INTRODUCCION A LA PERFORACION Y VOLADURA A

TAJO ABIERTO(PUCP – 2010)

TELLY ZUÑIGA INFANTEDRILL AND BLAST ENGINEER

PERFORACION

¿Cuál es la actividad más importante en el proceso minero?

TERMINOLOGIA

*FUENTE ENAEX

TECNICAS DE PERFORACIONPrimera operación unitaria de acondicionamiento de voladura, donde se realizan hoyos dónde se alojarán los explosivos.

La perforación se efectúa por los siguientes medios:

1. Percusión, con efecto de golpe y corte como el de un cincel y martillo. Ejemplo, el proporcionado por los martillos neumáticos pequeños y rompe pavimentos.

2. Percusión/rotación, con efecto de golpe, corte y giro, como el producido por las perforadoras neumáticas comunes, tracdrills, jumbos hidráulicos. Utilizada en mineria de superficie.

3. Rotación con efecto de corte por fricción y rayado con material muy duro (desgaste de la roca, sin golpe), como el producido por las perforadoras diamantinas para exploración.

4. Fusión mediante un dardo de llama que funde roca y mineral extremadamente duro como la taconita (hierro), método aplicado en algunos yacimientos de hierro de Norteamérica.

PERFORACION

¿Cuál es la perforación perfecta?

Taladros alineados (x,y: malla)Taladros con orientación e inclinación correctosTaladros con longitud de diseñoTaladros diámetro correcto

TALADROS QUE SIGUEN EL DISEÑO DE PERFORACION

MALLA: Son un conjunto de puntos en el espacio con determinadas coordenadas y características como: Diámetro de perforación, longitud de perforación, burden, espaciamiento, sobreperforación y otros.

Malla de perforación con determinadas longitudes

DISEÑO DE PERFORACION

Malla de perforación

LONGITUD DE TALADROS / MALLA

Energía mal distribuida

Energía mejor distribuida.

ALINEMAMIENTO

ALINEMAMIENTO

TIPOS DE MALLAS DE PERFORACION

CATCH BENCH = 12 m.CATCH BENCH

PRECORTES TRIM / BUFFER / CONTROLADAS /PROCEDIMIENTO PRODUCCION

VOLADURA

¿ Cuál es la voladura perfecta?

Sin proyección de rocasbuena fragmentación (no bolonería, no frentes duros, ni muchos finos)Mínimo nivel de vibracionesCuidado de paredes finales (no sobrerotura)Pila homogénea y fácil de cargar por equipos)

Y la seguridad de equipos y personas?

Y la estabilidad de las paredes? Cambio de diseño de tajos?

Y el material a minar?

Buena o mala fragmentación?

EXPLOSIVOSCompuestos o mezclas químicas capaces de una descomposición química rápida y violenta en un tiempo muy corto, liberando una gran cantidad de energía a altas temperaturas y presiones ocupando un mayor volumen del inicial.

Siglo IX durante la dinastía Tang, donde los alquimistas fabrican la pólvora negra a partir de una mezcla de nitrato potásico, azufre y carbónvegetal.1847 nitroglicerina por el químico italiano Ascanio Sobrero Dinamita gelatinosa en 1870 por el ingeniero sueco Alfred Nobel.En 1955 el americano Robert W. Acre crea la akremita, una mezcla de nitrato amónico en forma de “prills” porosos, con combustibles sólidos; poco después se sustituyen estos últimos porfuel-oil, naciendo el ANFO; 1956 se emplean los camiones de carga a granelde explosivo. Se mejoraba la productividad de laslabores a la vez que se abarataba la voladura .

Dato: 250 gr. de TNT libera una energía capaz de levantar un auto 100 m.

21 /09/1921-pueblo Aleman de Oppau-4.500 toneladas de fertilizante.Crater 30 km de radio.

CLASIFICACION DE LOS EXPLOSIVOS

EXPLOSIVOS

MECANICOSE liberada por vaporización a través

de introducción de un material a muy alta temperatura

QUIMICOSActúan por procesos de reacción química de detonación producción

por una onda de choque

NUCLEARESE liberada por desintegración

U235, plutonio

EXPLOSIVOS QUIMICOSEXPLOSIVOS QUIMICOS

ALTOS EXPLOSIVOS

VOD: 2000 A 7000 m/s

BAJOS EXPLOSIVOS

VOD < 2000 m/s

PRIMARIOS (DETONANATES)

ALTA ENERGIA Y SENSIBILIDAD, INICIADORES DE SECUNDARIOS: PENTRITA, AZIDA DE PLOMO,

FULMINATOS, ETC

SECUNDARIOS (DEFLAGRANTES)

GENERAN EL ARANQUE Y ROTURA DE LA ROCA, MENOS SENSIBLES PERO DESARROLLAN MEJOR

TRABAJO UTIL

DE USO CIVIL O INDUSTRIALES

DE USO MILITAR

EXPLOSIVOS INDUSTRIALES ROMPEDORES

EXPLOSIVOS INDUSTRIALES ROMPEDORES

ALTOS EXPLOSIVOS AGENTES DE VOLADURA EXPLOSIVOS INDUSTRIALES

TNT

GELATINAS

DINAMITAS

HIDROGELES SENSIBILIZADOS

EMULSIONES SENSIBILIZADAS

ANFO

HIDROGELES

EMULSIONES

MIXTOS: ANFO PESADO

SISMICOS

VOLADURA CONTROLADA

NITRATO DE AMONIO GRADO

ANFO

Es un nitrato en forma de prill o perla, con una estructura micro poroso y microcristalino este le otorga excelente propiedad a las mezclas explosivas.

Es un agente oxidante que consiste en una mezcla adecuada de agua, agente emulsificante, nitrato de amonio grado técnico y aceites o combustibles cuya resistencia al agua es excelente.

EMULSION MATRIZ

ANFO - ANFOS PESADOS (HEAVY ANFOS)

ANFO es una mezcla de nitrato de amonio, emulsión y petróleo, en una determinada proporción.Los ANFOs pesados son mezclas de nitrato de amonio, emulsión y petróleo en diferentes proporciones, su nomenclatura es HA-XY

Denominados explosivos a granel ampliamente usados en minería a tajo abierto.

FABRICACION DE EXPLOSIVOS EN CAMPO

Se realiza a través “camiones fábrica”:

VACIABLESBOMBEABLES Y VACIABLESUNYBODY (BOMBEABLES Y/O VACIALBES -CONVERTIBLES)

CAMIONES FABRICA VACIABLES

EM

NAD2

AN

FO

HA-XY

VACEABLE

CAMIONES FABRICA BOMBEALBES Y VACIABLES

EM

NAD2

AN

FO

HA-XY

BOMBEO

UNIBODY - CONVERTIBLES

ACCESORIOS DE VOLADURADETONADOR NO ELECTRICO (F12)

Sello antiestático

Tubo de choque

Sello de goma

Cushion Disk

PETNAcida de Pb

Tren de retardo con 1, 2, 3 elementos

DIB

Sealer Crimper

NONEL® DYNO NOBEL

Tubo de choque

ACCESORIOS DE VOLADURA

INICIADOR CILINDRICO (BOOSTER)

ACCESORIOS DE VOLADURA

CONECTORES DE SUPERFICIE

F2

ACCESORIOS DE VOLADURA

LINEA TRONCAL LINEA DE INICIO

ACCESORIOS DE VOLADURA

MECHA DE SEGURIDAD MECHA ENSAMBLADA

ACCESORIOS DE VOLADURA

CORDON DETONANTE

SISTEMAS DE INICIACION

SI - NO ELECTRICO TRADICIONAL MIXTO Cordón detonante en superficie (como líneas troncales), en conjunto con conectores de retardo de superficie para cordón.Detonador no eléctrico en fondo de taladro.

SISTEMAS DE INICIACION

SI – NO ELECTRICO TRADICIONAL SILENCIOSO

Conectores de superficie en tróncales y entre taladros

SISTEMAS DE INICIACION

SISTEMA DE INICIACION ELECTRONICO Detonadores electrónicos programables de alta precisión en fondo del taladro conectados a través de cables y líneas de disparo.

OPCIONES DEL MERCADO: HotShot (ENAEX), Ikon (ORICA)

SISTEMA ELECTRONICO IKonI-kon es un moderno y preciso Sistema de Iniciación Electrónico, que puede controlarla Energía desprendida por una tronadura optimizando la fragmentación, disminuyedaño por vibraciones, controla la dilución.Los componentes primarios del sistema i-kon son: Logger, Blaster y DetonadorElectrónico.Los elementos secundarios del sistema i-kon son: cable de conexión y línea de disparo.

SISTEMA ELECTRONICO IKon

SISTEMA ELECTRONICO IKon

PARAMETROS VOLADURAINICIALES

BURDEN

B”=45XD” (H&B)B’=((2XD.EXPL/D.ROCA) + 1.5) XDIAMETRO” (KONYA)

ESPACIAMIENTO

CALCULADO CON BURDEN Y FACTOR DE CARGA

SOBREPERFORACION

SD(m)=03XB (KONYA)SD(m)=(0.2 A 0.3)XB (H&B)

ALTURA DE TACO

T”=25XDIA” DETRITUST”=20XDIA” GRAVILLA

FC = Toneladas de explosivo (TE) Tonelaje quebrada de roca (TQ)

TQ = Altura de banco x Burden x Espaciamiento x Densidad de rocaTE = Altura de carga x densidad de carga lineal (DC)DC = Densidad del explosivo x (diámetro del taladro en pulgadas)2 x 0.507

PARAMETROS VOLADURAFACTOR DE CARGA (FC)

Ejemplo:

Densidad HA-46 = 1.16gr/ccDiámetro = 10 5/8”.Altura de banco = 10.0 mSobre perforación = 1.5 mBurden = 6.5 mEspaciamiento = 7.5 mAltura de carga = 6.0 mDensidad de roca = 2.5

CALCULOS

DC = 1.16x(10 5/8)2 x 0.507=66.39 kg/mTE = 6.0x66.39=398.34 kgTQ = 10.0x6.5x7.5x2.5=1218.75 ton

FC = 398.341218.75

FC=0.33 kg/ton

DISEÑOS DE AMARRE

TIEMPOS SEGÚN DUREZATiempos cortos para fragmentarTiempos largos para mover material

SECUENCIA DE SALIDAMovimiento de materialZonas a cuidar (vibraciones)Geometría de la voladuraCara libre

DISEÑOS DE AMARREISOTIEMPOS