trabajo de invope

8/16/2019 Trabajo de Invope

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VOLADURA DE ROCAS EN MINERÍA

Voladura (llamada además tronadura en algunos países de América del Sur o barreno en

algunas zonas de España ), es la acción de fracturar o fragmentar la roca, el suelo duro,

el ormigón o de desprender alg!n elemento metálico, mediante el empleo de e"plosi#os $ %as

mismas se realizan para lograr un ob&eti#o predeterminado, pueden ser controladas, o no,

puede ser a cielo abierto, en galerías, tunes o deba&o del agua$

'ara la realización de la #oladura, primero se debe realizar una perforación con un

taladro, martillo mecánico o perforadora, puede ser eléctrico, neumático o idráulico,

la erramienta ue se utiliza se denomina barreno (a de mucos tipos, utilizan metales

especiales para e#itar el desgaste prematuro), una #ez logrado el agu&ero se introduce el

e"plosi#o a utilizar en las cantidades ue reuiera la acción, el e"plosi#o debe contar con un

iniciador (se denominan detonadores o fulminantes), pueden ser eléctricos o no, lo ue se

denomina meca o cordón detonante, todo ello se tapa mediante un tapón de arena o gra#illa

denominado retacado o taco, ue se introduce en el agu&ero de la perforación se le

aplica presión mediante una erramienta especial para sellar perfectamente el orificio (sin

este procedimiento la e"plosión no tendría efecto sobre la roca o suelo, a ue saldría

disparada por el tubo perforado, como si fuera el cañón de un arma)$

%as #oladuras de t!neles galerías se realizan con la técnica minera ue se aa planificado,

#ariando la orientación disposición de los barrenos, de acuerdo a la orientación dimensiónue se uiera lograr$

ACCESORIOS DE VOLADURA

%os accesorios de #oladura son auellos medios o productos ue acen posible la detonación

del e"plosi#o, dentro de estos tenemos por e&emplo* booster, fulminantes, detonadores *

eléctricos no eléctricos, en minería en los !ltimos años se está traba&ando con detonadores

eléctricos utilizando un sistema silencioso, para ellos cuenta con otros accesorios llamados

tubos de coue, además cabe recalcar ue también se utiliza emulsión e"plosi#a

encartucada, entre otros productos adicionales ue se emplea para tener una buenafragmentación de roca por tanto tener una buena detonación$

Detonadores electrónicos:

%os detonadores electrónicos son la !ltima e#olución de los sistemas de iniciación para

#oladuras$ Su desarrollo comenzó ace bastantes años, pero toda#ía el uso de este tipo de

sistema está centrado en ciertas aplicaciones donde se buscan unos resultados específicos$

%ínea Silenciosa*

Es un sistema silencioso de iniciación no eléctrico compuesto por un detonador instantáneo,

unido a un tubo de coue para transmisión de señal su longitud apro"imada es de +m$

https://es.wikipedia.org/wiki/Pa%C3%ADshttps://es.wikipedia.org/wiki/Am%C3%A9rica_del_Surhttps://es.wikipedia.org/wiki/Espa%C3%B1ahttps://es.wikipedia.org/wiki/Rocahttps://es.wikipedia.org/wiki/Rocahttps://es.wikipedia.org/wiki/Rocahttps://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Explosivohttps://es.wikipedia.org/wiki/Planeamientohttps://es.wikipedia.org/wiki/Perforaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Martillo_mec%C3%A1nicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Herramientahttps://es.wikipedia.org/wiki/Barrenohttps://es.wikipedia.org/wiki/Detonadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cord%C3%B3n_detonante&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cord%C3%B3n_detonante&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Tap%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Tap%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%B1%C3%B3n_(artiller%C3%ADa)https://es.wikipedia.org/wiki/Armahttps://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%BAnelhttps://es.wikipedia.org/wiki/Am%C3%A9rica_del_Surhttps://es.wikipedia.org/wiki/Espa%C3%B1ahttps://es.wikipedia.org/wiki/Rocahttps://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Explosivohttps://es.wikipedia.org/wiki/Planeamientohttps://es.wikipedia.org/wiki/Perforaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Martillo_mec%C3%A1nicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Herramientahttps://es.wikipedia.org/wiki/Barrenohttps://es.wikipedia.org/wiki/Detonadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cord%C3%B3n_detonante&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Tap%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%B1%C3%B3n_(artiller%C3%ADa)https://es.wikipedia.org/wiki/Armahttps://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%BAnelhttps://es.wikipedia.org/wiki/Pa%C3%ADs


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Fulminantes:

El -ulminante es uno de los componentes del sistema tradicional de #oladura$ Está

conformado por un casuillo cilíndrico de aluminio cerrado en uno de sus e"tremos, en cuo

interior lle#a una carga primaria de un e"plosi#o sensible a la cispa otra carga secundaria

de alto poder e"plosi#o$

Iniciador de entolita o !ooster:

Son cargas e"plosi#as de alta potencia gran seguridad, destinadas a la iniciación de

agentes de #oladura$ Su en#ase de plástico protege a la mezcla e"plosi#a ue contiene,

permitiéndole ser más insensible a los golpes o roces, así como una maor resistencia al

ataue del agua presente en algunas perforaciones$

Cordón Detonante:

El .ordón /etonante es un accesorio para #oladura constituido por un n!cleo granulado fino

compacto de pentrita 'E01 (penta2ertritol tetranitrate) ue está recubierto con papel de

características especiales$ Su cobertura e"terior #aría seg!n el cordón sea simple o

reforzado, es independiente de la longitud diámetro del taladro$

Emulsión e"losi#a encartuc$ada:

0ambién llamada com!nmente 3salcicas4 E56%E7 8+, 9+ : son apropiadas para ser

empleada como cebo o primera carga de columna en taladros de diámetros peueños a

intermedios en traba&os de minería subterránea, ta&o abierto, obras ci#iles canteras$

0ambién se puede emplear en taladros !medos a ue posee resistencia al agua$

C%maras de Aire: &aone":

%a función principal de este accesorio es crear espacios #acíos dentro de la columna

e"plosi#a, llamada cámara de aire, a sea en la parte inferior, superior o intermedia$

Su composición en plástico de alta resistencia, aseguran ue el 0apone" uede en la

posición correcta, sin aire comprimido ni gases su forma es autosoportante$


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MODELI'ACI(N DE )AR*ME&ROS DE VOLADURA )ARA LA O)&IMI'ACI(NDEL )ROCESO MINERO

/entro de los traba&os de e"tracción de roca son mucos los parámetros ue influen en elproceso$ /e este modo es necesario tener en cuenta auellos factores ue sondeterminantes en las características de cada e"plotación$

-igura ;* 'lanificación de una e"plotación de áridos

En este traba&o se pretende plantear una metodología para poder analizar diferentesaspectos de #oladuras, con el fin de lograr una optimización de los medios disponibles encada una de las fases de la e"plotación$ /e este modo se describen erramientas !tiles

para poder #alorar cualitati#a cuantitati#amente las diferentes fases de la #oladura$ Estaserramientas se #an a clasificar en diferentes clases, en función del tipo de análisis arealizar$ /e este modo, el estudio se #a a di#idir en diferentes fases*

-igura


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análisis también estaría incluido el empleo de modelos teóricos del terreno para lapredicción de afecciones medioambientales$

El análisis durante la #oladura se centra en la monitorización de la misma para poder acer análisis posteriores, por medio de empleo de grabación de #ideo de alta #elocidad, registro

de ondas sísmicas onda aérea generadas, comportamiento del e"plosi#o en el barreno$

El análisis posterior a la #oladura comprende el estudio de los datos aduiridos durante lamisma, así como el análisis digital del material #olado

%as #oladuras en canteras de áridos, en todas las #oladuras en general, se e&ecutan en undeterminado macizo rocoso$ /ebido a la naturaleza del mismo este macizo a ueconsiderarlo como un medio eterogéneo del cual #amos a conocer sus propiedades concierta incertidumbre$ /e este modo, es preciso analizar este medio para minimizar estegrado de incertidumbre$

%as propiedades del macizo rocoso son #ariables por tanto el diseño de las #oladurasdebe adaptarse en función de estos cambios$ 'or este moti#o, es necesario fi&ar ciertaspropiedades considerarlas conocidas para poder modelizar el macizo rocoso, con el fin deestablecer un diseño inicial con la maor e"actitud posible$

/e este modo se puede recurrir a lees modelos teóricos, ue nos permitan predecir losresultados de las #oladuras$ Así pues dentro de las propiedades del macizo rocoso se debenconocer*

0ipo de roca

/ensidad

>esistencia a compresión

?ndice de #olabilidad$

/atos geométricos del banco

-ragmentación deseada en función del destino del material euipos disponibles$

Este factor es importante a ue, por e&emplo, no es lo mismo diseñar #oladuras paraemplear el material resultante como árido para ormigones ue diseñar una #oladura para laobtención de escollera$

/et erm inación de la dirección r eal de los barr enos

6na erramienta de #ital importancia para poder optimizar los resultados de una #oladura esla determinación del estado de la perforación de los barrenos$ Este parámetro se puedee#aluar determinando la dirección real de los barrenos de una #oladura$ Es com!n uemucos de los pobres resultados de una #oladura, así como problemas de proecciones repiés, sean debidos a una perforación deficiente$ Esta perforación deficiente puede estar debida por diferentes moti#os*

Error de embouille$

Error de inclinación$

/es#iación a lo largo del barreno$

/e estos errores, el más difícil de determinar es la des#iación producida a lo largo delbarreno$ Esta des#iación puede estar pro#ocada por una mala elección de los parámetros


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de los euipos de perforación (una e"cesi#a fuerza de empu&e puede pro#ocar des#iaciones,por e&emplo) o bien por moti#o de la geología del macizo, a ue las fracturas del macizoson zonas de debilidad ue acen ue la barrena de perforación esco&a ese camino para laperforación del barreno$

'ara determinar le dirección real de los barrenos se utilizan di#ersos sistemas aunue el

procedimiento empleado es similar$ .onsiste en introducir una sonda en el interior delbarreno dotada de dos inclinómetros o br!&ulas ue nos #an a indicar la des#iación enfunción de la profundidad$

%a sonda puede introducirse en el barreno por medio de barras rígidas articuladas o bien por medio de elementos fle"ibles$


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-igura 9* Sonda de determinación de dirección de barrenos con cable

6na mala perforación da lugar a posibles zonas sobrecargadas de e"plosi#os, pudiendopro#ocar proecciones, o bien a zonas donde la piedra real es demasiado grande, de modoue aparezcan repiés en el pie de banco de la cantera$

-igura @* /es#iación de la perforación su influencia en la piedra de la #oladura

-igura :* >esultados de la determinación de la dirección real de los barrenos (Vista /)


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Sim ulación de la #oladur a

6na #ez recogidos los datos e"puestos anteriormente &unto con los parámetros

geomecánicos del macizo rocoso es posible emplear erramientas ue agan unasimulación de la #oladura para poder predecir los resultados de la misma$

E"isten erramientas basadas en programas informáticos ue, mediante la aplicación demodelos teóricos es posible a&ustar los parámetros de diseño de la #oladura$

Figura 9: Distribución energética de la voladura (en rojo puntos de sobrecarga de explosivo)

-igura ;* Simulación de los frentes de #oladura en función de la secuenciación$

Berr am ient as a em plear dur ante la #oladur a$

/urante el desarrollo de la #oladura es posible emplear erramientas ue nos auden ae#aluar los resultados de una #oladura, de modo ue podamos actuar en consecuencia si esnecesario, en función de los resultados obtenidos$

%as erramientas #an a basarse en el estudio del comportamiento del e"plosi#o dentro delbarreno en un control #isual de la #oladura para detectar posibles puntos de actuación,mediante la aduisición digital de imágenes$


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5ed ición de la #elocidad de det onación$

Aunue la #elocidad de detonación de un determinado e"plosi#o es un parámetro

proporcionado por el fabricante, éste dato se a determinado mediante ensaosnormalizados, para permitir la comparación de este dato entre diferentes e"plosi#os$ %ascondiciones reales de uso del e"plosi#o son dependientes de mucos factores ue, enmucos casos, no podemos controlar$ Este es el caso por e&emplo de la presencia de aguaen los barrenos, umedad de los barrenos afecciones de un barreno sobre otro adacente,entre otros$ 'or este moti#o es mu interesante determinar la #elocidad real de detonaciónen una #oladura$

6no de los sistemas empleados para este fin es la colocación de un cable a lo largo delbarreno de modo ue este se #aa destruendo por efecto de la detonación del barreno,registrando la #ariación de resistencia del mismo, por medio de euipos apropiados$ Estecable es un cable coa"ial de resistencia calibrada el euipo de registro es un generador de

corriente continua ue registra, como se a dico, la #ariación de resistencia del circuito$

-igura ;;* /iagrama de funcionamiento de la medición de #elocidad de detonación

-igura ;


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ue se producen durante la misma$ Es importante recordar ue los barrenos estánsecuenciados del orden de milisegundos (,; segundos)$

'ara poder detectar posibles efectos ue pasan desapercibidos es posible grabar la#oladura con cámara de alta #elocidad, de modo ue pueden registrarse asta ;

imágenes por segundo (fps)$ 6na #ez captada esa imagen, se reproduce la #oladura a ;, ó ; fps, por e&emplo, de modo ue podamos detectar fallos de secuenciación, escapede gases por el frente, efecti#idad del retacado, mo#imiento de la pila de material #oladoD

-igura ;* 'arámetros obser#ables en una grabación con cámara de alta #elocidad

Berr am ient as a em plear después de la #oladur a$

6na #ez realizada la #oladura es necesario analizar si los resultados obtenidos secorresponden con los esperados$

6na mala fragmentación puede acer necesario la realización de #oladuras secundarias otaueos, o bien, la necesidad de romper los sobretamaños mediante medios mecánicos, conel sobrecoste añadido ue supone$

El tamaño má"imo deseado en #oladuras a cielo abierto en canteras de áridos #endrádefinido por la capacidad de la planta de tratamiento, en concreto por el tamaño má"imo deadmisión del triturador primario$

/el mismo modo, con una fragmentación adecuada es posible la optimización de loseuipos de carga transporte, pudiendo traba&ar ambos a plena capacidad, sin pérdidas detiempo de ciclo ni #ia&es a media carga por tener ue transportar grandes bloues de roca$

tro aspecto ue optimiza del mismo modo la carga del material #olado es la posición de lapila después de la #oladura$ /ependiendo del tipo de euipo de carga disponible es

preferible una posición de pila de material #olado diferente$ Así, para la carga de materia


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mediante pala cargadora es preferible una pila e"tendida para el empleo deretroe"ca#adora la carga óptima se corresponde con una pila más compacta ele#ada$

Estos aspectos descritos se pueden analizar mediante estudios de fragmentación erramientas para el análisis del mo#imiento de la pila de material durante la #oladura$

A ná li s is de la g r anu lo m e tr ía de la # o ladu r a$

6n parámetro ue #a a definir el resultado de una #oladura es la granulometría de la pila dematerial #olado$ %a manera más e"acta de conocerlo es saber las distintas fracciones ueentrar a la planta de tratamiento separar por medio de diferentes precribados lasfracciones de interés$ 'ero este proceso no es nada operati#o a ue las plantas detratamiento en canteras de áridos no suelen poseer la disposición adecuada para este fin,además de la necesidad de traba&ar de modo discontinuo$ 'or otro lado una misma plantade tratamiento es normal ue procese el material procedente de las diferentes #oladuras dediferentes bancos de una misma cantera$

'or estos moti#os es mu !til el conocer de forma pre#ia la granulometría de una pila dematerial #olado$ E"isten erramientas ue proporcionan de manera apro"imada lagranulometría de la #oladura, mediante la aduisición digital de imágenes elprocesamiento de las mismas$ El análisis consiste en la toma de imágenes de la pila,cubriendo cada una de las fracciones representati#as de la #oladura , mediante programasadecuados, se determinan la distribución granulométrica de cada fotografía, obteniendo asíuna cur#a granulométrica de la #oladura$

-igura ;8* Secuencia de traba&o del análisis de fragmentación

A f e cc iones m ed ioa m b ie n t a les

En el momento de aplicar los modelos teóricos se debe tener en cuenta las posibles

limitaciones medioambientales ue son frecuentes encontrar en e"plotaciones mineras acielo abierto por la e"istencia de elementos sensibles a las #oladuras* edificacionescercanas, n!cleos de población, infraestructurasD

%as afecciones medioambientales pueden tener los siguientes caracteres*

Vibraciones terrestres

nda aérea

'roecciones

%as #ibraciones terrestres pueden predecirse mediante un estudio pre#io de #ibraciones ueconsiste en establecer un modelo el terreno, para obtener así un le de amortiguación de las

ondas sísmicas, pudiendo determinar la carga operante má"ima en cada #oladura$


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.on esta carga operante conocida, es posible determinar la secuencia óptima para ue elsolapamiento de las ondas sísmicas generadas por cada detonación sea lo menor posible

E+ERCICIOS RELACIONADO CON LA O)&IMI'ACION DE LA VOLADURA:

Se tiene la empresa minera %eticis ue desea obtener parámetros eficientes de#oladura para la optimización del proceso minero, para ello se tiene un procesoproducti#o ue inter#iene en el cálculo de dica optimización con lo ue tenemos*

'ara los parámetros de #oladura tenemos ue en cuanto a la utilización de casa unode los parámetros para su optimización son*'erforación no debe pasar de $+ a ue este conlle#aría a un gasto innecesario$Fa ue se tiene en cuenta ue para la perforación es necesario la utilización detaladros óptimos los cuales te damos un peso de $8 al ser ue se puede cambiar para el tipo de roca ue se encuentra$

)AR*ME&ROS )ESO'erforación $+

0aladros $8Euipo mecánico $@E"plosi#o $G Accesorios de #oladura $9 Agentes de #oladura $:

El costo para cada parámetro será*

)AR*ME&ROS COS&O UNI&ARIO,-./'erforación ;0aladros +Euipo mecánico @E"plosi#o ; Accesorios #oladura

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