Explosivos y Accesorios de Voladura-12

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    27-Nov-2015

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  • FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Y METALURGIACURSO DE VOLADURA IIng. Victor Mayo Herrera

  • EXPLOSIVOSSon productos qumicos que encierran un enorme potencial de energa, que bajo la accin de un fulminante u otro estmulo externo reaccionan instantneamente con gran violencia, generando:Se fabrican con diferentes potencias, dimensiones y resistencia al agua, segn se requiera.1. Un fuerte efecto de impacto que tritura la roca.2. Un gran volumen de gases que se expanden con gran energa, desplazando los fragmen-tos.

  • FUNDAMENTOSSu accin se basa en procesos de combustin.Clases de combustin: simple y acelerada.COMBUSTIN SIMPLE

  • COMBUSTIN ACELERADADEFLAGRACIN:

  • DETONACIN:COMBUSTIN ACELERADA

  • EXPLOSINLa explosin es un fenmeno de naturaleza fsica. Es consecuencia de la detonacin y la secuente expansin de los gases a alta presin y temperatura. Es un efecto y no una causa. Existen explosiones de combustibles, aire comprimido y otros; pero stas no generan una onda de choque como ocurre con los explosivos.

  • TIEMPOVELOCIDAD DE REACCIN0DETONACINTRANSICININICIACINDEFLAGRACINDESARROLLO DE UNA DETONACIN

  • VOLADURAEs importante conocer los productos y los mtodos empleados para su aplicacin.Es la tcnica ms efectiva para la rotura de rocas en la explotacin de minerales, efectuada mediante el empleo de explosivos.Por la naturaleza de estos productos y de los mtodos que se emplean, presenta tambin un alto potencial de riesgo para las personas que la efectan, por lo que deben tomarse todas las precauciones para su ejecucin.

  • CLASIFICACIN GENERAL DE LOS EXPLOSIVOS

  • MATERIALES EXPLOSIVOSALTOS EXPLOSIVOSMATERIALES PIROTCNICOSPROPELANTESCLASIFICACIN GENERAL DE LOS EXPLOSIVOS

  • ALTOS EXPLOSIVOSPRIMARIOSSECUNDARIOSTERCIARIOS AZIDA DE PLOMO FULMINATO DE MERCURIO AZIDA DE PLATA ESTIFNATO DE PLOMO DIAMINO- DINITROFENOL NITROGLICERINA NITROGLICOL NITROMETANO RDX HNX TNT TATB DINAMITAS ANFO HIDROGELES (SLURRIES) EMULSIONES PENTOLITA CICLOTOL COMPOSICIN-BSIMPLES(MOLECULARES) MONO NITROTOLUENO NITRATO DE AMONIO PERCLORATO DE AMONIOCOMPUESTOSPrimarios (iniciadores): se emplean para la fabricacin de detonadores.Secundarios (rompedores): se emplean para la rotura de rocas en voladura.Terciarios: se emplean para la fabricacin de explosivos rompedores.

  • MATERIALES EXPLOSIVOSALTOS EXPLOSIVOSMATERIALES PIROTCNICOSPROPELANTESCLASIFICACIN GENERAL DE LOS EXPLOSIVOS

  • MATERIALES PIROTCNICOS THERMITA COMPOSICIN DE RETARDO COMPUESTOS DE IGNICIN PLVORA NEGRASe emplean en la fabricacin de elementos de retardo y fulminantes.

  • MATERIALES EXPLOSIVOSALTOS EXPLOSIVOSMATERIALES PIROTCNICOSPROPELANTESCLASIFICACIN GENERAL DE LOS EXPLOSIVOS

  • PROPELANTESLQUIDOSSLIDOSDE BASESIMPLECOMPUESTOSNITRO-CELULOSANITRO-CELULOSA (NC)NITRO-GLICERINA (NG)NC-NG-RDXNC-NG-RDX-AL-APTMTN-HMX-AL-APRDX-HTPB-AL-APRDX-CBAN-AL-APAL-HTPB-APDE BASEDOBLEDE BASETRIPLEMONOPROPELANTESCOMPUESTOSNITROMETANOHIDRAZINAHANHAN-DEN-HZOLH2-LOXLOX-FOPlvoras compuestas que se emplean como combustibles y propulsoresen cohetera y artillera.

  • CLASIFICACIN PRCTICA DE LOS EXPLOSIVOSPOR SU RGIMEN DE VELOCIDADPOR SU SENSIBILIDADA LA INICIACIONPOR SU APLICACINPRIMORDIALDEFLAGRANTES O EMPUJADORESDETONANTES O TRITURADORESALTOS EXPLOSIVOS SENSIBLES AL DETONADOR No 8 AGENTES DE VOLADURA NO SENSIBLES AL DETONADOR No 8(REQUIEREN UN CEBO O PRIMER DE MAYOR POTENCIA)DE USO MILITARDE USO INDUSTRIAL:EN MINERA, CONSTRUCCIN Y TRABAJOS ESPECIALES

  • EXPLOSIVOS COMERCIALES: COMPOSICIONAIREPOROS VACOS DE AIRE ENLOS PRILLS DE AMONIO(EVENTUAL ALUMINIO)LQUIDOPETRLEO DIESEL, OACEITES RESIDUALES, CARBNSLIDONITRATO DE AMONIOGRANULAR

    SLIDO / LQUIDONITRATO DE MONOMETIL AMINA (NMMA)MONONITRATO DE ETILENOGLICOL (MNEG), ALUMINIO EN POLVOOTROS GASIFICANTESSLIDO / LQUIDOPETRLEO, ACEITES, GOMA GUARSLIDO / LQUIDONITRATO DE AMONIOY OTRAS SALES(SOLUCIONES SALINAS)GASIFICANTESAIRE EN MICROBALONES()MICROESFERAS DE VIDRIO) O AGENTES GASIFICANTES (NITRUROS)LIQUIDONITRATO DE AMONIO Y OTRAS SALES (SOLUCIONES SALINAS )LQUIDOACEITES MINERALES EMULSIFICANTESPETRLEO,PARAFINA TIPO OXIDANTE COMBUSTIBLE SENSIBILIZADORCOMPONENTES PRINCIPALESEXPLOSIVO DINAMITAS SLIDONITRATO DE AMONIOY OTRAS SALES(MOLIDAS)SLIDO MATERIALESABSORVENTES: PULPADE MADERA, HARINA,CELULOSALQUIDONITROGLICERINA, NITROCELULOSA,GLICOLANFO Y OTROSNITROCARBO-NITRATOS GRANULARESHIDROGELESSLURRY(DISPERSIN DE ACEITE EN AGUA)EMULSIONES(DISPERSIN DE AGUA EN ACEITE)

  • RESUMEN DE PRODUCTOS PARA VOLADURAExplosivos rompedores encartuchados: Dinamitas (NG). Hidrogeles sensibles.Agentes de voladura a granel: ANFO. Emulsiones. Hidrogeles. ANFOs preparados reforzados. Emulsiones sensibles

  • RESUMEN DE PRODUCTOS PARA VOLADURAExplosivos especiales: Conos rompedores. Boosters de Pentolita (Taladros largos). Explosivos moldeables para plasteo. Para voladura controlada.

  • PRODUCTO OXIDANTE COMBUSTIBLE SENSIBILIZADORPRODUCTOS EXSASENSIBLES AL DETONADOR1. Dinamitas: Gelignita Gelatina Especial Semexsa Exadit Exacorte Exasplit GeoditNitrato deAmonio(molido)Materialesabsorventes(harina de trigoy madera, celulosa y otros)Esteres nitrados(Nitroglicerina /Nitroglicol)2. Emulsiones: Semexsa - E Exagel - E Primagel PlastexNitrato deAmonio(solucinacuosa)Hidrocarburos(slidos ylquidos)Aire(contenido enmicroesferasde vidrio)3. Hidrogel: LurigelNitrato deAmonio(sol. acuosa)Hidrocarburos(lquidos, sales)goma GuarNitrato de Mono-Metil Amina, Glicol, aluminio en plovo

  • PRODUCTO OXIDANTE COMBUSTIBLE SENSIBILIZADORPRODUCTOS EXSANO SENSIBLES AL DETONADOR 1. Emulsiones: Slurrex - E Slurrex - EGNitrato de Amonio(solucin acuosa)Hidrocarburos(lquido)2. ANFO Pesado: Slurrex - APNitrato de Amonio granular (ANFO) y en solucin(emulsin)Emulsin matrizHidrocarburos(lquidos)Aire (contenido en microesferas de vidrio y en poros del Nitrato de Amonio)3. Hidrogeles:Nitrato deAmonio(granular)Hidrocarburos(lquidos y colorantesantiestticos)Aire(contenido en micro-esferas de vidrio) SlurrexNitrato deAmonio(solucin acuosa)Hidrocarburos(lquidos, sales de aminas), gomasBurbujas de gas(generadas in situpor gassing qumico)4. Agente de voladura granulados: Examon P Examon VAire (contenido en los poros del prill), aluminio5. Agente oxidante: Emulsin oxidante inerte Slurrex - MANitrato deAmonio(solucin acuosa)Hidrocarburos(lquidos)emulsificantes

  • PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSPropiedades de tiro: Potencia relativa (Trauzl).Es la medida del contenido de energa del explosivo y del trabajo que puede efectuar. Se mide mediante la prueba Trauzl que determina la capacidad de expansin que produce la detonacin de 10 g de explosivo disparado dentro de una cavidad cilndrica (70 cm3) abierta en la parte superior de un molde cilndrico de plomo de dimensiones especficas.

  • POTENCIA RELATIVA: PRUEBA TRAUZL MECHA Y FULMINANTE N 06CAVIDAD CILNDRICA DE 62 cm3 (*)EXPLOSIVO A ENSAYAR (10 g)MOLDE DE PLOMO DE DIMENSIONES ESPECFICAS ENSAMBLE:(*) Se agrega 8 cm3 para expansin producida por el detonador, total 70 cm3PRUEBAS DE CONTROL DE CALIDAD

  • RESULTADO PRUEBA TRAUZLEXPANSIN PRODUCIDA POR LA DETONACIN DE LA MUESTRA EXPLOSIVA EXPRESADA EN cm3, MENOS EL VOLUMEN DE LA CAVIDAD INICIAL DEFORMACIN EXTERIOR DEL MOLDE DE PLOMOEXPLOSIVO PATRON: GELATINA EXPLOSIVA, 560 cm3 (100%)

  • Brisance o poder rompedor (Hess).PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSPropiedades de tiro: Potencia relativa (Trauzl).

  • PODER ROMPEDOR O BRISANCE: PRUEBA DE HESS Y MACRO HESSDisco de acero E = 12,5 mmBloque de plomo 75 x 175 mmMACRO - HESS1 kg de ANFOFunda de papel

    Bloque de plomo 45 x 65 mmDisco de acero100 g de Carga explosivaFunda de papelPlancha de acero de 1 de espesor HESSCebo 1/2 cartuchoFulminante

  • (en mm)Bloque FinalBloque InicialRESULTADO DE PRUEBA HESS O MACRO HESS

  • Brisance o poder rompedor (Hess). Velocidad de detonacin, VOD (D`Autriche).PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSPropiedades de tiro: Potencia relativa (Trauzl).

  • VELOCIDAD DE DETONACIN: METODO DAUTRICHE adPunto medio del cordn detonante coincidente con la marca inicialPlancha de plomoCordnDetonanteTubo lleno con el explosivo a probarDetonadorVOD =Punto de encuentro de las ondas (muesca)

  • Brisance o poder rompedor (Hess). Velocidad de detonacin, VOD (D`Autriche). Densidad (p.e.).PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSPropiedades de tiro: Potencia relativa (Trauzl).

  • DENSIDAD DE EXPLOSIVOS GRANULARES (VOLUMETRIA):Nitrato de amonio, ANFO oANFO pesado (no requiere embudo) Embudo de plstico o acero inoxidable Recipiente de plstico, con acero inoxidablecon peso y volumenpre-establecidos.

  • PRUEBAS FISICASSe debe pesar el cartucho y sumergirlo en una probeta con un volumen conocido de agua. El peso del cartucho entre la diferencia de volumen nos da la densidad. VD = W/ VDonde:D = densidadW = peso del cartucho V = diferencia de volmenesDENSIDAD PARA PRODUCTOS ENCARTUCHADOS:

  • Brisance o poder rompedor (Hess). Velocidad de detonacin, VOD (D`Autriche). Densidad (p.e.). Presin de detonacin - energa.PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSPropiedades de tiro: Potencia relativa (Trauzl).

  • Brisance o poder rompedor (Hess). Velocidad de detonacin, VOD (D`Autriche). Densidad (p.e.). Presin de detonacin - energa. Dimetro y densidad crticos.PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSPropiedades de tiro: Potencia relativa (Trauzl).

  • PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS Aptitud a la transmisin o simpata (Factor de autoexcitacin).Propiedades de tiro:

  • PRUEBA DE TRANSMISIN O SIMPATADISTANCIAS ARBITRARIAS:4 cm8 cm12 cmINVERSADIRECTA1/2 dd

  • PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS Sensibilidad a agentes externos. Aptitud a la transmisin o simpata (Factor de autoexcitacin).Propiedades de tiro:

  • PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSCategora de humos. Sensibilidad a agentes externos. Aptitud a la transmisin o simpata (Factor de autoexcitacin).Propiedades de tiro:

  • PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSCategora de humos.Resistencia al agua Sensibilidad a agentes externos. Aptitud a la transmisin o simpata (Factor de autoexcitacin).Propiedades de tiro:

  • Tamiz inoxidable USS con apertura intermediaGRANULOMETRA: MALLA O TAMIZFondo ciegoTamiz inoxidable USScon apertura no mayora 3,36 mm (malla 6)Tamiz inoxidable USScon apertura no menora 0,59 mm (malla 30)Tamizado manual para determinar el tamao promedio de los grnulos o prills de nitrato de amonio

  • Dos de ellas son importantes respecto a la seguridad en su empleo:PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSLa sensibilidad o capacidad para reaccionar con el fulminante o elemento detonador.La simpata o capacidad para transmitir la onda de detonacin en su masa y a otros explosivos.

  • ACCESORIOS DE VOLADURAA) INICIADORES: Fulminante simple.Detonadores elctricos (instantneos y de retardo).Detonadores no elctricos de retardo (shock). Miniboosters.

  • FULMINANTE SIMPLE:Cpsula cilndrica de aluminio que contiene una carga sensible (PET-azida de plomo) que estalla instantnea-mente con la llama trans-mitida por la gua o mecha de plvora. Con potencias N 06 y N 08; se emplea para iniciar y detonar a la dinamita y otros altos explosivos.MEZCLA DEIGNICINCPSULA DE ALUMINIOCARGAPRIMARIACARGABASEACCESORIOS DE VOLADURAA) INICIADORES:

  • DETONADOR ELCTRICO:La cpsula y su carga son similares al fulminante pero se activa mediante una pequea resistencia al paso de una corriente elctrica transmitida por alambres conductores. Se fabrica con potencias N 08 y N 10 en dos tipos:* INSTANTNEO: Su tiempo de disparo es prcticamente cero segundos.* DE RETARDO: Su tiempo de disparo va desde algunas milsimas de segundo (perodos cortos) hasta varios segundos (perodos largos).ACCESORIOS DE VOLADURAA) INICIADORES:

  • ACCESORIOS DE VOLADURADETONADOR NO ELCTRICO O DE SHOCK:Su funcin es prcticamente igual al elctrico, pero se activa por medio de una manguera o tubo delgado flexible que transmite una onda de choque deflagrante desde una lnea troncal de cordn detonante. El conjunto comprende al detonador, el tubo flexible transmisor y un conectador plstico J para empalmar el cordn.Tambin son instantneos y de retardo (perodo corto en milisegundos y perodo largo en medios segundos) con potencias N 10 y N 12.A) INICIADORES:

  • ACCESORIOS DE VOLADURAB) TRANSMISORES:Mecha o gua de seguridad, a fuego (plvora).Mecha rpida o de ignicin, a fuego (pirotcnica).Cordn detonante (ncleo explosivo-Pentrita).Lnea silenciosa.C) CONECTADORES RETARDADORES:Conectadores pirotcnicos para mecha rpida-gua.Retardos para cordn detonante.

  • MECHA O GUA DE SEGURIDAD:Tambin llamada mecha lenta; es un cordn flexible compuesto por un ncleo de plvora negra recubierto por fibras de algodn, brea y un forro de plstico. El tiempo de combustin es constante y conocido (51 a 52 segundos/pie en promedio). Transmite una llama al fulminante simple para hacerlo detonar. PLVORA NEGRACUBIERTA DE FIBRA Y FORRO PLSTICOACCESORIOS DE VOLADURAB) TRANSMISORES:

  • MECHA RPIDA DE IGNICIN:Cordn delgado y flexible que contiene una masa pirotcnica y dos alambres, cubiertos con un forro plstico que se quema con llama abierta a mayor velocidad (entre 10 y 60 segundos/metro).Se emplea para encender las guas de los taladros mediante cpsulas conectadoras, en forma secuencial.B) TRANSMISORES:ACCESORIOS DE VOLADURA

  • CORDN DETONANTE:Cordn explosivo resistente y flexible; con ncleo blanco de Pentrita, que explota prctica-mente en forma instantnea en toda su longitud (7 000 m/s), se usa principalmente para trans-mitir la detonacin a todos los taladros de una voladura e iniciarlos. Arranca con fulminante.CORDN FLEXIBLERELLENO DE PENTRITAB) TRANSMISORES:ACCESORIOS DE VOLADURA

  • CONECTADOR PIROTCNICO PARA MECHA RPIDA-GUA:Casquillo de aluminio con un ojal a corte lateral, que tiene una masa pirotcnica que recibe la llama de la mecha rpida y la transmite a la gua de seguridad, generando su encendido.ACCESORIOS DE VOLADURAC) CONECTADORES RETARDADORES:

  • RETARDOS PARA CORDN DETONANTE:Accesorios que se aplican para producir un desfase de tiempo en el encendido de taladro que estn conectados a una lnea troncal de cordn detonante; para permitir su salida en secuencia. Los tiempos de retardo son en milisegundos y pueden ser adems de varios tipos: hueso, dual, MS, etc.ACCESORIOS DE VOLADURAC) CONECTADORES RETARDADORES:

  • MAGNADET

    DETONADORES INSTANTNEOS.

    DETONADORES DE RETARDO.

    DETONADORES DE RETARDO ELECTRNICOMECHA DE SEGURIDAD.

    FULMINANTE SIMPLE

    MECHA RPIDA Y CONECTORES(IGNITER CORD)SISTEMA DE MANGUERA DE CHOQUE CON DETONADORES DE RETARDO

    LNEAS TRONCALES CON RETARDO

    SISTEMAS DEL EZ DETACCESORIOS DE INICIACINRETARDO CONVENCIONAL

    RETARDOS ENMILISEGUNDOSNO ELCTRICO CONVENCIONALCORDN DETONANTE Y RETARDOSTUBOS DE CHOQUE

    ELCTRICOS

    CLASIFICACIN DE LOS ACCESORIOS DE INICIACIN

  • PROCESO DE DETONACIN DE UN EXPLOSIVOEXPLOSIVO ROMPEDOR(DINAMITA) EXPLOSIVO INICIADOR (PRIMARIO)MASA EXPLOSIVACHISPEOFULMINANTEMECHA DE SEGURIDAD(1) DESPIECE(2) ENSAMBLEPREPARACION DEL CEBO O PRIMA:

  • (3)El detonador crea la onda de shock iniciadora (1).La onda avanza a alta velocidad originando la reaccin de la masa explosiva (2), inicialmente en un punto, que se ampla hasta ocupar el dimetro total del explosivo (3), donde ste adquiere su velocidad mxima de detonacin (VOD) autosostenida.13FC2PCJDETONADOR

  • EZRFCPCJP ToP1 T1P2 T2P3ZEPor detrs del frente de choque (FC) se forma la zona de reaccin (ZR) limitada por el plano de Chapman-Jouguet (PCJ), donde la masa explosiva se descompone para originar la zona de explosin (ZE) que le sigue con presin y temperatura elevadas. Los gases calientes al expandirse, ejercen enorme presin contra las paredes del taladro (presin de trabajo), originando el efecto de Mecnica de Rotura.(4)PTo = presin y temperatura cero; P1T1 = P y T de reaccin; P2T2 = P y T de explosin; P3 = P de trabajo (efecto mecnico) E = explosivo an sin reaccionar.

    *

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