PERFORACIÓN, VOLADURA Y VENTILACION EN MINERIA

PERFORACIÓN,
VOLADURA Y
VENTILACION
EN
MINERIA
SUBTERRANEA
Expositor : Ing. Daniel Arcos Valverde
Ayacucho, Enero del 2008
PERFORACION
PERFORACIÓN
El principio de la perforación se basa en el
efecto mecánico de percusión y rotación,
cuya acción de golpe y fricción producen el
astillamiento y trituración de la roca.
Su propósito es abrir en la roca huecos
cilíndricos denominados taladros y están
destinados a alojar al explosivo y sus
accesorios iniciadores.
CONDICIONES DE PERFORACIÓN
Para conseguir una voladura eficiente la
perforación es muy importante así como la
selección del explosivo, este trabajo debe
efectuarse con buen criterio y cuidado.
La calidad de los taladros que se perforan
están
determinados
por
cuatro
condiciones: diámetro, longitud, rectitud y
estabilidad.
CICLO BÁSICO DE EXCAVACIÓN
El ciclo básico de una excavación
comprende la perforación y voladura. La
secuencia es la siguiente:
•
•
•
•
•
•
Perforación de taladros.
Cebado y carga de explosivo.
Amarre del sistema de iniciación.
Disparo.
Evacuación de
humos,ventilación,desatado, control de
estabilidad para la evaluación del
material volado.
Evacuación del material volado.
ESQUEMAS DE DIACLASADO
ESQUEMAS DE DIACLASADO
PARTES DEL FRENTE
Para efectos de voladura el frente de
pequeña a mediana envergadura se divide
en tres áreas:
1. Corte o arranque.
2. Núcleo o destroza.
3. Corona o contorno.
Secuencia de rotura que sigue el disparo:
Corte
Núcleo
Contorno
DESARROLLO
DEL BANCO ANULAR
3
2
4
1
5
3
4
2
5
1
1
2
3
4
5
NOMENCLATURA DE TÚNEL
CONTORNO
NÚCLEO
c
b
a
TÚNEL
SIMPLE
CORTE
O ARRANQUE
c
c
b
b
a
B
a
BANCO
PISO DEL TÚNEL (CRESTA DEL BANCO)
B
TÚNEL
EN DOS
ETAPAS
CORTES O ARRANQUES
La función del arranque es formar la
primera cavidad en el frente cerrado de una
rampa, creando así una segunda cara libre
para la salida de los demás taladros,
transformandose en un “banco anular”.
El arranque requiere en promedio 1.3 veces
mas de carga por taladro para desplazar el
material triturado.
MÉTODOS DE CORTE
Los tipos de trazos de perforación para
formar una nueva cara libre ó cavidad de
corte, son dos:
1. Cortes con taladros en ángulo o cortes en
diagonal.
2. Cortes con taladros en paralelo.
CORTE EN CUÑA
O EN “V” (WEDGE CUT)
A
60°
A
A´
A´
CORTE EN PARALELO
A
A
A´
A´
EJEMPLOS DE CORTE QUEMADO
a
b
c
d
EJEMPLOS PARA LIMITAR EL EFECTO DE SIMPATIA
ENTRE LOS TALADROS
a
b
c
TRAZOS DE ARRANQUE
PARA TÚNELES
LEYENDA
TALADRO
CARGADO
TALADRO
DE ALIVIO
DISTANCIA ESTIMADA DEL ALIVIO
AL PRIMER TALADRO DE ARRANQUE
B
B = 1,5 a 1,7 φ
Donde φ es el diámetro mayor
ESQUEMA GEOMÉTRICO GENERAL DE UN CORTE
DE CUATRO SECCIONES CON TALADROS
PARALELOS
B4
D1
B3
B1
D2
B3
B2
SECCION DEL CORTE
VALOR DEL BURDEN
PRIMERA
B1 = 1,5 * D1
SEGUNDA
B2 =
TERCERA
B3= 1,5 *
CUARTA
B4 = 1,5 * B
LADO DE LA SECCION
B1 * 2
B 1* 2
B
2*
3*
1,5 * B2 * 2
2
1,5 * B3 * 2
2
1,5 * B4*
2
DISTANCIA ENTRE TALADROS
Normalmente varían: arranque de 15 a 30 cm ,
ayudas de 60 a 90 cm y en los cuadradores de
50 a 70 cm.
Como regla práctica se estima una distancia de
2 pies (60 cm) por cada pulgada del diámetro
de la broca.
Los taladros periféricos (alzas y cuadradores)
se deben perforar a unos 20 a 30 cm del límite
de las paredes del túnel, para facilitar la
perforación y para evitar la sobre rotura, en
voladura normal.
En los taladros paralelos, es necesario perforar
los del techo y piso con cierto ángulo.
Si estos ángulos se exageran los resultados
serán negativos por sobrerotura.
ERRORES PERFORACIÓN
• HUECO DE ALIVIO DE DIÁMETRO MUY PEQUEÑO
• DESVIACIONES EN EL PARALELISMO
AVANCE
ERRORES PERFORACIÓN
• ESPACIAMIENTOS IRREGULARES ENTRE TALADROS
• IRREGULAR LONGITUD DE LOS TALADROS
AVANCE
ERRORES PERFORACIÓN
• INTERSECCION ENTRE TALADROS
AVANCE
SOBRECARGA
SIN CARGA
• SOBRECARGA (EXCESIVA DENSIDAD DE CARGA)
SOBRECARGA
LA MALLA DEL FONDO DEBE DE SER
IGUAL A LA MALLA DEL FRENTE
TAJEOS DE
MINA
• CON TALADROS SOBRE CABEZA INCLINADOS
TEMPORIZACIÓN: EFECTOS DE LA
SALIDA SECUENCIAL
ARRANQUE PARALELO
14
15
7
4
16
6
10
11
2
FRENTE
3
1
5
12
8
13
9
17
18
19
14
15 y 16
4
CORTE
LONGITUDINAL
10 y 11
1
2y3
1
12 y 13
5
8 y 9
17
SALIDA DEL
ARRANQUE
TEMPORIZACIÓN: EFECTOS DE LA
SALIDA SECUENCIAL
ARRANQUE ANGULAR
10
11
6
FRENTE
13
17
7
4
2
3
1
9
19
12
5
15
8
16
14
18
20
10
11 y 12
4, 6 y 7
CORTE
LONGITUDINAL
1
1
5, 8, 9, 17 y 18
15, 16, 19 y 20
SALIDA DEL
ARRANQUE
Taco Inerte (Detritus)
Efecto Mecánico:
Una adecuada longitud de taco,
desplazamiento o salida de los gases.
genera
CARGA EXPLOSIVA
Al utilizar los detritus como taco inerte
podemos aprovechar la forma irregular que
tienen, para distribuir las fuerzas horizontales,
provenientes de la detonación; en fuerzas
verticales e inclinadas, produciendo así que
dichas fuerzas hagan presión sobre las paredes
del taladro. Generando resistencia a la salida de
los gases y como consecuencia aumentar la
energía de impacto sobre la roca
||
mayor
oposición
al
VOLADURA
ALMACENAMIENTO
1. Deben efectuarse solo en polvorines autorizados según normas oficiales,
cumpliendo con las siguientes recomendaciones:
; Deben ser inaccesibles a
personas extrañas y
vigilados.
; Deben estar a distancias
prudenciales de otras
instalaciones para evitar
explosiones o daños por
simpatía.
; Estando prohibido
almacenar juntos
explosivos y accesorios
deben haber polvorines
para ambos.
; Esta prohibido
almacenar
explosivos o
accesorios con
otros materiales
o insumos
ajenos a ellos.
Durante el transporte de explosivos y accesorios de voladura de
Polvorines o Bodegas de Mina a los frentes de trabajo:
; Detonación
fortuita por
maltrato.
; Abandono de
explosivos Robos.
; Manipulación por
personas
inexpertas.
ANFO
(∅ = 45 mm)
Exadit
(∅ = 22 mm)
1m
Emulsión
(∅ = 22 mm)
Semexsa 80
(∅ = 22 mm)
Para un taladro de ∅ = 45 mm
Carguío de frente con el uso de explosivos muy
POTENTES con espaciadores.
Voladura Controlada
Minimiza el daño al macizo rocoso
Estabilidad
después
del
disparo
Influencia entre 0,20 y 0,50 m
Incidencia de los costos
Costos previos
a la voladura
Perforación
Explosivos
Seguridad / Ventilación
VOLADURA
Costos posteriores al
disparo
Avance
Sobrerotura / Dilución
Voladura secundaria
Seguridad: sostenimiento
ventilación
Carguío y transporte
Chancado y molienda
Recuperación metalúrgica
VENTILACION
ORIGEN DE LOS GASES DE MINA
USO DE EXPLOSIVOS
Toda voladura origina, en mayor o en menor grado, gases tóxicos producidos por las diversas reacciones químicas
que ocurren durante una explosión. El uso del ANFO, por ejemplo, genera diversos óxidos de nitrógeno los mismos
que aún en bajas concentraciones pueden resultar de necesidad mortal.
MAQUINAS DE COMBUSTION INTERNA
Pueden liberar gran cantidad de contaminantes, como el NOx, CO, etc., y esto es mayormente por la falta de
mantenimiento o por la altitud en la cual esta la maquina.
GASES DE ESTRATOS
Son gases que existen dentro de las estructuras rocosas del yacimiento y que, al entrar en. Contacto con una
labor minera, pueden producir grandes concentraciones de gases tóxicos.
RESPIRACION HUMANA
Cada persona exhala anhídrido carbónico (CO2) y si realiza una actividad física intensa la cantidad de anhídrido
carbónico producida será mayor.
COMPUESTO
FÓRMULA
DENSIDAD
MONOXIDO DE CARBONO
LMP máximo 29 mg/m3 ó 25 ppm.
CO
0.97
GAS
INCOLORO,
INODORO
E
INSIPIDO, SE LE UBICA EN LAS
PARTES ALTAS DE LA LABOR.
1.53
GAS
INCOLORO,
SABOR
LIGERAMENTE ACIDO, SE LE UBICA
A PARTIR DE LA PARTE MEDIA
HACIA DEBAJO DE LA LABOR
1.78
GAS
INCOLORO
EN
CONCENTRACIONES
BAJAS,
EN
ALTAS TOMA UN COLOR PARDO. SE
UBICA EN LAS PARTES BAJAS DE LA
LABOR
2.00
GAS INCOLORO, SOFOCANTE, DE
OLOR A HUEVOS PODRIDOS, SE
PRRESENTA
EN
MENOR
PROPORCION Y ESTA REFERIDO A
LOS CARGADORES DE BATERIA .
DIOXIDO DE CARBONO
CO2
LMP máximo 9000 mg/m3 ó 5000 ppm.
GASES NITROSOS
NO2 Y NO3
LMP máximo 07 mg/m3 ó 5 ppm.
GASES SULFUROSOS
LMP
máximo 5 ppm.
SO2
OBSERVACIONES
DISTRIBUCION ESQUEMATICA DE LOS GASES POR SU DENSIDAD
(AMBIENTE SIN VENTILACION)
Altitud (msnm)
Cantidad mínima de aire necesaria
por hombre (m³/min)
Hasta los 1500
3
De 1500 a 3000
4
De 3000 a 4000
5
Sobre los 4000
6
En el caso de emplearse equipo diesel, la cantidad de aire circulante no
será menor de tres (3) metros cúbicos por minuto por cada HP que
desarrollen los equipos.