Voladura a Ca24

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DISEO DE VOLADURAS A CIELO ABIERTO

Ing. Csar Ayabaca P.

VOLADURAS A CIELO ABIERTO

9 Muy utilizadas en explotacin minera de canteras de caliza para la industria del cemento, algunas minas de materiales de construccin y en minas de otros minerales. 9 En Obras civiles muchos tipos de trabajos involucran el uso de explosivos como carreteras, presas, poliductos, y canales de riego.

EXPLOTACION MINERA A CIELO ABIERTO

CARRETERA BAOS PUYO

EXPLOSION1 tn de TNT libera 4000 veces mas energa que la necesaria para

levantar un auto de 1 tn a 100m.Detonacin nuclear libera de 1000 1000.000 veces mayor energia que una detonacin qumica.

1 kiloton = energia liberada por 1.000 tn de TNT

DEFLAGRACION Es una reaccin qumica que se mueve rpidamente a travs del material explosivo y libera calor o flama vigorosamente la reaccin se mueve demasiado lenta para producir ondas de choque significativas y fracturacin de la roca. Ejemplo encendido de una mecha de seguridad. Una VOD de 1000 m/s es lmite entre detonacin y deflagracin.

DETONACION En una detonacin la reaccin qumica se mueve a travs del material explosivo a una velocidad mayor que aquella del sonido a travs del mismo material. Se forma una onda de choque supersnica a travs del explosivo. Los gases tienen temperaturas de 3000 a 7000 F y presiones altas de rango de 20 a 100 Kbars 100.000 atmsferas o 1.5 millones de libras/pul2. Estos gases se expanden rpidamente, producen onda de choque en el medio circundante.

Zona de reaccin primaria es el rea en la cual empieza la descomposicin qumica y es limitada por 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:

Condiciones Geolgicos : -Estructuras:Estratos o Fracturas hacia el tajo: Paredes Inestables Sobrequiebre (Backbreak) excesivo

Estratos inclinados hacia masa rocosa: Pata sin romper Potencial para sobresaliente

Efectos de la Geologa La Fragmentacin ser controlada por las fracturas existentes.

Los patrones de perforacin ms pequeos minimizan los efectos adversos de las grietas y fracturas. Tener presente que patrones de perforacin mejoran o empeoran la distribucin de la energa.

Condiciones Geolgicas :

-Estructuras Cont.Juntas paralelas a cara libre: Buen control de talud Puede ser mejor orientacin para control de talud.

Juntas anguladas a cara libre: Cara libre blocosa Quebrado al final excesivo

Factores Geolgicos : -Estructuras:Cavidades cerca de la superficie use tubo de carga y reducir patrn contiguo. Cavidades Profundas y pequeas pueden ser rellenadas Vacos grandes al fondo deben ser tapados

Taco

Carga

Tapn

PROPIEDADES FSICO-MECNICAS DE LA ROCA

Resistencia a la compresin Resistencia a la tensin Frecuencia ssmica

FRECUENCIA SISMICACLASE DE FORMACION VELOCIDAD DE PROPAGACIN DE LA ONDA SISMICA LONGITUDINAL ( m/s) 300 - 900 350 - 1500 1000 - 2000 1400 - 4500 2500 - 5000 4000 - 6000 5000 - 6000 4500 - 6500 3000 - 44000 3000 - 6000 3100 - 5400 5100 - 6100 4000 - 6000 6700 - 7300 7900 - 8400 5800 - 7100

CAPA METEORIZADA ALUVINES MODERNOS ARCILLAS MARGAS CONGLOMERADOS CALIZAS DOLOMITAS SAL YESO ANHIDRITA GNEIS CUSRCITAS GRANITOS GABROS DUNITAS DIABASAS

VOLUMEN DE ROCA PARA LA VOLADURA

Comprende al rea superficial delimitada por el largo de frente, el ancho, y multiplicado por la altura del banco, se obtiene el volumen de roca a ser volado. El volumen de roca a producirse por voladura estar en dependencia del rgimen de trabajos de explotacin que requiere la cantera para cumplir la produccin establecida. Considerando en todo momento la maquinaria a ser utilizada.

TRABAJOS DE PERFORACIONLa perforacin es la primera operacin en la preparacin de la voladura. Para lo cual se deben tomar en cuenta las condiciones de perforacin:

- Dimetro de perforacin - Longitud de perforacin - Rectitud- Estabilidad

PERFORACION ESPECIFICA

Es el nmero de metros que se tiene que perforar por cada metro cbico de roca volada.

AGENTES DE VOLADURA

EMULSIONES

NITRATO DE AMONIO + HIDROCARBURO + EMULSIFICANTE

ANFOS

NITRATO DE AMONID + DIESEL

ACCESORIOS DE VOLADURACORDON DETONANTE

HMX

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 mg 115 mg 600 mg

6,3 mm

INICIACION CON CORDON DETONANTE

SISTEMA DE INICIACION NO ELECTRICA

SERIE DE MILISEGUNDO (MS)N DE RETARDO 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SERIE MS (Milisegundos) 4 25 50 75 100 125 150 175 200 250 N DE RETARDO 10 11 12 13 14 15 16 17 SERIE MS (Milisegundos) 300 350 400 450 500 600 700 800 N DE RETARDO 20 21 22 23 24 25 26 27 SERIE MS (Milisegundos) 1100 1200 1300

14001500 1600 1700 1800 1925 2050

1819

9001000

2829

SERIE DE RETARDOS LPN DE RETARDO 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SERIE LP (Milisegundos) 5 200 400 600 1.000 1.400 1.800 2.400 3.000 3.800 N DE RETARDO 10 11 12 13 14 15 16 SERIE LP (Milisegundos) 4.600 5.500 6.400 7.450 8.500 9.600 10.700

SISTEMA NO-ELECTRICOQ

Detonador TECNEL Manguera de Cierre Tubo de choque Crimper

Tren de retardo Carga Primaria PRINTEC (Azida de Plomo) Carga secundaria PETN (Pentrita)

USOS DEL TECNEL

INICIACION ELECTRICA

DETONADORES ELECTRICOSInflamador electro pirotcnico va alojado en un dispositivo antiesttivo y soldado a dos alambres

conductores. Carga Primaria: Nitruro de plomo. Carga Base: Pentrita.

PARAMETROS DE VOLADURADATOS DEL PROYECTO

10000,0 m3

Dimetro de perforacin EXPLOSIVOS 1,6 g / cm3

BARDEN Y ESPACIAMIENTO9 B = BURDEN, BORDO O PIEDRA. 2dx 2 dex B 0, 012x (( ) 1,5) xDe droB = m

dex = Densidad explosivo g/cm3 dro = Densidad de la roca g/cm3 De = Dimetro del explosivo (mm)

9 S = ESPACIAMIENTO S = 1,4 x B Se 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 rigidez ptima 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 y la distancia del bordo.Relacin de Rigidez 1 Pobre 2 Regular 3 Buena 4 Excelente

hay

la

SOBRE-PERFORACION

Es la profundidad a la cual se perfora el barreno por debajo del nivel del piso. Para asegurarse que el rompimiento ocurra a nivel. U = 0,3 x B U = Sobreperforacin (m) B = Burden (m)

CONCENTRACIN LINEAL DE CARGA

Qbk = 0,078539 x d x De2

Qbk = Concentracin de carga (kg / m) d = densidad del explosivo (gr/cm3) De = dimetro del explosivo (cm)

CONCENTRACION LINEAL DE CARGA (kg/m)Dimetro barrenoAnfo normal Anfo Al Emulsen 910 Emulsen 720 Emulgrel 3000 Nuevo Explogel III Explogel I Explogel Amon unidades

Pulgadas 1 2 3 4 5 6

mm 25,40 50,80 76,20 101,60 127,00 152,40

cm 2,54 5,08 7,62 10,16 12,70 15,24

0,880,45 1,78 4,01 7,13 11,15 16,05

0,890,45 1,80 4,06 7,22 11,27 16,23

1,170,59 2,37 5,34 9,49 14,82 21,34

1,170,59 2,37 5,34 9,49 14,82 21,34

1,210,61 2,45 5,52 9,81 15,33 22,07

1,330,67 2,70 6,07 10,78 16,85 24,26

1,370,69 2,78 6,25 11,11 17,35 24,99

1,390,70 2,82 6,34 11,27 17,61 25,36

gr/cm3kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m

78 8 1/8 8 1/4 8 3/8

177,80203,20 206,38 209,55 212,73

17,7820,32 20,64 20,96 21,27

21,8528,54 29,44 30,35 31,28

22,1028,86 29,77 30,69 31,63

29,0537,94 39,14 40,35 41,58

29,0537,94 39,14 40,35 41,58

30,0439,24 40,48 41,73 43,00

33,0243,13 44,49 45,87 47,27

34,0244,43 45,83 47,25 48,69

34,5145,08 46,50 47,94 49,40

kg/mkg/m kg/m kg/m kg/m

ESQUEMA DE CARGA

Lr = 0,7 x B 3xB CC = L - Lr - CF

CF = 1,3 x B

U = 0,3 x B

Tiempos de retardo-Diseo bsico de Tiempos de Retardo:Seleccin de retardos :-Retardo entre filas -Retardo entre pozos

RETARDOS DE BARRENO A BARRENO

CALCULO DE RETARDO ENTRE FILAS

Tiempos de retardoSobre quiebre excesivo y material lanzado sobre el banco Intervalo Insuficiente entre filas (menos de 6 ms/m de burden)

Apretado

Difcil de excavar, mala fragmentacin

Contorno del Banco tronado

Contorno de la pila de material tronado

Tiempos de retardoSobre quiebre mediano Intervalo de tiempos cortos entre filas (6 a 12 ms/m de burden) Adecuado para operacin de Pala de carguo de material.

Apretado, compacto

Contorno del Banco tronado

Contorno de la pila de material tronado

Tiempos de retardoPoco sobre quiebre Intervalo de tiempos entre filas (12 a 30 ms/m de burden) Adecuado para excavacin de cargador frontal o castblast

Suelto - bien tendido

Contorno del Banco tronado

Contorno de la pila de material tronado