TRADUCCION-Mejora Del Rendimiento Del Explosivo Utilizando PPAN Mesclado Con Emulsión Exlplosiva

7/24/2019 TRADUCCION-Mejora Del Rendimiento Del Explosivo Utilizando PPAN Mesclado Con Emulsin Exlplosiva

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Mejora del rendimiento del explosivo utilizando PPANmesclado con emulsin exlplosiva.

Saurabh Sahay and Sanjay Sengar

Deepak Fertilizers and Petrochemicals Corp. Ltd., India

Dr.! " P Pingua, Dr. #abiullahCentral Institute Of Mining and Fuel esearc!" India.

Avstract.

#n la India" m$s del %& por ciento del total de ''( millones de toneladas deproduccin de car)n proviene de minas a cielo a)ierto *ue involucran granremocin de desmonte +,-.' media tasa de desmonte *ue va en aumento enel futuro. #sta operacin consume cerca de &"' millones de tonelada mtrica de

explosivos consistentes en explosivos a granel /%&0%'12 3 los restantes /+' a4&12 de explosivos de gran di$metro no permitidos. 5as cualidades de losexplosivos a granel juegan un papel importante en la voladura de rocas. 5osresultados de la explosin como la mala fragmentacin" desescom)roapretado" pro)lemas de toes" per6l de )anco inadecuada 3 )aja productividadde la mina pueden re*uerir cam)ios en el factor de carga explosiva /cantidadde explosivo utilizado por unidad de roca volada2. #l factor de carga explosivaes un 7ndice mu3 importante para evaluar la econom7a de la voladura.

Al norte de coal06eds 5td /NC52" una de las su)sidiarias de Coal India 5imited"8e !a intentado mesclar Nitrato de amonio poroso comprimido /PPAN2 conemulsin a granel para mejorar el rendimiento de la voladura" para ser unmtodo renta)le en la sensi)ilizacin de explosivos *ue ofrecesensi)ilizacin segura 3 mejor comunicacin de la energ7a. 9e)ido a lareduccin en el contenido de agua 3 el aumento de contenido de AN" seespera *ue el producto explosivo tenga ma3or resistencia 3 ma3orgeneracin de volumen de gas *ue resulta en un mejor rendimiento de lavoladura. 5a emulsin se mezcla con 4&1 a 4'1 PPAN se utiliza enexplosiones de prue)a de rocas para eliminar las principales restriccionesen la red de arrastre 3 de la pala de )ancos. 5os cam)ios positivos en la

energ7a gaseosa 3 la densidad de carga contri)u3en a la mejora del factorde carga explosiva 3 la fragmentacin.

8o)re la )ase de los resultados de investigacin so)re la evaluacin delrendimiento de los explosivos" se !a !ec!o un esfuerzo para de0terminar lamejora en el factor de carga explosiva con PPAN" se mezcl explosivos enemulsin vis0:0vis emulsin recta 3 los mismos !an sido evaluados enexplosiones de ensa3os de campo en el norte de Coal6elds 5td. 5as explosiones


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de los ensa3os se llevan a ca)o con palas 3 dragas excavadoras de )ancos endiferentes minas de NC5. 5as explosiones de ensa3o actuantes !an sidoevaluadas con respecto a la mejora del factor de carga explosiva" losresultados de la explosin 3 el a!orro generado mineros 3 fa)ricantes deexplosivos.

INTRODUCCION.

5a ma3or7a de las minas de car)n de la super6cie de la India !a centrado eluso de emulsiones explosivas mixtas. #n la ma3or7a de los )ancos altos sonpreferidos emulsiones explosivas mezclados 3 en resto de )ancos pocoprofundos *ue se cargan 3 vuelan en el mismo d7a" el uso de emulsionesexplosivas rectas es una opcin preferida. 5a emulsin explosiva a granelmezclada con PPAN se utiliza para ciertas operaciones cr7ticas como elrendimiento en profundidad asegurado en una red de arrastre 3 )ancos duros.5os productos de emulsin a granel con grado varia)le /+&04&12 de mezcla dePPAN se utilizan en este tipo de aplicaciones. 8e o)serva en el Manual I8##;lasters *ue con el aumento de PPAN mezclado de '1 a 4&1" !a3 un aumentocorrespondiente en /a2 la energ7a trmica *u7mica /)2 la energ7a disponi)le 3/c2 la velocidad de detonacin.

#mulsiones explosivas mezcladas con /nitrato de amonio grado fertilizante2Fa en )ase al factorde carga explosiva logrado junto con el nivel acepta)le de otros resultados

posteriores a las voladuras como la fragmentacin" la generacin de )olonesde ma3or tama?o 3 el apriete de pila de escom)ros. Normativas del factor decarga del explosivo para )anco seguro son incluidas en el contrato para elsuministro de varias minas" #n caso del no cumplimiento de factor de cargaexplosiva correspondiente el precio de los explosivos se deduce. 5a ma3orparte del tiempo en el caso de recta @ Fn las normas.=emos iniciado un estudio para evaluar la contri)ucin de PPAN mesclado conemulsin explosiva" so)re las emulsiones explosivas mescladas con la FAN 3emulsin recta a 6n de *ue los proveedores 3 vendedores puedan tomar ladecisin adecuada para la operacin de voladura. 5a adicin de valor mediante

el mesclado del PAN en emulsin est$ siendo documentada 3 convertida entrminos de )ene6cios.

ESTUDIO Y EVALUACIN DE LOS PRILLS DE NITRATO AMNICO PARAAPLICACIN EN VOLADURA.

=a3 )$sicamente dos tipos de gr$nulos de nitrato de amonio" grado fertilizante3 grado de voladura. #l prill grado de voladura se considera como un prillporoso mientras *ue el nitrato de amonio de prill de grado fertilizante /F


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es de ma3or densidad" no es poroso 3 normalmente no posee !uecos internos.5arr3 8c!neider /B2" declar, #sta porosidad es la diferencia entre el grado devoladura 3 el grado fertilizante del AN utilizado en la agriculturaD. #l F


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/F


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con6nadas 3 no con6nadas. Cartuc!os de emulsin mescladas se prepararonde %- mm /-"4( pulgadas2 Folleto de polietileno 3 se dispar con +&& g /&"44li)ras2 cast )ooster . 5as prue)as de con6namiento se realizaron en tu)os dePC de alta densidad. 5as emulsiones rectas mostraron menor O9 *uecomposiciones mezcladas. 5os resultados anteriores mostraron *ue la emulsinmesclada con 4&1 PPAN da aprox. 4J1 3 +%1 m$s alto de O9 so)re recta 3F


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9onde,

1=densidadderoca( gcc ) C!R carga de explosivo /g@m2 #aSsR potenciaa)soluta en peso /cal@g2 O9R velocidad de detonacin del explosivo /m@s2

pR velocidad de onda p en la roca /m@s2.

#n la #cuacin + anterior" la carga es proporcional a la energ7a 3 la O9 deexplosivo" manteniendo los dem$s factores constantes en este caso.

EawsdpVODdpEawsstVODst

B(dp)B(st)

=

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ....

/#cuacin 42.

9onde" dp 3 st denotan mezcla 3 emulsin explosiva recta respectivamente.

5os valores de prue)a dadas en la 6gura + 3 las 4 a)las se !an tomado parala determinacin de un cam)io incremental en el )urden *ue es igual alcam)io incremental en el factor de carga explosiva /el factor de cargaexplosiva es directamente proporcional al )urden2. #l efecto se representa enla a)la - a continuacin.

ta)la -, Porcentaje de mejora en el factor de carga explosiva en diferenteporcentaje de PPAN mezclado so)re emulsin recta

1 de PPANmesclado

A8/Mj@Eg2

O9 /)ajocondiciones

decon6namie

nto2

1 de mejora en el factorde carga explosiva so)re

emulsin recta.m@s ft@s

& 4.('J(+

%+'J(

G emulsin a granel recta

+& 4.%''--

%+('+

- (.(

4& 4.G''(+

G+%(B

- +4.-


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Adem$s de la mejora en el factor de carga explosiva" !a)r$ un considera)lea!orro en el costo de perforacin tam)in de)ido al patrn de perforacinampliado.

#9CCION 9# 5A CANI9A9 9# #TP5O8IO #N #5 ;A#NO.5a cantidad de explosivos re*ueridos para la fragmentacin de la roca dependedel contenido total de energ7a de los explosivos puestos en el )arreno. #studiosprevios muestran *ue PPAN mezclado con emulsin a granel puede mejorar laenerg7a explosiva signi6cativamente. Con el aumento de PPAN de mezclado"!a3 un aumento correspondiente en la energ7a *u7mica trmica. nasimulacin se !a realizado en un par$metro de dise?o de explosin dada en

a)laJ" generalmente utilizado en los estratos medio duro en las minas decar)n a cielo a)ierto de la India so)re la )ase de la energ7a dada en a)la 4. #lenfo*ue consiste en mantener la misma energ7a en el )arreno" mientras *uevar7a la cantidad de explosivo para calcular el factor de carga explosiva.

ta)la J, Porcentaje de mejora en el factor de carga explosiva con el aumento de1de PPAN en la mezcla

1mescladoconPPAN

profundidadde)arreno /m2

di$metrode)arreno/mm2

;urden/m2

#spaciamiento

densidadmedia delexplosivo/g@cc2

cantidaddeexplosivo/g2

energ7a/Mj@g2

energ7atotalMj@g

factor decarga/g@m-2

1 mejora enel factor decargaexplosiva.Aumento

& +' 4'& % +& +.4 B&&4.(

'+B'

& &.'straig!temulsin

+& +' 4'& % +& +.4 '(G4.%

'+B'

& &.J% -.B

+' +' 4'& % +& +.4 'BG4.G

&+B'

& &.J( J.%

4& +' 4'& % +& +.4 ''G4.G

'+B'

& &.JB (.+#n la anterior a)la J se o)serva *ue con +&1 a 4&1 de mezcla PPAN enemulsin explosiva no es -"B1 a ("+1 de mejora en el factor de cargaexplosiva. 9esde arri)a dos ejercicios es mu3 claro *ue !a3 una mejora del (1m7nimo en el factor de carga explosiva en el +'1 3 el 4&1 PPAN mezclaexplosiva emulsin.

VOLADURA COMPLETA Y MOVIMIENTO EN LA PARTE INFERIOR DELBARRENO.

A una profundidad dada de )arreno" la columna de material explosivo presenteen l ejerce su propio peso en ese punto" por lo tanto" cuando ma3or es laprofundidad" ma3or ser$ la densidad del explosivo a esa profundidad. Cuantoma3or sea la presin so)re el explosivo" ma3or ser$ la densidad 3 esto ocurrecon explosivos *u7micos gaseados. 5as )ur)ujas de gas se comprimen 3 se


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ponen demasiado pe*ue?a en perforaciones profundos. Con el tiempo tam)intienden a aglomerarse 3 las )ur)ujas cresen demasiado" !asta sangrar de lasuper6cie de la emulsin 3 el explosivo pierde su sensi)ilidad 3 se reduce a lacondicin de presiones muertas 3 los resultados son, la insu6ciente explosin"explosin parcial" 3 los graves pro)lemas de toes. Pero con PPAN mezclado conemulsin podemos superar este pro)lema de)ido a los !uecos superioresincorporadas como se explic anteriormente. Por lo tanto" con la sensi)ilizacinasegurada 3 la ma3or energ7a de )ur)uja" la emulsin mezclada genera unamejor fragmentacin 3 ma3or movimiento de la masa de roca. Por lo tanto" nonos encontramos con los toes en la parte inferior" *ue elimina reperforacin"evita !acer voladura secundaria en la parte inferior 3 mejora el factor de cargaexplosiva.

5os resultados de investigaciones 3 ejercicios nos animaron a realizarexplosiones de ensa3o con PPAN mezclado emulsin explosiva a granel endiferentes tipos de estratos de las minas para ver el rendimiento de laexplosin 3 de cuanti6car la mejora en el factor de carga del explosivo.

#xplosiones de los ensa3os se llevan a ca)o en las minas de car)nsuper6ciales del Norte Coal6elds 5imited.

ENSAYO DE CAMPO DE EXPLOSIONES

n explosivo de emulsin a granel es la fuente principal de energ7a paravoladuras en NC5 minas de car)n de super6cie" donde la ma3or7a de losexplosivos son emulsin recta. Actualmente se esta !aciendo grandesdeducciones en cuanto al factor de carga explosiva 3 )ajo rendimiento devoladura. #n algunas minas de NC5" deduccin contra el factor de cargaexplosiva es !asta un 4&1 3 en promedio !a3 '1 de deduccin en NC5. Paraevaluar el desempe?o de maravilla con PPAN mezclado con emulsiones

explosivas" despus se llevaron a ca)o las explosiones de los ensa3os.

LAS EXPLOSIONES DE PRUEBA DE BINA SURFACE COAL MINES (NCL.

5a mina ;ina maneja +J millones de metros c>)icos de escom)ros 3 alrededorde J"' millones de toneladas mtricas de car)n al a?o. =a3 cuatro tipos de)ancos" pala" draga" car)n 3 externalizacin )ancos 3 todos est$n teniendodiferentes normas del factor de carga explosiva. 5os )ancos son de ' m !asta-& m /+B"J pies a G%"J- pies2 de altura. 5os detalles de los par$metrosvoladura se muestran en la a)la a)la ' U 3 B a continuacin.

ta)la ' , #xplosiones de prue)a de ;ina "mina de car)n de super6cie /NC52

)anco

tipodeexplosivo

alturade)anco/m2

espaciamiento/m2

)urden/m2

stemnin/m2

decE/m2

explosivos/Eg2

factor decarga delexplosivoEg@m-

1 9e mejora delfactor de cargaexplosiva

pala recto ' ' J 4.% nil %4'& &.'' %.(


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Mesclado

/+&12' ' J - nil ('&& &.'

drag

alina

recto 4G ++ G B nil+4%%

&&.'B

J.-Mescla

do/+&12

4G ++ G B + +4-4& &.'J

ta)la B , #xplosiones de prue)a de ;ina "mina de car)n de super6cie /NC52

)ancotipo deexplosivo

alturade)anco/m2

espaciamiento/m2

)urden/m2

stemnin/m2

decE/m2

explosivos/Eg2

factor decarga delexplosivoEg@m-

1 9emejoradelfactordecargaexplosiva

pala

recto '.' ' J -.- nil +&J'& &.'

'.G'

Mesclado

/+&12 '.' ' J -.J nil G%%& &.J(

pala

recto G G G ' nil J%(' &.J'

4.B(

Mesclado

/+&12 G G G'.4

' nil J(4' &.J-

pala

recto +-.' G G ' + GGJ' &.'+

'.%%

Mescla

do/+&12 +-.' G G ' +.' G-B& &.J%

pala

recto '.' ' J -.- nil +B'& &.'

'.G'

Mesclado

/+&12 '.' ' J -.J nil +'B& &.J(

pala

recto '.' ' J -.- nil -&4' &.'

'.G'

Mesclado

/+&12 '.' ' J -.J nil 4%B& &.J(

5as explosiones de los ensa3os se realizaron en Pala 3 )ancos de dragalinas/roca media @ dura2" altura del )anco fue de ' m !asta +J"' m /+B"J& pies aJ("'( pies2 3 4G m /G'"+J pies2 en la pala 3 dragalina )ancos respectivamente.#ra una comparativa de voladuras cautelares aplicadas entre emulsiones rectavs PPAN mezclado con emulsin explosiva 5a evaluacin del desempe?o de lavoladura *ue se !a !ec!o en relacin con la fragmentacin" el per6l de )anco 3el rendimiento de la excavadora de carga. #n nuestra o)servacin" nosenteramos de *ue el rendimiento de las explosiones es mejor *ue los 3a


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existentes 3 se produce una mejora de aprox. B1 en el factor de cargaexplosiva. am)in llevamos a ca)o estudios de tiempo de la operacin delimpieza en las voladuras de los ensa3os anteriores para la evaluacin de lae6ciencia de la excavadora.


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+&dragali

na4(04%

(.'0% +&.' +-'& &.'G &.'- )ueno

pala+'0+B

%0%.' +&0+&.' B'& &.J% &.J( )ueno

pala

/)ancomu3duro2

+% % % B'& &.B( &.B- )ueno

pala +' % +&.' '-& &.J% &.J- )uenopala +B % +&.' ''& &.J% &.J- )ueno

pala+'0+B

% G ''& &.J% &.J- )ueno

5os datos en la a)la ( muestran *ue los factores de carga explosiva devoladura con PPAN mezclados con emulsiones se mejoraron en m$s del +&1con resultados de voladura deseados. 5a importancia de los )ene6ciosmonetarios PPAN mezclado con emulsin explosiva )asada en estudioscient76cos por encima 3 so)re el terreno" se ilustra a continuacin.

ILUSTRACION DEL BENEFICIO.

5a mezcla de matriz de emulsin con PPAN imparte sensi)ilidad" relativamentem$s alta energ7a 3 O9 para el producto *ue se traduce en disminucin en elfactor de carga explosiva. #n la pr$ctica real del campo" los desintegradoresadoptan una visin general de los )ene6cios tcnicos 3 econmicos para laaplicacin de explosivos para voladura de roca. 5as voladuras de ensa3os decampo *ue se realizaron por los productos de emulsiones mezclado condiferente porcentaje de PPAN en matriz de emulsin indican los siguientesresultados,

s no

9educcinmediade)ido a lanoconsecucinde factor decargaexplosiva/en1 delprecio de

venta2

1 9ePPANMezcladacon#mulsinparacompensar9educci

n

Incremento decostesdelproducto/12

;ene6cioacogido /1precio deventa2

+ '.& +&.& 4.& -.&

4 (.' +'.& -.' '.&

- +&.& 4&.G J.' (.'

CONCLUCIONES.


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5a mezcla de emulsiones explosivas a granel con PPAN resulta en unconsidera)le incremento en la O9 3 la energ7a de )ur)uja *ue mejora elrendimiento de la voladura en relacin a una mejor fragmentacin 3 el per6l de)anco. #l rendimiento de la voladura mejorada aumenta la productividad de=emm. #l PPAN mezclado con emulsin explosiva a granel ofrece expansindel patrn de perforacin *ue se traduce en el a!orro de)ido a los costos deperforacin. Con la sensi)ilizacin asegurada 3 la ma3or energ7a de los gasesde la emulsin de mezclada" tam)in resulta en una mejor fragmentacin 3 elmovimiento en la parte inferior del )arreno. #sto elimina pro)lema de toes" 3 elcosto de volver a perforar 3 efectuar un nuevo c!orreo. Por lo tanto" losestudios anteriores muestran *ue voladura con PPAN mezclado con emulsionesexplosivas a generan un considera)le a!orro para los mineros del car)n 3para los fa)ricantes de explosivos. 8o)re la )ase de estudios de la)oratorio 3ensa3os de campo de voladuras con PPAN mezclado con emulsin a granel" lassiguientes conclusiones se pueden !acer,

+. Con PPAN mezclado con emulsiones la energ7a 3 O9 se incrementa

signi6cativamente.4. 4. Con +&1 a 4&1 PPAN mezclado con emulsin a granel" el factor de

carga explosiva !a mejorado por un m7nimo de (1 a +41 3 elcorrespondiente a!orro de -1 a (.'1 del precio de venta de explosivopara el proveedor de explosivos

-. 5a explosin mejorada 3 el factor de carga con PPAN mezclado conemulsin proporciona ventajas tcnico0econmicas para los fa)ricantesde explosivos" as7 como due?os de la mina.

J. 5a Mezcla con PPAN tam)in mejora el per7odo de sue?o del explosivo deemulsin a granel en perforaciones.

'. 5a Mezcla con PPAN reduce pro)lema de toes de presin 3 eliminamuertos en roca.

B. Mezcla con PPAN mejora la 6a)ilidad de la explosin 3 reduce lasposi)ilidades de los malos resultados.

(.

RECONOCIMIENTO.

L!s a"t!res a#ra$ece% a DFPCLa%$ CIMFR &!r &er'tr e) tra*a+! $e&"*)car , &rese%tar. Las !&%!%es e-&resa$as e% e) $!c"'e%t! s!%)as $e )!s a"t!res , %! %ecesara'e%te $e DFPCL , CIMFR.

REFERENCIAS.

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1. 9hon, S ".,+Factors 'hat %%ect the Chemical :assing o% 2mulsion e3plosi4es/.

;.


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0. #abiullah and !"P Pingua.,()$6, +&ock !lasting and 23plosi4es Per%ormance/,I"29,Feb7$6,PP 0>$1.

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