Voladura a CA

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manual de voladura

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DISEO DE VOLADURASA CIELO ABIERTO

Ing. Csar Ayabaca P.

VOLADURAS A CIELO ABIERTO

Muy utilizadas en explotacin minera decanteras de caliza para la industria del cemento,algunas minas de materiales de construccin yen minas de otros minerales.

En Obras civiles muchos tipos de trabajosinvolucran el uso de explosivos como carreteras,presas, poliductos, y canales de riego.

EXPLOTACION MINERA A CIELO ABIERTO

CARRETERA BAOS PUYO

EXPLOSION

1 tn de TNT libera 4000veces mas energa quela necesaria paralevantar un auto de 1 tna 100m.

Detonacin nuclearlibera de 10001000.000 veces mayor

1 kiloton = energia liberadapor 1.000 tn de TNT

energia que unadetonacin qumica.

DEFLAGRACION

Es una reaccin qumica que se mueverpidamente a travs del materialexplosivo y libera calor o flamavigorosamente la reaccin se muevedemasiado lenta para producir ondas dechoque significativas y fracturacin de laroca. Ejemplo encendido de una mechade seguridad. Una VOD de 1000 m/s eslmite entre detonacin y deflagracin.

DETONACION

En una detonacin la reaccin qumica semueve a travs del material explosivo a unavelocidad mayor que aquella del sonido a travsdel mismo material. Se forma una onda dechoque supersnica a travs del explosivo. Losgases tienen temperaturas de 3000 a 7000 F ypresiones altas de rango de 20 a 100 Kbars100.000 atmsferas o 1.5 millones de libras/pul2.Estos gases se expanden rpidamente,producen onda de choque en el mediocircundante.

Zona de reaccin primaria es el rea en la cualempieza la descomposicin qumica y es limitadapor el plano de Chapman-Jouquet.

DISEO DE VOLADURAS

Tipo de roca y condiciones geolgicas.

Propiedades fsico-mecnicas de la roca.

Volumen de roca a ser volada.

Trabajos de perforacin.

Tipo de explosivo y propiedades.

Sistema de iniciacin.

Parmetros dimensionales de la voladura.

TIPO DE ROCA Y CONDICIONES GEOLGICAS

Estratificacin y bandeamiento

Esquistocidad

Fracturamiento

Fallas

Contactos

Azimut de buzamiento

Condiciones Geolgicos :

Estructuras:Veta Dbil

Taco

Explosivo

Nivel (Taco Intermedio)

Explosivo

Condiciones Geolgicos :

Estructuras:

Estratos o Fracturas hacia el tajo:Paredes InestablesSobrequiebre (Backbreak) excesivo

Estratos inclinados hacia masa rocosa:Pata sin romperPotencial para sobresaliente

Efectos de la Geologa

La Fragmentacin sercontrolada por las fracturasexistentes. Los patrones de perforacinms pequeos minimizan losefectos adversos de las grietasy fracturas. Tener presente que patronesde perforacin mejoran oempeoran la distribucin de laenerga.

Condiciones Geolgicas :

Estructuras Cont.

Juntas paralelas a cara libre:Buen control de taludPuede ser mejor orientacin paracontrol de talud.

Juntas anguladas a cara libre:Cara libre blocosaQuebrado al final excesivo

Factores Geolgicos :

Estructuras:Cavidades cerca de la superficieuse tubo de carga y reducirpatrn contiguo.

CavidadesProfundas ypequeaspueden serrellenadas

Vacos grandesal fondo debenser tapados

Taco

Carga

Tapn

PROPIEDADES FSICO-MECNICAS DE LAROCA

Resistencia a la compresin

Resistencia a la tensin

Frecuencia ssmica

FRECUENCIA SISMICACLASE DE FORMACIONVELOCIDAD DE PROPAGACINDE LA ONDA SISMICALONGITUDINAL( m/s)CAPA METEORIZADAALUVINES MODERNOSARCILLASMARGASCONGLOMERADOSCALIZASDOLOMITASSALYESOANHIDRITAGNEISCUSRCITASGRANITOSGABROSDUNITASDIABASAS300 900350 15001000 20001400 45002500 50004000 60005000 60004500 65003000 440003000 60003100 54005100 61004000 60006700 73007900 84005800 7100

FRECUANCIA SISMICA

VELOCIDAD SISMICA Y CONSUMOESPECIFICO DE EXPLOSIVOSPOTENCIA DELTRACTOR kwVELOCIDAD SISMICA(m/s)CONSUMOESPECIFICO kg3ANFO/m5753432501603.0002.5002.0001.2000,2300,1300,1300, 080

CLASE DE FORMACIONVELOCIDAD SISMICA( m/s)DURAMEDIABLANDA> 40002000 4000< 2000

VOLUMEN DE ROCA PARA LA VOLADURA

Comprende al rea superficial delimitada por ellargo de frente, el ancho, y multiplicado por laaltura del banco, se obtiene el volumen de rocaa ser volado. El volumen de roca a producirse por voladuraestar en dependencia del rgimen de trabajosde explotacin que requiere la cantera paracumplir la produccin establecida. Considerandoen todo momento la maquinaria a ser utilizada.

TRABAJOS DE PERFORACION

La perforacin es la primera operacin en lapreparacin de la voladura.

Para lo cual se deben tomar en cuenta lascondiciones de perforacin:

- Dimetro de perforacin

- Longitud de perforacin

- Rectitud

- Estabilidad

PERFORACION ESPECIFICA

Es el nmero demetros que setiene que perforarpor cada metrocbico de rocavolada.

EXPLOSIVOS

DINAMITAS

Eplogel I

Explogel III

NITROGLICERINA

Explogel Amon

PENTOLITAS

Booster de iniciacin

Pentolita Ssmica

Cargas didricas

PENTRITA + TNT

AGENTES DE VOLADURA

EMULSIONES

Emelgrel 3000

Emulsen 910

Emulsen 720

NITRATO DEAMONIO +HIDROCARBURO +

EMULSIFICANTE

ANFOS

Anfo normal

Anfo Alumizado

NITRATO DEAMONID + DIESEL

ACCESORIOS DE VOLADURA

CORDON DETONANTE

Cordn detonante de 5 gr.

Cordn detonante de 10 gr.

PENTRITA

MECHA DE SEGURIDADPOLVORA NEGRA

FULMINANTES

Fulminantes N 8

Fulminantes elctricos

Fulminantes no elctricos

PENTAZIDA DE PLOMOHMX

METODOS DE INICIACION

Iniciacin con mecha de seguridad

Iniciacin con cordn detonante

Iniciacin no elctrica

Iniciacin elctrica

INICIACION CON FULMINANTE Y MECHA

45 mm

65 mg115 mg600 mg

6,3 mm

INICIACION CON CORDON DETONANTE

SISTEMA DE INICIACION NO ELECTRICA

SERIE DE MILISEGUNDO (MS)

N DERETARDO

0123456789

SERIE MS(Milisegundos)

4255075100125150175200250

N DERETARDO

10111213141516171819

SERIE MS(Milisegundos)

3003504004505006007008009001000

N DERETARDO

20212223242526272829

SERIE MS(Milisegundos)

1100120013001400150016001700180019252050

SERIE DE RETARDOSLP

N DERETARDO

0123456789

SERIE LP(Milisegundos)

52004006001.0001.4001.8002.4003.0003.800

N DERETARDO

10111213141516

SERIE LP(Milisegundos)

4.6005.5006.4007.4508.5009.60010.700

SISTEMA NO-ELECTRICO

Detonador TECNELManguera de CierreTubo de choqueCrimper

Tren de retardoCarga PrimariaPRINTEC (Azida dePlomo)Carga secundariaPETN (Pentrita)

USOS DEL TECNEL

INICIACIONELECTRICA

DETONADORESELECTRICOS

Inflamador electropirotcnico vaalojado en undispositivoantiesttivo ysoldado a dosalambresconductores.

Carga Primaria:Nitruro de plomo.

Carga Base:Pentrita.

PARAMETROS DE VOLADURADATOS DEL PROYECTOTipo de rocaDensidad de la rocaVolumen de rocaCaliza32,3 g / cm310000,0 mPERFORACIONDimetro de perforacin3 pulgadas = 7,62 cm = 76,2 mmEXPLOSIVOSBooster pentolita de 450 gAnfo normal31,6 g / cm30,88 g / cmACCESORIOSCordn detonante 5 gFulminantes no elctricos msFulminantes N 8

BORDO Y ESPACIAMIENTO

B = BURDEN, BORDO O PIEDRA.

2dxB = 0,012 (( ----------) + 1,5 )Dedro

B

= m

dex = Densidad explosivo g/cm3

dro = Densidad de la roca g/cm3

De = Dimetro del explosivo (mm)

S = ESPACIAMIENTO

S = 1,4 x BSe aplica para bancos altos y con retardos.

LONGITUD DE PERFORACIN

H = ( k + U) / Cos i

H = longitud de perforacin (m)K = altura del banco ( m )

Se aplica la relacin de rigidezptima en la que:

K / B >= 4

K=4xB

U = Sobre perforacin (m)

RELACION DE RIGIDEZ

Se define como la relacin entre la altura del banco yla distancia del bordo.Relacin de Rigidez1234FragmentacinSobrepresin de aireRoca en vueloVibracin del terrenoComentariosPobreSeveraSeveraSeveraRompimientotrasero severoy problemasde piso. No sedispare vuelvaa disearRegularRegularRegularRegularRediseesi esposibleBuenaBuenaBuenaBuenaBuen control yfragmentacinExcelenteExcelenteExcelenteExcelenteNo haymayoresbeneficioscon elincrementode larelacin derigidez arribade cuatro

SOBRE-PERFORACION

Es la profundidad a la cual se perforael barreno por debajo del nivel delpiso. Para asegurarse que elrompimiento ocurra a nivel.

U = 0,3 x B

U = Sobreperforacin (m)

B = Burden (m)

FORMULARIOPARAMETROKONYAKONYATECNICASUECABORDO2dxB = 0,012 (( ----------) + 1,5 )DedroPrv 1/3-3B = 8x 10 De ----------DroPrv = Potencia relativa en volumenDro = Densidad de la roca g/ cm3|B= 45 x DeESPACIAMIENTO1,4 x BIniciacinretardaday bancosaltosL+2B-------------3Iniciacininstantnea ybancos bajos2BIniciacininstantneay bancosaltosL+7B-------------8Iniciacinretardada ybancos bajos1,25 x BSOBREBARRENACION0,3 x BLos barrenos por lo general norompen la profundidad total, por loque es necesario perforar mas alldel nivel del piso o cota a la cualse quiere llegar.0,3 x B

FORMULARIOPARAMETROKONYATECNICASUECAMODULO DERIGIDEZH/BLONG. TACO0,7 x BEl taco es un material inerte y sirvepara el confinamiento de los gasesde la explosin, controla lasobrepresin y la roca en vuelo. Silas distancias de los tacos sonexcesivas , se obtendr unafragmentacin muy pobre en la partesuperior del banco y el rompimientoposterior a la ltima fila seincrementar.La longitud del tac