PERFORACIÓN,VOLADURA Y VENTILACION

EN MINERIA

SUBTERRANEA

PERFORACIÓN,VOLADURA Y VENTILACION

EN MINERIA

SUBTERRANEA

Expositor : Ing. Daniel Arcos Valverde

Ayacucho, Enero del 2008

PERFORACION

PERFORACIÓN

El principio de la perforación se basa en el efecto mecánico de percusión y rotación, cuya acción de golpe y fricción producen el astillamiento y trituración de la roca.

Su propósito es abrir en la roca huecos cilíndricos denominados taladros y están destinados a alojar al explosivo y sus accesorios iniciadores.

CONDICIONES DE PERFORACIÓN

La calidad de los taladros que se perforan están determinados por cuatro condiciones: diámetro, longitud, rectitud y estabilidad.

Para conseguir una voladura eficiente la perforación es muy importante así como la selección del explosivo, este trabajo debe efectuarse con buen criterio y cuidado.

CICLO BÁSICO DE EXCAVACIÓN

El ciclo básico de una excavación comprende la perforación y voladura. La secuencia es la siguiente:• Perforación de taladros.• Cebado y carga de explosivo.• Amarre del sistema de iniciación.• Disparo.• Evacuación de

humos,ventilación,desatado, control de estabilidad para la evaluación del material volado.

• Evacuación del material volado.

ESQUEMAS DE DIACLASADO

ESQUEMAS DE DIACLASADO

PARTES DEL FRENTE

Para efectos de voladura el frente de pequeña a mediana envergadura se divide en tres áreas:

1. Corte o arranque.2. Núcleo o destroza.

3. Corona o contorno.

Secuencia de rotura que sigue el disparo:

Corte Núcleo Contorno

2

1

1

1

2

2 3

3

34

4

45

5

5

DESARROLLO DEL BANCO ANULAR

NOMENCLATURA DE TÚNELCONTORNO

NÚCLEO

CORTEO ARRANQUE

c

ba

B

c

b

a

c

b

a

B

PISO DEL TÚNEL (CRESTA DEL BANCO)

BANCOTÚNELSIMPLE

TÚNELEN DOSETAPAS

CORTES O ARRANQUES

La función del arranque es formar la primera cavidad en el frente cerrado de una rampa, creando así una segunda cara libre para la salida de los demás taladros, transformandose en un “banco anular”.

El arranque requiere en promedio 1.3 veces mas de carga por taladro para desplazar el material triturado.

MÉTODOS DE CORTE

Los tipos de trazos de perforación para formar una nueva cara libre ó cavidad de corte, son dos:

1. Cortes con taladros en ángulo o cortes en diagonal.

2. Cortes con taladros en paralelo.

CORTE EN CUÑA O EN “V” (WEDGE CUT)

A A´

A

A´

60°

CORTE EN PARALELO

A A´

A

A´

EJEMPLOS DE CORTE QUEMADO

EJEMPLOS PARA LIMITAR EL EFECTO DE SIMPATIA ENTRE LOS TALADROS

a b dc

a b c

TRAZOS DE ARRANQUEPARA TÚNELES

TALADRO DE ALIVIO

TALADROCARGADO

LEYENDA

DISTANCIA ESTIMADA DEL ALIVIO AL PRIMER TALADRO DE ARRANQUE

B

B = 1,5 a 1,7 φ

Donde φ es el diámetro mayor

ESQUEMA GEOMÉTRICO GENERAL DE UN CORTE DE CUATRO SECCIONES CON TALADROS

PARALELOS

B4

B1

B2

B3

B3

D2

D1

LADO DE LA SECCIONSECCION DEL CORTE VALOR DEL BURDEN

PRIMERA B1 = 1,5 * D1 B1 * 2 SEGUNDA B2 = B 1 * 2 1,5 * B2 * 2TERCERA B3= 1,5 * B 2 * 2 1,5 * B3 * 2CUARTA B4 = 1,5 * B 3 * 2 1,5 * B4* 2

DISTANCIA ENTRE TALADROS

Normalmente varían: arranque de 15 a 30 cm , ayudas de 60 a 90 cm y en los cuadradores de 50 a 70 cm.

Como regla práctica se estima una distancia de 2 pies (60 cm) por cada pulgada del diámetro de la broca.

Los taladros periféricos (alzas y cuadradores) se deben perforar a unos 20 a 30 cm del límite de las paredes del túnel, para facilitar la perforación y para evitar la sobre rotura, en voladura normal.

En los taladros paralelos, es necesario perforar los del techo y piso con cierto ángulo.Si estos ángulos se exageran los resultados serán negativos por sobrerotura.

ERRORES PERFORACIÓN• HUECO DE ALIVIO DE DIÁMETRO MUY PEQUEÑO

• DESVIACIONES EN EL PARALELISMOAVANCE

• ESPACIAMIENTOS IRREGULARES ENTRE TALADROS

• IRREGULAR LONGITUD DE LOS TALADROS

AVANCE

ERRORES PERFORACIÓN

• INTERSECCION ENTRE TALADROSAVANCE

SOBRECARGA

SIN CARGA

• SOBRECARGA (EXCESIVA DENSIDAD DE CARGA)

SOBRECARGA

ERRORES PERFORACIÓN

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

TAJEOS DE MINA

• CON TALADROS SOBRE CABEZA INCLINADOS

TEMPORIZACIÓN: EFECTOS DE LA SALIDA SECUENCIAL

12 3

4

5

67

8 9

10 11

12

1415

13

16

1718 19

FRENTE

CORTE LONGITUDINAL SALIDA DEL

ARRANQUE

1415 y 16

10 y 114

1

5

1

8 y 917

12 y 13

2 y 3

ARRANQUE PARALELO

TEMPORIZACIÓN: EFECTOS DE LASALIDA SECUENCIAL

12 3

4

5

6 7

89

1011 12

13 14

15 16

17 18

19 20

1011 y 124, 6 y 7

1

15, 8, 9, 17 y 18

15, 16, 19 y 20

FRENTE

CORTE LONGITUDINAL

SALIDA DELARRANQUE

ARRANQUE ANGULAR

Taco Inerte (Detritus)Efecto Mecánico:

||

Una adecuada longitud de taco, genera mayor oposición al desplazamiento o salida de los gases.

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

CARGA EXPLOSIVA

VOLADURA

1. 1. Deben efectuarse solo en polvorines autorizados según normas oficiales, cumpliendo con las siguientes recomendaciones:

Deben ser inaccesibles a personas extrañas y vigilados.

Deben estar a distancias prudenciales de otras instalaciones para evitar explosiones o daños por simpatía.

Estando prohibido almacenar juntos explosivos y accesorios deben haber polvorines para ambos.

ALMACENAMIENTOALMACENAMIENTO

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:

Detonación fortuita por maltrato.

Abandono de explosivos -Robos.

Manipulación por personas inexpertas.

Para un taladro de ∅ = 45 mm

ANFO (∅ = 45 mm)

Semexsa 80 (∅ = 22 mm)

Emulsión (∅ = 22 mm)

Exadit(∅ = 22 mm)

1 m

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

Influencia entre 0,20 y 0,50 m

Voladura ControladaMinimiza el daño al macizo rocoso

Estabilidaddespués deldisparo

Incidencia de los costosIncidencia de los costosCostos previos a la voladura

Costos posteriores al disparo

PerforaciónExplosivosSeguridad / Ventilación

AvanceSobrerotura / DiluciónVoladura secundariaSeguridad: sostenimiento

ventilaciónCarguío y transporteChancado y moliendaRecuperación metalúrgica

VOLADURA

VENTILACION

ORIGEN DE LOS GASES DE MINA

USO DE EXPLOSIVOSToda voladura origina, en mayor o en menor grado, gases tóxicos producidos por las diversas reacciones químicas que ocurren durante una explosión. El uso del ANFO, por ejemplo, genera diversos óxidos de nitrógeno los mismos que aún 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 tóxicos.

RESPIRACION HUMANACada persona exhala anhídrido carbónico (CO2) y si realiza una actividad física intensa la cantidad de anhídrido carbónico producida será mayor.

GAS INCOLORO, SOFOCANTE, DE OLOR A HUEVOS PODRIDOS, SE PRRESENTA EN MENOR PROPORCION Y ESTA REFERIDO A LOS CARGADORES DE BATERIA .

2.00SO2

GASES SULFUROSOS

LMP máximo 5 ppm.

GAS INCOLORO EN CONCENTRACIONES BAJAS, EN ALTAS TOMA UN COLOR PARDO. SE UBICA EN LAS PARTES BAJAS DE LA LABOR

1.78NO2 Y NO3

GASES NITROSOS

LMP máximo 07 mg/m3 ó 5 ppm.

GAS INCOLORO, SABOR LIGERAMENTE ACIDO, SE LE UBICA A PARTIR DE LA PARTE MEDIA HACIA DEBAJO DE LA LABOR

1.53CO2

DIOXIDO DE CARBONO

LMP máximo 9000 mg/m3 ó 5000 ppm.

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

0.97CO

MONOXIDO DE CARBONO

LMP máximo 29 mg/m3 ó 25 ppm.

OBSERVACIONESDENSIDAD FÓRMULACOMPUESTO

DISTRIBUCION ESQUEMATICA DE LOS GASES POR SU DENSIDAD

(AMBIENTE SIN VENTILACION)

6Sobre los 40005De 3000 a 40004De 1500 a 30003Hasta los 1500

Cantidad mínima de aire necesaria por hombre (m³/min)

Altitud (msnm)

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