Tronaduras. Tronaduras. Tronaduras. Tronaduras. Tronaduras. Tronaduras. Generalidades. Generalidades (Continuación) Generalidades

Transcripción

1 Generalidades En un disparo se busca evitar el efecto rifle creando caras libres. h 0.6 h Sin cara libre Generalidades En un disparo se busca evitar el efecto rifle creando caras libres. T 2 T 1 T 0 h 0.6 h Con cara libre En un túnel la cara libre o rainura se logra de dos modos: 1. Perforación inclinada, o rainura triangular. 2. Tiro paralelo, o perforación vacía. Perforación inclinada: 1

2 Perforación inclinada: Perforación inclinada: Paso 1: Paso 2: Perforación inclinada: Tiro Paralelo: Paso 3: T2 T0 T1 T2 Tiro Paralelo: Tiro Paralelo: Paso 1: Paso 2: 2

3 Tiro Paralelo: Tiro Paralelo: Paso 3: T1 Paso 4: T0 Objetivos de un disparo: - Romper la mayor cantidad de roca - Producir bloques manejables por el equipo de excavación - Que la proyección de bloques no sea excesiva - Que las vibraciones sean moderadas a cielo abierto Diagramas de disparo Largo excavación (h) Distancia entre perforaciones paralelas a la cara libre (D) Distancia entre perforaciones perpendiculares a la cara libre (P) Altura del banco (L) a cielo abierto Diagramas de disparo - fórmulas a cielo abierto P = 45*Φ máx H = L + 0.3*P P = P *H (m) máx D = 1.25*P máx P = Piedra = distancia entre perforaciones perpendiculares a la cara libre D = distancia entre perforaciones paralelas a la cara libre Φ = diámetro de la perforación H = longitud de la excavación L = altura del banco Se carga de explosivos 2/3 de la perforación La densidad del explosivo es dato del fabricante Por cada m 3 de excavación se busca cuantificar: - ml de perforación - kg de explosivos - Cantidad de fulminante 3

4 Características de excavación con explosivos Trabajo discontinuo, cíclico, peligroso Después de la perforación se debe despejar zona Trabajo especializado Gran consumidor de M.O. Difícil control de los explosivos Grandes dificultades en zonas habitadas controladas La superficie resultante de un tronadura no es pareja debido a la calidad de la roca y a que las perforaciones tienen un cierto grado de precisión con respecto al plano de corte. La roca se corta en sus clivajes y fallas y no en el plano de las perforaciones. Hay que presupuestar alrededor de 30 cm. de sobre excavación. Además la roca queda dañada. En la mayor parte de los casos esto puede no ser importante, pero en algunos si lo es. controladas controladas Instalaciones delicadas Revestimiento de hormigón Cuando sí es importante se usa tronadura controlada: y Smooth Blasting. Estas tecnologías implican un mayor costo, por lo que en algunos casos es mejor buscar otras soluciones Barrera de contención controladas controladas 4

5 controladas controladas Corrida de perforaciones en el plano de corte, menor distancia, baja densidad de carga y con tiempo cero. Genera una grieta y un colchón de aire que protege a la roca que queda. Se carga con mínimo de explosivo repartido uniformemente a lo largo de la perforación. Producción Menor densidad Mayor densidad Carga centrada y no llena el φ Uniformemente repartida D 1 D En muchos casos, dependiendo de las condiciones de la roca, produce un corte más preciso que con los tiros de producción P < P 1 D < D 1 P 1 P P P controladas T 0 T 3 T 2 T 1 P 1 P P P φ (mm) Kg. explosivo precorte / Kg. explosivo producción D1 (m) P1/P controladas Smooth Blasting El diagrama de disparo es igual al del precorte pero se dispara la línea de corte al final. La línea próxima a la de corte (a P1 = 0.5*P) se carga con el 60% de explosivo. La línea de corte es igual a la del precorte (carga repartida y baja) En general, el precorte se usa para tronaduras a cielo abierto y el smooth blasting se usa en tronaduras subterráneas. controladas Producto centrador de carga controladas Softrón: permite centrar la carga en la perforación. Una alternativa es fabricar un tubo con carga uniformemente repartida. 5

6 controladas controladas Generalidades Para que exista una combustión deben haber tres elementos: Combustible O 2 Comburente (comúnmente oxígeno) Chispa (inicio) Un explosivo es una mezcla íntima entre combustible y comburente. Una explosión es una combustión que se propaga a altas velocidades (3.000 a m/seg) ANFO = Nitrato de Amonio + Petróleo 3NH NO + CH 3N + 7H O + CO Historia de los explosivos S XIII Pólvora Negra 1846 Sobrero descubrió la nitroglicerina 1861 Alfred Nobel inaugura una planta para producir Nitroglicerina 1866 Dinamita producida comercialmente 1950 s ANFO 1964 en adelante, Emulsiones, Geles, ANFOS enriquecidos 6

7 Nitroglicerina: Nitroglicerina: gran potencia y sensibilidad Alfred Nobel inventó simultáneamente: - Dinamita: Mezcla de nitroglicerina con polvo. Gran potencia. Insensible, sólo explota por simpatía con una explosión, resiste martillazos y fuego. - Fulminante (iniciador): Explosivo primario muy sensible protegido dentro de una cápsula mecánica. débiles o Deflagrantes Pólvora : Inventada en el siglo XIII. Es una combustión rápida. La explosión progresa a velocidad menor que la del sonido, algunos metros por minuto. fuertes Se clasifican en primarios y secundarios. Explotan a velocidades entre y m/s, y producen grandes volúmenes de gases y calor a grandes presiones. En el interior de la perforación se producen presiones de kg/cm2 y temperaturas sobre los ºC. fuertes (continuación) Primarios: Sensibles a pequeños golpes, chispas o llamas. Se usan como iniciadores. Secundarios: Son capaces de detonar sólo bajo la influencia de una onda de choque, causada generalmente por explosión de un primario. Militares: TNT, RDX, PETN, Tetryl. Industriales: nitro-glicerina, ANFO, emulsiones, slurries, geles acuosos y otros. Algunos requieren para iniciarse de otro explosivo fuerte y se llaman agentes explosivos. Dinamitas Las actuales son mezcla de Nitroglicerina con Nitratos y Combustibles (aserrín, gramíneas, etc). Son caras. Gases nocivos (dificultad de ventilación en túneles. Resistentes al agua. Requiere de diámetros de perforación pequeños. Se venden en cartuchos de papel encerado. ANFO, Amonium Nitrate Fuel Oil Descubierto en los años 50, es un agente explosivo. Mezcla de un nitrato (el más barato, distinto en cada país: amonio, sodio, potasio) y petróleo. El nitrato en forma de pellets (esferas) de pequeño diámetro (2-3 mm.), porosos. Lo usual es comprar mezclados con el petróleo, sacos de papel de 25 kg. Antes se mezclaba en sitio: Betonera pequeña, colorante al petróleo. Densidad entre 0.8 y 0.95 según como se llena la perforación. 7

8 ANFO, Amonium Nitrate Fuel Oil (continuación) ANFO 5.5 % petróleo 3NH 4 NO 3 + CH 2 = 3N H 2 O+ CO kcal/kg. 8.0 % petróleo 2NH 4 NO 3 + CH 2 = 2N H 2 O+ CO kcal/kg. 3.4 % petróleo 5NH 4 NO 3 + CH 2 = 4N H 2 O+ CO 2 + 2NO kcal/kg. ANFO aluminizado (ALANFO), ALUMINIO EN ESCAMAS: 6NH 4 NO 3 + CH 2 + 2AL = AL 2 O 3 + 6N H 2 O + CO kcal/kg. ANFO, Amonium Nitrate Fuel Oil (continuación) Sensible al agua. Velocidad de detonación es baja en perforaciones de poco diámetro. No usar si se usan perforadoras livianas o en túneles de diámetros normales. Sin embargo, costo ANFO es ¼ del de la Dinamita CO y NO son gases nocivos. Usual 5 % petróleo. ANFO, Amonium Nitrate Fuel Oil (continuación) ANFO, Amonium Nitrate Fuel Oil (continuación) Se agregan al ANFO componentes para lograr resistencia al agua, y para aumentar densidad y potencia. Slurry (suspensiones) Emulsiones Otros Precios intermedios entre ANFO y Dinamita ANFO, Amonium Nitrate Fuel Oil (continuación) Para minería se usan camiones fábricas. Estaques con los componentes, mezcladora y bomba. Consumo mayor a 80 Ton/mes. Sistemas de inicio (iniciadores) Los iniciadores se hacen explotar para que lo haga la dinamita por simpatía. Incluyen: Fulminantes (detonadores). Cordón Detonante: tubo de tela plastificada de unos 6mm de diámetro con explosivo potente, pero insensible. A su vez se inicia con un fulminante. 8

9 Sistemas de inicio (iniciadores) El fulminante debe recibir chispa mediante un elemento que se acciona a distancia: 1. Eléctrico, dos cables que terminan en un electrodo 2. No eléctrico: tubo de plástico con pintura explosiva en su interior. Se inicia con otro fulminante con mecha 3. Mecha: tubo con pólvora en su interior, se prende con fósforo. Sistemas de inicio (iniciadores) Fulminantes (detonadores) Consisten en un explosivo sensible encerrado en una cápsula que los protege y confina. Explosivo secundario Explosivo primario Explosivo secundario retardo Explosivo primario cápsula cápsula retardo mecha sello cables Alternativas Existen ocasiones en las que no se puede usar explosivos o son trabajos demasiado pequeños para que se justifiquen. Para estos casos existen las siguientes alternativas: - Productos químicos expansivos. Requieren gran cantidad de perforaciones (~50x50 cm.) - Equipos que producen descargas eléctricas (Plasma) - Fuego y agua. - Martillo. Tronadura Carga de una tronadura Se debe evacuar la zona. Se deja mínimo de personal. Carga Inspección Disparar Tronadura Carga con dinamita y fulminante eléctrico 1. Se limpia la perforación, se introduce un cartucho 2. Se taconea con varilla de madera o de plástico. 3. Se introduce la prima que es un cartucho de dinamita con el fulminante con el correspondiente retardo y con los alambres (de timbre). 4. Se sigue llenando con dinamita y taconeando. 5. La zona superior se llena con arena o gravilla. 6. Se conectan todos los tiros entre sí y a dos alambres que se extiende hasta un lugar seguro. 7. Se comprueba continuidad circuito con medidores de resistencia. 8. Se tocan sirenas y se aplica el voltaje. Tronadura Carga con dinamita Dinamita y cordón detonante: En vez de fulminante, el segundo cartucho lleva el extremo del cordón detonante, el que sale hasta la superficie. Los cordones se unen sencillamente atándolos. Entre corridas de disparo se intercala un retardo que es una cápsula de apariencia similar a un fulminante. Dinamita y fulminante no eléctrico El mismo procedimiento pero en vez de cable se usa el tubito con explosivo el que se inicia con un fulminante con mecha. 9

10 Tronadura ANFOS y otros agentes explosivos Se coloca algo del explosivo (agente). Se coloca la prima que es el cartucho de dinamita con el fulminante o el cordón detonante. Se completa de llenar la perforación. Tronadura Cubicaciones Se calcula el peso del explosivo con volumen de la perforación por 60%. Si se usa fulminante: uno por perforación. El fulminante eléctrico trae el alambre incorporado. Para fulminantes no eléctricos (Nonel) hay que sumar los metros de perforación y la distancia a la siguiente perforación con tolerancia. Se conectan con una pieza especial que es una por cada perforación. Para cordón detonante. Se suman los metros de perforación más las distancias entre ellas con tolerancia. Se agregan dos o tres retardos por cada corrida de perforaciones.. 10