Programa docente de "EXPLOSIVOS"

Transcripción

1 Programa docente de "EXPLOSIVOS" Curso académico 2013/2014 Datos administrativos da Universidade Código da materia Nome da materia EXPLOSIVOS Centro/ Titulación E.T.S.I. Minas / Ingeniero de minas Curso 5º Tipo (Libre, Troncal, Obrigatoria, Optativa) Obligatoria de intensificación Alumnos matriculados (totais) - Alumnos novos - Créditos aula/grupo (A) 4.5 Créditos laboratorio/grupo (L) Créditos prácticas/grupo (P) 1.5 Número grupos Aula 1 Número grupos Laboratorio Número grupos Prácticas 2 Anual /Cuadrimestral Cuatrimestral Departamento T06 Área de coñecemento 295 Explotación de Minas Lugar e Horario da materia Datos do centro Luns Martes Mércores Xoves Venres En horario y lugar que apruebe la Junta de Escuela Página 1 de 12

2 Lugar* e Horario de tutorías dos profesores que imparten a materia Luns Martes Mércores Xoves Venres h 12-14h * Laboratorio nº5 Data dos exames oficiais desta materia En fecha, hora y lugar que apruebe la Junta de Escuela de acuerdo con el calendario oficial remitido por la Secretaría General Tribunal extraordinario de esta materia Presidente: Fernando García Bastante Vocal: Elena Alonso Prieto Secretario: Leandro R. Alejano Suplente: Javier Taboada Datos do Departamento PROFESORADO DA MATERIA (segundo POD): Nome profesor/a Código Créditos (indicando A, L ou P) Jorge Feijoo - Todos Página 2 de 12

3 Previo:... TEMARIO da Materia: (Tipo A, Tipo L, Tipo P) Para un apropiado seguimiento de la materia es imprescindible que el alumno tenga una sólida base de los conocimientos fundamentales de las siguientes disciplinas: química, física, electricidad, mecánica de rocas, laboreo y minería. Obxectivo da materia: Los objetivos específicos de la asignatura son los siguientes: 1. El conocimiento de la naturaleza de los explosivos y de los principios básicos que rigen el fenómeno de la detonación. 2. La comprensión del significado de las propiedades y características de los explosivos, y cómo se determinan, tanto desde el punto de vista teórico como práctico 3. El conocimiento de las diferentes familias de explosivos utilizados en minería y obra pública, y de los accesorios de voladura: sus propiedades y características, sus usos, su constitución y presentación. 4. La comprensión de los diferentes mecanismos de fragmentación de la roca por acción del explosivo. 5. La capacitación para el diseño de voladuras, tanto a cielo abierto como de interior: las técnicas de cálculo, los esquemas de perforación, las secuencias de encendido, los criterios de diseño y el cálculo de los costes. 6. La capacitación para la estimación, valoración y control de los resultados de la voladura, y de las afecciones que pudieran ocasionar la misma: fragmentación, proyección y vibraciones. 7. El conocimiento de la reglamentación existente en materia de explosivos y, muy especialmente, de todos aquellos aspectos referentes a la seguridad en su uso y manejo. A estos objetivos se le suma otro con un carácter mucho más estratégico que los expuestos, y es: la adquisición por parte del alumnado de una visión de la fragmentación de la roca mediante voladura como un proceso más de los que integra el laboreo de minas, y que, como tal, sus objetivos no son independientes del resto de procesos, sino que todos ellos conforman uno único: el suministro de material en las cantidades y calidades establecidas, al mínimo coste unitario o, teniendo en cuenta que el grado de fragmentación puede influir en el valor de la producción minera, con el máximo beneficio de la operación. Página 3 de 12

4 Temario de Aulas(no incluye prácticas en el aula) Horas totais A = 45 h. Número de Temas= 14 Bloque 1º. Introducción Presentación de la asignatura Tema 1. Minería y Explosivos Bloque 2º. Físico Química de los Explosivos Tema 2. Conceptos Básicos Contenido Objetivos, contenidos, estructura, bibliografía, metodología, planificación y sistema de evaluación 1.1. El interés de los explosivos en minería 1.2. Los costes y el grado de fragmentación 1.3. Reseña histórica De la pólvora negra a los agentes de voladura El saber científico sobre la detonación 2.1. Explosión Contenido 2.2. Detonación y deflagración 2.3. Explosivo Definición, composición y productos de descomposición Valores característicos en las detonaciones 2.4 Descomposición térmica de los explosivos Esquema de descomposición Modelo de explosión térmica de Samenov 2.5. Mecanismo de propagación de la detonación Teoría del calentamiento homogéneo Teoría de los puntos calientes 2.6. Tránsito deflagración-detonación Duración 1 h 1 h Duración 2 h Página 4 de 12

5 Tema 3. Fundamentos de la Teoría de la Detonación Tema 4. Ensayos de Caracterización de los Explosivos 3.1. Introducción 3.2. Detonación ideal Definición e hipótesis 3.3. Ecuaciones de Rankine-Hugoniot. Teoría CJ Ecuaciones del choque Ecuación de la Hugoniot y condición CJ Metodología general de resolución 3.4. Cálculo simplificado de las características teóricas de los explosivos Hipótesis iniciales Cálculo del volumen de gases, calor, temperatura y presión de explosión, energía específica Cálculo de los parámetros en C-J Interés práctico en el diseño de voladuras 3.5. Detonación real 4.1. Introducción 4.2. Capacidad de arranque o Potencia 4.3. Capacidad de fragmentación Velocidad de detonación Poder rompedor 4.4. Fiabilidad Coeficiente de autoexcitación Sensibilidad a la iniciación Diámetro crítico Resistencia al agua 4.5. Seguridad Sensibilidad a los estímulos subsónicos: choque, fricción y calor Resistencia a la descarga eléctrica Toxicidad de los humos Otros ensayos 2.5 h 2 h Página 5 de 12

6 Bloque 3º. Explosivos y Accesorios de Voladura Tema 5. Sustancias Explosivas Tema 6. Sistemas de Iniciación Contenido 5.1. Clasificación 5.2. Sustancias intrínsicamente explosivas Explosivos primarios Explosivos secundarios 5.3. Mezclas explosivas - Explosivos industriales Explosivos convencionales Gomas y dinamitas Agentes de voladura ANFOS, hidrogeles, emulsiones Explosivos de seguridad Atmósferas explosivas Explosivos de seguridad Clasificación 5.4. Pólvora negra 6.1. Introducción 6.2. Mecha y detonador ordinario Constitución y funcionamiento Utilización 6.3. Cordón detonante y relés de retardo Constitución y funcionamiento Aplicaciones y esquemas de conexión 6.4. Multiplicadores Constitución y funcionamiento Secuenciación en barreno 6.5. Sistema eléctrico Constitución Mecanismo de encendido Clasificación Circuitos de voladura Fuentes de energía Comprobación de circuitos Riesgos de ignición accidental 6.6. Sistema no eléctrico Constitución y funcionamiento Duración 4 h 3 h Página 6 de 12

7 Bloque 4º. Diseño de Voladuras Tema 7. Mecanismos de Fragmentación del Macizo Rocoso por Acción Explosivo del Tema 8. Diseño de Voladuras a Cielo Abierto Clasificación Conectores de retardo Dispositivo detonador + retardo 6.7. Sistema electrónico Constitución y funcionamiento Ventajas e inconvenientes 7.1. Introducción Contenido 7.2. El efecto de la onda de choque Propagación en discontinuidades Mecanismos de rotura 7.3. Mecanismos de rotura por efecto de los gases 8.1. Cálculo de voladuras de banco-teoría de Langefors Variables de diseño Cálculo de la carga en banqueo Corrección por esponjamiento 8.2. Esquemas de perforación 8.3. Secuencia de iniciación y tiempos de retardo 8.4. Criterios generales de diseño 8.5. Otras voladuras a cielo abierto Voladuras de bancos bajos Zanjas Aperturas de cueles Voladuras de máximo desplazamiento Taqueo Duración 1 h 3 h Página 7 de 12

8 Tema 9. Diseño de Voladuras en Túnel Tema 10. Voladuras de Contorno 9.1. Introducción 9.2. Tipos de cueles Cuele en abanico Cuele en cuña Cueles de barrenos paralelos 9.3. Cálculo de las diferentes secciones Zapateras Barrenos de destroza Barrenos de techo y hastiales 9.4. Secuencia de iniciación 9.5. Consideraciones generales de diseño Introducción Fundamentos Principios teóricos de diseño Técnicas de contorno Precorte Recorte Perforación en línea Variantes Desviación de los resultados Explosivos utilizados 1.5 h 1 h Tema 11. Otras Voladuras Voladuras de interior Subniveles con barrenos largos Subniveles con barrenos en abanico Voladuras en cráter. Teoría de Livingston Chimeneas y pozos Voladuras subacuáticas Introducción Métodos de ejecución Principios de diseño Demoliciones Introducción Demolición de elementos estructurales Demolición de edificios 2 h Página 8 de 12

9 Tema 12. Resultados de la Voladura Fragmentación de la roca Técnicas de evaluación Modelos de predicción Proyecciones Causas y soluciones Modelos de predicción Vibraciones en el terreno Introducción Parámetro representativo de daños en estructuras Normativa española Estudio de vibraciones Medidas para reducir las vibraciones sísmicas Efecto de la onda aérea y medidas correctoras Estimación del daño producido al macizo por efecto de las vibraciones 2 h Tema 13. Los Costes Fragmentación Bloque 5º. Reglamentación de Tema 14. Normativa Referente a los Explosivos Industriales Introducción El coste de perforación El coste de la operación de carga El coste de los explosivos y accesorios El coste del taqueo Los costes de carga, transporte y trituración Introducción Contenido Reglamento de Explosivos Real Decreto sobre Transporte de Mercancías Peligrosas por carretera y ADR Reglamento General de Normas Básicas de Seguridad Minera: Capítulo X Explosivos Normas generales de seguridad Seguridad en el transporte interior Seguridad en el almacenamiento Seguridad en la utilización Voladuras especiales Disposiciones especiales para trabajos 1 h Duración 3 h Página 9 de 12

10 con gases o polvos inflamables o explosivos Destrucción de explosivos Por combustión Por explosión Por disolución Horas totais P = 15 h Número de prácticas P = Temario de Prácticas Práctica Contido Observacións Duración 1 Cálculo de las En aula y con 4 h características teóricas ordenador de los explosivos 2 Diseño de voladuras a En aula y con 18 h cielo abierto ordenador 3 Cálculo de voladuras de En aula 4 h túnel 4 Salidas de Campo 4 h Página 10 de 12

11 Básicas (máximo 3) REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: Konya, C.J. y Albarrán, E. (1998): Diseño de voladuras. EDICIONES CUICATL. México. Langefors, U. y Khilström, B. (1987): Técnica moderna de voladura de rocas. URMO, S.A. DE EDICIONES. 2ª edición. Bilbao, España. Sanchidrián, J. y Muñiz, E. (2000): Curso de tecnología de explosivos. Fundación Gómez Pardo. Madrid, España. Complementarias (máximo 4) Hustrulid, W. (1999): Blasting principles for open pit mining. Vol 1. General Design Concepts. A.A. BALKEMA. Rotterdam, Netherlands. Persson, P., Holmberg, R. y Lee J. (1994): Rock blasting and explosives engineering CRC Press. Florida, USA. International Society of Explosives Engineers (1998): Blasters Handbook. 17th Edition. ISEE. Ohio, USA. Reglamento General de Normas Básicas de Seguridad Minera. Capítulo X. (RD 863/1985). MINISTERIO INDUSTRIA Y ENERGÍA. BOE 12 junio 1985 (modificado por ORDEN y ORDEN ). Página 11 de 12

12 MÉTODO DOCENTE E SISTEMA DE AVALIACIÓN: Clases magistrales participativas con soporte visual. Los alumnos deberán analizar diferentes casos prácticos que se propondrán durante la impartición de la asignatura Tipo de Avaliacións: Avaliación da docencia de Aulas: evaluación continua mediante la realización de trabajos y examen a final de curso. Avaliación da docencia de Prácticas: Evaluación continua y examen a final de curso. Criterios de avaliación: Claridad y precisión en las respuestas sobre la aplicación de los conceptos y técnicas aprehendidas. Las calificaciones serán expuestas en el lugar indicado por la Dirección del Centro de Minas en un plazo aproximado de diez días después de la fecha oficial del examen. INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA La evaluación continua requiere la asistencia continua del alumnado. Página 12 de 12