1_introduccion. - U

Explosivos
Detonación: Proceso físico-químico mediante el cual el explosivo experimenta
una reacción química muy violenta que lo descompone en gases a
alta presión y temperatura, con una gran liberación de calor.
Clasificación cinética
-Deflagrantes: Reacción química muy violenta, del orden de 500 m/s
-Detonantes: Reacción violenta acompañada de onda de choque, velocidades del orden de 2000
m/s
Clasificación según requerimientos energéticos
-Primarios: Requieren una mínima cantidad de energía para iniciar la detonación
-Secundarios: Requieren mayor energía para iniciar, generalmente una detonación primaria
Efectos
Fracturamiento de la roca
Empuje
Tronadura
Operación elemental destinada a hacer detonar cargas explosivas en un macizo rocoso
Debe existir:
Iniciacion : Efecto que inicia la detonación de la columna explosiva
Conexión: Conectar todos los tiros entre sí a fin de transmitir la propagación de energía entre
ellos
Secuencia: Orden de salida que tendrán los tiros en el diseño de tronadura
Activación: Fuente de energía inicial que activa todo el conjunto de tiros de la tronadura
Diseño
-
Propiedades de la roca
En función de lo anterior se selecciona el explosivo a utilizar
Según parámetros geométricos se procede al diseño
Diseño de un banco de tronadura en cielo abierto
-introduccion: a traves de los tiempos los explosivos de tronadura se han vuelto cada vez mas
eficientes, es decir tienen mas energía para liberar a un menor costo. Esto conlleva a estudios
para aprovechar al máximo este potencial sin comprometer la seguridad del yacimiento
- la tronadura a cielo abierto se hacen mediante tronadura controlada, la cual se divide en 4 tipos:
𝑡𝑟𝑜𝑛𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒
𝑡𝑟𝑜𝑛𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒
Tronadura controlada {
𝑡𝑟𝑜𝑛𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑟𝑡𝑖𝑔𝑢𝑎𝑑𝑎
𝑝𝑒𝑟𝑓𝑜𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑛 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎
-explosivos acoplados/desacoplados
-Tronadura recorte = tronadura amortiguada?
-Barden=barreno?
-amarre de tronadura de precorte = conexión entre tiros?
I )Tronadura de precorte
Utiliza barrenos cargados ligeramente; espaciamientos cerrados y que se disparan antes de las
voladuras de producción. El propósito del precorte es formar un plano de fractura a través del
cual las grietas radiales de la voladura de producción no puedan pasar. Además, el plano de
fractura formado puede permitir el uso de taludes con mayor pendiente y que requieren de menor
mantenimiento. En consecuencia el precorte es una medida de protección para mantener la
pared final sin daños causados por la voladura de producción
Costosa y depende mucho del lugar y el explosivo utilizado
Se obtienen mejores resultados a menores diámetros de perforación ( hasta un diámetro umbral)
Pb = 1.69 x 10-3 x Expl. x VOD2
Algunos aspectos importantes:
Densidad de carga: Se medirá en kg/m2 , esto debido a que el fin de este
método es generar planos de fractura y no volumen de material
fragmentado
Secuencia de salida: Debe ser iniciado en forma separada o al menos 100 ms antes de iniciar la
tronadura de producción , a fin de que esta última no dañe el amarre de la tronadura de precorte
Inclinación del precorte: Precortes perforados inclinadamente ( 15° a 30°) ayudan a mejorar la
estabilidad de los taludes en comparación a un precorte sin esta pendiente
Voladura amortiguada
-
Controla mas la fragmentación y los fragmentos eyectados
“predicción” por parte del operador sobre cuantas partes se fragmentara la roca
Provee algún control sobre el número de fragmentos y la dirección en la cual estos
vuelan, esto permite que el equipo de carguío se ubique muy cerca de la
detonación sin mayor riesgo. Usualmente se ocupan diámetros menores de
perforación y mallas más reducidas con respecto a la tronadura de producción. Se
perfora un barreno entre 2/3 y 3/4 de la distancia a través de la piedra. El taco
para este tipo de voladura debe ser mínimo 1/3 de la profundidad del barreno ( y
como mínimo 30 cm).
Existen dos tipos de definición de este método:
i)
ii)
Por análisis de velocidad crítica de la roca
Por reducción de presión en las paredes del barreno
Por análisis de velocidad crítica de la roca
Se simulan las tronaduras, de modo de predecir las vibraciones que se generen tras la
última fila de tiros. Es necesario definir el valor máximo de velocidad de partículas que se
ocupará y a que distancia de la cara libre.
Para definir la malla se controlan las variables diámetro de perforación y factor de carga
Diámetro de perforación
Si se mantiene el diámetro con respecto a la tronadura de producción , el burden y
espaciamiento (E) debiesen reducirse de 0,6 a 0,8 veces.
En caso de disminuir el diámetro, el burden (B) y espaciamiento (B) deben estar en
el rango de 0,7 a 0,9 veces su valor nominal
Factor de carga
Se ocupa una carga explosiva tal que se mantiene el factor de carga con respecto a
una tronadura de producción, sin embargo esto sólo es proporcional pues la malla
será de un tamaño menor y en definitiva la carga también será de un valor mas
bajo.
Por reducción de la presión en las paredes
En esta variante se trabaja con dos supuestos fundamentales:
i)
ii)
El burden (B) debe ser del orden de 0,5 a 0,8 el burden de una tronadura de
producción y el espaciamiento (E) alrededor de 1.25 el burden
Se define la carga por barreno pero disminuyendo la presión en un 60%
Esto se controla ocupando la siguiente ecuación:
𝑃𝑎 =
0,6 ∙ 𝑃𝑝 ∙ 𝐸𝑎 ∙ 𝐵𝑎
𝐸𝑝 ∙ 𝐵𝑝
Donde:
𝑃𝑎 : Presión en tronadura amortiguada
𝑃𝑝 : Presión en tronadura de producción
𝐸𝑎 : Espaciamiento en tronadura amortiguada
𝐸𝑝 : Espaciamiento en tronadura de producción
𝐵𝑎 : Burden en tronadura amortiguada
𝐵𝑝 : Burden en tronadura de producción
Luego se calcula el desacople del explosivo en el pozo:
𝑃𝑑 = 𝑃 ∙ (√𝐶 ∙
𝑟𝑐 2𝑛
)
𝑟ℎ
Donde:
𝑃𝑑 : Presión con carga desacoplada
𝑃: Presión con carga sin desacoplar
𝐶: % de la columna de explosivo cargada
𝑟𝑐 : radio de la carga explosiva
𝑟ℎ : radio del barreno
n =1,25 para perforaciones secas; n= 0,9 para perforaciones con agua
Entonces habrán dos maneras , una opción es ocupar explosivos de diámetro
menos al de la perforación; y determinar 𝑟𝑐 imponiendo 𝐶 = 1. La otra alternativa
es ocupar 𝑟𝑐 = 𝑟ℎ y así encontrar el valor de 𝐶 , ocupando tacos de aire o
espaciamiento.
Es usual usar barro en lugar de grava como material de taco en estos casos. La
razón de esto es que , dado que la longitud del taco no será excesiva, el barro no se
trabará en las paredes del barreno pero dará el intervalo de tiempo necesario para
que mientras el barreno es expulsado el barreno alcance la presión adecuada. Al
utilizarse estos rangos de distancia, se obtiene el máximo amortiguamiento por
aire.; en consecuencia la roca se fragmentará en un mínimo de pedazos. En esta
técnica ocurrirá el mínimo de roca en vuelo y normalmente la roca sólo se
despejará de su lugar. Si se desean más fragmentos, el colchón de aire debe
reducirse incorporando más taco dentro del barreno. Mientras mayor sea el taco
se obtendrá mayor número de fragmentos y también aumentará la violencia