Download - Voladura a CA
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DISEO DE VOLADURASDISEO DE VOLADURASA CIELO ABIERTOA CIELO ABIERTO
Ing. Csar Ayabaca P.Ing. Csar Ayabaca P.
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VOLADURAS A CIELO ABIERTOVOLADURAS A CIELO ABIERTO
9Muy utilizadas en explotacin minera decanteras de caliza para la industria del cemento,algunas minas de materiales de construccin yen minas de otros minerales.
9 En Obras civiles muchos tipos de trabajosinvolucran el uso de explosivos como carreteras,presas, poliductos, y canales de riego.
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EXPLOTACION MINERA A CIELO ABIERTOEXPLOTACION MINERA A CIELO ABIERTO
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CARRETERA BAOS PUYOCARRETERA BAOS PUYO
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EXPLOSIONEXPLOSION
1 tn de TNT libera 4000veces mas energa quela necesaria paralevantar un auto de 1 tna 100m.
Detonacin nuclearlibera de 10001000.000 veces mayorenergia que unadetonacin qumica.1 kiloton = energia liberada
por 1.000 tn de TNT
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DEFLAGRACIONDEFLAGRACION
Es una reaccin qumica que se mueverpidamente a travs del materialexplosivo y libera calor o flamavigorosamente la reaccin se muevedemasiado lenta para producir ondas dechoque significativas y fracturacin de laroca. Ejemplo encendido de una mechade seguridad. Una VOD de 1000 m/s eslmite entre detonacin y deflagracin.
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En una detonacin la reaccin qumica semueve a travs del material explosivo a unavelocidad mayor que aquella del sonido a travsdel mismo material. Se forma una onda dechoque supersnica a travs del explosivo. Losgases tienen temperaturas de 3000 a 7000 F ypresiones altas de rango de 20 a 100 Kbars100.000 atmsferas o 1.5 millones de libras/pul2.Estos gases se expanden rpidamente,producen onda de choque en el mediocircundante.
DETONACIONDETONACION
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Zona de reaccin primaria es el rea en la cualempieza la descomposicin qumica y es limitadapor el plano de Chapman-Jouquet.
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DISEO DE VOLADURASDISEO DE VOLADURAS
Tipo de roca y condiciones geolgicas. Propiedades fsico-mecnicas de la roca. Volumen de roca a ser volada. Trabajos de perforacin. Tipo de explosivo y propiedades. Sistema de iniciacin. Parmetros dimensionales de la voladura.
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TIPO DE ROCA Y CONDICIONES GEOLGICASTIPO DE ROCA Y CONDICIONES GEOLGICAS
Estratificacin y bandeamiento Esquistocidad Fracturamiento Fallas Contactos Azimut de buzamiento
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Condiciones Geolgicos :Estructuras:
Explosivo
Explosivo
Veta Dbil
Nivel (Taco Intermedio)
Taco
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Condiciones Geolgicos :Estructuras:
Estratos o Fracturas hacia el tajo:Paredes InestablesSobrequiebre (Backbreak) excesivo
Estratos inclinados hacia masa rocosa:Pata sin romperPotencial para sobresaliente
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Efectos de la Geologa La Fragmentacin ser
controlada por las fracturasexistentes.
Los patrones de perforacinms pequeos minimizan losefectos adversos de las grietasy fracturas.
Tener presente que patronesde perforacin mejoran oempeoran la distribucin de laenerga.
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Condiciones Geolgicas :Estructuras Cont.
Juntas paralelas a cara libre:Buen control de taludPuede ser mejor orientacin paracontrol de talud.
Juntas anguladas a cara libre:Cara libre blocosaQuebrado al final excesivo
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Factores Geolgicos :Estructuras:
Vacos grandesal fondo deben
ser tapados
CavidadesProfundas y
pequeaspueden serrellenadas
Cavidades cerca de la superficieuse tubo de carga y reducir
patrn contiguo.
Tapn
Carga
Taco
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PROPIEDADES FSICO-MECNICAS DE LAPROPIEDADES FSICO-MECNICAS DE LAROCAROCA
Resistencia a la compresin Resistencia a la tensin Frecuencia ssmica
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FRECUENCIA SISMICAFRECUENCIA SISMICA
300 900350 1500
1000 20001400 45002500 50004000 60005000 60004500 65003000 440003000 60003100 54005100 61004000 60006700 73007900 84005800 7100
CAPA METEORIZADAALUVINES MODERNOSARCILLASMARGASCONGLOMERADOSCALIZASDOLOMITASSALYESOANHIDRITAGNEISCUSRCITASGRANITOSGABROSDUNITASDIABASAS
VELOCIDAD DE PROPAGACINDE LA ONDA SISMICA
LONGITUDINAL( m/s)
CLASE DE FORMACION
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FRECUANCIA SISMICAFRECUANCIA SISMICA
> 40002000 4000
< 2000
DURAMEDIA
BLANDA
VELOCIDAD SISMICA( m/s)
CLASE DE FORMACION
0,2300,1300,1300, 080
3.0002.5002.0001.200
575343250160
CONSUMOESPECIFICO kg
ANFO/m3
VELOCIDAD SISMICA(m/s)
POTENCIA DELTRACTOR kw
VELOCIDAD SISMICA Y CONSUMOVELOCIDAD SISMICA Y CONSUMOESPECIFICO DE EXPLOSIVOSESPECIFICO DE EXPLOSIVOS
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VOLUMEN DE ROCA PARA LA VOLADURAVOLUMEN DE ROCA PARA LA VOLADURA
Comprende al rea superficial delimitada por ellargo de frente, el ancho, y multiplicado por laaltura del banco, se obtiene el volumen de rocaa ser volado.
El volumen de roca a producirse por voladuraestar en dependencia del rgimen de trabajosde explotacin que requiere la cantera paracumplir la produccin establecida. Considerandoen todo momento la maquinaria a ser utilizada.
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La perforacin es la primera operacin en lapreparacin de la voladura.
Para lo cual se deben tomar en cuenta lascondiciones de perforacin:
- Dimetro de perforacin- Longitud de perforacin- Rectitud- Estabilidad
TRABAJOS DE PERFORACION
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PERFORACION ESPECIFICAPERFORACION ESPECIFICA
Es el nmero demetros que setiene que perforarpor cada metrocbico de rocavolada.
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EXPLOSIVOSEXPLOSIVOS
DINAMITAS
Eplogel I
Explogel III
Explogel Amon
PENTOLITAS
Booster de iniciacin
Pentolita Ssmica
Cargas didricas
NITROGLICERINA
PENTRITA + TNT
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AGENTES DE VOLADURAAGENTES DE VOLADURA
EMULSIONES
Emelgrel 3000
Emulsen 910
Emulsen 720
ANFOS
Anfo normal
Anfo Alumizado
NITRATO DEAMONIO +HIDROCARBURO +EMULSIFICANTE
NITRATO DEAMONID + DIESEL
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ACCESORIOS DE VOLADURAACCESORIOS DE VOLADURA
CORDON DETONANTE
Cordn detonante de 5 gr.
Cordn detonante de 10 gr.
MECHA DE SEGURIDAD
FULMINANTES
Fulminantes N 8
Fulminantes elctricos
Fulminantes no elctricos
PENTRITA
POLVORA NEGRA
PENT
AZIDA DE PLOMO
HMX
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METODOS DE INICIACIONMETODOS DE INICIACION
Iniciacin con mecha de seguridad
Iniciacin con cordn detonante
Iniciacin no elctrica
Iniciacin elctrica
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INICIACION CON FULMINANTE Y MECHAINICIACION CON FULMINANTE Y MECHA
45 mm
6,3 mm
65 mg115 mg600 mg
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INICIACION CON CORDON DETONANTE
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SISTEMA DE INICIACION NO ELECTRICASISTEMA DE INICIACION NO ELECTRICA
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SERIE DE MILISEGUNDO (MS)
N DE
RETARDO
SERIE MS
(Milisegundos)
N DE
RETARDO
N DE
RETARDO
SERIE MS
(Milisegundos)
SERIE MS
(Milisegundos)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4
25
50
75
100
125
150
175
200
250
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
300
350
400
450
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1925
2050
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SERIE DE RETARDOSSERIE DE RETARDOSLPLP
N DE
RETARDO
SERIE LP
(Milisegundos)
N DE
RETARDO
SERIE LP
(Milisegundos)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5
200
400
600
1.000
1.400
1.800
2.400
3.000
3.800
10
11
12
13
14
15
16
4.600
5.500
6.400
7.450
8.500
9.600
10.700
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Q Detonador TECNELManguera de Cierre Tubo de choque Crimper
Tren de retardo Carga Primaria
PRINTEC (Azida dePlomo)
Carga secundariaPETN (Pentrita)
SISTEMA NO-ELECTRICO
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USOS DEL TECNEL
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INICIACIONINICIACIONELECTRICAELECTRICA
DETONADORESDETONADORESELECTRICOSELECTRICOS
Inflamador electroInflamador electropirotcnicopirotcnico va vaalojado en unalojado en undispositivodispositivoantiesttivoantiesttivo y ysoldado a dossoldado a dosalambresalambresconductores.conductores.
Carga Primaria:Carga Primaria:NitruroNitruro de plomo. de plomo.
Carga Base:Carga Base:Pentrita.Pentrita.
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PARAMETROS DE VOLADURAPARAMETROS DE VOLADURA
Cordn detonante 5 gFulminantes no elctricos msFulminantes N 8
ACCESORIOS
1,6 g / cm3
0,88 g / cm3Booster pentolita de 450 gAnfo normal
EXPLOSIVOS
3 pulgadas = 7,62 cm = 76,2 mmDimetro de perforacin
PERFORACION
Caliza2,3 g / cm3
10000,0 m3
Tipo de rocaDensidad de la rocaVolumen de roca
DATOS DEL PROYECTO
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BORDO Y ESPACIAMIENTOBORDO Y ESPACIAMIENTO
9 B = BURDEN, BORDO O PIEDRA.
2dxB = 0,012 (( ----------) + 1,5 )De
dro B = m
dex = Densidad explosivo g/cm3
dro = Densidad de la roca g/cm3
De = Dimetro del explosivo (mm)
9 S = ESPACIAMIENTO
S = 1,4 x BSe aplica para bancos altos y con retardos.
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H = ( k + U) / Cos i
H = longitud de perforacin (m)K = altura del banco ( m )
Se aplica la relacin de rigidezptima en la que:
K / B >= 4
K = 4 x B
U = Sobre perforacin (m)
LONGITUD DE PERFORACIN
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RELACION DE RIGIDEZRELACION DE RIGIDEZ Se define como la relacin entre la altura del banco y
la distancia del bordo.
ExcelenteExcelenteExcelenteExcelente
No haymayoresbeneficioscon elincrementode larelacin derigidez arribade cuatro
BuenaBuenaBuenaBuena
Buen control yfragmentacin
RegularRegularRegularRegular
Rediseesi esposible
PobreSeveraSeveraSevera
Rompimientotrasero severoy problemasde piso. No sedispare vuelvaa disear
FragmentacinSobrepresin de aireRoca en vueloVibracin del terreno
Comentarios
4321Relacin de Rigidez
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Es la profundidad a la cual se perforaEs la profundidad a la cual se perforael barreno por debajo del nivel delel barreno por debajo del nivel delpiso. Para asegurarse que elpiso. Para asegurarse que elrompimiento ocurra a nivel.rompimiento ocurra a nivel.
U = 0,3 x BU = 0,3 x B
U = U = SobreperforacinSobreperforacin (m) (m)
B = B = BurdenBurden (m) (m)
SOBRE-PERFORACION
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FORMULARIOFORMULARIO
L + 7 B-------------
8Iniciacin
retardada ybancos bajos
2BIniciacin
instantneay bancos
altos
L + 2 B-------------
3Iniciacin
instantnea ybancos bajos
0,3 x BLos barrenos por lo general norompen la profundidad total, por loque es necesario perforar mas alldel nivel del piso o cota a la cualse quiere llegar.
0,3 x BSOBREBARRENACION
1,25 x B
1,4 x BIniciacinretardaday bancos
altos
ESPACIAMIENTO
B= 45 x De Prv 1/3B = 8 x 10-3 De ---------- Dro
Prv = Potencia relativa en volumenDro = Densidad de la roca g/ cm3|
2dxB = 0,012 (( ----------) + 1,5 )De
droBORDO
TECNICASUECAKONYAKONYAPARAMETRO
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FORMULARIOFORMULARIO
B
El taco es un material inerte y sirvepara el confinamiento de los gasesde la explosin, controla lasobrepresin y la roca en vuelo. Silas distancias de los tacos sonexcesivas , se obtendr unafragmentacin muy pobre en la partesuperior del banco y el rompimientoposterior a la ltima fila seincrementar.La longitud del taco es igual a lalongitud del Bordo solamentecuando se utiliza polvo muy finocomo material de retacado.
0,7 x BLONG. TACO
El material ms comn utilizado para el taco son lasastillas de la perforacin, sin embargo este materialno es recomendado puesto que el polvo debarrenacin muy fino no se mantendr en el barrenodurante la detonacin. En cambio el material muygrueso tiene la tendencia a dejar huecos de aire quetambin pueden ser expulsados fcilmente.
De (mm)-------
20Material del Taco
H / BMODULO DERIGIDEZ
TECNICASUECAKONYAPARAMETRO
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CONCENTRACIN LINEAL DE CARGACONCENTRACIN LINEAL DE CARGA
Qbk = 0,078539 x d x De2
Qbk = Concentracin de carga (kg / m) d = densidad del explosivo (gr/cm3)
De = dimetro del explosivo (cm)
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CONCENTRACION LINEAL DE CARGA (CONCENTRACION LINEAL DE CARGA (kgkg/m)/m)
kg/m49,4048,6947,2743,0041,5841,5831,6331,2821,27212,738 3/8
kg/m47,9447,2545,8741,7340,3540,3530,6930,3520,96209,558 1/4
kg/m46,5045,8344,4940,4839,1439,1429,7729,4420,64206,388 1/8
kg/m45,0844,4343,1339,2437,9437,9428,8628,5420,32203,208
kg/m34,5134,0233,0230,0429,0529,0522,1021,8517,78177,807
kg/m25,3624,9924,2622,0721,3421,3416,2316,0515,24152,406
kg/m17,6117,3516,8515,3314,8214,8211,2711,1512,70127,005
kg/m11,2711,1110,789,819,499,497,227,1310,16101,604
kg/m6,346,256,075,525,345,344,064,017,6276,203
kg/m2,822,782,702,452,372,371,801,785,0850,802
kg/m0,700,690,670,610,590,590,450,452,5425,401
gr/cm31,391,371,331,211,171,170,890,88cmmmPulgadas
unidades Explogel
AmonExplogel
I
NuevoExplogel
IIIEmulgrel
3000Emulsen
720Emulsen
910Anfo AlAnfo
normal Dimetrobarreno
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ESQUEMA DE CARGAESQUEMA DE CARGA
CF = 1,3 x B
Lr =
0,7 x B
U = 0,3 x B
3 x B
CC = L Lr - CF
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Tiempos de retardoDiseo bsico de Tiempos de Retardo:
Seleccin de retardos :Retardo entre filasRetardo entre pozos
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RETARDOS DE BARRENO A BARRENORETARDOS DE BARRENO A BARRENOth = Th x S
th = Retardo barreno a barreno (ms)Th = Constante de retardo barreno a barrenoS = Espaciamiento ( m )
3,5Feldespato porfricos, gneis compactos ymica, magnetitas.
4,5Calizas compactas y mrmoles, algunosgranitos y basaltos, cuarcita y algunas gneis.
5,5Algunas calizas y esquistos
6,5Arenas, margas, Carbn
Constante TH (ms/m)Roca
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CALCULO DE RETARDO ENTRE FILASCALCULO DE RETARDO ENTRE FILAS
tR = TR x B
tR = Retardo entre filas (ms)TR = Factor de tiempo entre filas ( ms / m )B = Bordo ( m )
Pila de material disperso con rompimientotrasero mnimo.
16,5
Altura de pila promedio, sobrepresin yrompimiento promedio.
11,5
Pila de material alta cercana a la carasobrepresin y rompimiento moderados.
8,0
Violencia, sobrepresin de aire excesiva,rompimiento trasero, etc.
6,5
ResultadoConstante TR(ms/m)
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Tiempos de retardoSobre quiebre excesivo ymaterial lanzado sobre el banco
Apretado Difcil de excavar,mala fragmentacin
Intervalo Insuficiente entre filas(menos de 6 ms/m de burden)
Intervalo Insuficiente entre filas(menos de 6 ms/m de burden)
Contorno de la pilade material tronado
Contorno delBanco tronado
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Tiempos de retardoSobre quiebre mediano
Apretado,compacto
Intervalo de tiempos cortos entrefilas (6 a 12 ms/m de burden)
Adecuado para operacin de Pala de carguo de material.
Intervalo de tiempos cortos entrefilas (6 a 12 ms/m de burden)
Adecuado para operacin de Pala de carguo de material.
Contorno de la pilade material tronado
Contorno delBanco tronado
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Tiempos de retardoTiempos de retardoPoco sobre quiebre
Suelto - bien tendido
Intervalo de tiempos entre filas (12 a 30 ms/m de burden)
Adecuado para excavacin decargador frontal o castblast
Intervalo de tiempos entre filas (12 a 30 ms/m de burden)
Adecuado para excavacin decargador frontal o castblast
Contorno de la pilade material tronado
Contorno delBanco tronado