PERFORACIN, VOLADURA Y VENTILACION EN MINERIA SUBTERRANEAExpositor : Ing. Daniel Arcos ValverdeAyacucho, Enero del 2008

PERFORACION

PERFORACINEl principio de la perforacin se basa en el efecto mecnico de percusin y rotacin, cuya accin de golpe y friccin producen el astillamiento y trituracin de la roca. Su propsito es abrir en la roca huecos cilndricos denominados taladros y estn destinados a alojar al explosivo y sus accesorios iniciadores.

CONDICIONES DE PERFORACINPara conseguir una voladura eficiente la perforacin es muy importante as como la seleccin del explosivo, este trabajo debe efectuarse con buen criterio y cuidado. La calidad de los taladros que se perforan estn determinados por cuatro condiciones: dimetro, longitud, rectitud y estabilidad.

CICLO BSICO DE EXCAVACINEl ciclo bsico de una excavacin comprende la perforacin y voladura. La secuencia es la siguiente: Perforacin de taladros. Cebado y carga de explosivo. Amarre del sistema de iniciacin. Disparo. Evacuacin de humos,ventilacin,desatado, control de estabilidad para la evaluacin del material volado. Evacuacin del material volado.

ESQUEMAS DE DIACLASADO

ESQUEMAS DE DIACLASADO

PARTES DEL FRENTEPara efectos de voladura el frente de pequea a mediana envergadura se divide en tres reas: 1. Corte o arranque. 2. Ncleo o destroza. 3. Corona o contorno. Secuencia de rotura que sigue el disparo: Corte Ncleo Contorno

DESARROLLO DEL BANCO ANULAR3 2 1 4 5

3 2 1 4 5 3

1

2

4

5

NOMENCLATURA DE TNELCONTORNO c b a NCLEO CORTE O ARRANQUE c b b a a c

TNEL SIMPLE

B

BANCO

B

PISO DEL TNEL (CRESTA DEL BANCO)

TNEL EN DOS ETAPAS

CORTES O ARRANQUESLa funcin del arranque es formar la primera cavidad en el frente cerrado de una rampa, creando as una segunda cara libre para la salida de los dems taladros, transformandose en un banco anular. El arranque requiere en promedio 1.3 veces mas de carga por taladro para desplazar el material triturado.

MTODOS DE CORTELos tipos de trazos de perforacin para formar una nueva cara libre cavidad de corte, son dos: 1. Cortes con taladros en ngulo o cortes en diagonal. 2. Cortes con taladros en paralelo.

CORTE EN CUA O EN V (WEDGE CUT)

A

60

A

A

A

CORTE EN PARALELOA

A

A

A

EJEMPLOS DE CORTE QUEMADO

a

b

c

d

EJEMPLOS PARA LIMITAR EL EFECTO DE SIMPATIA ENTRE LOS TALADROS

a

b

c

TRAZOS DE ARRANQUE PARA TNELES

LEYENDATALADRO CARGADO TALADRO DE ALIVIO

DISTANCIA ESTIMADA DEL ALIVIO AL PRIMER TALADRO DE ARRANQUE

B

B = 1,5 a 1,7 Donde es el dimetro mayor

ESQUEMA GEOMTRICO GENERAL DE UN CORTE DE CUATRO SECCIONES CON TALADROS PARALELOSB4 B3 D1

B1

D2 B2

B3

SECCION DEL CORTE PRIMERA SEGUNDA TERCERA CUARTA

VALOR DEL BURDEN B1 = 1,5 * D1 B2 = B 1* 2 B2* 3*

LADO DE LA SECCION B1 * 2 1,5 * B2 * 2 2 2 1,5 * B3 * 2 1,5 * B4* 2

B3= 1,5 *

B4 = 1,5 * B

DISTANCIA ENTRE TALADROSNormalmente varan: arranque de 15 a 30 cm , ayudas de 60 a 90 cm y en los cuadradores de 50 a 70 cm. Como regla prctica se estima una distancia de 2 pies (60 cm) por cada pulgada del dimetro de la broca. Los taladros perifricos (alzas y cuadradores) se deben perforar a unos 20 a 30 cm del lmite de las paredes del tnel, para facilitar la perforacin y para evitar la sobre rotura, en voladura normal.

En los taladros paralelos, es necesario perforar los del techo y piso con cierto ngulo. Si estos ngulos se exageran los resultados sern negativos por sobrerotura.

ERRORES PERFORACIN HUECO DE ALIVIO DE DIMETRO MUY PEQUEO

DESVIACIONES EN EL PARALELISMO AVANCE

ERRORES PERFORACIN ESPACIAMIENTOS IRREGULARES ENTRE TALADROS

IRREGULAR LONGITUD DE LOS TALADROS AVANCE

ERRORES PERFORACIN INTERSECCION ENTRE TALADROS AVANCE SOBRECARGA

SIN CARGA SOBRECARGA (EXCESIVA DENSIDAD DE CARGA) SOBRECARGA

LA MALLA DEL FONDO DEBE DE SER IGUAL A LA MALLA DEL FRENTE

TAJEOS DE MINA CON TALADROS SOBRE CABEZA INCLINADOS

TEMPORIZACIN: EFECTOS DE LA SALIDA SECUENCIAL ARRANQUE PARALELO15 7 10 2 3 1 12 8 18 17 5 9 19 13 14 4 6 11 16

FRENTE

14 15 y 16 4

CORTE LONGITUDINAL

10 y 11 1 2y3 1 12 y 13 5 8 y 9 17

SALIDA DEL ARRANQUE

TEMPORIZACIN: EFECTOS DE LA SALIDA SECUENCIAL10 6 4 1 5 15 10 11 y 12 4, 6 y 7 16 7 3 14 18 20

ARRANQUE ANGULARFRENTE

11

12

13 17 19

2

9

8

CORTE LONGITUDINAL

1 1 5, 8, 9, 17 y 18 15, 16, 19 y 20

SALIDA DEL ARRANQUE

Taco Inerte (Detritus)Efecto Mecnico:Una adecuada longitud de taco, desplazamiento o salida de los gases. genera mayor oposicin al

CARGA EXPLOSIVA

Al utilizar los detritus como taco inerte podemos aprovechar la forma irregular que tienen, para distribuir las fuerzas horizontales, provenientes de la detonacin; en fuerzas verticales e inclinadas, produciendo as que dichas fuerzas hagan presin sobre las paredes del taladro. Generando resistencia a la salida de los gases y como consecuencia aumentar la energa de impacto sobre la roca

||

VOLADURA

ALMACENAMIENTO1. Deben efectuarse solo en polvorines autorizados segn normas oficiales,cumpliendo con las siguientes recomendaciones: Deben ser inaccesibles a personas extraas y vigilados. Deben estar a distancias prudenciales de otras instalaciones para evitar explosiones o daos por simpata. Estando prohibido almacenar juntos explosivos y accesorios deben haber polvorines para ambos.

Esta prohibido almacenar explosivos o accesorios con otros materiales o insumos ajenos a ellos.

Durante el transporte de explosivos y accesorios de voladura de Polvorines o Bodegas de Mina a los frentes de trabajo: Detonacin fortuita por maltrato. Abandono de explosivos Robos. Manipulacin por personas inexpertas.

ANFO ( = 45 mm) Exadit ( = 22 mm)

1m Emulsin ( = 22 mm) Semexsa 80 ( = 22 mm)

Para un taladro de = 45 mm

Carguo de frente con el uso de explosivos muy POTENTES con espaciadores.

Voladura Controlada Minimiza el dao al macizo rocosoEstabilidad despus del disparo

Influencia entre 0,20 y 0,50 m

Incidencia de los costosCostos previos a la voladura Perforacin Explosivos Seguridad / Ventilacin

VOLADURACostos posteriores al disparo Avance Sobrerotura / Dilucin Voladura secundaria Seguridad: sostenimiento ventilacin Carguo y transporte Chancado y molienda Recuperacin metalrgica

VENTILACION

ORIGEN DE LOS GASES DE MINAUSO DE EXPLOSIVOSToda voladura origina, en mayor o en menor grado, gases txicos producidos por las diversas reacciones qumicas que ocurren durante una explosin. El uso del ANFO, por ejemplo, genera diversos xidos de nitrgeno los mismos que an en bajas concentraciones pueden resultar de necesidad mortal.

MAQUINAS DE COMBUSTION INTERNAPueden liberar gran cantidad de contaminantes, como el NOx, CO, etc., y esto es mayormente por la falta de mantenimiento o por la altitud en la cual esta la maquina.

GASES DE ESTRATOSSon gases que existen dentro de las estructuras rocosas del yacimiento y que, al entrar en. Contacto con una labor minera, pueden producir grandes concentraciones de gases txicos.

RESPIRACION HUMANACada persona exhala anhdrido carbnico (CO2) y si realiza una actividad fsica intensa la cantidad de anhdrido carbnico producida ser mayor.

COMPUESTOMONOXIDO DE CARBONOLMP mximo 29 mg/m3 25 ppm.

FRMULA

DENSIDAD

OBSERVACIONES

CO

0.97

GAS INCOLORO, INODORO E INSIPIDO, SE LE UBICA EN LAS PARTES ALTAS DE LA LABOR.

DIOXIDO DE CARBONOCO2 LMP mximo 9000 mg/m3 5000 ppm. 1.53

GAS INCOLORO, SABOR LIGERAMENTE ACIDO, SE LE UBICA A PARTIR DE LA PARTE MEDIA HACIA DEBAJO DE LA LABOR GAS INCOLORO EN CONCENTRACIONES BAJAS, EN ALTAS TOMA UN COLOR PARDO. SE UBICA EN LAS PARTES BAJAS DE LA LABOR GAS INCOLORO, SOFOCANTE, DE OLOR A HUEVOS PODRIDOS, SE PRRESENTA EN MENOR PROPORCION Y ESTA REFERIDO A LOS CARGADORES DE BATERIA .

GASES NITROSOSNO2 Y NO3 1.78

LMP mximo 07 mg/m3 5 ppm. GASES SULFUROSOS LMP mximo 5 ppm.SO2 2.00

DISTRIBUCION ESQUEMATICA DE LOS GASES POR SU DENSIDAD (AMBIENTE SIN VENTILACION)

Altitud (msnm)

Cantidad mnima de aire necesaria por hombre (m/min) 3 4 5 6

Hasta los 1500 De 1500 a 3000 De 3000 a 4000 Sobre los 4000

En el caso de emplearse equipo diesel, la cantidad de aire circulante no ser menor de tres (3) metros cbicos por minuto por cada HP que desarrollen los equipos.