5.- CAPACITACION DEXPLO SUBTERRANEA1.0

DISTRIBUIDORA DE EXPLOSIVOS

E INGENIERIA APLICADA

INGENIERIA BASICA DE VOLADURAS

EN MINERIA SUBTERRANEA

Ciencias de la tierra, u.a.z.Minas y metalurgia geologa c. ambientales

OCTUBRE DE 2010

MINA

SUBTERRANEA


CICLO Marcaje

Barrenacin

Cargado

Voladura

Ventilacin

Medida

Soporte

Cargado de la rezaga

LA VOLADURA


Desarrollo Tpico

Para roca dura, semidura,mantos de carbn etc.

Los arcos proporcionan mas soporte al cielo


SELECCIN DE PERFILES (1) Factores Tcnicos

Control del Terreno

Produccin o desarrollo

Geologa

Tamao y orientacin del deposito mineral

Tipo de deposito

Tamao del equipo


DISEO TIPICO DESARROLLOS


LO MAS IMPORTANTE:LA CUA

Porqu

Tipos de cuas

Secuencia de encendido


Se tiene que proveer un alivio inicial en la voladura subterrnea usando las primeras series de barrenos a ser disparados.

PORQU


Cua quemada

Cua en V

Abanico

TIPOS DE CUAS


CUA QUEMADA

Barrenos Dimetro pequeo


SECUENCIA PROGRESIVA DE LA CUA QUEMADA

1 BARRENO CARGADO Y DISPARADO EN UN TIEMPO.


COMO TRABAJA

DISTRIBUIDRA DE EXPLOSIVOS

CUA QUEMADA

La grfica precedente muestra que el bordo debe ser cerca de 1.5 veces el dimetro efectivo de apertura (D).

Sin embargo nosotros usaremos:

a = 1.5 x D, Donde a es el bordo del primer cuadro

BORDO


CUA QUEMADALas siguientes frmulas son

usadas para distribucin

geomtrica de la cua quemada:

1cuadro -- a = 1.5 x D

W1 = a x 1.414

2 cuadro -C- B1 = W1c - c = 1.5 x W1

W2 = 1.5 x W1 x 1.414

3 cuadro -- B2 = W2c - c = 1.5 x W2

W3 = 1.5 x W2 x 1.414

4 cuadro -- B3 = W3c - c = 1.5 x W3

W4 = 1.5 x W3 x 1.414


EFECTOS DE LA GEOLOGA EN VOLADURAS SUBTERRNEAS

FACTORESGEOLGICOS

PROPIEDADES DE LA ROCA


Si la geologa no es considerada y se utilizaun patrn estandar sin tomar en cuenta lavariacin geolgica del macizo rocoso puededar como resultado una voladura nodeseada afectando los objetivos deproduccin y seguridad

Factores Geolgicos


Sobre tamao, sobre rompimiento ; techos y paredes inestables pueden resultar si existen cierto tipo de estructuras.

Conociendo las estructuras de la roca se puede predecir los efectos de la voladura y mejorar el diseo de la voladura.


Agua

Naturaleza y orientacin de la masa rocosa discontinuidades/zonas dbiles

Estratos

Fallas

Contactos

Material no consolidado (lodo, cavernas)

Principales Elementos Geolgicos


Efecto de acoplamiento de aguaGOLPE:

Mas energa del explosivo encartuchado

Mayor onda de choque en la roca

Mas vibraciones en la roca

GAS:Se reduce la perdida de gas en las juntas

Alta presin en los barrenos

Mayor rea de fracturamiento

Puede Aumentar:Detonacin por simpata

Muerte por presin


ROCA MASIVA


DISEO DEL TAMAO DE LA CUADISEO DE CUA ------- PORCENTAJE VACIO

El porcentaje vaco requerido vara acorde al macizo rocoso:

Rocas con bajo modulo de Young requieren ms vaco

Explosivos de alta potencia proveen ms fragmentacin y pueden

requerir ms espacio vaco

Explosivos acoplados totalmente proveen ms fragmentacin y ms

esponjamiento y requieren un gran espacio vaco.

Tamao de la frente: frentes muy pequeas pueden requerir barrenos

vacos adicionales


COMO RELACIONAR EL PORCENTAJE DE BARRENOS VACIOS

CON EL TAMAO DE LA CUA?

COMPRENDER EL CONCEPTO DE ABUNDAMIENTO ! ! ! !

MACIZOS ROCOSOS DUROS Y COMPETENTES menos del 15%

de vacos

CONDICIONES PROMEDIOS DE ROCA 20 % de vacos

MATERIALES BLANDOS Y FACILMENTE

DEFORMABLES ms del 25 %

de vacos


DISEO DE CUA PORCENTAJE DE VACIO

MACIZO ROCOSO MEDIANO

45 mm Barreno cargado

75 mm Barreno vacos

200 mm

400 mm

Porqu este tamao !!!


Calculo del tamao de la cua (1)

Encontrar el dimetro de barrenos ficticios Dh

Dh = dh N B = 1.5 Dh

Dh = dimetro bnos ficticios

dh = dimetro bnos aire

N = numero de bnos aire B

Ejemplo: cua de nueve, dimetro barrenos vacos escariados a 3 pulgadascinco barrenos de aire , calcular el Dh y tamao de cua?

Dh = 3 5

Dh = 170



B = 25.5 cm. por lo tanto el tamao de nuestra cua ser:

Tamao cua = 25 +25 = 50 cm. Quedara as:

50 cm.

50 cm.

Como segundo paso, determinar, s el rea de los barrenos vacos corresponde al 15% del rea de la cua

ROCA DUREZA MEDIA

A1 = rea tamao cua

A2 = rea barrenos vacos

Relacin = A1 / A2



Calculo de A1, se determina calculando el rea del circulo del barreno vaci de 3, lugo multiplicarlo por el nmero total de barrenos vacos:

rea circulo = ( D )/4 rea circulo = 45.6

rea 1 = 45.6 x 5 = 238 cm2 ; rea 1 = 238 cm2

rea 2 = 50 x 50 cm. = 2500 cm2 ; rea 2 = 2500 cm2

RELACION = 238 / 2500 = 10% Con esta relacin y el tamao de cua, que es muy grande, se puede tener una deformacin plstica.

Cerrar la cua a 40 x40 cm.

A2 = 40 x40 cm. = 1600 cm2

RELACION: 228 / 1600 = 14 %UN BUEN TAMAO DE CUA, PARA EMPEZAR ! ! !


Calculo del resto de barrenos, ayudantes, primer cuadro, segundo cuadro, tercer cuadro y cuarto

cuadro.

Ayudantes = W1 = B x 1.414 ; W1 = 25 x 1.414 = 35 cm. aprox. 30 cm.

Primer cuadro = W2=1.5 x W1x 1.414 ; W2= 1.5x30x1.414 = 60 cm.

Segundo cuadro = W3= 1.5xW2x1.414 ; W3= 1.5x60x1.414 = 1.30 m.

Tercer cuadro = W4= 1.5xW3x1.414 ; W4= 1.5x1.3x1.414 = 2.75 m


NUMERO DE BARRENOS PARA UNA SECCION DE 4.0 x 3.8 m.

40 /35

40 cm.

1.30 m

2.75 cm.


TacosEl Taco es igual al bordo, por lo tanto lo siguientes tacos son ms por experiencia que por calculo:

Taco Cua 40 cm.

Ayudantes 60 cm.

Cuadro 1.0 m.

Avance 1.50 m.

Perifricos 2.0 m.

Nota: Los tacos de barrenos periferia son para utilizar emulsin Dyno 1 x39 de baja densidad, lo recomendable es utilizar siempre una voladura controlada, por lo que hay que calcular espaciamientos


Calculo de cargas (1)

Para determinar cual Anfo es el adecuado, primero debemos conocer la Velocidad Snica de la roca a volar, siguiendo la regla: La velocidad de detonacin del explosivo debe ser ligeramente mayor que la velocidad snica de la roca a volar

Ejemplo: Un basalto tiene una velocidad snica de 3100 m/s, un Anfo de

baja densidad su velocidad es de 2800 m/s, por lo cual es poco

optimo su trabajo.

Como seleccionar el dimetro del explosivo y su longitud ?

Dimetro = 2/3 x dimetro del barreno

Largo = 4 veces el dimetro del barreno


Calculo de cargas (2)

Calculo de la carga de Anfo:C.C. = SGexp ( Dimetro bno )

4000

Para un Anfo de baja densidad, inyectado a 80 psi (densidad 0.80)

Ejemplo:

(0.80) (17/8) (3.1416)

4000

C.C. = = 1.4 Kg./m

Por tablas del fabricante: buscar el dimetro de 17/8 y encontrar la carga por metro cargado


Calculo para determinar el alto explosivo adecuado (3)

El siguiente calculo es para una unidad por barreno

Dimetro del explosivo : 2/3 (Dimetro del barreno)

Longitud del explosivo: 4 (Dimetro del explosivo)

Ejemplo: para un dimetro de 1 7/8

Dimetro del explosivo: () (1 ) = 1.25 pulgadas aprox. = 11/2

Longitud del explosivo: 4 (1 ) = 7.5 pulgadas aprox. = 8

Alto explosivo a utilizar 1 x 8


Calculo de barrenos de cielo (4)

Debemos siempre de considerar las voladurascontroladas, ya que minimizan el tiempo de amacize,obras mas estables y sobre todo la seguridad delpersonal, lo por cual el calculo de espaciamientos ycargas son crticos.

Diam. Bno Carga columna Carga fondo Espaciamiento Bordo

1 0.130 0.210 0.2-0.3 0.5-0.6

1 0.180 0.290 0.4-0.5 0.5-0.6

1 0.200 0.330 0.5-0.6 0.6-0.7


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