87269_MATERIALDEESTUDIO-TALLER.pdf

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INTERCADECONSULTANCY & TRAINING

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ESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS EN PERFORACION Y

VOLADURA EN MINERIA SUPERFICIAL

Ph. D. Carlos Agreda TurriateConsultor INTERCADE

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“ESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS EN PERFORACION Y

VOLADURA EN MINERIA SUPERFICIAL.”

IntroducciónIntroducciónTeniendo en cuenta que este tercer milenio ha sido denominado “ElMilenio del Conocimiento”; lo que significa que si se quiere sercompetitivo en cualquier rama del saber humano y especialmente losactores inmersos en la industria minero-metalúrgica, deben y tienenque capacitarse y actualizarse con la misma frecuencia con la que laciencia y la tecnología avanzan día a día.

P h.D – Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

Sobre todo en la actualidad la importante actividad de la industriaminero-metalúrgica debe ser estudiada e investigada en formaintegral, teniendo en cuenta la cadena de valor que posteriormenteserá explicada en forma conceptual y con diversos casos-estudio.

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1

Diagrama conceptual mostrando las principales disciplinas que deben ser tomadas en cuenta para

optimizar la fragmentación.

Ingeniería de Rocas.(Geología estructural, Mecánica de rocas,

Geomecánica, etc.)


Ingeniería de explosivos2 Ingeniería de Diseño.

3

4

INGENIERIA DE ROCAS

IntroducciónUn macizo rocoso, en lo referente a voladura, consiste deuno o mas tipos de roca las cuales están inter-sectadasppor un sistema de discontinuidades.Estas discontinuidades son referidas frecuentemente poruna variedad de términos, entre los cuales se tienen:• Contactos.• Fallas.• Zonas de cizallamiento.


• Fracturas.• Planos de pandeo.• Fisuras.• Rellenos, etc., etc.

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EFECTO DE LA EXCAVACION EN EL CAMPO DE TENSIONES

Mientras no se altere la continuidad del macizo rocoso,este se mantendrá en equilibrio estático, debido al estadode confinamiento natural en que se encuentra.


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EFECTO DE LA EXCAVACION EN EL CAMPO DE TENSIONES

G X

Al practicarse unaexcavación, se altera el

A

B

C

DE

G Xequilibrio pre-existente ylas tensiones de camposon obligadas aredistribuirse alrededorde la excavación, talcomo se observa en lafi

A

B

C

D


F Y

figura.

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Las discontinuidades en el macizo rocoso actúan paradefinir blocks de la roca pre-formados, y la distribución delos tamaños de estos block de roca pre-formados puedenser el factor mas importante para obtener una buenafragmentación como resultado de la voladura y a un costofragmentación como resultado de la voladura y a un costomínimo en US$/Tm fragmentada.Uno de los aspectos críticos en la voladura de cualquiertipo de roca; es la selección del diámetro de los taladros,desde que este determina todos los otros parámetros dediseño, tales como:


• Burden (B).• Espaciamiento (S).• Sobre perforación (S/D).• Taco (T).

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El diámetro del taladro es muy importante particularmenteen macizos rocosos estructurados donde gran cantidad depedrones son generados por la voladura en macizosrocosos muy fracturados.

Como regla general, lasrocas masivas y blockosasrequieren explosivos queproduzcan una altavelocidad de detonación(VOD) y una alta presión de


(VOD) y una alta presión dedetonación (P2).

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Los tipos de roca muy fracturados requieren mayor heavey una baja velocidad de detonación (VOD) y una bajapresión de detonación (P2) y el explosivo que cumpleaproximadamente con estas características es el AN/FO.


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CARACTERISTICAS FISICO-MECANICAS DE LAS ROCAS

Generalmente la aplicación de las propiedades de las rocas, selimitan al modelamiento de las fragmentación y a los dañosproducidos por la voladura.Las principales características físico-mecánicas de las rocas,las cuales son usadas para el modelamiento de un disparoprimario; entre otras son:

• Resistencia compresiva dinámica (Scd).• Resistencia tensional dinámica (Std).


( )• Modulo de Young dinámico (Ed).• Densidad de la roca (R).• Porosidad de la roca (Rp).• Propiedades sísmicas (propagación de las ondas: P, S y V).

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• RQD• RMRS• Q de Barton, etc., etc.

La dureza es frecuentemente usada y es probablementej d fi id té i d bi ió d lmejor definida en términos de una combinación de la

resistencia compresiva y la densidad de la roca.


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INFLUENCIA DE LAS CONSTANTES ELASTICAS DE LAS ROCAS EN LA FRAGMENTACION

PRODUCIDA POR UNA VOLADURA

Para obtener una adecuada u optima fragmentación comoresultado de una voladura de rocas, es imprescindibleconocer las constantes elásticas de las rocas, así como losmétodos para su determinación, estos parámetros sonfundamentales para el diseño y explotaciones mineras.

Introducción


Se debe resaltar que las constantes elásticas son lasdinámicas, ya que durante el proceso de la voladura todoes dinámico.

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La determinación de las constantes elásticas de las rocaspor métodos directos resulta extremadamente difícil, yaque los testigos observados en laboratorio, no incluyen lasdiscontinuidades estructurales y cambios litológicos dely gmacizo rocoso del que proceden.

Para obtener una muestra representativa seria necesarioque tuviera al menos unas dimensiones 10 veces mayoresque la distancia media entre discontinuidades o planos defractura.L d i h di i id h i l d i ió d l


La tendencia se ha dirigido hacia la determinación de lasconstantes elásticas de las rocas a través de la geofísica ymediante la pulsación ultrasónica.

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Antes de analizar las propiedades elásticas de las rocas, espreciso enfatizar algunos parámetros relevantes como:

LIMITE ELASTICO DE HUGONIOT

• Las altas presiones de detonación de los explosivos,especialmente en la proximidad de los taladros, puedenllegar a ser superiores a 10 Gpa,

• Los Módulos de Young están aproximadamente a 50GPa y,

• la resistencia a la compresión de la mayoría de las rocas


p yvaria entre 0.1 a 0.4 Gpa.Bajo estas condiciones la aplicación estricta de la teoríade la elasticidad no daría resultados muy positivos.

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En la practica , las rocas presentan un alto limite elástico

de Hugoniot, para esfuerzos por debajo de este limite las

rocas actúan elásticamente y no experimentan ningún tipo

de deformación permanente.

Como los limites de Hugoniot para la mayoría de las rocas

varia entre 4 y 11 GPa (Harries 1979) se supondrá un

comportamiento elástico de estas. Para esfuerzos por


p p

debajo de este limite las rocasactúan elásticamente y no

experimentan ningún tipo de deformación permanente.

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Para determinar las deformaciones elásticas provocadaspor el proceso de la voladura, es preciso definir los móduloselásticos del material mediante métodos dinámicos

MODULO DE YOUNG DINAMICO

(sísmicos) mejor que estáticos (mecánicos).

1/

4322

22

sp

spd VV

VVE


uVE sd 12 2

O

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RELACION DE POISSONEs una relación entre deformaciones

Deformación axial y lateral de un cilindro F

A

De

Δe

ΔD 2


Relación de Poisson, siempre es positiva y menor a 0,50x Esfuerzo axial

IIDD

axialnDeformacio

ltransversanDeformacio

x

y

//

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La influencia del índice de Poisson es menos evidente peropuede relacionarse con la fragmentación, el índice dePoisson indica como el material almacena y libera energía.

RELACION DE POISSON DINAMICO

y gAsí una roca con alto valor almacenara energía masfácilmente que otra con un valor inferior. Por ello la , paraun nivel de energía , se esperara una mejor fragmentaciónde la roca cuando el índice de Poisson sea bajo.

1/2/ 2

2

sp VVVV


1/2 sp VV

Se observa que el coeficiente de Poisson dinámicodepende de la velocidad de la onda P y de la velocidad dela onda S que se propaga en el macizo rocoso.

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MODULO DE BULK O COMPRESIBILIDAD K

Sirve para estimar la proyección de la roca, pues la presiónde los gases que dentro de las grietas empujan a la rocahacia el frente libre es función del modulo de Bulk.Considerando un cuerpo de volumen V, que está sometidop , qa una fuerza de compresión uniforme en todas lasdirecciones y en consecuencia disminuirá su volumen enuna cantidad V, la compresión ejercida sobre este cuerpoes proporcional a la deformación, es decir a la relaciónentre la variación del volumen y el volumen primitivo deeste cuerpo antes de la aplicación de la compresión según:


Scompresión = k(V/V)

En donde la constante de proporcionalidad k se denominacompresibilidad.

20

El valor recíproco de la compresibilidad.

1/k = k' = Scompresión/(D V/V), se denomina módulovolumétrico.

Existen las relaciones siguientes entre las constantesExisten las relaciones siguientes entre las constanteselásticas arriba introducidas:

= [ 2(1 + )] y

k = E/[ 3(1 - 2 )]


Las ondas sísmicas se propagan en las sustancias sólidasde tal modo, que la deformación de las partículas, queconstituyen la sustancia sólida, pasan por la sustancia conuna velocidad, que depende de sus propiedades elásticasy de su densidad.

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MODULO DE BULK DINAMICO

213/3/4 22 dsp EVVK dsp


22

Módulo de Rigidez

Se utiliza para describir el corte, considerando el cortesimple “η” como producto de un esfuerzo cortante “” y elMódulo de Rigidez , definido por: = Gη

Por el uso de álgebra de tensores el Módulo de RigidezPor el uso de álgebra de tensores, el Módulo de Rigidezse relaciona con el Módulo de Young y la Relación dePoisson, según la siguiente expresión:

12E

G

Módulo de corte dinámico


Módulo de corte dinámico

12/2dsd EVG

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Farmer (1968) menciona que las relaciones entre E yPoisson con otras constantes elásticas y físicas fueron

CONDICIONES QUE SE CUMPLEN CON LAS CONSTANTES ELASTICAS DINAMICAS

analizadas por Judd y Huber , estas concluían que entodas las rocas analizadas existe una relación lineal entreel modulo de elasticidad de cizallamiento , entre el modulode elasticidad y la resistencia de compresión uniaxial.larelación entre G y E es aproximadamenteE= 2.5G .


Generalmente el valor constante de Poisson = 0.25 ,ya quela mayoría de las rocas tienen este valor aproximado.

24

Las constantes elásticas dinámicas de una roca pueden

ser calculadas con la velocidad de las ondas elásticas

VELOCIDAD DE LAS ONDAS ELASTICAS

ser calculadas con la velocidad de las ondas elásticas,

ondas longitudinales P, en las que el desplazamiento de las

partículas es en la misma dirección que el movimiento y las

ondas transversales S, en las cuales el desplazamiento es

normal a la dirección de propagación.


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25

Diagrama conceptual muestra la malla de elementosfinitos para definir las acciones sísmicas.


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En la compañía minera “CAT SAC”, se llevara a cabo laoperación minera unitaria de voladura, y se tiene la siguienteinformación:

APLICACION PRACTICA Nº 5

información:• Roca caliza con densidad de 2.4 Tm/m3 la resistencia

compresiva uniaxial es de 20 MPa.

Se pide:i. Determinar el tipo de explosivo que se usaraii. Determinar las constantes elásticas estáticas y


ydinámicas , para obtener buena fragmentación.

iii. Discutir los resultados.

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SOLUCION

La relación de Poisson es aproximadamente = 0.25 parauna gran mayoría de rocas.Según Judd y Huber, establece la siguiente relación:

E = 350c constantes elásticas estáticas

Reemplazando valores, se tiene:E= 350 x 20MPaE= 7000MPa


Se tiene la siguiente relación entre las velocidades:

Donde VL = VT

uu

VV

T

L

2112

28

Donde :Ed = modulo de Young dinámico

uVE sd 12 2

p= densidad de la rocaVs= velocidad de la onda transversal.

Se tiene otra forma para determinar la velocidad de laonda P

Ed 1


uu

uEdVp

2111

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Se debe determinar Vp, en función de E dinámico, paraluego aplicar impedancia y seleccionar el tipo deexplosivo a usar.

Edinámico = [5-13] Eestático.[ ]

Reemplazando valores, se tiene:

Edinamico = 6 x Eestatico.


Edinamico =6 x 7000MPa.

Edinamico = 42000 Mpa.

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Este valor se reemplaza en la formula siguiente:

Ed. (1-u)

p. (1+u).(1-2u)Vp=Vp= 4580m/s

Aplicando la ecuaciòn de la impedancia:

PRocklosivo VVOD exp


2.4 Ton/m3 x 4580 m/s = explosivo confinado x VOD

10992Ton/m2s = explosivo confinado x VOD

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La impedancia del explosivo debe ser lo mascercanamente posible a la impedancia de la roca, paraobtener buena fragmentación.

El explosivo que cumple con esta condición es laó O /emulsión ya que tiene una VOD= 5000m/s


10992 =5000xexplosivo confinado

explosivo confinado= 2 1984gr/cm3


explosivo confinado= 2.1984gr/cm3

explosivo no confinado = 2.1984 / 1.4

explosivo no confinado =1.57 gr/cm3

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Entonces se puede utilizar la Emulsión; también, sepuede utilizar el ANFO pesado y obtener buenafragmentación.


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En el proceso de voladura de rocas es importanteconocer las constantes elásticas estáticas, pero muchomas importante es conocer las constantes elásticas

CONCLUSIONES

mas importante es conocer las constantes elásticasdinámicas; ya que en el momento de la detonación de laMEC todo es dinámico.

Conocer como actúa la roca permitirá obtener una mejorfragmentación en el proceso de voladura.


También, es importante conocer en el proceso devoladura de rocas cual es la función de cada una de lasconstantes elásticas dinámicas de la roca para obteneruna buena fragmentación.

34

Es importante conocer la velocidad con la que viajan las

ondas producidas por la detonación de una mezcla

explosiva a través de los estratos rocosos, por que de esta

manera se podrá incluir este valor en un modelo

matemático para tratar de obtener buenos resultados en la

fragmentación de una voladura de rocas.


fragmentación de una voladura de rocas.

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INGENIERIA DE EXPLOSIVOS

Introducción

La fragmentación de la roca como producto de unavoladura, es debido a la inter-acción entre las propiedadesfí i á i d l l á t dfísico-mecánicas de las rocas, y los parámetros dedetonación y explosión del explosivo.

Teniendo en cuenta lo anteriormente mencionado, se hademostrado a nivel mundial que los indicadoresprincipales para saber si la MEC es la adecuada son:


• El balance de oxigeno (OB 0).• El calor de explosión (Q3).• La presión de detonación (P2).• La impedancia del explosivo y la roca, etc., etc.

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BALANCE DE OXIGENO (OB)

La mayoría de las MEC son formuladas para teneraproximadamente un balance de oxigeno OB ≈ 0, esto esque los elementos constituyentes principales tales como:

H, N, O y C en la MEC deben estar en la proporción detal manera que en los gases resultantes de la detonacióntodo el O2 reacciona para formar H2O, el N combinadoreacciona para formar nitrógeno molecular N2 y el carbónreacciona para formar CO2.

Si hubiera suficiente oxigeno O presente en la MEC para


Si hubiera suficiente oxigeno O2 presente en la MEC paraformar H2O y CO2, entonces se dice que la MEC estabalanceada en oxigeno. Si hubiera una deficiencia sedice que el OB es negativo y si hubiera un exceso se diceque el OB es positivo

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Cuando una MEC balanceada no contiene otros elementoscon afinidad por oxigeno el balance de oxigeno = 0 puedeser expresado matemáticamente como sigue:

)1(02 220 OHCOOOB

En la ecuación anterior O0 es el numero de átomosgramos de estos elementos (normalmente 100g) de MEC


gramos de estos elementos (normalmente 100g) de MEC,y el H2O y CO2 son moles producidos por unidad de pesode la MEC.

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)2(1

2 HCOO

Se debe expresar que en una forma mas general paracualquier MEC conteniendo C, H, N y O, la ecuación (1)puede ser expresada de la siguiente manera:

)2(2

2 000 HCOOB

Donde:

O0, C0 y H0 representan el numero de átomos gramos det l t it i d l MEC


estos elementos por peso unitario de la MEC.

O0 es corregido con la cantidad combinada con elementospara formar productos sólidos, tales como: CaO y Na2O,cuando tales elementos están presentes.

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)(

La energía producida por la detonación de cualquierMEC puede ser calculada usando la siguiente expresiónmatemática:

CALOR DE EXPLOSION (Q3)

)3(3 RP HHQ

Donde:

Q3 = Calor de explosión en Kcal/Kg.


HP = Calor de formación de los productos

HR = Calor de formación de los reactantes.

Se debe enfatizar que los valores de HP y HR, seobtienen de tablas.

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CLASES DE HUMOS

Las clases de humos representan la medida de las

cantidades de gases tóxicos, tales como: CO, NOx, etc.

resultantes como producto de la reacción de una MEC

cualquiera.

La mayoría de las MEC son balanceadas en oxigeno; tanto

para minimizar la producción de humos venenosos y/o para

optimizar la energía liberada en el momento de la


detonación de estas. La producción de gases nocivos debe

ser tomada en cuenta, especialmente cuando se realiza

voladuras en túneles, chimeneas o alguna otra labor

confinada.

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42

De acuerdo al reglamento de seguridad y bienestar enminería la cantidad máxima permisible a que puede estarexpuesta una persona durante la jornada de trabajo es: 5ppm de NOx, 50 ppm de CO; 5000 ppm de CO2, etc.Existen ciertas condiciones in situ que facilitan laExisten ciertas condiciones in-situ que facilitan laproducción de gases tóxicos aun en MEC debidamentebalanceadas en oxigeno (OB 0). Estas son las siguientes:

• Insuficiente diámetro de carga (relación de acoplamiento 1).

• Iniciación inadecuada


Iniciación inadecuada.• Deterioro por el agua.• Remoción de la cobertura de la MEC.

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Los fabricantes de explosivos han establecido unaclasificación de humos, tal como sigue:

Clases de humos

0.0283m3 de gases venenosos por 0.2kgs de

MEC.

1 0 – 0.16

2 0.16 – 0.33


3 0.33 – 0.67

4444


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PROBLEMA DE APLICACION Nº 1La composición porcentual de un agente de voladura seco,es la siguiente:

• AN = 94.33%

• FO = 5.67%

FO = CH1.83 formula real.

La densidad de la MEC es 1 = 0.85 gr/cc.

Se pide:

i C l l l d át d l


i. Calcular el numero de átomos-gramos de losingredientes, tomando como base 100 grs. de MEC.

ii. Calcular el balance de oxigeno (OB)

iii. Interpretar y discutir los resultados.

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SOLUCION

Tomando como base 100 grs. de MEC; se procede acalcular en Nº de átomos-gramos de los ingredientes en laMEC.

AN: NO3NH4 N2H4O3 M.WT. 80.05 grs./mol.

Atm-Gr: AN: NO3NH4

3568.21

2*

.05.80.1

.9433.00

ANmol

Ngrsatm

ANgrsANmol

ANgrN

41 HgrsatmANmol


7136.41

4*

.05.80.1

.9433.00

ANmol

Hgrsatm

ANgrsANmol

ANgrH

5352.31

3*

.05.80.1

.9433.00

ANmol

Ogrsatm

ANgrsANmol

ANgrO

48

Atm-Gr: FO: CH1.83 M.WT. 13.83 grs./mol.

4500.01

1*

.83.13.1

.0567.00

FOmol

Cgrsatm

FOgrsANmol

FOgrsC

7503.01

83.1*

.83.13.1

.0567.00

FOmol

Cgrsatm

FOgrsANmol

FOgrsH


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Luego se tabula los resultados obtenidos, como semuestra en la tabla siguiente:

Ingredientes C0 H0 O0 N0

AN: NO3NH4 ---- 4.7136 3.5352 2.3568

FO: CH1.83 0.4500 0.7503 ---- ----

Atm-Grs/100grsMEC 0.4500 5.4639 3.5352 2.3568

10 Atm-grs/KgsMEC 4.5000 54.639 35.3520 23.5680

Como siguiente paso, se calcula el balance de oxigeno:


)2(21

2 000 HCOOB

50

Reemplazando valores en la formula, se tiene:

6990.5421

1000.423520.35 BO 2B

MECdekggrsatmOB ./1975.0


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3NH4NO3 + CH2 → 3N2 + 7H2O +CO2 + Q3 KCal/Mol.

Para calcular el calor de explosión, los calores deformación se toma de la tabla I.

Reactantes Calor de formación Kcal/mol

Productos Calor de formación Kcal/mol

Reactantes Productos

Tabla I


Kcal/mol Kcal/mol

AN 87.2 N2 0

CH2 7.0 H2O 57.8

CO2 94.05

52

HR

AN 87.2 x 3 = 261.60

FO 7 0 x 1 = 7 0

3NH4NO3 + CH2 → 3N2 + 7H2O +CO2 + Q3 KCal/Mol.

FO 7.0 x 1 7.0

= 268.60 Kcal/mol

HP

N2 0 x 3 = 0.00

H2O 57.8 x 7 = 404.60


CO2 94.05 x 1 = 94.05

= 498.65 Kcal/mol

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RP HHQ 3

molKCalQ /60.26865.4983

./05.2303 molKCalQ


./9003 KgKCalQ

Por conversión de unidades, se tiene:

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INTERPRETACION Y DISCUSION DE RESULTADOS

De acuerdo al resultado obtenido, se puede apreciar que

existe una deficiencia de oxigeno (OB -0.1975); por lo

tanto, se producirán gases venenosos tales como: El CO,

también estos casos se producirán gases nitrosos tales

como el: NO2 y el NO etc etc


como el: NO2 y el NO, etc., etc.

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Una MEC ha sido formulada con las siguientesproporciones:

PROBLEMA DE APLICACION Nº 2

AN = 87%FO = 7%Al = 6%

Se pide:i C l l l b l d i


i. Calcular el balance de oxigeno.ii. Calcular el calor de explosión.iii. Discutir los resultados.

56

SOLUCION1. Balancear la ecuación de la MEC.

6NH4NO3 + CH2 +2Al→ 6N2 + 13H2O + CO2 + Al2O3 +Q3 KCal/Mol.

AN: NO3NH4

175.21

2*

.80.1

.870

ANmol

Ngrsatm

ANgrsANmol

ANgrN

3544

*.1

87 HgrsatmANmol

ANH

2. Calcular los átomos-gramos.


35.41

*.80

.1.870

ANmol

g

ANgrs

ANmolANgrH

2625.31

3*

.80.1

.870

ANmol

Ogrsatm

ANgrsANmol

ANgrO

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57

FO: CH2

500.01

1*

.14.1

.70

molFO

Cgrsatm

FOgrsFOmol

FOgrC

41 OgrsatmAlmol

000.11

2*

.14.1

.70

molFO

Cgrsatm

FOgrsFOmol

FOgrH

Al: Al0


222.01

4*

.27

.1.60

ANmol

Ogrsatm

Algrs

AlmolAlgrAl

58

3. Construir la tabla para calcular los átomos-gramosde los ingredientes de la MEC.

Ingredientes PM % C0 H0 O0 N0 Al0AN: NO3NH4 80 87 ---- 4.350 3.2625 2.175 ---

FO: CH2 14 7 0.500 1.000 ---- ---- 0.2222

Al: Al 27 6 -- --- ---

Atm-Grs/100grsMEC 100 0.500 5.350 3.2625 2.175 0.2222


g

10 Atm-grs/KgsMEC 5.000 53.50 32.625 21.75 2.222

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31

4. Como siguiente paso, se calcula el balance deoxigeno reemplazando los valores en la formularespectiva:

222.223

50.5321

00.5625.32 BO

4583.7BO


60

HR

AN 87.93 x 6 = 527.58

5. Calculo del calor de explosión.

6NH4NO3 + CH2 +2Al→ 6N2 + 13H2O + CO2 + Al2O3 +Q3 KCal/Mol.

FO 7.02 x 1 = 7.02

Al 2 x 0 = 0

= 534.60 Kcal/mol

HP

N2 0 x 6 = 0.00


H2O 57.8 x 13 = 751.40

CO2 94.05 x 1 = 94.05

Al 392 x 1 = 392.0

= 1237.45Kcal/mol

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RP HHQ 3

molKCalQ /60.53445.12373

./85.7023 molKCalQ


3

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DISCUSION

• Se determina que a través del cálculo del balance de

oxigeno, el agente de voladura AL/AN/FO no cumple cong g p

los porcentajes adecuados, y no tiende a cero.

• En cuanto al Q3 (calor de explosión) se debe mencionar

que tampoco es el adecuado, ya que no es el óptimo.


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PROBLEMA DE APLICACION Nº 3

La formulación estequiometria del agente de voladuraseco S/AN/FO, es como sigue:

• AN = 50%

Se pide:

i B l l ió

• SN = 35% • C = 6%• FO = 3%• Al = 6%


i. Balancear la ecuaciónii. Calcular el balance de oxigeno(OB 0)iii. El Calcular el calor de explosión (Q3)iv. Interpretar y discutir los resultados.

64

i. Balancear la ecuación

El método usado para balancear la ecuación es portanteos. La ecuación balanceada, es como sigue:

SOLUCION

8NH4NO3 + 16SN+ 6C+ 6FO + 12Al → 22H2O + 16N2 + 8Na2O +

12CO2 + 6Al2O3 + Q3 KCal/Mol.

Para elaborar la tabla con los resultados de los átomos-


Para elaborar la tabla con los resultados de los átomosgramos de los ingredientes de la MEC, se sigue elmismo algoritmo que para los problemas de aplicaciónanteriores.

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Luego se tabula los resultados obtenidos, como semuestra en la tabla siguiente:

Ingredientes

PM %W

H0 O0 C0 N0 Na0 Al0

AN: 80.05 50 2.498438 1.873829 --- 1.249219 --- ---

SN 85.00 35 --- 1.235294 --- 0.411765 0.411765 ----

C 12.00 6 --- --- 0.5 --- ---- ----

FO 14.03 3 0.427655 --- 0.413827 --- ---- ----

Al 27.00 6 --- --- ---- --- ---- 0.22222

Atm-Grs/100grsMEC 2.926093 3.113584 0.713827 1.660984 0.411765 0.2222


10 Atm-grs/KgsMEC 29.26093 31.13584 7.13827 16.60984 4.11765 2.222

66

Como siguiente paso, se calcula el balance de oxigeno,reemplazando valores en la formula respectiva:

311

16336.3

222.22

311765.4

2

126093.29

2

113827.7213584.31

B

B

O

O


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67

Para calcular el calor de explosión, los calores deformación se toma de tabla.

./6.1134

05.102765.2161

3

3

3

kgKcalQ

Q

HHQ RP


68

INTERPRETACION Y DISCUSION DE RESULTADOS

Como el balance de oxigeno (OB= -3.16336), En el

momento de la detonación de este agente de voladura

seco se formaran gases venenosos como el (CO); que es

sumamente toxico, especialmente si se pretende usar

este agente de voladura en operaciones mineras

subterráneas.


Por lo que, se concluye que el agente de voladura seco

S/AN/FO en estas proporciones de los ingredientes , NO

debe ser usado en voladura de rocas.

35


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69

Q3

kcal/kg

Calor de explosión (Q3) Vs. Contenido de F.O. en AN/FO

(OB= 0) no se generan gases nocivos

900

800

700

600

500

Oxigeno balanceado

= 0.85 gr/cc.


2 4 6 8 10 12

500

400

% FO

+O2

NxOx

-O2

CO

70

CONTROL DE CALIDAD DEL AN/FO

Uno de los controles de calidad a lo que deben ser

Introducción

sometido los agentes de voladura secos, como el AN/FOes la prueba para determinar si las especificacionestécnicas del nitrato de amonio (NO3NH4) son lasadecuadas.

Esta prueba consiste en determinar si el NO3NH4 tieneuna buena absorción y retención del petróleo cuando


una buena absorción y retención del petróleo cuandoestos ingredientes son mezclados para obtener elagente de voladura AN/FO.

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71

Para llevar a cabo esta prueba el AN/FO debe estar enlas siguientes proporciones: FO = 6% y AN = 94%.

CONTROL DE CALIDAD DEL AN/FO

6.0 % FO

Probeta de 1 Lt.

AN/FO: 94/6


6.0 – 6.5 % FO

Tiempo de la prueba: 7, 14, 28 días

72

Polvorín de AN/FO deben ser muestreadas aleatoriamente

AN/FO

AN/FO


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7373

.


GraciasQue Dios lo bendiga

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