Riesgos Por Explosivos
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1
RIESGOS POR EXPLOSIVOS
EXPERTOS EN SEGURIDAD MINERA
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TRONADURA
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OBJETIVOSMaximizar la energía liberada por el explosivo para fragmentar lo mejor posible una parte del macizo rocoso,
Minimizar la energía del mismo hacia la otra parte delmacizo rocoso (remanente) para así producir el menor daño posible”.
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PALABRAS CLAVES
Explosivos: Combustible + oxidante
Energía: Gases y onda de choque
(vibraciones) que generan
trabajo
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Fragmentación: tamaño y distribución
Daño: Minimizar la alteración en su entorno
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La tronadura es una operación relevante en la minería:
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Carga de perforaciones y encendido de los explosivos.
OPERACIÓN
Se forma gas y choque
Rotura de la roca
Para la tronadura se requiere los siguientes explosivos y accesorios:
• Explosivos• Fulminantes• Conectores
REQUERIMIENTOS
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FUENTES DE LA ENERGíA DE LOS EXPLOSIVOS
Cuando los explosivos reaccionan químicamente, se liberan dos tipos principales de energía.
•Energía de choque (presión de choque). •Energía de gas (presión de gases).
ENERGIA DE CHOQUE
En los altos explosivos, la presión viaja a través del explosivo antes que la energía de gas sea liberada.
Es una presión transitoria que viaja a través del explosivoa la velocidad de reacción y es seguida de la presión de gas.
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ENERGÍA DE GAS
La energía de gas liberada es la causa de la mayor parte de la fragmentación de la roca.
La presión de gas es la presión que los gases en expansión.
Se oponen contra las paredes del barreno.
La presión resulta de la cantidad de gases liberados.
(La presión de gas es aproximadamente la mitad de la presión de detonación)
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PROCESO DE DETONACION DE UN CARTUCHO DE DINAMITA
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MECANISMOS DE FRAGMENTACIONDE LA ROCA
Son dos los mecanismos.
• Provoca micro fracturasen la roca.•Inicia micro fracturas en lasfallas del borde de la perforación
Onda de choque
•Es transitoria •Se disipa rápidamente con la distancia•La velocidad de propagación es de2,5 a 5 veces la velocidad máximade propagación de las grietas.
• El pulso sobrepasa rápidamente la propagación de las grietas.
• Efectúa la fragmentación
Presión de gas
• Ocurre cuando el agrietamiento radial ha concluido • Las fuerzas empujan hacia el punto de alivio o la línea de menor resistencia.
•. Si no hay alivio, sólo se formarán grietas radiales
• Las perforaciones harán cráteres o el taco saldrá disparado.
• La fragmentación disminuye
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FRACTURA DE ROCA POR EXPLOSIVOS
CARA LIBRE
EL EXPLOSIVO DETONAPRODUCIENDO ONDAS
DE TENSION
SE PRODUCEN GRIETASDE TENSION EN LAMASA DE LA ROCA
LA PRESIONDEL GAS EXPANDE
LAS GRIETAS
EL MOVIMIENTOCOMIENZA HACIA
LA CARA LIBRE
Tronadura en cielo abiertoTronadura en cielo abierto
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Son materiales que causan las reacciones químicas muy rápidaspara liberar productos gaseosos y energía.
EXPLOSIVOS
Estos gases liberan fuerzas sobre las paredes del tiro.
Los explosivos consideran elementos combustibles y elementos oxidantes
Los explosivos usan el oxígeno cómo elemento oxidante.
El Nitrógeno es un elemento común en los explosivos..Se encuentra en forma líquida o sólida y una vez que reaccionaforma Nitrógeno gaseoso.
Otros elementos como metales en polvo (Al) generan calor.
Este calor eleva la temperatura de los gases provocando una presión de explosión mayor.
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Clasificación de los Explosivos
DE ACUERDO A SU USO
INDUSTRIALES MILITARES PIROTÉCNICOS
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EXPLOSIVOS INDUSTRIALES/COMERCIALES
Tres categorías:• Dinamitas• Suspensiones• Agentes explosivos
Pesado
AlumninizadoA granelANFO
Normal
Pesada
AluminizadaA granel
Normal
NormalSUSPENCIÓN
AluminizadaEncartuchada
Semigelatina
AmoniacalGelatina
Pura
Baja densidadDINAMITA
Alta densidadGranular
Pura
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Producto químico que bajo la acción de un fulminante u otro estímulo externo reacciona instantáneamente.
EXPLOSIVO
• Gran violencia • Fuerte efecto de impacto (onda de choque de alta velocidad y presión) Tritura la roca
• Gran volumen de gases que se expanden con gran energía Desplazan los fragmentos
• Velocidad > 1.200 m/seg
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Sensibilidad
PROPIEDADES PRINCIPALES
Capacidad para reaccionar con el fulminante o detonador
SimpatíaCapacidad de transmitir la onda de detonación a lo largo de toda su masa y a otros explosivos
CLASIFICACIÓN DE EXPLOSIVOSPrimarios o iniciadores
Muy sensibles y violentos
Usan muy poca cantidad como carga en los fulminantes o detonadores
Densidad, resistencia al agua, sensibilidad, estabilidad química, balance de oxígeno, generación de gases
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Secundarios o Rompedores
Menos sensibles
Fuerte efecto de impacto y generación de gases
Alta simpatía
Empleados en mayor volumen para triturar la roca
Se inician con los primarios
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AGRUPACIÓN POR SENSIBILIDADAltos explosivosSe inician directamente con fulminante Nº 8, o con cordón detonante de bajo gramaje.
• Dinamitas, emulsiones sensibilizadas, TNT, fulminantes.
Agentes de voladura
No son sensibles directamente al fulminante Nº 8
Requieren iniciador más potente o cebo
• ANFO
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CEBO, PRIMA
Combinación de alto explosivo con iniciador
Inicia explosivos rompedores y agentes de tronadura en los tiros
PRODUCTOS USADOS EN TRONADURAS
Alto explosivo sensibilizado con nitroglice-rina
Dinamitas
Muy triturador, alta simpatía y sensibilidad
Alto explosivo acuoso sin nitroglicerina
Emulsiones
Muy triturador, muy resistente al agua
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Agente de tronadura granular seco
Para la liberación de energía óptima: 94% de NA y < 6 % de diesel.
ANFO
Formado por Nitrato de Amonio y petróleo diesel
VARIACION DE LA ENERGIA POR KILO DE ANFO
CON INCREMENTO DE COMBUSTIBLE
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
% COMBUSTIBLE
% E
NE
RG
IA P
OR
KIL
O
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Alto Poder Detonante
Alto explosivo
Alto poder de impacto
Molde cilíndrico sólido de Pentolita - TNT
Con ajugueros para alojar el cordón detonante o fulminante
Se emplea como cebo de alto poder iniciador para tiroscargados con ANFO.
Booster
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Iniciadores
Fulminante simple: con Pentrita y Azida de plomo
Transfiere la señal de detonación en un tiempo preciso.
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Detonador eléctrico: Similar al fulminante simple
Se activa con pequeña resistencia al paso de corriente eléctricatransmitida por alambres conductores
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Iniciador no eléctrico:
Se activa por tuvo flexible que transmite onda de choque desde una línea troncal de cordón detonante
CARACTERISTICAS DEL DETONADOR NO ELECTRICO
ZONA DE RETARDOS
ZONA DE CARGAS EXPLOSIVAS
ZONA DE UNION DE TUBO AL DETONADOR.
TUBO DE CHOQUE
GOMA ANTIESTATICA
CAMARA DE AIRE, COFIA
MIXTO PIROTECNICO
CILINDROS DE PLOMOS
CARGA PRIMARIA DE AZIDA DE PLOMO
CARGA SEGUNDARIA DE PTN
CASQUILLO DE COBRE O ALUMINIO
CARACTERISTICAS DEL DETONADOR NO ELECTRICO
ZONA DE RETARDOS
ZONA DE CARGAS EXPLOSIVAS
ZONA DE UNION DE TUBO AL DETONADOR.
TUBO DE CHOQUE
GOMA ANTIESTATICA
CAMARA DE AIRE, COFIA
MIXTO PIROTECNICO
CILINDROS DE PLOMOS
CARGA PRIMARIA DE AZIDA DE PLOMO
CARGA SEGUNDARIA DE PTN
CASQUILLO DE COBRE O ALUMINIO
ZONA DE RETARDOS
ZONA DE CARGAS EXPLOSIVAS
ZONA DE UNION DE TUBO AL DETONADOR.
TUBO DE CHOQUE
GOMA ANTIESTATICA
CAMARA DE AIRE, COFIA
MIXTO PIROTECNICO
CILINDROS DE PLOMOS
CARGA PRIMARIA DE AZIDA DE PLOMO
CARGA SEGUNDARIA DE PTN
ZONA DE CARGAS EXPLOSIVAS
ZONA DE UNION DE TUBO AL DETONADOR.
TUBO DE CHOQUE
GOMA ANTIESTATICA
CAMARA DE AIRE, COFIA
MIXTO PIROTECNICO
CILINDROS DE PLOMOS
CARGA PRIMARIA DE AZIDA DE PLOMO
CARGA SEGUNDARIA DE PTN
CASQUILLO DE COBRE O ALUMINIO
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Cordón detonante
Formado por un núcleo central de explosivo recubierto por fibras sintéticas y una cubierta exterior de plástico.
Transmite una onda de choque desde un punto a otro.
Es capaz de iniciar los explosivos encartuchados tales como dinamitas, pentolitas y emulsiones.
• 1,5 a 40 gr/m.
Contiene núcleo de pentrita
• 7.000 m/s INSTANTÁNEO.
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DISEÑO DE TRONADURA
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RIESGOS VINCULADOS A LA DETONACIÓN DE EXPLOSIVOS
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EXPLOSION FORTUITA.
Detonación fortuita fuera de la perforación.
TIRO PREMATURO.
Detonación adelantada de tiros.
TIRO QUEDADO.
No salió totalmente o parcialmente el tiro.
Falla del iniciador, guía o explosivo.
Quedan restos de explosivos.
TIRO SOPLADO.
Salió sin romper la roca ni dejar resto de explsivo.
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EXPLOSION FORTUITA.
Los explosivos se inician o activan con los detonadores.
Pueden reaccionar y explotar por otros motivos, como:
Golpe o impacto.
• Herramienta metálica
• Caída de piedras
• Choque del vehículo de transporte
• Impacto con el bit de perforación.
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Compresión.
• Ejemplo, aplastamiento por un vehículo o un equipo pesado en movimiento.
• Aplastamiento en las quijadas de una chancadora.
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• Llama de un soplete de soldar,
• Incendio
• Fósforos encendidos.
Fuego o llama abierta
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Calor
• Calentamiento de un horno
• Cerca de estufas y calderos
• En depósitos herméticamente cerrados.
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34
Chispa
• Chispas eléctricas de cortocircuitos
• Combustión de maderas
• Partículas de soldadura calientes
• Colillas de cigarrillos.
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Fricción
• Rozamiento contra metal en el vehículo de transporte
• Fricción en una
correa transportadora.
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Contacto
• Contacto casual con cordón detonante activado
• Con cargas eléctricas de alta tensión
• Fuegos artificiales que impacten a explosivos.
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• La mayoría de los explosivos reacciona a distancia por efecto de la onda de choque de otro explosivo que ha detonado,
Simpatía
• Un cartucho de dinamita puede activar a otro incluso hasta a más de 20 cm de distancia al aire libre
• Un fulminante a varios centímetros.
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38
Inducción eléctrica
• Fulminantes o detonadores (especialmente los eléctricos)
• Pueden ser activados por corrientes eléctricas estáticas o vagabundas cerca de motores, transformadores y líneas eléctricas.
• Por caída a cercana de rayos o relámpagos.
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39
RANGO DE SENSIBILIDAD. • Pólvora
• Fulminantes, detonadores eléctricos y no eléctricos
• Retardos para cordón detonante
• Dinamitas, emulsiones encartuchadas, cordón detonante• Booster (Pentolita, TNT)
• Agentes de tronadura, emulsiones
• Guía negra
• ANFO
• Nitrato de Amonio
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40
TIRO PREMATURO, QUEDADO, SOPLADO
• Negligencia
• Fallas de encendido
• Productos defectuosos
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ALMACENAJE DE EXPLOSIVOS
Regla principal
Estar seguro que su explosión fortuita no cause daño a personas e instalaciones.
Deben: - Ser inaccesibles a personas no autorizadas - Estar protegidos contra eventos adversos (rasos, desastres naturales, incendios) - Tener custodia permanente
General.
• Personas con instrucción y Licencia para Manipular
Explosivos.
• Número mínimo de personas.
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42
Guarda siempre los explosivos en un polvorín y los accesorios de voladura en otro.
SEPARACIÓN POR SENSIBILIDAD
• Dinamita• Emulsiones• ANFO• Cordón detonante
• Detonadores• Guías• Retardos
Antes de recoger detonadores siempre descarga la corriente estática tocando la barra de cobre con línea a tierra.
![Page 43: Riesgos Por Explosivos](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022051115/55cf8fe8550346703ba1270f/html5/thumbnails/43.jpg)
43
• Nunca guardar herramientas ni objetos de metal que puedan producir chispas.
• Nunca almacenar aceite, pintura ni combustibles junto con los explosivos.
![Page 44: Riesgos Por Explosivos](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022051115/55cf8fe8550346703ba1270f/html5/thumbnails/44.jpg)
• Nunca dejar explosivos fuera de un polvorín.• Jamás fumar o encender fuego dentro, alrededor de un
polvorín o donde se trabaje con explosivos.
![Page 45: Riesgos Por Explosivos](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022051115/55cf8fe8550346703ba1270f/html5/thumbnails/45.jpg)
• No realizar ningún trabajo dentro del polvorín, solo acomodar los explosivos.
• Utiliza solo herramientas que no produzcan chispa para abrir las cajas.
![Page 46: Riesgos Por Explosivos](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022051115/55cf8fe8550346703ba1270f/html5/thumbnails/46.jpg)
• No despachar explosivos humedecidos, que muestren liquido escurrido, que estén muy endurecidos o que muestren signos de deterioro.
• Separar explosivos deteriorados para eliminarlos posteriormente.
Antes de mover las cajas echar aserrín sobre el liquido escurrido.
![Page 47: Riesgos Por Explosivos](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022051115/55cf8fe8550346703ba1270f/html5/thumbnails/47.jpg)
• Si se incendia el ANFO, apagar con agua.
Los extinguidores no son aplicables.• Usar máscara contra gases por los vapores que produce
el ANFO (tóxicos).
![Page 48: Riesgos Por Explosivos](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022051115/55cf8fe8550346703ba1270f/html5/thumbnails/48.jpg)
48
NORMAS GENERALES
• El entorno del polvorín debe estar protegido y limpio de combustibles
• Almacenar en forma limpia y ordenada, de fácil identificación, accesibles, ordenados por antiguedad
• Los explosivos antiguos o deteriorados serán sacados para destrucción
• Debe estar señalizado
• Personas con instrucción y Licencia para Manipular Explosivos
• Tener procedimientos de trabajo.
• Mínima cantidad de personas.
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49
TRANSPORTE DE EXPLOSIVOS EN LA MINA
• La carga y descarga se hará de día y en ausencia de tormentas eléctricas.
• No transportar en el mismo vehículo explosivos y materiales corrosivos o inflamables.
• Nunca transportar explosivos junto con fulminantes y otros accesorios de voladura en el mismo vehiculo.
![Page 50: Riesgos Por Explosivos](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022051115/55cf8fe8550346703ba1270f/html5/thumbnails/50.jpg)
• Transportar explosivos en vehículos autorizados
Nunca transportar en equipos como jumbos, scoop, cargadores frontales, etc.
• No transportar en locomotoras, ni permitir que se contacten con líneas eléctricas activas.
![Page 51: Riesgos Por Explosivos](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022051115/55cf8fe8550346703ba1270f/html5/thumbnails/51.jpg)
51
• Al cargar o descargar el vehículo, no arrojes las cajas al suelo.
![Page 52: Riesgos Por Explosivos](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022051115/55cf8fe8550346703ba1270f/html5/thumbnails/52.jpg)
52
• Siempre lleva los explosivos en forma separada de los accesorios.
• Mantener una distancia mayor a 20 metros.
![Page 53: Riesgos Por Explosivos](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022051115/55cf8fe8550346703ba1270f/html5/thumbnails/53.jpg)
53
ÁREA DE TRONADURA• Es el área de las perforaciones y las susceptibles de
daño a las personas y materiales.
• Aislar y señalizar el área. Sólo ingresan personas autorizadas.
• Controlar estado de los pozos. Soplarlos.
• Se debe terminar la perforación antes de cargar los tiros.
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• Al dejar accesorios y explosivos en el suelo, deben estar separadas y ser claramente visibles
Poner un letrero para evitar que puedan ser aplastadas.
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PREPARACIÓN DEL CEBO
• Asegurar del detonador al booster.
• Emplear herramientas no ferrosas.
• Preparar los cebos necesarios.
• Preparar los cebos fuera del polvorín.
• Preparar los cebos alejado de los explosivos rompedores.
CARGA DE TIROS
• Introducir el cebo al tiro con precaución.
• Emplear equipos y mangueras protegidos contra cargas estáticas.
• No mezclar explosivos de distintos fabricantes ni de diferentes características.
• En el área no debe existir explosivos y accesorios sobrantes.
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TRONADURA
• Sistema acústico de aviso
• Lorear
• Disparar por persona autorizada luego de la orden del supervisor.
• Todo explosivo sobrante debe ser devuelto al polvorín.
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• Evaluar después de la disipación de los gases
EVALUACIÓN DE TRONADURA
• Rocas inestables en las paredes y en los escombros.
• Revisar tiros quedados.
• Revisar explosivos y accesorios no estallados
• Esperar 30 minutos a lo menos
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• Gran problema (Crítico.)
TIROS QUEDADOS
• Eliminar antes del carguío y transporte
• Señalizar y lorear
• Usar chorro de agua
• Ante sospecha de TQ recomendar a operadores de carguío observar el sector
• Usar herramientas antiestáticas
• Procedimiento de trabajo.
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• Los explosivos no estallados no deben reutilizarse, deben eliminarse.
DESTRUCCIÓN DE EXPLOSIVOS
• Personas experimentadas.
Por combustión.
Dinamitas, guías y mechas.
Por explosión.
Emulsiones, hidrogeles, fulminantes, detonadores, cordón detonante
Agua.
ANFO.
Combustión individual para cada tipo de explosivo
No quemar explosivos en cajas
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Monóxido de carbono (CO)
GASES DE TRONADURA
Gas incoloro, sin sabor, sin olor.
Venenoso, por la propiedad de la hemoglobina al unirse con el CO aún en baja concentración (250 a 300 veces más rápido que el O2) Glóbulos rojos sin capacidad de admitir O2
Dióxido de carbono (CO2)
Estimula la respiración.
Gas incoloro, sin olor, sabor ligeramente picante
Calentamiento de las piernas y piel, dolor de cabeza,
decaimiento.
Asfixia.
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Óxidos de nitrógeno (NO, N2O, N2O4 , etc.)
Todos tóxicos, excepto el N2O.
Forma mezcla explosiva con el aire
La acción tóxica es en las vías respiratorias, especialmente en pulmones.
Se disuelve en el agua y formará ácido nítrico (NHO3), ácido nitroso (HNO2) corroe los tejidos.
Reacción del O2 y H2 con chispas y arcos eléctricos.
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Legislación Chilena sobre
el Manejo de Explosivos
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DISPOSICIONES
• Ley N°17.798 que establece el Control de Armas y Explosivos, del Ministerio de Defensa.
• Reglamento Complementario N°77 de la Ley 17.798
• Decreto N°132 Reglamento de Seguridad Minera, del Ministerio de Minería.
• Decreto N°30 Reglamento de Impacto Ambiental del Ministerio Secretaría General de la Presidencia de la República.
• Normas Oficiales de la República del Instituto Nacional de Normalización.
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ORGANISMOS OFICIALES
• Ministerio de Defensa Nacional: Tiene el Control de todas las armas y explosivos en lo referente a fabricación, importación, internación, transferencia, transporte, distribución, posesión, tenencia, empleo, consumo y/o la celebración de cualquier convenio que tengan dichas armas o elementos.
• Para ejercer este control:
- Dirección General de Movilización Nacional, actúa como autoridad central
- Autoridades Fiscalizadoras - Servicios Especializados de las Fuerzas Armadas - Servicios Policiales.
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• SERNAGEOMIN: Su principal función es la de proporcionar asesoría técnica especializada a la Dirección General y Autoridades Fiscalizadoras del país.
• Instituto Nacional de Normalización. Las normas que estudia y edita son transformadas en normas oficiales de la República.
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LICENCIA PARA EL MANEJO DE EXPLOSIVOS
• Toda persona que manipule explosivos, cualquiera que sea su naturaleza, deberá contar con una Licencia otorgada por la Autoridad Fiscalizadora.
• Las licencias de Programadores Calculistas de explosivos, tendrán una vigencia de 5 años.
• Las licencias otorgadas por las Autoridades Fiscalizadoras tendrán una vigencia de dos años.
• Las Autoridades Fiscalizadores exigirán al solicitante:
- Certificado de la Autoridad de prevención de Riesgos de la empresa, en el que conste que el peticionario reúne los requisitos mínimos necesarios de carácter técnico para desempeñarse como manipulador de explosivos.
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De superficie: Son los constituidos sobre el nivel del terreno.
POLVORINES
Subterráneos: Se construyen en galerías o túneles en el interior de una mina, tienen comunicación con otras galerías de la misma mina.Se les destina por lo general, para el almacenamiento temporal de explosivos.Enterrados: Instalados en socavones o galerías sin comunicación a otras labores subterráneas en actividad.
Móviles: Instalados sobre equipos de transporte.Su construcción debe ser totalmente cerrada e incombustible. 67
Pueden también estar constituidos por una bóveda recubiertade tierra suelta, con una techumbre adecuadamente resistentepara soportarla.
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SOLICITUD PARA POLVORINES
• Plano de ubicación, planos de planta y elevación.
• Para polvorines de explosivos permanentes, presentar certificado municipal, indicando que los terrenos no cuentan con prohibición para la instalación.
• Hoja de cálculo (distancias de seguridad).
• Reglamento Interno, normas de seguridad.
• Relación de manipuladores de explosivos, vigentes.
• Contrato de arriendo en caso de no ser propietario.
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DISTANCIAS DE SEGURIDADDistancia a edificios habitados.
3 610 Ws S = Distancia (m)W = Cantidad en dinamita 60 % (kg)
a. Con parapeto
b. Sin parapeto
3 620 Ws
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Distancia a FF. CC y caminos
3 66 Ws a. FF. CC
3 63 Ws b. Caminos públicos
Distancia a otros polvorines
3 WKs W = Del polvorín de mayor capacidadK = 5,5 para polvorines de superficie y móviles.K = 2,5 para polvorines de superficie con parapetos.K = 1,5 para polvorines subterráneos y enterrados
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X = Espesor mínimo horizontal de tierra entre el polvorín y la galería de trabajo más próxima (m)g = Densidad del terreno expresada (Ton/m3)
375,10
g
WX
Polvorín enterrado o subterráneo
123 g
WY
Y = Espesor mínimo de tierra que cubre el polvorín (m)
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EQUIVALENCIA DE EXPLOSIVOS
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CON EXPLOSIVOS, EL PRIMER ERROR PUEDE SER
EL ÚLTIMO