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8/20/2019 02. Explosivos

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xplos vos


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,

¡.

EXPLOSIVOS

XPLOSIVOS

1 1

A.

Explosivos ideales y no ideales

1 .

2.

Los explosivos ideales poseen las mismas características

velocidad, presión de detonación) cualquiera sea su diámetro,

forma o condiciones ambientales

a. los explosivos ideales incluyen a los iniciadores moldeados,

TT, PETN, NG

Los explosivos no ideales dependen del diámetro, temperatura,

confinamiento, etc.

a. los explosivos no ideales incluyen el ANFO, el ANFO

Pesado, emulsiones, acuageles, slurries

B. Selección de Parámetrps Físicos

2.

Densidad

) a. peso del explosivo pOTunidad de volumen

b. expresada en gramos por centímetro éúbico g/cc)

c. el ANFO a granel tiene densidad aprox. de 0,85 g/cc

d. una densidad menor a 1.0 g/cc flotará en agua

e. productos de alta densidad están más expuestos a presión

muerta detonación más baja producida por la pérdida de

sensitividad debido a presión transitoria muy alta) que los

de menor densidad

densidad de carga equivale los kilos de explosivo por metro

de hoyo perforado

en roca dura y masiva use explosivos de alta densidad

en roca estructurada/blanda use explosivo de baja densidad

1 .

d.

f.

g.

h.

Sensibilidad

a. un medida de la facilidad de iniciación de un explosivo o del

detonador mínimo requerido

variará de acuerdo a la composición del explosivo,

diámetro, temperatura, presión del ambiente

alto explosivo

-

sensible a cápsula detonada de potelJcia N°

8 o a cordón detonante

agente explosivo - no sensible a cápsula detonadora de

potencia N° 8 - necesita de.tonador

algunos agentes explosivos pueden hacerse sensibles al

cordón detonador e impedir la adecuada secuencia de

retardo del hoyo

b.

c.

e.

TECNICASEFIC ENTFSARATRON \DURAS


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XPLOS VOS cont. 12

B.

Selección de Parámetros Físicos Cont.

3.

4.

5.

Resistencia al Agua

a. capacidad de explosivos de resistir la exposición del agua

sin perder sensibilidad ni eficiencia expresada en términos

cualitativos

los explosivos varían ampliamente en su capacidad de

resistir al agua. El ANFO no resiste la humedad -

emulsiones, acuageles resisten bien la humedad

humos de oxido de nitrógeno de color café-naranja de una

explosión indican tronada ineficiente que puede ser causada

por explosivos mojados

la resistencia la humedad puede ser mejorada con hoyos

revestidos o con cartuchos resistentes la humedad.

b.

c.

d.

Estabilidad Química

a. capacidad para mantenerse químicamente estable y retener

su sensibilidad cuando ha sido almacenado bajo las

condiciones especificadas

explosivos menos estables ej. basados en NG son de corta

vida almacenados y con el tiempo se deterioran rápido

factores que afectan la estabilidad química incluyen: calor,

frío, humedad, materias primas de calidad, contaminación,

envases e instalaciones de almacenamiento

signos de deterioro del producto son: cristalización,

aumento de viscosidad y aumento de densidad

b.

c.

d.

Características de Humo

a. Los explosivos al detonar pueden generar humos no-tóxicos

CO2: H2O y tÓxicos NO, NO2, CO

de particular preocupación en operaciones subterráneas o

en operaciones abiertas con mínima circulación de aire

factores que aumentan la generación de gases tóxicos son

primado inapropiado, falta de confinamiento, humedad,

composición inapropiada del explosivo, tiempos inadecuado

y reacción adversa con la roca mineral de sulfuro o

carbonato .

b.

c.

~

TE ~I SEFI IENTES R TRON DUR S


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lo

EXPLOSIVOS cont.)

c.

Selección de Parámetros de Rendimiento de Detonación

3.

4.

5.

1 .

2.

/

b.

c.

d.

e.

Peso Potencia Absolutos AWS)

a. energía calórica máxima teoría del explosivo basada en sus

ingrediente~

energía por unidad de peso expresada en joules por gramo

PPA del ANFO es 3.730 j/g cuando la mezcla es 94 AN

Y 6 FO)

el rango de eficiencia de los actuales explosivos va de 35

a9

b.

c.

d.

Potencia a Granel Absoluta ABS)

a. energía por unidad de volumen expresada en joules por

centímetro cubico j/cc)

igual al PGA del explosivo multiplicada por su densidad

el PGA del ANFO es igual a 3.730 x ,85 ó 3.170 j/cc

b.

c.

Potencia a Granel Relativa RBS)

a. es la potencia de un explosivo a granel comparada con

ANFO

el RBS de un explosivo es igual a su ABS dividida por el

ABS del ANFO

b.

Velocidad de Detonación VOD)

a. índice del desplazamiento de la onda detonante en el medio

explosivo expresado en metros por segundo

varia con el diámetro de la carga, densidad del explosivo,

tamaño de partículas de explosivo y grado de confinamiento

para los explosivos no-ideales

el rango de velocidad del ANFO va de 2.500 a 4.500 mps

dependiendo del diámetro del hoyo

la velocidad de detonación es el primer componente de la

energía del choque y es la responsable de la quebradura de

roca

puede ser medida para determinar la eficiencia explosiva

Presión de Detonación Pd)

a. presión producida en la zona de reacción del explosivo

b. expresada en kilobares kbar)

c. es igual a 2.325 x 10 - 7 x densidad del explosivo x

VOD/.3048) 2

TE Nl SEFI IENTESP R TRON DUR S


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EXPLOSIVOS Icont.)

1

C. Selección de Parámetros de Rendimiento de' la Detonación (cont.)

6.

7.

8.

9.

Presión de Detonación (Pd) (cont.)

d. el factor clave de la presión de detonación es la velocidad

de detonaciór:¡

el ANFO con una densidad de .85 y una VOD de 3.658

mps tiene una Pd de 28.5 kbar o 29.020 kg/cm 2

e.

Presión en el Barreno Perforado

a. presión de los gases en expansión de la detonación sobre

las paredes del barreno

normalmente cercana al 50 de la presión de detonación

el volumen y velocidad de producción del gas determinan la

dislocación y movimiento de la masa rocosa

b.

c.

)

Poder Explosivo

a. la capacidad de hacer un trabajo

b. depende tanto del AWS como de la velocidad de

detonación

al comparar dos explosivos con la misma velocidad de

detonación, el que tiene el mayor AWS será más potente

debido a que entregará más energía en el mismo período

c.

Energía Efectiva

a. la energía total entregada por un explosivo hasta que los

gases se alivian

el corte o el alivio de presión que se usa comúnmente es de

100 MPa

b.

D.

Selección de Parámetros Específicos de un Lugar

1 .

Costo de Perforación

a. los altos costos de perforación están normalmente

determinados por la ampliación del modelo de perforaciones

que generalmente requiere de explosivos de más alta

densidad para asegurar la fragmentación deseada

TE NI SEFI IENTESP R TRON DUR S


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L

EXPLOSIVOS (cont.)

1

D.

Selección de Parámetros Específicos de un, Lugar (cont.)

2.

3.

4.

Tipo de Roca

a. el rompimiento óptimo de roca dura y salida requiere de

productos con velocidades de detonación más altas

la roca fragturada requiere de más gas para su

desplazamiento

partiduras y huecos pueden necesitar productos ensacados

para evitar sobrecarga el tiro

b.

c.

Diámetro del Hoyo a Detonar

a. todos los agentes detonantes tienen diámetros críticos bajo

los cuales no detonaran confiablemente

Temperatura Ambiente

a. temperaturas bajas reducen la sensibilidad

b. los productos fríos pueden subir su temperatura al nivel que

tienen los hoyos si son cargados con la debida anticipación

; Costos de los explosivos

a. compare explosivos similares sobre la base de costo por kg

y kj de energía por cada

compare costos de explosivos por cada metro de

perforación

5.

b.

E.

Tipos de Explosivos

ANFO a granel

a. mezclas inadecuadas de nitrato de amonio y petróleo

producen gases tóxicos y menos energía explosiva

la mezcla apropiada de 94.3% AN Y 5.7% FO tiene el

oxígeno ba anceado y produce aprox. 3.800 joules de

energía calórica por gramo de explosivo

mezcla sobrecargada de petróleo de 92% AN Y 8% Fa

produce 6% menos de energía y genera gas peligroso de

monóxido de carbono

una mezcla baja en petróleo de 96% N y 4% FO tiene 18%

menos de energía, genera gas peligroso de dióxido de

nitrógeno y tiene una mayor sensibilidad

el ANFO tiene: alto peso-potencia, baja potencia a granel,

baja velocidad de detonación de gas y baja sensibilidad

1 .

b.

c.

d.

e.



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EXPLOSIVOS cont.)

1

Tipos de Explosivos

.

1 .

ANFO a granel cont.)

Rendimiento energético del N O

5,7 de FO (Petróleo)

3.800 joules de calor

rn 3900

-

.:::>

o 3700

u

:~

3500

O)

Q; 3300

e

(l) 3100

o

e 2900

.92

.§ 2700

-o

e

5

(l)

a: 2300

Monóxido de

Carbono

Oxidas

nitrosos

o

e

(l)

O)

x

00

e:-Q

(l)u

o:J

-0-0

tj2

(l)c.

u.....

eo

( tjc.

~~

/

2 4 6 8 10

Petróleo

FO) del

ANFO )

el ANFO por lo general es mejor que quede con más FO que

con menos FO

barato, de fabricación simple

no es resistente la humedad

se Ie puede agregar distintas cantidades de aluminio para

energía extra

puede ser mezclado con rellenos revestimiento s de

polietileno, aserrín) para tener menor densidad

los gránulos de nitrato se re-cristalizan a -170 y a 32° y se

hacen más densos con partículas más finas, lo que atrae

humedad del aire afectando adversamente el desempeño

explosivo

e.

f.

g.

h.

1.

J.

Emulsiones

a. consisten en oxidantes disueltos en agua y rodeados de

combustible

-

en partículas muy finas

relativamente caras comparadas con el ANFO

a plena concentración son muy resistentes la humedad

se pueden mezclar en la fábrica o en camiones

rango de densidad típica va de 1.1 a 1.35 g/cc

alta velocidad de detonación y potente a granel

I

I

2.

b.

c.

d.

e.

f.



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EXPLOSIVOS

17

c.

Tipos de Explosivos

3.

4.

5,

6.

Acuageles o Slurries

a. consisten en. agua, oxidantes, combustible, unión..:

entrecruzada - puede tener partículas gruesas

relativamente caros comparados con ANFO

a plena concentración son muy resistentes la humedad

se puede mezclar en la fabrica o en camiones

partículas gruesas reducen la velocidad de detonación

b.

c.

d.

e.

ANFO Pesado

a. es ANFO mezclado con emulsiones o acuageles en diversos

porcentajes

amplia escala de costos

diversos grados de resistencia la humedad

puede ser mezclado en fabricas o en camiones

a mayor cantidad de ANFO, decrece ABS y la velocidad de

detonación

b.

c.

d.

e.

Productos en Bolsas

a. al ANFO pueden hacerla resistente la humedad

b. reducen los Kg de explosivo por m. de perforación a menos

que el paquete sea partido

si el paquete no es partido para alcanzar buen

acoplamiento, se reducen sustancialmente la presión en el

barreno y el desempeño de la energía

el explosivo debe convertir el agua circundante en vapor, lo

que reduce la energía disponible

puede ser empleado para pre-fraccionado al suspender o

separar las bolsas en la perforación

debe ser bajado sin dejarlo caer dentro de las perforaciones

secas

c.

d.

e.

f.

Primados

a. unidad explosiva en cápsula sensibles potenciadoras que

contiene un detonador

TECNIC SFICIENTF R TRON DUR S


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EXPLOSIVOS

18

e,

Tipos de Explosivos

6,

Primados (cont,)

Velocidad inicial de detonación para el ANFO

6,100

--

(J)

o..

E

---

e

:Q

o

ro4,600

e /

o

C3

-o


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EXPLOSIVOS

c.

Tipos de Explosivos

19

Primados (cont.)

f. cuando el N O es primado se sugiere una presión de

detonación mín ima de 100 kbars

la pentolita moldeada (mezcla de tnt y pentn hasta 60:40)

excelente primado a 240 kbars

6.

g.

Configuraciones de cargas iniciadoras

cargas

iniciadoras

pequeñas

múltiples

,

,

/

,

, ,

,

,

,

,

,

,

,

, ,

,

, ,

,

, ,

,

, ,

, ,

,

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

,;;

Zonas de baja

detonación

. .

carga

iniciadora

pequeña

única

gran

carga

iniciadora

única

,

, ,

,

, /

,

J

j

: / Taco

, ,

,

, ,

,

/

, ,

,

, ,

, /

, ,

, ,

, ,

, /

,

, ,

, ,

, ,

,

, ,

,

, /

, ,

Explosivo

principal

/

Agente de

tronadura

de alta

velocidad

carga iniciadora

combinada

RESULTADO EXPLOSIVO EN AUMENTO.

TE NI SFI IENTES R TRON DUR S

...,

~-


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EXPLOSIVOS

D.

4.

20

Control de calidad para explosivos a granel

1

.

Densidad

a. muy critica a mayor densidap de los productos

b. fácil densidad de recipiente pero inexacta

c. densidad en tubo empleando un tubo largo de diámetro

similar al de un barreno perforado se prefiere como método

- al fina: de esta Sección se incluye una hoja de calculo

la densidad debe ser calculada al cargar cada camión

.

2.

Porcentaje de Petróleo

a. debe verificarse cada camión cuando se usa ANFO

3.

Consistencia de la mezcla

a. debe verificarse visualmente que la consistencia de la

mezcla sea uniforme

Medición de velocidad en el barreno

a. un buen chequeo del desempeño del explosivo

E.

Sistemas inciadores de explosivos

2.

3.

4.

1 .

Tipos

a.

Cápsula y fusible - escasamente es el mejor sistema a

emplear no hay control una vez que el fusible es encendido

Eléctrico

No-eléctrico

Gas

b.

c.

d.

Fuentes de energía inicial

a. maquina detonadora - sistema eléctrico

b. primado de casco de tiro - sistema nonel

c. encendedor de fusible - cápsula y fusible

Red de distribución de energía

a. distribuye la energía a los tiros

Inciadores de tiros

a. cordón detonante cápsula no-eléctrica cápsula eléctrica



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EXPLOSIVOS

21

E.

Sistemas inciadores de explosivos cont.)

5.

Primado

a. unidad de cápsula explosiva sensible que detona a la carga

explosiva print:ipal

nici ción del explosivo

Red de distribución de energía

~I ~ I

m m

I. Fuente de energía

. u inicial

Iniciador del barreno

-----

Carga iniciadora -110

T

@]

6.

Efectos adversos cuando se usa el cordón detonante hasta el

fondo del barreno.

a. el cordón detonante alterará el explosivo y las columna

taconeadas

el sistema de retardos hasta el fondo del barreno puede

anularse al iniciar el cordón la carga explosiva principal

para los fondos de barreno emplee cordón con alma de

carga liviana

b.

c.

F.

Control de calidad para productos pre-manufacturados

1 .

Informe de calidad para productos pre-manufacturados

a. anote los códigos de fecha y numero de la partida del

fabricante

b. guarde una muestra para el análisis que hará el fabricante

;¡¡ -



13/16

PARA CALCULAR LA DENSIDAD A GRANEL

22

Materiales necesarios:

contenedor (tubo de pvc de 2 - 3 m. de largo, con un extremo

cerrado y que tenga \,jn diámetro cercano al del barreno perforado

o para pequeñas muestras use el tipo de recipiente dixie )

Procedimiento:

Paso N° 1:

Paso N° 2:

Paso N° 3:

Paso N° 4:

Paso N° 5:

Paso N° 6:

Paso N° 7:

Paso N° 8:

Paso N° 9:

agua limpia

pesa o balanza

pese el recipiente

llene el recipiente con agua

vuelva a pesar el recipiente ahora con agua

determine el peso del agua en el recipiente restando el peso del

recipiente vacío del peso del recipiente lleno de agua

determine el volumen del recipiente; cuando se emplea agua limpia el

volumen del agua en centímetros cúbicos será igual al peso del agua en

gramos

vacié el agua del recipiente y lIénelo con explosivo

pese el recipiente y el exprosivo

determine el peso de~ explosivo en el recipiente restando el peso del

recipiente del peso total del recipiente con el explosivo

calcule la densidad del explosivo dividiendo el peso del explosivo en

gramos por el volumen de recipiente en centímetros cúbicos

..

Nótese que mientras más grande sea el recipiente el calculo de la densidad resultará

más preciso. Las pequeñas muestras pueden ser usadas para un chequeo diario

rápido, camión por camión. Sin embargo, la calibración de un camión debe ser hecha

con muestras grandes. Productos a granel que no sean ANFO generalmente tienen

densidades variables en el barreno. Pruebas han demostrado que algunos productos

a granel con una densidad de recipiente de 1.02 tendrán una densidad de 1.28 en el

fondo de un hoyo de 30 m. y una densidad promedio del barreno de 1.24 g/cc.



14/16

6.

7.

8.

9.

10.

11.

REVISION DE EXPLOSIVOS

?

-

1 .

Las

emulsiones y acuageles son generalmente de valor ( ) más

el ANFO

que

2. La mezcla óptima del ANFO es

AN Y

FO

3.

La densidad de los explosivos es expresada en

por centímetro cubico

4.

La densidad del ANFO a granel dentro del barreno es de aprox.

g/cc

5.

Explosivos con densidad menor a 1.0 g/cc

en el agua

¿Cuál es la Potencia a Granel Absoluta (ABS) de un explosivo con una densidad

1.2 g/cc y/AWS de 3.265 j/g?

Un agente detonante es

a una cápsula detonante de potencia

N°8

El

ANFO a granel no debe ser cargado en hoyos húmedos porque

Un primado es una unidad de

que contiene

¿Cuáles son los efectos al usar menos de 5.7 de FO en el ANFO?

Las dos clases más importantes de explosivos son:

y

TE NI SFI IENTES R TRON UR S


15/16

14.

14.

15.

16.

17.

REVISION DE EXPtOSIVOS (cont.)

24

12.

de un explosivo es

su energía calórica máxima teórica baséJda en sus ingredientes.

13.

Mencione 5 parámetros de selección de explosivos:

Mencione tres parámetros de selección de primado:

). . .

La velocidad ¡del ANFO es generalmente

aumenta el diámetro de la perJoraci6n

.

. q~ ,. . :::iÍ¡;;; .

a .medida que

Al aumentar los

explosivo de

. ..

.

.


16/16

25

ContInuamente estamos revisando y mejorando este curso para satisfacer mejor sus

necE::sidades. Le rogamos que conteste a las preguntas que vienen a continuación, y

asf nos ayudará a evaluar la sección de explosivos:

EXPLOSIVOS

¿Cree usted que se le dió suficiente tiempo a esta sección?

¿Estuvo presentada la información en forma clara y precisa?

Por favor evalúe las siguientes partes de la sección de explosivos

EXCELENTE BUENO REGULAR

.MALO

Sección Parámetros

Tipos de explosivos

Control de Calidad

Sistemas de Iniciación

Sección Revisión

Otros comentarios:

--

¡MUCHAS GRACIAS

TEC~IC ~SFICIENTFSARATRONADURAS