Manual de voladura
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CURSO : MANUAL DE VOLADURA PREPARADO POR : Ing. Estanislao De La Crúz RECOPILADO POR : Edison Jesús Rosas Quispe INTRODUCCIÓN SEÑOR MINERO: La Empresa Minera del Centro del Perú, le brinda el presente Manual de Voladura, para que pueda ampliar su conocimiento en este campo. Una lectura adecuada y consciente le ayudará a solucionar sus problemas y trabajar con mayor seguridad. Si tuviera alguna dificultad en su interpretación, recurra a su jefe inmediato, él le ayudará con el mayor gusto. PROGRAMA DEL CURSO DE VOLADURA I. OBJETIVOS: Este curso esta destinado fundamentalmente a proporcionar conocimientos básicos de explosivos, sus propiedades, manejo y operaciones en las diferentes áreas de trabajo: frontones y tajeos. II. METODOLOGÍA: A. Exposición de la parte teórica del curso en el aula. B. Práctica en las mismas labores. III. EVALUACIÓN: Administración de una prueba de entrada y una prueba de salida. IV. PROGRAMA: SESIÓN CONTENIDO I II III IV V HORA Estudio de explosivos: A. Generalidades 2 B. Propiedades Generales de Explosivos Clasificación de Explosivos: A. Deflagrantes o bajos explosivos. B. Detonantes o altos explosivos. 2 C. Accesorios de voladura. Técnicas de perforación: A. Conceptos fundamentales. B. Corte. 2 C. Trazo: Factores de los que depende, usos. D. Perforación en galerías pequeñas y túneles. Preparación de explosivos para su empleo: A. Preparación de la dinamita. B. Preparación del ANFO. Seguridad y cálculos: A. Cuidados que se debe tener durante el transporte, almacenamiento, preparación, carguío y disparo de los explosivos. B. Reglas para polvorines de accesorios y explosivos. C. Cálculos. 2 ÍNDICE Página CAPÍTULO I ………………………………………………….……………………………….. 1 ESTUDIO DE EXPLOSIVOS ………………………………….……………….………… 1 A. GENERALIDADES: ………..…………………………………………………….… 1 1. Explosivos ………………………….…………………………………………….. 1 2. Mecánica de explosión ……………………………………………………… 1 B. PROPIEDADES GENERALES DE LOS EXPLOSIVOS: ………...…..... 4 1. Velocidad de Detonación ………………………………………….……….. 4 2. Fuerza o potencia ……………………………………………………..………. 7 3. Poder rompedor o brizance ………….………..…………………………. 9 4. Densidad …………………………………………………………………….….. 10 5. Resistencia al agua ……………………………………………………….… 10 6. Resistencia a la congelación …………………………………………… 11 7. Detonación por simpatía ………………………………………………… 12 8. Sensitividad …………………………………………………………………… 12 9. Sensibilidad ……………………………………………...……………………. 13 9.1. Sensibilidad al choque …………………………………………… 13 9.2. Sensibilidad al calor ………………………………………………. 13 9.3. Sensibilidad a la llama …………………………………………… 14 10. Dureza …………………………………...………………………………….. 16 11. Emanaciones ……………………..………………………………………. 16 C. CLASIFICACIÓN DE EXPLOSIVOS ………………….……………………. 17 1. Clasificación de explosivos industriales ……….…………….…….. 17 1.1. De acuerdo a su velocidad de detonación ………….……. 17 1.1.1. Bajos explosivos o deflagrantes ……..…………….…… 17 1.1.2. Altos explosivos o detonadores ……………………….... 18 Principales ingredientes de los explosivos ………… 18 Nitroglicerina ………………………………………….……….. 19 Blasting …………………………………………………………… 19 Dinamita …………………………………………………….……. 19 Anfo ………………………………………………….……………... 21 Slurry ……………………………………………………………… 24 CAPÍTULO II ……………………………….………………………………………………. 26 ACCESORIOS DE VOLADURA ………………………………………………………. 26 A. MECHAS DE SEGURIDAD …………………………………………………… 26 B. CORDÓN DETONANTE O MECHAS DETONANTES ……………… 26 C. INICIADORES O DETONADORES ……………………………….……….. 27 D. ENCENDEDORES ……………………………………………………….……….. 27 1. Encendedor de mecha caliente ………….…………………………….. 27 2. Ignitacord ……………………………………………….……………………… 27 3. Quarrycord ………………………….…………………………………………. 28 E. CONECTORES ………………………………………….…………………………. 28 F. FULMINANTES ………………………….……………………………………….. 28 G. TACOS …………………………………………………..……………………………. 31 CAPÍTULO III ………………………………………….…………………………………… 32 TÉCNICA DE PERFORACIÓN ……………………………………………………….. 32 A. CONCEPTOS FUNDAMENTALES ………………………………………… 32 1. Disparo ………………………………………………………………….………. 32 2. Trazo ………………………………………………………….………….…….… 32 3. Orden de encendido ……………………………………………….…….… 32 4. Orden de salida …………………………………………………………….… 32 5. Retardo ………………………………………………………………………….. 33 B. CORTE ……………………………………………………………………….………. 33 1. Corte en pirámide …………….…………………………………………….. 34 2. Corte en V ………………………………….…………………………………… 34 3. Corte quemado ………………………….…………………………………… 35 4. Corte en abanico …………………………………………………………….. 36 5. Corte en la periferia o voladura controlada ………….…….…..… 36 C. FACTORES DE LOS QUE DEPENDE LA ELECCIÓN DEL TRAZO …………………………………………………………………………………………… 38 1. Clases de terreno ………….………………………………………………… 38 1.1. Terreno masivo …………………………………………………….. 38 1.2. Terreno fracturado ………………………………………….…….. 38 1.3. Terrenos sueltos ……………………………………….…………… 39 1.4. Terreno empanizado ………………………………..……………. 40 2. Tamaño del frente y número de caras libres ……………….……. 42 3. Explosivos ……………………………………………………………………… 45 4. Grado de fragmentación ………………………………….……………… 45 D. USO DE LOS TRAZOS …………………………………………………………. 47 1. Trazo para galería en la minería del sistema convencional .. 47 2. Perforación de túneles …………………………….……………………… 52 2.1. Método de la frente completa ………………………………… 56 2.2. Método de frente superior y banqueo …………….………. 62 2.3. Método del túnel piloto ………………………………….………. 62 CAPÍTULO IV …………………………………………………………………………….… 64 PREPARACIÓN DE LOS EXPLOSIVOS PARA SU USO ……………………. 64 A. PREPARACIÓN DE LA DINAMITA PARA LA VOLADURA ….… 64 1. Capsulado de la mecha ……………………………………………….…… 64 2. Preparación del cartucho cebo ……………….……………………….. 65 3. Preparación de la dinamita …………………………………………..…. 66 4. Cargado de los taladros …………………………………………..…….… 67 B. PREPARACIÓN DEL ANFO PARA LA VOLADURA ……………….. 68 1. Técnicas de preparación ……………………………………………….… 68 1.1. Técnica de la bolsa abierta …………………………………….. 68 1.2. Técnica de la bolsa cerrada ……………………………………. 68 1.3. Técnica de mezclado mecánico ………………………….…… 68 2. Carguío ………………………………………………………………………….. 69 2.1. Cargadores neumáticos ……………………….………………… 69 2.2. Descripción técnica de los cargadores …………….…….... 70 3. Encendido ……………………………………………………………………… 73 4. Fallas de en la explosión ……………………………………………….… 74 4.1. Tiros soplados …………………………………………………….… 74 4.2. Tiros cortados ……………………………………………………..… 75 4.3. Tiros prematuros ……………………………………………….…. 75 4.4. Tiros retardados …………………………………………………… 76 4.5. Tiros quemados ………………………………………….……….… 76 CAPÍTULO V …...…………………………………………………………………………… 77 SEGURIDAD Y CÁLCULOS …………………………………...…………………….… 77 A. SEGURIDAD ……………………………………………………………………..… 77 1. Cuidados que se debe tener durante el transporte ….………... 77 2. Cuidados durante el almacenamiento de los explosivos ….... 78 3. Cuidados durante el empleo de los explosivos ….……………… 79 4. Cuidados durante la preparación del cebo ……….…….………… 80 5. Durante la preparación y el cargado ……………….……………….. 81 6. Durante el atacado ……………………………………….………………… 82 7. Durante el disparo con mechas …………………….……………….… 82 8. Antes y después del disparo ………………………………………..…... 83 9. Reglas para los polvorines de accesorios …….…………….….….. 84 10. Reglas para el polvorín de explosivos ………………………..… 86 B. CÁLCULOS ……..…………………………………………………………………... 88 1. Cálculo del costo de 1m. de avance ……….……………………….… 88 RESUMEN ………………………………………………………………………………..… 100 Costos directos: por un metro de avance de la rampa 121 ……….…… 100 [1] CAPÍTULO I ESTUDIO DE EXPLOSIVOS A. GENERALIDADES: 1. Explosivos.‐ Son mezclas de sólidos y líquidos que se descomponen violentamente dando como resultado la formación de grandes volúmenes de gases. En otros términos, se puede decir que, son compuestos inestables que pueden ser sólidos o líquidos y se transforman en compuestos mas estables como gases y humos, bajo la acción de un estimulo externo (calor, golpe, fulminante, llama, fricción, chispa y detonador). El tiempo que demora para pasar de su estado gaseoso es muy breve, lo que hace con gran desprendimiento de energía tales como: generación de altas temperaturas, formación de grandes volúmenes de gas en fracciones de segundo, produciendo la detonación, lo que ocasiona la rotura de la roca o del medio donde esta confinado. 2. Mecánica de explosión.‐ En una columna explosiva el iniciador (cartucho sebo, el fulminante y el booster) tiene la función de dar el golpe o presión, lo que origina una onda de choque auto sostenida (una vez que se genera corre con alta velocidad de 900 a 7,000 metros por segundo) hasta encontrarse con el frente o el vacio recorriendo a través del explosivo. Ver figura N° 01 En esta onda podemos observar cuatro zonas perfectamente diferenciadas. [2] ‐ Z Zona no alterada a, constitu uida por la masa de explo osivo q que no ha detonado o aun. F de e choque e, que ess el arco de onda que inicia el ‐ Frente c camino a través de d la maasa del explosivo producieendo c cambio qu uímico. Zona de transforrmación o el pllano de Chapma an – ‐ Z J Jouget, zo ona dond de se pro oduce la transform mación de d la m masa de g gases a altta presión n y tempeeratura lo os que van ha p producir l las ondas de presió ón. Ver figgura N° 02 2 Zona de e detona ación, laas ondass de co ompresión n o ‐ Z a aplastami ento reco orren a través t dee la masaa de rocaa en d dirección a la carra libre, que en primer m momento o no p produce rotura, porque p las l rocass resisten n bien a a la c compresió ón, cuand do llegan aa la cara libre éstass se reflejjan y r regresan como ondas de teensión, ess cuando se produ ucen g grietas o r rajadurass a través de las cu uales se in ntroducen n los g gases, loss que fin nalmente rompen o trituraan las masas m r rocosas o material encajonaante. 5 2 2 4 6 7 3 1 1. 1 2 2. 3 3. 4 4. Fiigura N° 0 01 5. Fren Guía nte de choque Zona dee detonacción 6. Zona a no altera ada Zona dee transforrmación 7. Tala adro Fulminante 1 2 Fiigura N° 0 02 1. Onda d 1 de compreesión 2 Onda d 2. de tensión o térm minos, laa acción de d rotura es por impacto de d la En otros ond da de choq que y acciión de em mpuje de llos gases calientess que penetra a trravés de las grieetas origiinadas po or las on ndas mpresión y tensió ón) despllazando o o empujaando material (com roto o, ver figu ura N° 03 y y figura N N° 04. R Rotura y e empuje dee materia al Fiigura N° 0 03 [4] Fiigura N° 0 04 Notta: Los gases g gen nerados ocupan o un volumeen mil veces v may yor que el volum men origin nal del explosivo e que dettona, creaando enorrmes fuerrzas de co ompresión n y tensió ón. B PROPIIEDADES GENERA B. ALES DE L LOS EXPL LOSIVOS: ocidad de detona ación.­ Ess la medid da de la vvelocidad d con 1. Velo la que q la ond da de cho oque viajja a travéés de unaa columna de expllosivo. Se S puedee decir también, t es la vvelocidad d de liberación dee energía d de explossión. plosivo co olocado en n un talad dro, se rompe Cuando detona un exp oca a caussa de la ellevación d de presión del gas de explossión, la ro cuan nto mas rápida seea la velo ocidad dee explosió ón, tanto mas gran nde será eel choquee. r dable utillizar expllosivos de d alta veelocidad para p Es recomend rom mper rocaas duras y utilizarr explosiv vos de baaja velocidad paraa romper rocas duras de tro ozos grandes. d ón varía con eel grado de La velocidaad de detonació meticidad d, mayor sserá la veelocidad d de detonaación a maayor herm herm meticidad d. Asimismo, varíaa de acueerdo con n el grado o de fuerrza de in niciación. Así la gelatina explosivaa, cuando o es [5] iniciado con el fulminante N° 8 tendrá la velocidad aproximadamente de 6,500 m/seg., mientras que cuando se inicia con el fulminante N° 3 tendrá solo 4,000 m/seg., de acuerdo a experimentos realizados. Para medir la velocidad de detonación, se utiliza el método Deu Triche, ver figura N° 05. Para la práctica del método Deu Triche, se prepara los siguientes materiales: ‐ Un tubo de latón de 30 cm. de largo y de una pulgada de diámetro (1” de Ø), lleno de explosivo cuya velocidad de detonación se quiere medir. ‐ Se practica dos huecos en el tubo y a 10 cm. de longitud. ‐ Un metro de cordón detonante, cuya velocidad debe ser conocida (7,450 – pentrita). ‐ Una plancha de plomo de 20 cm. × 4 cm. × 4 cm. Operación: ‐ Se conecta un fulminante con su respectiva guía de seguridad en el tubo que contiene explosivo. ‐ Los extremos del cordón detonante se introducen en cada uno de los huecos del tubo. ‐ La plancha de plomo se colocan en la parte media del cordón detonante. (A). [6] Fiigura N° 0 05 S dispara el fulm minante (C C), deton na en el eexplosivo (D) ‐ Se c contenido o en el tub bo de lató ón, que a ssu vez hace explotar el c cordón deetónate en 2 puntos (H1 y H2). Las d dos ondaas de d detonació ón que vieenen desd de los 2 p puntos H1 y H2 cho ocan e en el punt to (B), dejjando unaa huella en la planccha de plo omo. S Se mide la a distanciaa (d) entrre los pun ntos B y A. ‐ Finalment F te se hallaa la velociidad de detonación n aplicand do la f fórmula si iguiente: 7450 7 L V 2d D Donde: V V = Veloci idad de deetonación n. L L = Longit tud entre los 2 hueecos en el tubo. d d = Distan ncia entre los punto os A y B. E Ejemplo: L L = 10 cm . d d = 8 cm. 7,450m m/seg 0.10m 0 V 2 0.08m m [7] 74500m/seg V 16 V 4,656.25 m/seg 2. Fuerzas o potencia.­ Es la acción o el empuje que producen los gases de explosión, se miden en porcentajes comparando con el explosivo base, para nuestro cálculo vamos a tomar el Blasting. El Blasting se obtiene por la mezcla de Nitroglicerina más de 8% de Nitrocelulosa, el resultado es un compuesto gelatinoso. En otros términos diríamos que se refiere al contenido de energía de un explosivo o el trabajo de que es capaz de efectuar. Se demuestra por la prueba de Trauzl. Para la prueba de Trauzl, se prepara los siguientes materiales: ‐ Dos bloques cilíndricos de plomo de 20 cm. de altura y 20 cm. de diámetro. En el centro, ambos tienen hueco cilíndrico de 12 × 2.5 cm. de dimensiones respectivamente o 70 cc de capacidad. ‐ Diez gramos de explosivo, cuya fuerza se quiere probar y 10 gramos de blasting, cuya fuerza ya se conoce (100%). Procedimiento: ‐ Se echa 10 gramos del explosivo problema en el cilindro A, se cubre con taco de arena, donde se ha colocado un fulminante N° 6 con su respectiva guía. ‐ Se echa 10 gramos de blásting en el cilindro B, se cubre con taco de arena donde también se ha puesto un fulminante N° 6 con su respectiva guía. ‐ Se disparan los dos cilindros, en ambos casos se puede observar que la explosión ha dejado un hueco en forma de pera. [8] ‐ SSe mide laa capacid dad de cad da hueco (para meedir se pu uede e echar agu ua hasta llenar lo os huecoss, luego se mide con p probeta). Figura N°° 6 ‐ E En A tenem mos 350 cc, en B, 5 570 cc. casos resstamos 70 E En ambos 0 cc. A 350 70 28 80 cc A 570 70 50 00 cc 5 500 ‐‐‐‐‐‐‐‐ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 100% 280 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ X 280 100 0 X 500 X 56% 06 Fiigura N° 0 Nota a.­ La Nittroglicerin na, es un n compueesto que resulta de d la combin nación deel ácido níítrico con n la gliceriina. % de nitro ocelulosaa que A la nitrogliceriina se añaade un 8% mo resultaado el blaasting, maaterial principal para la da com fabricaación de la dinamitta. [9] 3. Poder rompedor o brizance.­ Es el efecto demoledor que produce la carga en la roca para iniciar la trituración. Mientras mas alta sea la densidad de carga y la velocidad de detonación mayor será el efecto demoledor. Se demuestra con la prueba de Hess. Figura N° 07 Materiales que se emplean para la prueba: ‐ Dos bloques de plomo de forma cilíndrica, cuyas dimensiones son 65 mm. de altura y 40 mm. de diámetro. ‐ Dos discos de acero de 40 mm. de diámetro y 4 mm. de espesor. ‐ Cien gramos de blasting y 100 gramos de explosivo problema. Procedimiento: ‐ Se colocan los discos metálicos sobre los cilindros de plomo. ‐ Sobre los discos metálicos se deposita los 100 gramos de blasting y los 100 gramos de explosivo problema. ‐ Se detonan en ambos casos. ‐ El resultado nos dará en milímetros, que es la diferencia entre la altura original y la altura resultante de la explosión. [10] Figura N° 07 nsidad.­ El fin qu ue se persigue all tener eexplosivoss de 4. Den difeerentes densidade d es es perrmitir co oncentrar o distriibuir carggas a volu untad. En n la misma clase dee explosivvos, mien ntras may yor sea la densidad d, mayor sserá la velocidad d de detonacción. Fraggmentació ón fina, requiere r un explossivo de aalta densiidad, mientras qu ue en ro ocas don nde la fragmenta f ación no o es n explosiv vo de bajaa densidad d será sufficiente. neceesaria, un p d puede ser especificada en e 3 En la industtria esta propieda mas: form P avedad esspecifica ((SG), exprresada po or un num mero ‐ Por la gra s sin unidad d o en graamos por centímetrro cubico o (gr/cc). P mero de ccartuchos que conttiene una caja de 50 lb. ‐ Por el núm d de peso (S Stick Coun nt). ‐ Por P la den nsidad dee carga o libras dee explosivvo por pie de longitud de d carga (Kilogram mo de exp plosivos p por metro de de taladro o). longitud d 5. Ressistencia al agu ua.­ Es su habillidad de resistir un prollongado contacto c d rse ni perder con el aggua, sin deteriorar sus caracterrísticas principale p es (veloccidad de detonacción, nde de su ccomposicción. fuerrza y podeer rompedor), lo que depen [11] En trabajos secos la resistencia del agua no tiene importancia, sin embargo, en trabajos donde la existencia del agua es inevitable se recomienda seleccionar explosivos que tengan buena resistencia al agua, por lo menos de 4 horas. En el caso de la dinamita, esta resistencia va aumentando sucesivamente de la pulverulenta, semigelatinosa o gelatinosa, por consiguiente se recomienda utilizar la dinamita gelatinosa en presencia de mucha agua. En forma general la resistencia depende del contenido de blasting o nitroglicerina. Tiene varias categorías, los que dependen del número de horas de exposición del explosivo. Categoría Horas de exposición Excelente De 7 a 10 horas Muy buena De 5 a 7 horas Buena De 3 a 5 horas Limitada o regular De 1 a 3 horas Nula Menos de una hora 6. Resistencia a la congelación.­ Normalmente los explosivos se vuelven más duros a temperaturas bajas. Toda las dinamitas gelatinosas se endurecen con el ambiente frio y tanto ellas como cualquier dinamita granular que contiene nitrato de amonio, puede endurecerse como resultado de la absorción de la humedad del medio ambiente y cambio de temperatura. Este endurecimiento, nos da algunas veces, la sospecha de que el explosivo se ha congelado. La sospecha puede aclararse rápidamente mediante la prueba de alfiler. El alfiler no penetra en la dinamita congelada, pero si puede empujarse fácilmente en los cartuchos que simplemente están endurecidos. Para evitar el congelamiento se agrega el glicol de etileno el que disminuye su punto de congelación a menos de 21°C. A los –8 °C, la dinamita exuda, lo cual también es evitado por el glicol. [12] 7. Detonación por simpatía.­ Es la explosión inducida por un cartucho cebado a otro que está próximo. En dinamitas sensibles esta transmisión de detonación puede sobrepasar varios centímetros de distancia. Esta propiedad es muy importante en relación con las distancias de seguridad que debe existir entre los polvorines y edificaciones; además es un factor muy importante para asegurar en frontones, la continuidad de explosivos dentro del taladro. El grado de esta detonación varía, si entre los dos cartuchos existe aire, agua o arena. En taladros este grado aumenta de 3 a 5 veces en comparación con la prueba realizada sobre arena o al aire libre. La prueba se realiza sobre arena donde se prepara una zanja, ahí se colocan cartuchos separados con una cierta distancia. Detonando uno de ellos se busca determinar distancia hasta la cual es transmitida la detonación de un cartucho al otro. Esta distancia depende tanto del diámetro como de su confinamiento. El grado de detonación se puede calcular con la siguiente formula: S N d Donde: N = Grado de detonación por simpatía. S = Distancia máxima entre 2 cartuchos. d = Diámetro de los cartucho. 8. Sensitividad.­ Esta propiedad frecuentemente se confunde con la sensibilidad. Sensibilidad es una medida de capacidad de propagación. La Sensitividad es la medida de la capacidad de iniciación. El incremento de la Sensitividad no necesariamente conduce a un mejoramiento de las características de iniciación o de acción de voladura; pues sin embargo, puede conducir a una [13] menor seguridad ya que estos compuestos no se manejan con equipo. 9. Sensibilidad.­ Es la facilidad con la cual se puede propagarse la reacción a través de la masa del explosivo. Un explosivo puede propagarse fácilmente, pero en diámetro mas pequeños puede no propagarse y desaparecer gradualmente. Por otra parte un explosivo puede ser enteramente insensible a la propagación, pero es fácilmente propagado cuando pasa de un diámetro a otro. 9.1. Sensibilidad al choque.­ Es la mayor o menor resistencia que ofrecen los explosivos al choque o golpe. La prueba para ver esta medida se conoce como “Prueba de sensibilidad por caída del martillo”. Consiste en dejar caer la muestra de 0.1 gramo de explosivo envuelto en una hoja de estaño, un martillo de fierro de 5 Kg. desde diferentes alturas para ver si explosiona o no. Los explosivos que detonan con una caída de martillo de baja altura tienen alta sensibilidad al choque. Así el fulminato de mercurio que se utiliza como explosivo iniciador del fulminante, explosiona a una altura de 1 a 2 cm. por lo tanto su manejo debe ser cuidadosa para evitar cualquier golpe o choque. El siguiente cuadro nos muestra la sensibilidad al choque de alguno de los explosivos: Explosivos Altura Fulminato de mercurio 1 a 2 cm. Nitroglicerina 4 a 5 cm. Dinamita 15 a 25 cm. Explosivos amoniacales 40 a 50 cm. 9.2. Sensibilidad al calor.­ Si se calienta gradualmente un explosivo se observa que ha cierta temperatura se descompone repentinamente, acompañado de un fuego o un sonido. A esta temperatura se llama punto de [14] ignición de explosivo. Los explosivos industriales tienen un punto de ignición entre 190°C a 220°C. 9.3. Sensibilidad a la llama.­ es la mayor o menor resistencia que ofrecen los explosivos para inflamarse. 72% 70% 75% 72% 68% 72% 68% 65% 60% 60% ESPECIAL 80% 75% 65% 60% 45% 75% 65% 60% 45% SEMEXSA AMONEX EXADIT LURINIT 75% GELATINA 90% 11mm. 12mm. 13mm. 14mm. 14mm. 14mm. 16mm. 17mm. 18mm. 19mm. 3200 3300 3400 3400 3600 3600 3800 4000 4500 5000 5000 5000 21mm. 80% GELIGNITA 62% 20mm. 6000 22mm. 100% 1.08 1.07 1.00 0.98 0.98 0.97 0.96 1ra 1ra 1ra 1ra 2da 2da 2da 2da 2da Excelente Muy Buena Muy Buena Muy Buena Buena Buena Limitada Limitada Limitada 52.000 42.000 45.000 1.09 80.000 1.45 1.48 1ra Excelente 83.000 1.49 1ra Excelente 110.000 1.51 1ra Excelente 187.000 1ra Excelente 1.55 895 916 932 916 365 895 745 775 581 712 Potencia por Poder Velocidad de Presión Volumen normal Resistencia al Categoría de Densidad detonación peso (1) rompedor (2) detonación (Expansión) agua humos (Brizance) (Dautriche) m/seg Kg/cm2 1/Kg (Trauzl) BLASTING NOMBRE COMERCIAL PROPIEDAD DE ALGUNOS EXPLOSIVOS [15] [16] 10. Dureza.­ Es una propiedad importante de los explosivos que permite insertar el fulminante, asimismo permite rellenar fácilmente los taladros. La dureza en los explosivos tiene índice de importancia para la seguridad de su manejo y para aumentar el efecto de voladura. 11. Emanaciones.­ Los gases que se obtiene como resultado de la detonación de explosivos son principalmente el anhídrido carbónico, monóxido de carbono, los vapores nitrosos y una serie de vapores. Tanto la naturaleza como la cantidad total de gases varían entre los diferentes tipos de explosivos como también pueden cambiar de acuerdo con las condiciones de uso. En trabajos a cielo abierto las emanaciones no son de cuidado, pero en trabajos subterráneos exigen una cuidadosa consideración a la selección de explosivos, cantidad que va utilizar, condiciones de voladura y lo más importante la ventilación. La exposición al monóxido de carbono o a los vapores nitrosos puede ser fatal. Los vapores nitrosos producidos por el nitrato de amonio son peligrosos, ya que en concentraciones no fatales pueden provocar daños permanentes a los tejidos y la recuperación de una exposición a elevada concentración puede ser imposible. Los explosivos y los agentes explosivos formulados y fabricados adecuadamente para utilizar en lugares en donde las emanaciones sean un problema, producirán cantidades de gases tóxicos, sin embargo, debe tenerse presente que toda detonación de explosivos o agentes explosivos que contengan nitratos y material carbonoso producen algo de monóxido de carbono y vapores nitrosos y que las condiciones de uso pueden cambiar drásticamente el tipo de gases producidos. Así en una mezcla de nitrato de amonio y combustible si se pierde parte del aceite a través de la evaporación o se acumula al fondo de recipiente, el producto de la parte superior del recipiente carecerá de combustible y producirá fuertes cantidades de vapores nitrosos, al mismo tiempo la mezcla del fondo del recipiente [17] tendrá un exceso de combustible y dará como resultado grandes cantidades de monóxido de carbono. Las emanaciones nunca deben confundirse con los humos. C. CLASIFICACION DE EXPLOSIVOS: En forma general los explosivos se clasifican en dos grandes grupos: a) Industrial.­ Son explosivos empleados para realizar diferentes tipos de trabajo, tanto en la minería como en la ingeniería civil. b) Militar.­ Explosivos fabricados y destinados exclusivamente a la destrucción. 1. Clasificación de explosivos industriales.­ Los explosivos industriales se clasifican de acuerdo a ciertos criterios y pueden ser: 1.1. De acuerdo a su velocidad de detonación: 1.1.1. Bajos explosivos o deflagrantes.­ Son explosivos que solo arden con llama y no explosiona, o sea su transformación química se realiza con una velocidad menor a la del sonido. El explosivo representativo es la pólvora negra. Pólvora negra.­ Es una mezcla muy íntima de azufre, carbón y nitrato en una proporción de 10%, 15% y 75%, respectivamente. La pólvora se quema progresivamente a través de un buen periodo en contraste con los explosivos detonantes, los cuales se descomponen prácticamente en un instante. La pólvora negra es el más lento de todos los explosivos y cuya fabricación se hace en dos formas, de grano fino y grano grueso. Han sido utilizados como agente de voladura, en la actualidad se emplea para la fabricación de mechas y [18] en voladura de canteras. La pólvora negra es muy inflamable en presencia del fuego y la chispa, por consiguiente se debe tener mucho cuidado con ellos. Sin embargo pierde su inflamabilidad fácilmente al absorber la humedad. 1.1.2. Altos explosivos o detonadores.­ Son explosivos cuya velocidad de detonación varía entre 3,000 y 7,500 metros por segundo. Estudiaremos los siguientes explosivos: ‐ Nitroglicerina ‐ Blasting ‐ Dinamitas ‐ Anfo ‐ Slurry Principales ingredientes de los explosivos Nombres Nitroglicerina Trinitrotolueno Dinitrotolueno Etileno Glicol (Dinitrato) Nitro Celulosa Nitrato de Amonio Clorato de Potasio Perclorato de Potasio Nitrato de Sodio Pulpa de madera Tiza Nitrato de Potasio Oxido de Zinc Aluminio Magnesio Petróleo Parafina Kieselguhr Azufre Oxígeno Líquido Sal Fórmula C3H5(NO3)3 C6H2CH3(NO2)3 C7N2D4H6 C2H4(NO3)2 C6H7(NO3)2O2 NH4NO3 KCLO3 KCLO4 NaNO3 C6H10O5 CaCO3 KNO3 ZnO Al Mg CH2 CH2 SiO2 S2 O2 NaCl Función Explosivo base. Explosivo base. Explosivo base. Explosivo base anticongelante. Explosivo base gelatinizante. Explosivo base aportante de oxigeno. Explosivo base aportante de oxigeno. Explosivo base aportante de oxigeno. Reduce punto de congelación. Absorbente del combustible. Antiácida Aportante de oxígeno Antiácida Catalizador Catalizador Combustible Combustible Absorbente anti‐aglutinante Combustible Aportante de oxígeno Reprimidor de llama [19] Compuesto nitro orgánico.­ Explosivo base usado primordialmente como sensibilizador, reductor del punto de congelación y material anti‐aglutinante. Estudio de los principales altos explosivos o detonadores: Nitroglicerina: Es una combinación de la glicerina con el acido nítrico, siendo este un liquido aceitoso con P.E. 1.6, es transparente, muy sensible al choque, golpe o fricción, y es muy peligroso usar sola. Su velocidad de detonación es de 7,000 a 8,000 m/seg. La temperatura de explosión es de 4,000°C. Es uno de los más potentes explosivos conocidos y es el elemento base para la fabricación de la dinamita. A la nitroglicerina se agrega glicol para evitar la exudación y congelación de los explosivos. Blasting: Resulta de la mezcla de nitroglicerina y nitrocelulosa en una proporción de 8%, esto es lo que le da la consistencia gelatinosa, material principal para la fabricación de la dinamita. La cantidad de blasting y el material inerte nos dará una dinamita determinada y el porcentaje se refiere a la fuerza que represente con relación al blasting para quien se le considere el 100%. Dinamita: Son explosivos que resultan de la mezcla de nitroglicerina y una sustancia porosa inerte. Nobel en forma circunstancial pudo detonar nitroglicerina absorbida en diatomeas (KIESELGUHP). Nobel mismo descubre que la nitroglicerina mezclado con nitrocelulosa se hace gelatinosa, reduciendo así mucho su sensibilidad [20] denominando a este nuevo producto gelatina explosiva. La dinamita esta compuesta por tres elementos principales: ‐ Sensibilizante como nitroglicerina. ‐ Proveedor de oxigeno como los nitratos. ‐ Combustibles como aserrín, arena o tierras refractarias. Las dinamitas por su consistencia puede clasificarse en: ‐ Gelatinosa ‐ Semi gelatinosa ‐ Pulverulenta La dinamita gelatinosa, como su nombre lo indica tiene consistencia de gelatina, muy buena resistencia al agua y una adecuada dureza. Así mismo tiene alta velocidad de detonación, alta densidad y por consiguiente, mayor fuerza de explosión con otras clases de dinamitas. La dinamita semi‐gelatinosa y la pulverulenta tienen menos resistencia al agua y por consiguiente solo son utilizadas para zonas sin presencia de agua. La dinamita de consistencia gelatinosa, semi‐gelatinosa y pulverulenta, van en el orden mencionado, disminuyendo en su velocidad de detonación y de densidad, por consiguiente la fuerza de explosión va reduciéndose. En cuanto al uso después de la explosión este es influenciado por el grado de detonación completa o incompleta pero generalmente aumentando su contenido toxico en el siguiente orden: Gelatinosa, semi‐gelatinosa y pulverulenta. Las características de la dinamita varía de acuerdo a su clasificación y a la indicación del fabricante. [21] Anfo: (Amonium Nitrato – Fuel Oil; Nitrato de Amonio con Petróleo) El anfo resulta de la mezcla simple de 94% de nitrato de amonio y 6% de petróleo Diesel N° 2, en castellano se podría denominar Nitrato – Fuel. Componentes: El componente principal del anfo es el nitrato de amonio que es un sólido cristalino, blanco, muy oxidante, higroscópico y soluble en el agua. Tiene un contenido de 35.4% de nitrógeno, cuya densidad varía entre 0.75 a 0.90 gr/cc. Hay dos tipos de nitrato de amonio que se usa en voladura de roca. Nitrato de Amonio Cristalino: Son los que tienen un tamaño de partícula de menos 0.5 mm., si se almacena por un tiempo largo, tiene tendencia a apelmazarse de manera que hay tipos que necesitan ser molidos antes de mezclarse con el petróleo. Cuando el nitrato de amonio cristalino ha sido mezclado con 6% de petróleo, la mezcla crea cierta fricción interior, lo que puede causar algunas dificultades de extrusión de los recipientes de cargar, los que necesitan un diseño especial para asegurar un flujo libre. Una ventaja de la consistencia es que la carga quedará también en taladros dirigidos hacia arriba. También es fácil de empujar la mezcla con una manguera de cargar flexible. El nitrato de amonio cristalino es muy higroscópico y soluble en el agua. Al almacenarse, tiene que ser protegido de la humedad del aire, no se debe usar en taladros con mucha agua. En este caso debe ser empleado en una bolsa de material plástico. [22] Nitrato de amonio granulado: Consiste en pequeñas bolitas porosas de cristales de nitrato de amonio, tiene un tamaño de 0.5 a 2.5 mm., tienen menos tendencia a apelmazarse que el tipo cristalino. Los Prills tienen caída libre también después de haber sido mezclados con petróleo, de manera que la extrusión de recipientes de cargar es fácil. Por esta razón cuando se usa un recipiente a presión para cargar Prills en taladros con dirección hacia arriba, hay riesgo que la carga no quede en el taladro. En tal caso se recomienda usar aparatos de cargar cuyo diseño se basa en una combinación de recipiente a presión y dispositivo de eyección. La velocidad de detonación es mas alta para nitrato de amonio cristalino que para el nitrato de amonio Prills. En barrenos de 2” de diámetro se ha medido aproximadamente 4,200 m/s para Prills. También los Prills tienen una resistencia limitada al agua, aun que es mejor que el nitrato de amonio cristalino. Por consiguiente, también los Prills deben cargarse en bolsas de material plástico delgado cuando hay mucha agua o corriente de agua en los taladros. Propiedades del Anfo: ‐ Velocidad de detonación: La velocidad de detonación del Anfo es un valor que indica el tiempo en que la energía es liberada y capaz de ser aprovechada antes que se disipe. La máxima velocidad de detonación se obtiene cuando el oxigeno de reacción esta en equilibrio en la mezcla. Esto se logra cuando el oxigeno del nitrato reacciona con el hidrogeno y con el carbono de petróleo para formar CO2 y H2O. Y esto ocurre cuando la mezcla del nitrato y el petróleo están en una proporción de 94% y 6%. [23] Cuando el contenido del petróleo es mas bajo, se produce un exceso en el oxigeno, formándose los vapores nitroso (NO y NO2) altamente venenosos, y si hay deficiencia de oxigeno se formara el gas letal de monóxido de carbono y se reduce la velocidad de detonación. La velocidad de detonación está entre 2,500 a 3,500 m/seg. Factores que afectan la velocidad de detonación: • Tamaño de la partícula: Al disminuirse el tamaño de las partículas del Nitrato de Amonio, da como resultado una densidad del producto, más alta, obteniéndose un aumento de la velocidad de detonación con la disminución del tamaño de los Prills hasta un límite de densidad 1.0 El nitrato de amonio para ser usado como agente de voladura debe estar entre la malla menos 10 a mas 16 (‐10 a +16) • Porcentaje de humedad: La influencia de la cantidad de agua contenida en el nitrato de amonio hace variar grandemente la velocidad de detonación. A 4% de humedad se logra una eficiente detonación del anfo; pero cuando el contenido del agua es del orden de 10% ya no se produce la detonación. El agua contenida en la mezcla explosiva, absorbe parte del calor desarrollado por [24] la explosión disminuyendo de este modo, parte del calor que debe estar presente para que se produzca la detonación. • Contenido de Inertes: Los gránulos de nitrato de amonio están recubiertos por una sustancia inerte tal como la tierra de diatomea (SiO2), lo cual evita que se aglomere y lo mantiene por mucho tiempo en su forma granulada, disminuyendo de esta manera su higroscopicidad. ‐ Sensibilidad: La sensibilidad del anfo varía con la densidad de carga, en taladros húmedos se anula. El contenido del petróleo hace variar la sensibilidad, siendo mayor para contenidos bajos de petróleo. Slurry: Son explosivos libres de nitroglicerina que han pasado por un proceso de gelatinización o sea que se han adicionado gelatinizantes e impermeabilizantes. Los explosivos slurry puede ser dividido en dos grupos principales: ‐ Slurry de gran diámetro.­ Los cuales normalmente son sensitivizados con TNT, principalmente usados en voladura de bancos con taladros de gran diámetro. La manera normal de carguío, es bombeando desde un camión hacia el taladro. Un slurry de gran diámetro a menudo se caracteriza por una elevada densidad y una baja sensibilidad al impacto. Esto significa de que no puede ser activado por un fulminante, por lo que un [25] detonador auxiliar es necesario. Normalmente también un cierto diámetro mínimo del taladro es requerido para obtener una detonación estable. ‐ Los slurry de pequeño diámetro o explosivos agua­gel.­ son sensibles a los fulminantes. Comparados a los explosivos de nitroglicerina, los agua‐gels ofrecen un gran número de ventajas, tales como la reducción de gases tóxicos. Algunas de las razones por las cuales los agua‐gels aún no se han apropiado más del mercado de explosivos de nitroglicerina, son la confiabilidad en el uso, almacenaje y funcionamiento en bajas temperaturas. Cuando se usa agua‐gel, generalmente se obtiene un grado menor de compactación en comparación con los explosivos de nitroglicerina, ya que la densidad es normalmente menor. Los agua‐gels de pequeño diámetro son normalmente empaquetados en cartuchos de tubos de plástico, pero también pueden ser obtenidos a granel de algunos productores. [26] CAPÍTULO II ACCESORIOS DE VOLADURA Son dispositivos que se emplean en voladura con la finalidad de iniciar, propagar o retardar la acción de las cargas explosivas y pueden ser: A. MECHAS DE SEGURIDAD: Son dispositivos que contienen pólvora en su interior (alma) forrado con capas de papel, hilos y plásticos. El diámetro de la mecha generalmente es de 5 mm. y la carga de pólvora es de 6 gr/m, tiene una velocidad de 145 seg/m., o sea un metro de mecha de seguridad se consume en 145 segundos (puede ser variable). Se emplea para iniciar, los fulminantes comunes y se debe tener presente lo siguiente: ‐ Los cortes deben ser perpendiculares a sus ejes. ‐ Se debe evitar el derrame de pólvora en el extremo con la que se empalma el fulminante. ‐ Se debe evitar presionar con objetos pesados. ‐ En su almacenaje debe evitarse la existencia de humedad. B. CORDÓN DETONANTE O MECHAS DETONANTES: Es un accesorio para voladura de alta velocidad, de fácil manejo y gran seguridad. Contiene un núcleo, cuyo explosivo es de alto poder como la pentrita cubierto de papel serpentina trenzado con hilos de algodón y polipropileno para obtener buena impermeabilidad y resistencia a la tensión. [27] Se clasifica según el peso del núcleo expresado en gramos por pie. Sus propiedades importantes son: ‐ Resistencia al agua. ‐ Velocidad de detonación 7,200 m/seg. ‐ Sensibilidad, se inicia con el fulminante número 8. ‐ Núcleo de pentrita con 2 hilos de arrastre. C. INICIADORES O DETONADORES Conocidos también como “cebos, primas o boosters” y fulminantes, son explosivos de alta energía y gran seguridad, compuesto por TNT (Trinitrotolueno) y PETN (Pentrita), se utiliza para iniciar la reacción de detonación de la columna explosiva. D. ENCENDEDORES Existen varios tipos de encendedores de mechas de seguridad, tales como: 1) Encendedor de mecha caliente.­ Este dispositivo es similar en apariencia a una luz de bengala, consiste en un alambre cubierto por un compuesto de ignición que se quema lentamente con un calor intenso y a una velocidad mas o menos constante. Este tipo de encendedor se activa con un cerillo y puede utilizarse posteriormente para encender la mecha, simplemente poniendo en contacto la porción encendida del encendedor contra un extremo recién cortado de la mecha. En el mercado se encuentran con tres longitudes de: 7, 9 y 12 pulgadas. 2) Ignitacord.‐ Se utiliza para encender mechas de seguridad, tiene la apariencia de un cordón y se quema con una llama exterior en la zona quemada. La llama es muy corta y caliente, ofrece un medio para encender una serie de mechas de seguridad en la rotación deseada. El ignitacord generalmente viene con dos velocidades de quemado. [28] Tipo A: de 8 a 10 seg./pie Tipo B: de 16 a 20 seg./pie 3) Quarrycord.­ Se utiliza también para encender mechas de seguridad, pero han sido diseñados principalmente para disparar un gran número de cargas en voladura secundaria. Las ventajas de quarrycord son: Una mayor seguridad y conveniencia en el encendido de un gran número de mechas dentro de tiempo limitado. No debe utilizarse para disparos rotativos. E. CONECTORES Son dispositivos metálicos que van a ser conectados a las mechas de seguridad en el extremo opuesto del fulminante, los mismos que serán unidos en el ignitacord. Ver figura N° 08. Los conectores contienen una pequeña cantidad de carga prensada de un compuesto de ignición que enciende la mecha cuando el ignitacord arde y pasa por el conector. F. FULMINANTES Los fulminantes están diseñados para convertir en detonación el quemado de una mecha de seguridad. Estos fulminantes están formados por casquillos de aluminio llenos con 2 o más cargas explosivas, de las cuales por lo menos una de ellas es una carga de detonación. Los fulminantes que tienen 3 cargas están dispuestos en la siguiente forma: ‐ Carga base, con explosivo de alta velocidad y se encuentra en el fondo del casquillo. ‐ Carga cebo en el centro. ‐ Carga de ignición en la parte superior: [29] 1 2 3 4 5 F Figura N° 8 1. 1 2 2. 3 3. 4 4. 5 5. Mecha de seguriidad Fulminante coneector Corte yy contacto o perfectoss Explosiivo detona ador Mecha rápida Capsu ulado de M Mechas Incorrectto Correcto o Figura N° 9 F [30] La carrga de iggnición see activa por el fu uego de la mechaa de segurid dad y laa carga del cebo o transforma el quemado o en detonaación, inicciando ell alto exp plosivo de d la cargga base. Esta combin nación dee cargas ha prod ducido fu ulminantees altamente eficienttes y con nfiables. Este diseño prop porciona una máxxima segurid dad y estaabilidad een su uso. bricantes tienen fu ulminantees número 6 y 8 ccon casqu uillos Los fab de alum minio de 1 3/8” y y 1 ½” dee largo, reespectivam mente. To odos tienen un espaccio abierto o de apro oximadam mente 7/8 8”, despuéés de ha. la cargaa base paara colocar la mech Cola de cordón deetonante Líneea principa al del cord dón deton nante M Método de e sujetar u una cola d de cordón detonantee a la líneea principa al Fiigura N° 1 10 Conector MS sujjetando u una línea ttroncal Fiigura N° 1 10 [31] Los fulminantes #6 son suficientemente potentes para detonar la mayoría de las dinamitas comerciales. G. TACOS Son dispositivos que se emplean con el objeto de evitar la expansión de los gases, el que disminuyen la potencia o fuerza de los explosivos. Cualquiera que sea el tipo de taco usado, debe reunir las condiciones siguientes: ‐ Debe tener diámetro, de preferencia, igual al del taladro. ‐ No debe tener mucha longitud. Entre todos, los mejores tacos son de arcilla, porque se adapta muy bien al diámetro del taladro, sin dejar vacios, por lo que aprovecha al máximo la potencia del explosivo. Además mantiene en su lugar la carga antes de la explosión, evitando que caigan los cartuchos de los taladros muy inclinados. [32] CAPÍTULO III TÉCNICAS DE PERFORACIÓN A. CONCEPTOS FUNDAMENTALES 1. Disparo.­ Es una explosión violenta de un taladro cargado. ‐ Disparo Simultaneo.­ Es la explosión de un grupo de taladros en un mismo instante. ‐ Disparo Rotativo.‐ Es la explosión sucesiva de un grupo de taladros, de acuerdo a un orden pre‐establecido. 2. Trazo.­ Conjunto de taladros que se perfora en un frente o en tajeo, los que tienen una ubicación, inclinación y profundidad determinada que cumplen los siguientes objetivos. ‐ Reduce los gastos de perforación y cantidad de explosivos. ‐ Se obtiene un buen avance. ‐ Mantiene el tamaño y sección de la labor. 3. Orden de encendido.­ En disparos rotativos, es el orden en que se chispean un grupo de taladros de acuerdo a una secuencia establecida. 4. Orden de salida.­ Es la secuencia con que explosionan los taladros y corresponden al orden de encendido. En el dibujo de un trazo, para iniciar el orden de encendido y de salida de los taladros se usan los números en forma correlativa, indicando con los primeros números los taladros que explosionaran o saldrán primero. Ver figura N° 25 [33] 5. Retardo.­ Es la diferencia de tiempo entre la explosión de dos taladros o de dos grupos de taladros sucesivos. El retardo se puede expresar en segundos o en fracciones de segundos. En la práctica se puede conseguir de la siguiente manera: ‐ Con cordón de disparo y conectores. ‐ Usando guías de la misma longitud, pero haciendo los cortes oblicuos para el chispeo, con una diferencia de 2”. ‐ usando guías de la misma longitud, pero demorando el chispeo entre una guía y otra. En tajos abiertos los retardos son dispositivos que sirven para darle al disparo una secuencia ordenada de salida. Se les conecta a las líneas trocales en los lugares adecuados para satisfacer las necesidades del disparo. Generalmente hay 9 y 17 mili‐segundos. Presentan externamente una cobertura plástica de colores diferentes, verde para 9 mili‐segundos y amarillo para 17 mili‐segundos, con espacios en cada extremo para la introducción del cordón detonante, siendo luego asegurado el cordón por pines de plástico. Lleva interiormente una capsula de cobre que contiene una masa explosiva de menor velocidad que la del cordón detonante, la cual sirve para retardar el paso de la onda explosiva de un tramo a otro del cordón. Los retardos Du‐Pont tienen 4 velocidades: Ms – 5 de color azul Ms – 17 de color amarillo Ms – 9 de color verde Ms – 25 de color rojo B. CORTE Es la primera abertura que se forma en un frente, tiene una disposición especial y son los que explosionan primero. El objeto del corte es formar una segunda cara libre a fin de que la acción del resto de los taladros del trazo sea, sobre más de una [34] cara lib bre, con lo que se conseguirrá una grran econo omía, tantto en el núm mero de talladros como en la cantidad de explossivos. e: Clases de corte d corte, los taladros 1. Corrte en pirámide.­ En estte tipo de form man una pirámidee en el frente, de tal maanera quee su vérttice se encuentra y y la base d de la piráámide estaará en la cara libree. Fiigura N° 1 12 más Vs, forrmados p por 2 2. Corrte en “V””.­ El cortee consistee en 2 ó m taladros que pueden ser horizzontales o o verticalees. Ver figgura 13 N° 1 Cuando se hace corrtes “V” horizonttales, los taladross se ponen porr lo generral simétrricamentee a uno yy otro lado de disp la vertical v trrazada po or el centro del frrente de galería, para p ayudarnos po odemos ccolocar un n atacado or en el prrimer talaadro perfforado. máximo q que puedee avanzar con un d disparo en n un frentte de Lo m galeería usand do el cortte en “V”, es una distancia igual al an ncho de laa galería. e generalmeente en teerrenos suaves. s E Es importtante Se emplea que la profun ndidad deel corte sea unas 6 6” más qu ue el restto de del trazo aa fin de faacilitar la salida de estos. los ttaladros d [35] Fiigura N° 1 13 mado.­ Son tres o o más talladros qu ue deben n ser 3. Corrte quem paraalelos, lo más cercca posible uno dee otros y al centro o del fren nte. Se deebe dejarr uno o más m talad dros sin ccargar, co on el objeeto de ten ner un esspacio lib bre, de mo odo que lla roca all ser quebrado o o fragmeentada, tenga a a donde expand dirse, mo un tobo alargad do. quedando deespués el ccorte com Fiigura N° 1 14 [36] Cortte Quemad do con 5, 6 y 7 Tala adros Fiigura N° 1 15 a ­ Conjun nto de taladros que tieenen 4. Corrte en abanico.­ difeerentes direccionees en forrma radiaal, semejándose a a un aban nico de alllí el nombre. 16 Fiigura N° 1 periferia o voladu ura contrrolada.­ SSon voladuras 5. Corrte en la p que se aplicaa para ob btener un na superfiicie lisa q que mejorra la y ahorra el concrreto en el e cemen ntado (Sh hock‐ estaabilidad y crette) para eello se perrforan taladros a u una distan ncia E1 meenor [37] que el E2 con n la finalidad de au umentar el númerro de taladros o u fisuraa corrida. Ver una cerccados a laa periferiia, para obtener Figu ura N° 17 da la periferia deb be disparaarse en fo orma sim multánea para p Tod logrrar la fisura corriida, adem más debeerá salir al final para p apro ovechar laa cara libre dejadaa por la saalida del n núcleo. Fiigura N° 1 17 Fiigura N° 1 18 [38] C. FACTORES DE LOS QUE DEPENDEN LA ELECCIÓN DEL TRAZO: Es imposible tratar de establecer un solo tipo de trazo para todas las labores en el interior de la mina, ya que las condiciones varían notablemente. Entre los factores que debemos tener en cuenta para adoptar un trazo, son los siguientes: 1. Clase de terreno. 2. Tamaño del frente y número de caras libres. 3. Explosivo 4. Grado de fragmentación 1. Clases de terreno.­ Para los efectos prácticos de nuestro curso, dividiremos los terrenos en los siguientes tipos: 1.1. Terreno masivo.­ Es aquel que presenta una estructura uniforme es decir, que no hay fracturas o partes descompuestas y que, además, tiene una dureza uniforme. Este tipo de terreno es el más favorable para la perforación pues la resistencia que ofrece a la penetración del terreno es uniforme, permitiendo hacerse una perforación rápida y fácil. 1.2. Terreno fracturado.­ Cuando hay una serie de fracturas o planos de separación, los que pueden estar paralelos o en diferentes direcciones y a pequeños intervalos o acierta distancia unos de otros. Hay varios tipos de terrenos fracturados, según el grado de fracturamiento, composición de la roca o mineral, las dimensiones de los trozos fracturados y otros agentes como el agua y el intemperismo que pueden contribuir a que el terreno sea mas fracturado. El terreno fracturado presenta los siguientes inconvenientes: [39] ‐ Dificulta la perforación, ya que el barreno en su avance al encontrar un plano de fractura inclinado con respecto al eje del taladro, tiende a desviarse, lo que puede originar el amarre del barreno (Barreno “plantado”). Por eso mismo, cuando se observa la existencia de fracturas en un frente, se deben trazar los taladros procurando que sean perpendiculares, o a escuadra, con las fracturas mas importantes. ‐ No se pueden usar trazos estándar para la perforación ya que cada trazo tendrá que hacerse según como se presenten las fracturas en el frente, pudiéndose muchas veces aprovechar las fracturas, ya que al final siempre son planos de debilidad. ‐ Los vacios de las fracturas pueden originar escapes de los gases de explosión y hacer que soplen los tiros. Por ello es necesario buscar cual es la mejor ubicación e inclinación de los taladros antes de adoptar un trazo. ‐ Las alzas ofrecen un mayor peligro por los posibles desprendimientos, por lo que se debe poner mayor cuidado cuando se perfora estos taladros. 1.3. Terrenos sueltos.­ Es el tipo de terreno que no presentan consistencia alguna, teniendo que sostenerse inmediatamente las labores tan pronto como se abra. También se le llama terreno molido, pues no se encuentran con frecuencia piezas grandes. Los cuidados en este tipo de terreno son: ‐ Situar los taladros no muy cercanos a los bordes de la sección, para que al explosionar los tiros no aumente la sección del frente. [40] ‐ Usar pocos taladros y de poca profundidad para que no se forme un bovedón en la galería o cualquier otra labor. ‐ Usar poca carga. ‐ Antes de iniciar la perforación, se debe colocar el sostenimiento necesario. 1.4. Terreno empanizado.­ Es aquel que presentan zonas de panizo entre dos capas de terreno consistente. Los cuidados que se debe tener en terrenos de este tipo son: ‐ Perforar solo en la parte de roca consistente estudiando la ubicación y dirección de los taladros. ‐ No se deben usar trazos estándar. Después de cada disparo el perforista debe observar con detenimiento el frente, para poder juzgar cual es el trazo mas conveniente para el nuevo disparo. ‐ Cuando la zona de panizo es demasiado grande y la perforación es inevitable, se debe poner especial cuidado al momento de perforar los taladros, haciéndolo con poca presión y abundante agua. [41] Fiigura N° 1 19 Fiigura N° 2 20 [42] 2. Tamañ ño del fre ente y nú úmero de e caras lib bres.­ La cara libre es el frentte o los lados l quee se quierren volarr, así os el fren nte de una galeríía, chimeenea o piique, tenemo tendrá una caraa libre; un n banco o o grada ttendrá do os; la t tres; un ggradín ten ndrá esquina de un banco tendrá p ncia rocossa en forrma de cubo, c cuatro;; y una prominen tendrá cinco caaras librees. Por otro o lado cuanto mas l tieene una zona, z tan nto meno os resisteencia caras libres hará dicha d zon na a la voladuraa; así, en n el ejem mplo anterio or el cubo o de la figgura tend drá una so ola superrficie de amaarre o seea que op pondrá reesistenciaa mínima a la voladu ura; el gradín tendrrá dos sup perficies; la esquin na de la grad da , tres superficies de am marre; la grada ten ndrá cuatro superficies; y el frente de u una galeríaa, chimen nea o c superficies de d amarre, o sea, que pique, tendrá cinco N°23 serán los más diifíciles dee volar. Veer figura N os dicho, un frentee de galerría, chimeenea, Por lo que hemo o un stope, son lass zonas m más difícilees para volar, pique o pues solo preseentan unaa cara lib bre y en cambio cinco c a Pues bieen, en esttas laborees, la superfiicies de arranque. ubicaciión y dirrección de d los talladros see hace dee tal maneraa que lo os primerros talad dros en ssalir, quee se llaman n los arran nques, forrmen unaa cara librre más, como se obseerva en laa figura N°° 22 Fiigura N° 2 21 [43] Las ayudas, o sea los taladros que están a continuación de los arranques, actuaran sobre dos caras libres y cuatro amarres para la primera ayuda; las demás ayudas actuaran ya sobre tres caras libres y tres superficies de amarre, hasta quedar como se muestra en la figura N° 22. Lo mismo sucederá con los cuadradores, alzas y arrastres. Desde ahora y sin esperar estudiar los trazos de perforación podemos sacar en conclusión: ‐ El éxito del disparo dependerá del éxito de los arranques, por lo mismo, estos deberán ser ubicados y perforados controlando su dirección cuidadosamente, asimismo, deberán tener suficiente carga explosiva. ‐ La primera ayuda y el primer cuadrador deben ser cargados suficientemente, pues son estos taladros los que abren una cara libre más. ‐ Existe un orden de encendido o de salida de los taladros, que deben respetarse rigurosamente, si no quiere obtener pleno éxito en el disparo. [44] Forma ación de Ca aras Librees en un F Frontón Fiigura N° 2 22 nte de avvance influ uyen Asimismo las diimensionees del fren medida qu ue se en la profundidaad de los taladros,, pues a m do el talad dro, la resistencia del terreeno a va proffundizand la volaadura va aumentaando ya que q el exxplosivo tiene t que traabajar más, m para poder fo ormar el “coño” de d la voladu ura. La prrofundidaad a la cual c la vvoladura será efectiva depend de entoncces del taamaño qu ue ofrezcca la nte, y como “cara libre”, o sea, la sección del fren e mayor que el aancho, ressulta generaalmente laa altura es que la profundid dad de la voladuraa dependeerá del an ncho, mo ocurree en la miinería dell sistema convencional tal com (2.20 x x 1.80), dicho d en otras pallabras, la profundidad [45] máxim ma de vo oladura que q se pu uede conseguir en n un frente con un solo disp paro, es igual al ancho de d la bargo, haay otra fo orma de vvoladura que galeríaa. Sin emb nos peermitirán abrir gaalerías, tú úneles o rrampas en e el que el ancho será s may yor que la altura, los que nos po pesad do de maayor permittirán dar ingreso al equip alcancee, tal como ocurre en la min nería mecaanizada. 1 2 3 Fiigura N° 2 23 3 Explossivos.­ En 3. n el comerrcio tenem mos una ggran varieedad de exp plosivos, por p lo que en la selección del explo osivo apropiado para un tipo d de trabajo o determiinado se d debe mentales tales t tener presente las propiedades fundam ón, poten ncia, el po oder como: La velocidad de detonació rompedor, la deensidad y su resisteencia al aggua. 4 Grado de fragm 4. mentación.­ Es el ttamaño qu ue debe tener el mateerial volado ya seaa en el freente o en los tajeoss, así por ejeemplo, en n los avan nces de lo os frentess siempre que desea q que el maaterial vo olado sea bastante fragmentado [46] o molido, a fin de facilittarse la limpia l co on la palaa. En o, en un taajeo de pllomo, se p procura n no fragmeentar cambio no dem masiado a a fin de que no se s produ uzcan muchas perdidas por finos, pues la galería ttiene mu ucha ncia a pulv verizarsee. En geneeral, cuan ndo mas ccerca tenden se sitú úan los taladros t unos dee otros, h habrá mayor fragmeentación; en un tajeo, lo os taladro os verticcales produccen mayor fragmen ntación qu ue los horrizontaless. 24 Fiigura N° 2 Nomeenclatura de taladrros en un ffrente 1. 1 2 2. 3 3. 4 4. 5 5. Arranq que Ayudass Cuadra adores Alzas Arrastrres [47] D. USO DE LOS TRAZOS 1. Trazo para galerías en la minería del sistema convencional.­ Los frentes de las galerías son las labores que ofrecen dificultades para la voladura, pues, con un solo disparo deberá obtenerse la apertura de toda la sección, de manera uniforme y conseguir un buen avance. Ya sabemos que es imposible adoptar un solo tipo de trazo para un frente, ya que depende de muchos factores por ello, la experiencia y el buen criterio serán los que, al final, decidirán que trazo deberá usarse para volar un frente. Sin embargo, hay algunos factores que nos ayudarán mucho para poder elegir un trazo, o para modificar uno que estamos empleando y son: ‐ El orden de salida de los taladros se dispone teniendo en cuenta el número de caras libres y el tamaño de estas. Supongamos un frente en roca dura en el que se ha hecho un corte quemado con 23 taladros; el orden de salida se hará en la siguiente forma: a) En primer lugar saldrán los cortes N° 1, por lo que los conectores se ajustaran muy cerca unos de otros en el cordón de disparo, prácticamente juntos; los cortes actuaran sobre una sola cara libre. b) Enseguida saldrán las ayudas 2 y 3, los que actúan sobre dos caras libres y aumentaran considerablemente el tamaño de la cara libre formada por los cortes. c) Luego saldrá la ayuda N° 4, que tiene por objeto formar la cara libre para los taladros N° 5 y 6, los que saldrán seguidamente. En la parte inferior se hace lo mismo con las ayudas, primero el N° 7 y luego el 8 y después el 9. d) Enseguida el cuadrador N° 10, que actúa sobre dos caras libres, pero que al salir forma otra cara mas para el cuadrador N° 11 que actuara sobre tres caras libres; al otro lado lo mismo, primero el N° 12 y luego el N° 13. [48] e) Ahora se ha terminado de abrir todo el ancho de la galería ampliándose enormemente la cara libre de arriba y la de abajo. f) En la parte superior sale primero el alza N° 14, actuando sobre dos caras libres, pero al salir le forma otra cara mas a los taladros 15 y 16, de modo que estos actuaran sobre tres caras libres. En la parte inferior primero el N° 17 y luego los arrastres N° 18 y 19. g) De todos los taladros, los que menos trabajan son las alzas N° 15 y 16, por que actúan sobre tres caras libres y además el empuje es hacia abajo, a lo que ayuda el peso del material por volar; y por ultimo los arrastres N° 18 y 19. h) Todos los demás taladros trabajan mucho más, sobre todo los cortes y las ayudas, ya que el número y el tamaño de sus caras libres son reducidos. [49] Ord den de Sallida Fiigura N° 2 25 E numerro de taaladros que q form man la seección, y y su ‐ El u ubicación, , son los ssiguientess: a Las alzzas serán siempre tres talad a) dros, paraa todo tipo de terreno o. b Los cuaadradoress serán, p b) por lo general, dos a cada lad do, o sea cuatro en total; t en terreno muy suavves se po odrá uno cada lado, o seea dos en total. poner u [50] c) Los arrastres, por lo general, son tres; solo en terrenos muy duros y en frentes de sección grande, se harán cuatro taladros. En cuanto a su ubicación tenemos: a. De las tres alzas, la del centro estará mas alto y se empezara a perforar a una 14’’ debajo del borde superior de la sección, las otras dos alzas estarán mas bajas, con el fin de darle la forma abovedada a la galería. El alza del centro se perfora inclinado y subiendo pero siguiéndose la dirección general de la galería, en cambio, las otras dos alzas suben y abren a uno y otro lado. Esta disposición de los taladros facilitará la perforación, pues si se empezara perforar las alzas muy altas, seria muy difícil, sobre todo para un perforista de baja estatura. b. Los cuadradores se perforan horizontalmente, abriendo ligeramente a uno y otro lado del frente y se empiezan a perforar a unas 4’’ o 6’’ del borde de la sección, según el tamaño de esta. c. Los arrastres van inclinados hacia abajo, de modo que rompan el nivel del piso, con el fin de facilitarse la colocación de los durmientes para la línea y en caso necesario, abrir la cuneta; el arrastre del centro sigue la dirección general de la galería, los extremos abren un poco a uno y otro lado. Se empiezan a perforar a unas 5’’ encima del borde inferior de la sección. Teniendo ya ubicados los taladros que formaran el contorno o borde de la sección de la galería, será fácil delinear el trazo completo, pues solo será necesario determinar y ubicar el tipo de corte a usarse y también el número de ayudas. d) El grado de fragmentación del material volado, es lo que nos da pauta para saber si hay un exceso en el numero de taladros del trazo; así, si el material esta fragmentado muy finamente, quiere decir que podemos eliminar algunos taladros, y debemos hacerlo hasta que [51] el grado de fragmentación alcance un tamaño conveniente, de modo que no constituya un obstáculo para la limpia del frente. En general, todo ajuste en el numero de taladros se ira haciendo gradualmente, no en forma radical, y siempre controlando con el grado de fragmentación; esto es particularmente de mucha importancia en los tajeos, como lo veremos mas adelante. A continuación veremos algunos trazos para galerías de tamaño mediano, en tres tipos de terreno: suave, duro y muy duro. a. Para un terreno suave, se pueden usar 3 cortes en “V” horizontales, 3 alzas, 4 cuadradores y 3 arrastres, con un total de 16 taladros para una galería de 8’ x 7’; si la galería es de 7’ x 6’, se podrán hacer solo 2 cortes en “V”, con lo que tendríamos solo 14 taladros. En este trazo no hay ayuda, pues los taladros que forman las “V” se empiezan bien distanciados, y los demás taladros que forman la sección, hacen también el papel de ayudas. Si el terreno es demasiado blando, o la galería de menor tamaño que 7’ x 6’ se pueden, usar 12 taladros, haciendo dos cortes en “V” y usando solo 1 cuadrador a cada lado. b. Para un terreno duro y tratándose de una galería de 8’ x 7’ podemos hacer 3 cortes en “V” con 5 ayudas, que con los otros taladros harán un total de 21; esta cantidad podría reducirse a 20 taladros para un frente de 7’ x 6’, suprimiendo la ayuda superior. También podríamos hacer un corte quemado, sobre todo, si queremos un buen avance, en este caso haremos un corte de 5 taladros: 4 cargados, con 1 al centro sin cargar, luego 5 ayudas y el resto de los taladros, con un total de 20. c. En un terreno muy duro, usaremos solo el corte quemado y para una galería de 8’ x 7’ tendríamos: un corte quemado de 6 taladros en dos filas, de los cuales 3 se cargan y 3 no se cargan, o, si es demasiado duro, 4 se cargan y 2 no se cargan; luego [52] 4 primeras ayudas y después otras 6 ayudas, que con los demás taladros harán un total de 26. Para concluir hay que hacer notar: 1) Las ayudas hay que distribuirlas de modo que quede un cuerpo uniforme entre los taladros, pudiendo ser este cuerpo ligeramente de mayor tamaño en la mitad superior del frente que en la parte inferior, ya que los taladros superiores trabajan, en general, algo menos que los taladros inferiores porque el peso del material ayuda a la voladura. 2) El corte ocupa mas bien una posición algo mas abajo que el centro del frente, precisamente por la razón que se acaba de explicar, facilitándose, además, la perforación del corte quemado, pues dicha altura es la mas conveniente para un perforista de talla media o baja. 2. Perforación de túneles.­ En nuestras operaciones tenemos una serie de túneles muy importantes, cuya construcción de algunos han marcado historia y han representado trabajos de alta ingeniería y han cumplido objetivos específicos. Los mas representativos son: a) Túnel Grattón.­ Son túneles gemelos de 3 m. de ancho y 3.25 m. de alto, de 11.5 Km. De longitud, ubicado en el nivel 5,200 pies de la mina Casapalca con un gradiente de 3%. Uno de los túneles es de transporte y ventilación, mientras que el otro es de drenaje, cuya distancia de túneles de eje a eje mide 18 m., cada 600 m. se comunican los dos túneles por medio de una ventana cuya inclinación negativa del túnel de transporte al túnel de drenaje es de 26.5°, además el túnel de drenaje está a 2 m. mas abajo que el túnel de transporte y ventilación. Como medio de sostenimiento, se ha utilizado en el túnel de transporte pernos de roca en techos y lados, shocrete, cuadros y arcos de acero, mientras que en el túnel de drenaje íntegramente se ha utilizado el shocrete para [53] aasegurar su vida en e el serv vicio. En el e túnel d de transp porte t tenemos v vía de 30 pulgadas de ancho o y 60 lib.//yardas. E Específica amente los túneles cumplen dos objetivos: ‐ De drenaje, para todo os los niv veles infeeriores dee la na Casapalca (Aguaas Calientees). min na Casaapalca, cuya c ‐ Proffundización de la min min neralizació ón se pro ofundiza. En el mo omento se ha perfforado un na chimen nea de ven ntilación de 1,300 pies de longitud ((420 m.) q que une eel nivel 39 90 de la m mina 0 pies, nivel n en el e que esta el túnel t con el 5,200 Gratttón. Fiigura N° 2 26 Sección de los Túneles de Transporte y Drenaje de Graton Figura N N° 27 [54] Túneles de Transporte y Drenaje de Graton Túneles de Transporte y Drenaje de Graton Figura N° 27 [55] [56] b) Túnel Kinsmill.­ Cuya sección es de 3 m. x 5 m., de 9,945 m. de longitud desde el Pique Central de Morococha hasta la bocamina de Marh‐Tunel. Su gradiente es de 1%. Tiene instalado una línea férrea de 24 pulgadas de ancho y rieles de 60 libras/yarda. c) Túnel Victoria.‐ En San Cristóbal, tiene una longitud de 5 Km. cuya sección es de 2 m. x 2.50 m. Se extiende desde Carhuacra en Yauli, hasta la parte inferior de Huaripampa. La función que cumple es de transporte del mineral que se produce en el tajo Carhuacra y de la mina Huaripampa. Todos los túneles descritos se han trabajado con métodos convencionales de minería y con máquinas pequeñas. En la actualidad tenemos túneles perforados con equipos mas sofisticados. Así tenemos: d) El túnel de transporte Nivel 28 de Cobriza.­ Que debe transportar todo el mineral producido en los niveles superiores hasta la tolva de gruesos de la Planta Concentradora. Tiene una sección de 4 m. de alto y 6 m. de ancho. Se ha perforado con brocas de 2.5’’ de diámetro, y una longitud de 10 pies, empleando el corte quemado con 5 taladros de los cuales uno de los taladros del corte tiene 4’’ de diámetro. En el momento este túnel se esta ensanchándose hasta 8 metros de ancho cuya longitud abarcara hasta la nueva Planta Concentradora en Pampa de Coris con la capacidad de 10,000 Ton/día. En forma general existen varios métodos de perforación de túneles los mismos que dependen del tipo de terreno y de las dimensiones del túnel: 2.1. Método de la frente completa.­ Este método siempre ha sido empleado en túneles pequeños, sin embargo la introducción de jumbos cada vez mas grandes y eficientes, así como de equipos y accesorios de perforación también eficientes, han contribuido para la aplicación de este método. En consecuencia hoy se emplea método de la frente completa en todos los túneles de diferentes [57] seccciones a m menos que se encu uentren co ondicionees de terrreno extreemadameente malass. e túnel 28 de Cob briza En la figura N° 29 teenemos el o ancho ees de 6 m m., el alto d de 4 m. See perforan en cuyo jum mbos de dos brazzos, barrrenos de 10 piess de longgitud, bro ocas de 2.5 5 pulgadaas de diám metro en ccuyo fron ntón se perforan 37 3 taladro os empleaando el corte c quemado dee los que uno de los taladros del corte c ne 4 pulgaadas de diámetro. d de terren no es tien El tipo d duro; calcopiirita con o orblenda. N° 30 se o observa eel trazo de perforaación En lla figura N de una u ramp pa en Hu uaripamp pa que see trabaja con Tracck‐drill. Su S sección n es de 4.5 4 m. de alto por 5 m. de ancho; a el taladro tiene t una longitud d de 10 piies y 2.5 pulgadass de diám metro, y un total dee 33 taladros en el frentee. El maaterial ess duro fformado por volccánicos y andesita. Proffundidad Núm mero de Ta aladros Ø dee Brocas 29 Fiigura N° 2 : 10’ : 37 : 2 ½’’ y 4’’ x 10’ [58] En la l siguien nte figuraa N° 30‐A A tenemoss un túneel en Huaaripampa donde laa perforaación se h ha practiccado con Jack‐Leeg, con 54 talad dros cuyyo trazo de diámetro del perfforación es cortee quemaado, el d taladro es dee 1 pulgada y su profundid p dad de 8 pies. p s d túnel de 4 m. x 5m. E del El materiaal es La sección duro, volcániico. Fiigura N° 3 30 Núm mero de Ta aladros Trazzo Seccción Diám metro de Taladro Matterial Proffundidad Nivel 63 30 – Rampa: 380 : 30 : Corte Q Quemado : 4 m. x 5 5 m. : 2.5’’ : Volcániicos : 10’ [59] T Trazo de D Disparo dee un Túnell en Huariipampa co on Maquiinaria Jack k – Leg mero de Ta aladros Núm Trazzo de Perfforación Seccción Diám metro del Taladro Matterial Proffundidad Figgura N° 30 0‐A : 54 Quemado : Corte Q : 4 m. x 5 5 m. : 1’’ : Volcániico : 8’ [60] En la figuraa N° 31 se obseerva los trabajoss de n la mecaanización de Cerro o de Pasco. El desaarrollo en trazzo de unaa galería ccuya sección es dee 8’ x 9’, ccorte quemado, la longitud del barreeno es de 10 pies ccuya 1 5/8 (pu ulgada) dee diámetrro. Se disp para brocca tiene 1 con 31 taladros. El terreeno es suave cuya c neralizació ón es Pb, Zn y Piritta. min Fiigura N° 3 31 Núm mero de Ta aladros Trazzo de Perfforación Seccción Diám metro del Taladro Matterial Proffundidad : 31 Quemado ((5 Taladrros) : Corte Q : 8’ x 9’ : 1 5/8’’ xx 8’ : Pb, Zn een Pirita : 8’ [61] En la figura N° 32 2, se ob bserva lo os trazoss de úneles Taablachacaa y Chincchán perfforación de los tú con 40 talad dros cuyo o barreno o de 8 piies tiene una de diámettro. La seección es d de 3.20 m m. de brocca de 1” d anch ho y su alto es de d 2.50 m. m Se em mplea el corte c quemado. Ell terreno es volcáánico alteerado y muy fraccturado. S Sección de e Túnel Ta ablachaca a Fiigura N° 3 32 : 7 7.2 m2 Área del Túnel : 2 2.8 m. Avancce por guardiia Roca sólida por gu uardia : 2 20.2 m3 os por guardia a, Ø 35 mm. : 4 40 Númeero de taladro Númeero de taladro os rimados, Ø Ø 35 mm. ­ Ø 8 89 mm. : 1 1 Metro os perforadoss por guardia, Ø 35 mm. : 1 120 Metro os rimados po or guardia, Ø 35 mm. ­ Ø 89 9 mm. : 3 3 Metro os perforadoss por m3 de roca sólida, tala adro de Ø 35 mm. : 5 5.94 Metro os rimados po or m3 de roca sólida, Ø 35 m mm. ­ Ø 89 mm m. : 0 0.149 Dinam mita 65% Kg. por guardia : 5 57 Dinam mita para disp paro suave dee 9 huecos : 8 8 aro suave para a los huecos d de lecho y los huecos superriores de la pa ared Dispa [62] 2 2.2. Méttodo de frente f su uperior y y banque eo.­ Se uttiliza en tterrenos ssuaves y een alguno os túneless de seccio ones muy y grandess. Consistte en perrforar un n frente en e la partte superiior del tú únel, lo que toma una alltura deteerminadaa puede seer un 50% % de su aaltura tottal el anch ho en form ma complleta. porción in nferior se ataca en uno o máás bancoss con La p taladros vertticales, loss disparos de cadaa línea tro oncal n retardos. se realiza con uperior puede perforarse p e empleaando El frente su trazzos de corrte quemaado o trazzos en “V””. Fiigura N° 3 33 2 2.3. Méttodo del ttúnel piloto.­ Estee método se empleea en la perforaci p t g grandes. Consistee en ón de túneles perfforar un p pequeño ttúnel o tú únel piloto o, por la llínea de los centtros del túnel propuesto p os, mediante c convencio onales de m minería. méttodo El ensaanchamieento del ttúnel hastta la secciión pedid da se haráá con talaadros en aanillos qu ue están eespaciado os de 4 a 5 pies, cu uya perforración se hace en aabanico d de tal [63] man nera que llos taladrros en el ffondo deb ben tenerr una sepaaración d de 3 a 4 pies. d utilizar retardos Paraa disparaar los anillos se debe cuyaa secuenccia debe ir de la cara abieerta al fondo. Ver figura N°° 34 y figu ura N° 35. Fiigura N° 3 34 Fiigura N° 3 35 [64] CAPÍTULO IV PREPARACIÓN DE LOS EXPLOSIVOS PARA SU USO A. PREPARACIÓN DE LA DINAMITA PARA LA VOLADURA 1. Capsulado de la mecha: ‐ Cortar a escuadra el extremo de la mecha que se va insertar en el fulminante. ‐ Si la mecha ha estado expuesta a la humedad, eliminar la parte húmeda. ‐ Antes de insertar la mecha en el fulminante, limpiar el aserrín que ha veces viene en el interior; no tratar jamás de limpiar el interior del fulminante con algún objeto como clavos, etc. ‐ Al insertar la mecha dentro del fulminante, hacerlo con cuidado, suavemente, asegurándose que el extremo de la mecha llegue hasta el fondo del fulminante. ‐ Para la practica corriente de la voladura, se usa el alicate de mechas para hacer la unión del fulminante, teniendo cuidado de apretar el alicate a ¼’’ aproximadamente del extremo abierto del fulminante, y no mas abajo. Cuando se va usar la guía para disparos en la humedad, hacer la unión del fulminante a la guía herméticamente, con la maquina capsuladora de mechas. [65] Méto odos de ceebado con mecha leenta y fulm minante co omún Central Treenzado Lateral Fiigura N° 3 36 n del carrtucho ce ebo.­ El método m m mas segurro es 2. Preparación un extrem mo y por eel centro d del cartuccho: inseertar por u C las palmas dee ambas manos m fro otar vigorosamentte el ‐ Con c cartucho d de dinamita. D ar el papeel de un exxtremo deel cartuch ho. ‐ Desarruga [66] ‐ H Hacer un hueco con el punzzón de maadera porr el centro o y a lo largo deel cartuch ho. Ver figgura N° 36 6 ‐ Insertar en este hueco la guíía cebadaa. Rodear la guía con el papel del cartu ucho aprettando con n los ‐ R d dedos. ‐ C Cuando see va ha usar el ceb bo en lugaares muyy húmedos, se p puede cub brir el em mpalme con c jabón n o grasaa gruesa para p impermeaabilizarlo.. n de la diinamita.­­ La dinam mita tal co omo vien ne en 3. Preparación mpacta y y si se le coloca en e el los cartuchos, es basstante com o” no taladro en essta formaa, aun cuaando se lee haga el “atacado nar todo eel taladro o, dejando o vacios, lo que le rresta llegaaría a llen eficaacia a la l fuerzaa de la explosió ón. Para evitar este inco onvenientte, es neecesario tajar loss cartuch hos con una cuch hilla a lo largo ya sea en uno u a doss lados; eesto faciliitara adem más el ataacado sieendo neceesario men nos esfueerzo para esta operación. Co ortar en eespiral y aatacar, girrando el aatacador. Fiigura N° 3 37 Método d de Cebado o con Deto onadores E Eléctricoss Fiigura N° 3 38 [67] Fiigura N° 3 39 4. Cargado de l los taladros: C rimero un n cartuch ho en el fo ondo del taladro aantes ‐ Colocar pr d colocarr el cartu de ucho cebo o, para ev vitar que el fulminante p pueda det tonar durrante el attacado o q que la guía se malogre a al raspar c contra el fondo dell taladro. Atacar biien. C l luego el cartucho cebo doblado suavemente ‐ Colocar a apunte haacia afuerra, o sea hacia la mayor cconcentraación d explo del osivo. Si hubiera demasiaada hum medad, no o se d doblará la a guía y eel fulminaante apun ntará hacia adentro o del t taladro. N o se atacaará el ceb bo por nin ngún motiivo. ‐ Se S introdu ucen ento onces los demás cartuchos c s, atacánd dolos b bien pero sin exageerar la fuerza. Si han se usaarse tacoss hay q que atacar rlos tamb bién. o dee colocar el cebo al fondo del talaadro y co on el El objeto fulm minante apuntand a do hacia afuera es e por lo os siguieentes mottivos: P que no quedee demasiada longiitud de gguía fueraa del ‐ Para t taladro, d modo que pued de da ser co ortada al momento o de e explosion ar los talaadros veccinos. [68] ‐ Para evitar que el cebo pudiera ser arrojado fuera del taladro por la acción de la explosión de los otros huecos. ‐ Con la punta del fulminante mirando hacia afuera, se asegura una mejor detonación de la carga explosiva del taladro, pues la acción detónate del fulminante es mayor en dirección de su extremo libre. B. PREPARACIÓN DEL ANFO PARA LA VOLADURA 1. Técnicas de preparación: 1.1. Técnica de la bolsa abierta.­ En este método la mezcla se efectúa vertiendo un galón de petróleo diesel N° 2 sobre el contenido de una bolsa abierta de 100 libras de nitrato de amonio. El galón de petróleo diesel N° 2 para 100 libras de nitrato de amonio, resulta tener un ligero exceso del 6%, pero este exceso es absorbido por el papel de la bolsa. Este método es perfectamente adecuado para operaciones en las que no es necesario una alta velocidad de detonación. 1.2. Técnica de la bolsa cerrada.­ Consiste en tratar el nitrato de amonio en su propia bolsa inyectando el petróleo a una presión determinada por medio de una aguja. Este método suministra una buena distribución de petróleo en la bolsa de nitrato de amonio. La ventaja de este método radica en la rapidez, facilidad y el mínimo desperdicio de material. 1.3. Técnica de mezclado mecánico.­ En este método se emplea mezcladoras especiales de Anfo, que consta de un recipiente tronco cónico mezclador con tres paletas interiores (a semejanza de un mezclador de concreto) cuyo material debe ser de acero inoxidable, la mezcladora gira alrededor de un eje accionado por un motor de aire comprimido a una velocidad de 30 RPM. El recipiente da un medio giro hacia adelante para vaciar su contenido y hacia atrás para llenar ingredientes de la mezcla. En la parte superior de la [69] mezcladora se encuentra el recipiente medidor del petróleo con capacidad de 0.9 galón, este esta conectado por tuberías de entrada que conduce el petróleo desde el tanque para vaciar a la mezcladora. Después de efectuar la rotación durante 3 minutos a la velocidad de 30 RPM. El Anfo está en condiciones de ser usado; de la mezcladora se vacían a cargadoras de 100 – 150 libras de capacidad. 2. Carguío.­ El método principal de carguío de Anfo a taladros horizontales y taladros verticales para arriba es empleando unidades de carga neumática. Tales aparatos que usan hoy en día también para cargar taladros verticales para abajo en diámetros hasta 4 pulgadas. Para taladros mas grandes en excavaciones a cielo abierto son usados otros métodos tales como: Carros con alimentación de Anfo de hélice, cartuchos preparados de Anfo en bolsitas plásticas, que son bajadas o soldadas dentro del taladro y sencillamente vertiendo el Anfo en los taladros. 2.1. Cargadores neumáticos.­ Los cargadores neumáticos que se emplean en el carguío han sido fabricados en diferentes tipos para cargar taladros en toda dirección hacia 50 m. de profundidad. Tres alternativas principales han sido adaptadas: ‐ Recipientes de presión (Anol) ‐ Cargadores de Eyección (Port‐Anol) ‐ Cargadores Combinados (Jet‐Anol) Recipientes de presión (Anol).­ Tiene un recipiente del cual el Anfo es soplado mediante aire comprimido y empujado por una manguera flexible dentro de los taladros. La densidad de la carga depende de la presión de aire, el diámetro del taladro, largo de la manguera el tipo y calidad del Anfo. Cargadores de eyección (Port­Anol).­ Tiene un recipiente abierto del cual un eyector aspira del Anfo que luego es soplado dentro del taladro. Un cargador eyector se usa con Anfo mezclado con nitrato de amonio [70] prillado y no con nitrato de amonio cristalino; esto debido a la separación del petróleo que ocurriría al cargar con nitrato de amonio cristalino debido a la gran velocidad de partículas. La capacidad de cargar aproximadamente de 7 Kg/min. y depende de la presión de aire, largo y diámetro de la manguera de cargar. La técnica de carguío es diferente para los dos tipos de cargadores. Al cargar con recipiente de presión, la manguera de cargar debe mantenerse en contacto con la carga en el barreno y es empujada hacia arriba por la columna creciente de Anfo. Al cargar con cargadores de eyección, se efectúa con la punta de la manguera 60 a 100 cm. de la carga en el taladro. Si la distancia entre la carga y la punta de la manguera es demasiada corta, una capacidad de Anfo se pierde, ya que el aire de retorno aspira el explosivo fuera del taladro, reduciéndose al mismo tiempo la densidad y la capacidad. Si la distancia es demasiado larga no se obtendrá una densidad satisfactoria. Cargadores combinados (Jet­Anol).­ Tiene un recipiente de presión con un eyector en la válvula de descarga de material. Son usados solamente para Prills y rinden una alta capacidad y una buena densidad de carga. 2.2. Descripción técnica de los cargadores: Anol.­ Es un cargador de tipo recipiente a presión, es decir el agente explosivo es expulsado por la manguera de cargar mediante el aire comprimido. Anol puede cargar Anfo cristalino en todas direcciones, y Anfo en Prills hasta un ángulo de 30° del plano horizontal. Si el ángulo es más de 30° hay la posibilidad que los Prills puedan caer después del carguío. El Anol consiste de acoplamiento de mordaza para conexión de sistema del aire comprimido, válvula de reducción con manómetro de presión protegido de [71] goma, válvula de aire con purrgador, to oma de aire daria con válvula d de aire deescargar d de ½ pulggada secund para liimpiar a soplo laas mangu ueras de cargar y y los taladro os y válvu ulas de descarga An nfo de 1 ½ ½’’, a la cu ual el acoplam miento rápido con tub bo de eeyector será conectaado. 40 Fiigura N° 4 [72] Equiipo de Mezzclar y Ca argar, mon ntados sob bre un Ca amión 2 3 4 1 5 6 8 7 Fiigura N° 4 41 1. 1 2 2. 3 3. 4 4. 5 5. 6 6. 7 7. 8 8. ANOL ó ó JET­ANO OL 300 MIXAN NOL – 300 Gancho o para la m manguera a Anfo en n sacos Gato ellevador hiidráulico Fuel oíl íl Platafo orma Tablero o para operar el ga ato elevad dor hidráu ulico [73] Carguío M Mecánico o con Anfo Fiigura N° 4 42 3. Enccendido.­ El Anfo es un exxplosivo relativam r mente de baja senssibilidad. Para qu ue el Anffo detonee se requ uiere de otro expllosivo dee mayor sensibilidad quee se den nomina cebo, c deto onante o iiniciador.. Si el cebo o tiene su uficiente cconsistencia y canttidad de carga y el e Anfo reúne r las condicio ones paraa dar una alta velo ocidad de detonaciión, esta v velocidad d se manttiene no reúne suficiente en canttidad consstante y eestable. Sii el cebo n y co onsistenciia, el cebo o inicia su detonaciión con baaja velocidad. ha compro obado qu ue la dinam mita de 4 45% con ffulminantte N° Se h 6 haa dado bu uenos ressultados, también se empleean dinam mitas de 6 60% y 75 5% para o obtener m mayor efecctividad een disparro de rocaa muy du ura (la dinamita d que se emplea e co omo cebo o en Cob briza es la Gelignitaa 75%). También se ha lograado eficieencia [74] en voladura v con fulm minantes N° 6 y 8. 8 El anfo o también se puede cebarr con gu uías deto onantes de cualq quier tip po o onadores Petn, parra taladro os de tajo o abierto. La velocidad deto de detonació d ón se red duce en taaladros laargos, dee manera que cuan ndo el laargo de dos d talad dros de 15 1 m. so on a men nudo colo ocados e intervallos conveenientes cargas aauxiliaress de iniciación. Fiigura N° 4 43 a explosiión.­ Las fallas qu ue se pro oducen en e la 4. Falllas en la expllosión de los talad dros puede ser deb bido a muchas caussas y que reciben denomin naciones de d acuerd do al tipo o de fallaa, así teneemos: quellos que q aun ccuando haayan 4.1.. Tiros sopladoss.­ Son aq no han pro oducido los efectoss de volad dura explosiionado, n desead dos, ocasionando solo s un bo ombeo dee taladro.. Las causas pueden sser: uno de los l taladrros que debieron n explosio onar ‐ Algu antees no lo hicieron. [75] ‐ Aplicación de trazo de perforación inapropiado, mucha distancia entre los taladros, corte en rocas que no es adecuada. ‐ Falta de carga explosiva en el taladro o el empleo de explosivos de baja potencia. ‐ Comunicación de 2 taladros por la explosión de uno de ellos. ‐ Presencia de fracturas. 4.2. Tiros cortados.­ Tiros que no han explosionado, no obstante que la guía haya llegado a consumirse inclusive explotando el fulminante. Las causas pueden ser lo siguiente: ‐ Uso de dinamita no resistente al agua. Donde haya mucha humedad. ‐ Mal cargado de taladros, por ejemplo colocándose el cartucho cebo muy ceca a la boca del taladro, de modo que puede ser expulsado con la explosión de taladros vecinos. ‐ Uso de explosivos de mal estado, como la dinamita descompuesta o dinamitas guardadas durante mucho tiempo. ‐ Cartucho cebo mal preparado. ‐ Guía mal cebada. 4.3. Tiros prematuros.­ Aquellos en que la explosión ocurre mucho más antes de lo indicado por la longitud de la guía. Esto puede ser producido al arder la dinamita por las chispas que salen de una guía deteriorada o por la explosión del cebo al rosar el fulminante mal colocado contra las paredes del taladro. [76] 4.4. Tiros retardados.­ Son aquellos en que la explosión ocurre mucho después de lo indicado por la longitud de la guía. Se produce al quemarse la dinamita y los gases de combustión se acumulan dentro del taladro, por el taco de arcilla que no los deja escapar. 4.5. Tiros quemados.­ Son aquellos en que la dinamita se quema sin explosionar. Las causas del incendio de la dinamita pueden ser el chisporroteo de la guía que se ha doblado o porque la guía se ha salido del cartucho cebo sin producir la detonación de la dinamita. [77] CAPÍTULO V SEGURIDAD Y CÁLCULOS A. SEGURIDAD: 1. Cuidados que se debe tener durante el transporte ‐ Siempre verifique que cualquier vehículo que se utilice para transportar explosivos este en buenas condiciones de trabajo y equipado con un piso de madera o de metal que no produzca chispas, redilas y extremos suficientemente altos para prevenir que los explosivos se caigan. La carga de un camión abierto debe estar cubierto con una lona impermeable y resistente al agua, y no se debe permitir que los explosivos entren en contacto con cualquier fuente de calor, como, por ejemplo, el tubo de escape. Todo el alambrado tiene que estar perfectamente aislado para evitar cortocircuitos, y se deben tener en el camión cuando menos dos extintores de fuego. Es indispensable que los camiones estén claramente marcados para dar aviso adecuado al público sobre la naturaleza de la carga. ‐ No permita que los metales, excepto los cuerpos metálicos aprobados para camiones, estén en contacto con las cajas de los explosivos. El metal y las sustancias inflamables o corrosivas, nunca deben transportarse junto con explosivos. ‐ Nunca permita fumar o que viajen en el vehículo personas sin autorización o innecesarias. [78] ‐ Siempre cargue y descargue los explosivos cuidadosamente. Nunca los arroje fuera del camión. ‐ Siempre vea que los otros explosivos, incluyendo el cordón detonante, se encuentren separados de los fulminantes y/o de los estopines eléctricos en aquellas ocasiones en que se les permita el transporte en el mismo vehículo. ‐ No conduzca camiones con explosivos a través de ciudades, poblaciones o villas, ni los estacione cerca de lugares como restaurants, talleres y grifos a menos que esto no se pueda evitar. ‐ Siempre solicite que las entregas de explosivos se efectúen en el polvorín o en cualquier otro lugar bien retirado de las áreas pobladas. ‐ Nunca apague incendios después que hayan en contacto con los explosivos. Retire a todo el personal a lugares seguros y ´ponga protección al área para evitar extraños. 2. Cuidado durante el almacenamiento de los explosivos: ‐ Siempre almacene explosivos únicamente en un polvorín que esté limpio, seco, bien ventilado, bastante fresco, localizado en un lugar adecuado construido sustancialmente, resistente a las balas y al fuego, y cerrado con candado. ‐ Nunca almacene fulminantes o estopines eléctricos en la misma caja, junto con otros explosivos. ‐ No almacene explosivos, mecha o encendedores de mecha en un lugar mojado o húmedo, o cerca de aceite, gasolina, soluciones limpiadoras o solventes, ni cerca de radiadores, tubos de vapor, tubos de escape, estufas, o cualquier otra fuente de calor. ‐ Nunca almacene ningún metal que produzca chispas, ni herramientas metálicas que originen chispas en un polvorín de explosivos. [79] ‐ No fume o tenga fósforos, o alguna fuente de fuego o flama dentro o cerca de un polvorín de explosivos. ‐ No permita que se acumulen hojas, pasto o malezas, o basura, dentro de un radio de 25 pies al polvorín de explosivos. ‐ No dispare arma de fuego a los explosivos, ni permita disparos en la vecindad de un polvorín de explosivos. ‐ Siempre consulte al fabricante si la nitroglicerina de los explosivos deteriorados se ha escurrido al piso de un polvorín. El piso debe insensibilizarse lavándolo abundantemente con un agente aprobado para este fin. ‐ Siempre localice los polvorines de explosivos en los lugares mas aislados disponibles. Deben estar separados uno del otro, así como de los edificios habitados, carreteras y ferrocarriles, por distancias no menores a las recomendadas en la “Tabla Americana de Distancias”. 3. Cuidados durante el empleo de los explosivos: ‐ Nunca utilice herramientas que produzcan chispas para abrir barriles o cajas de madera con explosivos. Se pueden usar navajas metálicas para abrir las cajas de cartón, siempre y cuando no entren en contacto con las grapas metálicas de la caja. ‐ No fume o tenga fósforos o cualquier fuente de fuego o flama, dentro de un radio de 100 pies de área en la que se están utilizando o manejando explosivos. ‐ No coloque los explosivos en lugares en donde pueden quedar expuestos a la flama, calor excesivo, chispas o impacto. ‐ Siempre reemplace o cierre la tapa de las cajas de los explosivos después de utilizarlos. ‐ Nunca lleve explosivos en las bolsas de su ropa o en alguna parte de su persona. [80] ‐ Nunca inserte en el extremo abierto de un fulminante nada que no sea mecha de seguridad. ‐ Nunca golpee, juegue o intente retirar o investigar el contenido de un fulminante o de un estopín eléctrico, ni intente jalar los alambres de un estopín. ‐ Nunca permita que los niños o personas sin autorización o innecesarias estén presentes en los lugares en donde los explosivos se estén manejando o utilizando. ‐ Nunca maneje, utilice, o esté cerca de explosivos durante la formación o progreso de una tormenta eléctrica. Todas las personas deben retirarse a un lugar seguro. ‐ Nunca utilice explosivos o sus accesorios que estén obviamente deteriorados o dañados. ‐ Nunca intente utilizar mecha, fulminantes, estopines eléctricos, o cualquier explosivo que haya estado empapado con agua, aunque estén ya secos. Consulte al fabricante. 4. Cuidados durante la preparación del cebo: ‐ Nunca prepare cebos en un polvorín, o cerca de cantidades excesivas de explosivos, o en cantidades mayores de las necesarias. ‐ Nunca fuerce un fulminante o un estopín eléctrico en un cartucho de dinamita. Inserte el fulminante dentro de un agujero efectuado en el cartucho con un punzón adecuado para este fin. ‐ Siempre prepare los cebos de acuerdo con los métodos aprobados y establecidos. Asegúrese que el casquillo del fulminante este completamente dentro de la dinamita o del reforzador, y asegurado de tal modo que durante el cargado no se aplique tensión a los alambres o a la mecha en el punto de entrada al fulminante. Cuando se prepara un cebo lateral a un cartucho de pared gruesa o de mucho [81] peso, enrolle cinta adhesiva alrededor del agujero perforado en el cartucho de tal modo que el fulminante no se salga. 5. Durante la perforación y el cargado: ‐ Siempre examine cuidadosamente la superficie o frente antes de la perforación para determinar la posible presencia de explosivos sin disparar. ‐ Siempre revise el barreno cuidadosamente con un atacador de madera o una cinta para determinar su condición antes del cargado. ‐ Siempre identifique la posibilidad de los riesgos de electricidad estática producidos por el cargado neumático y tome precauciones adecuadas. Si existe cualquier duda, consulte con su proveedor de explosivos. ‐ Nunca almacene explosivos sobrantes cerca de áreas de trabajo durante el cargado. ‐ Siempre corte el carrete la línea de cordón detonante que se extiende hacia el barreno antes de colocar el resto de la carga. ‐ Nunca cargue un barreno con explosivos después de rimar (hacer mas grande el barreno con explosivos) o después de terminar la perforación sin estar seguros de que está ya frio y que no contiene ningún metal caliente o material incendiado. Las temperaturas superiores a 150° F. son peligrosas. ‐ Nunca rime un taladro cerca de otro taladro ya cargado con explosivos. ‐ Nuca fuerce explosivos al interior de un taladro a través de una obstrucción dentro del taladro. Este practica es particularmente peligrosa en barrenos secos y cuando la carga está cebada. [82] ‐ Nunca raje, deje de caer, deforme o abuse del cebo. Nunca suelte un cartucho de diámetro grande y pesado directamente sobre el cebo. ‐ Nunca cargue barrenos cerca de líneas de corriente a menos que la línea de guía, incluyendo los alambres de los estopines, sea tan corta que no pueda llegar a los cables eléctricos. ‐ Nunca conecte fulminantes o estopines eléctricos al cordón detonante excepto con los métodos recomendados por el fabricante. 6. Durante el atacado: ‐ Nunca ataque dinamita que esté fuera del cartucho. ‐ Nunca ataque con dispositivos metálicos de cualquier clase, incluyendo el extremo metálico de los atacadores. Use atacadores de madera sin partes metálicas expuestas, excepto conectores de metal que no produzca chispas para los atacadores de juntas. Evite un retacado violento. Nunca ataque el cebo. ‐ Siempre confine los explosivos dentro del barreno con arena, tierra, arcilla o cualquier otro material incombustible adecuado para el cebo. ‐ Nunca separe ni dañe la mecha, o los alambres de los estopines eléctricos, durante el atacado. 7. Durante el disparo con mechas: ‐ Siempre maneje la mecha cuidadosamente para evitar dañar su recubrimiento. En climas fríos, caliéntela un poco antes de utilizarla para evitar fracturas del material impermeabilizante. ‐ Nunca utilice una mecha corta. Conozca la velocidad de quemado de la mecha y asegúrese que tiene tiempo suficiente para llegar a un lugar seguro después del encendido. Nunca emplee menos de dos pies. [83] ‐ Nunca corte la mecha antes de estar listo para insertarlo en un fulminante. Recorte 1 o 2 pulgadas asegurar un extremo seco. Recorte la mecha en ángulo recto, utilizando una navaja limpia y filosa. Asiente la mecha ligeramente contra la carga del fulminante y evite girarla después que se encuentre en posición. ‐ Nunca engargole los fulminantes con ningún otro medio excepto la engargoladora diseñada para tal propósito. Asegúrese de que el fulminante esta fuertemente engargolado a la mecha. ‐ Siempre encienda la mecha con un encendedor de mechas diseñado para este fin. Si se utiliza un fósforo, la mecha debe rajarse en el extremo y la cabeza del fosforo conservarse en la rajada haciendo contacto con el núcleo de pólvora. Después golpee la cabeza del fosforo con una superficie abrasiva para encender la mecha. Ver figura N° 43. ‐ Nunca encienda la mecha antes que se haya colocado suficiente taco sobre el explosivo, para evitar que las chispas o la cabeza del fosforo lleguen a estar en contacto con el explosivo. ‐ Nunca sujete los explosivos con las manos cuando encienda la mecha. 8. Antes y después del disparo: ‐ Nunca dispare una voladura sin tener señal positiva de la persona responsable, así mismo debe asegurarse que todos los explosivos sobrantes estén en un lugar seguro, todas las personas y vehículos a una distancia prudente o bajo protección suficiente, y de que se ha dado un señalamiento adecuado. ‐ Nunca regrese al área de cualquier voladura hasta que el humo y los gases se hayan disipado. [84] ‐ Nunca intente investigar demasiado pronto un disparo quedado. Siga las reglas y reglamentos reconocidos, o si no existen en efecto, espere cuando menos 1 hora. ‐ Nunca perfore o recoja una carga de explosivos que ha fallado. Los disparos quedados deben manejarse únicamente por o bajo la dirección de una persona competente y experimentada. ‐ Nunca abandone los explosivos. ‐ Siempre destruya los explosivos o disponga de ellos en estricto acuerdo con los métodos aprobados. Consulte al fabricante o siga las instrucciones proporcionadas en el folleto del Instituto de Fabricantes de Explosivos sobre la destrucción de los explosivos. ‐ Nunca deje explosivos, cartuchos vacios, cajas, forros, o cualquier otro material utilizado en el empaquetado de los explosivos en lugares donde los niños, personas sin autorización o el ganado puedan tocarlos. ‐ Nunca permita que la madera, papel, o cualquier otro material utilizado en el empaquetado de los explosivos se queme dentro de una estufa, chimenea, o cualquier otro espacio confinado o que se utilice para cualquier otro fin. Estos materiales deben destruirse quemándolos en un lugar aislado, al exterior, y ninguna persona debe estar más cerca de 100 pies después que se ha iniciado el incendio. 9. Reglas para los polvorines de accesorios: ‐ Almacene únicamente accesorios en este polvorín, por ejemplo, fulminantes, estopines eléctricos, mechas de seguridad y accesorios no explosivos. No almacene herramientas o implementos metálicos que produzcan chispas en este polvorín. ‐ Los paquetes que contienen los accesorios deben manejarse cuidadosamente. No deben dejarse caer, ni [85] tirarlos, ni deslizarlos sobre el piso o sobre otros paquetes, ni manejarlos rudamente de cualquier modo. ‐ No utilice ganchos metálicos para manejar paquetes de accesorios de voladuras ‐ Los grados y marcas correspondientes deben almacenarse juntos, de tal modo que los letreros de marca y potencia se vean para contarlos y revisarlos fácilmente y para identificar el material mas viejo. ‐ Siempre embarque, entregue, o utilice primero las existencias más viejas. ‐ No abra paquetes ni empaque o reempaque accesorios de voladuras dentro del polvorín o en un radio de 50 pies. ‐ Tenga cuidado extremo al abrir o cerrar paquetes de fulminantes regulares y estopines eléctricos. ‐ No utilice herramientas metálicas que produzcan chispas para abrir o cerrar paquetes de accesorios de voladuras. Pueden utilizarse navajas para abrir cajas de cartón siempre y cuando la navaja no entre en contacto con las grapas de la caja. ‐ No tenga fulminantes o estopines eléctricos sueltos en el polvorín ni los saque de su empaque original hasta que sea necesario para llenar los pedidos o para utilizarlos; después cierre el paquete. ‐ Si se necesita luz artificial, use únicamente una lámpara de mano de seguridad o una linterna eléctrica. ‐ No fume ni porte fósforos, encendedores, ni ningún otro dispositivo que produzcan flamas, ni permita que otras personas lo hagan mientras este dentro o cerca de este polvorín. ‐ No permita el disparo de armas de fuego, ni que nadie las porte, ni aun las balas solas, dentro o cerca de este polvorín. [86] ‐ Conserve el interior de este polvorín limpio, y mantenga el área alrededor del mismo libre de hojas secas, pasto y basura, para evitar incendios. ‐ Si se forman goteras en el techo o paredes del polvorín repárelas de inmediato. ‐ No permita el paso de personas sin autorización dentro o cerca de este polvorín. ‐ Conserve la puerta de este polvorín cerrada con llave, excepto cuando esté abierta para hacer negocio. Nota: La mecha de seguridad no debe almacenarse en un lugar caliente o húmedo. 10. Reglas para el polvorín de explosivos: ‐ Almacene únicamente explosivos en este polvorín. No almacene fulminantes ni estopines eléctricos, material inflamable, herramientas metálicas, o ningún otro implemento metálico que produzcan chispas, dentro de este polvorín. ‐ Los paquetes que contiene explosivos deben manejarse cuidadosamente. No los deje caer, ni los deslice sobre el piso o sobre otros, ni los maneje rudamente de cualquier modo. No forme estibas más altas que los aleros. ‐ No utilice ganchos metálicos para manejar paquetes de explosivos. ‐ Forme las estibas de las cajas de dinamita con la parte superior hacia arriba. Almacene los cuñetes sobre sus extremos o sobre los lados. Las potencias y marcas correspondientes deben almacenarse juntos, de tal modo que con facilidad se puedan contar y revisar, y se pueda identificar rápidamente el material mas viejo. ‐ Siempre embarque, entregue o utilice primero el material más viejo. [87] ‐ No abra paquetes, o empaque y reempaque explosivos, en o dentro de una distancia de 50 pies de polvorín. ‐ No utilice herramientas metálicas que produzcan chispas para abrir o cerrar paquetes de explosivos. Pueden emplearse navajas metálicas para abrir cajas de cartón, siempre y cuando no entren en contacto con las grapas de la caja. ‐ No tenga explosivos sueltos o paquetes abiertos de explosivos en este polvorín. ‐ Si se necesita luz artificial, use únicamente una lámpara de mano de seguridad o una linterna eléctrica. ‐ No fume ni porte fósforos, encendedores u otros instrumentos que produzcan llama, ni permita que otros lo hagan cuando estén dentro o cerca de este polvorín. ‐ No permita el disparo de armas de fuego ni que nadie tenga armas de fuego o cartuchos dentro o cerca del polvorín. ‐ Conserve el interior de este polvorín limpio, y mantenga el área que lo rodea libre de hojas secas, pasto, raíces y basura, para evitar un incendio. ‐ Si se forman goteras en el techo o en las paredes del polvorín, repárelas de inmediato. ‐ No permita a personas sin autorización estar dentro o cerca de este polvorín. ‐ Este atento a detectar paquetes rotos, defectuosos o escurridos. Si alguno de ellos se recibe, colóquelo a un lado y envíe un reporte en detalle al fabricante, dándole la causa probable. ‐ No utilice cajas de dinamita vacías o cilindros de pólvora vacios dentro o cerca del polvorín. [88] ‐ C Conserve la puertta de estte polvorrín cerraada con llave l e excepto cu uando estté abiertaa para efecctuar neggocios. dón deton nante pueeden Notta: La mecha de seeguridad y el cord almacenarse en este polvorín con lo os explossivos. No o los o húmedo o. almacene en un lugar caliente o B CÁLCU B. ULOS: 1 m. de avance a dee la Ram mpa 121 Mina M 1. Cálcculo de costo de 1 Huaaripampa,, empleando peerforadorra Jack‐Leg, maarca: Ingeersoll Ran nd, tipo: JR R 300‐A. : 4 xx 5 m. Seccción Proffundidad : 8’ = 2.40 m. Trazzo de perforación mado : Corte quem Diám metro dell taladro : 1’’ Núm mero de taaladros : 55 taladros Explosivo mexa 60% % : Sem A1 A2 [89] COSTOS DIRECTOS: 1. Costo de perforación por metro de avance (Cpm) 1.1. Jornales: 2 perforistas (S/.1,200 c/u) 2,400 1 ayudante (S/.1,000) 1,000 3,400 Jornal por 2.4 m. de avance: Entonces, por 1 m. de avance tenemos: Jornales: /. 3,400 1,416.66 /./m. 2.4 m. 1.2. Costo de la JR‐300A por metro de avance (CJR‐M): a) Precio de la JR‐300A: S/. 1’000,000 b) Costo de mantenimiento y repuestos de la JR‐ 300A en toda su vida (50% del precio de compra): S/. 500,000 c) Costo total de la JR‐300A: S/. 1’500,000 d) Vida de la JR‐300A promedio: 27,432 m. e) Costo de la JR‐300A por metro perforado (Cmp): Costo total de JR 300A C Vida promedio de JR 300A /. 1 500,000 C 27,432 m. 54.68 /./m. C f) Se considera que en el frente se ha perforado 55 taladros de 8 pies (es decir: 55 2.40 132). Entonces por metro de avance tendremos 132 m. perforados. [90] Por lo tanto: CJR M 54.68 /./m. 132 m. CJR M 7,217.76 /./m. Costo para 1 m. de avance: 7,212.76 /./m. CJR M 2.40 m. /. 3,007.4 CJR M 1.3. Costo de barrenos por metro de avance (CEM): Se asumen los siguientes datos: a) Costo de barreno de 8’: S/.17,125 b) Vida del barreno: No se tiene información, pero se asumirá que dura una semana (7 días) de perforación, donde se perfora 110 taladros de 8’ en 2 guardias, entonces tenemos: Vida del barreno (VB): Datos: Una semana : 7 días Numero de taladros : 110 taladros Taladro : 8’ VB 7 110 8 VB 6,160 VB 6,160 0.30 m. VB 1,848 m. c) Costo de barreno por metro perforado (Cbm): [91] Costo de barreno Vida de barreno VB C C S/. 17,125 1,848 m. C 9.27 S/./m. Por lo tanto: 9.27 S/./m. 132 m. 2.40 m. CEM CEM CEM 1223.64 S/./m. 2.40 m. S/. 509.9 1.4. Costo de aire comprimido y agua por metro de avance (CAC‐A): Se sabe por R. A. F. A. S. que en el mes de mayo, 77 el CAC‐A es de S/.1’000,000 en toda la mina donde se deduce el costo diario será S/.25, 000. Aquí se asume que hay 40 labores en las 2 guardias por día, entonces se tiene: Costo por labor: /. 25,000 /. 833.33 30 Pero una labor representa 2.40 m. de avance, por lo tanto para 1 m. de avance se tiene: /. 833.33 CAC A 2.40 m. CAC A 347.22 /./m. Por lo tanto, el costo de perforación por metro de avance es el siguiente: [92] 1.1 1.2 1.3 1.4 Jornales CJR‐M CEM CAC‐A C C : S/. 1,416.66 : S/. 3,007.4 : S/. 509.9 : S/. 347.22 Jornales 1,416.66 CJR M 3,007.4 CEM 509.9 CAC A 347.22 C /.5,281.18 2. Costo de voladura por metro de avance (CVM): Primeramente se calculará el costo de la voladura por disparo que representa 2.40 m. y luego al final saber cuanto será el costo por metro de avance. Como dato se sabe que en el frente hay 55 taladros. 2.1. Costo de explosivo (CE): 1 caja de explosivos Semexa 60% con 190 cartuchos cuesta: S/. 6,296 1 cartucho cuesta: S/. 6,296 33.14 S/./cart. 190 cart. Se ha consumido dinamita Semexa 60% ‐ 50 Taladros x 9 cartuchos/taladro : 450 ‐ 4 taladros x 16 cartuchos/taladro : 64 ‐ 54 Cartuchos cebos : 54 Total = 568 cart. CE 568 cart. 33.14 S/./cart. CE S/. 18,823.52 2.2. Costo de guías (CG): Se tiene: [93] Consumo = 54 taladros x 14 pies de guías/taladro = 756 pies = 756 0.30m. = 226.8 m. de guías CG 226.8 m. 25.70 /./m. CG 5,828.76 /./m. 2.3. Costo de fulminante (CF): /. 20.6 c/u CF 54 cápsulas N° 6 /. 1,112.40 CF 2.4. Costo de las cápsulas conectoras (CCC): /. 35.00 c/u CCC 54 cápsulas conectoras /. 1,890.00 CCC 2.5. Costo de cordón encendedor (CCI): CCI 30 pies usado 15.00 /./pie /. 450.00 CCI Entonces el costo de voladura por disparo (2.40 m.) será: : S/. 18,823.52 2.1 CE : S/. 5,828.76 2.2 CG : S/. 1,112.40 2.3 CF : S/. 1,890.00 2.4 CCC : S/. 450.00 2.5 CCI CVM CE CG CF CCC CCI CVM 18,823.52 5,828.76 CVM 1,112.40 /. 28,104.68 1,890.00 450 [94] Por lo tanto, el costo de voladura por metro (CVM) de avance será: /. 28,104.68 CVM 2.40 m. CVM 11,710.28 /./m. 3. Costo de limpieza de un cargador frontal Caterpillar 950 por metro de avance(CLM): Se calculará primero el costo por disparo (2.4 m.) y luego se verá el costo por metro de avance. 3.1. Costo del cargador frontal por limpiar un disparo de avance (CLA): a) Carga útil por viaje (CUV): CUV A B C D Donde: A = Capacidad de cuchara: 2.3 m3 B = Factor tonelaje del material: 2.6 TM/m3 (nos da laboratorio) C = Factor de esponjamiento: 0.9 D = Factor de llenado de cuchara: 0.75 Reemplazando estos valores tenemos: CUV 2.3 m. 2.6 TM/m. 0.9 0.75 CUV 4.0365 CUV 4 TM/m. /viaje b) Tonelaje obtenido por el disparo de avance (TA): TA VD B VD = Volumen por disparo: [95] π·r A 3.14 A metro de avance 2 2.00 m. 2 2.40 m. 15.072 m. A A A 4.00 m. 3.00 m. 2.40 m. 15.1 m. VD A 28.80 m VD A 15.1 m. VD A 28.80 m. 43.90 m. Reemplazando en la formula: TA VD B TA 43.90 m 2.6 TM/m TA 114.14 TM/m. c) Numero de viajes para limpiar el frente (N): TA N CUV 114.14 TM/m. N 4 TM/m. /viaje N 28.535 viajes N 29 viajes d) Ciclo de viaje (TV): [96] Sacando un promedio tenemos: Tiempo de carga : 20’’ Tiempo de viaje con carga : 40’’ Tiempo de descarga : 10’’ Tiempo de viajes descargado : 30’’ Ciclo neto de un viaje = 100’’ Tiempo muerto : 200’’ Total = 300’’ Convirtiendo 300’’ (segundos) a minutos: Minutos 1 300 60 1 300 Minutos 60 Minutos 5 TV 5 minutos e) Tiempo que demora para limpiar el frente (T1): TV N T 5 29 viajes T 2.416666667 T 2 horas 25 minutos T Por lo tanto el costo de limpieza del cargador frontal Caterpillar 950 por metro de avance será: CAP = Costo de alquiler del Payloader por hora. CAP = S/. 15,000 CAP CLA T CLA 2 hrs. 25 min. /. 15,000 /. 36,250 CLA [97] Para un metro de avance: /. 36,250 15,104 /./m. 2.40 m. 3.2. Jornales: 1 operador de payloader : S/. 1200 1 desatador : S/. 1000 Total = S/. 2200 Entonces como la limpieza dura 2 hrs. 25 min. el jornal para este tiempo de limpieza será: Jornal neto de limpieza: /. 2200 2 hrs. 25 min. 8 hrs. JNL 664.58 JNL 665 /./disparo Costo de limpieza por metro de avance (CLM): a) Costo de alquiler payloader : S/. 15,104 b) Jornales : S/. 665 /. 15,104 /. 665 CLM /. 15,769 CLM 4. Costo de accesorios de instalación para el aire comprimido y agua (CAL): Este costo se calculará para 100 m. para luego deducir el costo para un metro de avance. 4.1. Costo de accesorios para 100 m. (C100): a) Tubos: [98] Aire: de 2’’ (pulg.) de Ø en 100 m. (1,000.00 S/./m.) 100 m. 1000 /./m. 100,000 /./m. Agua: de 2’’ (pulg.) de Ø en 100 m. (1,000.00 S/./m.) 100 m. 1000 /./m. 100,000 /./m. /. 100,000 /.100,000 Cost. Tubos A /. 200,000 Cost. TubosA b) Coplas: (Juego completo de pernos tuercas y empaquetaduras) 32 coplas de 2’’ de Ø (S/. 1,200 c/u). 32 /. 1,200 /. 38,400 c) Campanas: 1 campana de 1’’ cuesta S/. 1,839 c/u 1 campana de ½’’ cuesta S/. 1,200 c/u /. 1,839 /. 1,200 Cost. Campanas / /. 3,039 Cost. Campanas / d) Mangueras: Manguera Aire: 15 m. de 2’’ (pulg.) Ø 1 m. cuesta S/. 1492 15 m. /. 1492 22,380 /./m. Manguera Agua: 15 m. de 2’’ (pulg.) Ø 1 m. cuesta S/. 1492 15 m. /. 1492 22,380 /./m. /. 22,380 /. 22,380 Cost. Mangueras A A [99] Cost. Mangueras A A /. 44,760 e) Válvulas: 4 válvulas de 2’’ (pulg.) (S/. 12,270.48 c/u) 4 /. 12,270.48 /.49,081.92 2 válvulas de 1’’ (pulg.) (S/. 8,212.00 c/u) 2 /. 8,212.00 /.16,424.00 /.49,081.92 /.16,424.00 Cost. Válvulas /. 65,505.92 Cost. Válvulas Entonces los accesorios para aire comprimido y agua para 100 m. de avance tendrá el siguiente costo: a) Tubos : 200,000.00 b) Coplas : 38,400.00 c) Campanas : 3,039.00 d) Mangueras : 44,760.00 e) Válvulas : 65,505.92 Total = S/. 351,704.92 Por lo tanto, el costo para un metro de avance CI, será: /. 351,704.92 CI 100 m. CI 3,517.0492 S/./m. CI 3,517.05 S/./m. 4.2. Jornales: Tubero : S/. 1200 Ayudante : S/. 1000 Jornales = S/. 2200 [100] En una hora de trabajo que se considera que realiza un metro de avance, el jornal valdrá: /. 2200 JH 8 hrs. J H 275 /./hr. Por lo tanto, el costo de accesorios de instalación para el aire comprimido y agua por metro de avance (CAL) es: 4.1 CI : S/. 3,517.05 4.2 J1H : S/. 275 CAL CI J H CAL 3,517.05 275 1. 2. 3. 4. CAL /. 3,792.05 RESUMEN: Costos directos: por un metro de avance de la rampa 121 Costo Perforación Costo Voladura Costo Limpieza Costo Accesorios (Aire comprimido y Agua) Costos directos CostoP Costos directos ó 5,281.18 CostoV 11,710.28 Costos directos : S/. 5,281.18 : S/. 11,710.28 : S/. 15,769.00 : S/. 3,792.05 CostoL CostoA 15,769.00 /. 36,552.51 3,792.05