe ser calculado para que la excesiva velocidad de expulsión de los detritus pueden causar , condiciones severas de abrasión, polvo y cantidad de detritus , lo que causara excesivos gastos en el barreton y la broca.

La productividad puede significativamente incrementarse en base a los siguientes parámetros:

- Alta velocidad de rotación al fondo del taladro (en función al tipo de ta e oc dad de otac ó a o do de ta ad o (e u c ó a t po dematerial)- Rápida velocidad de retracción del barreno- Un sistema controlado que integre la velocidad- Un sistema controlado que integre la velocidad

TiposTipos

• A) The Marion “Power sholvel div of dresse houstates” Modelos M• A) The Marion Power sholvel div. of dresse houstates Modelos M-5, M-4, M-3 taladros de 15”, 12 ¼” y de 9” a 12 ¼” de diámetro.

• Gardner Denver Modelos GD-120, GD-100, GD-70 densidad de 22” 17 ½” 12 ¼”22 , 17 ½ , 12 ¼ .

• Bucyrus Erie Modelos 61-R taladros de 15” hasta 17 ½” de densidad

• Pull Down = 130000 lbsPull Down 130000 lbs• Fuerza de Izaje = 96000lbs• RPM= 145• 2 motores eléctricos = 105HP = 475 V• 2 motores eléctricos = 105HP = 475 V• 2 compresoras 1310 CFM-40 lbs/pulg2• mástil = 60-65 ft.

M d l 60 R t l d d d 12 ¼” 15” d d id d• Modelos 60-R taladros desde 12 ¼”-15” de densidad.• Pull Down = 125000 lbs.• Motor eléctrico para el sistema de rotación• Además existen otros modelos : 50-R, 40-R.

Variables que intervienen en la Perforación

• Empuje sobre la broca.- El empuje aplicado debe ser suficiente para vencer la resistencia a la compresión de la roca, pero sin ser excesivo para e itar fallas en el desen ol imiento del tricono en formaciones d ras nevitar fallas en el desenvolvimiento del tricono, en formaciones duras, un empuje elevado sobre la broca puede producir roturas en los insertos antes de presentarse el barrido.

• Empuje mínimo.- Es aquel por debajo del cual una roca no es perforada, p j q p j p ,puede estimarse por las siguiente formula:

Em = 28.5 x RC x DE E j í i (lib )Em = Empuje mínimo (libras)RC = Resistencia a la compresión de la rocaD = Diámetro del tricono (pulg)E j á i E l i d l d l• Empuje máximo.- Es aquel que por encima del que se produce el enterramiento del tricono se considera que vale al doble del valor anterior.

E(M) = 2 x EmE(M) 2 x Em

• Empuje límite.- Se determina en función al tamaño de sus cojinetes que a su ves depende del diámetro del tricono.

E l = 810 x D

Parámetros en la selecciónParámetros en la selección

• Es necesario tener definido el diámetro del taladro tomando en consideración: producción que se desea explotar por día, capacidad y número de equipos de transporte costo decapacidad y número de equipos de transporte, costo de perforación, altura del banco, entre otros parámetros.

• Para seleccionar es necesario determinar los siguientes aspectos:Para seleccionar es necesario determinar los siguientes aspectos:

• Potencia de rotación• Empuje• Empuje• Tipo de tricono• Sarta de perforación.

PERFORACIÓN EN UNA SOLA PASADA (Single Pass)PERFORACIÓN EN UNA SOLA PASADA (Single Pass)

• Existen mástiles grandes hasta 27 metros para perforar taladros• Existen mástiles grandes hasta 27 metros, para perforar taladros de dimensiones grandes y presentan las siguientes ventajas:

S d l d ñ l• Se reduce el daño a las rocas • Se coloca una sola barra • Se ahorra tiempos muertos de 2 a 8 min.p• Se incrementa la producción en 15%• Facilita la limpieza de barrido.

También presenta algunas desventajas como:• También presenta algunas desventajas como:• Pierde estabilidad el equipo de perforación• Los mástiles se muestran inestables por ser demasiados altos.• Problemas para el traslado del equipo.

M till d F dMartillos de Fondo

MODELO DIAMETRO DE CONSUMO DE PRESION PERFORACION AIRE DE

AIRE

QL4 4 1/8" - 4 1/2" 180 CFM350 CFM

150 PSI250 PSI

540 CFM 350 PSI

DHD35OR 5 1/4" - 6" 280 CFM520 CFM800 CFM

150 PSI250 PSI350 PSI

QL6 6" - 6 3/4" 340 CFM650 CFM950 CFM

150 PSI250 PSI350 PSI

DHD380M 7 7/8" - 12" 490 CFM 150 PSI900 CFM1300 CFM

250 PSI350 PSI

Perforadoras rotativas montadas sobre camion

MODELO DIAMETRO DE FZA. DE EMPUJE CAPAC. PRESION DEAGUJERO (PULL DOWN) COMPRESOR AIRE

T4BH 5 1/8"--7 7/8' 37,000 lbs 750 CFM 110 PSI

(130 - 200 mm) (16,500 kg) 1050 CFM 350 PSI

T5BH 9" - 9 7/8" 60,000 lbs 1400 CFM 110 PSI

(229 - 251 mm) (27,200 kg)

Perforadoras ROC L8 de Atlas Copco

• La perforadora ROC L8 ha sido diseñada para p pque su mantenimiento sea fácil, por lo que se puede llegar a todos los puntos de servicio sin dificultad.

• La ROC L8 posee las siguientes características: pesa 18 ton (25 t), tiene una longitud de 7 metros (11-14 m), consume entre 50-55 lt/hr ( )(70-75 lt/hr) de combustible, desarrolla una velocidad de traslado de 3,6 kilómetros por hora (2,5) y tiene capacidad de 100 metros de perforación por hora. A diferencia de las perforadoras de mayor tamaño, la ROC L8 puede perforar con inclinación lateral.

• La flexibilidad de la oscilación para alimentar permite inclinaciones de hasta 30 grados hacia la derecha y hacia la izquierda, y 40 grados hacia adelante

Perforadora Pit Viper - Serie 351 de Ingersoll-RandPerforadora Pit Viper Serie 351 de Ingersoll Rand

• En Minexpo 2000, Ingersoll-Rand presentó al d l f d Pit Vi lmercado la perforadora Pit Viper, con el

propósito de satisfacer la demanda de perforación de diámetros: 10 5/8" hasta 16" (269 - 406 mm).

• Provee aislamiento de estos componentes a la vibración y la torsión propias del bastidor principalprincipal.

• Eficiente sistema hidráulico. Caja conductora de bombas para cinco bombas. Las dos pbombas principales se encuentran en un circuito cerrado y se usan para el avance, rotación y propulsión.

• Los sistemas hidráulicos se construyen con circuitos integrados, esto permite minimizar los componentes y líneas hidráulicas, lo que

ti fá il i igarantiza un fácil acceso y servicio.

• Eficiente sistema de avance. Dos cilindros d bl á t d bl i tó ácon doble vástago y doble pistón, más

pequeños y menos requerimiento de flujo. La capacidad de peso sobre el tricono es variable hasta 125.000 lb. (56.700 kg.).

• El cabezal de rotación tiene una capacidad máxima de 19.000 lb-pie de torque a 95 rpm, una velocidad de rotación máxima derpm, una velocidad de rotación máxima de 170 rpm. El mismo tiene incorporada una pequeña bomba de lubricación para suministrar aceite.

• Diseño de torre cargada. Esto permite subir y bajar la torre de perforación cargada, dos barras de 35 pies en el carrusel porta b á l l d f ió b jbarras más la columna de perforación bajo el cabezal de rotación. Este diseño de torre tiene la capacidad de perforar hasta 65 pies en una pasada pudiendo perforar hasta los p p p135 pies (41,2 m)

Perforadoras a control remoto

• La perforadora Pit Viper en su versión eléctrica puede traer incorporado un sistema depuede traer incorporado un sistema de arranque suave o amortiguado para el motor eléctrico. Esta opción evita la sobrecarga del sistema de alimentación eléctrico de la mina s s e a de a e ac ó e éc co de a adurante el arranque de la Pit Viper.

• El computador con procesador Pentium, p p ,ubicado en la cabina del operador, posee una pantalla infrarroja sensible al tacto. Se manejan virtualmente las funciones secundarias.

• En la actualidad existen cinco unidades en uso en el mundo. La primera versión eléctrica fue vendida por Finning Chile S A a Codelco Nortevendida por Finning Chile S.A. a Codelco Norte para su Mina de Chuquicamata, la cual entró en operación en febrero del 2.003.

Triconos

• TIPOS DE TRICONOS• TIPOS DE TRICONOS .-Existen dos tipos de triconos:* De dientes,* D i t* De insertos.

- Los triconos de dientes tienen la t j d b j t lventaja de su bajo costo, pues valen

quinta parte que uno de insertos. Las ventajas de los de insertos son:

- Mantienen la velocidad de penetración. - Requieren menos empuje para conseguir una velocidad de penetración..conseguir una velocidad de penetración..- Las brocas tricónicas son diseñadas para realizar taladros de 7.5” a 17”.

Perfomance de las perforadorasPerfomance de las perforadoras

F.a. = Horas trabajadas .Hrs.trabajadas + descanso

Vpe = Total metros perforadosTiempo neto de perforación

Rendimiento = Vpe x hrs/turno x F aRendimiento = Vpe x hrs/turno x F.aProfundidad de taladro

Rendimiento total día perforado:Rendimiento total día perforado:

Nº de perforadoras que trabajan x Nº Guardias x Nº de taladrosGuardia día perforadorap

ProblemaProblema

• Calcular la velocidad de penetración y el rendimiento de una perforadora BUCYRUS ERIE 50-R con los siguientes datos.

Desplazamiento de personal al inicio de guardia 15 min.Engrasado y chequeo de la perforadora 30 min.Refrigerio 30 minRefrigerio 30 min.Limpieza del equipo fin de guardia 15 min.Desplazamiento personal fin de guardia 45 min.

135 min (2 5 hrs)135 min (2.5 hrs)

Profundidad de taladro : 15.50 mt.T t l d t f d 93 00 tTotal de metros perforados 93.00 mt.Tiempo neto de perforación 229.00 minTiempo operativos (cambio de barra desplazamiento) 60.00 min.

VOLADURAVOLADURA

PROCESO DE DETONACIÓN DE UN EXPLOSIVO

(1) DESPIECE

PREPARACION DEL CEBO O PRIMA:

FULMINANTE

MECHA DE

EXPLOSIVO ROMPEDOR

SEGURIDADSEMEXSA 80

(DINAMITA) EXPLOSIVO INICIADOR (PRIMARIO)

(2) ENSAMBLEMASA EXPLOSIVA

(2) ENSAMBLE

SEMEXSA 80 CHISPEO

(3) El detonador crea la onda de shock iniciadora (1).La onda avanza a alta velocidad originando la reacción de la masa

l i (2)explosiva (2).Inicialmente en un punto, que se amplía hasta ocupar el diámetrototal del explosivo (3).Donde éste adquiere su velocidad máxima de detonación (VOD)autosostenida.

FC PCJDETONADOR

13 2

Por detrás del frente de choque (FC) se forma la zona de reacción(ZR) limitada por el plano de Chapman Jouguet (PCJ) donde la

(4)(ZR) limitada por el plano de Chapman-Jouguet (PCJ), donde lamasa explosiva se descompone para originar la zona de explosión(ZE) que le sigue con presión y temperatura elevadas. Los gasescalientes al expandirse ejercen enorme presión contra las paredescalientes al expandirse, ejercen enorme presión contra las paredesdel taladro (presión de trabajo), originando el efecto de “Mecánicade Rotura”.

E ZRFC PCJ

ZEFC PCJ

P To P1 T1 P T P3P To 1 1 P2 T2P3

E = explosivo aún sin reaccionar.

PTo = presión y temperatura cero; P1T1 = P y T de reacción;P2T2 = P y T de explosión; P3 = P de trabajo (efecto mecánico)

Explosivos

• Clasificación de explosivos

1.- Deflagrantesg2.- Detonantes

- Dinamitas

Agentes explosivos

• NITRATO DE AMONIO• ANFO• ALANFO• HIDROGELES• EMULSIONES• ANFO PESADO

DESARROLLO DE UNA DETONACIÓN

DETONACIÓNC

IÓN

DETONACIÓNR

EA

CC

DA

D D

E

TRANSICIÓN

EL

OC

ID

INICIACIÓNDEFLAGRACIÓN

VE

0

DEFLAGRACIÓN

TIEMPO0

EXPLOSIVOS COMERCIALES: COMPOSICION

TIPO OXIDANTE COMBUSTIBLE

COMPONENTES PRINCIPALESEXPLOSIVO

SENSIBILIZADORDINAMITAS

SÓLIDONITRATO DE AMONIOY OTRAS SALES(MOLIDAS )

SÓLIDOMATERIALESABSORVENTES: PULPADE MADERA,

LÍQUIDONITROGLICERINA, NITROCELULOSA,GLICOL

AIREPOROS VACÍOS DE AIRE ENLOS PRILLS DE AMONIO

LÍQUIDOPETRÓLEO DIESEL, ACEITES

SÓLIDONITRATO DE AMONIO

(MOLIDAS ) ,HARINA,CELULOSA

GLICOL

ANFO Y OTROSNITROCARBO-NITRATOS LOS PRILLS DE AMONIO

(EVENTUAL ALUMINIO)ACEITES RESIDUALES, CARBÓN

AMONIOGRANULAR

SÓLIDO / LÍQUIDOSÓLIDO / LÍQUIDOÓ

SÓLIDO / LÍQUIDO

NITRATOS GRANULARES

HIDROGELESS NITRATO DE MONOMETIL

AMINA, MONONITRATO DE ETILENO GLICOL, ALUMINIO EN POLVO

PETRÓLEO, ACEITES, GOMA GUAR

NITRATO DE AMONIOY OTRAS SALES(SOLUCIONES SALINAS)

SLURRY(DISPERSIÓN DE ACEITE EN AGUA)

GASIFICANTESAIRE EN MICROBALONES

LIQUIDONITRATO DE

LÍQUIDOACEITES

)

EMULSIONES(DISPERSIÓN

()MICROESFERAS DE VIDRIO)

AMONIO Y OTRAS MINERALES PETRÓLEO,PARAFINA

DE AGUA EN ACEITE)

CLASIFICACIÓN PRÁCTICA DE LOS EXPLOSIVOSCLASIFICACIÓN PRÁCTICA DE LOS EXPLOSIVOS

ÉDEFLAGRANTES O

POR SU RÉGIMEN DE VELOCIDAD

DEFLAGRANTES O EMPUJADORESDETONANTES O TRITURADORES

POR SU SENSIBILIDADALTOS EXPLOSIVOS SENSIBLES AL DETONADOR No 8POR SU SENSIBILIDAD

A LA INICIACIONSENSIBLES AL DETONADOR No 8

AGENTES DE VOLADURA NO SENSIBLES AL DETONADOR No 8NO SENSIBLES AL DETONADOR N 8(REQUIEREN UN CEBO O PRIMER DE MAYOR POTENCIA)

POR SU APLICACIÓNPRIMORDIAL

DE USO MILITAR

DE USO INDUSTRIAL:DE USO INDUSTRIAL:EN MINERÍA, CONSTRUCCIÓN Y TRABAJOS ESPECIALES

PRODUCTOS EXSA

S S S O O

PRODUCTO OXIDANTE COMBUSTIBLE SENSIBILIZADOR

SENSIBLES AL DETONADOR

E i d1.Dinamitas: • Gelignita• Gelatina Especial

Nitrato deAmonio(molido)

Materialesabsorventes

(harina de

Esteres nitrados(Nitroglicerina /

Nitroglicol)• Semexsa• Exadit• Exacorte

(molido) (harina de trigo

y madera,

2 Emulsiones: Nit t d Hidrocarburos Aire2. Emulsiones:• Semexsa - E• Exagel - E

P i l

Nitrato deAmonio

(solución

Hidrocarburos(sólidos ylíquidos)

Aire(contenido enmicroesferas

d id i )• Primagel• Plastex

acuosa) de vidrio)

3. Hidrogel: Nitrato de Hidrocarburos Nitrato de Mono-g Nitrato deAmonio

(sol. acuosa)(líquidos, sales)

goma G.Metil Amina,

Aluminio en polvo

PRODUCTOS PARA VOLADURA

Explosivos rompedores encartuchados:Dinamitas (NG)• Dinamitas (NG).

• Emulsiones sensibles• Hidrogeles sensibles.

Agentes de voladura a granel:Agentes de voladura a granel:• ANFO.

ANFOs preparados reforzados• Emulsiones.

Hid l

• ANFOs preparados reforzados.

• Hidrogeles.

PRODUCTOS PARA VOLADURA

Explosivos especiales:P l d t l d

• Conos rompedores.• Para voladura controlada.

• Boosters de Pentolita (Taladros largos).

• Explosivos moldeables para plasteo.Explosivos moldeables para plasteo.

ANFO PESADO: Mezcla de emulsión matriz conANFO PESADO: Mezcla de emulsión matriz conANFO en proporciones variables

ESPACIOSVACÍOS PRILLS DE ENTRE PRILLSNITRATO

DE AMONIOMEZCLADOMEZCLADO PREVIAMENTECON PETRÓLEODIESEL

POROS

EMULSIÓN DIESEL(ANFO)

ESTRUCTURA DEL ANFO PESADO

CLASIFICACIÓN DE LOS ACCESORIOS DE INICIACIÓN

ACCESORIOS

DE INICIACIÓN

ACCESORIOS DE INICIACIÓN

NO ELÉCTRICO

CONVENCIONAL

CORDÓN DETONANTE Y

RETARDOS

TUBOS DE

CHOQUEELÉCTRICOS

MAGNADETMECHA DE SEGURIDAD.

SISTEMA DE MANGUERA DE CHOQUE CON

RETARDO CONVENCIONAL

CONVENCIONAL RETARDOS CHOQUE

DETONADORES INSTANTÁNEOS.

DETONADORES

FULMINANTE SIMPLE

MECHA RÁPIDA

DETONADORES DE RETARDO

LÍNEAS

RETARDOS ENMILISEGUNDOS

DE RETARDO.

DETONADORES DE RETARDO

Y CONECTORES(IGNITER CORD)

TRONCALES CON RETARDO

ELECTRÓNICO

PRUEBAS FISICASDENSIDAD PARA PRODUCTOS ENCARTUCHADOS

Se debe pesar el cartucho y sumergirlo en una probeta con unvolumen conocido de agua. El peso del cartucho entre la

DENSIDAD PARA PRODUCTOS ENCARTUCHADOS:

volumen conocido de agua. El peso del cartucho entre ladiferencia de volumen nos da la densidad.

D = W/ Δ VΔ V

Donde:D = densidadW = peso del cartuchoΔ V = diferencia deSE

ME

XA

80

Δ V diferencia de volúmenes

Ó ÍPRUEBA DE TRANSMISIÓN O SIMPATÍADISTANCIAS ARBITRARIAS:

4 cm 8 cm 12 cm

1/2 d d

INVERSA DIRECTA

Banco de voladura: Nomenclatura

Voladura de bancos: Nomenclatura

Nomenclatura

Causas y efectos

Mallas cuadráticas

Fanel :Componentes• Fulminante de Retardo : Contiene en su interior una carga explosiva primaria y

otra secundaria, además un elemento de retardo que de acuerdo a su número de serie permite detonarlo a diferentes intervalos de tiempo. Se ofrece (2) escalas, una de período corto y otra de período largo., p y p g

• Manguera FANEL : Es de un material termoplástico de alta resistencia mecánica e interiormente está cubierta por una sustancia reactiva que al ser activada conduce una onda de choque Un extremo está sellado por ultrasonidoactivada conduce una onda de choque. Un extremo está sellado por ultrasonido y el otro extremo ensamblado con el detonador.

- La manguera roja: Para el período corto.g j p- La manguera amarilla: Para el período largo.

• Etiquetas : Indica el número de serie y el tiempo de retardo de cada período.

- La etiqueta es roja cuando el período es corto.- La etiqueta es amarilla cuando el período es largo.

• Conectador Simple : Es un block de plástico diseñado para la conexión entre la manguera FANEL y el Cordón Detonante Pentacord de la líneas troncales. El color del conectador identifica el período de retardo:

- Conectador rojo, para el período corto.- Conectador Azul, para el período largo.

Demoledor cónico

Es una carga explosiva en base a pentolita t t d C dó D t tque porta un tramo de Cordón Detonante y

que ha sido diseñado para ser usado en voladuras secundarias o cuando se requiera reducir el tamaño de los “bancos”.

Estos Demoledores Cónicos tienen un alto poder de detonación, son cargas explosivas de alta potencia y gran seguridad por ser y g ginsensibles a los golpes normales. Lleva un tramo de Cordón Detonante que le facilita el amarre con una línea troncal.

Es un eficiente dispositivo para reducir los "bolones" cuando no es práctico realizar perforaciones y es muy útil para romper materiales atascados en chimeneas o piques.p q

Su alto poder de detonación produce una mejor ruptura que las dinamitas cuando es usado superficialmente.usado superficialmente.

Retardo con fulminanteRetardo con fulminante

• Está compuesto por una MANGUERA FANEL de 45cm. de longitud en cuyos extremos se encuentran ensambladosextremos se encuentran ensamblados fulminantes con idéntico tiempo de retardo, cada uno está alojado dentro de un cuerpo plástico. Este sistema está diseñado para amarrar en ambosestá diseñado para amarrar en ambos extremos el Cordón Detonante en el punto en el cual se desea retardar la detonación.

• El Retardo para Cordón Detonante MS CONECTOR es bidireccional, retardo en milisegundos y puede usarse enen milisegundos y puede usarse en disparos con taladros retardados individualmente o en una fila de taladros.

Métodos para reducir, mitigar el nivel de vibracionesp , g

- Reducir el peso de explosivo por retardo

R d i l fi i t d l l i P di d- Reducir el confinamiento del explosivo Por medio de:

• Reducir el burden y espaciamiento

• Cálculo adecuado del Taco o Stemming.

• Reducir la sobreperforación.

• Reducir la profundidad del taladro

• Disminuir el diámetro de perforación

• Proveer más de una cara libre

• Diseñar la voladura de modo que los taladros salgan con unaDiseñar la voladura de modo que los taladros salgan con una secuencia, alejandose a la estructura.

• Usar retardos largos entre un rango de 50 a 60 ms.

• Usar detonadores en donde la dispersión de tiempos sea mínima.