introduccion a uso de explosivos.pdf
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Pedro LozadaIng. De Voladura
INTRODUCCIN AL USOINTRODUCCIN AL USODEDE EXPLOSIVOSEXPLOSIVOS
TECNOLOGA DE LOS EXPLOSIVOSTECNOLOGA DE LOS EXPLOSIVOS
CHARLACHARLA DE CAPACITACINDE CAPACITACINFIMGMFIMGM UNASAMUNASAM
Huaraz,Huaraz, Setiembre 2011Setiembre 2011
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CONDICIONES DE UN PRODUCTO QUMICO PARA QUESEA UNA SUSTANCIA EXPLOSIVA
SUSTANCIAS EXPLOSIVASSUSTANCIAS EXPLOSIVAS
FORMACIN DE GASES
GENERACIN DE CALOR
RAPIDEZ DE LA REACCIN
INICIACIN DE LA REACCIN
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DEFINICIN: Mezcla de slidos (o de slidos y lquidos), queson capaces de una descomposicin rpida yviolenta, dando por resultado una conversin agrandes volmenes de gas.
SUSTANCIAS EXPLOSIVASSUSTANCIAS EXPLOSIVAS
LA INDUSTRIA ACTUAL DE EXPLOSIVOS COMERCIALES, TIENESUS RACES EN EL DESCUBRIMIENTO Y DESARROLLO DE LAPLVORA NEGRA.
FORMULACIN: Mezcla de Nitrato de Sodio (o Potasio), Azufrey Carbn
ORIGEN: Desconocido. Su primer uso se atribuye a los Chinos,Hindes y rabes.
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BREVE RESEA HISTRICA
1242: El fraile Ingls Roger Bacon publica una frmula deplvora negra.
1627: Primera prueba documentada de uso de plvora negrapara voladura de roca, en Minas de Hungra (MinasReales de Schemnitz).
1846: Ascanio Sobrero descubre la Nitroglicerina
1857: Lammot du Pont reemplaza el Nitrato de potasio, porNitrato de Sodio.
1875: Alfred Nobel disuelve nitrocelulosa en nitroglicerina,formando una masa gelatinosa, que es la antecesora delas dinamitas gelatinas.
1917: Apogeo de la plvora negra, a causa de su gran consumodurante la Primera Guerra Mundial.
1950s: Apogeo de las dinamitas en USA. Comienza a declinar suutilizacin debido a la aparicin del Anfo y los Aquageles.
1980`s: Comienza la introduccin en el mercado de lasemulsiones explosivas.
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CLASIFICACION DE EXPLOSIVOSSEGN LA FORMA DE PRODUCIR ENERGA
EXPLOSIVOS
MECNICOS QUMICOS NUCLEARES
ALTOSEXPLOSIVOS
AGENTES DEvoladura
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PROCESO DE DETONACIN TPICAPROCESO DE DETONACIN TPICA
CCHC3.96
SENTIDO DE LA DETONACIN
ONDA DE CHOQUE O STRESS ENEL MEDIO CIRCUNDANTE.
EXPLOSIVO NODETONADO
FRENTE DE CHOQUEEN EL EXPLOSIVO
PLANO C -J
ZONA DE REACCINPRIMARIA
GASES EN EXPANSION
PRODUCTOSESTABLESPRINCIPALMENTEGASES
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PROCESO DE DETONACIN TPICAPROCESO DE DETONACIN TPICAZONAS
D
CBA
FCCJ
P2 ,T2
P3 E
D: Producto sin detonarC: Zona de choqueB: Zona de reaccin qumicaE: Zona de detonacinA: Productos de detonacin
FC: Regin de la onda de choqueCJ: Plano Chapman-Jouget
P1 ,T1
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Factores que afectan la VOD
? Tipo de Producto? Dimetro? Confinamiento? Densidad
VELOCIDAD DE DETONACIN
Medida de la rapidez a la cual se produce la reaccin de detonacin atravs de una columna de explosivo.
Mtodos de medicin? Dautriche? Estndar? Continuo
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
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MEDICIN DE VELOCIDAD PORMTODO DAUTRICHE
Enaex S.A.Emulex
d1
d2
CORDNDETONANTE
MARCA SOBRE ELPUNTO MEDIO DELCORDN DETONANTE
MARCA SOBRE ELPUNTO DE COLISIN DELAS ONDAS DETONANTES
VODCD (m/s) x d1 (cm)VOD =
2 x d2 (cm)CCHC06.96
PLACA DEPLOMO
SENTIDO DE LA DETONACIN
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CONTADOR DE TIEMPOVISTA TRASERA
CONTADOR DE TIEMPOVISTA FRONTAL
BATERA
EXPLOSIVO
TARGETS
TARGETS
CRUCETA
CCHC06.96.
CIRCUITO PARA DETERMINACIN DEVOD ESTNDAR.
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EQUIPO PARA MEDIR VODEN FORMA CONTINUA
MICROTRAP
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SENSIBILIDAD
INICIACIN: Medida de la Energa, Presin o Potencia mnimanecesaria para la detonacin de un explosivo.
Por accin controlada
Iniciador mnimo
Por accin incontrolada Inflamabilidad
Calor
Choque o impacto, transportabilidad
Friccin
PROPAGACIN: Capacidad de un explosivo para detonar en formaestable a travs de toda la longitud de su carga.
Simpata Dimetro Crtico
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
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Exceso o defecto de oxgeno de un explosivo, expresado como porcentaje.
BALANCE DE OXGENO - GASES
Formas de Clculo
Algebraicamente : B.O. = ???PMo2 / ???PMcompuesto (para combustin completa)Ejemplo: Nitrato de Amonio
2 NH4NO3 ===> 4 H2O + 2 N2 + O2Como PM NH4NO3 = 80 y PM O2 = 32
===> B.O. = 1 x 32 / 2 x 80 = 20 %
Mezclas: B.O. mezcla = ? B.O.i x Xi
Importancia
Indica tipos de gases nocivos generados en la detonacin (NOx, CO) Permite clasificar los explosivos en funcin de los gases nocivos
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
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BALANCE DE OXGENO - GASES
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
Productos de la detonacin segn el B.O.
a) Oxgeno balanceado (BO=0)CO2 (incoloro); H2O (gris claro); N2 (incoloro)
- Humo gris claro- Mxima energa generada
b) Oxgeno negativo (BO0)CO2 (incoloro); C (negro); H2O (gris claro); NO (gas amarillo-ocre); NO2(incoloro)
- Humos ocres o amarillos- Energa liberada inferior a la mxima
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Capacidad que tiene un explosivo de detonar despus de estarsumergido en agua.
RESISTENCIA AL AGUA
INTERNA: Depende de la composicin del explosivo.
EXTERNA: Depende del grado de impermeabilidad y selladodel envase.
FORMAS DE EXPRESARLA
Cualitativas: Excelente Buena Regular Mala.
Cuantitativas: Tiempo (en horas)
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
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Densidad absoluta, real o de cristal
Gravedad especfica
Densidad gravimtrica
Densidad de carga o longitud de carga
Donde De: Densidad de Carga (Kg/m)SG: Densidad gravimtrica del explosivo (g/cc)DE: Dimetro del pozo (pulgadas)
Stick Count (1 x 8)
DENSIDAD
SGDE507,0De 2 ???
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
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CALOR DE EXPLOSIN
Calor desarrollado durante el proceso de explosin
eMpgn5824,0kpQkvQ ???
).freactH.fprodH(kpQ ?????A presin constante :
A volumen constante :
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
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VOLUMEN DE LA EXPLOSIN
Cantidad de gases generados por las reaccionesqumicas involucradas en la explosin.
eMen
100024,041pgn
???
?Vg
npg: g-mol de productos gaseosos
ne : Moles de explosivo
Me : Peso molecular del explosivo
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
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Capacidad de un explosivo de fragmentar y mover materialeficientemente. Es la mxima energa disponible de un explosivo,para desplazar el medio confinante.
POTENCIA (FUERZA)
Mtodos prcticos de medir potencia:
00 VgVg
61
QQ
65Sp ????Potencia relativa en peso:
Traulz
Mortero Balstico
Aplastamiento del cilindro
Mtodo del crter, Energa bajo el agua (acuario)
Potencia relativa en volumen:
AeSpSv ?
???
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
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EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
DINAMITAS
Mezcla explosiva en base a nitroglicerina, combustibles yoxidantes
Tipos: - Gelatinas (Amongelatina 60 %)
- Semigelatinas (Tronex Plus)
- Granuladas (Permicarb, Samsonita)
Fabricacin en proceso batch (por lotes) Uso en excavaciones subterrneas y de superficie, tanto en
faenas mineras como en obras civiles.
Caractersticas
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EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
DINAMITAS
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EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
EMULSIONES
Sistema que contiene dos fases lquidas naturalmenteinmiscibles entre s, una de las cuales es dispersa comopequeas gotas dentro de la otra.
Tipos :
Propiedades principales
- Emulsiones de Pequeo Dimetro
- Emulsiones Dimetro Intermedio
- Emulsiones Gran Dimetro
- Son altamente seguras a la friccin, impacto y fuego.
- Son muy resistentes al agua.
- Dependiendo de la consistencia pueden ser bombeadas
Usos principales:
Trabajos relacionados con excavaciones subterrneas y de superficie,en sectores que es necesario un explosivo de alta resistencia al agua.
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EMULSIONES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
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EMULSIN BASE (MATRIZ)
EXPLOSIVOS AGRANEL
EMULSIONESEXPLOSIVAS
ENCARTUCHADAS
EMULSIONES EXPLOSIVASCaractersticas matriz
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? Producto Comburente? No es explosivo? Clase de riesgo: 5.1? Precursor de Altos explosivos y
Agentes de voladura
EMULSIONES EXPLOSIVASCaractersticas matriz
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Microesferas huecas? Burbujas de vidrio? Microesferas de cermica? Resinas fenlicas
Qumica? Gasificacin
EMULSIONES EXPLOSIVASSensibilizacin
EMULSINMATRIZ
? Alto Explosivo? Agente de Voladura
Sensibilizar
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EL-928
Tecnologa Dupont
Emulsin bsica (pH>7)
Con olor a amoniaco
No utilizable a bajas temperaturas
Se fabrica en Planta Prillex y Ro Loa
AE-57-6
Tecnologa Universal
Emulsin neutra
Emulsin para bajas temperaturas
Se fabrica en Planta La Chimba
EMULSIONES EXPLOSIVASMatrices Enaex
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NBX-07
Basada en Tecnologa Dyno Nobel
Emulsin gasificable
Emulsin cida (pH7)
Se fabrica en Planta La Chimba
UH-100
Basada en Tecnologa AEL
Emulsin cida (pH>7)
Se fabrica en Planta La Chimba
EMULSIONES EXPLOSIVASMatrices Enaex
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? BATCH (LOTES)
? Mejillones? Planta Ro Loa
? CONTINUO
? Planta La Chimba
EMULSIONES EXPLOSIVASProceso de fabricacin
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Gran dimetro (D > 5 )
EMULSIONES EXPLOSIVASProductos Enaex
Matriz Anfo Normal
Anfospesados
SERIEBLENDEX
SERIEEMULTEX
GasificablesEMULTEX GBLENDEX G
Alta VelocidadEMULTEX SBLENDEX S
ALUMINIZADOSCOMSOL
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EMULSIONES EXPLOSIVASProductos Enaex
Matriz Otros Ingredientes
EMULTEX EBLASTEX
EMULTEXPDBG
EMULEXENALINE
EMULTEXRS100D
Dimetro pequeo e Intermedio (D < 5 )
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Mezclas hmedas en formas de suspensiones. Susaditivos les permiten presentar la forma de geles.
Tipos: Acuageles Gran Dimetro (DYNOLITE, DYNOGEL)
Caractersticas
Fabricacin en proceso batch (por lotes) Se pueden bombear Control de la densidad (0,4 a 1,3 g/cc)
ACUAGELES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
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Aditivos L-2,DW-3
Aditivo N-17
Matriz
AnfoMezcla
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESACUAGELES: COMPONENTES DYNOLITE/DYNOGEL
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ACUAGELES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
-
ACUAGELES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
CARACTERSTICAS TCNICAS DYNOLITE
Propiedad Valor
Densidad g/cc 0,4-1,20Velocidad de Detonacin m/s 3.000-4.000Presin de Detonacin Kbar 18,4(d=0,6 g/cc)Energa Kcal/Kg 671Resistencia al agua esttica RegularVolumen de Gases L/Kg 1.035Dimetro Mnimo Pulgada 4 1/2Potencia relativa al Anfo en peso 0,78
en volumen 0,6 (d=0,6 g/cc)Tiempo de crosslinking / gasificacin 30 min. @ 25C
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NITROCARBONITRATOS
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
Mezclas elaboradas a base de Nitrato de Amonio prilly combustibles adecuados.
- ANFO
- ANFO ALUMINIZADO
- ANFO AST
Tipos :
Caractersticas
Fabricacin en proceso batch (por lotes) o continuo
No tienen resistencia al agua
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NITROCARBONITRATOS
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
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La Presin ejercida sobre el Anfo ejerce influencia directa sobre sudensidad y tamao de los prilles, de acuerdo a los siguientes efectos:
NITROCARBONITRATOS: ANFO
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
5.0
Densidad vs. Iniciacin
00,5
11,5
22,5
33,5
44,5
5
0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 1,05
Densidad (g/cc)
Difi
culta
d re
lativ
a pa
ra in
icia
rA
nfo
(con
Ful
m. N
6)
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NITROCARBONITRATOS: ANFO
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
VOD vs. % de Humedad
NO DETONA
3 no confinado,iniciado con Tronex
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
2 4 6 8 10
% de Humedad
Vod
(m/s
)
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Productos a base de Pentrita (PETN) y TNT, mezcla que sedenomina Pentolita.
- INICIADORES CILNDRICOS REGULARES Y NONEL- ROMPEDORES CNICOS
Tipos:
Caractersticas
Fabricacin en proceso batch (por lotes) Alta VOD (sobre 7.000 m/s) Mayor resistencia (comparativa) a fuego, impacto y friccin Poseen efecto direccional (Rompedores)
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
INICIADORES Y ROMPEDORES
-
INICIADORES Y ROMPEDORES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
-
INICIADORES Y ROMPEDORES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
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EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
Nitrato de Amonio + Nitrito de Sodio(NH4NO3) (NaNO2)
Nitrgeno (N2)
BASE TERICA
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EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
APLICACIONES: DYNOLITE
MATRIZ BASE44 % (70%)
ANFO NORMAL (Especial)56% (30 %)
ADITIVOS GASIFICACIN(N -17 + L 2)
DYNOLITE (DYNOGEL)
ADITIVO CROSSLINK(DW-3)
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NN--1717: Solucin acuosa cido actico al 50 % p/p.Regula la velocidad de formacin de burbujas de N2
L- 2: Solucin acuosa de Nitrito de Sodio al 33% p/pRegula la cantidad de burbujas de N2 en elproducto.
DW-3:Solucin acuosa de PiroAntimoniato de sodioRegula el nivel de Crosslinking, es decir, el nivel deenlazamiento entre cadenas de polmeros.
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
APLICACIONES: DYNOLITE
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MATRIZ NBX-0770 %
ANFO NORMAL30 %
ADITIVOS GASIFICACIN(N -17 + L 4)
ANFO PESADO GASIFICADO QUMICAMENTE
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
APLICACIONES: EMULTEX G
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EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
APLICACIONES: EMULTEX G
NN--1717: Solucin acuosa cido actico al 50 % p/p.Regula la velocidad de formacin de burbujas de N2
LL-- 44: Solucin acuosa de Nitrito de Sodio al 20% p/pRegula la cantidad de burbujas de N2 en el producto
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Regular la densidad del producto explosivo, con lo que selogra variar el factor de carga.
Sensibilizar el explosivo, lo necesario para su detonacin.
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
BENEFICIOS DE LA GASIFICACIN
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No confinado, 6,APD 450
20002500300035004000
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2D (g/ml)
VOD (m/s)
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
BENEFICIOS DE LA GASIFICACIN: DYNOLITE
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EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
BENEFICIOS DE LA GASIFICACIN: EMULTEX G
4400
4600
4800
5000
5200
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3
Densidad (g/ml)
VO
D (m
/s)
No confinado, 6,APD 450
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EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
OTRAS APLICACIONES
EMULSIONES ENCARTUCHADAS
EMULTEX PBDG
EMULTEX RS100D
BLENDEX G
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