5.- capacitacion dexplo subterranea1.0
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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
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MINA
SUBTERRANEA
DISTRIBUIDORA DE EXPLOSIVOS
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CICLO Marcaje
Barrenacin
Cargado
Voladura
Ventilacin
Medida
Soporte
Cargado de la rezaga
LA VOLADURA
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Desarrollo Tpico
Para roca dura, semidura,mantos de carbn etc.
Los arcos proporcionan mas soporte al cielo
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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
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DISEO TIPICO DESARROLLOS
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LO MAS IMPORTANTE:LA CUA
Porqu
Tipos de cuas
Secuencia de encendido
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Se tiene que proveer un alivio inicial en la voladura subterrnea usando las primeras series de barrenos a ser disparados.
PORQU
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Cua quemada
Cua en V
Abanico
TIPOS DE CUAS
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CUA QUEMADA
Barrenos Dimetro pequeo
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SECUENCIA PROGRESIVA DE LA CUA QUEMADA
1 BARRENO CARGADO Y DISPARADO EN UN TIEMPO.
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COMO TRABAJA
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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
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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
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EFECTOS DE LA GEOLOGA EN VOLADURAS SUBTERRNEAS
FACTORESGEOLGICOS
PROPIEDADES DE LA ROCA
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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
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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.
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Agua
Naturaleza y orientacin de la masa rocosa discontinuidades/zonas dbiles
Estratos
Fallas
Contactos
Material no consolidado (lodo, cavernas)
Principales Elementos Geolgicos
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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
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ROCA MASIVA
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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
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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
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DISEO DE CUA PORCENTAJE DE VACIO
MACIZO ROCOSO MEDIANO
45 mm Barreno cargado
75 mm Barreno vacos
200 mm
400 mm
Porqu este tamao !!!
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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
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Calculo del tamao de la cua (2)
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
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Calculo del tamao de la cua (3)
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 ! ! !
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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
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NUMERO DE BARRENOS PARA UNA SECCION DE 4.0 x 3.8 m.
40 /35
40 cm.
1.30 m
2.75 cm.
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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
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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
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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
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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
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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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