Clases de Voladura II

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Y METALURGIA

CURSO:VOLADURA DE ROCAS II

Introducción

Como es bien conocido, en toda operación minera, obras de construcción civil, canteras, etc. La fragmentación de la roca se realiza mediante las operaciones mineras unitarias de Perforación y Voladura.

Tanto la perforación como la voladura son una de las operaciones unitarias más importantes dentro de la actividad minera.

Teniendo en cuenta que las operaciones mineras unitarias de perforación y voladura de rocas son binomiales y los resultados de ella depende hasta en 70% la rentabilidad de toda operación minera.

Ambos han mostrado notables avances en el campo tecnológico y metodología de ejecución, sin embargo los métodos y herramientas tradicionales siguen y seguirán siendo las alternativas clásicas y baratas utilizadas por el trabajador minero.

CAPITULO I

Los sistemas de penetración de roca que han sido desarrollados, pueden clasificarse por orden de aplicación:

•Mecánico (Rotación y Rotopercusión, Percusión)

•Térmicos (Soplete, Plasma, Fluido Caliente, Congelación)

•Hidráulicos (Chorro de agua, Erosión, Cavitación)

•Sónicos (Vibración de alta frecuencia)

•Químicos (Microvoladura, Disolución)

•Eléctricos (Arco Eléctrico, Inducción Magnética)

•Sísmicos (Rayo Láser)

•Nucleares (Fusión, Fisión)

SISTEMAS DE PENETRACION DE LA ROCA

Utilizada en forma casi general en minería y construcción civil

CAPITULO I

Perforación:La perforación es la primera operación en la preparación de una voladura. Su propósito es el de abrir en

la roca huecos cilíndricos de diámetro y profundidad variable, bien a mano o bien con medios mecánicos (martillos perforadores). denominados taladros, barrenos, hoyos o blast holes. Destinados a alojar al explosivo y sus accesorios.

DefiniciónCAPITULO I

Progresos alcanzados en la Técnica de la Perforación

Desde tiempos muy remotos el hombre busco la forma de poder hacer sus trabajos de excavación viéndose obligado a utilizar herramientas muy primitivas y simples, tales como una piedra atada a un pedazo de madera como martillo y probablemente un hueso como barreno y También Fuego

Después vino la perforación manual con barrenos y martillo de acero, sistema llamado también Perforación a Pulso y que aun hoy se usa en algunas minas pequeñas

Luego se empezó a usar el aire comprimido con las maquinas perforadoras, lo que elevo considerablemente el rendimiento del perforista, pero estas primeras maquinas tenían el inconveniente de ser demasiado pesada y además consumía excesivo aire

Por ultimo se dio un paso decisivo en la mejora de la técnica de la perforación, al introducir las modernas maquinas perforadoras, que son livianos y potentes

CAPITULO I

CAPITULO II

Los principales componentes de un sistema de perforación de este tipo son:

a) Perforadora, fuente de energía mecánica.

b) Varillaje, medio de transmisión de dicha energía.

c) Broca o bit, útil que ejerce sobre la roca la energía.

d) Barrido, efectúa la limpieza y evacuación del detrito producido.

PERFORACION DE ROCAS

a bc

CAPITULO II

2.1. Según el Método Mecánico de Perforación

SISTEMA DE PERFORACION

a) Métodos Rotopercutivos: son muy utilizados en labores subterráneas y trabajos menores en minería a cielo abierto (pre-corte), tanto si el martillo se sitúa en la cabeza como en el fondo de la perforación. En este método tiene lugar la acción combinada de percusión, rotación, barrido y empuje.

Las principales ventajas de este método de perforación, en comparación al método rotativo, son:

-Es aplicable a todos los tipos de roca, desde blandas hasta duras.

-Permite una amplia gama de diámetros de perforación (desde 1” hasta 8").

- En el caso de perforación mecanizada, los equipos tienen gran movilidad (puede ser montada la perforadora en camiones sobre ruedas, sobre orugas).

- Requiere de una persona para operar la perforadora

CAPITULO II

Los martillos que poseen estos equipos fueron desarrollados por Stenuick en 1951, y desde entonces se han venido utilizando tanto en minas a cielo abierto como en minas subterráneas asociadas al uso de métodos de explotación de tiros largos (L.B.H.) y V.C.R.

Actualmente, en el caso de obras de superficie, este método de perforación está indicado para rocas duras y diámetros superiores a los 150 mm.

a) Métodos Rotopercutivos a.1 Martillo en Fondo.- El funcionamiento de un martillo en fondo se basa en que el pistón golpea directamente a la broca durante la perforación, generalmente con una frecuencia de golpeo que oscila entre 600 y 1.600 golpes por minuto.

2.1 Según el Método Mecánico de Perforación

SISTEMA DE PERFORACIONCAPITULO II

2.1. Según el Método Mecánico de Perforación


b) Métodos rotativos: se subdividen en dos grupos, según si la penetración en la roca se realiza por trituración (triconos) o por corte (brocas especiales). El primer sistema se aplica en rocas de dureza media a alta y el segundo en rocas blandas. En este tipo de perforación no existe la percusión.

CAPITULO II

2.2. TIPO DE MAQUINARIA

2.2.1. Perforación Manual: Es el sistema de perforación más convencional , utilizado muy frecuentemente para labores puntuales y obras de pequeña escala debido principalmente a la facilidad en la instalación de la perforadora y los requerimientos mínimos de energía para funcionar (un compresor portátil). Esto permite realizar labores de perforación en zonas de difícil acceso sin que sea necesario personal muy experimentado para la operación y mantención de las perforadoras, lo que significa un menor costo por metro perforado.




2.2.1. Perforación Manual:

Peroración Neumatica.- Se realiza mediante el empleo de una perforadora convencional, el cual usa como energía el aire comprimido, para realizar huecos de diámetro pequeño con los barrenos integrales que poseen una punta de bisel (cincel); que se encarga de triturar la roca al interior del taladro en cada golpe que la perforadora da al barreno; y mediante el giro automático hace que la roca sea rota en un circulo que corresponde a su diámetro; produciéndose así un taladro.

a. Jack Leg.- Perforadora con barra de avance que puede ser usada para realizar taladros horizontales e inclinados, se usa mayormente para la construcción de galerías, subniveles, Rampas; utiliza una barra de avance para sostener la perforadora y proporcionar comodidad de manipulación al perforista.

TIPOS DE PERFORADORAS CONVENCIONALES NEUMATICAS.

b. Jack Hammer.- Perforadoras usadas para la construcción de piques, realizando la perforación vertical o inclinada hacia abajo; el avance se da mediante el peso propio de la perforadora.

c. Stoper.- Perforadora que se emplea para la construcción de chimeneas y tajeado en labores de explotación(perforación vertical hacia arriba).Está constituido por un equipo perforador adosado a la barra de avance que hace una unidad sólida y compacta.

CAPITULO II


TIPO DE MAQUINARIA

Perforación Eléctrica.- Se realiza empleando energía eléctrica, que un generador lo provee y para ello se emplea una perforadora con un barreno helicoidal, que puede realizar taladros de hasta 90 cm de longitud, siendo el problema principal el sostenimiento de la perforadora para mantenerla fija en la posición de la perforación.

2.2.1. Perforación Manual:

CAPITULO II

Perforación Mecanizada: La necesidad de incrementar los diámetros de perforación (sobre 3") para responder a mayores ritmos de producción en los trabajos mineros, y el desarrollo tecnológico en el ámbito de la automatización de las operaciones introdujeron importantes cambios a la perforación de rocas.La mecanización utiliza sistemas que permiten relacionar los valores de las variables de rotación, empuje, percusión, barrido con los de las variables dependientes de la roca (dureza, resistencia) y con las posibilidades de los equipos de perforación, en función de una mayor velocidad de penetración y mayor rendimiento, que en definitiva llevan a un menor costo por metro perforado.



Perforación Hidraulica.- Se realiza mediante el empleo de equipos altamente sofisticados, robotizados, de gran capacidad de avance y performance. Utiliza la energía hidráulica para la trasmisión, control de fuerzas y movimientos en la perforación. Además, cuenta con un tablero de control computarizado, equipado con un software de perforación donde se grafica el trazo de perforación requerido. La gran ventaja de estos equipos es su gran precisión y paralelismo en la perforación. Por su gran rendimiento, es requerido por la gran minería.

CAPITULO II

2.3. TIPO DE TRABAJO

1.- Perforación de Banqueo: es el mejor método para la voladura de rocas ya que dispone de un frente libre para la salida y proyección del material, se utiliza tanto en proyectos de cielo abierto y para algunos métodos de explotación subterránea, como el hundimiento por subniveles. Con taladros verticales y también horizontales.


2.- Perforación de Avance (Galerías y Túneles): perforaciones preferentemente horizontales llevadas a cabo en forma manual o mecanizada. Los equipos y métodos varían según el sistema de explotación, pero por lo general para minería en gran escala subterránea se utilizan los equipos de perforación llamados "jumbos", que poseen desde uno a tres o más brazos de perforación y permiten realizar las labores en forma rápida y automatizada. se necesita abrir un hueco inicial, hacia el que sale el resto de la roca fragmentada por las demás cargas.



3.- Perforación de Producción: Con este nombre se conoce el conjunto de los trabajos de extracción del mineral que se realiza en las explotaciones mineras. Una perforación de producción corresponde a la que se ejecuta para cumplir los programas de producción que están previamente establecidos, los equipos y los métodos varían según los sistemas de explotación.



4.- Perforación de Chimeneas: Se trata de las labores verticales, que son muy utilizadas en minería subterránea y en obras civiles. En ellas se emplean métodos de perforación especiales, entre los cuales destacan el Raise Boring y la jaula trepadora Alimak.



5.- Perforación de rocas con Recubrimiento: son trabajos que se realizan en materiales sin consolidar obligando a utilizar entubados también se emplean en los trabajos de perforación y voladuras submarinas.



6.- Sostenimientos de roca: este tipo de perforación se utiliza principalmente en labores subterráneas cuando se requiere colocar pernos de anclaje y se realiza como método de fortificación para dar así estabilidad al macizo rocoso.




Accesorios de Perforación en Equipos Mecanizados.

Deslizaderas.Uno de los accesorios que sirven para alojar el elemento de perforación (pistón) y realizar el avance en forma mecanizada es la llamada "deslizadera", la que va montada en los brazos de los jumbos y a la que se puede incorporar un conjunto de aparatos automatizados e integrados al panel de control del operador.

Deslizaderas de Cadena.Este sistema de avance está formado por una cadena que se desplaza por dos canales y que es arrastrada por un motor neumático o hidráulico, según el fluido que se utilice en el accionamiento del martillo, a través de un reductor y piñón de ataque. La cadena actúa sobre la cuna del martillo que se desplaza sobre el lado superior de la deslizadera.Este sistema es muy utilizado tanto en equipos de superficie como subterráneos debido a su bajo precio, a la facilidad de reparación y a la posibilidad de lograr grandes longitudes de perforación. Algunos inconvenientes de este sistema son los mayores desgastes en ambientes abrasivos, el peligro que representa si se rompe la cadena perforando hacia arriba y la dificultad de conseguir un avance suave cuando las penetraciones son pequeñas.


Deslizaderas de TornilloEn estas deslizaderas el avance se produce al girar el tornillo accionado por un motor neumático. Este tornillo es de pequeño diámetro en relación con su longitud y está sujeto a esfuerzos de pandeo y vibraciones durante la perforación. Por esta razón, no son usuales longitudes superiores a los 1,8 m.Las principales ventajas de este sistema son: una fuerza de avance más regular y suave, y gran resistencia al desgaste. Se trata, además, de un sistema menos voluminoso y más seguro que el de cadenas.Sin embargo, los inconvenientes que presentan son: un alto precio, mayor dificultad de reparación y longitudes limitadas.

Deslizaderas Hidráulicas.El rápido desarrollo de la hidráulica en la última década ha hecho que este tipo de deslizaderas se utilice incluso en perforadoras neumáticas. El sistema consta de un cilindro hidráulico que desplaza la perforadora a lo largo de una viga soporte. Las deslizaderas hidráulicas presentan las siguientes ventajas: simplicidad y robustez, facilidad de control y precisión, capacidad para perforar grandes profundidades y adaptabilidad a gran variedad de máquinas y longitudes de barrenos.Por el contrario, los problemas que plantean son: mayores precios, la necesidad de contar con un accionamiento hidráulico independiente, se adaptan mejor en las perforadoras rotativas que en las percutivas y presentan más desgastes en el cilindro empujador.


Sarta de Perforación.Esta es uno de los componentes más importantes del equipo de perforación, pues se trata de la estructura que conecta la perforadora con la roca. La sarta está compuesta de los siguientes elementos:Adaptadores de culata.

corresponden a aquellos elementos que se fijan a las perforadoras para transmitir la energía de impacto, la rotación y el empuje.

Manguitos o Coplas.son estructuras que sirven para unir las barras hasta conseguir la longitud deseada, asegurando que los extremos estén en contacto para una mejor transmisión de energía.

Barras de Extensión.son las barras empleadas cuando se perfora con martillo en cabeza. Éstas tienen sección hexagonal o circular y en el caso de emplear perforación manual, generalmente lo que se usa son las barras (barrenas) integrales, las cuales tienen unida la barra y el bit, eliminando el empleo de coplas y mejorando la transmisión de energía. Los principales tipos de barras integrales son:Barras tipo cincel: son las más usadas y se caracterizan por su bajo costo y reparación.Barras de insertos múltiples: para rocas blandas y fisuradas.Barras de botones: usadas para rocas poco abrasivas, de fácil penetración. Por ejemplo, se utilizan en minas de carbón.Brocas.las brocas o bits son los elementos que están en directo contacto con la roca que se está perforando. Por esta razón, las características de la roca son importantes de considerar al momento de escoger el tipo de broca. Las brocas que se utilizan en la perforación son de dos tipos: Pastillas o plaquitas Botones


Roscas.estos elementos tienen la función de unir las culatas, coplas, barras y brocas, obteniendo un ajuste eficiente entre los elementos de la sarta para lograr una adecuada transmisión de energía. Es importante considerar que un apriete excesivo dificulta el desacoplamiento.

Tubosel uso de perforadoras hidráulicas con martillo en cabeza en perforaciones de gran diámetro (sobre 115 mm) ha llevado a diseñar tubos de perforación específicos que poseen las siguientes ventajas:Mayor rigidez, lo que permite reducir las desviaciones.Mejor transmisión de la energía, al no ser necesario el uso de coplas.Mejor barrido, al existir una mejor transmisión del aire en el espacio anular.Respecto de los materiales con que se construyen la sarta y sus componentes, es importante considerar que los aceros empleados en la estructura de la sarta deben ser resistentes a la fatiga, a la flexión, a los impactos y al desgaste. Lo ideal es utilizar aceros con un núcleo no muy duro y una superficie endurecida y resistente al desgaste de acuerdo con lo siguiente:Aceros de alto contenido en carbono, en los que la dureza deseada se consigue controlando la temperatura en el proceso de fabricación. La culata se trata por separado para conseguir una alta resistencia a los impactos.Aceros de bajo contenido de carbono, que se utilizan en barras, adaptadores, coplas y brocas. Se trata de aceros que contienen pequeñas cantidades de cromo y níquel, manganeso y molibdeno.Los insertos de las brocas se fabrican a partir de carburo de tungsteno y cobalto, ya que estos materiales se caracterizan por su alta resistencia al desgaste y tenacidad, y pueden conseguirse diferentes combinaciones variando el contenido de cobalto entre 6% y 12%.Criterios de selección brocas para martillos DTH (Drillco Tools)

CONCEPTOS BASICOS SOBRE GEOLOGIA

La corteza de la tierra consiste en diferentes tipos de rocas que están compuestas de uno o más componentes químicos o elementos minerales. Los minerales tienen diferentes durezas y se clasifican de acuerdo a su escala de dureza y resistencia a la compresión. Los geólogos describen a los minerales como sustancias naturales inorgánicas, sólidas con composición química, forma cristalina y propiedades físicas características. La mezcla de minerales forma las rocas, y basados en su método de formación se clasifican en tres tipos

1.-Rocas Igneas: Se forman del magma o silicato líquido fundido, cuando él liquido se enfría rápidamente en o cerca de la superficie de la tierra forma rocas muy finas o de textura vidriosa denominadas rocas extrusivas.

Son rocas extrusivas:Andesita 300 a 400 mpa Riolita 120 mpa.Basalto 250 a 400 mpaTraquita 330 mpa.

Las rocas ígneas intrusivas se forman cuando el magma se solidifica lentamente a grandes profundidades bajo la corteza de la tierra, ellas se caracterizan por una textura de grano grueso y a veces grandes cristales. El tipo de roca formado depende de la composición química del magma y de los minerales que se cristalizan en la mezcla fundida. El basalto (extrusivo) y el gabro ( intrusivo) se forman de magmas pobres en sílice

Son rocas intrusivas:Diorita 170 a 300 mpaGabro 260 a 350 mpaGranito 200 a 350 mpa.


CLASIFICACION DE LAS ROCAS Y PROPIEDADES FISICAS PRINCIPALES

2.- Rocas sedimentarias: Se han formado por alteraciones climáticas de la corteza sólida de la tierra, la cual se ha desintegrado y sedimentado en los ríos y en el fondo de los mares prehistóricos. Se clasifican en clásticas y precipitadas, las clásticas ( quebradizas ) se forman por la consolidación de arcillas, arenas, restos de conchas y fragmentos de otras rocas, tienen origen clástico la arenisca, los esquistos, y los conglomerados. Las precipitadas se forman por la precipitación química disueltas en agua, de esta manera se forman el yeso, la dolomita, la caliza, y la sal, ellas pueden incluir algunos materiales clásticos tales como conchas o fósiles.

Son rocas sedimentarias:Conglomerados 140 mpa Caliza 120 mpa Areniscas 160 a 255 mpaDolomita 150 mpa.Pizarra de grano fino 70 mpa

3.- Rocas metamórficas: Estas rocas se forman de rocas ya existentes, sean estas ígneas, sedimentarias, o previamente metamorfoseadas, la estructura, la textura y en algunos casos la mineralogía de la roca matriz cambian durante el calor y la presión intensos del metamorfismo. El calor y la presión resultan del profundo entierro en la carcaza terrestre o debido al contacto cercano con el magma, las más comunes son. Esquistos, mármol, cuarcita, anfibolita, y calizas cristalinas. Son rocas metamórficas:Mármol 100 a 200 mpaNeis 140 a 300 mpaCuarcita 160 a 220 mpaEsquisto 60 a 400 mpaSerpentina 30 a 150 mpaPizarra 150 mpa


CLASIFICACION DE LAS ROCAS Y PROPIEDADES FISICAS PRINCIPALES

Resistencia a la compresión. Es la cantidad de carga que una muestra de roca podría soportar hasta el momento de quebrarse y se usa generalmente como índice estándar de perforabilidad. Se expresa en: Mpa, kilos por centímetro cuadrado o en libras por pulgada cuadrada, La perforabilidad depende entre otras cosas de la dureza de los minerales constituyentes y del tamaño de sus granos. Uno de los minerales más comunes en la formación de las rocas es el cuarzo y debido a que es muy duro un gran contenido de el hará que la roca sea muy dura de perforar y causara mucho desgaste a las herramientas de perforación, en este caso se dice que la roca es abrasiva. El contenido de sílice es mayor en la cuarzita y arenisca y menos en los minerales de hierro y algunas calizas.Una estructura de grano grueso es más fácil de perforar y causa menos desgaste a los aceros que una estructura de grano fino.

U.C.S. : Esfuerzo a la Compresión, ¿Cuanto empuje se necesita para romper una roca en una condición estática?

Módulo de Young, ¿Cuán elástica es una roca?

Radio de Poisson, ¿Cuánto se deforma una roca a una presión dada?

Las 3 propiedades combinadas determinan cuán dura o blanda es una roca y cómo debe perforarse. Todas las propiedades de las rocas deben ser consideradas para seleccionar la mejor broca y los mejores parámetros operacionales para obtener un menor costo de perforación.

Alto U.C.S.Alto U.C.S. = Roca dura.

Alto Módulo de YoungAlto Módulo de Young = La roca es elástica y resiste el impacto, pero puede romperse bien.

Alto Radio de PoissonAlto Radio de Poisson = La roca absorbe la energía dada sin romperla. No forma detritus.

Bajo UCSBajo UCS = El RPM es el factor primario en la VDP. No se necesita mucho pulldown en la broca para romper la roca.

Alto UCSAlto UCS = Pulldown es el factor primario en la VDP. Se debe empujar adecuadamente los insertos en la roca para romperla eficientemente .

Bajo Módulo de Young (Elasticidad)Bajo Módulo de Young (Elasticidad) = La roca es quebradiza y se rompe fácilmente . La roca responde bien al Pulldown y al RPM .AAlto Módulo de Younglto Módulo de Young = La roca es elástica. Se le debe dar tiempo para romperla. Necesita más Pulldown con un RPM más lento.BBajo Radio de Poissonajo Radio de Poisson (Plasticidad)= La roca se rompe con un pequeño cambio en su forma . La roca es quebradiza .AAlto Radio de Poissonlto Radio de Poisson = La roca se deforma antes de romperse . Se puede abollar sin romper material. La energía de perforación es

absorbida. La roca es plástica.

El resultado de una operación extractiva dependerá fundamentalmente de sus costos, razón por la cual la perforación es de la mayor importancia en el costo de la remoción de minerales o roca , por lo tanto tratar de rebajar su incidencia en el costo de producción será la principal preocupación del personal a cargo del área de perforación y tronadura. Los factores que influyen en la rebaja de costos de la perforación son variados, aquí presentamos los mas comúnmente considerados. Tipo de explosivo a usar.Altura de los bancos.Tonelaje que el explosivo puede removerTamaño de la perforación, profundidad de los taladros y espaciamiento.Angulo de la perforaciónTonelaje promedio a obtener diariamenteCapacidad del chancador primarioCapacidad de los equipos de carguío y transporteAptitud y actitud del personal de perforación y voladuraExperiencias anteriores en voladuraCaracterísticas del clivaje de la rocaCaracterísticas de perforabilidad de la rocaDisponibilidad de los equipos de perforación ¿Cómo elegir el equipo adecuado capaz de perforar y quebrar cualquier tipo de roca? En realidad considerando las casi infinitas variables de combinaciones, de los componentes de la roca, los tipos de formaciones en las cuales se opera, los objetivos que se persiguen cada vez de mayor exigencia con la perforación descartan cualquier opción de contar con un equipo y un método universal para perforación. La dureza es solo uno de los factores que deben ser considerados en la elección de un método de perforación, cualquier formación puede ser altamente dura o abrasiva, depende solo de su ubicación geográfica, en estas condiciones la perforación puede llegar a ser un gran problema.

FUNDAMENTOS Y GENERALIDADES DE LA PERFORACIÓN

Diámetro pequeño:

Barra de 9 ¼

Diámetro Correcto:

Barra de 10 ¾

Bit sub Bit sub

Flujo de Aire de Baja Velocidad

Flujo de Aire de Velocidad Correcta

Broca de 12 ¼

*5,000 pies/min es considerado lo mínimo

para una buena remoción de detritos

..

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.

...

.. .

...

.

.

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.

.

.

..

Barra de 9 ¼ pulgadas con

1,339 CFM útiles igual a velocidad de 3,835 pies por

minuto (1,169 m/min)

Broca de 12 ¼

Barra de 10 ¾ pulgadas con

1,339 CFM útiles igual a velocidad de 7,218 pies por

minuto (2,200 m/min)



Se propone un “Valor” basado en la productividad de la broca, no a la “Vida de la Broca".

La productividad beneficia más a una operación minera, que la vida de la broca.

Que es valor?

Costo total de Perforación. es un concepto en donde se pone enfasis en el costo de la productividad.

Progresivamente el costo de la productividad es un factor importante en la operación minera.

El costo Total de PerforaciónTDC captura y muestra el costo de la productividad.

Incluye Todo lo que se necesita para realizar la perforación:– Labor– Poder: Combustible, electricidad.– Herramientas de perforación y suministros– Labor de Mantenimiento, repuestos– Supervisión, Administración– Costo Inicial del equipo.

Con todas estas consideraciones, el costo de operación de una maquina puede llegar a USD$ 300 por hora.


TDC esta basado en la productividad

Productividad Significa:

Perforar mas metros / hora, / Turno, / día, / mes.

Más taladros perforados / Turno, / día, / mes.

Toneladas de material fracturado/ Turno, / día

Todo esto es productividad

ROP Método

TDC = (Precio Broca / Metros Perforados) + (Costo de operación perforadora / ROP)


Ejemplo #1:

Costo de la Broca = US$5,000

Vida de la Broca, metros perforados = 8,000

ROP = 40 meters/hour

Costo Perf. = US$200 per hour

TDC = (Costo de la broca / Metros perforados) + (Costo Perf. / ROP)

TDC = 5.63 USD$/m

Ejemplo #2:Costo de la Broca = US$5,000Vida Broca, metros perforados = 6,500ROP = 52 meters/hourCosto Perf. = US$200 per hour

TDC = (Costo de la broca / Metros perforados) + (Costo Perf. / ROP)

TDC = 4.61 USD$/m

CAPITULO III EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURA

EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURACAPITULO III

EXPLOSIVO EFICIENTEPara que un explosivo sea eficiente: Se le exige que cumpla determinadas propiedades, ya que es imprescindible que: - Detone, y que detone completamente, bajo circunstancias difíciles, como son: introducido en un taladro, sumergido en agua... - Contenga todas las sustancias necesarias: Todas las sustancias necesarias para el proceso deben estar incluidas dentro del explosivo. (No puede tomar oxígeno del aire, como la gasolina).

1- Potencia explosiva: Energía disponible para producir efectos mecánicos. Capacidad de explosivo para fisurar y fragmentar la roca debida a la onda de detonación + presión de los gases)- Formas de definir la potencia: Los fabricantes normalmente indican la potencia explosiva, comparada con la de un explosivo patrón (la goma pura: explosivo gelatinoso se expresa en % respecto a esta), viniendo expresada su potencia por:-Potencia por unidad de peso ó-Potencia por unidad de volumen. Depende por un lado de la composición del explosivo, pese a que siempre es posible mejorar la potencia con una adecuada técnica de voladura.

PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS

2- Velocidad de detonación: Velocidad de la onda de choque. Marca el ritmo de liberación de energía, es la característica más importante del explosivo. Cuanto más sea la VD del explosivo, tanto mayor será su potencia.Se entiende por detonación de un explosivo a la transformación casi instantánea de la materia sólida que lo compone en gases. Esta transformación se hace a elevadas temperaturas con un gran desprendimiento de gases, casi 10.000 veces su volumen.- Explosivos de alta velocidad: Explosivos rompedores. Muy ruidosos y producen gran fragmentación. Se emplearán en: 1- Cargas adosadas (sin Taladros): Rotura de árboles, Estructuras metálicas, piezas largas huecas2- Rocas duras frágiles.3- Donde se necesite mayor fragmentación. - Explosivos de Baja Velocidad: En rocas blandas y plásticas como margas y yesos. para obtener grandes bloques. (Velocidad baja es cuando su energía se desarrolla de forma progresiva). Recomendación: Usar explosivos de velocidad lo más próxima a la de transmisión del sonido - La velocidad de detonación Depende de: 1- Diámetro: Diámetro crítico es aquel a partir del cual el explosivo se puede desensibilizar (no entrar en detonación).2- Densidad de carga: Densidad de carga límite es aquella a partir de la cual se desensibiliza el explosivo.3- Confinamiento: (Tanto en el atacado como en el retacado.)4- Iniciación: para un buen desempeño del explosivo se debe de utilizar iniciador de gran potencia 5-Envejecimiento: Procure que el explosivo no este caducado pues puede producir grandes defectos en la voladura.


PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS

3- Densidad: Concentración de carga en un taladro (se refiere a concentración de carga explosiva en taladro).- La densidad de los explosivos varia de 0,78 a 1,6 g/cm3

* Es un factor crítico que puede dar lugar a: 1- Encendidos no esperados (por cordón)2- Insensibilización del explosivo si la densidad es demasiado grande.- A mayor densidad mayor efecto rompedor.- Normalmente los explosivos densos se emplean para cargas de fondo: hidrogeles , gelatinosos y Heavy Anfos- Por lo general los explosivos menos densos se emplean en carga de columna: pulvurentos.- Concentración por metro lineal: (concentración de carga para diámetro de taladro determinado).- Ojo en los taladros con agua la densidad debe ser mayor de 1- La disminución de la densidad de l explosivo se puede realizar con: Microesferas, Gasificados, Productos porosos

4- Presión de detonación: (Se refiere a la presión de onda de choque)Explosivos de alta presión de detonación se emplean para obtener mayor fragmentación en rocas duras.

5- Estabilidad química: Propiedad de no descomponerse (inalterado) en condiciones ambientales normales.Esta relacionada con: Tiempo de almacenamiento y Condiciones de almacenamiento Hay que tener en cuenta que los explosivos caducan y pueden dejar de tener las propiedades exigidas, pudiendo bajar la velocidad de detonación o la potencia requerida.

6- Resistencia al agua: Se debe tener en cuenta en taladros húmedos o llenos de agua. Si van a estar en contacto con el agua no podemos emplear explosivos que se diluyan con el agua. Estos deberán tener ciertas propiedades:1- Resistencia al contacto con el agua: 2- Resistencia a la humedad: los explosivos pulverulentos son sensibles a la humedad3- Resistencia al agua bajo presión: Bajo presión puede aumentar la densidad y deberemos tener cuidado para no alcanzar la densidad crítica, pues se podría desensibilizar el explosivo.

EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURACAPITULO IIIPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS

7- Sensibilidad: A La iniciación, al choque y fricción, al calor, al diámetro1- A la iniciación: Deben ser capaces de ser iniciados2- Al choque y fricción: Se pueden producir situaciones peligrosas.-Transporte: Si es sensible al choque se pueden producir explosiones no deseadas durante el transporte.-Colocación: Si el explosivo a colocar a 15m es sensible a la fricción se puede producir explosión no deseada3- Al calor: El explosivo no deberá descomponerse a determinadas temperaturas4- Al diámetro: Existe un diámetro critico por debajo del cual no se propaga la onda de detonación o lo hace a una velocidad tan baja que no se consigue el grado de microfisuración adecuado y además puede que parte del explosivo no detone con el consiguiente peligro.

8- Color: Genera confusiones, no tiene gran importanciaIndica la homogeneidad en fabricación: Color uniforme de la masa y por tanto es señal de calidad del producto.

9- Transmisión de la detonación: dada por un nº que expresa en cm la separación máxima entre 2 cartuchos, en la que uno cebado hace detonar al no cebado.

Por simpatía: Se puede producir explosión por simpatía es decir puede ser que la explosión de un taladro inicie la de otro situado cerca. La distancia entre taladros que puede provocar esto oscila entre 2 y 8Ø. * Será por tanto necesaria una distancia de seguridad para que no suceda este fenómeno.* Esta separación de seguridad necesaria para que no se produzca detonación por simpatía Varia con: -Envejecimiento-Calibre de los cartuchos


10- Desensibilización: Perdida de sensibilidad al aumentar la densidad. (La densidad es uno de los motivos de Desensibilización pero no es el único aunque si el principal).Es mayor (la Desensibilización) en Anfos e Hidrogeles.Causas: Puede producirse esa disminución de densidad por:1- Presión Hidráulica2- Presión dinámica:2.1 Cordón detonante: de bajo gramaje no inician correctamente a hidrogeles y emulsiones pero puede insensibilizarlos. 2.2 Por efecto canal: Se debe asegurar que el explosivo llene completamente el taladro, pues si se dejan canales, el flujo de gases no tiende a introducirse en las fisuras de la roca sino que tiende a circular por esos canales comprimiendo al aire y este al explosivo y por tanto aumentando la densidad y posible Desensibilización. 2.3 Por cargas adyacentes: Deberemos mantener distancia de seguridad.- Por onda de choque de cargas- Por deformación lateral del barreno- Por el material del retacado- Por infiltración de gases

11- Resistencia alas bajas temperaturas: Peligro de congelación

12- Humos producidos: (se refiere a los humos del propio explosivo)- La calidad de los humos depende del Tipo de gases:1- Gases no tóxicos: -vapor de agua.- Nitrógeno- Dióxido de carbono2- Gases tóxicos: En pequeñas cantidades son mortales- Monóxido de carbono (Defecto de O2)- Óxidos de Nitrógeno (Exceso de O2)



13- Seguridad de los explosivos:- Saber lo que se puede o no hacer- Contratar personal especializado- El explosivo será más seguro cuanto mayor impulso energético requiera para iniciarlo.- Se deben utilizar elementos homologados para su manipulación (tenazas…)- Evitar pellizcar o machacar: Tener en cuenta este problema en los desescombros.- No olvidar que el cordón detonante no es una cuerda ya que esta lleno en su alma de un explosivo muy puro de alta velocidad de detonación


Los sistemas de iniciación se dividen en:– Sistema no eléctrico (Mecha a Fuego, Nonel, Cordón detonante).– Sistema eléctrico.– Sistema electrónico.


Sistema de iniciacióneléctrico

DISEÑO DE DISPAROS PRIMARIOS

INTRODUCCION.

Para mayor claridad y metodología el diseño de la voladura de rocas se dividirá en dos partes:

Diseño de voladura de rocas para operaciones mineras subterráneas, yDiseño de voladura de rocas para operaciones mineras superficiales.

No existe formula o ecuación matemática para diseñar directamente un disparo optimo

En el disparo primario intervienen parámetros, variables complejas y estocásticas.

Es necesario formular un modelo matemático que represente o simule un disparo primario y donde intervengan la mayor cantidad de parámetros y variables estocásticas.

Clasificación de las variables que deben ser tomadas en cuenta cuando se va a diseñar un disparo primario.

Variables no controlables

Variables controlables


Clases de Voladura II

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