Mescla de Explosivos
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Semana 5
Msc. Carlos Reátegui Ordoñez
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2.2.4 Mezclas de explosivos
En minería se pueden combinar explosivos como el ANFO
y las emulsiones matriz en proporciones variables.
Estas combinaciones se llaman Anfos Pesados (heavy ANFO´s).
La combinación se realiza por razones de aumentar la
potencia o aumentar la capacidad de resistencia al agua.
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Energía explosiva de mezclas :
La elección del explosivos es importante debido a que es
el factor mas importante para la fragmentación de roca,debido a que es la energía Qc la que determina la cantidad
de gases a alta temperatura producidos de la reacción del
explosivo
Este energía Qc. esta dada por los ingredientes y
productos del explosivo y supone un costo.
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Podemos obtener mucha energía Qc de los altos
explosivos, sin embargo el costo será elevado.
Las mezclas explosivas no dan una buena gama de aporteenergético a un costo mucho mas bajo, este diferencial
hace que sea tan importante su uso sobre todo en minería
superficial.
En el grafico siguiente se ve la energía útil como funciónde la presión para un ANFO (d=0.8g/cc) y Anfo pesado
(d=1.30 g/cc)
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Se puede deducir de esta grafica que el ANFO produce
mayor energía si los gases se expanden completamente
hasta las 100 atm. A partir de este punto los HA producen
una presión final mas alta por unidad de peso.
Es importante poder comparar estos valores de energía a
diferentes estados de presión, debido a que se sabe con
certeza que la fragmentación se inicia en la zona de alta
presión generada por la reacción del explosivo y terminamucho antes de que la presión de gases alcance una
atmosfera.
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Se piensa que:
En rocas competentes el trabajo de expansión de gases
termine bajo presiones de 5000 a 2000 atm.
En rocas suaves el trabajo de expansión puede continuar
hasta presiones de 1000 atm pero no menos de cientos de
atmosferas
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Resistencia al agua:
Otra razón para la mezcla de emulsión y ANFO es la
capacidad de este para poder resistir al agua.
La capacidad esto va aumentando de acuerdo al
porcentaje de emulsión agregado al ANFO
(X%emulsión
:Y% ANFO
) y la capacidad se gradúa en una escalade 0 (ninguna resistencia) a 5 (excelente resistencia)
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En la grafica se ve las etapas en que la emulsión
“impermeabiliza” al ANFO logrando que este no sea
atacado por el agua.
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"Q" "A" Potencia Potencia
Energia energía útil util util
Producto Densidad1 Resistencia termoquímica (mj/kg) Relativa por Relativa por VOD
g/cc el agua (mj/kg) @ 1000 atm Peso Volumen
25°C @1000 atm @1000atm
ANFO 0.8 0 3.75 2.03 1.00 1.00 20 4,450.00
HA
Emulsión : ANFO 20:80 1.05 0 3.55 2.19 1.08 1.38 33 4,998.50
25:75 1.13 1 3.50 2.25 1.11 1.52 37 5,151.00
30:70 1.20 2 3.45 2.30 1.13 1.66 42 5,303.30
35:65 1.25 3 3.40 2.32 1.14 1.74 46 5,394.70
40:60 1.30 4 3.35 2.36 1.16 1.85 50 5,516.60
45:55 1.35 5 3.30 2.38 1.17 1.93 54 5,608.00
50:50 1.30 5 3.25 2.30 1.13 1.79 49 5,455.70
55:45 1.30 5 3.20 2.27 1.12 1.77 48 5,394.70 Mezcla
Bombeada
60:40 1.30 5 3.15 2.24 1.10 1.75 47 5,333.70
65:35 1.30 5 3.10 2.21 1.09 1.73 47 5,272.80
70:30 1.30 5 3.05 2.17 1.07 1.69 46 5,211.80
72:25 1.30 5 3.00 2.14 1.05 1.67 46 5,151.00
80:20 1.30 5 2.95 2.11 1.04 1.65 45 5,090.00
Potencia del
taladro (Katm)
Mezclas de HA usadas en minería
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Explosivos de densidad variable
La densidad del explosivo influye en:
La cantidad en Kg. de explosivo presente en la columna explosiva
La velocidad de detonación del explosivo (es directamente
proporcional).
La aplicación de los explosivos se basa en la calidad del
macizo rocoso y la interacción del explosivo con este, seha observado que:
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1. En macizos suaves o altamente fracturados se necesitan bajas
VOD por consiguiente baja densidad.
2. En macizos competentes y poco fracturados se necesita alta
VOD y por consiguiente alta densidad del explosivo.
Los macizos rocosos en la practica suelen tener diferentes
características que varían de sector a sector.
Se nesecita contar con un explosivo donde se pueda
variar su densidad de acuerdo a la necesidad del macizo
rocoso cargado.
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Los explosivos de densidad variable son aquellos que se
pueden fabricar en el campo y obtener la densidad que se
desea.
Estos explosivos están formulados en base a emulsiones y
a poli estirenos expandidos (EPS).
El EPS actúa como sensibilizador de la emulsión matrizademás de que la densidad (peso/volumen) variará en
función a la cantidad que se agregue.
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También existen emulsiones gasificables que pueden estar
combinadas con ciertos porcentajes de ANFO y nos dan
variaciones de la densidad.
La adición de ANFO proporciona la capacidad de variar la
la fuerza y energía generada durante detonación.
El contenido de emulsión aumenta la resistencia al aguadel producto.
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2.2.5 Iniciadores
Los iniciadores son altos explosivos que permiten detonara los agentes de voladura, la presión necesaria para iniciar
una columna explosiva debe ser mayor a la presión de
explosión del agente de voladura a iniciar
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Booster o Aumentadores :
Debido al alto uso de ANFO, Hidrogeles y Emulsiones a
granel en minería, además de el incremento de losdiámetros y altura de los taladros se tiene La necesidad
de contar con un iniciador altamente energético.
Los booster son aumentadores compactos de alta presiónde detonación. Que pueden estar fabricados de TNT
(trinito tuoleno), PENT (tetranitrato de pentaeritrito) y RDX
(ciclonita) y mezclas de estos altos explosivos.
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Aumentadores de Pentolita Estos contiene una combinación de
50% de TNT y 50% de PENT, aunque algunos fabricantes ofrecen
presentaciones de 60% de PENT.
Booster de composición B Con este nombre se conocen los boosterque contienen 60% de RDX y 40% de PENT
Aumentadores tipo “TORPEX” Son los que contienen RDX, TNT y
aluminio.
Aumentadores tipo Amatol/sodatol Son los de Pentolita que
contienen % de Nitrato de Sodio o Nitrato de Amonio
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Teóricamente el diámetros iniciador debería ser igual al del
taladro donde se coloca el agente explosivo, en la practica
esto no es posible debido al costo y los problemas
operativos que esto supone.
En el mercado existen muchas presentaciones cuyos
rangos detallamos:
peso : 0.6 g - 2.2 kg
densidad: 1.55g/cc – 1.70 g/cc
VOD: 6100 -7600 m/s
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Todos los booster de dimensiones mayores están
diseñados para ser iniciados por fulminantes ( #8 o mayor)
y tiene diferentes configuraciones de fabricación para que
estos sean colocados junto a los detonadores o cordon
detonante.
Los booster de dimensiones menores se han diseñado
para ser iniciados por cordón detonante, existen también
booster cónicos que son mas usados en minería decarbón.
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Aumentadores en base a Nitroglicerina:
El aumentador en base a nitroglicerina se refiere a
compuestos iguales o parecidos a las dinamitas
gelatinosas o “extra”.
Se debe procurar que este sea siempre gelatinizado cuya
potencia sea mayor al 60%, para asegurar la presión de
detonación requerida.
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Existen varias presentaciones: cartuchos de papel,
cartuchos o envases de plástico. Tambien se usa
emulsiones sensibilizadas como iniciadores.
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2.2.6 Explosivos binarios
Los explosivos de dos componentes o binarios se obtienen
al mezclar dos ingredientes químicos pre envasados.
Estos consisten de oxidantes, líquidos o solidos
inflamables, los cuales individualmente no califican como
explosivo, pero al mezclar forman compuestos detonantes.
No son usados normalmente, su uso es en aplicaciones
especiales.
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