Detonadores

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO .......................................................................

MANUAL DE ENTRENAMIENTO

SISTEMAS DE INICIACION DE VOLADURAS

EDICION 2

REVISO H. Muñoz

FIRMA

FECHA Octubre 2001

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Sistemas de Iniciación de Voladuras Este manual de entrenamiento en Sistemas de Iniciación de Voladuras, lo entrega Dyno Nobel Latín América como un servicio exclusivo para las operaciones de sus principales clientes en la región y subsidiarias y está dirigido al personal involucrado con el transporte, almacenamiento uso y aplicación de explosivos industriales. Está compuesto por consejos prácticos, pautas y las mejores prácticas actuales, basados en la experiencia de expertos de la industria. Para Latinoamérica y por mas de 65 años, Dyno Nobel en Chile diseña, fabrica y distribuye la línea completa de Sistemas de Iniciación de Voladuras, o también llamados Accesorios de Voladura. En este manual que constituye el segundo módulo de entrenamiento para operaciones a Cielo Abierto y ubterráneas, trata en profundidad el Sistema de Iniciación No Eléctrico, no obstante se hace una descripción en los capítulos iniciales de los sistemas de iniciación A Fuego y Eléctrico. Al final de este módulo, se presenta un capítulo introductorio de Sistemas Electrónicos de iniciación de voladuras.

Indice de Contenidos Capitulo 0 Sistemas de Iniciación ...................................................... 0.1 Introducción ............................................................................... 0.1 Indice ................................................................................. 0.2 Capítulo 1 Introducción ..................................................................... 1.1 Seguridad..................................................................................... 1.2 Alcance ...................................................................................... 1.2 Terminología utilizada ................................................................ 1.3 Sistema de iniciación de voladuras....................................... 1.3 Terminología de voladuras................................................... 1.9 Areas de una voladura ....................................................... 1.10 Destrucción de sistemas de iniciación ...................................... 1.11 Capitulo 2 Componentes Sistema a Fuego y Eléctrico ....................... 2.1 Sistema a fuego ........................................................................... 2.2 Mecha................................................................................... 2.2 Detonador a mecha .............................................................. 2.5 Conector mecha ................................................................... 2.6 Accesorios compuestos ....................................................... 2.8 Sistema eléctrico.......................................................................... 2.9 Capitulo 3 Sistema No Eléctrico........................................................ 3.1 Detonador No Eléctrico .............................................................. 3.3 Cordón Detonante...................................................................... 3.19 Conectores de Superficie........................................................... 3.23

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... Capitulo 4 Aplicaciones Sistema a Fuego ......................................... 4.1 Ensamblado Mecha Detonador .......................................... 4.2 Preparación de Cebos o Primas ............................................ 4.6 Carga Barrenos Horizontales................................................ 4.7 Encendido de la Mecha ........................................................ 4.7 Capítulo 5 Aplicación Sistema Eléctrico ........................................... 5.1 Seguridad..................................................................................... 5.2 Carga de barrenos Horizontales................................................... 5.4 Conexión .................................................................................... 5.6 En Serie ............................................................................... 5.6 En Paralelo ........................................................................... 5.9 Mixtas................................................................................. 5.10 Capítulo 6 Aplicación Cordones Detonantes / Conectores................ 6.1 Introducción ................................................................................ 6.2 Corte del Cordón detonante......................................................... 6.2 Conexión Cordón a Cordón ........................................................ 6.3 Iniciación del Cordón Detonante................................................. 6.6 Conexiones a conectores ............................................................ 6.8 Voladura a Cielo Abierto con Cordón Detonante...................... 6.12 Capítulo 7 Aplicaciones Detonador No Eléctrico TECNEL® ......... 7.1 Introducción ................................................................................ 7.2 Seguridad..................................................................................... 7.2 Conexión TECNEL®/Cordón /Conectores ................................. 7.3 Sistema TEC-S® ....................................................................... 7.10 Sistema UNITEC®.................................................................... 7.14 APENDICE A Precisión y Exactitud............................................................A.1 B Transporte ............................................................................B.1

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C A P I T U L O

Introducción

EN ESTE CAPITULO Seguridad

Página 1.2

Alcance

Página 1.2

Terminología utilizada -

Sistemas de Iniciación de Voladura

Página 1.3

-

Terminología de voladura

Página 1.9

-

Areas de una voladura

Página 1.10

Destrucción de Sistemas de Iniciación

Página 1.11

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INTRODUCCIÓN LA SEGURIDAD ES UNA ACTITUD Y UNA RESPONSABILIDAD INDIVIDUAL Y DE LOS EQUIPOS DE TRABAJO La seguridad es la más importante consideración cuando manipulamos, almacenamos y usamos productos explosivos. Para DYNO NOBEL, la Seguridad es el valor más importante. Nuestra compañía a realizado grandes esfuerzos para producir productos explosivos lo mas seguros posibles de fabricar, transportar, manipular y aplicar. Sin embargo el hecho es que los explosivos son diseñados y producidos con un solo propósito, producir una explosión. Todos aquellas personas que manipulan, transportan y usan productos explosivos deben actuar siempre con extremo cuidado y en plena conformidad con las recomendaciones y procedimientos de seguridad de DYNO NOBEL.

ALCANCE Se le aconseja al lector tener conocimiento de toda la reglamentación aplicable. Las pautas presentadas en este manual deben ser aplicadas con sensatez y con la debida consideración de las condiciones locales dominantes. Dyno Nobel renuncia expresamente a cualquier responsabilidad por acciones o consecuencias resultantes de la aplicación de las pautas aquí contenidas.

TERMINOLOGIA UTILIZADA SISTEMAS DE INICIACIÓN DE VOLADURAS Se define como un SISTEMA DE INICIACIÓN DE VOLADURAS, a una serie de productos y tecnologías utilizados en trabajos de voladuras para iniciar un cierta cantidad de cargas explosivas remotas en un tiempo determinado. Un sistema de iniciación tiene cuatros objetivos fundamentales:

-

I. Iniciar una voladura en forma segura y controlada.

-

II. Crear una red de transmisión de una señal que inicie o active cargas explosiva individuales

-

II. Dar una secuencia de iniciación a un grupo de cargas explosivas

-

IV. Iniciar adecuadamente explosivos sensibles a un detonador. I.

Iniciar una voladura en forma segura y controlada.

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Figura 1.1.Iniciación segura y con control de una carga explosiva o voladura. Durante un trabajo de voladura, un sistema de iniciación debe permitirnos llevar una señal de activación, desde una fuente de energía inicial , ubicada en un lugar seguro, fuera del área de seguridad y sin riesgos para personal, equipos o edificios cercanos. Debe además permitirnos tener el mayor control posible del momento de la iniciación de la voladura en perfecta coordinación con otras áreas de trabajo en torno a la voladura. II . Crear

una red de transmisión de una señal que inicie o active cargas explosiva individuales

Figura 1.2 Red de señal de activación entre cargas explosivas individuales Un sistema de iniciación debe transmitir una señal que active una red de cargas explosivas individuales distribuidas en un material rocoso (Cargas remotas).

III.

Dar una secuencia de iniciación a un grupo de cargas explosivas

Figura 1.3 Secuencia de detonación en una voladura

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... La secuencia de tiempos producida entre las cargas explosivas remotas, debe asegurar que la señal de superficie no será interrumpida en ningún punto y permitir que la voladura se complete en todas sus fases:

IV.

-

1º Detonación del explosivo

-

2º Propagación de las ondas de choque dentro de la masa de roca

-

3º Expansión de gases

-

4º Movimiento de la roca .

Iniciar correctamente explosivos sensibles a un detonador.

Respecto a iniciar cargas explosivas, en primer lugar se debe reconocer perfectamente entre explosivos sensibles a un detonador Fuerza 8, 10 o 12, de aquellos explosivos o agentes explosivos que no se inician correctamente con un detonador. Posteriormente se debe controlar el proceso de ensamblaje de los cebos o primas y su posterior uso en voladura.

Figura 1.4. Correcta iniciación de un explosivo sensible a un detonador

ANTECEDENTES HISTÓRICOS De acuerdo a la evolución histórica de los sistemas de iniciación desde fines del siglo 19 hasta nuestros días, en el año 1860, Alfred Nobel construye el primer sistema de iniciación en un concepto como el que hoy utilizamos , al desarrollar un detonador consistente en una cápsula que contenía una pequeña cantidad de pólvora negra sensibilizado con fulminato de mercurio, iniciada por una mecha también de pólvora negra, ya durante los años de 1830 al 1832 se introduce la tradicional mecha y se desarrollan y patentan algunos sistemas de iniciación eléctrico. Afines de 1895 se introducen al mercado algunos sistemas eléctricos de iniciación con precisión en segundos. Posteriormente en los años 1945 se introducen los primeros sistemas eléctricos de iniciación con precisión en mili segundos

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... Durante los años 1960 se introducen al mercado los primeros cordones detonantes y comienza el desarrollo de los sistemas no eléctricos de voladura, en los años 1970 se introducen los sistemas no eléctricos NONEL® con precisión en mili segundos y altos niveles de seguridad Finalmente a partir de los años 1990 se introduce la tecnología electrónica con precisión en micro segundos.

CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE INICIACION Hoy en día los sistemas de iniciación de voladuras, podemos clasificarlos en función del tipo de señal que transmiten entre cargas explosivas:

Sistema Fuego: Utiliza la combustión de pólvora tanto como señal

entre cargas explosivas remotas, como para

producir la secuencia o tiempo de retardo

Sistema Eléctrico: Utiliza la energía eléctrica como señal entre cargas explosivas remotas y la combustión de mezclas pirotécnicas para generar la secuencia o el retardo. Sistemas No Eléctrico: Utiliza la detonación de explosivos o mezclas explosivas en bajas cantidades para transmitir una señal entre cargas explosivas y al igual que el sistema eléctrico, utiliza mezclas pirotécnicas para producir la secuencia de detonación.

Sistemas Electrónico: Utiliza energía eléctrica y señales decodificadas entre cargas explosivas remotas circuito electrónico para dar la secuencia o el tiempo de retardo.

SISTEMAS DE INICIACIÓN DE VOLADURAS

A Fuego

Eléctrico

No Eléctrico

Electrónico

- Mecha - Detonador Eléctrico - Detonador No Eléctrico - Detonador - Detonador a mecha - Cordón Detonante Electrónico - Conectores a mecha - Conectores de Superficie - Accesorios compuestos

y un

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... Desarrollo Histórico Año, 1830

1895

1960

1990 1970

Sistema NONEL

Precisión Año, 1830

1895

Fracciones de minuto

Segundos

1945

1990

Milisegundo

Microsegundo

Figura 1.4 Clasificación y desarrollo histórico de los sistemas a gran escala y precisión.

de iniciación en cuanto a su aplicación

Terminología de Voladura TERMINO

DEFINICIÓN

Sobre quiebre

Es el fracturamiento de roca no deseado mas allá de los límites de la última fila ( Límite de excavación )

Banco

Plano horizontal que limita el material a ser volado , donde se perforan los pozos de una voladura verticalmente, hacia abajo.

Tiro o pozo

Es una perforación cargado con explosivo o en proceso de ser cargada

Perforación

Es una perforación vacía hecha en el material a volar que se encuentra lista para ser cargada con explosivo

Burden o piedra

Es la distancia mas corta de un tiro o perforación a la cara libre mas cercana . se debe considerar esta distancia a lo largo de todo el tiro o perforación. El Burden es función del diámetro de perforación , el tipo de roca y el tipo de explosivo

Acoplamiento

El grado de llenado de un tiro

Cresta

Es el borde del banco que limita con la pared de este mismo

Regla de los 8 mili segundos

Se considera que dos cargas explosivas detonan simultaneamente cuando lo hacen en un lapso menor o igual a 8 ms

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... Factor de Carga

Es la cantidad de explosivo utilizado en una voladura por volumen de roca Kg/Ton o gr/Ton

Voladura Secundaria

Es una operación normalmente de limpieza y se incluyen las siguientes voladuras -

Voladura de levante

-

Disparos de tiros fallados

-

Reducción de sobre tamaños

Espaciamiento

Distancia entre tiros de una misma fila

Taco

Columna de material inerte que se ubica sobre la columna explosiva . Permite el confinamiento de la energía explosiva y el material ideal es agregado de piedra igual a 0.125∗Diámetro de perforación , es función del Burden , tipo de roca y del estado de la roca en la parte superior del banco .

Sobre perforación

Extensión de la perforación mas allá de la altura de banco , es para asegurar un buen rompimiento y control del piso . Es función del burden , espaciamiento y la geología

AREAS DE UNA VOLADURA LUGAR O SITIO DE VOLADURA

Lugar o Sitio de Voladura es el área donde el material explosivo es manejado durante la carga, incluyendo el perímetro formad los pozos o barrenos cargados y 15 metros (50 pies) en todas direcciones.

Una distancia mínima de 9 metros (30 pies) puede reemplazar los 15 metros si el perímetro de barrenos cargados esta demarcad una barrera. El requerimiento de 15 m también se aplica en todas direcciones a lo largo del barreno cargado.

AREA DE UNA VOLADURA Es el área en la donde existe una alta probabilidad de que la onda de choque , proyecciones de roca o gases de una detonación pueden causar lesión a las personas o daño a equipos e instalaciones .Para determinar el área de voladura, se deben considerar los siguientes factores : -

Tipo de roca

-

Diseño de la voladura

-

Geometría de la voladura

-

Experiencia en trabajos de voladura

-

Retardos

11

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... -

Tipo y cantidad de explosivo específico

-

Tipo y cantidad de taco

AREA DE SEGURIDAD Es el área fuera de la cual existen bajas probabilidades de que la onda de choque, proyección de rocas, o gases de una explosión pueden causar lesión a las personas o daño a equipos o instalaciones. Para determinar el área de Voladura, se deberán considerar los mismos factores que para determinar el área de la voladura, poniendo mucho énfasis en la experiencia del personal a cargo de la supervisión de los trabajos.

Area de Seguridad

Lugar de Voladura

Area de la Voladura

Figura 1. 5 Areas de una voladura

DESTRUCCION DE SISTEMAS DE INICIACION DE VOLADURAS Cuando se requiere la destrucción de cualquier tipo de sistema de iniciación o accesorio de voladura, se deberá contactar para procedimientos apropiados, al departamento de Seguridad , Salud y Medio Ambiente de Dyno Nobel Chile en Santiago de Chile , Planta Renca, al Teléfono (562) 4443395 o 4443300 Sr. Nector Maturana.

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C A P I T U L O

Componentes

EN ESTE CAPITULO SISTEMA A Página 2.2

FUEGO -

Mecha corriente

-

Detonador a mecha

-

Conector mecha

-

Accesorios compuestos

SISTEMA ELECTRICO

Página 2.5 Página 2.6 Página 2.8

Página 2.9

13


SISTEMA A FUEGO El sistema de iniciación A Fuego fue el primer sistema de iniciación que se usó a gran escala, desarrollado fuertemente a partir del año 1830 y corresponde fundamentalmente a una serie de productos cuyo principio de propagación de la señal explosiva entre cargas remotas y la generación de un tiempo de retardo en la secuencia de iniciación, se basan fundamentalmente en la combustión de algún tipo de pólvora (Mecha), es decir por medio de Fuego , además tiene una carga explosiva (Detonador a mecha) capaz de iniciar dinamitas y algunos otros explosivos en cartuchos de pequeño diámetro. Los componentes principales de este sistema de iniciación son los siguientes:

MECHA LENTA PARA MINA O DE SEGURIDAD -

DETONADOR A MECHA O A FUEGO

-

CONECTORES MECHA

-

ACCESORIOS COMPUESTOS

MECHA LENTA PARA MINA O DE SEGURIDAD Es un cordón con características de resistencia a la humedad y flexibilidad, que tiene un núcleo de pólvora, la cual reacciona con un tiempo de combustión conocido; El núcleo de pólvora está recubierta por una serie de fibras textiles, capas asfálticas y una cubierta externa plástica, estas series de capas deben ser capaces de: -

Confinar la pólvora

-

Protección contra chispas

-

Hacer el cordón resistente a la abrasión

-

Protegerlo contra la absorción de agua o humedad.

Su finalidad, es transmitir energía en forma de fuego, entre cargas explosivas remotas y desde un punto de iniciación seguro a una voladura, además debe ser capaz de iniciar correctamente un detonador fuerza 8. La transmisión de esta energía en forma de calor se realiza a través de la combustión del núcleo de pólvora presenta una llama lateral externa durante su combustión (Propagación Lateral), esta llama no es capaz de encender la mecha, cuando se encuentra enrollada. Los retardos entre cargas explosivas se dan en función de la longitud del trozo de mecha, de acuerdo a su velocidad de combustión, medida en segundos por metro (s/m). La velocidad de combustión normal de una mecha a nivel del mar es de aproximadamente 130 s/m, esta velocidad puede variar por los siguientes factores: -

Condiciones de fabricación

-

Condiciones y tiempo de almacenamiento

-

Altitud

-

Confinamiento

-

Presencia de agua y humedad ambiental

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Cubie rta exter na plásti ca

Fibr Capa as imperme Text abilizante iles

Pólv ora

Algod ón

Figura 2.1. Esquema de la Mecha

MECHA

MECHA REFORZADA, PLASTEC

15

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... Figura 2.2 Rollos o “Pastelones” de diferentes tipos de mecha

Especificaciones Técnicas

Mecha Plástica Mecha Reforzada, Plastec

Diámetro externo, mm

5.3

5.3

Tiempo de combustión, s/m (*)

140

140

Poder de encendido , cm

20

20

Resistencia a humedad , hr

24

48

Color

Naranja/Blanco

Amarillo

(*): Medido a 500 metros sobre el nivel medio del mar Tabla 2.1, Especificaciones técnicas de la Mecha

DETONADOR A MECHA: Cápsula metálica abierta en un extremo y con una carga explosiva de tres elementos en el extremo cerrado, diseñado para ser ensamblado y encendido con algún tipo de mecha. Tiene una potencia explosiva fuerza 8, por lo que también es conocido detonador Nº 8.

Figura 2.3, Esquema del Detonador a Mecha

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Especificaciones Técnicas Potencia

Detonador a Mecha Fuerza 8/ Nº8

Longitud , mm

45


6,3

Insensibilidad al impacto, no detona

2 Kg. a 90 cm

- Carga primaria, mg

115

- Carga secundaria, mg

600

- Mixto de ignición, mg

65

Tabla 2.2, Especificaciones técnicas del Detonador a Mecha

Figura 2.4, Embalaje del Detonador a Mecha

CONECTOR MECHA Cápsula metálica abierta en un extremo que tiene una carga pirotécnica en el otro extremo, capaz de iniciar el extremo de un trozo de mecha. Este conector presente en el extremo cargado un ranura en forma de L que permite su conexión a algún tipo de mecha rápida, esta mecha rápida se caracteriza por ser cable bastante flexible, que lleva una pequeña mezcla pirotécnica, con una velocidad de combustión característica, mas rápida que la mecha corriente y que combustiona produciendo una llama externa (propagación lateral), se utiliza para iniciar varias mechas desde un solo punto iniciación o punto de fuego. De acuerdo a su velocidad de combustión existen disponibles en los mercados , tres tipos de mechas rápidas :

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De 10-16 s/m

-

De 20-35 s/m

-

De 50-70 s/m

Figura 2.5. Conector Mecha y conexión a mecha rápida o ignita cord


Conector Mecha

Longitud , mm

45


6,5

Mixto de ignición, mg

600

Altura de carga, mm

12.5

Tabla 2.3, Especificaciones técnicas del Conector Mecha

ACCESORIOS COMPUESTOS Guía Compuesta: Es un trozo de mecha de largo variable de extremos, un detonador a mecha . .

2.4, 3 o 4 m, que tiene ensamblado en uno de sus

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Figura 2.6. Guía compuesta TEC DEM-C: Es un trozo de mecha de un largo variable de 2.4, 3 y 4 m, que tiene ensamblado en un extremo un detonador a mecha y en el otro extremo tiene ensamblado un conector mecha.

Figura 2.7. TEC DEM C, Detonador y conector ensamblados a la mecha

SISTEMA ELECTRICO El sistema de iniciación eléctrico es un sistema compuesto fundamentalmente por detonadores eléctricos, mas cables de conexión, equipos de verificación y una fuente de energía eléctrica .En este sistema la señal que se transmite entre cargas explosivas remotas es una corriente eléctrica , la cual inicia un elemento eléctro – pirotécnico(Gota Pirotécnica) dentro del detonador eléctrico. El retardo en la secuencia de iniciación es producido por la combustión de algún tipo de mezcla o composición pirotécnica. Lo detonadores eléctricos tienen una carga explosiva capaz de iniciar dinamitas y algunos tipos de emulsiones en cartuchos de pequeño diámetro.

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CAPSULA METALICA

Figura 2.8 Esquema de un Detonador eléctrico de retardo

20


Figura 2.9, Elemento electro - pirotécnico o gota pirotécnica de un detonador eléctrico

CARACTERÍSTICAS DE LOS DETONADORES ELÉCTRICOS

Figura 2.10. Detonadores Eléctricos Los detonadores eléctricos tienen tres tipos de características principales: -

Características generales

-

Características de tiempos de retardo

-

Características eléctricas.

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... CARACTERÍSTICAS GENERALES Resistencia a la presión hidrostática

1 hora a 11 kg/cm

Insensibilidad al impacto

2 Kg. a 90 cm

Carga explosiva - Primaria ( Primtec), mg

120

- Secundaria(PETN), mg

860

Longitud, cm

70 a 95

Resistencia eléctrica de los alambres De cobre, 24 AWG, ohm/m

0.0878

Tabla 2.4. Características generales de los detonadores eléctricos.

CARACTERÍSTICAS DE TIEMPO DE RETARDO: De acuerdo a los tiempos de retardo existen dos tipos de detonadores eléctricos: -

InstantáneosDe retardo:

+ Mili segundo

+ Medio segundo

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... Figura 2.11 Esquema de detonadores eléctricos de retardo e instantáneos

Número de Retardo

Mili Segundo

Medio Segundo

(mili segundos)

(segundos)

0 (Instantáneo)

5

0,005

1

25

0.5

2

50

1

3

75

1.5

4

100

2

5

125

2.5

6

150

3

7

175

3.5

8

200

4

9

250

4.5

10

300

5

11

350

6

12

400

7

13

450

8

14

500

9

15

600

10

16

700

----

17

800

---

18

900

---

19

1000

---

20

1100

---

Tabla 2.5 Tiempos de retardo de las series, Mili Segundo y Medio Segundo.

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS: En función de la cantidad de energía necesaria para activar un detonador eléctrico o sensibilidad eléctrica, estos se clasifican en tres tipos: -

Normales

-

Insensibles

-

Altamente insensibles

DETONADORES Características Eléctricas

Normal

Insensible

Altamente Insensible

Resistencia eléctrica, ohm

1.15

0.30

Energía mínima de inicio, mj/ohm

1-3

20-50

Corriente máxima de no

detonación, 0.25 (5 min.)

0.85 (5 min.)

0.045 1300-2500 4.0 ( 5 min.)

Amp Corriente mínima de detonación, Amp

0.5

1.5

10

2

3

25

Corriente recomendada para serie de 100 detonadores conectados en serie, Amp

Tabla 2.6. Características eléctricas de los detonadores eléctricos

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C A P I T U L O

Aplicaciones Sistema a Fuego EN ESTE CAPITULO SISTEMA A FUEGO -

Ensamblado Mecha – Detonador

Página 4.2

-

Preparación de cebos o primas

Página 4.6

-

Carga barreno horizontal

Página 4.7

-

Encendido de la mecha

Página 4.7

Este sistema fue patentado el año 1831 y hoy día su uso está concentrado en dos aplicaciones principales : Desarrollo de túneles y laboreos en pequeña minería y la iniciación de cordón detonante. En ambas aplicaciones se deben seguir procedimientos y algunas recomendaciones, que serán expuestas a continuación:

ENSAMBLADO MECHA-DETONDOR A MECHA

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... La principal característica de aplicación de este sistema de iniciación, es el hecho de que el usuario final debe unir la carga explosiva (Detonador a Mecha) con la línea de transmisión (Mecha) en lo que constituye, la operación critica en la aplicación de este sistema de iniciación.

I

II

III

IV

Crimper o Sello

Mecha Carga de Ignición

Figura 4.1 Ensamblado de Mecha y Detonador a Mecha En la fase de ensamblado, esta operación comienza con el corte de un trozo de mecha, el cual debe ser realizado con una herramienta de corte adecuada, para evitar el caso del ejemplo III de la figura 4.1, donde la fibras y tejidos de la mecha no fueron correctamente cortados y pueden en el ensamblado, obstruir el paso de la señal hacia la carga de ignición del detonador a mecha .

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CRIMPER

FUSE CUTTER

STOP

SCREW DRIVER END PUNCH

Figura 4 .2 Herramienta manual de corte y crimper . La herramienta de corte debe ser de metal no ferroso y puede ser una herramienta como la de la figura 4.2, que hace las operaciones, de corte y sello (Crimper). Esta herramienta es adecuada cuando el volumen del conjunto mecha– detonador a utilizar es bajo, para grandes volúmenes se recomienda herramientas de corte y crimper montadas sobre plataformas.

Para una correcta operación de ensamblado de Mecha – Detonador a mecha, se debe seguir los siguientes pasos: 1º Antes de cortar la mecha, verifique que está listo para introducir la mecha dentro del detonador 2º Use una herramienta de corte en buen estado y corte aproximadamente 3 cm desde el extremo de la mecha, para evitar la humedad absorbida por capilaridad 3º Mida correctamente el largo de mecha y nunca corte menos de 1 m 4º Realice una inspección visual dentro del detonador a mecha en busca de humedad o partículas de polvo o suciedad, si se detectan estas contaminación, no se debe intentar removerlas, se debe usar otro detonador a mecha y desechar adecuadamente el detonador rechazado . 5º Ponga el extremo de la mecha dentro del detonador a mecha hasta el tope con la carga de ignición 6º Realice el sello o crimper 7º Verifique y realice todas las recomendaciones del proveedor Nunca fuerce la mecha o el detonador en la operación de ensamblado, normalmente se realiza solo un crimper o sello, pero cuando las condiciones de humedad son mas severas, se puede poner un segundo sello o girando la herramienta de 90º.

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Figura 4. 3 Operación de sello o crimper manual

Crimper o sello de fabricación

Figura 4. 4 Sello o crimper de fábrica ( Guía compuesta)

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PREPARACION DE CEBO O PRIMA Se debe usar un punzón metálico no ferroso para perforar el cartucho, pudiendo ser una perforación a 45º , luego introduzca la mecha en el cartucho y asegúrela con una cinta. Es posible evitar el uso de la cinta , si se hace otra perforación a 45 º donde insertar el detonador y asegurarlo .

Mecha

Figura 4.5 Preparación de cebos o primas, sistema a fuego

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CARGA DE BARRENO HORIZONTAL Para la carga de un barreno horizontal se debe colocar el cebo o prima con la carga base del detonador apuntando hacia la boca o salida del barreno Esto para carga tanto de explosivo encartuchado como a granel .

Figura 4.6 Carga de un barreno Horizontal con sistema a fuego

ENCENDIDO DE LA MECHA Se recomienda que a cada rollo o pastelón de mecha se le mida la velocidad de combustión promedio en un metro y el resultado se debe publicar en algún lugar visible para las personas directamente involucradas con trabajos en el lugar o sitio de voladura. Los largos de las mechas deben permitir suficiente tiempo para concluir el encendido de la o las mechas y ubicar a todo el personal de encendido fuera del área de seguridad. Existen dos métodos de encendido de mecha : -

Iniciación individual

-

Iniciación Múltiple

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... INICIACIÓN INDIVIDUAL DE LA MECHA

Método para iniciar las mechas una a una, se utilizan fósforos corrientes y la persona debe usar guantes de cuero cómodos y lentes de seguridad, tomando la mecha con una mano y alejándola 30 cm del cuerpo, evitando con esto el salto de chispa de la mecha. El procedimiento de encendido de la mecha puede ser realizado de acuerdo con algunos de los métodos mostrados en la figura 4.7. Figura 4. 7 Métodos de encendido de mecha corriente

Figura 4. 8 Forma mas recomendada de iniciar mecha corriente

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... INICIACIÓN MULTIPLE DE LA MECHA Este sistema permite iniciar una serie de mechas desde un solo punto de iniciación, utilizando un conector ensamblado en un extremo de la mecha, el cual se conecta a otros a través del uso de mecha rápida o ignita cord , como se muestra en la figura 4.9.

Figura 4. 9 Conexión conector de mecha con mecha rápida En este sistema a la salida de la perforación queda un conector de mecha , el que se va uniendo a otros conectores, de acuerdo a la secuencia de tiempo que se requiera dar.

Figura 4.10 Carga de un barreno horizontal, conectado con mecha rápida

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... En este sistema de conexión a través de conectores mecha y mecha rápida , se pueden realizar secuencias de encendido con dispersión en segundos , tanto para labores verticales como horizontales .

Figura 4.11 Amarre de un túnel de pequeña sección, con mecha rápida

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C A P I T U L O

Aplicaciones Sistema Eléctrico

EN ESTE CAPITULO SISTEMA ELECTRICO -

Seguridad

-

Preparación de Cebo o primas

-

Carga de barreno horizontal

-

Conexiones *

En Serie

* Paralelo * Mixtas -

Máquina de disparo

-

Inspección de las conexiones

Página 5.2 Página 5.3 Página 5.4 Página 5.6 Página 5.9 Página 5.10 Página 5.11 Página 5.12

34


SEGURIDAD Cuando se utiliza detonadores eléctricos se debe evaluar siempre la presencia de corrientes vagabundas, electricidad estática y tormentas eléctricas. Se debe mantener los detonadores corto circuitados y con su aislación plástica , conectados.

hasta que estén listos para ser

Figura 5.1 Posiciones Abierto y corto circuitado de un detonador eléctrico

Figura 5.2 Posición cables abierto , La Mas Peligrosa para manipular un detonador eléctrico

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... PREPARACIÓN DE CEBOS O PRIMAS Manteniendo siempre el detonador cortocircuitado, se perfora el cartucho y se inserta el detonador eléctrico completamente en el cartucho fijándolo a este de acuerdo a alguno de los métodos mostrados en la figura 4.12. Figura 5.3 Preparación de cebo o prima con detonador eléctrico

CARGA DE BARRENOS HORIZONTALES El cebo o prima debe introducirse con la carga base del detonador apuntando a la salida o boca de la perforación como lo muestra la figura 4.13.

36


Figura 5.4 Carga de un barreno horizontal con el sistema a fuego

CONEXIÓN Y TEST DEL CIRCUITO El amarre debe progresar siempre desde el circuito más lejano hacia la máquina de voladura y debe siempre estar bajo supervisión directa del supervisor r a cargo. Cuando se conecta con un método de progreso hacia la máquina de voladura, el operador evitará de tener que cruzar las áreas que se han ya conectado Mantenga la conexión ordenada y fácil de seguir.

CASCADING SPLICE FOR FIRING LINE SPLICING

TWISTED LOOP SPLICE FOR TWO SIMILAR WIRES

CASCADING SPLICE FOR TRUNKLINE SPLICING

Figura 5.5 Uniones de cables mas recomendadas Controle la continuidad de cada circuito usando el galvanómetro aprobado, para comprobar lo siguiente: 1-

La continuidad de cada detonador

2-

Resistencias de las series individuales o la resistencia de las series balanceadas a ser conectadas en paralelo , antes de conectar a la línea de disparo

37

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... 3-

La continuidad de las líneas de disparo antes de conectar

4-

La resistencia total del circuito antes de conectar a la fuente de poder

Nunca utilice un contador común de voltio-ohmio o contador de electricista para controlar un circuito de voladura. Un galvanómetro aprobado o un multiohmetro debe ser utilizado. Las máquinas tendrán blaster o blasting impreso en ellos. No las utilice si blaster´o blasting no están impresos directamente en la máquina. Balancee la resistencia de cada circuito que se conectará y controle si hay cualquier señal de filtración o fuga de corriente. Con la cinta, aísle las conexiones de los circuitos de la serie donde se conectan con los alambres en las líneas principal. Mantenga todas las conexiones fuera del agua. Controle las líneas de disparo si hay daño y contrólelas para saber si hay continuidad , en el galvanómetro o el multíohmetro. Existen tres tipos de circuitos, que se utilizan : -

Circuitos en Serie

-

Circuitos en paralelo

-

Circuitos Mixtos

Circuito en serie. En este caso cada detonador lleva uno de sus chicotes conectados al anterior y el otro al siguiente. Los chicotes libres del primero y del último detonador se conectan a la línea volante o línea de tiro según sea el caso figura 4.14. Los diferentes colores del aislamiento de los conductores del detonador en los circuitos en serie, reducen la posibilidad de errores en las conexiones.

A B

Figura 5.6 Circuito en serie El voltaje necesario de la fuente de poder , para asegurar el paso de la corriente adecuada se calcula a partir de la Ley de Ohm,

V = I• R multiplicando la resistencia total del circuito por la intensidad recomendada en cada caso. La resistencia total es la suma de las resistencia de la línea de tiro, línea volante, chicotes de alimentación y puentes de los detonadores.

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... Supongamos que se trata de hacer una voladura de 50 detonadores “S.N.” con resistencia de puente de 1,15 - 1,25 ohms conectados en serie, con chicotes de cobre de 24 AWG (0,51 mm de diámetro, y de una resistencia de 0,0878 ohms/metro) y 2 metros de longitud. La línea de tiro está constituida por dos cables de cobre 16 AWG (1,29 mm de diámetro, y de una resistencia de 0,0135 ohms/metro), aislados de plástico, de 100 metros de longitud cada uno, con una línea volante renovable de 25 metros, formada por dos alambres de cobre 22 AWG (0,64 mm de diámetro, y de una resistencia de 0,0549 ohms/metro), bajo plástico. Según los datos suministrados se calcula: Resistencia media de un detonador: 1,20 + 0,0878 x 2 x 2 = 1,55 ohms. Resistencia de la línea de tiro (fija): 2 x 100 x 0,0135 = 2,7 ohms. Resistencia de la línea volante: 2 x 25 x 0,0549 = 2,75 ohms. Resistencia total: 50 x 1,55 + 2,7 + 2,75 = 82,95 ohms. El voltaje necesario para que pase una corriente de 1,5 amperes es: 82,95 x 1,5 = 124,43 Volts. En la práctica es conveniente sobre dimensionar este voltaje en un 50 a 75 %, con el fin de compensar posibles pérdidas de corriente producidas en lugares húmedos o rocas conductores. La potencia consumida al atravesar el circuito una corriente de 1,5 amp. sería: 1,5 x 124,43 = 186,64 Watt. La conexión en serie es de sencilla realización, según confirma la práctica, lo que minimiza las posibilidades de errores. Además, es de fácil comprobación mediante un medidor de resistencia (ohmetro), con el que se puede detectarse cualquier interrupción, cortocircuito o anomalía de resistencia, mediante este instrumento es posible comparar el resultado teórico del cálculo de la resistencia total con el valor entregado por el ohmetro. Por otro lado la única desventaja que puede presentar esta conexión en serie es que necesite una tensión elevada cuando sea necesario disparar un gran número de detonadores a la vez. No obstante, esto ha dejado de ser un inconveniente, ya que hoy día existen explosores suficientemente dimensionados.

Circuito en paralelo En el circuito en paralelo figura 4.15 se conecta cada terminal de los chicotes a cada uno de los conductores de la línea volante. En la figura se observa que la corriente sigue un camino a través de cada detonador independiente del resto.

39


A B

Figura 5.7 Circuito en paralelo De acuerdo con el ejemplo anterior, se obtienen los siguientes resultados: Resist, de un Det. Total Det. 1,75 50

Resistencia Línea de tiro

2,7

Resistencia Línea volante

2,75

Resistencia Total Paralelo

5,75 ohm

Como, en este caso, la corriente que circula por cada detonador deberá ser de 1,5 amperes, la intensidad en la línea de fuego será: 1,5 x 50 = 75 amperes La tensión en los bornes necesaria: 75 x 5,75 = 431,25 Volts y la potencia eléctrica teóricamente necesaria, 75 x 431,25 = 32.343,75 Watt. es aconsejable emplear un voltaje que exceda al calculado en un 50 a 75 %. La comprobación eléctrica de un circuito en paralelo no garantiza que todos los detonadores estén conectados, lo que constituye un gran inconveniente. Además, la realización práctica de esta conexión es más laboriosa que la conexión en serie, por lo que se aconseja emplear ésta última. La conexión en paralelo sólo debe adoptarse en casos excepcionales.

Conexiones mixtas. En el caso de tronaduras con gran número de detonadores, no es fácil determinar el circuito más adecuado. Si se emplea una conexión en serie, la resistencia eléctrica será muy elevada lo que exigirá enormes tensiones en las fuentes de energía, con el consiguiente peligro de que se puedan originar derivaciones a tierra. El límite práctico para las tronaduras en serie estaría determinado por la capacidad del explosor y por las condiciones en que se va a desarrollar la tronadura. A partir de este límite, se debe elegir una conexión de tipo mixto, siendo la

40

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... más utilizada la conexión de series en paralelo, que evita las grandes resistencias del circuito en serie y las grandes intensidades de la conexión en paralelo.

MÁQUINA DE DISPARO O FUENTE DE PODER Si usa una máquina de voladura de descarga de condensador, utilice baterías frescas. Mantenga las maquinas de voladura limpias y en buen estado de funcionamiento. Para evitar el riesgo de fallas de tiros, las máquinas de voladura se deben probar sobre una base regular para verificar capacidad y para controlar si hay pérdida de eficacia. Verifique el circuito completo con el galvanómetro aprobado antes de la transmisión en circuito a la máquina de voladura. No conecte la máquina de voladura hasta que todos estén en su posición y usted es listo y protegido para volar.

Nunca Exceda la capacidad de la máquina de voladura. Utilice solamente las máquinas de voladura aprobadas .

Dispositivos de disparo. Las fuentes de energía serán capaces de entregar la suficiente corriente para energizar todos los detonadores eléctricos que se Encenderán con el tipo de circuitos usados. Las baterías de almacenaje o de la pila seca no se permiten como fuentes de energía.

INSPECCIÓN DE LAS CONEXIONES La inspección debe garantizar que : 1-

Que todos los cables estén debidamente conectados

2-

Los cables no presentan daño

3-

Los empalmes no se encuentren sumergidos en el agua

4-

El circuito eléctrico tiene continuidad

5-

Las resistencias del circuito hayan sido calculadas y comparadas con las lecturas del medidor y se hayan realizado los ajustes necesarios

Antes de comenzar a conectar, quite a todos los materiales y personal innecesarios del sitio de la voladura. Entonces controle si hay perdida de corriente, fuentes de electricidad estática, y relámpagos. Mantenga todos los detonadores y los circuitos eléctricos aislados hasta que este listo para conectar.

41


C A P I T U L O

Componentes EN ESTE CAPITULO SISTEMA NO ELÉCTRICO -

Detonador No Eléctrico

-

Cordón Detonante

Página 3.19

-

Conectores de Superficie

Página 3.23

Página 3.2

42


SISTEMA NO ELECTRICO En el proceso de transmisión de una señal de activación entre cargas explosivas remotas, el Sistema No Eléctrico de Iniciación, utiliza una onda de choque, producto de la activación de un explosivo o una mezcla explosiva, con o sin confinamiento inicial. Esta onda de choque es transmitida a través de un tubo plástico (Detonador no eléctrico) o a través de un cordón (Cordón detonante) En relación a la generación de un secuencia de retardo, en este sistema de iniciación, al igual que en el sistema eléctrico, se utiliza una mezcla pirotécnica que tiene un tiempo de combustión conocido. Los componentes de este sistema de iniciación son los siguientes

-

DETONADOR NO ELÉCTRICO

-

CORDÓN DETONANTE

-

CONECTORES DE SUPERFICIE

DETONADOR NO ELÉCTRICO Este tipo de detonador fue introducido al mercado por Dyno Nobel a partir del año 1970 aproximadamente y consiste en un tubo plástico que transmite una señal en forma de onda de choque, llamado tubo de choque o tubo no eléctrico, el cual lleva una pequeña cantidad de una mezcla explosiva en su interior y está ensamblado herméticamente a un detonador que tiene en su interior. Las partes componentes del detonador no eléctrico son las siguientes: I-

TUBO DE CHOQUE O TUBO NO ELÉCTRICO

II-

ELEMENTO AMORTIGUADOR DE ONDA

III-

ELEMENTOS DE RETARDO

IV-

CARGA EXPLOSIVA

V-

CONECTOR JOTA

VI-

ETIQUETAS

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... MANGUERA DE CIERRE

AMORTIGUIADOR DE ONDA

CAPSULA METALICA

TUBO DE CHOQUE O TUBO NO ELECTRICO

CARGA EXPLOSIVA O

CARGA

ELEMENTOS DE RETARDO

Figura 3.1 Esquema de un detonador no eléctrico

ETIQUETA DE TIEMPO DE RETARDO SELLO AL CALOR

ETIQUETA DE METRAJE Y FECHA DE FABRICACIÓN

TUBO NO ELECTRICO

DETONADOR CONECTOR JOTA

Figura 3.2 Detonador no eléctrico TECNEL®

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... I-

TUBO DE CHOQUE O TUBO NO ELECTRICO Es un tubo plástico delgado, compuesto de 2 o 3 capas plásticas, es hueco en su interior y lleva adherido a su pared interior, una pequeña capa de una mezcla explosiva.

Capa Plástica Externa

Capa

Figura 3. 3 Corte transversal del tubo de

choque o

tubo no eléctrico TECNEL® de 2 capas plásticas co-extruidas La capa plástica externa del tubo no eléctrico debe proveer al tubo de las siguientes características: -

Flexibilidad

-

Resistencia a la abrasión

-

Resistencia a radiación ultra violeta

-

Cierta resistencia al ataque de combustibles líquidos y aceites minerales

En tanto que la capa plástica interna debe dar al tubo las siguientes características: -

Resistencia a la tracción

-

Cierta elongación

-

Adherencia de la mezcla explosiva a las paredes internas del tubo plástico

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... PROPAGACION DE LA SEÑAL EN EL TUBO NO ELÉCTRICO

Impulso inicial, de una onda de choque de un detonador fuerza 8 o un cordón detonante de 3 o 5 gr./m

HMX/AL Dispersión de la mezcla explosiva dentro del tubo

Alta temperatura Alta presión

Propagación de la señal a una velocidad de 2000 m/s

Figura 3.4 Proceso de activación de la señal de detonación en un tubo no eléctrico . Los métodos apropiados de ignición deben producir una alta fuerza de onda de choque. La ignición proveniente de una alta fuerza de choque, comienza la reacción dentro del tubo, de la siguiente forma: •

Creando una dispersión localizada de la mezcla explosiva dentro del tubo.

•

Aumento de temperatura y presión

•

Deformación elástica del tubo

•

Ignición de la mezcla explosiva por calor.

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... La presencia de humedad en el tubo evitará la ignición. Las temperaturas extremadamente heladas y la absorción de aceite reducirá la velocidad de reacción. El tubo de choque propaga una señal de onda de choque de baja velocidad y durante el proceso de propagación de la señal a través del tubo,

no existe ningún efecto de

propagación lateral, solo una pequeña deformación elástica del tubo en el punto donde va el frente de onda propagándose.

Tubo Quemado

Onda de Choque

Tubo no Quemado

Figura 3.5 Propagación de la señal de detonación en un tubo no eléctrico o tubo de choque Una vez que la ignición ha sido establecida, una propagación mayor ocurre dentro del tubo. La onda de propagación consiste de una onda de choque seguida por un frente de reacción. La onda de choque despliega la mezcla desde las murallas del tubo y el proceso de reacción continua.

La propagación continua puede ser detenida en varias formas:

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... •

La ruptura del tubo de choque puede detener la reacción debido a perdida de confinamiento ( presión y temperatura)

•

Pinchaduras o nudos apretados

•

Un sello o ensamblado al detonador excesivo ( suck out)

•

La humedad dentro del tubo

Cuando es iniciado, el tubo de choque fallará si el interior del tubo se humedece o si la presión de detonación se sale a través del tubo. Por esta razón, el tubo de choque es fabricado sin perforaciones y es sellado en ambos extremos, en un extremo está ensamblado al detonador y en el otro lleva un sello al calor La detonación explosiva dentro del tubo de choque genera luz y esta diseñada para no destruir el tubo. Básicamente una mezcla de aluminio cubre el explosivo (HMX) y se adhiere a un plástico especial (Surlyn®) el que forma la capa interior del tubo de choque. Esta mezcla es iniciada por un pulso de choque de alta energía (causado por detonadores o generadores de chispas) o por un pulso de choque de energía con gases calientes y partículas (como en el fulminante de una escopeta).

SELLADO DEL TUBO NO ELECTRICO El tubo de choque debe estar sellado para proteger de que la mezcla explosiva se contamine con polvo tierra o humedad. El tubo de choque tiene dos sellos: 1º- Inserción del tubo no eléctrico en la cápsula metálica 2º- Fundiendo una pequeña sección al final la punta del tubo

1º- Inserción del tubo no eléctrico en la cápsula metálica

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... del detonador a través de una manguera de cierre de goma y sujeta con una mordaza o crimper, Los tubos de choque se fijan al detonador crimpeando la cápsula alrededor de la manguera de cierre o cojinete y el cual esta diseñado para no romper la cápsula, sino para apretar la manguera de cierre de goma y mantener el tubo en su lugar. El crimper debe ser lo bastante fuerte para resistir tirones del tubo de 18 lb. (8 kg) , resistir presiones de agua de 50 psi (340 kPa) durante 8 horas, igual a presión de agua a 115 pies (35 m) de profundidad. La manguera de cierre o cojinete es el sello ambiental para mantener la exactitud y el funcionamiento confiable de los componentes interiores. El material de goma suave de la manguera de cierre llena el espacio entre el crimper y la cápsula del detonador, manteniéndolo libre de agua y suciedad. Además, la manguera de cierre y el crimper, mantienen el tubo en el detonador .

Figura 3.6 Sellado o crimper

2º- Fundiendo una pequeña sección al final la punta del tubo que queda libre y es hecho por medio de ultrasonido o por métodos de alta temperatura. Los sellos están diseñados para entregar resistencia a la humedad a 6 m de profundidad en agua por 8 horas a 49O C.

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MEZCLA EXPLOSIVA La mezcla explosiva usada en el tubo de choque TECNEL® , es una mezcla de HMX y aluminio en escamas. El relación

de mezcla de estos

ingredientes es de aproximadamente 10:1 respectivamente. La carga típica de HMX en el tubo de choque es 17 mg/m) El tamaño de la partícula y el área de superficie de los dos ingredientes junto con la relación de mezcla son monitoreados cuidadosamente durante el proceso de fabricación, una mezcla uniforme asegura: - Velocidad uniforme - Suficiente concentración para un proceso continuo de ignición - La mezcla uniforme previene el exceso de HMX en la

mezcla, lo que

puede causar los siguientes problemas: +Ruptura del tubo, causado por un exceso de HMX en el crimper de la cápsula o en el tubo plástico +Empujar el tubo fuera del detonador, comúnmente referido como falla “suck out”. La ruptura del tubo es también causada por un crimping demasiado profundo. Si el tubo se rompe en el crimper del detonador, esto producirá una ventilación y se perderá una cantidad significativa de presión. Se debe tener cuidado de no mantener el tubo durante periodos extensos frotándose sobre las paredes de los barrenos

OUTPUT DEL TUBO DE CHOQUE Una reacción de detonación de baja velocidad viaja a través del tubo a aproximadamente 2000 m/s y

se puede

retardar con temperaturas sumamente frías ( -100ºC ).

La

temperatura y humedad podrían retardar el tiempo del tubo a 1800 m/s . La onda de choque que sale del tubo es mayor a 1000 psi o 7000 KPa y contiene gases sumamente calientes, partículas de mezcla y residuos de ignición. Esta onda de choque es lo bastante energética como para iniciar las mezclas pirotécnicas que están dentro del detonador. La ignición del detonador puede fallar si la profundidad del crimper o sello es demasiado profunda o el tubo no se sienta apropiadamente en el tapón o manguera de cierre. El

50

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... crimper se diseña para sostener el tubo en la posición apropiada pero el tubo puede arrancarse de esta posición si fuerza excesiva es aplicada. En terreno, evite tirar en exceso el tubo de choque. Han habido reportes de incidentes de iniciación accidental dónde la fuerza excesiva ha roto el tubo y esto ha causado que el tubo golpee un objeto duro. Este fenómeno inusual es llamado la "slap and shoot" o "snap and shoot." DNLA prefiere "slap and shoot" porque describe mejor los fenómenos, a nuestro entendimiento. Después de una iniciación adecuada, el tubo de choque usado debería: •

Estar sin rupturas

•

Contener solo cantidades menores de residuos de explosivos

•

Estar levemente expandido.

ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL TUBO DE CHOQUE TECNEL® TUBO DE CHOQUE

ESPECIFICACIONES TECNICAS

Diámetro externo

3,0 mm

Carga explosiva

20 ± 5 mg/m

Resistencia a la tracción - Tubo Normal

17 Kg. Fuerza

- Tubo reforzado

27 Kg. Fuerza

Elongación - Tubo Normal

160 %

- Tubo reforzado

120 %

Velocidad promedio de la onda de 1800 m/s choque Iniciación

Fulminantes,

detonadores

o

cordones

detonantes

Enrollado

En rollo para largos entre 2.4- 9 m En figura 69 para largos entre 9.1 – 30 m

Resistencia al petróleo diesel

2 semanas

Resistencia a aceites minerales

5 días

Resistencia a la abrasión

Buena

51

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... Tracción al sello o crimper

> 8 kg. Fuerza

Temperatura de operación

-20ºF + 120ºF

Tabla 3.1 Especificaciones técnicas del tubo de choque TECNEL®

II-

AMORTIGUADOR DE ONDA Este elemento representa una interfase entre la energía entregada por el tubo de choque dentro del detonador y los elementos de retardo que son activados por esta energía, actúa como una cámara de expansión de los gases acumulados durante la propagación de la señal a través del tubo de choque y permite una mejor distribución de la energía al elemento de retardo, garantizando una correcta iniciación de este.

Figura 3.7 Amortiguador de onda .

El amortiguador de onda proporciona además, protección contra electricidad estática. En días de invierno de viento seco, la estática se puede formar en la atmósfera y en las unidades detonantes. Esta estática sangrada o liberada a través de este tapón fuera de la cápsula y a tierra. Este tapón también sella las partes restantes del detonador de elementos externos hasta que la onda de choque sale del tubo, quiebra el diafragma dentro

52

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... del amortiguador de onda e inicia la mezcla pirotécnica explosiva dentro elemento de retardo

IV-

ELEMENTOS DE RETARDO El elemento de retardo se encuentra ubicado en contacto con el amortiguador de onda y consiste en un tubo de plomo o aluminio que tiene en su núcleo, una mezcla pirotécnica de una velocidad de combustión conocido

TRANSITIONELEMENT ( “T” ELEMENT)

Figura 3.8 Elementos de retardo

53

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... De acuerdo al tiempo de retardo, los detonadores no eléctricos TECNEL®, se clasifican en dos series , Serie LP de tiempos largos (LONG PERIOD) y la serie MS de tiempos cortos , ambas series tienen un código de colores para el conector Jota , con el cual poder identificar el tiempo de retardo : -

Serie MS o mili segundo, Tiempos cortos

-

Serie LP o medio segundo, Tiempos largos (Long Period)

SERIE Mili Segundo ( MS ) Color Conector Número de Tiempo JOTA ( J ) Retardo (mili segundo) 0 0 Incoloro Amarillo Beige Rojo Naranja Blanco Verde Violeta Azul Rosado Celeste Plata Dorado Rojo Fl Naranja Fl Verde Fl Magenta Fl Amarillo Beige Rojo Naranja Blanco Verde Violeta Azul Rosado Celeste Plata Dorado Rojo Fl Naranja Fl

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 * Fl: Fluorescente

25 50 75 100 125 150 175 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1.000 1.100 1.200 1.300 1.400 1.500 1.600 1.700 1.800 1.925 2.050 2.175

54

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... Tabla 3.2 Tiempos de la Serie TECNEL® Mili Segundo

Serie LP, Tiempos largos Color Conector Número Tiempo JOTA Retardo (mili segundo) 0 0 Incoloro 1 200 Amarillo 2 400 Beige 3 600 Rojo 4 1.000 Naranja 5 1.400 Blanco 6 1.800 Verde 7 2.400 Violeta 8 3.000 Azul 9 3.800 Rosado 10 4.600 Celeste 11 5.500 Plata 12 6.400 Dorado 13 7.450 Rojo Fl 14 8.500 Naranja Fl 15 9.600 Verde Fl 16 10.700 Magenta Fl * Fl: Fluorescente Tabla 3.3 Tabla de retardo TECNEL® LP

55

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... III-

CARGA EXPLOSIVA y CAPSULA METALICA

Tren de retardo Carga Primaria Carga Secundaria

20 mm

Fondo Plano Figura 3.9 Carga explosiva de un detonador no eléctrico TECNEL®

La carga explosiva de los detonadores no eléctricos está compuesta por dos tipos de explosivos uno primario y otro secundario, los que conforman la carga base de un detonador no eléctrico. Este explosivo se encuentra en la cápsula metálica o casquillo de aluminio de fondo plano y comprende una altura desde la base del detonador hasta unos 20 mm de altura

56


Los detonadores no eléctricos tienen una carga base de PETN (Tetranitrato de Pentaerythritol ) , un explosivo secundario de alta energía y baja sensibilidad también encontrado en el cordón detonante y como un componente en la mayoría los booster de pentolita . La carga de PETN es comprimida alrededor de 1400 psi. Esto compacta firmemente el PETN y aumenta la fuerza total. En cuanto a la carga de ignición es un explosivo primario llamado PRIMTEC ® (Azida de Plomo) de potencia media pero de alta sensibilidad .

Cápsula Detonante TECNEL® Cápsula o casquillo

Especificaciones Técnicas Aluminio

Largo cápsula metálica ( función del

50,60,70,80,85 o 95 mm

retardo) Diámetro externo cápsula metálica

7.5 mm

Carga de ignición

115 mg Azida de Plomo

Carga base

860 mg PETN

Potencia

Fuerza 12

Potencia en placa de plomo de 5 mm

10 mm

Potencia prueba Trauzl en plomo

33 cc diferencia volumen

electrolítico 2 kg. A 90 cm (no detona)

Insensibilidad al impacto

Tabla 3.4 Especificaciones Técnicas detonador TECNEL®

VI- Conector J (Jota) El conector J ( jota ) es una pieza plástica ensamblada al tubo de choque en su extremo libre y está diseñado para conectar el tubo de choque con cordones detonantes de 3 y 5 gr,/m . Tiene un código de colores que permite verificar el tiempo de retardo del detonador no eléctrico al cual está ensamblado (Tabla 3.6) El conector J se diseña para posicionar y conectar apropiadamente el tubo de Choque Tecnel® a un cordón detonante. La entrada al canal del cordón detonante es angulosa, haciendo fácil de insertar el cordón detonante apretando el conector J hacia el cordón. El

57

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... cordón de forma ovalada se acomoda un completo rango de tamaños de cordón y diámetros, mientras las orejas de cierre sostienen el cordón en su lugar contra los tubos. Diseñado para conectar cordones de 3 y 5 gr./m ( 3 – 4.5 mm diámetro)

Cordón Detonante

Conector J

Figura 3.10. Conector J

VII- ETIQUETAS -

Etiquetas de retardo: Cinta adhesiva de plástico ensamblada en el tubo de choque y que tiene impreso el numero de retardo y el tiempo en mili segundos.

-

Etiqueta de metraje : Etiqueta de papel adhesiva ensamblada al tubo de choque , que lleva impreso el largo del tubo en metros.

58


CORDON DETONANTE

Figura 3.11 Cordón Detonante TEC CORD® Los cordones detonantes contienen un núcleo central de PETN , cristalino o granulado cubierto por una serie de capas de un tejido de fibra sintética y revestido externamente por una cubierta plástica (Cordones Normales). Los tejidos de fibra internos confinan el explosivo y proporcionan fuerza de tracción mientras que el forro exterior protege contra el agua y resiste la abrasión proporcionando flexibilidad. Una capa adicional de un tramada textil que se cubre con cera (Cordones reforzados) se agrega a menudo para proporcionar resistencia adicional a la abrasión y ayuda a mantener el nudo de las conexiones entre los cordones. Las ceras y textil opuestos

pueden ser de varias

combinaciones de colores para rápida identificación El proceso para fabricar cordón detonante puede ser con PETN mojado o seco que forma el núcleo explosivo central. El Dyno Nobel Chile fabrica cordón para su uso en todo el mundo, el cordón es manufacturado usando un proceso seco. El cordón es clasificado en dos categorías según sus características físicas y su concentración lineal de PETN. Las características físicas incluyen la capa exterior como textil y cera o plástico.

59

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... La concentración lineal de PETN es la cantidad por la longitud.

Todos estas

características afectan el manejo y sensibilidad del cordón. Los cordones detonante detonan típicamente a 7.000 m/s sin tener en cuenta el diámetro. Los cordones detonantes pueden iniciar o dañar otros productos explosivos. La Iniciación o el daño depende de la sensibilidad del otro producto explosivo al cordón detonante. El espesor de los textiles no explosivos, cera, forro exterior plástico y la cantidad de explosivo determinarán la clasificación de donante/receptor. El explosivo del cordón detonante se indica generalmente típicamente en gramos por metro o granos por pie. 1.5 gr./m a 80 gr./m. los diámetros del Cordón son menores de 0.5 pulgada (12 mm) Los cordones detonantes se proveen en carretes de largos continuos o con empalmes de longitudes que generalmente son 300 m o más. El extremo está atado por una venda elástica o encintado a la bobina y puede contener una gota de cera o cinta para evitar el derrame de gránulos explosivos.. Existen dos tipos de cordón detonante: -Cordones Detonantes Normales : Núcleo central de PETN rodeado por fibras sintéticas y de algodón , con un revestimiento exterior plástico. -Cordones Detonantes Reforzados: Núcleo central de PETN

rodeado por fibras

sintéticas y de algodón , con un revestimiento Plástico y una cubierta exterior de una trama de algodón bañada en cera.

Algodón

PETN

Fibras Sintéticas

Capa de Algodón

Cubierta exterior de Plástico

60


Figura 3.12 Esquema de Cordón Detonante Normal

PETN

-

Fibras Sintéticas

Capa de Algodón

Capa de Plástico

Algodón

Capa exterior de Cera y Textil Figura 3.13 Esquema de Cordón Detonante Reforzado

61

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... ESPECIFICACIONES TECNICAS CORDON DETONANTE TECCORD ® PRODUCTO

TIPO

CARGA (g/m)

RESISTENCIA A LA TRACCIÓN min. ( kg.)

COLOR

TEC CORD 1,5

NORMAL PLUS NORMAL PLUS NORMAL PLUS NORMAL PLUS NORMAL PLUS NORMAL PLUS NORMAL PLUS REFORZAD O PLUS REFORZAD O PLUS REFORZAD O PLUS REFORZAD O PLUS REFORZAD O PLUS REFORZAD O PLUS

2,0

80

NARANJA

3,2

90

5,3

95

8,5

100

10,6

100

20,0

100

VERDE F ROJO F ROJO F CELESTE F VERDE

40,0

100

ROJO

2,0

93

2,4

95

3,2

95

4,0

95

5,3

95

10,6

100

AMARILLO F AMARILLO F ROJO F NARANJA F VERDE F AMARILLO F

TEC CORD 3 TEC CORD 5 TEC CORD 8 TEC CORD 10 TEC CORD 20 TEC CORD 40 TEC CORD 1,5 TEC CORD 2 TEC CORD 3 TEC CORD 3,6 TEC CORD 5 TEC CORD 10

* F: Fluorescente Tabla 3.5 Especificaciones técnicas Cordón detonante Tec Cord®

62

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... CONCTORES DE SUPERFICIE Los conectores de superficie son diseñados para introducir un tiempo de retardo y permitir una conexión rápida de una unidad TECNEL® a otra unidad TECNEL® o a un cordón detonante. También se diseñan para conexión entre cordones detonantes con los mismos objetivos En todos estos conectores de superficie el diseño busca minimizar la proyección de esquirlas y proveer una conexión segura, fácil y eficaz. Fundamentalmente los conectores de superficies están conformados por dos partes esenciales: Una carga explosiva con retardo y una pieza plástica que permite poner en contacto la carga explosiva con un tubo de choque o con un cordón detonante. De acuerdo a la fuerza o potencia de la carga explosiva contenida en un conector de superficie define su capacidad de iniciar líneas de tubo de choque o cordones detonantes, de acuerdo a esto existen dos tipos de conectores de superficie :

CONECTORES PARA CORDÓN DETONANTE + TIPO TECNEL ® + TIPO HUESO DE PERRRO

CONECTORES PARA TUBO DE CHOQUE TECNEL®

63

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... CONECTORES PARA CORDON DETONANTE TIPO TECNEL® Consiste en una pieza plástica que aloja un detonador fuerza 12 y que tiene un sistema diseñado para conectar y fijar cordón detonante, el conector para cordón detonante o conector bisagra se diseña con una tapa de cierre positivo para sostener y afianzar hasta 3 cordones detonantes. El diseño minimiza el posible daño de esquirlas con la tapa plástica sólida situada a la altura de la carga base de la cápsula detonante. Los cordones detonantes salen del conector paralelos al detonador y se dirige hacia afuera en forma recta. El color de la pieza plástica está codificado de acuerdo al tiempo de retardo del conector.

Tubo de choque

Tapa de conexión

Bisagra

Carga base del detonador fuerza 12

Cuerpo de Figura 3.14 Conector Bisagra para Cordón Detonante Plástico

64


En este tipo de conectores de superficie para cordón detonante, Dyno Nobel produce dos tipos de conectores : - Conectores Unidireccionales tipo TECNEL®

Figura 3.15 Conectores Unidireccionales tipo TECNEL®

- Conectores Bidireccionales tipo TECNEL®

65


Figura 3.16 Conectores Bidirecionales tipo TECNEL®

CONECTOR DE SUPERFICIE TIPO TECNEL® Unidireccional

Bidireccional

Largo del tubo de

60 cm o a pedido

60cm o a pedido

Largo del detonador

70 mm

70 mm

Potencia

Fuerza 12

Fuerza 12

Tiempos de retardo

5,9,17,25,35,42,65,

,9,17,25,35,42,65,

Especificaciones Técnicas choque

75,100, 130,150,200,250 y 75,100, 130,150,200,250 y 300 ms

300 ms

Tabla 3.6 Especificaciones técnicas Conectores de superficie tipo TECNEL® CONECTOR DE SUPERFICIE TIPO TECNEL®

Tiempo (ms) 0 9 17 25 35 42 65 75 100 130 150 200 250 300

Color de conector Violeta Violeta Rojo Rojo Amarillo Negro Naranja Naranja Azul Azul Azul Verde Verde Verde

Tabla 3.7 Código de Colores de conectores de superficie tipo TECNEL®

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... CONECTORES TIPO

HUESO DE PERRO

Es una cápsula de aluminio semejante a la de un detonador, sellada en ambos extremos, en cada uno de los cuales va alojada una carga explosiva con un cierto retardo. Todo esta cápsula se encuentra dentro de una pieza plástica , diseñada para conectar cordones detonantes de 3 y 5 gr/m

Figura 3.17 Conectores Hueso de Perro

CONECTOR


HUESO DE

PERRO

Largo del detonador

62 mm

Largo

109 mm

de

la

pieza

plástica Potencia Insensibilidad

Fuerza 6 al

2 Kg. a 90 cm

impacto Iniciación

Cordones detonantes de 3 y 5 gr./m

Tabla 3.8 Especificaciones Técnicas del conector Hueso de perro

67


CONECTOR DE SUPERFICIE TIPO HUESO DE PERRO®

Tiempo ( mili segundos ) 0 9 17 25 35 42 65 75 100 130 150 200 250 300

Color del Conector Violeta Violeta Rojo Rojo Amarillo Negro Naranja Naranja Azul Azul Azul Verde Verde Verde

Tabla 3.9 Código de colores para conectores de superficie tipo Hueso de Perro

CONECTORES PARA TUBO DE CHOQUE Consiste en una pieza plástica diseñada para conectar tubos de choque , que lleva en su interior un detonador no eléctrico con una cápsula detonante

de baja

potencia (Fuerza1) y de fondo redondeado..

Figura 3.18 Conector de superficie para tubo de choque TECNEL®

68


El conector plástico se diseña con un mecanismo de cerrado positivo para conectar un máximo de siete tubos no eléctricos,

sin permitir que los tubos se

crucen. Es decir, este mecanismo asegura el tubo al detonador

cuando este es

insertado. Los tubos deben ser puestos de a uno para asegurar la capacidad máxima de tubos

Posiciones 2y3

Posiciones 5y6

Figura 3.19 Posición de los tubos d choque en relación con la carga explosiva del conector de superficie

El detonador de superficie posee fuerza explosiva reducida, equivalente a fuerza 1, lo que evita los riesgos de cortes por proyección de esquirlas. Asimismo el casquillo del detonador posee un diseño de fondo redondeado que ayuda a distribuir en forma pareja la energía de inicio en todos los tubos por igual. Estos atributos hacen que el sistema sea muy seguro y elimina probabilidades de falla.

69


Fondo plano

Fondo redondeado

Figura 3.19 Detonador de fondo plano y detonador fondo redondeado El objetivo de este diseño, único en el mercado, es evitar el riesgo de no inicio de los tubos de la posición 2 y 5 en los vértices del fondo plano. Los conectores de superficie requieren tener baja carga explosiva para evitar el riesgo de corte por proyección de esquirlas. En los detonadores de fondo plano, el perímetro posee en los vértices un mayor espesor , por lo que la entrega de energía se atenúa en esos puntos (que coinciden con la posición 2 y 5).

70


El detonador redondeado tiene un espesor parejo de la pared de aluminio, por lo que la distribución de la energía de detonación es homogénea para todos los tubos alojados en el conector.

Fondo Plano

Fondo Redondeado

Posición 2

Posición 5 Figura 3.20 Zona de iniciación de tubo de choque,

alrededor de la carga explosiva de un detonador de fondo plano y otro de fondo redondeado

En la figura 3.20,

la longitud de las flechas que salen desde la carga base

del detonador, representa la probabilidad de iniciar un tubo de choque , en las posiciones llamadas 2 y 5

de un detonador de fondo plano ,

es donde la

probabilidad de inicio es la menor . En contra partida en el detonador de fondo redondeado , en todas las posiciones existe la misma probabilidad de inicio .

71

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... El conector posee un dispositivo de seguridad que impide que el o los tubos se puedan salir de este independientemente de las tracciones o esfuerzos a los que se pueda someter el dispositivo por efecto de la operación de conexión o por la dinámica de la iniciación en sí.

Figura 3.21 Dispositivo de seguridad para impedir la desconexión de los tubos

Sin embargo, por diseño el conector permite desconectar el o los tubos en caso de ser necesario.

Figura 3.22 Desconexión de tubos

72


ESPECIFICACIONES TECNICAS CONECTOR DE SUPERFICIE

PARA TUBO DE

CHOQUE TECNEL®


Conector

para

tubo

de

choque

Largo del detonador

65 mm

Altura de carga

5.5mm

Potencia

Fuerza 1

Carga Base

255 mg Primtec ®

Carga de Ignición

65 mg NDS

Tabla 3.10 Especificaciones técnicas para conectores de superficie para tubo no eléctrico TECNEL®

Tiempo (ms) 0 17 25 35 42 50 65 75 100 130 150 200 230 300

Color de conector Rosado Amarillo Rojo Celeste Negro Blanco Naranja Fl Plata Dorado Azul Violeta Verde Magenta Fl Verde Fl * Fl: Fluorescente

Tabla 3.11 Código de colores para conectores de tubo de

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C A P I T U L O

Aplicación Cordón detonante/Conectores EN ESTE CAPITULO Introducción

Página 6.2

Corte del Cordón detonante

Página 6.2

Conexión Cordón a Cordón

Página 6.3

Iniciación del Cordón detonante

Página 6.6

Conexión a Conectores

Página 6.8

Voladura a Cielo Abierta con detonante

cordón

Página 6.12

74


INTRODUCCION

El cordón detonante tiene hoy en día una serie de aplicaciones tanto en minería a cielo abierto como subterránea, ya sea para iniciar directamente explosivos o para iniciar tubos de choque. A continuación se exponen una serie procedimientos y recomendaciones, que representan hoy en día las mejores prácticas en el uso y aplicación de este producto. El cordón detonante es un producto muy seguro y versátil en su manipulación en terreno, sin embargo deben seguirse procedimientos específicos para cada uno de los usos principales: •

Corte de cordón detonante

•

Conexión de cordón a cordón

•

Iniciación de cordón detonante

•

Conexión a conectores

•

Voladura a Cielo Abierto con cordón en superficie y en el barreno.

CORTE DE CORDON DETONANTE El cordón detonante es sensible a la iniciación. Se considera que es menos sensible a la iniciación accidental de impacto, calor, fricción, relámpagos y corrientes vagabundas que otros explosivos comerciales. Debe tenerse cuidado en el manejo y corte del cordón. Las herramientas apropiadas para cortar el cordón son un cuchillo afilado (no ferroso), hoja de navaja de afeitar o yunque tipo tijera podadoras. Nunca use tijeras, alicates, o instrumentos similares. Mantenga los cortadores limpios y filosos. Nunca intente usar un objeto sin filo para cortar cordón detonante. El corte inseguro y su uso pueden causar lesión.

75


CONEXIÓN CORDON A CORDON

Después de cortar el cordón, se recomiendan métodos para conectarlos a otros productos explosivos. Estos métodos se han desarrollado a través de comprobación extensa para asegurar iniciación fiable y segura. La figura 6.1 muestra los gr./m recomendados y los nudos para unir que deben usarse al unir troncales en la superficie así como líneas descendentes a troncales. Estos nudos involucran conexiones firmes, ángulos específicos y tipos de nudos.

Recomendaciones para el uso de nudos en diferentes tipos de cordón detonante Gr./m Nudo Uso Angulo Menor de 3 Doble Unir Cordones 90º Simple De 5 a 12 gr/m 3 o más Doble Unir Cordones 90º Simple De 5 a 80 gr/m 3 o mas Plano Extensiones 180º Figura 6.1 Recomendaciones para el uso de nudos Mantenga la conexión limpia y ordenada. Asegure los nudos porque se ha sabido que los nudos flojos han causado múltiples fallas. Si ángulos agudos deben ser utilizados en la conexión, utilice un puente de seguridad. Hay sólo 3 nudos específicos recomendados para conectar un cordón detonante a otro. la figura 6.2 detonantes.

muestra estos nudos y los ángulos que ellos forman entre dos cordones

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CORRECTO

INCORRECTO

Figura 6.2 Nudos para cordón detonante

77


El cordón detonante, durante el proceso de transmisión de la señal detonante a cerca de 7000 m/s, tiene un efecto de propagación lateral, que dependiendo de la carga lineal del cordón puede alcanzar varios centímetros alrededor del cordón detonante, siendo posible que cordones detonantes o tubos de choque, que estén dentro de este radio, puedan ser cortados y no iniciados, como lo muestra la figura 6.3.

Señal de Detonación

Zona de corte Del cordón

Propagación lateral Figura 6.3 Conexión con probabilidad de corte del cordón

Corte el exceso de cordón detonante de las líneas descendentes cuando se conectan

a las líneas troncales, esto sobrantes pueden,

cortar líneas troncales en

superficie. Se debe cortar usando un cortador de cordón aprobado de modo que la longitud del sobrante no sea más larga que la anchura de su mano. Los trozos sobrantes se pueden atar a líneas troncales detrás de los tiros de la última fila. Cubra estos nudos y longitudes adicionales de cordón detonante con tierra o residuos de perforación para reducir cualquier efecto perjudicial de corte por simpatía u onda aérea.

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... INICIACIÓN DEL CORDÓN DETONANTE El cordón detonate , debe ser iniciado por un detonador fuerza 8 o superior ya sea detonador a fuego , eléctrico o no eléctrico , adosado al cordon con su carga base apuntando en dirección de la voladura ,

Dirección de la voladura Carga Base

Figura 6.4 Iniciación del cordón detonante

No conecte cordón detonante al detonador antes de que la voladura vaya a ser iniciada de acuerdo a un programa. Para iniciación confiable, encinte dos detonadores de inicio a la cola del cordón detonante o use el nudo de verdugo. El nudo de verdugo (4 envolturas alrededor del detonador) proporcionará un encaje firme entre el detonador y el cordón detonante Debe tenerse cuidado para asegurar que no viajen esquirlas del extremo de la cápsula y corten el tubo o el cordón en la explosión principal. Cuando se use cinta para atar los detonadores de partida a cordón detonante asegúrese que están apuntando en dirección hacia la iniciación. Encinte un detonador en cada lado del cordón detonante cerca del fin de la cola del cordón. La cinta debe envolverse alrededor de la mayoría de los detonadores y alrededor de ½ pulgada en el cordón. El cordón puede

79

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... doblarse alrededor de cables o tubo, para dar protección contra tirones. La cola doblada debe mantenerse corta. Los detonadores dentro de los conectores para tubo de choque no pueden iniciar cordón detonante confiablemente. No deben usarse para iniciar cordón detonante.

Punt

Figura 6.5 Iniciación incorrecta del cordón detonante

80

DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... CONEXIÓN A CONECTORES CONECTOR

JOTA

Los conectores J de los detonadores no eléctricos TECNEL®, están diseñados para conectar el tubo de choque a cordones detonantes de 3 y 5 gr/m, la forma correcta de conexión se muestra en la figura 6.6.

Se puede asegurar la conexión utilizando el

procedimiento mostrado en la figura 6.7. Después de introducido el cordón detonante dentro del conector J, se debe tratar de mantener un ángulo de 90º entre el cordón detonante y el tubo de choque, Figura 6.8.

Figura 6.6 Uso correcto del conector J

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T-Line 20 or Special 20

Figura 6.7 Aseguramiento del conector Jota

Figura 6.8 Angulo de conexión Tubo/Cordón en el conector J

CONECTORES DE SUPERFICIE TIPO VISAGRA En los conectores de superficie 90 ºpara cordón detonante tipo visara se debe poner la carga base el detonador del conector hacia la dirección de detonación, luego se inserta el cordón como lo indica la figura 6.9. Mantenga corta la cola del cordón que sale del conecto.

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Figura 6.9 Conexión de un conector de superficie tipo bisagra

Contacto Cordón - Tubo Figura 6.10 Correcta conexión de un conector de superficie para cordón detonante tipo bisagra Nunca ponga tubos de choque y cordón en el mismo conector. Al usar un conector de superficie tipo bisagra, asegure que el cordón detonante está en contacto directo con el tubo de choque en la parte posterior del conector antes de cubrir con piedra aplastada (figura 6.10)

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CONECTORES DE SUPERFICIE TIPO HUESO DE PERRO

Los conectores hueso de perro están diseñados para cordones de 5 gr/m, pero se pueden utilizar con cordones detonantes de 3 gr/m teniendo extrema precaución de que el cordón quede en pleno contacto con la carga explosiva del conector, introduciendo la cuña de conexión mas profundamente que en el caso de cordones de 5 gr/m. La forma correcta de conexión se muestra en la figura 6.11

Figura 6.11 Conexión de un conector hueso de perro

VOLADURA A CIELO ABIERTO CON CORDÓN DETONANTE A menudo en operaciones mineras grandes, la voladura se realiza sin poner detonadores dentro de los barrenos. Es común para las operaciones de minería de carbón usar líneas

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... descendentes de cordón, ya que todo el cordón se consume durante la detonación. Esto produce un carbón más limpio que está libre de los detonadores disparados y de tubo de choque utilizado. Es importante seleccionar el cordón detonante más apropiado para usar dentro del agujero para que la carga principal de explosivos no se inicie prematuramente y/o no sea dañada y para que el cebo o prima funcione apropiadamente.

Taco Explosivo Cordón Detonante

Cebo o prima

Figura 6.12 Carga de un

barreno con línea descendente de cordón

detonante En aplicaciones de voladura a cielo abierto donde se puede utilizar el cordón detonante como línea descendente en un barreno cargado con explosivo y conectar en superficie con el mismo cordón, ubicando conectores de retardo en superficie para producir la secuencia de detonación.

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Cordón Detonante

1. Ubicación de

Conector 9 ms Conector 42 ms

Figura 6.13 Amarre superficial de una voladura con cordón detonante y conectores de superficie

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Los Boosters diseñados para ser iniciados por el cordón, normalmente contienen perforaciones para cordones detonantes de 5 y 10 gr./m. Boosters especializados se diseñan para la iniciación con cordones de 3 gr/m Para confeccionar el cebo enhebre el cordón detonante a través de la perforación pasante del booster y firmemente ate con un nudo.

Cordón Detonante

Booster

Figura 6.14 Cebo a prima con booster y cordón detonante También se puede utilizar el cordón para voladuras de precorte como lo muestra la figura 7.14, donde se pueden utilizar explosivos especiales o cordones detonantes de alto carga, 20, 40 y 80 gr/m.

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Figura 6.15 Amarre de un tiro de precorte con cordón detonante

Cuando se utiliza el cordón detonante como línea descendente en un barreno cargado y dependiendo de la cara lineal de cordón, el diámetro de perforación y el tipo de explosivo, se producen dos efectos que disminuyen la energía explosiva disponible 1º Aumento de densidad del explosivo por presiones contra las paredes del barreno: Cuando el cordón detonante pasa detonando por la columna explosiva, comprime el explosivo contra las paredes del barreno, generando un aumento de la densidad del explosivo. La intensidad de este fenómeno depende fundamentalmente de tres factores: -

Carga lineal del Cordón detonante

-

Diámetro de perforación

-

Tipo de explosivo

Cordón detonante

Cono de Detonación

Frente de Detonación

Cordón sin Detonar

Figura 6.16 Efecto de compresión del explosivo atravesado por la detonación de un cordón detonante 2º Quemado de parte del explosivo que está en directo con el cordón detonante Cuando el cordón detonante atraviesa la columna explosiva de detonando, parte del explosivo en directo contacto con cordón se quema o se inicia prematuramente. La intensidad de este fenómeno depende de dos factores:

-

Carga lineal del cordón detonante

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Tipo de explosivo

Zona de la carga quemada por el Cordón

Figura 6.17 Efecto de quemado del explosivo en directo contacto con el cordón detonante

Cordón de 3 gr./m Figura 6.18 Gráfica de perdida de energía explosiva teórica, en función del diámetro de perforación y la carga lineal del cordón detonante. La combinación de ambos efectos sobre el explosivo genera una baja e n rendimiento de este como se muestra en la gráfica de la figura

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... Por ejemplo, para un barreno de 4 pulgadas de diámetro, utilizando cordón detonante de 3 gr./m

en una columna de Anfo,

se estima una pérdida de energía

teórica de

aproximadamente un 28 %.

A P P E N D I X CONSIDERACIONES FINALES DE SEGURIDAD Es importante entender que la iniciación fiable de productos explosivos por cordón detonante es muy específica. La iniciación es muy dependiente de la sensibilidad del explosivo al cordón detonante, ángulo de conexión y tipo de conexión.

Las

conexiones del cordón detonante deben estar siempre libres de suciedad o barro, los amarres y conexiones deben ser firmes y con un cierto grado de tensión.

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Precisión y exactitud

INTRODUCCION Los tiempos de encendido del detonador típicamente medidos en milésima de segundo, normalmente conocido como el milisegundo

(ms). Muchas variables interfieren en la

precisión y exactitud de un cierto tiempo de retardo nominal Los detonadores TECNEL® puede describirse como ambos, detonadores de retardo precisos y exactos en milisegundos. La precisión y exactitud son calidades que describen a los detonadores no eléctricos. La mejor precisión y exactitud se logra a través de un extensivo programa de control de calidad de materias primas y procesos.

PRECISION Y EXACTITUD La precisión y exactitud son dos cualidades de un detonador que son importantes y a menudo confundidas. A continuación se tratara de explicar el significado de estos términos.

Precisión En una muestra de medición de tiempos de retardo la precisión es una medida de que tan cerca

está el tiempo de retardo real de una cierta cantidad de detonadores

batch

determinado de su tiempo promedio, o que tan compacta es la agrupación de tiempos de retardo en relación de su tiempo promedio. Considere un objetivo en el cual se hacen cinco tiros. Su distancia promedio del centro es medida por el promedio de las distancias de los tiros desde el centro. Esta es la verdad de precisión del detonador. Si todos los

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DYNO NOBEL LATIN AMERICA SEGURIDAD EN VOLADURA A CIELO ABIERTO ....................................................................... detonadores de un lote inician muy cercanos al tiempo promedio, podemos decir que el batch es muy preciso.

THE TIGHTER THE PATTERN AROUND THE AVERAGE THE MORE PRECICE

AVERAGE FIRING TIME

NOMINAL FIRING TIME

Figura 5.1 Precisión

Exactitud La exactitud es sin embargo una medida de cuan cercano está el tiempo promedio del tiempo nominal o esperado , como se ilustra más abajo. Mientras mas cerca el promedio es al nominal, más exacto podemos decir que son los detonadores .

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THE CLOSER THE AVERAGE IS TO NOMINAL MORE ACCURATE THE DETONATOR

AVERAGE FIRING TIME

NOMINAL FIRING TIME

Figura 5.3 Exactitud Los detonadores son manufacturados en lotes o Batch. La precisión y exactitud deben entenderse sobre una base de lote o Batch. Usted puede ver que es posible tener un lote muy preciso pero muy inexacto de detonadores y viceversa.

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Transporte y Almacenamiento

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Detonadores

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