Sem an a 1

download Sem an a 1

of 21

  • date post

    27-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    176
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Sem an a 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERII CURSO DE ACTUALIZACIN PROFESIONAL EN INGENIERA DE MINAS

VOLADURA DE ROCAS2010-IIIIng. Ral Balden Retamozo

I SEMANA

ENERGA EXPLOSIVALa energa es la caracterstica ms importante de un mezcla explosiva. La energa explosiva est almacenada como energa qumica y durante la detonacin es liberada y usada en los siguientes eventos: Desmenuzamiento de la pared del taladro Formacin de fractura (radial y de tensin)

Corte Calor y luz Movimiento de la masa rocosa Vibracin del terreno Golpe de aire

La energa explosiva es liberada en dos formas diferentes: a) Presin de detonacin.- Ejerce una fuerza de fragmentacin sobre la roca. b) Presin de taladro.- Se debe a la formacin de gases, es causa principal del desplazamiento de la masa rocosa.

CALCULO DE LA ENERGA.- La energa explosiva es calculada usando tcnicas basadas en las leyes de la termodinmica Formulacin de explosivos comerciales.- Toda mezcla explosiva debe estar balanceada en oxgeno. Balance de oxgeno.- Los explosivos qumicos comerciales liberan mayor cantidad de energa por unidad de peso, si estn balanceados en oxgeno producirn un mnimo de gases txicos.

Si un explosivo est compuesto de H, C, O, y N y si existe suficiente oxgeno para reaccionar y formar CO2, H2O, y N2 quiere decir que est balanceado en oxgeno. El resultado del balance de oxgeno debe tender a cero, se expresa de la siguiente manera:

OB ! Oo 2Co 1 Ho 1 Na Ca 3 Al ... 2 2 2 odonde: O0,C0 y H0 representan el nmero de tomos gramo por unidad de peso de la mezcla explosiva. La determinacin de los tomo-gramo de cada elemento servir para determinar el calor liberado por el explosivo.

Ejemplo Se tiene una mezcla explosiva ANFO, cuya composicin es NH4NO3 y CH2, calcular el balance de oxgeno: 3NH4NO3 + CH2 = 7H2O + CO2 + 3N2 + Q3 Kcal/kg Peso molecular NH4NO3 = 80.05 Peso molecular CH2 = 14.03 3(80,05) = 240,15 = 94,48% 1(14,03) = 14,03 = 5,52% Total = 254,18 = 100,00% El uso adecuado en el campo ser: NH4NO3 = 50,0Kg; CH2 = 2,9Kg

3 NH4NO3 1CH2

3 x 80.05 1 x 14.03 TOTAL

240.15 14.03 254.18

94.48 5.52 100.00

Clculo de los tomos gramos (atm-gr) de cada elemento en los ingredientes de 1kg de mezcla explosiva Ingredientes Peso Molecular

%94.491 5.519 100

O0

H0

C0-

N023.608 23.608

NH4NO3 CH2 Atm-gr/Kg

80.05 14.03 --

35.41199 47.21599 -

7.86743 3.93371

35.41199 55,08342 3.93371

NH 4 NO3 1000grs AN O0 ! x 3 O x 0,94491 ! 35.41199 80.05grs AN 1000grs AN x 4 H x 0,94491 ! 47.21599 H0 ! 80.05grs AN 1000grs AN x 2 N x 0,94491 ! 23.607995 N0 ! 80.05grs AN

NH 4 NO3 1000grs AN O0 ! x 3 O x 0,94491 ! 35.41199 80.05grs AN 1000grs AN x 4 H x 0,94491 ! 47.21599 H0 ! 80.05grs AN 1000grs AN x 2 N x 0,94491 ! 23.607995 N0 ! 80.05grs AN

CH2 1000grs FO H0 ! x 2Hx 0,05519 ! 7.867427 14.03grs FO 1000grs FO C0 ! x 1C x 0,05519 ! 3.933714 14.03grs FO

Hallando el balance de OxgenoOB ! Oo 2Co 1 Ho 1 Na Ca 3 Al ... 2 2 2 OB ! 35.41199 2 3.933714 1 OB ! 0.0028568 atm-gr/Kg

55.083417 2

EJERCICIO Se tiene una mezcla explosiva cuya composicin porcentual en peso es como sigue: NH4NO3 = 50% NaNO3 = 35% C = 6% C2H2 = 3%. AL = 6%

Termoqumica De Los Explosivos Se refiere a los cambios de energa interna, principalmente en forma de calor. La energa almacenada de un explosivo se encuentra en forma de energa potencial latente o esttica. La energa potencial liberada a travs del proceso de detonacin se transforma en energa cintica o mecnica.

Termoqumica De Los Explosivos (Cont) Existen dos mtodos alternativos que pueden usarse para calcular los cambios de energa: Aplicando las leyes fsicas y qumicas conocidas Mediante el anlisis de los productos finales.

Este ltimo resulta complejo, ya que los productos que pueden analizarse de forma conveniente raramente son los que estn presentes en los instantes de presin y temperaturas mximas.

Termoqumica De Los Explosivos (cont) Un clculo aproximado de tales parmetros puede hacerse para aquellos explosivos con un balance de oxgeno nulo o muy ajustado con los que en la detonacin ideal solo se produce CO2, H2O, N2, y O2

Calor de Explosin Una explosin puede ocurrir al aire libre, donde la presin atmosfrica es constante o en una cmara confinada donde el volumen es constante, en ambos casos la reaccin libera la misma cantidad de energa pero un explosivo no confinado gasta una parte determinada de energa al empujar el aire circundante; en una explosin confinada se dispone de todo el calor liberado como energa til.

Calor de Explosin (Cont) Para predecir el calor de una explosin se usan los calores de formacin conocidos de la explosin y los productos de la explosin. Q3=QP-QR Donde:Q3 = Calor de explosin Liberado (Kcal/kg). QP = Calor de los productos componentes. QR = Calor de reactantes finales.

Calores de Formacin de Productos de Explosin a 298KProductoDixido de Carbono Nitrato de Amonio Monxido de Carbono Agua Petrleo diesel

Frmula

Calor de formacin Kcal/mol

Kcal/kg

Peso Molecular

CO2 NH4NO3 CO H2O CH2

+94.1 +87.9 +26.42 +57.80 +7.00

171.365 1098

44 80.05

1370.381 500

18 14

Calores de Formacin de Productos de Explosin a 298K (Cont)ProductoNitrato de Sodio Carbonato de Calcio Nitrgeno Hidrgeno Oxido Nitroso Trioxido de Aluminio Nitro Glicerina

Frmula

Calor de Formacin Kcal/mol

Kcal/kg

Peso Molecular

NaNO3 CaCO3 N H NO Al2O3C3H5(ONO2)3

114.79 246.6 0 -52.1 -21.60 +392.0 +82.66

1323 2876 0

85.01 100.1 14

714.892 364.0 227.09

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERII CURSO DE ACTUALIZACIN PROFESIONAL EN INGENIERA DE MINAS

VOLADURA DE ROCAS2010-IIIIng. Ral Balden Retamozo