FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS MINERÍA GENERAL CÓDIGO Nº 033C ESTUDIO DE EXPLOSIVOS presentación de CONTENIDO ANTECEDENTES DEFINICIÓN EXPLOSIVOS CLASIFICACIÓN DE EXPLOSIVOS PROPIEDADES ó CARACTERÍSTICAS DE LOS EXPLOSIVOS ACCESORIOS DE VOLADURA MEZCLAS EXPLOSIVAS COMERCIALES Se considera 600 años aproximadamente de evolución del primer explosivo la pólvora negra. 1846, Ascanio Sobero, inventa la nitroglicerina. 1867 Alfred Nobel(1823-1896), químico industrial sueco, patenta la dinamita (NG+tierra de diatomea). 1875.Alfred Nobel patenta la dinamita gelatinosa (se adicionan nitrocelulosa). II.Los materiales explosivos son compuestos o mezclas de sustancias en estado liquido, gaseoso, solido que por medio de reacciones químicas de oxido-reducción son capaces de transformarse en un tiempo muy breve del orden de una fracción de milisegundo , en productos gaseosos y condensados, cuyo volumen inicial se convierte en una masa gaseosa que llega a alcanzar altas temperaturas y elevadas presiones. Así los explosivos comerciales son una mezcla de sustancias , combustible y oxidantes, que dan lugar a una reacción exotérmica muy rápida que genera una serie de productos gaseosos a alta temperatura y presión químicamente estable, y que ocupan un mayor volumen aproximadamente de 1000 a 10 000 veces mayor que el volumen original del espacio donde se alojo el explosivo. EXPLOSIVOS • Un explosivo es un material que puede hacer explosión liberando grandes cantidades de energía bajo la forma de gases, calor, presión o radiación. Para la preparación se utilizan sustancias especiales que se mezclan. Hay muchos tipos de explosivos según su composición química. EXPLOSIVOS: EXPLOSIVOS FOSFORO PARA CHISPEO CUCHILLO PARA ENCEBADO PUNZON DE MADERA PARA PREPARAR CEBO III.- COMPONENTES DE LOS EXPLOSIVOS COMBUSTIBLES: su función es ser sensibilizadores. Ej. el petróleo, el carbón OXIDANTES: son los nitratos de amonio, sodio etc. OTROS: como gomas, agua agentes gelatinizantes, etc Composición general de los explosivos del mercado GRUPO OXIDANTE COMBUSTIBLE SENSIBILIZADOR Nitrato de amonio (molido) Harina de madera (celulosa) Nitroglicerina Nitrocelulosa Nitrato de amonio (en solución) Petróleo, aceites, emulsificantes Aire, gas (contenido en microesferas) ANFO Nitrato de amonio (prills) Petróleo Aire (contenido en los poros del prill) ANFO pesado Nitrato de amonio (prills y en solución) Petróleo, aceites y otros Aire (de los prills del ANFO) Dinamitas Emulsiones GASES NITROSOS MONOXIDO Y OTROS IV.- CLASIFICACIÓN DE EXPLOSIVOS I. MECÁNICOS: cardox, hydrox, airdox, oxígeno líquido, etc II. QUÍMICOS: Bajos explosivos y Altos explosivos III. NUCLEARES: en base a minerales radioactivos pueden ser de Fisión y Fusión CLASIFICACIÓN DE LOS EXPLOSIVOS MECANICOS QUIMICOS ALTOS EXPLOSIVOS PRIMARIOS SEGUNDARIOS DINAMITAS NUCLEARES BAJOS EXPLOSIVOS PERMISIBLES NO PERMISIBLES AGENTES DE VOLADURA BASADOS EN AGUA SECOS V.- PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS • • • • • • • • • La sensibilidad Resistencia al agua Brisance ó poder rompedor Sensitividad Velocidad de detonación Presión de detonación Densidad Potencia Simpatía ,clases de humos, etc. POTENCIA RELATIVA PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS BRISANCE O PODER ROMPEDOR DENSIDAD-DENSIDAD DE CARGA VELOCIDAD DE DETONACIÓN SENSITIVIDAD APTITUD A LA TRANSMISION SIMPATIA SENSIBILIDAD RESISTENCIA AL AGUA CATEGORIA DE HUMOS VI.- ACCESORIOS DE VOLADURA La pólvora negra Mechas ó guías de seguridad Mechas rápidas o cordón de ignición Los conectores Fulminante común Fulminante eléctrico Fulminante eléctrico de retardo Fulminantes electrónicos FANEL (Fulminante Antiestático No Eléctrico) Cordón detonante Booster FAME MASTE Ó DECK MASTER ó SLIDER PRIMER Los accesorios de voladura son materiales requeridos para iniciar o retardar cargas explosivas por métodos adecuados o aprobados. Los principales accesorios de voladura son: 1.- PÓLVORA NEGRA: Contiene: NO3K 64%-73% S 18%-12% C 18%-16% Pólvora Negra 2. MECHA O GUÍAS DE SEGURIDAD: Tiene por objeto transmitir el fuego que le hemos aplicado con el encendedor hasta el fulminante ,a fin de producir la explosión. La guía consiste en un cordón continuo en cuyo centro se ubica la pólvora protegido de diferentes capas además de diferentes materiales como papel, hilo de algodón, brea etc Alma o relleno de pólvora 65gr/m Velocidad de combustión 145seg/m Mecha o Guías de Seguridad MECHA LENTA . Es un cordón flexible que contiene pólvora y por el cual se transmite el fuego a una velocidad uniforme hasta el detonador. Componentes de la Mecha de Seguridad Pólvora negra (5 a 6 g/m) Forro de PVC compuesto Hilo de arrastre Cintas de papel kraft Hilos de algodón con recubrimiento de brea y cargas inorgánicas como tiza, talco, etc. 3.- MECHA RÁPIDA O DE CHISPEO: Es un accesorio de voladura denominada también mecha rápida que esta formada por una masa pirotécnica y dos alambres centrales, uno de cobre y otro de hierro . Este accesorio se junta con los conectores y tiene por objeto eliminar el chispeo de frente y evitar la exposición del operador a los humos evitando también la posibilidad de iniciación prematura. Permitiendo al operador retirarse a una posición mas segura. Mecha rápida MECHA RÁPIDA La Mecha Rápida esta conformada por un alambre metálico cubierto con mezcla pirotécnica, forrados con una capa plástica para impermeabilizar y protegerlos. Este accesorio se usa como complemento del Detonador Ensamblado con Conector de Ignición para su encendido secuencial. Componentes de la Mecha Rápida Forro de polietileno Compuesto pirotécnico (6 a 7 g/m) Alambre de refuerzo de Cu, Fe o Al Alambre central de Cu, Fe o Al 4.- CONECTORES: Llamadas capsulas encendedores, es un complemento del cordón de ignición (mecha rápida) , de la cual recibe el calor necesario para encender y activar la mecha de seguridad. Es una capsula metálica de Al parecida al fulminante en cuya parte inferior tiene un corte de 2.38mm y es paralelo de la base , el cordón de ignición se coloca en esta ranura y se presiona la base para asegurar un contacto positivo. Su longitud es de 35mm y su diámetro 6.2mm. CONECTORES Componentes del Conector de Ignición Cápsula de aluminio Masa pirotécnica 5.- FULMINANTES: Es una capsula cilíndrica de aluminio cerrada en un extremo, en cuyo interior lleva una cantidad de explosivo muy sensible a la dinamita , se usa junto ala mecha , para poder iniciar la voladura. Fulminante común Fulminante eléctrico Fulminante eléctrico de retardo FULMINANTES Componentes del Fulminante Simple N° 8 Cápsula de aluminio Carga primaria (Mixto: 120 mg) Carga base (PETN: 550 mg) 6.- CORDON DETONANTE: Son accesorios no eléctricos de voladura con propiedades importantes como la alta velocidad de detonación facilidad de manipuleo y seguridad. Esta constituido por un núcleo de pentrita de alto poder explosivo cubierto por papel y tejido con hilos de algodón y fibras sintéticas lo que proporciona mayor resistencia ala abrasión . Se usa para la minería subterránea. CORDÓN DETONANTE. Es un accesorio compuesto por un núcleo de nitropenta (PETN), recubierto por fibras y cobertura plásticas que le confieren resistencia en superficies abrasivas y/o cortantes sin deteriorarse, facilitando su manipulación. Presenta una gran tolerancia a variaciones de temperatura, pudiendo ser utilizado desde -20º C hasta +55º C . Se recomienda para voladuras en minería subterránea, cielo abierto, canteras y obras civiles. CORDON DETONANTE 7.- FANEL: Consta de 3 partes: La manguera FANEL: -carga explosiva(40gr/m) -velocidad de propagación(2000m/s) El fulminante de retardo -Longitud 88mm -carga explosiva =100 m-gr La etiqueta Fanel dual FANEL LSEF Fanel unitario 8.- BOOSTER: Son dos tipos : a) BOOSTER convencional: 50%TNT y 50%PETN a) BOOSTER aluminizado: Es el reforzador o ayuda de la iniciación de la voladura BOOSTER Ten mucho cuidado en la preparación del cebo y en el atacado del taladro. ENSAMBLE MASA EXPLOSIVA FULMINANTE MECHA DE SEGURIDAD SEMEXSA 80 EXPLOSIVO ROMPEDOR (DINAMITA) EXPLOSIVO INICIADOR (PRIMARIO) efecto de retén COLUMNA DE CARGA COMPRIMIDA TACO VII.- MEZCLAS EXPLOSIVAS COMERCIALES I.- DINAMITAS DINAMITA PURA O NORMAL DINAMITA GELATINOSA DINAMITA AMINIACAL DINAMITA GELATINA-AMINIACAL II.- AGENTES DE VOLADURA AGENTES DE VOLADURA SECO ó GRANULAR: ANFO, ALANFO, SANFO AGENTES DE VOLADURA ACUOSO ó BASADOS EN AGUA : SLURRY, EMULSIONES, Y ANFO PESADO (HEAVY ANFO) 1.- DINAMITAS • Gelatina Especial 90 - 80 - 75 Dinamitas gelatinosas de alto poder rompedor. Debido a su alta velocidad de detonación proporciona una buena fragmentación en roca tenaz, lo cual genera una ventaja para el posterior acarreo y trituración del material volado. GELES, Entre estos se encuentran los geles explosivos, que son fabricados a partir de nitrocelulosa y nitroglicerina; el straight gel, fabricado a partir de los geles explosivos y combustibles gelatinizados. Este explosivo generalmente tiene una consistencia plástica y es de alta densidad; otro es el gel amoniacal (gel extra) y los semi-geles. 2.- Agentes de voladuras a) Tipos granulares o secos: ANFO: Agente de voladura a base de Nitrato de Amonio. Alta seguridad en su manejo y almacenamiento. Llenado de los barrenos por libre escurrimiento. Usado en canteras, minas obras de vialidad y túneles secos. Limitados a trabajos secos o casi secos, debido a su poca resistencia a la humedad. NITRATO DE AMONIO: ALANFO: (ANFO aluminizado) SANFO: ANFO + Nitrato de Sodio • ANFO GRANULADO Examon "V" - Examon "P"- "Solanfo" Estos agentes de voladura granulares para terreno seco cuentan con alto rendimiento energético, seguridad y facilidad de manipuleo. Su uso presenta ventajas económicas y operativas por su facilidad de carguío manual o neumático, así como por su contenido de un eficiente agente antiestático que disminuye el riesgo de detonación prematura por electricidad estática generada por fricción. Está especialmente diseñado para su uso en minería subterránea, tunelería, excavación de canales y obras civiles. Su perfecta homogeneidad y exacta dosificación en la mezcla de sus componentes asegura un balance de oxígeno constante y su textura permite al producto confinarse adecuadamente al taladro. b) Tipos acuosos: EMULSIONES: Una emulsión es una mezcla de dos substancias no miscibles donde una de las substancias, la fase dispersada, es dispersada en la otra, la fase continua. ANFO PESADO ó HEAVY ANFO Es la mezcla entre un ANFO y una emulsión para aumentar su densidad y energía. EMULSION GASIFICADA TALADROS PERFORADOS EN UN FRENTE ESQUEMAS DE CARGA PARA DINAMITAS TALADROS CARGADOS CON EXPLOSIVOS PARA DISPARAR CARMEX ® : Secuencia de Salida RECOMENDACIONES GENERALES I. EN EL ALMACENAJE II. EN EL TRANSPORTE III. EN LA PREPARACIÓN Y DISPARO. I.- RECOMENDACIONES PARA EL ALMACENAJE Guarda siempre los explosivos (dinamita, emulsiones, ANFO y cordón) en un polvorín y los accesorios de voladura (detonadores, guías y retardos) en otro. Antes de recoger detonadores siempre descarga la corriente estática que puedas tener, tocando la barra de cobre con línea a tierra. Nunca almacenes aceite, pintura ni otros combustibles junto con los explosivos o con el Nitrato de Amonio. Nunca guardes herramientas ni objetos de metal que puedan producir chispas en un polvorín. Nunca dejes explosivos fuera de un polvorín. Jamás fumes o enciendas fuego dentro o alrededor de un polvorín, ni permitas que otros lo hagan. No debes realizar ningún trabajo dentro del polvorín, solo acomodar los explosivos. Utiliza solo herramientas que no produzcan chispas para abrir las cajas. Si se incendia el nitrato, apágalo con abundante agua, los extintores no son aplicables. Usa máscara contra gases; los vapores que produce el nitrato al arder son muy tóxicos. II.- TRANSPORTE DE EXPLOSIVOS EN LA MINA Nunca transportes explosivos junto con fulminantes y otros accesorios de voladura en el mismo vehículo. No lleves explosivos en los jumbos, scooptrams, cargadores frontales y otros equipos pesados. No transportarlos en locomotoras, ni permitir que se contacten con líneas eléctricas activas como la del trolley. Al cargar o descargar el vehículo, no arrojes las cajas al suelo. SIEMPRE ANUNCIAR QUE SE ESTÁ TRANSPORTANDO EXPLOSIVOS Siempre lleva los explosivos en forma separada de los accesorios manteniendo una distancia prudencial entre ellos, que puede ser de 20 m. Jamás fumes ni lleves fósforos o materiales inflamables cuando transportes explosivos Si una persona transporta explosivos y accesorios, debe realizar dos o más viajes: Primero con los explosivos, y Luego con los accesorios. SIEMPRE ANUNCIAR QUE SE ESTÁ TRANSPORTANDO EXPLOSIVOS III.- RECOMENDACIONES PARA LA PREPARACIÓN Y EL DISPARO Antes de ingresar al frente verificar si hay presencia de gases remanentes del disparo anterior. Desata con una barreta toda roca suelta o rajada, antes de perforar. Por ningún motivo perfores en los huecos de taladros del disparo anterior, puede haber restos de explosivo compactado. Se debe terminar la perforación antes de cargar los taladros. Si dejas accesorios y explosivos en el suelo, deben estar bien separadas y ser claramente visibles, para ello se puede poner un letrero o señal para evitar que puedan ser aplastadas. Ten mucho cuidado en la preparación del cebo y en el atacado del taladro. ENSAMBLE MASA EXPLOSIVA FULMINANTE MECHA DE SEGURIDAD SEMEXSA 80 EXPLOSIVO ROMPEDOR (DINAMITA) EXPLOSIVO INICIADOR (PRIMARIO) efecto de retén COLUMNA DE CARGA COMPRIMIDA TACO Jamás fumes ni hagas fuego cuando manipules explosivos. Riega el frente para lavar el polvo y ver si hay tiros fallados. Elimina los tiros fallados con chorro de agua o colocándole una nueva prima. Todo explosivo sobrante debe ser devuelto al polvorín. NO OLVIDES !!!!!! LOS EXPLOSIVOS NO RESPETAN A NADIE LA SEGURIDAD DEPENDE DE TI MISMO ¿IGNORANCIA … EXCESO DE CONFIANZA? ¿IGNORANCIA … O EXCESO DE CONFIANZA? Y QUE OCURRIÓ AQUÍ…?
