Libro de Ejercicios de P&T - Alex Rios y Rodolfo Cofré

Universidad de La Serena Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas

Ayudantes: Rodolfo Cofre Muñoz Alex Ríos Contador

Docente: José Muñoz Villalobos

Facultad de Ingeniería –  Departamento  Departamento de Minas –  Ingeniería  Ingeniería de Ejecución en Minas

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DIAGRAMA DE DISPARO    

Sección: 4,5[m] x 4,3 [m] Equipo: Boomer 282 Diámetro de Perforación: 45 [mm] Explosivos (zona seca sin presencia de humedad):

                      



Anfo a Granel:



Softron:



Emulex:

(Los datos de los explosivos como la densidad y la velocidad de detonación están en los catálogos de explosivos con toda la información de cada uno)

 

N° de Tiros de Alivio: 2 Diámetro de Tiro de Alivio: 127 [mm]

(El diámetro y el número de tiros de alivio se pueden ver por tabla en el libro López Jimeno en la página 426, calculando la longitud de perforación por "Ash" para dar una estimación de dimensiones, también uno se puede dar el diámetro de tiro de alivio recordando que a mayor diámetro mayor será el área de la rainura y por lo tanto habrá menor cantidad de tiros lo cual bien nos sirve para la creación de un diagrama cuando se quiere remover estéril)

ASH:

                        

A: Ancho de la Labor

H: Profundidad a Barrenar



Factor de Tronabilidad (K): 0,7 (Roca Dura)

(El factor de tronabilidad varia en 3 tipos dependiendo del tipo de roca a perforar, roca blanda=1.0, roca media=0.8 y roca dura=0.7)

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

Rendimiento Voladura: 90%-95% ; promedio: 93%

(El rendimiento de voladura uno se lo da,casi siempre se le coloca el porcentaje afectado  pensando en el mal manejo del del operador operador y otros factores,variando factores,variando entre 80% a 95%)



Resistencia a la Traccion (RT):

  

(La resistencia a la traccion uno la calcula escogiendo el tipo de roca a trabajar,la cual se escoge dependiendo del tipo de competencia que tenga la estructura, si es roca competente o no, en si este valor se calcula en terreno)



Longitud de Arco: 6,68 [m]

(La longitud de arco se calcula mediante la creacion del dibujo de la frente a explotar la cual para generar una labor de techo circular se hace siguiendo los siguientes parametros) parametros) 1) La primera referencia consiste en proyectar en las cajas (medida desde el piso) , la misma medida que se genera desde el centro hacia las cajas. Esta referencia nos  permitirá saber, saber, el inicio y el termino termino del radio que forma el techo circular. 2) La segunda referencia referencia a estimar para radiar el techo de la labor, se obtiene de la diferencia que se genera entre la altura y el semi-ancho de la labor, esta medida se  proyecta en el centro de la labor, labor, medida desde desde el piso. 3) La tercera referencia es el largo del pincelote, que corresponde al semi-ancho de la labor.

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Sección de 4,5 x 4,3 [m] :  1) 2,25m, distancia a medir en las cajas desde el piso, para estimar el inicio y termino del radio. 2)4,3m –   2,25m = 2,05m, distancia a medir en el centro desde el piso, para radiar el techo de la labor. 3) Largo del pincelote 2,25m. Ahora para calcular los angulos de los triangulos rectangulos se hace mediante el seno del angulo ya que el cateto opuesto se puede calcular por la diferencia entre la caja  proyectada y la altura del punto desde donde se radia la circunferencia circunferencia

           

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 ( )     ()                                                                      

Por ultimo como tenemos el angulo se calcula la longitud de arco que se hace mediante la siguiente formula

  

L = Longitud de Arco r= Radio = Angulo de Arco

Si bien se ve que el diagrama esta bien armado, debemos notar que para estos calculos el arco generaria una semicircunferencia exacta, lo cual en los datos no se nota. Al momento de crear la labor debemos fijarnos en hartos factores, aquí solo tomamos su creacion de acuerdo a un esquema muy simple el cual tiene en si sus errores, ya que los extremos conectados con las cajas estan alargados 0.01 m mas dando un valor de arco en esa zona de 2.26 m. Si se quiere generar una labor hay que tomar en cuenta  para que se quiere hacer, en que se utilizara y lop mas importante que equipos  pasaran por ese lugar, entonces en este caso los datos cambian, la altura de caja esta en relacion al alto del equipo mas grande y la separacion entre las cajas y el techo tambien, ahora la separacion del techo según el reglamento es de 0,5 m a 1 m dependiendo del equipo pero no se especifica mas, asi que para estos casos tienen que tener claro que pueden cometer un error ahí, ya que no se considera los servicios mina que se ofrecen, los cuales en estos casos son las ventilaciones principales y auxiliares, entonces la distancia seria la distancia de seguridad sumado el diametro o la distancia ocupada por los servicios.

CALCULO DE RAINURA

    

  √ √      √ √        

DTH: Diametro del Tiro de Alivio. Deq: Diametro del Tiro Equivalente. Dtiro: Diametro ajustado de tiros a ocupar para los calculos. n: Numero de Tiros de Alivio. Si es mas de un tiro de alivio se saca un diametro equivalente.

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HOLMBERG: (Para calcular la profundidad “H” a barrenar)

 

 

DTH = Deq. Al haber mas de un tiro de alivio se ocupa el diametro equivalente en reemplazo en la formula, el valor que se reemplace se debe colocar en metros [m].

                                                             √ √   √ √         

Avance Tronadura (AV):

Secciones de rainura se limitan por

Distancia entre diametros (X): 

Según ASH:

                                        

X=Distancia entre diametros

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

1° Seccion del Cuele:



2° Seccion del Cuele:

 [  ]            √ √      √ √     √√         

      √ √     √ √       √√  

3° Seccion del Cuele:

       

      √ √     √ √       √√  

4° Seccion del Cuele:

              √ √     √ √           √ √     √ √  

Entonces la cantidad de secciones para la rainura sera de 3 secciones.

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

Calculo resto de los tiros

Para el calculo de los demas tiros se saca un Emax por cada uno de los explosivos secundarios rompedores a utilizar, este Emax es un espaciamiento maximo que su resultado es en metros el cual se define por la siguiente formula: 

       ()



K= Factor de tronabilidad



D= Diametro ajustado de los tiros para los calculos (cm)



PD= Presion de detonacion



RT= Resistencia a la Traccion

         []    []    []                                 

Se multiplica todo por 1019 para que se pase de [Kbar] a [Kg/cm 2  ]

Usando K=0,7 como roca dura o dificil y tomando en cuenta que se utiliza una razon de E/B (espaciamiento/burden) el cual varia entre 1,0 y 1,3:



Emax Y B ANFO:

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

Emax Y B EMULEX:



Emax Y B SOFTRON:

                                                               

(El espaciamiento y el burden de cada uno se ocupara en los calculos de los tiros para las longitudes de separacion entre los tiros (zapateras, auxiliares, cajas y corona))

Factor de Corrección:   

Zapateras: 0,7 Auxiliares: 0,8 Cajas y Coronas: 0,9

(El factor de correccion es un factor que se utiliza para el calculo de espaciamiento de acuerdo a la zona donde se perforará y se divide en las sonas antes vistas) 

Zapatera (explosivo: Emulex; Factor de correccion=0,7)

                               

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

Ez= Espacio entre tiros

                   

           

En las zapateras a veces se le suma un tiro mas por el tiro de cuneta del drenaje que se genera para filtrar el agua que hay dentro de las labores.





Cajas (explosivo: Softron; Factor de correcion= 0,9)

                                        

Ec= Espacio entre tiros

                

                                                     



Corona (explosivo: Softron; Factor de correccion= 0,9)



Eco= Espacio entre tiros

                 Facultad de Ingeniería –  Departamento  Departamento de Minas –  Ingeniería  Ingeniería de Ejecución en Minas

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               



Auxiliares (explosivo: Anfo; Factor de correccion= 0,8)



Auxiliar Caja

                                                           

              



                                                                                                                                                                   Auxiliar Corona

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

                                                                                                                                      Auxiliar Zapatera

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Se desea construir un socavón de sección 5 x 5 [m 2] en un cerro sin presencia de humedad.

Cálculo de la Sección:

Datos 

Sección de la labor

: 5 x 5 [m2].



Radio de curvatura

: 2,7 [m].



Diámetro Perforación

: 45,00 [mm].



Diámetro tiro hueco

: 127,00 [mm].



Roca: Resistencia Tracción

: 102,00 [Kg/cm2] (roca blanda)



Densidad Roca

: 2,8 [Ton/m 3].

Calculo del área

Cos α = 2,5/2,7 => α = 22,19°. β = 180°-(2*α ) = 180  –( 2 * 22,19) = 135,62.°

Área segmento EOF =π R2 * (β/360°) 2 2 = π x 2,7 *(135,62°/360°) =8,63 [m ]

Área Triángulo EOC = (2,7 m * 1 m)/2 = 1,35 [m2 ] Área Triángulo FOD = (2,7 m * 1 m)/2 = 1,35 [m 2 ] Área Rectángulo ABCD = 5 x 2,3 =11,5 [m 2] Área Total

= 22,83 [m [m2]

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Diagrama de disparo Sección 5 x5 [m]. Rendimiento Voladura= 95% Radio de Arco= 2.7 [m]. Diámetro de perforación (D) = 0,045 [m]. Nº tiros de alivio = 2 Diámetro tiro hue co = 5” = 127 [mm] = 0,127 [m]. Diámetro equivalente Deq = DTH x

Profundidad a barrenar

√ √ 

= 127mm x

√ √ 

= 7.07” = 179, 61 [mm]

 2

H= 0,15 + (34,12 x DTH ) - (39,4 x DTH  )

Dónde: DTH = Deq. 2

H= 0,15 + (34,12 x 0,179) - (39,4 x 0,179  ) H= 5,0 [m].

Rendimiento de Disparo 95% Avance de Voladura  A.V.=H x rendimiento rendimiento = 5,0 x 0,95 = 4,75 4,75 [m].

 

 1,5 (Roca de Buena volabilidad)

Según Ash

2

2

 X= 4,45 x [ (Dth + D  ) / (Dth + D) ]

     

 X= 4,45 x ( 

B1= 0,55 x ( 

 ) = 0,68 [m].  )

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  √ √  √ √ 

B1= 0,55 x ( 

 ) = 0,44 [m].

 A1= B1 x

1° Sección. Sección.

 = 0,44 x

 = 0,62 [m].

B1= 0,44 [m].  A1= 0,62 [m].

Cálculo de las demás secciones  A≤

√ √   

 A≤

 A≤ 2,18 [ m] m]

Cálculo de la 2° Sección. B2= 0,7 x A1= 0,7 x 0,62= 0,43 [m].  A2= (B2 + 0,5 x A 2 ) x

Calculo de la 3° Sección.

√ √ 

 = (0,43 + 0,5 x 0,62) x

√ √ 

= 1,05 [m].

B3= 0,7 x A2 = 0,7 x 1,05= 0,74 [m].  A3= (B3 + 0,5 x A2 ) x

Calculo de la 4° Sección.

√ √ 

 = (0,74 + 0,5 x 1,05) x

√ √ 

 = 1,79 [m].

B4= 0,7 x A3 = 0,7 x 1,79= 1,25 [m].  A4= (B4 + 0,5 x A3 ) x

 A≤

√ √ 

 = (1,25 + 0,5 x 1,79) x

√ √ 

 = 3,03 [m].

√ √  

 ,  , siendo el A4 mayor tendrá sólo 3 secciones

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Resto de los tiros aplicando Pearse Monsanto.

Donde:

Softron (cajas y corona)

                

Densidad del Explosivo = 1, 19 [gr/cm 3] Velocidad de Detonación = 3.324 [m/s] Emulex CN ( zapatera) zapatera) Densidad del Explosivo = 1, 15 [gr/cm 3] P.D = 61 Kbar. Anfo ( rainura y auxiliares) Densidad del Explosivo = 0, 77 [gr/cm 3] P.D = 30 Kbar.

                                                         .

.

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                           []                                                                                                                                = 0,83[m].

P.D = 30 Kbar x 1.019 = 30.570 [ 

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                                                                                              –            –                       Espacio Disponible = Ancho Labor  – (ancho cuele + 2 B c )

Tiros Auxiliares de Corona (f.c.=0,8)

)

                    

          

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

Tiros Auxiliares de Zapatera

                                                

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Se desea realizar un túnel de 4x3,5 m 2 en una roca con presencia de humedad teniendo los siguientes datos:         

Radio Arco = 2,2 m Diámetro de Perforación = 1 ¾ ”

N° Tiros de Alivio = 3 Diámetro Tiros de Alivio = 3” Desviación por empate (  ) = 10 mm Desviación Angular (  ) = 5 mm

Rendimiento Voladura = 95% Resistencia a la tracción Granodiorita (roca dura)= 152,96 kg/cm 2 Explosivos disponibles: Amongelatina 80%:



Softron:



Anfo a Granel:

Se pide calcular lo siguiente: a) b) c) d)

             







Profundidad a barrenar según Holmberg. Avance real de la Tronadura. N° de secciones del cuele según Ash. Espaciamiento y burden máximo si la relación E/B es de 1,20.

Desarrollo a) Profundidad a barrenar según Holmberg

         √ √      √ √                        

b) Avance real de la Tronadura

                                  

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c) N° de secciones del cuele según Ash.

   √ √   √ √                                                     [  ]           √  √  √√               √  √   √√ √√               √  √   √√  Secciones de rainura se limitan por

Distancia entre diametros (X):

1° Seccion del Cuele:

2° Seccion del Cuele:

3° Seccion del Cuele:

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4° Seccion del Cuele:

               √ √     √ √           √ √    √ √  

Entonces la cantidad de secciones para la rainura sera de 3 secciones.

d) Espaciamiento y burden máximo si la relación E/B es de 1,20. *Por ser roca dura se ocupa un factor de tronabilidad de 0,7*

     ()            []    []                                 

Emax Y B AMONGELATINA 80%:

Emax Y B SOFTRON:

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                               

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Se debe construir una galería con las siguientes características: 

Sección de Galería: 4 x 4 m 2



Diámetro de Perforación: 1 ¾”



Diámetro Tiro de Alivio: 5”



N° Tiros de Alivio: 2 Rendimiento Voladura: 91% Tronaduras Diarias: 2

 

Determine: a) Profundidad a barrenar según Holmberg b) Días de construcción si la galería es de longitud 36,4 m c) B1 y A1 según Ash Desarrollo: a)

b)

c)

         √ √                  √ √                                                                                                                                [  ]   

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       √ √      √ √    

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Con los siguientes datos calcule las secciones según Holmberg 

Sección de la labor: 4,5 x 4,5 m 2



Diámetro de tiro hueco: 8”



Diámetro de perforación: 1 ¾”



N° de tiros huecos: 1 Desviación angular: 5 mm/m Desviación de empatadura: 10 mm Rendimiento de voladura: 90%

  

(Al momento de realizar el cálculo de cueles según Holmberg tenemos que tener en cuenta los parámetros a evaluar para encontrar la incógnita de B (Burden). Sabemos que B=1,5*DTH si es que se cumple que el 1% de B1 es menor al fc (que se calcula como la suma entre la desviación de empatadura y la desviación angulas multiplicado por la profundidad H a barrenar), si esto no se cumple quiere decir que el B será B=1,7*DTH y B1 se calcula como la resta entre el Burden calculado y el factor de corrección. Por último se sigue el procedimiento de cálculo de secciones de la rainura, la cual es limitada por la raíz del avance se voladura:

   √ √                          √ √ 

Dando las formulas generales ocupadas a continuación:

DTH= 8”= 0,2032 m Dp= 0,04445 m Β= 0,005 m  Α=  Α= 0,01 m

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                                                                   √√                             √ √                                √ √      √ √     √√         

(Al solo tener un tiro hueco no se haya la necesidad de calcular un diámetro equivalente)

(Ahora si 0,2675 m * 1% < fc=0,0373 se podrá seguir a los cálculos de las secciones, de lo contrario se utiliza 1,7*DTH)

(Siguiendo el procedimiento calcularemos el avance de voladura)



1° Seccion del Cuele:



2° Seccion del Cuele:



      √ √     √ √       √√  3° Seccion del Cuele:

       

      √ √     √ √       √√  Facultad de Ingeniería –  Departamento  Departamento de Minas –  Ingeniería  Ingeniería de Ejecución en Minas

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

4° Seccion del Cuele:

       

      √ √     √ √       √√  

5° Seccion del Cuele:

              √ √     √ √          √ √    √ √  

Entonces la cantidad de secciones para la rainura sera de 4 secciones.

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Se desea realizar un banqueo para la remoción de 125.000 toneladas. La densidad de la roca es de 2,7 [ton/m 3] y se perfora una malla cuadrada regular B=E= 6,3 [m] con una altura de banco de 10 [m]. los tiros ti enen un diámetro de 12” y son cargados con Anfo a granel. Datos:

Se pide:

             []

a) H y hc b) N° de tiros a perforar c) Factor de carga Desarrollo: a) Siendo H la profundidad a barrenar, se debe recordar que sera la altura del banco mas la pasadura,

esta ultima se realiza con el fin de evitar la formacion de

 pretuberancias  pretuberancias sobre el el nivel de piso (patas (patas o cayos).

                                      

b) Para calcular el número de tiros se debe calcular el area total de la voladura, de modo que dividiendo por el area de influencia de cada tiro podamos obtener el total de tiros.

                                     Facultad de Ingeniería –  Departamento  Departamento de Minas –  Ingeniería  Ingeniería de Ejecución en Minas

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c) El factor carga sera determinado a partir de la siguiente formula, teniendo cuidado de emplear las mismas unidades.

                                                

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Un polvorazo de 125.000 [ton] de mineral y densidad 2,7 [ton/m 3], malla cuadrada regular y altura de banco 10 [m]. Se perforan 84 tiros de 12’’ de diámetro cargados con AnFo

normal. Donde: T= 0,35 H P = 25% B 3

ρ expl= 0,8 kg/dm

Se pide determinar: a) B y E b) H y Hc a)  A continuación se muestra una vista transversal transversal de un banco, banco, donde: H: longitud de perforación K: altura de banco P: pasadura Hc: altura de carga T: taco

Para determinar Burden y Espaciamiento, es necesario calcular el volumen removido, el cual se calcula teniendo en cuenta el área de influencia de cada tiro por el número de tiros y por la altura de banco, banco, se debe tener cuidado de no confundir con la altura de carga.

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Solución: Masa= 125.000 tons V= 125.000/2,7 = 46.296,29 m

3

E x B x K x nº de tiros = volumen removido Como la malla es cuadrada regular E = B 3

B x B x10 m x 84 = 46.296,29 [m  ] 2

2

B =55,1146 [m  ] B= 7,42 [m] B = E =7,42[m]

b)

H = k +p = 10 + (0,25 B) = 10+ ( 0,25*7,42) H= 11,855 [m] Hc = H –  T  T Hc = H –  0,35H  0,35H Hc = 0,65 H Hc = 0,65 * 11,855 Hc = 7,71 [m]

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Se prepara un polvorazo cuya área es de 30x70 [m 2], material de densidad 2,7 [ton/m 3]. Los tiros tienen un diámetro de 12’’, son cargados con AnFo normal y una altura de banco

de 10 [m]. Se asume: T= 0,25H E/B= 1,5 P= 30%B q= 0,84 [kg/m3] 3

ρ AnFo= 0,8 [ton/ m ]

Se pide: a) b) c) d)

ByE H y Hc Nº de tiros Factor de carga

Solución: a)

   –     –                                                []                       Facultad de Ingeniería –  Departamento  Departamento de Minas –  Ingeniería  Ingeniería de Ejecución en Minas

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Como E= 1,5 B

b)

                                          

c) Para determinar el número de tiros, se calcula el cociente del área total del polvorazo y el área de influencia de un tiro, burden y espaciamiento.

                   

d) El factor de carga se calcula como gramos de explosivo por tonelada removida, en este ejercicio se entrega la carga especifica (q = kg. de explosivo por volumen removido) de modo que se debe multipicar por 1000 para pasar a gramos los kilogramos de explosivo y se divide por la densidad para determinar el tonelaje removido.

   []  []  [ ]  

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Polvorín Se desea generar los polvorines de altos explosivos y de accesorios de acuerdo a una frente de explotación para generar una rampa, el polvorín se creara con capacidad para un mes (30 días) Datos:         

H: 5 [m] T: 0,1H → 0,5 [m]

Diámetro perforación: 45 [mm] Sección: 22,63 [m 2] Rendimiento de avance: 95% (promedio) Tipo de roca: Basáltica (2,8 [Ton/m 3] (G) Tronaduras por turno: 1 Turnos por día: 2 Tiempo Combustión Mecha de Seguridad: 150±10% [s/m] Tiros Tipos de explosivos Metro perforados (por frente) Zapatera 5 Emulex 25 [m] Caja 6 Softron 30 [m] Corona 6 Softron 30 [m] Auxiliar Zapatera 0 Anfo 0 [m] Auxiliar Caja 6 Anfo 30 [m] Auxiliar Corona 4 Anfo 20 [m] Rainura 12 Anfo 60 [m] Total 39 -------------------------195 [m]

Especificaciones de Caja Cartuchos y detonadores Softron Emulex Dinaprimer Rionel MS y LP Cordtex 5W Mecha de Seguridad Fulminante N°8

Peso unitario 141 [gr] 532 [gr] 69 [gr] -----5 [gr/m] de PENT -----------

Tamaño Diametro Largo

3 [mm] x 7 [m]

Udes por Caja 142 47 330 120

Peso por caja [kg] 20 25 22,7 6,9

4 [mm] x 1000 [m]

1000 [m]

15,3

5,2 [mm] x 1000 [m] 6,3 [mm] x 45 [mm]

1000 [m] 10000

24,5 17,3

11/16” x 20” 1 ½” x 16” 7/8” x 6”

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Dimensiones de cajas y sacos Explosivo o detonante Softron Emulex Dinaprimer Anfo a Granel Rionel MS y LP Cordtex 5W Mecha de seguridad Fulminante N°8

Largo 58 [cm] 48 [cm] 45 [cm] 64 [cm]

Ancho 32 [cm] 42 [cm] 39 [cm] 36 [cm]

Alto 23 [cm] 19 [cm] 17 [cm] 12 [cm]

Datos extras ---------------------------------------------------Por 25 [kg] Incluye: 40 [cm] 27 [cm] 35 [cm] Fulminante – Chicote – Conector J-Hook 54 [cm] 28 [cm] 27 [cm] -----------------37,1 [cm] 37,1 [cm] 31 [cm] -----------------34 [cm] 31,5 [cm] 26,5 [cm] ------------------

Diagrama de amarre

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Para empezar los cálculos de kilogramos que se ocuparan para cargar primero se tiene que ver que explosivo se ocupara para dicha acción, en estos casos hay explosivos que son con  forma de velas y otros que son gel (como los hidrogeles) o a granel (como el anfo), estos últimos no son como las velas de explosivos ya que las velas solo ocupan un largo ya que se definen por su diámetro, largo y por lo tanto su volumen determinado, en cambio los explosivos a granel o que en este caso se drenan de una pera que proyecta el anfo con aire a presión generando un confinamiento del explosivo diseminado, ocupan todo el espacio disponible dentro de la perforación, a lo que tendremos que restarle a dicho volumen el espacio ocupado por el cebo y por el taco.

 Al momento de querer calcular calcular dicho volumen que ocupa el anfo debemos pensar ¿Cuál es el espacio ocupado por el anfo? En este caso, el verdadero espacio que el anfo ocupa dentro de la perforación, entonces vemos como formular la solución más lógica de la siguiente manera: 1. Se sabe que la densidad es igual a la razón entre la masa y el volumen, con esto despejando la masa (ya que lo que queremos conocer es cuantos kilogramos se utilizaran) podemos saber que este último es el producto entre el volumen y la densidad. 2. Siguiendo esto para conocer el volumen del explosivo podemos verlo como la diferencia generada entre el volumen del barreno menos el volumen del taco menos el volumen del cebo. NOTA: Siempre ver que explosivo se ocupara como cebo recordando sus propiedades y así elegir el más acorde de acuerdo a la zona en donde se está trabajando, si es que hay  presencia de agua o no, si es una una zona seca o húmeda, húmeda, etc. 3. Sabiendo que la forma del barreno o la perforación, al igual que del cebo y la forma que toma el taco es circular, el volumen de un cuerpo cilíndrico es “pi” por el radio al cuadrado por el largo del cuerpo cilíndrico o también “pi” por el diámetro al cuadrado por el largo del cuerpo cilíndrico dividido por cuatro. Facultad de Ingeniería –  Departamento  Departamento de Minas –  Ingeniería  Ingeniería de Ejecución en Minas

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4.  Al calcular el volumen del barreno, del taco y del cebo, estos se restan dando el volumen que el explosivo (que en nuestro caso es a granel) ocupara. 5. Para sacar los kilogramos a ocupar dentro de la perforación se deja la densidad en 3 3 unidades de medida de kg/m   para así los m se van y solo nos quedan los kilogramos. NOTA: se recuerda que se debe trabajar siempre en metros para una mayor comodidad y  facilidad al momento momento de trabajar trabajar con los datos. datos. Después de esto se sigue el procedimiento para calcular los kilogramos por frente, por día y por mes que se ocuparan dentro de la construcción de nuestra rampa, además del número de sacos que se ocuparan también. Para el resto de los explosivos se tiene que ver tanto la longitud del explosivo como el explosivo que se ocupara como cebo, ya que si el cebo es el mismo que el explosivo secundario a ocupar, dentro de la formula no es necesario restarle la prima para saber cuántas velas se utilizaran. Lo demás se saca por lógica siguiendo los mismos patrones para su cálculo ya que lo que más nos interesa dentro de todo es el número de cajas o sacos a ocupar (dependiendo del explosivo) y sus kilogramos para la conversión a la unidad de kilogramos de dinamita a 60%, al calcular estos se hace la sumatoria de las equivalencias dejando en claro cuántos kilogramos estarán en el polvorín primario o de accesorios y el polvorín secundario o de altos explosivos.  Aquí está la tabla de las equivalencias ocupadas a dinamita 60%, las cantidades de explosivos que se indican a continuación, se considerarán equivalentes 1 Kg. De dinamita 60 % (Amongelatina, (Amongelatina, Gelatina explosiva, tronex y otros productos de composición similar): -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------TIPOS DE PRODUCTOS Equiv. 1 Kgs. Din. 60 % -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1.- Mechas o guías para minas (Mecha de Seguridad) 1.800 Mts. 2.- Cordón detonante principal, según peso de PETN por unidad de longitud (5 grs / m) , en promedio (Cordtex 5W). 160 Mts. 3.- Detonadores N ° 6 o Conectores 750 Udes. 4.- Detonadores N ° 8 560 Udes. 5.- Dinamita permisible para carbón 2 Kgs. 6.- Nitrocarbonitrato (Sanfo, Anfo, Tronita, Mexal) 4 Kgs. 7.- Acuageles o slurries de diámetro inferior a 3" (Hidrex) Iremito (Emulex). 2 Kgs. 8.- Pólvora negra 9 Kgs. 9.- Pentolita (APD), Mexatol 0,8 Kgs. 10.- Pentrita (Tetranitrato de Pentaeritrita o PETN.) 0,8 Kgs. Facultad de Ingeniería –  Departamento  Departamento de Minas –  Ingeniería  Ingeniería de Ejecución en Minas

Universidad de La Serena Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas 11.- Pentrita con 10 % de agua 12.Trotil (Trinitrotolueno) (Trinitrotolueno) o TNT 13.- Tiros industriales para horno 14.- Noneles, Tecnel, Rionel. 15.- Explora 16.- Acuageles o Slurries de diámetro superior a 3 " (Hidrex). 17.- Dinamita con más de 30 % de Nitroglicerina - Tronex. 18.- Nitrato de Amonio Confinado 19.- Nitrato de Amonio sin confinar

0,9 Kgs. 0,9 Kgs. 50 Udes 375 Udes. 1.000 Mts. 4 Kgs. 1 Kgs. 5 Kgs. 50 Kgs

 Al finalizar todos estos cálculos y calcular los Kg de dinamita a 60%, se calculan las distancias de seguridad hacia edificios, caminos públicos y líneas férreas los cuales dependerán si el polvorín es con parapeto, sin parapeto, enterrado o subterránea. Por último se hace el dibujo de la colocación de las cajas y/o sacos de explosivos que  fueron calculados para almacenar en el polvorín, los cuales tienen que cumplir mínimo los l os siguientes puntos:



 





La distancia entre cajas, la distancia entre las cajas y la pared y la distancia entre las cajas y el techo debe ser 1 metro aproximadamente para el paso del personal vigilante del área. Las cajas deben estar apiladas, máximo hasta 10 cajas de altura. No pueden ubicarse cajas que sean rodeadas por todos sus lados por otras cajas, ya que esto puede generar que no se pueda supervisar bien el estado de algunos explosivos por estar cubiertos por otros. Si el piso es de tierra se recomienda colocar un paleo de 10 cm de alto debajo de las cajas y/o sacos (aunque es recomendable siempre colocar un paleo para la circulación del aire). Los sacos deben estar apilados máximo 5 sacos de alto con un tubo de PVC entre medio para así lograr la circulación del aire por los sacos.

 Ahora comencemos comencemos a desarrollar desarrollar los cálculos: cálculos:

                                   

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Kg ANFO:

NOTA: La cantidad de tiros se calcula verificando la cantidad de barrenos que se rellenaran con ANFO y el número de días se calcula multiplicando el mes que se relaciona a 30 días  por el número número de tronadura tronadura que se da da por día.

Kg de Softron:

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                                                              

NOTA: Al calcular el número de cartuchos a utilizar por tiro los decimales se aproximan siempre al menor, esto se debe a que uno no puede cortar una vela de explosivo, eso esta estrictamente prohibido además de la peligrosidad de la acción.

Kg Emulex:

                                                                                                              

Kg Dinaprimer:

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                                                                                                                                                                                     Kg Rionel:



Rionel ms:



Rionel LP:

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Kg Cordtex 5W:     

                                                                                      

Kg Mecha de Seguridad:     

Kg Fulminante común N°8:     

Resumen de Cajas y Sacos:

Saco ANFO Caja Softron Caja Emulex Caja Dinaprimer Caja Rionel ms Caja Rionel LP Caja Cordtex 5W Caja Mecha de Seguridad Caja Fulminante N°8 Total

N° de Cajas y Sacos 300 sacos 46 cajas 71 cajas 7 cajas 6 cajas 14 cajas 1 caja 1 caja 1 caja 300 sacos 147 cajas

Kg a Consumir 7494,96 kg 913,68 kg 1755,6 kg 140,76 kg 41,4 kg 93,15 kg 14,688 kg 5,88 kg 0,1038 kg 10460,2218 kg ---------------

Kg por N° de Cajas 7500 kg 920 kg 1775 kg 158,9 kg 41,4 kg 96,6 kg 15,3 kg 24,5 kg 17,3 kg 10549 kg --------------

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Saco ANFO Caja Softron Caja Emulex Caja Dinaprimer Caja Rionel ms Caja Rionel LP Caja Cordtex 5W Caja Mecha de Seguridad Caja Fulminante N°8 Total

N° de Cajas y Sacos 300 sacos 46 cajas 71 cajas 7 cajas 6 cajas 14 cajas 1 caja 1 caja 1 caja 300 sacos 147 cajas

Udes. a Consumir

Udes. por N° de Cajas

------------5760 un 3300 un 2040 un 720 un 1620 un 960 m 240 m 60 un 13500 un 1200 m

------------5822 un 3337 un 2310 un 720 un 1680 un 1000 m 1000 m 10000 un 23869 un 2000m

Equivalencia cartuchos y detonantes con 1 kg de dinamita 60%:

ANFO:

Softron:

Emulex:

Dinaprimer:

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Rionel ms:

Rionel LP:

Cordtex 5W:

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Mecha de seguridad:

Fulminante N°8:

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Polvorín Secundario dinamita 60% (Altos Explosivos):

ANFO Softron Emulex Dinaprimer Total

1875 kg dinamita 60% 920 kg dinamita 60% 887,5 kg dinamita 60% 158,9 kg dinamita 60% 3841,4 kg dinamita 60%

Polvorín Primario dinamita 60% (Accesorios): (Accesorios):

Cordtex 5W Mecha de Seguridad Rionel ms Rionel LP Fulminante N°8 Total

6,25 kg dinamita 60% 0,56 kg dinamita 60% 1,92 kg dinamita 60% 4,48 kg dinamita 60% 17,86 kg dinamita 60% 31,07 kg dinamita 60%

NOTA: Al tener las equivalencias de los explosivos a dinamita 60%, fácilmente podemos calcular el factor de carga que es la razón entre los gramos de explosivo en relación al anfo y las toneladas a remover, asi sabiendo que 4 kilogramos de anfo equivale a 1 kilogramo de dinamita 60%, se suman todos los explosivos a dinamita 60%, se multiplican por 4 y se divide por el tonelaje a remover. 2

Por ejemplo sabemos que la sección tiene 22,63 m   y el avance promedio de voladura es 90%, entonces podemos sacar el avance y multiplicarlo por el área, eso nos dará el volumen a remover, y teniendo una densidad de roca podremos calcular las toneladas a remover, entonces siguiendo este ejercicio demos que la densidad de roca en este ejemplo 3 2 será de 2,7 [ton/m  ], entonces 22,63 m  multiplicado por 5 que a la vez esta multiplicado  por el porcentaje de avance que se tiene que es de un 90% nos da un volumen de 101,835 3 3 m  , y este resultado multiplicado por la densidad que nos dimos que es de 2,7 ton/m  nos da un total de 274,9545 toneladas removidas por frente, lo multiplicamos por el número de tronaduras hechas al mes que es 60 y nos da un total de 16497,27 toneladas a remover mensualmente y al tener la equivalencia de dinamita 60% mensual de los explosivos entonces sumamos las equivalencias de los altos explosivos con los de los accesorios lo cual nos da una totalidad de 3872,47 kg dinamita 60%, multiplicado por 4 y dividido por las 16497,27 toneladas, queda el resultado del factor de carga que según este ejemplo es 0,9389 kg/ton, pero siendo las unidades de medida gr/ton lo multiplicamos por 1000 y queda finalmente 938,9 gr/ton.

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Distancias de Seguridad: (Las distancias de seguridad se sacan por formula siendo W la cantidad de explosivo en kg dinamita 60%)



Altos Explosivos

a) Polvorín con parapeto

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b) Polvorín sin parapeto



Accesorios

a) Polvorín con parapeto

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b) Polvorín sin parapeto

Distancia entre polvorines:

(Es la distancia de separación mínima que deben tener los polvorines en donde se toma una constante K dependiendo si el polvorín tiene parapeto o no y también dependiendo si es móvil, de superficie, enterrado, subterráneo, etc., donde también tiene un valor W el Facultad de Ingeniería –  Departamento  Departamento de Minas –  Ingeniería  Ingeniería de Ejecución en Minas

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cual es el valor de la suma entre los altos explosivos y los de accesorios expresado en kg dinamita 60%). a) polvorines de “Superficie Permanente sin parapeto”. b) polvorines de “Superficie Permanentes con parapeto”. c) polvorines de “Superficie Móviles sin parapeto”. parapeto”. d) polvorines de “Superficie móviles con parapeto”. e) polvorines “Enterrados y subterráneos”.

a) b) c) d) e)

K = 5,5 K = 2,5 K = 5,5 K = 2,5 K = 1,5

       √ √ √ √   √ √ √ √                               √ √ √ √   √ √ √ √                               √ √   √ √     

NOTA: Si en este caso están haciendo el calculo de polvorines enterrados o subterráneos, además de sacar la distancia entre polvorines, se debe calcular también el espesor de tierra que debe tener el polvorín para estar en una zona segura para las personas calculándose un X y un Y, siendo X la distancia mínima horizontal de tierra, entre un  polvorín Enterrado o Subterráneo y la entrada de la galería más próxima de trabajo e Y el espesor mínimo de tierra vertical o distancia vertical, que recubre una galería o socavón,  para un almacén subterráneo subterráneo o enterrado que contiene una capacidad máxima de “W” kg 3 de dinamita 60% y una densidad de roca “G” en Ton/m . Las fórmulas de X e Y son:

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Para los almacenes subterráneos este espesor mínimo vertical puede ser hacia arriba o hacia abajo a túneles o galerías ubicadas bajo el almacén y para los almacenes enterrados, el valor de “Y” puede reducirse a la mitad si el terreno sobre el almacén es tá cercado en un radio de 25 m.  Aquí se muestra muestra una tabla tabla con algunas de de las densidades densidades más comunes: comunes:

Geologia del Terreno Roca basáltica Roca granito Mármol Pizarra

Densidad (Ton/m3) 2,8 Ton/m3. 2,7 Ton/m3. 2,6 Ton/m3. 2,4 Ton/m3.

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Arenisca Yeso Caliza Bituminosa Toba Arena Húmeda Arcilla alfarera Tierra caliza Tierra arcillosa Tierra corriente Tierra vegetal

2,4 Ton/m3. 2,2 Ton/m3. 2,2 Ton/m3. 1,8 Ton/m3. 1,7 Ton/m3. 1,85 Ton/m3. 1,50 Ton/m3. 1,60 Ton/m3. 0,64 Ton/m3. 0,86 Ton/m3.

Distribución del Polvorín:

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Largo = 8,06 [m]  Ancho = 7,6 [m]  Alto = (0,23*10)+1+0,10= 3,4 [m] NOTA: para calcular el alto solo basta ver cuál es o será la pila más alta, si es que existen más de una pila que sea de 10 cajas se ve que caja es más alta y se calcula con la altura de esa caja.

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Se desea diseñar un polvorín de superficie permanente sin parapeto a 30 días, para el almacenaje de los explosivos que se usaran en la construcción de un socavón con presencia de humedad producto de las infiltraciones de un acuífero. Determine la cantidad de cajas de Softrón, Emulex y la cantidad de sacos de Anfo. Además deberá definir que explosivo ocupará en cada zona de la frente y los metros a perforar. Datos: Datos: H: 4 [m] Diámetro de perforación: 1 ¾”

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t = 0,42 [m] Sección= 25,62 [ ] Tronaduras por turno= 1 Turnos por día= 2

Zapatera Caja Corona Auxiliar Zapatera Auxiliar Corona Auxiliar Caja Rainura Total

TIROS 6 6 6 0 5 6 12 41

Especificaciones cajas Cartuchos Peso por unidad SOFTRON 141 g EMULEX 531 g

Tipos de EXPLOSIVOS Emulex Softron Softron Emulex Emulex Emulex -

Tamaño unidad

Dimensiones de las cajas y saco Explosivo Largo SOFTRON 58 cm EMULEX 49 cm ANFO 64 cm

11/16’’ * 20’’ 1 ½’’ * 16’’

Unidades por caja 142 47

Ancho 32 cm 42 cm 36 cm

Metros perforados 24 24 24 20 24 48 164

Peso por caja 20 kg 25 kg

Alto 23 cm 19 cm 12 cm

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Nota: los sacos de Anfo son de 25 kgs Emulex:

Softron:

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No se ocupa anfo ya que hay presencia de agua. Facultad de Ingeniería –  Departamento  Departamento de Minas –  Ingeniería  Ingeniería de Ejecución en Minas