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PERFORACIÓN,VOLADURA Y VENTILACION
EN MINERIA
SUBTERRANEA
PERFORACIÓN,VOLADURA Y VENTILACION
EN MINERIA
SUBTERRANEA
Expositor : Ing. Daniel Arcos Valverde
Ayacucho, Enero del 2008
PERFORACION
PERFORACIÓN
El principio de la perforación se basa en el efecto mecánico de percusión y rotación, cuya acción de golpe y fricción producen el astillamiento y trituración de la roca.
Su propósito es abrir en la roca huecos cilíndricos denominados taladros y están destinados a alojar al explosivo y sus accesorios iniciadores.
CONDICIONES DE PERFORACIÓN
La calidad de los taladros que se perforan están determinados por cuatro condiciones: diámetro, longitud, rectitud y estabilidad.
Para conseguir una voladura eficiente la perforación es muy importante así como la selección del explosivo, este trabajo debe efectuarse con buen criterio y cuidado.
CICLO BÁSICO DE EXCAVACIÓN
El ciclo básico de una excavación comprende la perforación y voladura. La secuencia es la siguiente:• Perforación de taladros.• Cebado y carga de explosivo.• Amarre del sistema de iniciación.• Disparo.• Evacuación de
humos,ventilación,desatado, control de estabilidad para la evaluación del material volado.
• Evacuación del material volado.
ESQUEMAS DE DIACLASADO
ESQUEMAS DE DIACLASADO
PARTES DEL FRENTE
Para efectos de voladura el frente de pequeña a mediana envergadura se divide en tres áreas:
1. Corte o arranque.2. Núcleo o destroza.
3. Corona o contorno.
Secuencia de rotura que sigue el disparo:
Corte Núcleo Contorno
2
1
1
1
2
2 3
3
34
4
45
5
5
DESARROLLO DEL BANCO ANULAR
NOMENCLATURA DE TÚNELCONTORNO
NÚCLEO
CORTEO ARRANQUE
c
ba
B
c
b
a
c
b
a
B
PISO DEL TÚNEL (CRESTA DEL BANCO)
BANCOTÚNELSIMPLE
TÚNELEN DOSETAPAS
CORTES O ARRANQUES
La función del arranque es formar la primera cavidad en el frente cerrado de una rampa, creando así una segunda cara libre para la salida de los demás taladros, transformandose en un “banco anular”.
El arranque requiere en promedio 1.3 veces mas de carga por taladro para desplazar el material triturado.
MÉTODOS DE CORTE
Los tipos de trazos de perforación para formar una nueva cara libre ó cavidad de corte, son dos:
1. Cortes con taladros en ángulo o cortes en diagonal.
2. Cortes con taladros en paralelo.
CORTE EN CUÑA O EN “V” (WEDGE CUT)
A A´
A
A´
60°
CORTE EN PARALELO
A A´
A
A´
EJEMPLOS DE CORTE QUEMADO
EJEMPLOS PARA LIMITAR EL EFECTO DE SIMPATIA ENTRE LOS TALADROS
a b dc
a b c
TRAZOS DE ARRANQUEPARA TÚNELES
TALADRO DE ALIVIO
TALADROCARGADO
LEYENDA
DISTANCIA ESTIMADA DEL ALIVIO AL PRIMER TALADRO DE ARRANQUE
B
B = 1,5 a 1,7 φ
Donde φ es el diámetro mayor
ESQUEMA GEOMÉTRICO GENERAL DE UN CORTE DE CUATRO SECCIONES CON TALADROS
PARALELOS
B4
B1
B2
B3
B3
D2
D1
LADO DE LA SECCIONSECCION DEL CORTE VALOR DEL BURDEN
PRIMERA B1 = 1,5 * D1 B1 * 2 SEGUNDA B2 = B 1 * 2 1,5 * B2 * 2TERCERA B3= 1,5 * B 2 * 2 1,5 * B3 * 2CUARTA B4 = 1,5 * B 3 * 2 1,5 * B4* 2
DISTANCIA ENTRE TALADROS
Normalmente varían: arranque de 15 a 30 cm , ayudas de 60 a 90 cm y en los cuadradores de 50 a 70 cm.
Como regla práctica se estima una distancia de 2 pies (60 cm) por cada pulgada del diámetro de la broca.
Los taladros periféricos (alzas y cuadradores) se deben perforar a unos 20 a 30 cm del límite de las paredes del túnel, para facilitar la perforación y para evitar la sobre rotura, en voladura normal.
En los taladros paralelos, es necesario perforar los del techo y piso con cierto ángulo.Si estos ángulos se exageran los resultados serán negativos por sobrerotura.
ERRORES PERFORACIÓN• HUECO DE ALIVIO DE DIÁMETRO MUY PEQUEÑO
• DESVIACIONES EN EL PARALELISMOAVANCE
• ESPACIAMIENTOS IRREGULARES ENTRE TALADROS
• IRREGULAR LONGITUD DE LOS TALADROS
AVANCE
ERRORES PERFORACIÓN
• INTERSECCION ENTRE TALADROSAVANCE
SOBRECARGA
SIN CARGA
• SOBRECARGA (EXCESIVA DENSIDAD DE CARGA)
SOBRECARGA
ERRORES PERFORACIÓN
LA MALLA DEL FONDO DEBE DE SER IGUAL A LA MALLA DEL FRENTE
TAJEOS DE MINA
• CON TALADROS SOBRE CABEZA INCLINADOS
TEMPORIZACIÓN: EFECTOS DE LA SALIDA SECUENCIAL
12 3
4
5
67
8 9
10 11
12
1415
13
16
1718 19
FRENTE
CORTE LONGITUDINAL SALIDA DEL
ARRANQUE
1415 y 16
10 y 114
1
5
1
8 y 917
12 y 13
2 y 3
ARRANQUE PARALELO
TEMPORIZACIÓN: EFECTOS DE LASALIDA SECUENCIAL
12 3
4
5
6 7
89
1011 12
13 14
15 16
17 18
19 20
1011 y 124, 6 y 7
1
15, 8, 9, 17 y 18
15, 16, 19 y 20
FRENTE
CORTE LONGITUDINAL
SALIDA DELARRANQUE
ARRANQUE ANGULAR
Taco Inerte (Detritus)Efecto Mecánico:
||
Una adecuada longitud de taco, genera mayor oposición al desplazamiento o salida de los gases.
Al utilizar los detritus como taco inerte podemos aprovechar la forma irregular que tienen, para distribuir las fuerzas horizontales, provenientes de la detonación; en fuerzas verticales e inclinadas, produciendo así que dichas fuerzas hagan presión sobre las paredes del taladro. Generando resistencia a la salida de los gases y como consecuencia aumentar la energía de impacto sobre la roca
CARGA EXPLOSIVA
VOLADURA
1. 1. Deben efectuarse solo en polvorines autorizados según normas oficiales, cumpliendo con las siguientes recomendaciones:
Deben ser inaccesibles a personas extrañas y vigilados.
Deben estar a distancias prudenciales de otras instalaciones para evitar explosiones o daños por simpatía.
Estando prohibido almacenar juntos explosivos y accesorios deben haber polvorines para ambos.
ALMACENAMIENTOALMACENAMIENTO
Esta prohibido almacenar explosivos o accesorios con otros materiales o insumos ajenos a ellos.
Durante el transporte de explosivos y accesorios de voladura de Polvorines o Bodegas de Mina a los frentes de trabajo:
Detonación fortuita por maltrato.
Abandono de explosivos -Robos.
Manipulación por personas inexpertas.
Para un taladro de ∅ = 45 mm
ANFO (∅ = 45 mm)
Semexsa 80 (∅ = 22 mm)
Emulsión (∅ = 22 mm)
Exadit(∅ = 22 mm)
1 m
Carguío de frente con el uso de explosivos muy POTENTES con espaciadores.
Influencia entre 0,20 y 0,50 m
Voladura ControladaMinimiza el daño al macizo rocoso
Estabilidaddespués deldisparo
Incidencia de los costosIncidencia de los costosCostos previos a la voladura
Costos posteriores al disparo
PerforaciónExplosivosSeguridad / Ventilación
AvanceSobrerotura / DiluciónVoladura secundariaSeguridad: sostenimiento
ventilaciónCarguío y transporteChancado y moliendaRecuperación metalúrgica
VOLADURA
VENTILACION
ORIGEN DE LOS GASES DE MINA
USO DE EXPLOSIVOSToda voladura origina, en mayor o en menor grado, gases tóxicos producidos por las diversas reacciones químicas que ocurren durante una explosión. El uso del ANFO, por ejemplo, genera diversos óxidos de nitrógeno los mismos que aún en bajas concentraciones pueden resultar de necesidad mortal.
MAQUINAS DE COMBUSTION INTERNAPueden liberar gran cantidad de contaminantes, como el NOx, CO, etc., y esto es mayormente por la falta de mantenimiento o por la altitud en la cual esta la maquina.
GASES DE ESTRATOSSon gases que existen dentro de las estructuras rocosas del yacimiento y que, al entrar en. Contacto con una labor minera, pueden producir grandes concentraciones de gases tóxicos.
RESPIRACION HUMANACada persona exhala anhídrido carbónico (CO2) y si realiza una actividad física intensa la cantidad de anhídrido carbónico producida será mayor.
GAS INCOLORO, SOFOCANTE, DE OLOR A HUEVOS PODRIDOS, SE PRRESENTA EN MENOR PROPORCION Y ESTA REFERIDO A LOS CARGADORES DE BATERIA .
2.00SO2
GASES SULFUROSOS
LMP máximo 5 ppm.
GAS INCOLORO EN CONCENTRACIONES BAJAS, EN ALTAS TOMA UN COLOR PARDO. SE UBICA EN LAS PARTES BAJAS DE LA LABOR
1.78NO2 Y NO3
GASES NITROSOS
LMP máximo 07 mg/m3 ó 5 ppm.
GAS INCOLORO, SABOR LIGERAMENTE ACIDO, SE LE UBICA A PARTIR DE LA PARTE MEDIA HACIA DEBAJO DE LA LABOR
1.53CO2
DIOXIDO DE CARBONO
LMP máximo 9000 mg/m3 ó 5000 ppm.
GAS INCOLORO, INODORO E INSIPIDO, SE LE UBICA EN LAS PARTES ALTAS DE LA LABOR.
0.97CO
MONOXIDO DE CARBONO
LMP máximo 29 mg/m3 ó 25 ppm.
OBSERVACIONESDENSIDAD FÓRMULACOMPUESTO
DISTRIBUCION ESQUEMATICA DE LOS GASES POR SU DENSIDAD
(AMBIENTE SIN VENTILACION)
6Sobre los 40005De 3000 a 40004De 1500 a 30003Hasta los 1500
Cantidad mínima de aire necesaria por hombre (m³/min)
Altitud (msnm)
En el caso de emplearse equipo diesel, la cantidad de aire circulante no será menor de tres (3) metros cúbicos por minuto por cada HP que desarrollen los equipos.