Optimización de Recursos Explosivos en Proyectos de Minería y Obra Civil

Cálculo de Explosivos y Accesorios para la Construcción de un Túnel

Se requiere efectuar la construcción de un túnel de 500 m de longitud. Para ello, se desea determinar la cantidad y el costo total de los explosivos y accesorios necesarios, basándose en la siguiente información:

• Diámetro de perforación: 50 mm
• N.º total de perforaciones: 52
• Longitud de perforación: 3 m
• Eficiencia del disparo: 90%
• Sección de la labor: 5x4 m
• Densidad del explosivo (ANFO): 1,3 g/cm³
• N.º de elementos de conexión (retardos): 2

Precios de Explosivos y Accesorios

• ANFO: 400 $/kg
• Noneles: 2000 $/ud.
• Cordón detonante: 150 $/m
• Guía a fuego: 100 $/m
• Dinamitas: 200 $/ud.
• Fulminante Corriente: 100 $/ud.

Solución: Cálculo para un Disparo

Diámetro de perforación (Ø): 50 mm = 5 cm

Radio (R): 2,5 cm

Longitud del taco: 10 x Diámetro = 10 x 5 cm = 50 cm

Longitud de la columna explosiva (H): 3 m - 0,5 m = 2,5 m = 250 cm

a) Cantidad de ANFO por perforación

Volumen de ANFO (V_ANFO) = πR²H = π x (2,5 cm)² x 250 cm = 4909 cm³

Masa de ANFO (Q) = V_ANFO x Densidad = 4909 cm³ x 1,3 g/cm³ = 6381,7 g = 6,38 kg

Cantidad total de ANFO por disparo (para 50 perforaciones): 6,38 kg/perforación x 50 perforaciones = 319 kg

b) Número de noneles

Número de noneles: 50 tiros = 50 noneles

c) Cordón detonante (sin sistema de amarre)

Longitud para conexiones secundarias: 18 m

Longitud total de cordón detonante por disparo: 47 m

d) Guía a fuego

Guía a fuego: 5 m/unidad x 2 unidades = 10 m

e) Fulminante Corriente N.º 8

Fulminante Corriente N.º 8: 1 unidad x 2 = 2 unidades

f) Dinamitas

Dinamitas: 50 unidades

Cálculo Total para la Construcción del Túnel (500 m)

Longitud del túnel: 500 m

Avance por disparo (90% de eficiencia): 3 m x 0,9 = 2,7 m

Número de disparos necesarios: 500 m / 2,7 m/disparo = 185 disparos

Cantidades Totales por Tipo de Material

• ANFO: 319 kg/disparo x 185 disparos = 59.015 kg
• Noneles: 50 ud./disparo x 185 disparos = 9.250 ud.
• Cordón detonante: 47 m/disparo x 185 disparos = 8.695 m
• Guía a fuego: 10 m/disparo x 185 disparos = 1.850 m
• Fulminante Corriente: 2 ud./disparo x 185 disparos = 370 ud.
• Dinamitas: 50 ud./disparo x 185 disparos = 9.250 ud.

Costo Total de Explosivos y Accesorios

Cálculo de Explosivos y Accesorios para una Chimenea VCR

Calcular detalladamente la cantidad de explosivos y accesorios necesarios para la construcción de una chimenea VCR con disparos cargados con una columna de explosivos de 2,0 m, considerando las siguientes características generales:

• Longitud: 20 m
• Diámetro de la perforación: 4 1/2 pulgadas
• Sección: 2,5x2,5 m
• Densidad del ANFO: 0,8 g/cm³
• N.º de tiros: 5
• Rendimiento de avance: 80%

Solución: Cálculo por Disparo y Total

Longitud de la columna de explosivos: 2 m

Longitud de los tiros: 0,5 m

Longitud de la columna de roca a tronar: 2,5 m

Avance efectivo (80%): 2,5 m x 0,8 = 2 m efectivos

N.º de disparos necesarios: 20 m (longitud de la chimenea) / 2 m (avance efectivo) = 10 disparos

Cálculo de Explosivos y Accesorios por Tronadura

ANFO:

Noneles: 5 unidades (aproximadamente)

APD (Activador de Primado de Dinamita): 5 unidades (250 g/ud.)

Cordón detonante: 15 m (mínimo, con una carga de 3 a 5 g/m)

Guía a fuego: 5 m (se utilizan 2 guías por seguridad, total 10 m)

Fulminantes: 2 unidades

Cálculo Total para la Chimenea (10 Disparos)

• ANFO: 16,417 kg/perforación x 5 perforaciones/disparo x 10 disparos = 820,85 kg
• Noneles: 5 ud./disparo x 10 disparos = 50 ud.
• APD: 5 ud./disparo x 10 disparos = 50 ud.
• Cordón detonante: 15 m/disparo x 10 disparos = 150 m
• Guía a fuego: 10 m/disparo x 10 disparos = 100 m
• Fulminantes: 2 ud./disparo x 10 disparos = 20 ud.

Parámetros de Tronadura en Mina Candelaria (Sector Norte)

En una operación de tronadura en Mina Candelaria, sector norte, se presentan los siguientes antecedentes:

• Malla de perforación: 9x9,5 m
• Altura de banco: 12 m
• Pasadura: 1,6 m
• Diámetro de perforación (Ø): 10 5/8 pulgadas
• Densidad del explosivo de carga de fondo: 1,30 t/m³
• Densidad del explosivo de carga de columna: 1,15 t/m³
• Carga de fondo: 30% de la longitud de perforación
• Carga de columna: 50% del saldo de la longitud de perforación
• N.º de perforaciones: 75
• Densidad del mineral: 2,5 t/m³
• Taco: No

Objetivos

Determinar:

1. Factor de carga total.
2. Cantidad de explosivos y accesorios.

Cálculo de Parámetros de Perforación y Velocidad Sísmica (Tronadura a Cielo Abierto)

Para una tronadura a cielo abierto, de acuerdo con López Jimeno, y considerando un factor de corrección de la roca equivalente a 1,39, se solicita calcular:

1. Los parámetros de perforación.
2. La velocidad sísmica (m/s) de propagación del macizo rocoso, con los siguientes datos:

• Diámetro del pozo: 6 1/2 pulgadas
• Velocidad de detonación del explosivo: 10.800 km/h
• Densidad de la carga explosiva: 0,85 g/cm³
• Densidad de la roca: 2,9 g/cm³