SEGURIDAD EN OPERACIONES MINERAS
CONCEPTOS BASICOS
viernes, 28 de noviembre de 2014
miércoles, 5 de noviembre de 2014
domingo, 2 de noviembre de 2014
PERFORACION PRIMARIA Y SUS DETALLES EN TAJO ABIERTO
PERFORACIÓN.
1.1. Generalidades:
La perforación es la primera operación unitaria en el proceso de explotación,cuyo objetivo principal es, realizar taladros de diámetro y profundidad de acuerdo al diseño y parámetros que están sujetos a un mejoramiento continuo y a una dinámica de cambios.
La perforación, conlleva a un gran impacto en la productividad y economía de una empresa minera, por este motivo si el proceso de voladura produce un pobre resultado entonces el carguío es más difícil y su productividad se ve reducida.
En la perforación tiene gran importancia, la resistencia al corte de dureza de la roca (que influye en la facilidad y velocidad de penetración, la abrasividad influye en el desgaste de la broca).
La perforación propiamente dicha, se inicia una vez que en la zona programada se haya replanteado la malla de perforación de acuerdo al diseño de voladura, manteniéndose los accesos a los bancos de operación con los parámetros de diseño del tajo abierto (parámetros operacionales).La ubicación de la malla de perforación en el terreno se inicia con el replanteo topográfico del diseño de voladura. Inicialmente se ubica la línea base, luego a partir de ésta base se extiende la malla de perforación del proyecto ó polígono diseñado.
1.2. PERFORACION PRIMARIA
Para esta operación la Unidad Minera Apumayo, cuenta con dos Perforadoras marca Ingersoll Rand modelo DM-45E, Las cuales perforan taladros verticales de 77/8” de diámetro y 8.00 mts. de profundidad (perforación efectiva).
El área de planeamiento determina las mallas a utilizarse de acuerdo al tipo de material y dureza de la roca, a continuación el área de topografía replantea en campo dichas mallas. En Apumayo sólo se perforan taladros de producción.
Para el diseño de mallas se toman en consideración el tipo de material, la dureza y ubicación del proyecto. El diseño de las mallas es de forma triangular y tenemos:
MALLAS DE
| ||
ID
|
MALLA
|
CARACTERÍSTICAS
|
1
|
4.5 x 5.2
|
Crestas de alta fractura y congelado
|
2
|
4.8 x 5.5
|
Crestas fracturadas
|
3
|
5.2 x 6.0
|
Zona dura, fractura media
|
4
|
5.5 x 6.3
|
Dureza media
|
5
|
5.8 x 6.7
|
Dureza suave
|
6
|
6.1 x 7.0
|
Desmonte argilico
|
5.3. PARÁMETROS DE PERFORACIÓN
5.3.1. PULL DOWN:
Produce la rotura de la roca, los dientes de la broca deben de crear suficiente fuerza de compresión para producir la falla de la roca. Cuando la roca tiene baja resistencia a la compresión (UCS) menor será el Pull Down necesario para producir la falla de la roca. A una alta resistencia a la compresión (UCS) mayor será Pull Down necesario para producir la falla de la roca.
1.3.2. OPTIMO PESO SOBRE LA BROCA.
W = (C x D) / 5
|
Donde:
W = Optimo peso sobre la broca (libras).
C = Resistencia de compresión de la roca (psi).
D = Diámetro de la broca (pulgadas).
5 = Constante.
1.3.3. R.P.M
Es requerido para mover el inserto de corte a la siguiente posición de rotura del inserto, mientras este cambio de posición sea más rápido la velocidad de penetración será mayor.
TERRENO DURO = BAJO (RPM)
TERRENO SUAVE = ALTO (RPM)
El ratio de penetración se incrementa proporcionalmente con el incremento de las RPM, mediante un óptimo peso sobre la broca.
TIPO DE FORMACION
|
VELOCIDAD DE ROTACION (RPM)
|
PESO SOBRE EL TRICONO(Lb)
|
PERFORACION FORMACION SUAVE
|
85 - 100
|
7,875 – 23,625
|
PERFORACION FORMACION MEDIA
|
60 - 100
|
7,875 – 39,375
|
PERFORACION FORMACION DURA
|
40 - 80
|
34,500 – 55,125
|
Algunas aplicaciones del R.P.M Son:
Alto RPM puede resultar en un incremento de velocidad de penetración
Alto RPM puede resultar en una disminución de la vida del cojinete
Alto RPM puede resultar en una disminución de la vida de la estructura de corte.
1.3.4. PRESIÓN DE AIRE: PRESIÓN DE AIRE: Es requerida para brindar un suficiente volumen y presión de aire para optimizar la vida de la broca.
La broca necesita como mínimo 40 psi de presión, para así garantizar que los cojinetes puedan ser refrigerados y lubricados.
1.3.5. VELOCIDAD DE BARRIDO
Es la rapidez con que el aire sale del taladro.Las pérdidas de los compresores por efecto de la alta elevación y temperaturas altas causan una disminución en la velocidad de barrido.
Velocidad de caída de la Partículaes la velocidad con que cada partícula quiere caer al fondo del taladro.
Velocidad de Salida de los Detritus:es la diferencia neta entre la velocidad de barrido y la velocidad l.de caída de la partícula.
V = 183 x Q / D² - d2
|
Donde:
V =Velocidad de Barrido (pies/min).
D =Diámetro de la broca (pulgadas).
d = Diámetro del Tubo (pulgadas).
Q = Volumen de aire del comprensor (cfm).
El caudal de Aire necesario se calcula mediante la expresión:
Donde:
Ab= Área de la corona circular entre la barra y la pared del barreno (m2).
Va = Velocidad ascensional mínima (m/min).
D = Diámetro del barreno (m).
D = Diámetro de la barra (m).
Otra fórmula para la determinación aproximada del caudal es:
Qa=224*D (3/2)
Donde:
D = Diámetro del barreno (m).
1.3.6. INYECCIÓN DE AGUA AL TALADRO:
Requerida para suprimir el polvo y empatar el pozo; sin embargo la broca se debe operar sin agua, debido a que daña los rodamientos y fractura los rodillos. Si agregamos demasiada agua cortamos la vida de la broca hasta un tercio de su vida útil, el diseño de la broca es para perforar sin agua.
1.3.7. VELOCIDAD DE PENETRACIÓN:
La velocidad de penetración depende de muchos factores externos como características geológicas, propiedades físicas de las rocas.
Donde:
VP= Velocidad de penetración (m/h).
W = Optimo peso sobre la broca (kg).
R = Velocidad. Rotación (RPM).
C = Resistencia de comprensión roca (Mpa).
D = Diámetro de la broca (mm).
a = 0.9
1.4. EQUIPO DE PERFORACION.
1.4.1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PERFORADORA INGERSOLL RAND MODELO DM-45E HP MONTAJE Y SISTEMAS DE PROPULSION.
Hay dos sistemas de montaje para las perforadoras rotativas: sobre orugas y sobre neumáticos, los factores que influyen en la elección de un tipo u otro son las condiciones de terreno y el grado de movilidad requerido.Las perforadoras montadas con orugas de teja, tipo tractor, son útiles en terrenos difíciles y accidentados, sin embargo su principal inconveniente en su baja velocidad de traslación. Pero en las grandes operaciones de equipos se desplazan poco debido a que perforan gran cantidad de taladros en un solo nivel.
1.4.2. FUENTES DE ENERGIA
Las fuentes principales de energía pueden ser: motores diesel o eléctricos. Las perforadoras con un diámetro de perforación por encima de los 9” (230mm) están generalizadas en empleo de energía eléctrica a media tensión, alimentando la perforadora con corriente alterna mediante cable de cuatro conductores con recubrimiento de goma.
1.4.3. SISTEMAS DE ROTACION
Con el fin de hacer girar las barras y transmitir el par, las perforadoras llevan un sistema de rotación montado generalmente sobre un bastidor que se realiza a lo largo del mástil de la perforadora.El sistema hidráulico consiste en un circuito cerrado con la bomba de presión constante y un convertidor de par con el que se logra variar la velocidad de rotación del motor hidráulico, situado en la cabeza situada en la cabeza de sarta de perforación.
1.4.4. SISTEMAS DE EMPUJE Y ELEVACION
Para obtener una buena velocidad de penetración en la broca es precisó un determinado empuje, que depende tanto de la resistencia de la roca como del diámetro del barreno que se pretende perforar. Como el peso de las barras no es suficiente para obtener la carga precisa, se hace necesario aplicar fuerzas adicionales que suelen transmitirse casi exclusivamente a través de energía hidráulica.
Existen básicamente cuatro sistemas:
· Cremallera y piñón directo.
· Cadena directa.
· Cremallera y piñón con cadena.
· Constituido con uno o dos cilindros accionados hidráulicamente.
1.4.5. MASTIL O CAMBIADOR DE BARRAS
La estructura del mástil que soporta las barras y la cabeza de rotación, debe estar diseñada para resistir las flexiones debidas al peso, el esfuerzo de empuje y las tensiones originadas por el par de rotación.La perforación inclinada suele ser perjudicial por los esfuerzos de fatiga a los que se somete al mástil y a las barras, además de la disminución de la capacidad de empuje y dificultad en la evacuación del detritus.
Los equipos disponen de sistemas del tipo bandeja de una a tres barras normalmente, o del tipo revolver que con más de cuatro barras tienen una capacidad de perforación de 50-60 metros.
El accionamiento es hidráulico ambos sistemas, os tiempos invertidos en lo cambios de barras oscilan entre los 2 y los 6 minutos por cada una de ellas.
5.4.6. CABINA DE MANDO
La cabina de mando presurizada y climatizada, contiene todos los controles e instrumentos requeridos en las maniobras de la unidad durante la perforación. Estos suelen ser los siguientes:
· Control del motor principal y caja de cambios.
· Control de elevación y descenso de la torre.
· Control de los gastos de nivelación.
· Control de velocidad de rotación.
· Control del empuje del tricono.
· Control e inyección del agua.
· Control del carrusel, etc.
Normalmente, está ubicada cerca del mástil, permitiendo observar todos los movimientos realizados con las barras durante el trabajo.
5.4.7. SISTEMA DE EVACUACION DE LOS DETRITUS
El aire comprimido cumple las siguientes funciones.
Ø Enfriar y evacuar los cojinetes del tricono.
Ø Limpiar el fondo del barreno.
Ø Elevar el detritus con una velocidad ascensional adecuada.
El aire circula por un tubo del compresor al mástil y desde este, por manguera flexible protegida, a la cabeza de rotación, donde pasa al interior de la barra de perforación que lo conduce hasta la broca, saliendo entre los conos para producir la remoción de los detritus elevándolos hasta la superficie. Si los trozos son grandes y el caudal de aire insuficiente vuelve a caer en el fondo, produciéndose su remolienda hasta alcanzar el tamaño adecuado para ascender.
La falta de aire produce así un consumo de energía innecesario, una menor velocidad de penetración y un mayor desgaste de la broca. Por el contrario, si la velocidad ascensional es muy alta aumentan los desgastes en el centralizador y en las barras de perforación.Si se conoce la densidad de la roca y el diámetro de las partículas, pueden aplicarse dos formulas para calcular la velocidad ascensional mínima.
5.5. CARACTERISTICAS DE LA PERFORADORA INGERSOL RAND DM-45
· MARCA: Ingersoll Rand
· MODELO: DM45E/HP
· Diámetro de Broca: 5 7/8" - 7 7/8"
· Diámetro martillo de fondo (Rotativo): 63/4"
· Empuje de motor: 45,000 (20,400 Kg.)
· COMPRESOR : 350 CFM
· TORRE O MÁSTIL: 9.14 mts.
· TANQUE DE AGUA : 200 galones
· LONGITUD DEL MÁSTIL: 11.28 mts.
· ANCHO TOTAL: 3.81 mts.
5.6. COLUMNA DE PERFORACION.
La columna de perforación es una conexión mecánica entre el cabezal de la perforadora y la broca tricónica.
Funciones:
· Trasmitir rotación, peso desde el cabezal a la broca tricónica
· Trasmitir por su interior fluido y/o aire para enfriar la broca.
· Actúa como conductor del aire a gran presión para sacar el detritus de la perforación.
La línea de perforación está formada por el acoplamiento de rotación, barras, el estabilizador y el tricono.
5.6.1. ACOPLAMIENTO DE ROTACION
Este elemento transmite el par de rotación desde la cabeza hasta la sarta que se encuentra debajo.
5.6.2. BARRA
La longitud de las barras depende de la longitud del barreno. Sirven para transmitir el empuje sobre la boca y para canalizar por su interior el aire comprimido necesario para la limpieza del barreno y enfriamiento de los cojinetes. Suelen estar construidas de acero con un espesor de 1” (25mm) y en ocasiones de hasta 1 ½” (38 mm).Las roscas más usadas en los acoplamientos son del tipo Api Y Beco.
5.6.3. ESTABILIZADOR
Va colocado encima de la broca de perforación, tiene la misión de hacer que el trìcono gire correctamente según el eje del barreno e impida que se produzcan oscilaciones y pandeos del varillaje de penetración.
Las ventajas derivadas de su utilización son:
· Menores desviaciones de los barrenos, sobre todo cuando se perfora inclinado.
· Mayor duración del tricono y aumento de velocidad de penetración, debido a un mejor aprovechamiento del empuje.
· Menor desgaste de los faldones, de la hilera periférica de los insertos y de los cojinetes.
· Mayor estabilidad de las paredes del barreno.
5.7. DISPONIBILIDAD Y UTILIZACION DE EQUIPOS DE PERFORACON.
El estudio de tiempos de perforación y la perforabilidad de los diferentes tipos rocas, permite hallar la capacidad productiva de los equipos de perforación, así como la optimización del uso de estos equipos y la elaboración de un programa de requerimiento a corto, mediano y largo plazo.Se entiende que la Disponibilidad y la Utilización son KPI’s para las áreas de Mantenimiento y Operaciones mina.El Stand by por falta de frente de un equipo de carguío esta fuera de los alcances de Operaciones mina.
5.7.1. DISPONIBILIDAD
Corresponde al porcentaje de tiempo en que el equipo está disponible para operar y realizar la función para la que está diseñada, en relación con el tiempo total. Esta disponibilidad se expresa como un porcentaje de disponibilidad
DISP. = (TT-MP-MNP)/TT
Donde:
MNP=Mantenimiento no programado
MP=Mantenimiento programado.
TT= Tiempo Total
5.7.2. UTILIZACION
Utilización o Uso Neto de la Disponibilidad. Es el uso neto del equipo respecto de la disponibilidad. Nos muestra cuánto provecho obtiene operaciones del esfuerzo de mantenimiento por entregar los equipos disponibles.
UT=(TNOP)/(TT-MP-MNP)
Donde:
TNOP= Tiempo neto operativo.
MNP=Mantenimiento no programado
MP=Mantenimiento programado.
TT= Tiempo Total
DISPONIBILIDAD MECANICA Y UTILIZACION DE EQUIPOS DE PERFORACION
EQUIPO
|
H. EFECT.
|
DEMORAS
|
TOTAL HORAS
|
HOROMETRO
|
DISP. MEC. (%)
|
UTIL (%)
|
REND. (t/h)
| ||
MEC.
|
OPER.
|
NO OPER.
| |||||||
CF980-235
| |||||||||
CF992-C-214
| |||||||||
CF992-C-219
|
9.37
|
0.17
|
0.47
|
1.00
|
11.00
|
9.70
|
98%
|
95%
|
598
|
CF992-C-245
|
9.15
|
0.25
|
0.60
|
1.00
|
11.00
|
9.90
|
98%
|
94%
|
637
|
EXC1800-101
|
8.83
|
0.17
|
1.00
|
1.00
|
11.00
|
9.00
|
98%
|
90%
|
720
|
EXC450-79
|
7.95
|
0.17
|
1.88
|
1.00
|
11.00
|
9.20
|
98%
|
81%
|
281
|
DM45-N-181
|
8.83
|
0.50
|
0.67
|
1.00
|
11.00
|
9.00
|
95%
|
93%
| |
DM45-N-226
|
8.50
|
0.50
|
0.99
|
1.00
|
11.00
|
9.20
|
95%
|
90%
| |
TR824-170
|
9.33
|
0.17
|
0.50
|
1.00
|
11.00
|
9.50
|
98%
|
95%
| |
MO720-05
| |||||||||
Cist-242
|
7.83
|
0.17
|
2.00
|
1.00
|
11.00
|
8.00
|
98%
|
80%
| |
TRD8T-212
|
8.75
|
0.25
|
1.00
|
1.00
|
11.00
|
9.00
|
98%
|
90%
| |
TRACTO-227
| |||||||||
CAMAB-230
| |||||||||
C.Fabrica-163
|
2.00
|
0.50
|
7.50
|
1.00
|
11.00
|
5.00
|
95%
|
21%
| |
BUS8804-168
|
3.00
|
0.50
|
6.50
|
1.00
|
11.00
|
3.50
|
95%
|
32%
| |
MiniBus2482-193
|
2.25
|
0.25
|
7.50
|
1.00
|
11.00
|
2.50
|
98%
|
23%
| |
6. VOLADURA
6.1. Generalidades:
La expansión de la mineria a cielo abierto y la evolución de los equipos de perforación han hecho de las voladuras en banco el método mas popular de arranque de rocas con explosivos. Las voladuras en banco a cielo abierto se clasifican según la finalidad de las mismas, pudiendo distinguirse los siguientes tipos:
· Voladuras en bancos convencionales.
· Voladuras para produccion en escolera.
· Voladura de maximo desplazamiento.
· Voladuras para carreteras.
· Voladuras para rampas.
· Prevoladuras.
De acuerdo a los criterios de la mecánica de rotura, la voladura es un proceso tridimensional, en el cual las presiones generadas por explosivos confinados dentro de taladros perforados en la roca, originan una zona de alta concentración de energía que produce dos efectos dinámicos: fragmentación y desplazamiento.
Así, en la explotación de minerales se busca preferentemente fragmentación menuda, que facilita los procesos posteriores de conminución en las plantas metalúrgicas,
El desplazamiento y la forma de acumulación del material volado se proyecta de la manera más conveniente para el carguío y acarreo, de acuerdo al tipo y dimensiones de las palas y vehículos disponibles.
Como mencionamos anteriormente, en la Unidad Minera Tukari el método de explotación es superficial, el cual permite explotar el mineral a un bajo costo de producción. Realizamos voladuras primarias, Voladura secundaria (plasteo).
6.2. VOLADURA PRIMARIA:
La ejecución de voladuras para el arranque de rocas de dureza media y alta es una técnica insustituible en los grandes proyectos de minería y obras civiles. La razón fundamental es que esta técnica continúa siendo la más barata y la que permite obtener mayores producciones de material arrancado. Uno de los principales inconvenientes de su utilización es que, como consecuencia directa de su uso, se produce la generación de vibraciones en el medio circundante (además de otras afecciones medioambientales, tales como ruido, onda aérea, polvo y proyecciones); estas afecciones no son particulares de las voladuras, ya que los medios mecánicos también las generan en mayor o menor medida y con magnitudes distintas, no siempre menores ni de menor riesgo en cuanto a duración, amplitud, frecuencia, etc.
6.3. VOLADURA SECUNDARIA
Se entiende como tal a la técnica que tiene como finalidad principal la reducción de pedrones grandes, sean éstos naturales o procedentes de una voladura primaria, a fragmentos de menor tamaño mucho más convenientes y manejables.
Durante la voladura primaria se dan origen a bolones que requieren ser reducidos de tamaño para su carguío y transporte, esto a consecuencia de varios factores como: mala distribución de los taladros, presencia de fracturas, fallas, carguío inadecuado de los explosivos etc. En este caso se selecciona un método apropiado de la voladura secundaria.
La voladura secundaria normalmente es peligrosa, no es controlable y aumenta los costos generales de producción, por lo que para prevenirla o limitarla se debe planificar cuidadosamente la voladura primaria.
6.4. PLASTAS
El plasteo es una voladura especial que tiene por objetivo reducir el tamaño de los bancos y/o bolones, producto de la voladura primaria.
La característica principal es que el explosivo se coloca sobre la superficie de la roca. Una plasta de por sí sola transfiere a la roca entre 10 y 30% de su energía nominal, si tenemos en cuenta a la merma por el factor de “tiempo-distancia” que requiere recorrer la onda de choque a bajo régimen antes de llegar a su nivel de equilibrio a alto régimen, e iniciarla, esta cifra debe ser aún menor. Según esto, un iniciador de bajo poder podría hacer perder a la plasta quizá hasta un 50% de su 10% de energía útil de trabajo. Por esta razón se recomienda utilizar iniciadores
Suficientemente potentes para compensar esta deficiencia inicial, que si bien en un taladro confinado es insignificante, en una plasta sí es significativo.
En este tipo de voladura se utilizamos ANFO, como agente de voladura y cordón detonante como iniciador.
VENTAJAS:
· Menor tiempo de preparación.
· Menor costo operativo por no requerir perforación.
· Menor dispersión de fragmentos.
DESVENTAJAS:
· Mayor consumo especifico de explosivo.
· Fragmentación relativamente más gruesa.
· Mayor ruido.
· La velocidad de detonación es alta aprox. 5000 m /seg.
6.5. PARAMETROS DE VOLADURA
Son datos empleados en el cálculo y diseño de disparos. Unos son invariables, como los correspondientes a las características físicas de la roca: densidad, dureza, grado de fisuramiento, coeficientes de resistencia a deformación y rotura, etc; y otros son variables, es decir que podemos modificarlos a voluntad, de acuerdo a las necesidades reales del trabajo y condiciones del terreno.
Estos parámetros controlables se pueden agrupar en:
· Geométricos: altura, ancho y largo del banco, talud, cara libre.
· De perforación: diámetro y longitud del taladro, malla.
· De carga: densidad, columna explosiva, longitud de taco,
· Características físico-químicas del explosivo.
· De tiempo: tiempos de retardo entre taladros,
· Secuencia de salida de los disparos
6.6. ALTURA DE BANCO
Está relacionado con el alcance del equipo de carguío; en este caso en la Unidad de Tukari la altura de banco es de 8.00 mts.
6.7. DIAMETRO DE TALADRO
Este es un parámetro que está muy relacionado con La capacidad de carguío de los equipos y la resistencia a la compresión de la roca son las limitantes para elegir el diámetro de perforación. Para ello se tuvieron en cuenta diversos factores, tales como:
· Tipo de material a volarse. (tipo de alteración).
§ Estabilidad de taludes.
§ Diseños operacionales: Se tuvieron en cuenta los equipos a utilizar para la explotación (Equipos de carguío, transporte, etc.)
§ El diámetro del taladro en Tukari, es de 7 7/8” (200mm.).
6.8. BURDEN
Para determinar este parámetro se tiene en cuenta la dureza de la roca, fracturamiento del terreno, explosivos a utilizar y un factor muy importante la fragmentación requerida.
6.9. ESPACIAMIENTO
Es la distancia entre taladros de una misma fila que se disparan con un mismo retardo o con retardos diferentes y mayores en la misma fila.
Se calcula en relación con la longitud del burden, a la secuencia de encendido y el tiempo de retardo entre taladros.
ESPACIAMIENTO = 1.25 x Burden
|
6.10. SOBREPERFORACION
La Sobre perforación es la longitud del taladro por debajo del nivel del piso que se necesita para romper la roca a la altura del banco y lograr una fragmentación y desplazamiento que permita al equipo de carguío alcanzar la cota deseada.En la Unidad se trabaja con una sobre perforación promedio de 1.0 m. a 1.50 m.
6.11. TACO O STEMMING
La distancia del taco se refiere a la porción superior del Taladro, que normalmente se rellena con material inerte para confinar los gases de la explosión.
La distancia del taco es proporcional al burden y, por lo tanto, al diámetro de la carga, a la densidad del explosivo y a la densidad de la roca, ya que todos estos son necesarios para determinar el burden.
El doblar; triplicar o cuadruplicar la distancia del taco, no asegura que los taladros funcionen correctamente.
El taco promedio utilizado es de 3.00 m. con el propósito de lograr un mayor confinamiento de la energía. El material producto de la perforación (detritus), es colocado para tal fin.
U = 0.3B
6.12. DENSIDAD DEL MINERAL
La densidad Insitu del mineral se ha calculado en un 2.1 Ton/m3.
6.13. DISEÑO DE MALLAS
En Apumayo, utilizamos mallas trabadas, teniendo en cuenta los factores que ya se han mencionado, anteriormente, además contamos con un programa simulador de voladuras que es el JKBENCH con el cual desarrollamos y analizamos las mallas, para así de esta forma minimizar los riesgos de tiros cortados en los proyectos de voladura
6.14. EXPLOSIVOS, AGENTES Y ACCESORIOS DE VOLADURA UTILIZADOS:
Para el carguío de los taladros en Apumayo, se está utilizando los siguientes agentes de voladura:
6.14.1. EXPLOSIVOS:
Son productos químicos que encierran un enorme potencial de energía, que bajo la acción de un fulminante u otro estímulo externo reaccionan instantáneamente con gran violencia, generando:Un fuerte efecto de impacto que tritura la roca, Un gran volumen de gases que se expanden con gran energía, desplazando los fragmentos.Utilizamos como explosivos:
· Fulminante.
· Booster.
6.14.2. PROPIEDADES FÍSICAS:
POTENCIA RELATIVA: Es la medida del “contenido de energía” del explosivo y del trabajo que puede expresar.
BRISANCE O PODER ROMPEDOR:Es el efecto demoledor que aplica un explosivo sobre la roca. Está vinculado a la velocidad de detonación y a la densidad del explosivo.
DENSIDAD:Es la relación entre la masa y el volumen del explosivo. Se expresa en grs/cm3. Todos los explosivos tienen sus límites de densidad mayor y menor si la densidad esta fuera de estos límites se dice que está en su densidad critica o de muerte. Lo cual produce la pérdida de sus propiedades explosivas al momento de la detonación.
VELOCIDAD DE DETONACION: Es la velocidad con la cual la onda de choque se desplaza a través de la columna explosiva. Por lo tanto es la velocidad con la cual se libera la energía.
SIMPATIA (ACTITUD A LA TRANSMISION): Es la capacidad de trasmitir o detonar por la detonación de un explosivo vecino en las dinamitas esta distancia puede ser de varios cms. Una buena trasmisión de la energía es la garantía de la detonación completa de la columna explosiva.
SENSITIVIDAD AL INICIADOR: Es la capacidad de un explosivo para ser iniciado con un fulminante común un cebo o un cordón que denomina Mínimo Primer. los detonadores más comunes son el Nº 6 y el Nº 8.
ESTABILIDAD: Los explosivos deben ser estables a las condiciones ambientales normales donde van a ser utilizados. Tanto su estabilidad física como su estabilidad química. Quiere decir que no pierdan sus características explosivas estándares.
SENSIBILIDAD A FACTORES EXTERNOS: Es la facilidad con la que se puede iniciar un explosivo en forma fortuita o no prevista. Esto depende de su composición molecular, densidad, confinamiento, tratamiento recibido, tamaño y distorsión de sus cristales, incremento de temperatura u otros.
CATEGORIA DE HUMOS: Todos los explosivos producen en la detonación: polvo, vapor de agua, óxidos de nitrógeno, óxidos de carbono, gases sulfurosos, etc. Además de produce una cantidad menor de gases irritantes, nocivos y letales llamados HUMOS como el Monóxido de carbono y el bióxido de nitrógeno.
RESISTENCIA AL AGUA: Es la capacidad para resistir una prolongada exposición al agua sin perder sus características explosivas y sin producir Humos
6.14.3. AGENTES EXPLOSIVOS
Los agentes explosivos consisten en una mezcla de combustible y agentes oxidantes, ninguno de los cuales se les considera explosivos. No son sensibles al fulminante nº 8
Es una mezcla de 2 fases liquidas, una continua (mezcla de hidrocarburos – aceites) y otra fase dispersa (una solución acuosa de sales oxidantes como el nitrato de amonio) unidos por un agente emulsificante
Necesitan un multiplicador para ser detonado generalmente se utiliza en taladros de gran diámetro. Para controlar su densidad se utiliza micro esferas.
6.14.4. ANFO
Este agente de voladura es una mezcla de alta calidad, compuesto por (Nitrato de Amonio + Petróleo Diesel Nº 02), posee un adecuado balance de oxigeno que permite minimizar la generación de gases tóxicos en la detonación, para no causar estos impactos nocivos, este compuesto esta balanceado químicamente es decir posee un balance de 94 % de AN. Con un 6% de D2. Con esto se evita la generación de gases tóxicos y por ende se aprovecha de una manera eficiente la energía mecánica generada por la columna explosiva.
6.14.5. HEAVY ANFO (ANFO PESADO)
Estos agentes consisten en una mezcla homogénea del ANFO con una Emulsión Matriz (agente oxidante), al mezclarse la emulsión matriz con el ANFO, en diferentes proporciones se consigue una mayor resistencia al agua y mayor potencia. Las mezclas usuales de Emulsión/ANFO, utilizados en la Unidad Tukari son los siguientes: 28, 37 64.
AGENTE
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COMPOSICION
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TIPO DE MATERIAL
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Anfo
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94% Diesel 6% de Nitrato
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Roca Suave
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Heavy Anfo 28
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20% de Emulsión 80% de Anfo
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Roca Media
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Heavy Anfo 37
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30% de Emulsión 70% de Anfo
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Roca Dura
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Heavy Anfo 64
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60% de Emulsión 40% de Anfo
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Presencia de Agua
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6.14.6. ACCESORIOS DE VOLADURA UTILIZADOS EN APUMAYO:
BOOSTER O CEBOS PRIMERS:
Este accesorio de voladura, trabaja como iniciador de la columna explosiva, tiene alta potencia, presión y velocidad de detonación; presenta alta resistencia al agua. Está fabricado en base a PENTOLITA, este es activado por fulminante.
En la Unidad Tukari, se está utilizando BOOSTERS de 1 Lbs.Cuyas especificaciones técnicas son:
§ Densidad 1.60 g/cm3.
§ Velocidad de detonación 7000 m/s.
§ Presión de detonación 202 Kba.
§ Resistencia al agua Excelente.
CORDÓN DETONANTE:
Este accesorio de voladura, está compuesto por un núcleo de un explosivo conocido como PENTRITA. En la Unidad Apumayo, se utiliza el cordón detonante 5G. Este cordón detonante es utilizado para transmitir la onda detonante desde una carga explosiva a otra. Debido a su alta potencia es capaz de iniciar explosivos sensibles al fulminante común Nº 08.
MECHA DE SEGURIDAD:
También llamada mecha lenta. Es un cordón flexible compuesto por un núcleo de pólvora negra recubierto por fibras de algodón, brea y un forro de plástico.
El tiempo de combustión, en fábrica, varía entre 150 y 200 m/s (45 a 60 pie/s) en promedio. Este tiempo usualmente varía 01 segundo por cada 100 m de altura, por lo que debe medirse en mina. Transmite una llama al fulminante para hacerlo detonar.
La mecha se seguridad es utilizada para transmitir energía desde un punto a otro, por medio de la combustión del núcleo de pólvora, en un tiempo determinado por la longitud de la mecha.
En la unidad Apumayo, se utiliza Mecha de seguridad de 4 pies. Los cuales conducen la energía a una velocidad de 1pie. /min.
DETONADORES NO ELÉCTRICOS (FANELES DUALES):
Estos accesorios son utilizados para iniciar en forma segura y precisa a los explosivos sensibles al fulminante Nº 08: como booster, dinamitas, emulsiones encartuchadas, etc. Este producto está conformado por cuatro elementos principales. Tubo de choque (El cual transmite por su interior una señal de baja energía a una velocidad de 2000 m/s), cápsula detonante (Incluye el elemento de retardo), etiqueta (Indica el periodo de retardo de la serie y el tiempo nominal de detonación) y el conector J (Para unir el tubo de choque a una línea troncal de cordón detonante).En Tukari se están utilizando Detonadores no Eléctricos (Faneles Duales) con Retardo en Superficie de 42 ms y de 1000 ms en el Fondo.
6.15. CARGUIO DE TALADROS
DETERMINACION DE LA DENSIDAD LINEAL POR TALADRO
Para determinar la cantidad de Carga por taladro y con ello la cantidad de Carga explosiva por proyecto, es necesario tomar en cuenta los siguientes parámetros:
· Longitud del taladro: 9.00 m. (Altura de banco + Subdrilling).
· Diámetro del taladro. 7 7/8”
· Taco promedio: 3.00 m.
· Columna de Carga: 6.50 m.
· Densidad Insitu del Mineral: 2.1 Ton/m3.
Kg/m = (Diámetro Taladro)2 x Densidad Explosivo x 0.
FACTOR DE CARGA
Para determinar estos parámetros es de suma importancia considerar la siguiente relación
Kg / tal = B x E x densidad del Explosivo
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