Explosivos

Detonación: Proceso físico-químico mediante el cual el explosivo experimentauna reacción química muy violenta que lo descompone en gases aalta 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 controlada { tronadurade precortetronadu ra derecortetronaduraamortiguadaperforacionen 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) Por análisis de velocidad crítica de la rocaii) 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) 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

ii) 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 ∙B p

Donde:

Pa : Presión en tronadura amortiguadaPp: Presión en tronadura de producciónEa: Espaciamiento en tronadura amortiguadaEp : Espaciamiento en tronadura de producciónBa: Burden en tronadura amortiguadaBp: Burden en tronadura de producción

Luego se calcula el desacople del explosivo en el pozo:

Pd=P∙ (√C ∙rcrh

)2n

Donde:

Pd: Presión con carga desacoplada P: Presión con carga sin desacoplarC: % de la columna de explosivo cargadarc: radio de la carga explosivarh: radio del barrenon =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