Upload
ronald-diaz-sanchez
View
255
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
1/18
VOLADURA DE ROCAS CIC
SEMANA 4
Ing. ABNNER BRINGAS ROJASPOR: RONALD DIAZ SANCHEZ
ORLANDO DIAZ SANCHEZSAMUEL QUILICHE CULQUI
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
2/18
TEMASCapitulo III: Teora Termohidrodinmica. 3.1 Introduccin
3.2 Ecuacin de estado
3.3 Termoqumica
3.4 Termodinmica
3.5 Desarrollo de las formulas y algoritmos para calcular los parmdetonacin y explosin de cualquier mezcla explosiva comercial
3.6 Desarrollo de algunos softwares para calcular los parmetros dy explosin de cualquier mezcla explosiva comercial.
3.6.1 Mezclas explosivas comerciales ptimas
3.7 Discusin general.
3.8 La composicin qumica de los explosivos, ecuaciones estequingredientes de las mezclas explosivas comerciales.
3.8.1 Oxidantes y combustibles etc., etc.
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
3/18
OBJETIVOS
Elaborar los temas de la mejor manera para qualumnos puedan captar en su totalidad.
Desarrollar ejercicios de aplicacin.
Desarrollar una simulacin con un software.
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
4/18
Teora termohidrodinamica3.1 Introduccin
Cambios de energa interna calor.
La energa almacenadapotencial, latente o esttica
La energa potenciaenerga cintica o m
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
5/18
Dentro de la Termohidrodinmicestudia
Presin de detonacin.P= 2.5 * d * VOD2 * 10-6Donde:
P = presin de detonacin en kilobarsD = densidad (g/cc)VOD = velocidad de detonacin (m/s)
Velocidad de detonacinVOD = S + W donde:VOD : velocidad de detonacin.S : velocidad de sonido.W : velocidad de partculas
Presin de explosinPRESION DE DETONACION=PD = e x VOD x W x 10-5
W = 0,25 VOD, o sea W VOD/4PE = e x (VOD/8)2x 10-5
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
6/18
3.2 Ecuacin de estado
ContextoUna ecuacin de estado es la relacin que existe entre dos o ms propie
termodinmica.3.2.1 LA LEY DE BOYLE Y GAY-LUSSAC
PV = n R TP= PresionV= volumenT= temperatura Kn = numero de molR = 8,314J-(mol-k)-1= 1,986 cal-(mol-k)-1=82,07*10-3 lit-atm
3.2.2 ECUACIONES DEL VIRIAL
3.2.3 GAS IDEAL
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
7/18
3.3 TermoqumicaLa Termoqumica se encarga de estudiar las caractersticas de unreaccin qumica, con respecto al requerimiento o liberacin energtic
implicada en la realizacin de los cambios estructurales correspondientesSi la energa qumica de los reaccionantes es mayor que la de los productse produce una liberacin de calor durante el desarrollo de la reaccin
Ecuaciones Termoqumicas
Reaccin exotrmica: QR < 0
Reaccin endotrmica: QR > 0
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
8/18
ejemploFe2O3 (s) + 3C(grafito) 2Fe(s) + 3CO(g) QR = 492,6 KJ/mol492,6 KJ/mol es cantidad de calor requerido por cada mol de oxido
condiciones normales
Termoqumica La siguiente reaccin escrita en forma termoqumica:
2H2S(g) + Fe(s) FeS2(s) + 2H2(g) QRo = -137 KJ/mol
muestra que es exotrmica y que por cada 2 moles de sulfuro de hidrgen
forma gaseosa que reaccionan se liberan 137 KJ de calor
Calor de formacin de una sustanciaEs la cantidad de calor liberado o absorbido en la reaccin de formacinun molH2(g) + 1/2 O2(g)H2O(g) Qf 0 = -241.814 KJ/mol.
H2(g) + 1/2 O2(g)H2O(1) Qf 0 = -285,830 KJ/mol
Los calores de formacin son determinados experimentalmente y para su e
asume que el calor de formacin de los elementos en estado libre y en condicion
es cero.
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
9/18
Ejercicio 1. Calcular el calor de la reaccin, en condiciones est
y explicar si es exotrmica o endotrmica.
Los calores de formacin de cada uno de los productos y de los reaccionantes tom
Tabla 1 son:
Al aplicar la ley de Hess con los datos suministrado
El signo negativo, del calor de reaccin, significa quexotrmica.
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
10/18
3.4 TermodinmicaEstudia los procesos en los que se transfiere energa como calor y como Sabemos que se efecta trabajo cuando la energa se transfiere de un cpor medios mecnicos.
Primera Ley de la TermodinmicaEsta ley se expresa como:
Cambio en la energa interna en el sistema = Calor agregado (Q) - Trabajo efectsistema (W)Segunda Ley de la TermodinmicaLa primera ley nos dice que la energa se conserva. Sin embargo, podemos imagina
procesos en que se conserve la energa, pero que realmente no ocurren en la natu
acerca un objeto caliente a uno fro, el calor pasa del caliente al fro y nunca al rev
"Si dos objetos A y B estn por separado en equilibrio trmico con objeto C, entonces los objetos A y B estn en equilibrio trmico en
Tercera Ley de la Termodinmica
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
11/18
3.5.1 ALGORITMO DE HOLMBERGPERSSONLa aplicacin de las curvas sigue siendo la misma. El enfoque de H-P se basa en d
roca estn relacionado con la velocidad de la partcula del pico. Es el equatio
bsico que se basan las curvas de diseo:
PPV = K Q/ R(1)
DondeK, , = constants
PPV = peak particle velocity
Q = charge weight
R = distance
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
12/18
3.6 Desarrollo de softwares para calcular parmetros de decualquier mezcla comercial
JKBENCH
ENMARCAR UN OBJETO
PARA DISEO TALADRO
CARGAR EL TALADRO
TAPONES DEL TALADRO
BOOSTER
SIMULACION
MENU
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
13/18
3.6.1 mezclas explosivas comerciales optimasMEC: son las mezclas compuestas por oxidantes y combustibles. Entre los oxidantes
tienen los siguientes: AN, SN, AL, CO3Ca, etc. Entre los combustibles, se puede
siguientes: Petrleo, Al, C, propano, nitrometano, gas, etc.
CONDICIONES NECESARIAS Y SUFICIENTES PARA QUE UNA MEC SEA
Debe tener un OB=0. No debe producir gases nocivos. Producir un Q3 alto. Que sea re
condiciones severas (agua). Que produzca alta presin de detonacin. Que tenga alt
mezcla explosiva. Seguro, estable y fcil de preparar.
MANERAS PARA INCREMENTAR LA VDD:La presin se debe considerar. Dismtamao de la partculas. Incrementando la densidad. Usando un mayor dimetro
Proveyendo un alto compling ratio. Usando un booster de mayor peso.
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
14/18
POLVORA NEGRA(black poder): Es una mezcla explosiva comercial granulada secapotasio o nitrato de sodio 64%, azufre 18% y carbn vegetal 18%
NITROGLICERINA N.G. Fue inventada por Ascacco Sobrero, en 1846.- Ms conoctrinitrato de glicerina NO3CH2CHNO3CH2NO3, es un lquido incoloro a la temperatura
AGENTES DE VOLADURA AN/FO: Fue descubierto por accidente en 194denomin desastrede Texas y Hamburgo. El AN/FO a granel fue usado como agent
seco en las operaciones mineras a tajo abierto y subterrneo, en operaciones mine
existe agua se obtienen buenos resultados en trminos de fragmentacin, pero en las
secas da resultados eficientes por la baja resistencia al agua, debido a la alta higros
Nitrato de Amonio, cuya densidad est comprendida en el intervalo de 0.851.20 gr.
SLURRIES. Fueron inventados por el Dr. Melvin Cook y Farnaman; en las minas de SLabrador city Canad.- Son explosivos que contienen H2O, AN, TNT o Al, mas gomas
o esperadoras
EMULSIONES:Es una mejora del slurry, cuyo agente oxidante es una solucin de Ndispersin coloidal de una fase combustible (Fuel Oil, wax) en una solucin salina (AN
H2O)
ANFO PESADO Es una mezcla de emulsin con ANFO en proporciones variables.
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
15/18
3.8 Composicin qumica de los explosivos, ecuaciones estequioingredientes de los explosivos comerciales
En minera se usan los explosivos qumicos, que son la mezcla de elementos combustien que generalmente el oxgeno es el elemento oxidante.
SEGN SU COMPOSICIN QUMICA:
Compuestos qumicos, orgnicos o inorgnicos, que son explosivos propiamente tale
ejemplo, la Nitroglicerina (NG) o el Trinitrotolueno (TNT).
Mezclas entre compuestosqumicos explosivos propiamente tales con otros que no
ejemplo, los conocidos con el nombre de Dinamitas.
Mezclas de compuestos qumicos reductores con compuestos oxidantes, en que ind
ninguno de ellos puede catalogarse como un explosivo propiamente tal. La terminolo
americana los denominaAgentes Explosivos, y el ejemplo ms conocido y representa
ANFO
INGREDIENTESLos componentes de los explosivos que generan estos gases se llaman elementos bsic
ingredientes.
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
16/18
ECUACIN ESTEQUIOMETRICA
Utilizandoconocimientos bsicos de balance de ecuaciones y la tabla deformacin, podemos hacer lo siguiente:Ecuacin balanceada:
Calor de formacin de reactantes:
Calor de formacin de productos
Calor de explosin
Peso Molecular del ANFO
Energa liberada por kilo de AN
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
17/18
Oxidante
La oxidacin se refiere a:o La ganancia de oxgeno por parte de una molcula
o La prdida de hidrgeno en una molcula
o La prdida de electrones que sufre un tomo o grupo de tomos
o Aumentando en consecuencia su nmero de oxidacinLa reduccin se refiere a:o La prdida de oxgeno por parte de una molcula
o La ganancia de hidrgeno en una molcula
o La ganancia de electrones que sufre un tomo o grupo de tomos
o Disminucin o reduccin en su nmero de oxidacin
COMBUSTIBLESEs cualquier material capaz de liberar energa cuando se oxida de forma violenta
desprendimiento de calor poco a poco. Supone la liberacin de una energa dforma potencial (energa de enlace) a una forma utilizable sea directamente (entrmica) o energa mecnica (motores trmicos) dejando como residuo calor (entrmica), dixido de carbono y algn otro compuesto qumico.
8/12/2019 Voladura de Rocas Ciclo Ix
18/18