Tema 07 Perf Volad

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD NACION NA CIONAL AL DE INGENIERIA INGENIERIA Facultad de Ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica MI 115 Métodos de Explotación Subterránea Ciclo 2008_I

PERFORACION Y VOLADURA

Por: Ing. Francisco Grimaldo Z.

Ab A b r i l 2008

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD NACION NA CIONAL AL DE INGENIERIA INGENIERIA Facultad de Ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica MI 115 Métodos de Explotación Subterránea Ciclo 2008_I

CICLO DE MINADO PERF PE RFOR ORAC ACIO ION N – VO VOLA LADU DURA RA – LI LIMP MPIE IEZA ZA – EX EXTR TRAC ACCI CION ON

Es el ciclo ciclo obligator obligatorio io que se se realiza realiza en la activ actividad idad minera. Dependiendo del tipo de terreno, a este ciclo se le agrega el sostenimiento. Actividades complementarias: ventilación, drenaje.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica MI 115 Métodos de Explotación Subterránea Ciclo 2008_I

CICLO DE MINADO

Desarrollos y Preparaciones (frentes)

- Perforación - Voladura - Limpieza - Acarreo / Transporte

Explotación (tajos)

- Perforación - Voladura - Extracción - Relleno - Transporte


PERFORACION La perforación consiste en hacer un hoyo en la roca con un taladro, donde se colocarán los explosivos. Primero se requiere UN TRAZO DE PERFORACION: a) arranque, b) ayudas y c) cuadradores (laterales, alzas y arrastres) El arranque crea las caras libres y se hace con un disparo simultáneo. Las ayudas agrandan las caras libres y Los cuadradores dan la forma y dimensiones finales de la labor.


TRAZO DE PERFORACION


FORMAS DE ARRANQUE EN FRENTES A) Cortes en “V” Es lo más sencillo. Con distancia entre taladros de 1 a 2 pulgadas

V - vertical

V - horizontal

Corte en sección

Corte en sección


FORMAS DE ARRANQUE EN FRENTES B) Cortes en “Pirámide” 120O 120O 120O

Corte en sección


FORMAS DE ARRANQUE EN FRENTES C) Corte Quemado

Son mejores que los cortes en “V” y los piramidales. Distancia entre taladros de 4 a 6 pulgadas. Adecuados para rocas duras, me dan un mayor avance. Taladros tienen que ser paralelos. El taladro del medio no se carga.

Corte en sección

TRIANGULAR

HEXAGONAL

RECTANGULAR

9 TALADROS


FORMAS DE ARRANQUE EN FRENTES D) Corte Coromant

Se usa una plantilla pre determinada.

3

4

1 2 2

1

4

3


PRINCIPIOS DE LA PERFORACIÓN La perforación se basa en principios mecánicos de percusión y rotación, cuyos efectos de golpe y fricción trituran la roca.


CON QUE HACEMOS LA PERFORACIÓN Perforación Manual Rotación y percusión con aire comprimido, para huecos pequeños (25 a 50 mm de diámetro), para una perforación horizontal o hacia el piso (jack leg), para una perforación vertical hacia el techo (stoper s) y para piques ( jack hammer ).


Perforación Manual (continua) El peso y velocidad de las máquinas depende del fabricante. Como ya se mencionó todas trabajan con aire comprimido (80 a 100 psi de presión) y tienen un consumo de aire de 100 a 150 CFM. También se necesita agua para la perforación: aprox. 1 litros/segundo, la misma que sirve para ablandamiento de la roca, condensar el polvo y como refrigerante de la máquina.


Perforación Manual (continua) Se emplean barrenos de 2´, 4´, 6´, 8´ Adicionalmente el perforista lleva: una barretilla, sacabarrenos, cucharilla, atacador de madera, llave Stilson, aceite.

Barrenos Pueden ser integrales (como se muestra el gráfico), donde al extremo se tiene la cabeza con un inserto de aleación de alta dureza (W-V y otras) También se pueden emplear brocas de botones que van en forma separada del barreno y se colocan al momento de perforar.


CON QUE HACEMOS LA PERFORACIÓN Perforación Mecanizada Para labores de secciones mayores actualmente se emplean las máquinas de mayores dimensiones: J umbos neumáticos o electrohidráulicos, track drill, wagon drill, etc. Estos equipos mayores pueden ser de percusión y de roto percusión, montadas en chasis sobre ruedas u orugas. Pueden perforar taladros de hasta 150 mm y 20 a 60 m de profundidad. Los barrenos que se emplean son acoplables con brocas intercambiables.


CON QUE HACEMOS LA PERFORACIÓN Perforación Mecanizada


CON QUE HACEMOS LA PERFORACIÓN Perforación Mecanizada Rotatoria Se emplean para los tajos abiertos, tienen grandes dimensiones, pueden estar montadas sobre camiones, sobre orugas o pueden ser autopropulsadas. Tienen un motor rotatorio independiente, se emplean barras de perforación y brocas de grandes diámetros (desde 6 a 12”) rotatorias.


VOLADURA Segunda operacion unitaria del ciclo de minado que tiene como objetivo de romper la roca de una manera eficiente. La voladura origina una alta liberación de energía que produce la fragmentación y el desplazamiento de la roca.

La voladura puede ser: Primaria Secundaria


ASPECTOS IMPORTANTES A TENER EN CUENTA EN LA VOLADURA La roca debe romperse de manera eficiente y economica, de manera que debemos producir un material facil de limpiar, cargar, transportar, almacenar y procesar. El macizo rocoso que queda despues de la voladura debe dañarse lo menos posible a fin de reducir al minimo el sostenimiento. Por lo que en una abertura subterranea, debemos tener mucho cuidado con los taladros de corte y con los que dan forma a la abertura.


CARGUÍO DE LOS TALADROS Guía

Dinamita

• • •

Dinamita cebada

Dinamita cebada: es la que se encuentra inserta de un fulminante. El fulminante es conectado con una guía. La guía es un cordón tejido cubierto de un material plástico, en cuya parte central se tiene la pólvora.

Envoltura Pólvora

Fulminante Fulminante: cápsula de aluminio Carga explosiva Guía


ORDEN DE ENCENDIDO DE LOS TALADROS CARGADOS Guía

1ro. Se enciende la guía de seguridad 2do. Se encienden los taladros de corte. 3ra. Continúan los taladros de ayuda. 4ta. Finalmente, Los taladros de contorneo. Cuando se hayan encendido todos los taladros, si se emplea la Guía de Seguridad, esta todavía se encuentra encendida.La guía de seguridad sirve por consiguiente como un elemento de seguridad para controlar el tiempo en forma práctica, permitiendo al Disparador salir de la labor.

En caso que la guía de seguridad se acabe, pero aún no se ha terminado de encender todos los taladros, lo más recomendable es dejar todo como esta y salir de inmediato de la labor.


SEGURIDAD EN EL ENCENDIDO DE LOS TALADROS Guía

•

• • •

La carga del taladro estará en función a: - la longitud del taladro - la característica de la roca - el trazo de perforación (a su vez en función a la cara libre, el espaciamiento entre taladros; el corte, las ayudas y la forma. En términos prácticos se usa 1 cartucho por cada pie del taladro; pero en taladros cuadradores esta proporción disminuye. La guía se quema a aproximadamente a una velocidad de 1 pie/minuto. En minas convencionales, para el encendido de los taladros se corta una guía de 3 pies de largo, a la que se le denomina la guía de seguridad.


ACCIONAMIENTO DEL FULMINANTE Cápsula de Aluminio

Carga explosiva

Pólvora

•

La chispa viene quemando la pólvora de la guía, al llegar cerca de la carga explosiva del fulminante explosiona al fulminante y este a su vez accionará a la dinamita cebada. El fulminante también puede accionarse con un fuerte impacto, por lo que hay que tener mucho cuidado con su manipuleo.


DINAMITA •

Es una mezcla química de trinitro glicerina más aserrín, que son encartuchados. La dinamita explotará con el fuerte impacto de la detonación del fulminante. Guía

Taco (barro o arena), tapando la Dinamita carga de dinamita

•

Dinamita cebada

Fulminante

El transporte de la dinamita, así como su almacenamiento siempre deben ir separados. Nunca deben trasladarse juntas. Las dinamitas dependiendo del diámetro del taladro tendrán diferentes diámetros.

•

• •

Estos diametros pueden ser de 7/8”, 1 ¼”, 2”, etc. También se emplean emulsiones encartuchadas


PROCESO DE DETONACION • Es la propagación de una reacción química que se mueve a través del explosivo a una velocidad superior a la velocidad de sonido de la roca. • Ocurre en varias etapas o fases en un tiempo muy corto de poco milisegundos • Durante el proceso de detonación de la carga confinada, la roca se fragmenta y se desplaza


PROCESO DE DETONACIÓN DE UNA CARGA EXPLOSIVA EXPLOSIVO SIN REACCIONAR

ONDA DE CHOQUE O DE TENSIÓN ROCA COMPRIMIDA

ONDA DE REFLEXIÓN *

CAÍDA DE PRESIÓN INICIAL

ENSANCHAMIENTO DEL TALADRO

DIRECCIÓN DE AVANCE DE LA DETONACIÓN

****** ***

**

ONDA DE REFLEXIÓN Y GASES EN EXPANSIÓN

ROCA NO ALTERADA

*** ***** ******* * ******* *** ******* ****** ******* ******* * ****** ******** *** ****** ******* ****** ******* ******* ******* ******* ******* ******* ** ******* ******* ******* ***** ****** ******************

*

PCJ

FC ******* *

****** *************** ******* ******* ******* ****** ******* ******* ******* **** ****** ******* ******* **** ****** ******* ******* * ****** ******* ****** ******* ******* *** ******* ******* * ******* ******* ******* ***** ******** ** ******** ****** ***** *** *

ZR ROCA NO ALTERADA PCJ: PLANO DE CJ ZR : ZONA DE REACCIÓN FC : FRENTE DE CHOQUE


DISEÑO DE MALLA - VOLADURA SUBTERRÁNEA 11A 11A

11A

EJEMPLO 11A

11A

6A

11A

6A

11A

3A

5A

9A

5A 1A

3A

3R

1A

1R

1R

9A

3A

9A 5A

1A

3R

1A

5A

1,5 m

3A 9A

9A 7A

15A

7A

13A

7A

13A

3,0 m

3,5 m

9A

7A

13A

15A


RESULTADO DE LA VOLADURA SUBTERRÁNEA


VOLADURA SECUNDARIA a. Con perforación de taladros (cachorros).


B. Con cargas superficiales (plastas)..

Tema 07 Perf Volad

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