Mescla de Explosivos

7/25/2019 Mescla de Explosivos

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Semana 5

Msc. Carlos Reátegui Ordoñez

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2.2.4 Mezclas de explosivos

En minería se pueden combinar explosivos como el ANFO

y las emulsiones matriz en proporciones variables.

Estas combinaciones se llaman Anfos Pesados (heavy ANFO´s).

La combinación se realiza por razones de aumentar la

potencia o aumentar la capacidad de resistencia al agua.


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Energía explosiva de mezclas :

La elección del explosivos es importante debido a que es

el factor mas importante para la fragmentación de roca,debido a que es la energía Qc la que determina la cantidad

de gases a alta temperatura producidos de la reacción del

explosivo

Este energía Qc. esta dada por los ingredientes y

productos del explosivo y supone un costo.


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Podemos obtener mucha energía Qc de los altos

explosivos, sin embargo el costo será elevado.

Las mezclas explosivas no dan una buena gama de aporteenergético a un costo mucho mas bajo, este diferencial

hace que sea tan importante su uso sobre todo en minería

superficial.

En el grafico siguiente se ve la energía útil como funciónde la presión para un ANFO (d=0.8g/cc) y Anfo pesado

(d=1.30 g/cc)


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Se puede deducir de esta grafica que el ANFO produce

mayor energía si los gases se expanden completamente

hasta las 100 atm. A partir de este punto los HA producen

una presión final mas alta por unidad de peso.

Es importante poder comparar estos valores de energía a

diferentes estados de presión, debido a que se sabe con

certeza que la fragmentación se inicia en la zona de alta

presión generada por la reacción del explosivo y terminamucho antes de que la presión de gases alcance una

atmosfera.


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Se piensa que:

En rocas competentes el trabajo de expansión de gases

termine bajo presiones de 5000 a 2000 atm.

En rocas suaves el trabajo de expansión puede continuar

hasta presiones de 1000 atm pero no menos de cientos de

atmosferas


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Resistencia al agua:

Otra razón para la mezcla de emulsión y ANFO es la

capacidad de este para poder resistir al agua.

La capacidad esto va aumentando de acuerdo al

porcentaje de emulsión agregado al ANFO

(X%emulsión

:Y% ANFO

) y la capacidad se gradúa en una escalade 0 (ninguna resistencia) a 5 (excelente resistencia)


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En la grafica se ve las etapas en que la emulsión

“impermeabiliza” al ANFO logrando que este no sea

atacado por el agua.



"Q" "A" Potencia Potencia

Energia energía útil util util

Producto Densidad1 Resistencia termoquímica (mj/kg) Relativa por Relativa por VOD

g/cc el agua (mj/kg) @ 1000 atm Peso Volumen

25°C @1000 atm @1000atm

ANFO 0.8 0 3.75 2.03 1.00 1.00 20 4,450.00

HA

Emulsión : ANFO 20:80 1.05 0 3.55 2.19 1.08 1.38 33 4,998.50

25:75 1.13 1 3.50 2.25 1.11 1.52 37 5,151.00

30:70 1.20 2 3.45 2.30 1.13 1.66 42 5,303.30

35:65 1.25 3 3.40 2.32 1.14 1.74 46 5,394.70

40:60 1.30 4 3.35 2.36 1.16 1.85 50 5,516.60

45:55 1.35 5 3.30 2.38 1.17 1.93 54 5,608.00

50:50 1.30 5 3.25 2.30 1.13 1.79 49 5,455.70

55:45 1.30 5 3.20 2.27 1.12 1.77 48 5,394.70 Mezcla

Bombeada

60:40 1.30 5 3.15 2.24 1.10 1.75 47 5,333.70

65:35 1.30 5 3.10 2.21 1.09 1.73 47 5,272.80

70:30 1.30 5 3.05 2.17 1.07 1.69 46 5,211.80

72:25 1.30 5 3.00 2.14 1.05 1.67 46 5,151.00

80:20 1.30 5 2.95 2.11 1.04 1.65 45 5,090.00

Potencia del

taladro (Katm)

Mezclas de HA usadas en minería



Explosivos de densidad variable

La densidad del explosivo influye en:

La cantidad en Kg. de explosivo presente en la columna explosiva

La velocidad de detonación del explosivo (es directamente

proporcional).

La aplicación de los explosivos se basa en la calidad del

macizo rocoso y la interacción del explosivo con este, seha observado que:


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1. En macizos suaves o altamente fracturados se necesitan bajas

VOD por consiguiente baja densidad.

2. En macizos competentes y poco fracturados se necesita alta

VOD y por consiguiente alta densidad del explosivo.

Los macizos rocosos en la practica suelen tener diferentes

características que varían de sector a sector.

Se nesecita contar con un explosivo donde se pueda

variar su densidad de acuerdo a la necesidad del macizo

rocoso cargado.


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Los explosivos de densidad variable son aquellos que se

pueden fabricar en el campo y obtener la densidad que se

desea.

Estos explosivos están formulados en base a emulsiones y

a poli estirenos expandidos (EPS).

El EPS actúa como sensibilizador de la emulsión matrizademás de que la densidad (peso/volumen) variará en

función a la cantidad que se agregue.


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También existen emulsiones gasificables que pueden estar

combinadas con ciertos porcentajes de ANFO y nos dan

variaciones de la densidad.

La adición de ANFO proporciona la capacidad de variar la

la fuerza y energía generada durante detonación.

El contenido de emulsión aumenta la resistencia al aguadel producto.


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2.2.5 Iniciadores

Los iniciadores son altos explosivos que permiten detonara los agentes de voladura, la presión necesaria para iniciar

una columna explosiva debe ser mayor a la presión de

explosión del agente de voladura a iniciar


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Booster o Aumentadores :

Debido al alto uso de ANFO, Hidrogeles y Emulsiones a

granel en minería, además de el incremento de losdiámetros y altura de los taladros se tiene La necesidad

de contar con un iniciador altamente energético.

Los booster son aumentadores compactos de alta presiónde detonación. Que pueden estar fabricados de TNT

(trinito tuoleno), PENT (tetranitrato de pentaeritrito) y RDX

(ciclonita) y mezclas de estos altos explosivos.


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Aumentadores de Pentolita Estos contiene una combinación de

50% de TNT y 50% de PENT, aunque algunos fabricantes ofrecen

presentaciones de 60% de PENT.

Booster de composición B Con este nombre se conocen los boosterque contienen 60% de RDX y 40% de PENT

Aumentadores tipo “TORPEX” Son los que contienen RDX, TNT y

aluminio.

Aumentadores tipo Amatol/sodatol Son los de Pentolita que

contienen % de Nitrato de Sodio o Nitrato de Amonio


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Teóricamente el diámetros iniciador debería ser igual al del

taladro donde se coloca el agente explosivo, en la practica

esto no es posible debido al costo y los problemas

operativos que esto supone.

En el mercado existen muchas presentaciones cuyos

rangos detallamos:

peso : 0.6 g - 2.2 kg

densidad: 1.55g/cc – 1.70 g/cc

VOD: 6100 -7600 m/s


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Todos los booster de dimensiones mayores están

diseñados para ser iniciados por fulminantes ( #8 o mayor)

y tiene diferentes configuraciones de fabricación para que

estos sean colocados junto a los detonadores o cordon

detonante.

Los booster de dimensiones menores se han diseñado

para ser iniciados por cordón detonante, existen también

booster cónicos que son mas usados en minería decarbón.


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Aumentadores en base a Nitroglicerina:

El aumentador en base a nitroglicerina se refiere a

compuestos iguales o parecidos a las dinamitas

gelatinosas o “extra”.

Se debe procurar que este sea siempre gelatinizado cuya

potencia sea mayor al 60%, para asegurar la presión de

detonación requerida.


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Existen varias presentaciones: cartuchos de papel,

cartuchos o envases de plástico. Tambien se usa

emulsiones sensibilizadas como iniciadores.


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2.2.6 Explosivos binarios

Los explosivos de dos componentes o binarios se obtienen

al mezclar dos ingredientes químicos pre envasados.

Estos consisten de oxidantes, líquidos o solidos

inflamables, los cuales individualmente no califican como

explosivo, pero al mezclar forman compuestos detonantes.

No son usados normalmente, su uso es en aplicaciones

especiales.


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