perforación y voladura aplicada a la mineria a cielo abierto

“PERFORACIÓN Y VOLADURA
APLICADA A LA MINERIA A CIELO
ABIERTO”
Expositor
Ing. Lennart Guillen Núñez
Ubicación de la Mina Toquepala
América del Sur
a Puno
Suches
Pozos
n
a ArequipaMoquegua
Toquepala
Quebrada
Honda
Fundición
Refinería
Muelle
Il
o
Coquina
Ite
a Tacna
a Tacna
Foto panorámica: Mina Toquepala
carreteras
públicas
ferrocarril
túneles
línea eléctrica
línea de agua
relaves
carretera SPL
TEMARIO
• Capítulo I:
Definición, Propiedades de los Explosivos Industriales y
Sistemas de Iniciación.
• Capítulo II:
Manejo de Explosivos en Mina a Cielo Abierto
• Capítulo III:
Medidas de Seguridad en el Manejo de Explosivos
.
• Capítulo IV:
Caso Post Voladura de Disparo en Mina Toquepala
Capítulo I:
Definición, Propiedades y Tipos
de los Explosivos Industriales y
Sistemas de Iniciación.
PERFORACIÓN
Definiciones
A la perforación se puede definir como la combinación de las siguientes acciones:
 Percusión: Son los impactos producidos por los golpes del pistón, los que originan ondas de
choque que se transmiten a la broca.
 Rotación: Es aquella que hace girar la broca para que los impactos sobre la roca se produzcan
en distintas posiciones.
 Empuje: Es la fuerza necesaria para mantener en contacto la broca con la roca.
 Barrido: El fluido del barrido permite extraer el detrito del fondo de Perforación.
Y tiene como finalidad de abrir unos huecos en los cuales serán introducidos una serie de cargas
explosivas y sus accesorios iniciadores.
VOLADURA
Es la primera etapa de conminución del material in situ, siendo de vital importancia aprovechar al
máximo la energía química del explosivo, para así obtener una fragmentación adecuada con el
menor costo; elevándose la productividad en las labores de carguío, acarreo y chancado, dando
como resultado un mejor Costo Global de Minado.
Objetivo de la Voladura
• Destruir la estructura in situ de un macizo rocoso de manera que un
equipo mecánico pueda excavar eficientemente los fragmentos.
• Lograr lo que indica el párrafo anterior minimizando el daño en la roca
adyacente.
Explosivos
Los explosivos son una mezcla de sustancias: Una
combustible y otra oxidante, que al ser iniciadas dan lugar
a una reacción exotérmica altamente rápida generando
productos gaseosos a alta temperatura, los que ocuparan
un volumen mucho mayor.
Propiedades de los explosivos
Las propiedades básicas de un explosivo son:
1
2.
3.
4.
5
6.
Densidad
Resistencia al agua
Sensibilidad
Estabilidad química
Balance de oxígeno
Generación de gases
Tipos de Explosivos Industriales
Los
explosivos están hechos de oxidantes y
combustibles en una mezcla estable. Dándoles un
estímulo suficiente, se descomponen violentamente
liberando una gran cantidad de energía que llega a ser
útil para quebrar la roca. En la mayoría de los explosivos
comerciales, los oxidantes son principalmente nitratos,
siendo el NITRATO DE AMONIO el material básico de
fabricación.
NITRATO DE AMONIO
El nitrato amónico se obtiene por neutralización de ácido Nítrico con
Amoniaco tras la evaporación del agua:
NH3 + HNO3 -> NH4NO3
•
•
Aplicaciones
El nitrato amónico se utiliza sobre todo como fertilizante de larga
duración, debido a su buen contenido en nitrógeno. El nitrato es
aprovechado directamente por las plantas mientras que el amonio es
oxidado por los microorganismos presentes en el suelo.
El nitrato de amonio se emplea además como un explosivo al ser
mezclado con petróleo, ésta mezcla se llama ANFO (ammonium
nitrate – fuel oil). En la práctica este producto se fabrica con 94% de
nitrato de amonio y 6% de combustible Diesel.
ANFO
+
94% Nitrato de
Amonio Prill
ANFO
+
3% ACEITE USADO
3 % de diesel
EMULSION
Es una mezcla de dos líquidos inmiscibles unidos por un Emulsificante.
Los Líquidos Inmiscibles son:
•
•
Combustible o Petróleo (Fase Combustible o Fase Continua), y
Líquido Oxidante (Fase Oxidante o Fase Discontinua)
ANFO PESADO
Emulsión
ANFO
+
ANFO
PESADO
Tipos de Explosivos Industriales
Iniciadores y rompedores:
Productos a base de Pentrita (PETN) y TNT, mezcla que se denomina
Pentolita.
Tipos :
•
Iniciadores cilíndricos regulares
•
Rompedores cónicos
Propiedades principales:
• Alta Velocidad de Detonación (sobre 7000 m/s).
• Mayor resistencia al fuego, impacto y fricción
• Efecto direccional, en el caso de los rompedores.
Usos principales: Iniciadores de explosivos en perforaciones de gran
diámetro. Reducción de bolones en labores abiertas y subterráneas.
Cordón Detonante
El cordón detonante es un accesorio de voladura
compuesto por un núcleo fino y compacto de un
explosivo conocido como pentrita o P.E.T.N.,
recubierto por un tejido de fibra, que a su vez esta
Sistemas de Iniciación
•
•
•
•
Mechas de seguridad
Detonador a mecha
Sistema no eléctricos
Cordones detonantes
Capítulo II:
Manejo de Explosivos
en Mina a Cielo Abierto
Criterios de selección de explosivos
La selección de un explosivo dependerá de una serie de condiciones
que es preciso tomar en cuenta:
•
•
Características de la roca
– Rocas masivas fisuradas
– Rocas muy fisuradas
– Rocas conformadas en bloques
– Rocas porosas
•
Humos
•
Condiciones atmosféricas
•
Problemas de entorno
•
Precio del explosivo
•
Problemas de suministro
Diámetro de carga
•
Volumen de roca a tronar
•
Condiciones de seguridad
•
Presencia de agua
Voladura en Cielo Abierto
Diseño de
la Voladura
Refinamiento
del Diseño
Preparación
del Banco
Cuantificación
del Resultado
Distribución
del diseño de Malla
Excavación
Perforación
Carga de
la
Voladura
Voladura en Cielo Abierto
Diseño de Voladura
Preparación del Banco
Replanteo de la Malla y
Perforación
Carguío de Explosivo
Voladura
Excavación
Control de Daño:
Minimizar el daño en el entorno
de la Voladura.
CAPITULO III:
Medidas de Seguridad
en el Manejo de
Explosivos
Causas comunes en accidentes con explosivos
1.
Impacto o Fricción.
•
•
•
Golpear sobre restos de explosivos.
Golpear los iniciadores.
Rozar o friccionar explosivo.
•
Las materias explosivas sometidas
durante un período de temperaturas
elevadas pueden llegar a explosionar.
2.
Fuentes Eléctricas.
4.
Proyecciones de Roca.
•
Alambre de detonadores en contacto
con corrientes extrañas.
Cargar explosivos con tormenta
eléctrica.
Cables eléctricos en malas condiciones
cuando se está trabajando con
explosivos
(cielo
abierto
o
subterráneo).
•
Vigilancia inadecuada de los lugares de
trabajo.
Sistemas de señales inapropiadas.
Deficiencia al despejar el área de
trabajadores.
•
•
3. Calor o Llama.
•
•
Causas y Reducción de Flyrock
Flyrock
Flyrock
Taco
Explosivo
Burden
Burden
Burden
Causa: Burden primera fila muy
pequeño
Reducción: Aumentar Burden
Causa: Burden muy
grande
Reducción: Disminuir Burden y usar broca
más pequeña
Causas comunes en accidentes con
explosivos
Principales gases de Voladura
•
•
•
•
•
Monóxido de Carbono
Humos Nitrosos
Anhídrido Sulfuroso
Hidrógeno Sulfurado
Nitrógeno
Principales Gases de Voladuras
Monóxido de Carbono
Gases Nitrosos
Medidas de Seguridad
Trabajos con Explosivos
en
los
Nunca....
....Corte o recorte un tubo de choque y jamás retire o desgarre una cápsula
en un tubo de choque
....Fije la línea de inicio a la voladura o al disparo hasta haber hecho todas
las conexiones y el área de voladura haya sido despejada.
.... Cargue lo detonadores o cordón detonante EXEL en un taladro, ni los
exponga a temperatura sobre los 66° C ( 150 °F)
...Tire, estire, doble o someta a tensión indebida el tubo de choque: esto
afectará la capacidad de propagación de la onda de choque en las
secciones dañadas.
Nunca....
...Ensamble el detonador no eléctrico al booster hasta que no se realice la
operación de primado del taladro.
...Conecte un conector de superficie a su propio tubo de choque.
...Intente iniciar un cordón detonante con un conector de retardo de
superficie, diseñado sólo para la iniciación de tubos de choque.
...Use productos que parecieran estar dañado o deteriorados.
...Pase por encima con su vehículo, se puede enredar estirándolo y cortándolo
por tensión, generando un latigazo que lo puede iniciar.
Medidas al Almacenar Explosivos
•
Almacenar siempre los explosivos en
polvorines que se ajusten a la normativa
vigente.
•
Guardar los explosivos en polvorines
limpios,
bien
ventilados,
frescos,
sólidamente construidos y resistentes al
fuego.
•
Siempre utilizar o despachar
productos de mayor antigüedad.
•
Almacenar los productos del mismo tipo
y clase de tal manera que sea fácil
identificarlos.
•
Los envases defectuosos o rotos deben
ser colocados por separado dentro del
polvorín.
•
Ubicar los polvorines en áreas aisladas y
estratégicas, respetando la ley.
•
No abrir o re-envasar cajas de explosivos
dentro del polvorín.
los
Medidas al Transportar Explosivos dentro de las
zonas de trabajo en Mina
•
Verificar el buen funcionamiento del vehículo.
Impedir que la carga sobresalga o se exceda .
•
Llevar en los vehículos extintores de incendios, en
lugares apropiados y de fácil acceso, debiendo
conocer obligatoriamente el Chofer su uso.
•
Tener apagado el motor del vehículo durante las
operaciones de carga y descarga de explosivos.
Efectuar las operaciones de carga y descarga de
explosivos durante las horas del día y nunca cuando
haya tormentas eléctricas, de arena o nieve.
•
Durante la carga y descarga de explosivos, sólo
podrán permanecer en la inmediaciones el personal
autorizado para tal efecto, prohibiéndose cualquier
otra actividad en un radio de 50 metros.
•
Nunca transportar conjuntamente con explosivos
materiales metálicos, combustibles o corrosivos.
Medidas en el Área de Voladura
•
•
•
Limpiar el área de voladura retirando las rocas sueltas, la maleza, los
metales y otros materiales.
Delimitar con estacas o banderines de colores llamativos la zona a ser
volada e impedir el paso de maquinaria sobre la misma.
Toda área aislada deberá ser cargada con explosivo, deberá ser
señalizada por conos de color amarillo y negro y letreros que indiquen
el área.
CAPITULO IV:
Caso Post Voladura de
Disparo en Mina
Toquepala
DATOS GENERALES
PLANO GEOLÓGICO
SECCIONES GEOLÓGICAS
PROYECTO
2875 092
FECHA
15/10/14
ROCA
Dp bx-ga
ALTERACION
ga
VPP CRITICO
(mm/s)
261.87
VPP
(mm/s)
218
N° Tal
(Unidad)
307
FC
(Kg/Tn)
0.61
TOTAL EXP.
(Kg)
252,968
NITRATO DE AMONIO
(Kg)
118,895
EMULSION
(Kg)
126,484
DIESEL
(gal)
1174
ACEITE
(gal)
1174
TON.
(Tn)
414,450
MALLA
(m x m)
6x6
DENSIDAD ROCA
(gr/cc)
2.5
MUCHAS GRACIAS POR
SU ATENCIÓN…