FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS
TRABAJO DE MAQUINARIA Y EQUIPO MINERO CÁTEDRA: MAQUINARIA Y EQUIPO MINERO
TEMA: RESUMEN CARGUIO DE EXPLOSIVOS
ALUMNO: LOPEZ AQUINO, JIM JENRRY
DOCENTE: ING. ANIBAL N. MALLQUI TAPIA
SEMESTRE: VI
1
INTRODUCCION
Bajo suposiciones generales, la complejidad de los registros de vibraciones (obtenidos en un sitio lejano al lugar de la explosión) generadas por voladuras se debe a varios aspectos, entre ellos: la fuente (proceso de voladura en si), el camino o trayectoria que las ondas recorren y el tipo de sensor con el que se miden. Aunque las vibraciones producidas por voladuras no son tan complejas como las producidas por un sismo (en el cual la fuente es desconocida y cuyos registros son obtenidos generalmente a grandes distancias y con trayectorias mucho mas complejas), estas vibraciones sı tiene algunas variable s en el proceso de voladura –la fuente – que lo hacen no trivial. Para entender los procesos de las voladuras que influyen en la generación de vibraciones, es indispensable el estudio, aunque sea a nivel básico, de los materiales y métodos utilizados. En este anexo se presenta a manera de introducción y de forma muy general, el tema de los explosivos y sus propiedades, las clases de explosivos utilizadas en trabajos de minería superficial y algunos conceptos básicos sobre las técnicas utilizadas en voladuras.
2
CARGA DE TALADRO
Los métodos de carga son diferentes para los taladros de distinto diámetro. Por esta razón se acostumbra clasificar los taladros de acuerdo al diámetro, como sigue: - De tamaño pequeño: 50 mm (< 2”) de diámetro. - De tamaño medio: 50 a 100 mm (de 2” a 4”) de diámetro. - De gran tamaño: 100 mm (> 4”) de diámetro, actualmente hasta 15” de diámetro. Los taladros de pequeño diámetro tienen con frecuencia una profundidad limitada y son empleados principalmente en operaciones menores de voladura de bancos, zanjas, túneles y tajeos de mineral. Su inclinación puede ser vertical descendente hasta vertical ascendente, perforándose mucho los horizontales con máquinas jumbo pequeñas y los inclinados con máquinas manuales. Normalmente son cargados con altos explosivos (dinamitas o emulsiones) empleándose varillas atacadoras de madera para introducirlos y compactarlos en los taladros. Se inician fundamentalmente con mecha-fulminante, detonadores eléctricos y no eléctricos (en general del N° 6 hacia adelante) y se sellan con taco inerte, preferentemente de arcilla. Los taladros de tamaño medio se emplean mayormente para voladura de producción en minas subterráneas, en canteras y obras civiles perforándolos con máquinas grandes tipo jumbo y con track drills . La inclinación es usualmente vertical o casi vertical descendente, con una relación 3:1 recomendada para buena fragmentación. Normalmente son cebados con alto explosivo y la carga explosiva principal puede ser de alto explosivo o un agente de voladura normalmente granular. Si no son demasiado profundos pueden cargarse y atacarse con varilla de madera (para dinamitas); de otro modo se cargan a flujo libre con cargadores neumáticos provistos de mangueras antiestáticas (para E x a m o n o ANFO). El encendido de frontones grandes se puede efectuar con mecha-fulminante prendida con mecha rápida; con fulminantes eléctricos o con detonadores no eléctricos de shock . En canteras y pocas labores subterráneas (como VCR) con cordón detonante. Los taladros de gran diámetro son aplicados para operaciones a gran escala en canteras y minas a tajo abierto. La perforación es vertical o poco inclinada y los explosivos empleados son normalmente agentes de voladura secos o acuosos (ANFO, slurries y emulsiones) cebados con primers o boosters de alto explosivo. El agente de voladura puede ser cargado en cartuchos grandes de polietileno (ejemplo: S l u r r e x ) que se sueltan 3
libremente dentro del taladro; ser vertido mecánicamente al taladro con camiones mezcladores de cargador sin fin ( augers para ANFO y heavy ANFO) o ser bombeado con manguera directamente al fondo del taladro mediante un camión fábrica mezclador-bombeador (emulsión y heavy ANFO con más de 50 a 60% de emulsión). Para el primer caso es conveniente tener presente la siguiente fórmula usual para determinar la elevación de nivel de agua al cargar los cartuchos de explosivos en un taladro de banco anegado: Hf = H0 x (Ø)2 (Ø)2 - (Øe)2 Donde: Hf : altura final del agua. H0 : altura inicial del agua (medida con wincha y flotador. Ø : diámetro del taladro. Øe : diámetro del cartucho explosivo.
4
El carguío con manguera al fondo del taladro desplaza paulatinamente al agua. La altura final puede ser ligeramente menor, por el mayor confinamiento. Los taladros con agua estática suelen ser previamente drenados con bomba y cargados con un agente resistente al agua hasta la cota del nivel freático (ejemplo: S l u r r e x - A P 60 ) y el resto de la columna con ANFO previo taco inerte intermedio, el taladro se sella con taco de detritos de la misma perforación. Los taladros totalmente inundados se cargan sólo con agente altamente resistente al agua (ejemplo S l u r r e x - A P 60 , S l u r r e x ) dejándose el A P 8 0 , S l u r r e x - E G agua como taco cuando la columna es baja, o sellándolo con detritos cuando la columna explosiva es alta. El S l u r r e x tiene excelente comportamiento en agua activa o surgente. Es importante para la operación seguir las normas de “Control de Calidad” en todo el trabajo, que en su mayoría son de criterio propio, pero contribuyen al buen resultado de la voladura una adecuada supervisión y la capacitación del personal.
5
Un error u omisión puede provocar un desastroso resultado en seguridad y una pérdida por mal rendimiento. Antes de comenzar la carga se debe chequear la profundidad, inclinación, espaciamiento y limpieza de los taladros, limpiar las obstrucciones y desaguarlos por bombeo o soplado con aire comprimido, si esto es posible. Los huecos demasiado profundos deben rellenarse hasta el nivel del proyecto. Tener cuidado con los demasiado cortos por la proyección de piedras, siendo preferible profundizarlos o perforar un nuevo hueco cercano (en este caso rellenar el abandonado). No debe perforarse ningún nuevo taladro si existe el riesgo de interceptar a otro cargado. Los taladros con agua deben cargarse con explosivo resistente a este elemento, previamente comprobado. Es muy importante el adecuado y cuidadoso tendido de los sistemas de iniciación, de cualquier tipo que sean y la correcta distribución de los cebos y tiempos de retardo por carga.
6
7
CARGADORES DE ANFO Estos equipos son fabricados en acero inoxidable, tipo Jetanol o Lategan, montados sobre bastidor y ruedas, para hacer más fácil su traslado. Son usados para el transporte de anfo granulado, explosivo a base de mezcla de nitrato de amonio y gas oil, en minería subterránea o al aire libre.
Según las capacidades de los recipientes los sistemas de carga se clasifica en:
Cargadores Neumáticas Camiones Cargadores
Cargadores Neumáticas En estas cargadores ,el explosivo es impulsado a través de una manguera antiestática y semiconductora por medio del aire a presión contenido en un recipiente metalico de cierre hermetico.El diseño de estos equipos consta de un toriesferico, un cuerpo cilíndrico y otro troncocónico de acero inoxidable resistente a la corrosión.
8
La capacidad de estas cargadoras varia desde los 100 hasta los 750 litros y para su transporte van montadas individualmente sobre ruedas o incluso sobre unidades motorizadas. En este últimos caso, el aire comprimido se obtiene por medio de un compresor que es accionado por el propio motor del vehiculo, disponiendo además de unos recipientes de explosivo para la recarga automática de las cubas o de un espacio habilitado para el almacenamiento de los sacos de ANFO cuando el vertido se realiza de forma manual.
Cuando se desea realizar la carga de barrenos ascendentes en labores de interior, es preciso combinar la presurización del recipiente con el efecto Venturi creado por el soplado de aire a presión a través del inyector, para producir el apelmazamiento de los granos de ANFO en el fondo de los taladros impidiendo la caída del explosivo. Las presiones de funcionamiento son de 0.15 a 0.3 MPa en los recipientes y de 0.2 a 0.35 MPa en los inyectores. Estos equipos de carga están recomendados para barrenos con diámetro entre 26 y 150 mm,salvo si son ascendentes que se limitan a 100 mm.
9
Los rendimientos de carga dependen del diámetro interior de las mangueras y de la longitud de las mismas,que nunca deben superar los 50m, asi como de la inclinación de los barrenos.La capacidad máxima de carga oscila entre las 2 y 4 toneladas. Ademas de los equipos descritos,existen otro mas ligeros en el mercado,que los transporta el propio operador,y que poseen capacidades entre 25 y 40 kg de ANFO. Se utilizan en trabajos subterráneos para la carga de barrenos de 28 a 65mm de diámetro y constan,básicamente, de pequeños depósitos de polietileno con correas para su transporte.Funcionan con presiones de aire entre 0.4 y 0.8 MPa y las capacidades de carga alcanzan los 7 kg/min. Un aspecto muy importante, desde el punto de vista de la seguridad, es la eliminación de la gran cantidad de electricidad estatica que se produce.Para ello, es preciso que la manguera de material semiconductor este bien conectada y acoplada a la lanzadera y que se efectue una adecuada puesta a tierra de todo equipo.
10
En el caso particular de barrenos ascendentes de gran diámetro, el método tradicional de carga neumática, consistente en un tapon inferior de cierre y una tubería de carga, ha sido sustituido progresivamente por el método directo representado en la figura siguiente donde la presión impartida al ANFO, que varia entre 0.14 y 0.2 MPa , es suficiente para que las partículas de explosivo queden aplemazadas en el fondo de los barrenos proporcionado densidades de carga de 0.95 a 1 g/cm3. En este sistema es de vital importancia disponer de un correcto diseño del centralizador de la tubería de carga.
Si los barrenos presentan agua la carga puede llevarse a cabo colocando previamente una vaina de plástico. Los iniciadores (primer), unidos al cordon detonante o detonador, se colocan generalmente en el fondo de los barrenos mediante un elemento de retención (retainer) con el auxilio de la propia manguera de carga.
11
12
Camiones de Cargadores. Los tipos de camiones cisterna que se utilizan en la carga de explosivos granulares tipo ANFO son: Camiones de descarga neumática Camiones de descarga por tornillo helicoidal El primer modelo de camión consta de un deposito cerrado de aluminio con bocas de carga superiores y fondo en forma de V para favorecer el descenso del explosivo hacia la cadena de arrastre, dispuesta longitudinalmente y protegida por unas chapas deflectoras a modo de V invertida que evita que dicho elemento soporte todo el peso de carga. En el exterior del deposito existe un mecanismo de placa para regular la altura de explosivo sobre la cadena de arrastre, asi como un cuentavueltas del rodillo motor de la misma cuya velocidad puede también variarse para dosificar la alimentación de la valvula rotativa desde la que el explosivo es impulsado por aire comprimido a través de una manguera antiestática hasta el interior del barreno. La valvula rotativa esta formada por un rodete con paletas de material plástico que impide además el paso del aire de impulsión al recipiente de ANFO. La unidad de potencia del propio vehiculo esta acoplada a las bombas hidráulicas de accionamiento de la cadena de arrastre y valvula rotativa, asi como al compresor de aire. La manguera de descarga va colocada en la parte posterior del camión con una longitud de unos 10m, lo que ermite llenar 3 o 4 barrenos desde una misma posición cuando el camión se desplaza por la calle formada entre dos filas. Los inconvenientes que plantea este sistema son la segregación del aluminio cuando se utiliza ANFO ALUMINIZADO, y la imposibilidad de cargar ANFO pesado.
13
El segundo modelo de camión dispone en la parte inferior del deposito, y longitudinalmente, de un tornillo helicoidal protegido también por unas chapas deflectoras. Este tornillo alimenta a otro vertical que a su vez entrega el producto a un tercero pivotante subhorizontal.Este ultimo tiene una longitud entre 5 y 6m y barre un sector circular de 345°, pudiendo cargar a través de una manguera flexible barrenos situados a 5 o 7m de la parte trasera del camión .Foto anterior. Los caudales de llenado de estos equipos varian entre 150 y 750 kg/min. Una versión mas simple de este tipo de camión es la denominada de tornillo lateral.En la parte trasera del vehiculo se dispone de un tornillo pivotante de unos 3m de longitud. Este ultimo, permite cubrir durante la operación un sector circular de 180° consiguiéndose su giro de forma manual, asi como su elevación o descenso mediante un pequeño cabrestante.Durante el traslado del camión el tornillo se recoge pegándolo a uno de los laterales del mismo. En los últimos años.ha habido una tendencia progresiva hacia la utilización del sistema de tornillo en lugar del neumático, debido fundamentalmente a las siguientes ventajas:
Posibilidad de cargar HEAVY ANFO ,además de ANFO o ANFO ALUMINIZADO. Mayores ritmos de carga Menores perdidas de nitrato amónico y vapores de la sustancia combustible en la parte alta de los barrenos.
14
RECOMENDACIONES: Antes de comenzar la carga se debe chequear la profundidad, inclinación, espaciamiento y limpieza de los taladros, limpiar las obstrucciones y desaguarlos por bombeo o soplado con aire comprimido, si esto es posible. Los huecos demasiado profundos deben rellenarse hasta el nivel del proyecto. Tener cuidado con los demasiado cortos por la proyección de piedras, siendo preferible profundizarlos o perforar un nuevo hueco cercano (en este caso rellenar el abandonado). No debe perforarse ningún nuevo taladro si existe el riesgo de interceptar a otro cargado. Los taladros con agua deben cargarse con explosivo resistente a este elemento, previamente comprobado. Es muy importante el adecuado y cuidadoso tendido de los sistemas de iniciación, de cualquier tipo que sean y la correcta distribución de los cebos y tiempos de retardo por carga.
15
ANEXOS:
16
17
