esquema de proyecto_unidisciplinario 2015-2016
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investigacion sobre voladura de rocasTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
Instituto de Investigación de la Facultad de Ingeniería de Minas
Proyecto de Investigación:
Título
Código CTI : 01050002
Código UNESCO : 3318.99
Fecha de inicio : Abril 2015
Fecha de culminación: Marzo 2016
Ejecutores:
Apellidos y Nombres DNI Investigador ParticipaciónFacultad
/Dependencia /Institución
Firma
Ames Lara Víctor 19939419 Docente Responsable Ing. de Minas
Huancayo, 10 de Junio de 2015
“APLICACIÓN DE DETONADOR NO ELÉCTRICO DE DOBLE RETARDO EN LA UEA SAN JUAN DE AREQUIPA - CIA. CENTURY MINING PERU S.A.C.”
Dr. Gaudencio Gálvez ChoqueDirector del Instituto de Investigación de la
Facultad de Ingeniería de Minas
Dr. FILOTER TELLO YANCEDirector del Centro de Investigación de la
UNCP
1. Aspecto Informativo:
1.1. Título: “Aplicación de detonador no eléctrico de doble retardo en la UEA San Juan de Arequipa - Cía. Century Mining Perú S.A.C.”
1.2. Autores:
a) Responsable
Apellidos y Nombres Categoría Condición Dedicación Email
Ames Lara Víctor Asociado Nombrado T.C. [email protected]
1.3. Área, sector, subsector y Línea de Investigación CTI / Sub disciplina UNESCO:
01050002/3318.99
1.4. Tipo de Investigación: Investigación Básica.
1.5. Lugar de ejecución: UNCP – Unidad Minera
1.6. Facultad a la que pertenece(n) el (los) investigador (es): Ingeniería de Minas
1.7. Entidad externa que participa en la investigación: Ninguna
1.8. Fecha de inicio y término: Abril 2015 – Marzo 2016.
2. Aspectos de la Investigación
2.1. Título del proyecto: “Aplicación de detonador no eléctrico de doble retardo en la UEA San Juan de Arequipa - Cía. Century Mining Perú S.A.C.”
2.2. Descripción del proyecto.
2.2.1.Planteamiento y formulación del problema
Desde la invención del sistema no eléctrico en los finales de la década de los 70, que
revolucionó la industria de las voladuras, se pensó que todos los beneficios y
ventajas que este sistema conlleva se utilizarían en toda la minería. Lamentablemente
han pasado 30 años y esto no se ha conseguido, especialmente en los países sub-
desarrollados, principalmente por motivos de disponibilidad y de costos.
Tal es el motivo por el cual los investigadores en el afán de encontrar otros
dispositivos o accesorios de voladura han desarrollado el detonador no eléctrico de
doble retardo.
Una unidad de detonador no eléctrico de doble retardo consiste en un detonador de
retardo rápido transmisor de superficie albergado en un gancho conector de plástico y un
detonador de alto poder de retardo lento que va dentro del taladro para iniciar la columna
explosiva, unidos por una longitud del tubo o manguera de choque.
Por lo tanto para ejecutar las labores subterráneas, en la actualidad se tiene disponible
el detonador no eléctrico de doble retardo y se pretende aplicar en las labores de
desarrollo y producción.
Problema General
¿Es aplicable el detonador no eléctrico de doble retardo en la UEA San Juan de
Arequipa de la Compañía Century Mining Peru SAC?
Problemas Específicos
a) ¿En qué medida el detonador no eléctrico de doble retardo mejora la fragmentación
de la roca en la UEA San Juan de Arequipa?
b) ¿En qué medida el detonador no eléctrico de doble retardo reduce los costos de
voladura en la UEA San Juan de Arequipa?
2.2.2.Objetivos
a. Objetivo General:
Determinar en que medida influye la aplicación del detonador no eléctrico de doble
retardo en la UEA San Juan de Arequipa de la Compañía Century Mining Perú SAC.
b. Objetivos Específicos
Determinar en que medida el detonador no eléctrico de doble retardo mejora la
fragmentación de la roca en la UEA San Juan de Arequipa.
Determinar en que medida el detonador no eléctrico de doble retardo reduce los
costos de voladura en la UEA San Juan de Arequipa.
2.2.3.Justificación
Los detonadores no eléctricos inventado por la Nitro Nobel a finales de la década de los
70, en Suecia, ha mejorado los niveles de seguridad en la manipulación de los
accesorios de voladura, así como en la reducción de los errores en los tiempos
de los retardos dentro de los taladros; pero, en algunos casos los beneficios y
ventajas que este sistema conlleva no se producen en toda la minería nacional.
Tal es el motivo por el cual investigadores nacionales han desarrollado el detonador
no eléctrico de doble retardo. En consecuencia es importante estudiar las ventajas y
desventajas de este nuevo accesorio de voladura en la minería nacional en
comparación con los detonadores no eléctrico de retardo en el fondo del taladro.
2.2.4.Marco teórico
Sistemas de iniciación
La iniciación deliberada de los explosivos comerciales involucra la iniciación de los
explosivos mediante los detonadores y combinaciones de detonadores con iniciadores.
Hay dos sistemas empleados.
a. El sistema no eléctrico
b. El sistema eléctrico
Sistemas no eléctricos
Cordón de Seguridad
El cordón de seguridad es un medio a través del cual la llama es llevada
continuamente a una velocidad constante. Este consiste de un núcleo de pólvora
negra y protegido. El diámetro del cordón de seguridad en comúnmente entre 4 y 6
mm. Varias cubiertas protegen al núcleo de la abrasión, de la penetración de agua u
otros y previene de la rotura lateral. El rango de combustión diseñado es cercano a 8 -
9 mm/seg. Cuando el cordón de seguridad es probado, una variación del 10% de los
rangos de combustión al nivel del mar es aceptado. Es necesario mencionar que el
rango de combustión del cordón de seguridad es afectado por la presión. Variaciones
en el rango de la combustión podrían ocurrir debido a los cambios en la altura,
voladura bajo el agua o incremento de la presión debido a un atacado firme. De
acuerdo a Bauer si un taladro está atacado firmemente con arcilla húmeda, el rango de
combustión puede ser incrementado en 100%. Esto se espera porque el rango de
combustión de la pólvora es una función de la presión.
Figura .1. Diagrama de amarre con mecha
Cordón de Ignición
El cordón de ignición es un cordón delgado y flexible el cual combustiona con una
llama vigorosa. Esto es usado para iniciar cualquier número de mechas con
conectores (cordón de seguridad con un conector en un extremo).
La selección del cordón de ignición para iniciar mechas en secuencia está influenciada
por los siguientes factores opuestos:
- El tiempo que toma para que el cordón de ignición combustione entre los
conectores sucesivos debe ser tan grande como la variación en el tiempo de
combustión entre las mechas.
- La llama del cordón de ignición debe estar suficientemente lejos de las cargas
que explotan, de modo que éste no es afectado por ellos.
- El cordón de ignición es iniciado por uno de los siguientes medios:
- Conectándolo a un iniciador eléctrico.
- Mediante la llama producida por un encendedor de alambre caliente.
- Por la llama producido de un fósforo.
El cordón de ignición es muy sensible al impacto y a la fricción lo cual lo hace un
sistema peligroso. Sería necesario puntualizar que el sistema cordón de
ignición/mecha ha sido culpado de varios accidentes en voladura. Además el sistema
es muy antiguo e inadecuado necesitando reemplazo muy rápido en las operaciones
que lo están usando.
Figura 2. Cordón de ignición
Cordón Detonante
Los cordones detonantes normalmente consisten de un núcleo de PETN el cual es
encerrado en varios hilos de plástico y sintético y componentes protectores del agua.
El cordón detonante puede iniciar explosivos por iniciación directa en cualquier punto
del cordón, o puede llevar una onda de detonación que es capaz de iniciar otros
cordones o fulminantes no eléctricos en la voladura. La velocidad de detonación del
cordón detonante es cercana a 6 400 m/seg. Las varias cubiertas protegen al núcleo
de explosivo de la abrasión, provee resistencia a los fluidos contaminantes y provee
una resistencia considerable a la tensión.
Cualquier número de cambios pueden ser realizados en los amarres en una secuencia
planificada con retardos o conectores detonantes para obtener el resultado requerido.
La iniciación de la detonación puede ser iniciado mediante una mecha de seguridad y
un fulminante o un fulminante eléctrico con el cual es atado a la línea troncal. El
fulminante es colocado a lo largo del cordón detonante y el extremo cargado apuntaría
a la dirección del viaje de la onda de choque en la línea troncal. Algunas veces un
detonador eléctrico es unido directamente al cordón usando cámaras especiales de
plástico. Para la iniciación de voladuras en condiciones adversas (es decir humedad o
congelamiento), iniciadores especiales están disponibles para conectar a las líneas
descendentes a la línea troncal. Esto se debe a que un cordón detonante húmedo se
propagaría cuando es iniciado pero esto no es iniciado confiablemente mediante un
fulminante u otro cordón detonante. La conexión de varios cordones detonantes se
realiza principalmente anudando.
Figura 3. Detalle de construcción del cordón detonante
Los cordones detonantes vienen en una variedad de tipos. La selección del cordón
apropiado depende de la aplicación.
La voladura con retardo es posible cuando se usa cordones detonantes. Esto es
realizado mediante el uso de conectores detonantes en superficie o retardos dentro del
taladro. Los conectores y retardadores como en el caso de fulminantes con retardo en
la iniciación eléctrica sufre de dispersión de los tiempos de encendido. Una mayor
desventaja de los retardos de superficie es que debido al movimiento de la roca cortes
del cordón de detonante es posible. Para este propósito sistemas de retardo dentro del
taladro son preferidos. Los retardos de superficie en este caso todos son iniciados
antes que los retardos dentro del taladro. Así los cortes son eliminados.
El cordón detonante elimina las desventajas de la iniciación accidental de los sistemas
eléctricos debido a electricidad extraña. Sin embargo los cordones detonantes son
fabricados de explosivos potentes. Ellos no son inmunes a los factores tales como el
impacto o la fricción. Además las líneas descendentes del cordón detonante no son
compatibles con explosivos sensitivos o ellos causan desensitivización de ciertos
explosivos debido al choque.
Detonadores (Fulminantes)
Un detonador esta constituido de una capsula pequeña de metal el cual contiene
explosivos como la azida de plomo, PETN o una combinación de explosivos. Los
detonadores son utilizados para iniciar explosivos y existen de diferentes clases y
pueden ser con o sin retardo.
Detonadores Simples
Un detonador simple esta constituido de un cilindro de aluminio o cobre, el cual es
cerrado en un extremo. El detonador tiene un explosivo muy potente en el fondo
(carga secundaria) y en la parte superior de aquel una carga primaria. La carga
primaria es iniciada por la guía de seguridad. Por consiguiente la carga primaria inicia
a la carga secundaria. El detonador no tiene retardo.
Figura 4. Detonador simple
Sistema Nonel
El sistema Nonel fue desarrollado inicialmente por Nitro Nobel AB de Suecia. Esto
consiste de una tubo de choque que contiene una capa de material explosivo en la
superficie interior. Cuando es iniciado este tubo transmitirá una onda de choque a baja
presión a una velocidad de 2 000 m/seg. Esto propagará confiablemente esta
detonación alrededor de curvas pronunciadas y a través de la enroscadura o nudos en
el tubo. Debido a que la detonación es sostenida mediante una pequeña cantidad de
material reactivo, el sistema es absolutamente compatible con todos los tipos de
explosivos comerciales, incluyendo las dinamitas más sensitivas. El tubo NONEL es
protegido contra el agua a menos que éste sea cortado. Si el agua está en el tubo la
detonación será apagada. Un sistema completo de accesorios ha sido desarrollado
con el sistema NONEL. Esto incluye detonadores de milisegundos (MS) de periodo
largo (LP) y conectores de milisegundos (MS). Los detonadores son unidos a un tubo
de choque el cual es sellado en la fábrica. Un conector broche es suministrado en
cada unidad para una unión fácil del tubo a la línea troncal.
Figura 5. Unión del tubo a la línea troncal
La línea troncal consiste de un cordón detonante o de un tubo Nonel. Conectores
especiales MS han sido desarrollados para proveer intervalos de retardo en
milisegundos a lo largo de la línea de propagación.
Conectores especiales (retardo o instantáneos) han sido desarrollados para iniciar las
líneas descendentes o líneas troncales hechos de cordón detonante o NONEL.
Conectores especiales de plástico son proveídos para facilidad de la aplicación.
Figura 6. Conexión de fulminante NONEL al cordón detonante
Detonador no eléctrico de doble retardo
Una unidad del detonador no eléctrico de doble retardo consiste en un detonador de
retardo rápido transmisor de superficie albergado en un gancho conector de plástico y un
detonador de alto poder de retardo lento que va dentro del taladro para iniciar la columna
explosiva, unidos por una longitud del tubo o manguera de choque. Están disponibles
para taladros de 6 pies, 8 pies y 12 pies de longitud.
Los accesorios de voladura con detonador no eléctrico de doble retardo, reúne
características que permiten un fácil manipuleo y segundad en las labores mineras
Garantiza siempre altos rendimientos en la voladura y bajos costos operacionales,
utilizando la tecnología de los micros retardos, para sustituir totalmente al Sistema
Convencional (Mecha de Seguridad - Fulminante - Conector - Mecha Rápida). Mejora
el grado de fragmentación de la roca en función al uso de los micros retardos
incorporados, permitiendo un mejor diseño de la malla de perforación y conseguir
exactitud en la secuencia de las caras libres planeadas, dándoles estabilidad a las cajas.
Con el detonador no eléctrico de doble retardo, se obtiene una buena performance y
calidad, mejorando las eficiencias de los disparos:
> Minimiza la sobre rotura.
> Crea labores más estables y seguras.
> Baja el costo de operación en sostenimiento.
> Reducción de vibraciones.
> Reducción de Humo.
> Posibilidad de ampliar las mallas de perforación en determinas zonas.
2.2.5.Hipótesis
a. Hipótesis general
Es aplicable satisfactoriamente el detonador no eléctrico de doble retardo en la
mina San Juan de la Compañía Century Mining Peru SAC.
b. Hipótesis específicas
El detonador no eléctrico de doble retardo mejora la fragmentación de la roca en
la mina San Juan.
El detonador no eléctrico de doble retardo permite la reducción de los costos de
voladura en mina San Juan.
2.2.6.Metodología
a. Método de investigación
El método de investigación es el científico.
b. Diseño metodológico
Es el descriptivo simpleq.
c. Técnicas y procedimiento de recolección de datos
El procedimiento se basa en al experiencia personal y el conocimiento directo, de
manera principal bibliográfico y los datos tomas en la UEA San Juan de Arequipa
3. Aspecto Administrativo
3.1. Cronograma de actividades
Actividad
Año: 2015 – 2016Meses
M A M J J A S O N D E F M
Presentación del Título del proyecto X
Presentación del proyecto X X XRecopilación de datos X XPrimer informe de avance (30%) XAnálisis de los datos X XSegundo informe de avance (65%) x
Preparación del informe final x xElaboración y presentación del informe final (100%)
x
3.2. Presupuesto del proyecto indicando las partidas específicas Costo del proyecto
a. Bienes de serviciosMateriales de escritorio S/. 500.00
Materiales de impresión 600.00
Total 1 100.00
b. Remuneraciones1 Profesional 5 000.00
COSTO DEL PROYECTO S/. 6 100.00
FinanciamientoPropio
4. Referencia Bibliográfica.Bauer, A., Crosby, W. And. Katsabanis, P-: "Explosives Technology Notes", Mining
Resource Engineering Ltda., 1985.
Cook, M.A. "The Science of High Explosives", Reinhold Book Corporation, New
York, 1985.
Johansson, C.H. and Persson, P.A. "Detonics of High Explosives", Academic Press,
London, New York, 1970.
Mader, C. "Numerical Modelling on Detonation", University of California Press,
1981.
Meyer, R. "Explosives", Verlag Chemie, Weinheim, New York, 1977.
Engineering Design Handbook.Principles of Explosives Behaviour, Headquarters, USA
Army Material, AMCP 706-180, 1972.
Atlas Power Company. "Explosives and Rock Blasting", 1987.