VOLADURA TAJO

8/12/2019 VOLADURA TAJO

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VOLADURA EN MINERIA A CIELOABIERTO


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Introduccin:La perforacin y voladura es la primera operacindel ciclo minero y sus resultados condicionan engran medida los rendimientos y los costes de lasoperaciones subsiguientes. Tanto es as que entre lostcnicos del sector se afirma que la trituracin msbarata es la que se consigue con la voladura en elpropio tajo.

Pero la eficiencia de las voladuras no slo se mide atravs de la fragmentacin alcanzada, sino por unconjunto de factores relacionados entre s, entre losque cabe destacar la forma en la que se consumela energa desarrollada por los explosivos, laintensidad de las alteraciones ambientales(proyecciones, vibraciones terrestres y onda area),la seguridad en los trabajos y el coste de laoperacin y del propio ciclo de explotacin.

En esta investigacin solo trataran los parmetros devoladura y la prediccin de la fragmentacin


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OBJETIVO DE LA VOLADURA EN BANCOS:

Lo que busca una voladura es la mxima eficienciaal menor costo y con la mayor seguridad, lo que se

refleja, entre otros aspectos, en:

Grado de fragmentacin obtenido.Esponjamiento y rango de desplazamiento.Volumen cargado versus tiempo de operacin del

equipo.Geometra del nuevo banco; avance del corte,

pisos, estabilidad de taludes frontales y otros,aspectos, que se observan y evalan despus deldisparo para determinar los costos globales de lavoladura y acarreo.


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No existe formula o ecuacin matemtica para diseardirectamente un disparo optimo

En el disparo primario intervienen parmetros, variablescomplejas y estocsticas.

Es necesario formular un modelo matemtico querepresente o simule un disparo primario y donde

intervengan la mayor cantidad de parmetros y variablesestocsticas. Aplicando tcnicas de I.O y el uso de unacomputadora, hacer un anlisis de sensibilidad hastaobtener resultados reales, representativos y aplicables a laoperacin minera en estudio.
http://es.fotolia.com/id/110750


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Son todos aquellos dispositivosrequeridos para iniciar y/oretardar MEC por mtodos

adecuados y aprobados.

Definicin:

Accesorios de Voladura

Cordn detonante


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Accesorios de Voladura mas usados a nivel

mundial en minera superficial Mecha de seguridad Mecha rpida Cordn detonante

Fulminantes comunes Fulminantes elctricos Fanel Nonel. Retardos para cordn detonante Booster convencional Booster aluminizado, Fulminantes electrnicos, etc.


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Es un medio a travs del cual una llama es transportadacontinuamente a una velocidad uniforme para proveer y propiciar lainiciacin de una MEC, ya sea directa o indirectamente.

Mecha de seguridad

El ncleo de la mecha deseguridad esta conformado poruna cantidad de plvora negra,la cual debe iniciar a las MECque estn cargadas dentro deun fulminante comn (PENT yAcida de Pb); para luego iniciara las MEC detonantes.


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Mecha rpida

Es un cordn muy flexible y delgado que combustin con unaflama que iniciara a la mecha de seguridad a travs deconectores. Esta hecho de dos alambres centrales; uno de Cuy otro de Fe. Sobre el alambre de cobre esta adherida unacarga pirotcnica. El alambre de Fe es para darle mayorresistencia a la tensin.


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Conectores para mecha rpida

Son casquillo de aluminio que en uno de sus extremos tieneuna ranura especial, donde debe conectarse la mecharpida.

En el otro extremo esta cargado con una MEC para queiniciar a la mecha de seguridad.


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Consiste en una cpsula cilndrica de aluminio cerrada en unextremo donde carga las MEC.

Fulminante comune (B. C)


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Se usaron en la dcada de los 60 y 70, en laactualidad no se usan por el riesgo querepresentaba en lugares donde existe algondice de electricidad esttica o errtica.

Fulminantes elctricos (E.B.C)

Fulminantes elctricos de retardo (D.E.B.C)

Son accesorios similares a los EBC instantneos, con laexcepcin de que poseen


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Nonel

Sistema de voladura no elctrico, inventado por laNITRONOBEL AB STOCKHOLM SWEDEN. Tiene la precisin yconfiabilidad de los DEBC y con la ventaja adicional queno hay riesgos a los efectos de la electricidad esttica,

corrientes inducidas, corrientes errticas, etc. Usa el cordndetonante como medio de iniciacin.


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FanelEs producto peruano manufacturado con los mismos principios yventajas del sistema NONEL. Tiene los siguientes componentes:

Manguera fanel

Fulminante de retardo

La etiqueta


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Cordn detonante

Es un cordn flexible y resistente a la traccin, constituido porun ncleo continuo de un alto explosivo (pentrita - PETN),recubierto por capas protectoras textiles y sintticas, todo locual est protegido por un material adecuado para darle laimpermeabilidad necesaria y pueda trabajar en lascondiciones mas severas. Se emplea para iniciar una o varias

MEC simultneamente. Este accesorio de voladura puede sersimple o reforzado.

Para minera (usualmente 5 m/g y10 m/g de carga explosiva). Para ssmica (20 g/m, 30 g/m y 40g/m de carga explosiva) Especiales (80 g/m y 120 g/m decarga explosiva)


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Retardo para cordn detonante.

Es un dispositivo plstico que en su interior lleva un fulminante deretardo.

Se usa para dar la secuencia de salida de los disparos primarios ytrabaja como se muestra en el grafico siguiente.

VOD: 7200m/sec.

VOD: 7200 m/sec.

Casquillo de plstico


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Estos trabajan tal como se muestra en losdiagramas siguientes.

Conectores simples y mltiples para Nonel y Fanel


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Los tiempos de los retardos de los conectores, generalmenteen las minas se distinguen por colores como se muestra en el

siguiente grafico.


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Los boosters son explosivos que en su composicin contienenexplosivos intrnsicamente explosivos, tales como TNT, PTN, etc.

Los cuales son usados para iniciar a los agentes de voladura

Booster convencional


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Booster aluminizadoEsta constituido por ingredientes que no son intrnsicamente

explosivos. En la actualidad ya no se usan.


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Algunas pruebas a las que son sometidas losaccesorios de voladura


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ELEMENTOS PARA EL DISEO DE VOLADURAS EN BANCOS

Parmetros No controlables

Geolgicos

Parmetros Controlables

Geomtricos: altura, ancho y largo del banco, talud, cara libre.

De perforacin: dimetro y longitud del taladro, malla.

De carga: densidad, columna explosiva, longitud de taco,caractersticas fsico-qumicas del explosivo.

De tiempo: tiempos de retardo entre taladros, secuencia de salidas de los disparos.


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No controlables


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Controlables

Para los cuales utilizamos el Modelo Matemticode Lpez Jimeno, que permite determinar elburden y dems variables de voladura

B = 0.76 x D X F

f (m) = f ( s, t, j)= Km x B

B = BurdenD = DimetroF = fe x fr = factores de (roca, explosivo)


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Comparacin

R.L. Ash

Lpez Jimeno

31

211

2

22

31

2

112

eG

eG

r

r e BV S V S D K

B

31

31

2

222

31

2

350036603.1

7.276.0

c

eG

r V V S

D B

B: burden (pies)

Kb: radio del burden (de tablas)

De: dimetro de carga explosiva (pulg.)

r1: densidad de roca promedio (r1=2.7 TN/m3)

r2: densidad roca a ser disparada (TN/m3)

SG1: densidad de mezcla explosiva estndar (0.9-1.2TN/m3)

SG2: densidad de mezcla explosiva usada (TN/m3)

Ve1: VOD mezcla explosiva estndar (m/s)

Ve2: VOD mezcla explosiva usada (m/s)

Kb= constante f (explosivo, roca)


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Propuesta3

1

2

13

1

2

21

222

3

1

2

1

c

c

e

e

r

r b

V

V

V

V D K B

3

1

2

3

1

2

2

223

1

2

37.3519

36603.1

721.2

c

e

r

bV

V D K B

TI PO DE EXPLOSI VO TI PO DE ROCA

Blanda Media Dura M uy Dura

Baja densidad (0.8-0.9)gr./cm 3 30 25 20 15

Baj a potencia Densidad media (1.0-1.2)gr./cm 3

Potenci a media 35 30 25 20

Al ta densidad (1.3-1.4)gr./cm 3 Al ta potencia 40

35 30 25


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Calculo de Kb (Roca Muy Dura )

Parmetros: (Explosivo de baja densidad & Roca Muy Dura)

Densidad de Explosivo: 0.85 (Al-Anfo)

Fragmentacin deseada (X media < 30 cm. )

Obtencin de datos (Kuz-Ram)

Altura de banco = 14 m

Factor de Roca (Fr) = 13

Algoritmo utilizado Si ( D ^ B )^(Al-Anfo 0.85 ^ Roca Muy Dura Fr = 13) obtengo (X media < 30

cm. )

(es vlido)Valores de Dimetros menores y bordos que ya cumplieron sern descartadospara la prxima prueba


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Datos Obtenidos

Xmedio D mm B m

x y

29.89 10.00 0.30

28.12 20.00 0.50

22.46 30.00 0.60

28.81 30.00 0.7024.71 40.00 0.80

29.91 40.00 0.90

26.60 50.00 1.00

24.52 60.00 1.10

28.26 60.00 1.20

26.34 70.00 1.30

29.73 70.00 1.40

27.96 80.00 1.50

26.62 90.00 1.60

29.41 90.00 1.70

28.12 100.00 1.80

27.09 110.00 1.90

29.48 110.00 2.00

28.47 120.00 2.10

27.63 130.00 2.2029.74 130.00 2.30

28.90 140.00 2.40

28.19 150.00 2.50

27.58 160.00 2.60

29.37 160.00 2.70

28.74 170.00 2.80

28.20 180.00 2.90

29.84 180.00 3.00

29.28 190.00 3.10

28.79 200.00 3.20

Xmedio D mm B m


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Curva de Ajuste, Regresin y Correlacin

Mtodo de los mnimos cuadrados:La recta que se aproxima al conjunto de puntos (X ; Y) . . . ( Xn ; Yn)es : y = a + bxDonde las constantes a y b se determinan resolviendo el sistema de

ecuaciones.

n

j

n

j j jj

n

j j

n

j j

n

j j j

x xn

x y y xn

b

1

2

1

2

111

n

j

n

j j jj

n

j j j

n

j j

n

j

jjn

j j

x xn

y x x x y

a

1

2

1

2

111

2

1

n

j

jj

n

j j

n

j j j xba xa y x

1

2

11

n

j j

n

j j xban y

11

O mediante el uso de las siguientes relaciones


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Resultados

18.15

1

2

1

2

111

n

j

n

j j jj

n

j j

n

j j

n

j j j

x xn

x y y xn

b 24.0

1

2

1

2

111

2

1

n

j

n

j j jj

n

j j j

n

j j

n

j

jjn

j j

x xn

y x x x y

a

x y 18.1524.0

Hiptesis:

-Rocas muy duras (poco permeables) = mayor fragmentacinquitando los excedentes

-La recta debe de pasar por el origen porque para D=0 ; B=0(Correccin del error cometido en adrede en Kuz-Ram)

-No se tomaron los rangos de error D/ B (por factor de seguridad sedeben de considerar negativos)

xD KbxD B 15


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PARAMETROS ANALIZADOS

VELOCIDAD DE ONDA SSMICA Este parmetro influye en la distribucin de tensiones enun macizo rocoso y por ende, determina la resistencia dedicho material, generando la compresin y dilatacin

segn la alternancia de fases (Roca Virgen Roca Alterada Otros)

En resumidas palabras es la forma de propagacin de laenerga del explosivo a travs del macizo rocoso y esta,varia segn la fase que atraviese, tipo de mineralizacin,porosidad, compacidad, estructuras, relleno de espaciosvacos, humedad, textura, temperatura y presin.

La velocidad de la onda ssmica se comporta de acuerdoa leyes de reflexin y refraccin lo cual origina un juegode compresiones y tensiones esta ltima en mayorproporcin, lo cual fractura y rompe la roca.


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Comportamiento de la Amplitud de la Onda Ssmica en unlimite entre dos medios


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Ondas de Choque

Ondas de ChoqueReflejada

LAS ONDASQUE

ESCAPAN PRODUCENCONCUSIN

Y ONDAS SSMICAS

LAS ONDAS OFUERZAS DECOMPRESIN

GENERADAS ENEL TALADROVIAJAN HACIA LACARA LIBRE

Propagacin de las Ondas de Shock


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EJEMPLO DE APLICACINDatos de campo:

Tipo de roca: calizaDensidad de roca: 2.61 ton/m3Velocidad de propagacin de onda: 2100 m/sDimetro del taladro: 9 7/8 = 250 mm.Equipo de perforacin: B.E. 45REquipo de Carguo: Komatsu 853HP/WA900-3 Cap. de Eq: 13 m3

AGENTES Y ACCESORIOS DE VOLADURA A SER USADOS YPRECIOS RESPECTIVOS.

Agentes de voladura: ANFO y Al-ANFODensidad de los agentes: 0.85 y 0.95 gr/cm3Precios referenciales: ANFO = 0.42 dlares/kg

Al-ANFO = 0.52 dlares/kgCordn detonante = 0.13 dlares/mBooster de 1 libra =2.25 dlares/unidad


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Desarrollo del Problema

BurdenB = KB x D x Fr x Fe

82358.036603.1

)3200(95.0]

36603,1[

971653.0400061.2 375.351972125.2][

3/123/1

2

3/1

3/1

22

11

x x

x xVD

f

x x xV xV

f

ee

C r

C r r

Kb de tabla es =25 D=0.25

B=25x0.25x0.971653x0.82358 B=5 m.


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Espaciamiento

De tablaKs=1.35S=1.35x5 S=6.75 m.

xB K S s B

s fxK K

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Taco6.1

32 Kt fxKb K t xB K T t

T = 1.6 x 5 = 8 m


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Altura de banco:

Sobre Perforacin:

14m13.996)-0.57x(13106)-C(x0.5710H

40.08

b fxK Kj

J=0.40x5 J=2.0 m

xB K J j


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Longitud del Taladro:

Longitud de Carga:

m J H L 16214

mT L LC 8816 Longitud de Carga de Fondo:

m D LCf 325.01212

Longitud de Carga de Columna:m L LC L Cf Cc 538


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Carga de Fondo o Densidad Lineal de Fondo:

Carga de columna o Densidad Lineal de

Columna:

m Kg mm gr cm

cm Kg gr D AQhf /63.46)25.0(41000

10195.04

233

364

m Kg Qhf Qhc /32.2363.465.05.0

Kg. de Carga de Fondo por Taladro:

Tal Kg LQhf Tal

Kg Cf

/89.139363.46


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Kg. de Carga de Columna por Taladro:

Volumen por Taladro:

Factor de Carga:

Tal m H S BTal m /64.4621475.65 3

3

3

3 /54.0

64.462

58.11690.139m Kg

Tal mTal

Kg FC

Totales

Tal Kg LQhcTal Kg

Cc /58.116532.23


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Zona de Agrietamiento

Radial

Espaciamiento

Onda deShock

Taladros Contiguos y Tiempos deDetonacin


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MODELO DE KUZ-RAM:

Calculando :

a

o x

x

e X F 1100

44.31100115

*48.256*54.0*7115

30/196/18.0

3019

618.0

PRP qqe fr X b

H LC

LC lf lc

Bep B

a BS

1.02/1

1.012

1142.2

03.11481.0835

52.01

21

2505142.2

1.02/1

575.6

a

cm x

x a 91.44693.044.31

693.0 03.1/1/10


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Entonces :X0 x 5.00 10.00 20.00 40.00 80.00 160.00 320.00

L.J 44.91 F(x) 9.94 19.23 35.30 58.84 83.63 97.50 99.95

x 5.00 10.00 20.00 40.00 80.00 160.00 320.00

R.L. Ash 33.71 F(x) 6.16 15.89 37.54 72.21 96.93 99.99 100.00

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340

Malla (cm)

F r a g m e n

t o s

( % )

L.J R.L. Ash


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VOLADURA DE PRECORTEConsiste en crear en el macizo rocoso una discontinuidad oplano de fractura antes de disparar las voladuras deproduccin, mediante una fila de barrenos, generalmentede pequeo dimetro y con cargas de explosivosdesacoplables


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TALADROS DE

AMORTIGUACINEl precorte (amortiguacin) que utilizaremos en este ejercicio serel precorte con espaciamiento de aire mediante el uso de untapn neumtico que posibilite el retacado efectivo.
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_8/Taladros.dwg


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RESUMEN Autor Kb Fr Fe Ks Kj Kt

L.J 25.00 0.97 0.82 1.35 0.40 1.60

R.L. Ash 25.00 1.01 0.82 1.20 0.30 0.85

Autor D H B S J T

L.J 0.25 14.00 5.00 6.75 2.00 8.00

R.L. Ash 0.25 14.00 5.22 6.26 1.57 4.44

Autor L LC LCf LCc Qhf Qhc

L.J 16.00 8.00 3.00 5.00 46.63 23.32

R.L. Ash 15.57 11.13 3.00 8.13 46.63 23.32

Autor Kgf/Tal Kgc/Tal m 3/Tal Kgt/m 3 a Xm Retardos c Retardos f

L.J 139.90 116.58 472.64 0.54 1.03 31.44 30 60

R.L. Ash 139.90 189.55 457.68 0.72 1.44 26.15 28 56


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Comparacin de Costos


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