PERFORACIÓN Y VOLADURA APLICADA A LA MINERIA A CIELO ABIERTO. Expositor Ing. Lennart Guillen Núñez

Transcripción

1 PERFORACIÓN Y VOLADURA APLICADA A LA MINERIA A CIELO ABIERTO Expositor Ing. Lennart Guillen Núñez

2 Ubicación de la Mina Toquepala América del Sur a Puno Suches Pozos n a Arequipa Fundición Refinería Muelle Il o Moquegua Coquina Ite Toquepala Quebrada Honda a Tacna a Tacna carreteras públicas ferrocarril túneles línea eléctrica línea de agua relaves carretera SPL Foto panorámica: Mina Toquepala

3 TEMARIO Capítulo I: Definición, Propiedades de los Explosivos Industriales y Sistemas de Iniciación. Capítulo II: Manejo de Explosivos en Mina a Cielo Abierto Capítulo III: Medidas de Seguridad en el Manejo de Explosivos. Capítulo IV: Caso Post Voladura de Disparo en Mina Toquepala

4 Capítulo I: Definición, Propiedades y Tipos de los Explosivos Industriales y Sistemas de Iniciación.

5 PERFORACIÓN Definiciones A la perforación se puede definir como la combinación de las siguientes acciones: Percusión: Son los impactos producidos por los golpes del pistón, los que originan ondas de choque que se transmiten a la broca. Rotación: Es aquella que hace girar la broca para que los impactos sobre la roca se produzcan endistintas posiciones. Empuje: Es la fuerza necesaria para mantener en contacto la broca con la roca. Barrido: El fluido del barrido permite extraer el detrito del fondo de Perforación. Y tiene como finalidad de abrir unos huecos en los cuales serán introducidos una serie de cargas explosivas y sus accesorios iniciadores. VOLADURA Es la primera etapa de conminución del material in situ, siendo de vital importancia aprovechar al máximo la energía química del explosivo, para así obtener una fragmentación adecuada con el menor costo; elevándose la productividad en las labores de carguío, acarreo y chancado, dando como resultado un mejor Costo Global de Minado.

6 Objetivo de la Voladura Destruir la estructura in situ de un macizo rocoso de manera que un equipo mecánico pueda excavar eficientemente los fragmentos. Lograr lo que indica el párrafo anterior minimizando el daño en la roca adyacente.

7 Explosivos Los explosivos son una mezcla de sustancias: Una combustible y otra oxidante, que al ser iniciadas dan lugar a una reacción exotérmica altamente rápida generando productos gaseosos a alta temperatura, los que ocuparan un volumen mucho mayor.

8 Propiedades de los explosivos Las propiedades básicas de un explosivo son: 1 Densidad 2. Resistencia al agua 3. Sensibilidad 4. Estabilidad química 5 Balance de oxígeno 6. Generación de gases

9 Tipos de Explosivos Industriales Los explosivos están hechos de oxidantes y combustibles en una mezcla estable. Dándoles un estímulo suficiente, se descomponen violentamente liberando una gran cantidad de energía que llega a ser útil para quebrar la roca. En la mayoría de los explosivos comerciales, los oxidantes son principalmente nitratos, siendo el NITRATO DE AMONIO el material básico de fabricación.

10 NITRATO DE AMONIO El nitrato amónico se obtiene por neutralización de ácido Nítrico con Amoniaco tras la evaporación del agua: NH 3 + HNO 3 -> NH 4 NO 3 Aplicaciones El nitrato amónico se utiliza sobre todo como fertilizante de larga duración, debido a su buen contenido en nitrógeno. El nitrato es aprovechado directamente por las plantas mientras que el amonio es oxidado por los microorganismos presentes en el suelo. El nitrato de amonio se emplea además como un explosivo al ser mezclado con petróleo, ésta mezcla se llama ANFO (ammonium nitrate fuel oil). En la práctica este producto se fabrica con 94% de nitrato de amonio y 6% de combustible Diesel.

11 ANFO % Nitrato de Amonio Prill 3 % de diesel 3% ACEITE USADO ANFO

12 EMULSION Es una mezcla de dos líquidos inmiscibles unidos por un Emulsificante. Los Líquidos Inmiscibles son: Combustible o Petróleo (Fase Combustible o Fase Continua), y Líquido Oxidante (Fase Oxidante o Fase Discontinua)

13 ANFO PESADO ANFO Emulsión + ANFO PESADO

14 Tipos de Explosivos Industriales Iniciadores y rompedores: Productos a base de Pentrita (PETN) y TNT, mezcla que se denomina Pentolita. Tipos : Iniciadores cilíndricos regulares Rompedores cónicos Propiedades principales: Alta Velocidad de Detonación (sobre 7000 m/s). Mayor resistencia al fuego, impacto y fricción Efecto direccional, en el caso de los rompedores. Usos principales: Iniciadores de explosivos en perforaciones de gran diámetro. Reducción de bolones en labores abiertas y subterráneas.

15 Cordón Detonante El cordón detonante es un accesorio de voladura compuesto por un núcleo fino y compacto de un explosivo conocido como pentrita o P.E.T.N., recubierto por un tejido de fibra, que a su vez esta

16 Sistemas de Iniciación Mechas de seguridad Detonador a mecha Sistema no eléctricos Cordones detonantes

17 Capítulo II: Manejo de Explosivos en Mina a Cielo Abierto

18 Criterios de selección de explosivos La selección de un explosivo dependerá de una serie de condiciones que es preciso tomar en cuenta: Características de la roca Rocas masivas fisuradas Rocas muy fisuradas Rocas conformadas en bloques Rocas porosas Diámetro de carga Volumen de roca a tronar Condiciones de seguridad Humos Condiciones atmosféricas Problemas de entorno Precio del explosivo Problemas de suministro Presencia de agua

19 Voladura en Cielo Abierto Diseño de la Voladura Refinamiento del Diseño Preparación del Banco Cuantificación del Resultado Distribución del diseño de Malla Excavación Perforación Carga de la Voladura

20 Voladura en Cielo Abierto Diseño de Voladura

21 Preparación del Banco

22 Replanteo de la Malla y Perforación

23 Carguío de Explosivo

24 Voladura Excavación

25 Control de Daño: Minimizar el daño en el entorno de la Voladura.

26 CAPITULO III: Medidas de Seguridad en el Manejo de Explosivos

27 Causas comunes en accidentes con explosivos 1. Impacto o Fricción. Golpear sobre restos de explosivos. Golpear los iniciadores. Rozar o friccionar explosivo. 3. Calor o Llama. Las materias explosivas sometidas durante un período de temperaturas elevadas pueden llegar a explosionar. 2. Fuentes Eléctricas. 4. Proyecciones de Roca. Alambre de detonadores en contacto con corrientes extrañas. Cargar explosivos con tormenta eléctrica. Cables eléctricos en malas condiciones cuando se está trabajando con explosivos (cielo abierto o subterráneo). Vigilancia inadecuada de los lugares de trabajo. Sistemas de señales inapropiadas. Deficiencia al despejar el área de trabajadores.

28 Causas y Reducción de Flyrock Flyrock Flyrock Taco Explosivo Burden Burden Burden Causa: Burden primera fila muy pequeño Reducción: Aumentar Burden Causa: Burden muy grande Reducción: Disminuir Burden y usar broca más pequeña

29 Causas comunes en accidentes con explosivos Principales gases de Voladura Monóxido de Carbono Humos Nitrosos Anhídrido Sulfuroso Hidrógeno Sulfurado Nitrógeno

30 Principales Gases de Voladuras Monóxido de Carbono

31 Gases Nitrosos

32 Medidas de Seguridad en los Trabajos con Explosivos Nunca......Corte o recorte un tubo de choque y jamás retire o desgarre una cápsula en un tubo de choque...fije la línea de inicio a la voladura o al disparo hasta haber hecho todas las conexiones y el área de voladura haya sido despejada.... Cargue lo detonadores o cordón detonante EXEL en un taladro, ni los exponga a temperatura sobre los 66 C ( 150 F)...Tire, estire, doble o someta a tensión indebida el tubo de choque: esto afectará la capacidad de propagación de la onda de choque en las secciones dañadas.

33 Nunca......Ensamble el detonador no eléctrico al booster hasta que no se realice la operación de primado del taladro....conecte un conector de superficie a su propio tubo de choque....intente iniciar un cordón detonante con un conector de retardo de superficie, diseñado sólo para la iniciación de tubos de choque....use productos que parecieran estar dañado o deteriorados....pase por encima con su vehículo, se puede enredar estirándolo y cortándolo por tensión, generando un latigazo que lo puede iniciar.

34 Medidas al Almacenar Explosivos Almacenar siempre los explosivos en polvorines que se ajusten a la normativa vigente. Guardar los explosivos en polvorines limpios, bien ventilados, frescos, sólidamente construidos y resistentes al fuego. Siempre utilizar o despachar los productos de mayor antigüedad. Almacenar los productos del mismo tipo y clase de tal manera que sea fácil identificarlos. Los envases defectuosos o rotos deben ser colocados por separado dentro del polvorín. Ubicar los polvorines en áreas aisladas y estratégicas, respetando la ley. No abrir o re-envasar cajas de explosivos dentro del polvorín.

35 Medidas al Transportar Explosivos dentro de las zonas de trabajo en Mina Verificar el buen funcionamiento del vehículo. Impedir que la carga sobresalga o se exceda. Llevar en los vehículos extintores de incendios, en lugares apropiados y de fácil acceso, debiendo conocer obligatoriamente el Chofer su uso. Tener apagado el motor del vehículo durante las operaciones de carga y descarga de explosivos. Efectuar las operaciones de carga y descarga de explosivos durante las horas del día y nunca cuando haya tormentas eléctricas, de arena o nieve. Durante la carga y descarga de explosivos, sólo podrán permanecer en la inmediaciones el personal autorizado para tal efecto, prohibiéndose cualquier otra actividad en un radio de 50 metros. Nunca transportar conjuntamente con explosivos materiales metálicos, combustibles o corrosivos.

36 Medidas en el Área de Voladura Limpiar el área de voladura retirando las rocas sueltas, la maleza, los metales y otros materiales. Delimitar con estacas o banderines de colores llamativos la zona a ser volada e impedir el paso de maquinaria sobre la misma. Toda área aislada deberá ser cargada con explosivo, deberá ser señalizada por conos de color amarillo y negro y letreros que indiquen el área.

37 CAPITULO IV: Caso Post Voladura de Disparo en Mina Toquepala

38 DATOS GENERALES

39 PLANO GEOLÓGICO

40 SECCIONES GEOLÓGICAS

41 PROYECTO FECHA 15/10/14 ROCA Dp bx-ga ALTERACION ga VPP CRITICO (mm/s) VPP (mm/s) 218 N Tal (Unidad) 307 FC (Kg/Tn) 0.61 TOTAL EXP. (Kg) 252,968 NITRATO DE AMONIO (Kg) 118,895 EMULSION (Kg) 126,484 DIESEL (gal) 1174 ACEITE (gal) 1174 TON. (Tn) 414,450 MALLA (m x m) 6x6 DENSIDAD ROCA (gr/cc) 2.5

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43 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN