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  • 1. DISEO DE VOLADURAS A CIELO ABIERTOIng. Csar Ayabaca P.

2. VOLADURAS A CIELO ABIERTO Muy utilizadas en explotacin minera de canteras de caliza para la industria del cemento, algunas minas de materiales de construccin y en minas de otros minerales. En Obras civiles muchos tipos de trabajos involucran el uso de explosivos como carreteras, presas, poliductos, y canales de riego. 3. EXPLOTACION MINERA A CIELO ABIERTO 4. CARRETERA BAOS PUYO 5. EXPLOSION 1 tn de TNT libera 4000 veces mas energa que la necesaria para levantar un auto de 1 tn a 100m.1 kiloton = energia liberada por 1.000 tn de TNTDetonacin nuclear libera de 1000 1000.000 veces mayor energia que una detonacin qumica. 6. DEFLAGRACION Es una reaccin qumica que se mueve rpidamente a travs del material explosivo y libera calor o flama vigorosamente la reaccin se mueve demasiado lenta para producir ondas de choque significativas y fracturacin de la roca. Ejemplo encendido de una mecha de seguridad. Una VOD de 1000 m/s es lmite entre detonacin y deflagracin. 7. DETONACION En una detonacin la reaccin qumica se mueve a travs del material explosivo a una velocidad mayor que aquella del sonido a travs del mismo material. Se forma una onda de choque supersnica a travs del explosivo. Los gases tienen temperaturas de 3000 a 7000 F y presiones altas de rango de 20 a 100 Kbars 100.000 atmsferas o 1.5 millones de libras/pul2. Estos gases se expanden rpidamente, producen onda de choque en el medio circundante. 8. Zona de reaccin primaria es el rea en la cual empieza la descomposicin qumica y es limitada por el plano de Chapman-Jouquet. 9. DISEO 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. 10. TIPO DE ROCA Y CONDICIONES GEOLGICAS Estratificacin y bandeamiento Esquistocidad Fracturamiento Fallas Contactos Azimut de buzamiento 11. Condiciones Geolgicos : Estructuras: Veta Dbil Taco Explosivo Nivel (Taco Intermedio)Explosivo 12. Condiciones Geolgicos : Estructuras: Estratos o Fracturas hacia el tajo: Paredes Inestables Sobrequiebre (Backbreak) excesivoEstratos inclinados hacia masa rocosa: Pata sin romper Potencial para sobresaliente 13. Efectos de la Geologa La Fragmentacin ser controlada por las fracturas existentes. Los patrones de perforacin ms pequeos minimizan los efectos adversos de las grietas y fracturas. Tener presente que patrones de perforacin mejoran o empeoran la distribucin de la energa. 14. Condiciones Geolgicas :Estructuras Cont. Juntas paralelas a cara libre: Buen control de talud Puede ser mejor orientacin para control de talud.Juntas anguladas a cara libre: Cara libre blocosa Quebrado al final excesivo 15. Factores Geolgicos : Estructuras: Cavidades cerca de la superficie use tubo de carga y reducir patrn contiguo.Cavidades Profundas y pequeas pueden ser rellenadasVacos grandes al fondo deben ser tapadosTacoCarga Tapn 16. PROPIEDADES FSICO-MECNICAS DE LA ROCA Resistencia a la compresin Resistencia a la tensin Frecuencia ssmica 17. FRECUENCIA SISMICA CLASE DE FORMACIONCAPA METEORIZADA ALUVINES MODERNOS ARCILLAS MARGAS CONGLOMERADOS CALIZAS DOLOMITAS SAL YESO ANHIDRITA GNEIS CUSRCITAS GRANITOS GABROS DUNITAS DIABASASVELOCIDAD DE PROPAGACIN DE LA ONDA SISMICA LONGITUDINAL ( m/s) 300 900 350 1500 1000 2000 1400 4500 2500 5000 4000 6000 5000 6000 4500 6500 3000 44000 3000 6000 3100 5400 5100 6100 4000 6000 6700 7300 7900 8400 5800 7100 18. FRECUANCIA SISMICA CLASE DE FORMACIONVELOCIDAD SISMICA ( m/s)DURA MEDIA BLANDA> 4000 2000 4000 < 2000VELOCIDAD SISMICA Y CONSUMO ESPECIFICO DE EXPLOSIVOS POTENCIA DEL TRACTOR kwVELOCIDAD SISMICA (m/s)CONSUMO ESPECIFICO kg ANFO/m3575 343 250 1603.000 2.500 2.000 1.2000,230 0,130 0,130 0, 080 19. VOLUMEN DE ROCA PARA LA VOLADURA Comprende al rea superficial delimitada por el largo de frente, el ancho, y multiplicado por la altura del banco, se obtiene el volumen de roca a ser volado. El volumen de roca a producirse por voladura estar en dependencia del rgimen de trabajos de explotacin que requiere la cantera para cumplir la produccin establecida. Considerando en todo momento la maquinaria a ser utilizada. 20. TRABAJOS DE PERFORACION La perforacin es la primera operacin en la preparacin de la voladura. Para lo cual se deben tomar en cuenta las condiciones de perforacin: - Dimetro de perforacin - Longitud de perforacin - Rectitud - Estabilidad 21. PERFORACION ESPECIFICAEs el nmero de metros que se tiene que perforar por cada metro cbico de roca volada. 22. EXPLOSIVOS DINAMITAS Eplogel I Explogel IIINITROGLICERINA Explogel Amon PENTOLITAS Booster de iniciacin Pentolita Ssmica Cargas didricasPENTRITA + TNT 23. AGENTES DE VOLADURA EMULSIONES Emelgrel 3000 Emulsen 910 Emulsen 720NITRATO DE AMONIO + HIDROCARBURO + EMULSIFICANTEANFOS Anfo normal Anfo AlumizadoNITRATO DE AMONID + DIESEL 24. ACCESORIOS DE VOLADURA CORDON DETONANTE Cordn detonante de 5 gr. PENTRITA Cordn detonante de 10 gr.MECHA DE SEGURIDAD POLVORA NEGRAFULMINANTES Fulminantes N 8 Fulminantes elctricos Fulminantes no elctricosPENT AZIDA DE PLOMO HMX 25. METODOS DE INICIACION Iniciacin con mecha de seguridad Iniciacin con cordn detonante Iniciacin no elctrica Iniciacin elctrica 26. INICIACION CON FULMINANTE Y MECHA45 mm 65 mg 115 mg 600 mg6,3 mm 27. INICIACION CON CORDON DETONANTE 28. SISTEMA DE INICIACION NO ELECTRICA 29. SERIE DE MILISEGUNDO (MS) N DESERIE MSN DESERIE MSN DESERIE MSRETARDO(Milisegundos)RETARDO(Milisegundos)RETARDO(Milisegundos)04103002011001251135021120025012400221300375134502314004100145002415005125156002516006150167002617007175178002718008200189002819259250191000292050 30. SERIE DE RETARDOS LP N DESERIE LPN DESERIE LPRETARDO(Milisegundos)RETARDO(Milisegundos)05104.6001200115.5002400126.4003600137.45041.000148.50051.400159.60061.8001610.70072.40083.00093.800 31. SISTEMA NO-ELECTRICO Detonador TECNEL Manguera de Cierre Tubo de choque CrimperTren de retardo Carga Primaria PRINTEC (Azida de Plomo) Carga secundaria PETN (Pentrita) 32. USOS DEL TECNEL 33. INICIACION ELECTRICA DETONADORES ELECTRICOS Inflamador electro pirotcnico va alojado en un dispositivo antiesttivo y soldado a dos alambres conductores. Carga Primaria: Nitruro de plomo. Carga Base: Pentrita. 34. PARAMETROS DE VOLADURA DATOS DEL PROYECTO Tipo de roca Densidad de la roca Volumen de rocaCaliza 2,3 g / cm3 10000,0 m3 PERFORACIONDimetro de perforacin3 pulgadas = 7,62 cm = 76,2 mm EXPLOSIVOSBooster pentolita de 450 g Anfo normal1,6 g / cm3 0,88 g / cm3ACCESORIOS Cordn detonante 5 g Fulminantes no elctricos ms Fulminantes N 8 35. BORDO Y ESPACIAMIENTO B = BURDEN, BORDO O PIEDRA. 2dx B = 0,012 (( ----------) + 1,5 )De dro B= mdex = Densidad explosivo g/cm3 dro = Densidad de la roca g/cm3 De = Dimetro del explosivo (mm)S = ESPACIAMIENTO S = 1,4 x B Se aplica para bancos altos y con retardos. 36. LONGITUD DE PERFORACIN H = ( k + U) / Cos iH = longitud de perforacin (m) K = altura del banco ( m ) Se aplica la relacin de rigidez ptima en la que: K / B >= 4 K=4xB U = Sobre perforacin (m) 37. RELACION DE RIGIDEZ Se define como la relacin entre la altura del banco y la distancia del bordo. Relacin de Rigidez1234Fragmentacin Sobrepresin de aire Roca en vuelo Vibracin del terrenoPobre Severa Severa SeveraRegular Regular Regular RegularBuena Buena Buena BuenaExcelente Excelente Excelente ExcelenteComentariosRompimiento No hay trasero severo Redisee Buen control y mayores y problemas si es fragmentacin beneficios de piso. No se posible con el dispare vuelva incremento a disear de la relacin de rigidez arriba de cuatro 38. SOBRE-PERFORACION Es la profundidad a la cual se perfora el barreno por debajo del nivel del piso. Para asegurarse que el rompimiento ocurra a nivel. U = 0,3 x B U = Sobreperforacin (m) B = Burden (m) 39. FORMULARIO PARAMETROKONYABORDO2dx B = 0,012 (( ----------) + 1,5 )De droTECNICA SUECAKONYA Prv B =8x10-3De1/3---------DroB= 45 x DePrv = Potencia relativa en volumen Dro = Densidad de la roca g/ cm3|ESPACIAMIENTOSOBRE BARRENACION1,4 x B Iniciacin retardada y bancos altosL+2B ------------3 Iniciacin instantnea y bancos bajos0,3 x B2B Iniciacin instantnea y bancos altosL+7B ------------8 Iniciacin retardada y bancos bajosLos barrenos por lo general no rompen la profundidad total, por lo que es necesario perforar mas all del nivel del piso o cota a la cual se quiere llegar.1,25 x B0,3 x B 40. FORMULARIO PARAMETRO MODULO DE RIGIDEZTECNICA SUECAKONYA H/BLONG. TACOMaterial del Taco0,7 x BDe (mm) ------20El taco es un material inerte y sirve para el confinamiento de los gases de la explosin, controla la sobrepresin y la roca en vuelo. Si las distancias de los tacos son excesivas , se obtendr una fragmentacin muy pobre en la parte superior del banco y el rompimiento posterior a la ltima fila se incrementar. La longitud del taco es igual a la longitud del Bordo solamente cuando se utiliza polvo muy fino como material de retacado.BEl material ms comn utilizado para el taco son las astillas de la perforacin, sin embargo este material no es recomendado puesto que el polvo de barrenacin muy fino no se mantendr en el barreno durante la detonacin. En cambio el material muy grueso tiene la tendencia a dejar huecos de aire que tambin pueden ser expulsados fcilmente. 41. CONCENTRACIN LINEAL DE CARGAQbk = 0,078539 x d x De2 Qbk = Concentracin de carga (kg / m) d = densidad del explosivo (gr/cm3) De = dimetro del explosivo (cm) 42. CONCENTRACION LINEAL DE CARGA (kg/m) Dimetro barreno PulgadasAnfo AlEmulsen 910Emulsen 720Emulgrel 3000Nuevo Explogel IIIExplogel IExplogel Amonunidades0,880,891,171,171,211,331,371,39gr/cm3Anfo normalmmcm125,402,540,450,450,590,590,610,670,690,70kg/m250,805,081,781,802,372,372,452,702,782,82kg/m376,207,624,014,065,345,345,526,076,256,34kg/m4101,6010,167,1