14_Sistemas de Iniciacion y Cebado

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J Capítulo 14 J J SISTEMAS DE INICIACION y CEBADO J J J1. INTRODUCCION La aplicación masiva de los agentes explosivos, como el ANFO, los hidrogeles y las emulsiones al J arranque de rocas, ha exigido un fuerte desarrollo de las técnicas de iniciación y cebado, debido, por un lado, a la insensibilidad relativa de dichas sustancias J y, por otro, para obtener el máximo rendimiento de la energía desarrollada por los explosivos. El proceso de detonación precisa de .una energía J de iniciación para que se desarrolle y mantenga en condiciones estables. Los términos más corrientes que se encuentran en la documentación sajona sobre iniciadores son: J - Primer: Carga de explosivo potente y sensible utilizada para iniciar la columna principal alojada en el barreno. Son explosivos sensibles al deto- nador y al cordón detonante, incluso al de bajo gramaje. J - Booster: Es una carga de explosivo potente que no contiene ningún accesorio de iniciación y que tiene dos funciones: J .../ 1. Completar el trabajo de iniciación del «primer» en la columna de explosivo, y 2. Crear zonas de alta liberación de energía a lo largo de dicha columna. J Sobre las técnicas de iniciación se han desarro- J liado a partir de los años 70 diversas teorías, algunas contradictorias, que han creado cierto confusio- nismo entre los operadores. En los apartados si- .../ guientes se actualiza el estado de conocimiento y se dan una serie de recomendaciones prácticas para 10- o grar el máximo aprovechamiento de los explosivos. J 2. INICIACION DEL ANFO A GRANEL J Cuando los barrenos tienen una longitud inferior a " los 10 m y se mantienen secos, la iniciación del ANFO se ..-/ puede llevar a cabo con seguridad mediante un solo iniciador. Si la altura del banco es grande y los barrenos atra- .../ viesan zonas con diferentes características litológicas y grados de fractu ración de la roca, se presenta no sólo .J una posibilidad de aporte de agua, sino incluso que durante la carga del barreno se produzcan disconti- nuidades en la columna de explosivo. En estos casos, es aconsejable un cebado múltiple de la columna dis- poniendo un iniciador cada 4 ó 5 m, ya que con este pequeño sobrecoste se elimina el riesgo de fallos en algunos barrenos de la voladura. 2.1. Iniciación con cargas puntuales En el cebado del ANFO, el rendimiento de un iniciador está definido por su presión de detonación, sus dimen- siones y su forma. Cuanto mayor es la presión de detonación «PO», mayor será su disponibilidad para la iniciación. El efecto de la «PO» sobre la velocidad de detonación «VD» del ANFO se ilustra en la Fig. 14.1. 5.000 l 2 z « '::;:-~~~~~:;'~ f~p,)! 24000 13.500 5000 --' w o i5 4000 U « z o ~ 0.- w o o « o U S ~ 3600 4000 700 e V. D. DE REGIM~ 2000 DIAMETRO DEL MULTIPLlCADOR " DIAMETRO DEL ANFO 75 mm CONFINAMIENTO EN TUBO DE ASBESTO 100 200 300 400 500 DISTANCIA AL PUNTO DE INICIACION (mm) Figura 14.1. Efecto de la presión de detonación del inicia- dor sobre la velocidad inicial del ANFO (Junk, 1972). 189

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J

Capítulo 14J

J

SISTEMAS DE INICIACION y CEBADOJ

J

J1. INTRODUCCION

La aplicación masiva de los agentes explosivos, comoel ANFO, los hidrogeles y las emulsiones al

J arranque de rocas, ha exigido un fuerte desarrollo de lastécnicas de iniciación y cebado, debido, por unlado, a la insensibilidad relativa de dichas sustancias

J y, por otro, para obtener el máximo rendimiento de laenergía desarrollada por los explosivos.

El proceso de detonación precisa de .una energíaJ de iniciación para que se desarrolle y mantenga en

condiciones estables.

Los términos más corrientes que se encuentran enla documentación sajona sobre iniciadores son:J

- Primer: Carga de explosivo potente y sensibleutilizada para iniciar la columna principal alojadaen el barreno. Son explosivos sensibles al deto-nador y al cordón detonante, incluso al de bajogramaje.

J - Booster: Es una carga de explosivo potente que nocontiene ningún accesorio de iniciación y que tienedos funciones:

J

.../1. Completar el trabajo de iniciación del «primer»

en la columna de explosivo, y

2. Crear zonas de alta liberación de energía a lolargo de dicha columna.

J

Sobre las técnicas de iniciación se han desarro-

J liado a partir de los años 70 diversas teorías, algunascontradictorias, que han creado cierto confusio-nismo entre los operadores. En los apartados si-

.../ guientes se actualiza el estado de conocimiento y sedan una serie de recomendaciones prácticas para 10-

o grar el máximo aprovechamiento de los explosivos.

J

2. INICIACION DEL ANFO A GRANEL

J

Cuando los barrenos tienen una longitud inferior a" los 10 m y se mantienen secos, la iniciación del ANFO se

..-/ puede llevar a cabo con seguridad mediante un soloiniciador.

Si la altura del banco es grande y los barrenos atra-

.../ viesan zonas con diferentes características litológicasy grados de fractu ración de la roca, se presenta no sólo

.J

una posibilidad de aporte de agua, sino incluso quedurante la carga del barreno se produzcan disconti-nuidades en la columna de explosivo. En estos casos,es aconsejable un cebado múltiple de la columna dis-poniendo un iniciador cada 4 ó 5 m, ya que con estepequeño sobrecoste se elimina el riesgo de fallos enalgunos barrenos de la voladura.

2.1. Iniciación con cargas puntuales

En el cebado del ANFO, el rendimiento de un iniciadorestá definido por su presión de detonación, sus dimen-siones y su forma.

Cuanto mayor es la presión de detonación «PO»,mayor será su disponibilidad para la iniciación. Elefecto de la «PO» sobre la velocidad de detonación

«VD» del ANFO se ilustra en la Fig. 14.1.

5.000

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V. D. DE REGIM~

2000DIAMETRO DEL MULTIPLlCADOR " DIAMETRO

DEL ANFO 75 mm

CONFINAMIENTO EN TUBO DE ASBESTO

100 200 300 400 500

DISTANCIA AL PUNTO DE INICIACION (mm)

Figura 14.1. Efecto de la presión de detonación del inicia-dor sobre la velocidad inicial del ANFO (Junk, 1972).

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Como puede observarse con una presión de detona-ción inferior a un cierto valor se produce una caídaparcial de la «VD", sucediendo lo contrario cuando setiene una «PO" superior al citado valor.

De la misma manera se ha estudiado el efecto deldiámetro del iniciador. Fig. 14.2.

5.000

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64

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v. D DE REGIMEN" "

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2000 D'AMETRO DEL ANFO 076 mm

CONFINAMIENTO EN TUBO DE ASBESTO

'°0 200 300 400 500

DISTANCIA AL PUNTO DE INICIACION (mm)

Figura 14.2. Efecto del diámetro del iniciador sobre la velo-cidad inicial del ANFO (Junk, 1972).

Así pues, las condiciones que debe cumplir un ini-ciador para eliminar las zonas de baja «VD"del ANFOson: presión de detonación lo más elevada posible ydiámetro superior a 2/3 del calibre de la carga aproxi-madamente.

La longituddel iniciadortambién tiene su importancia,ya que éste a su vez es iniciado por un detonador o cor-dón detonante y presentan un determinado tramo deelevación de la velocidad de detonación. Por ejemplo~un hidrogel para alcanzar la velocidad de detonación derégimen suele tener una distancia carac~rística de 3 a6 veces el diámetro de la carga. .

En la Tabla 14.1 se indican las dimensiones mínimasde iniciadores «booster» de pentolita para diferentesdiámetros de barrenos.

Tabla 14.1

190

"

En cuanto a la forma de los iniciadores, las últimasinvestigaciones han puesto de manifiesto que tiene unefecto significativo sobre su rendimiento, por lo queconstituye un campo de estudio abierto. "-

Aunque existe la creencia general de que la energíaproducida por el ANFOaumenta con la «VD"transito-ria de la carga, esta concepción es errónea porque la 'energía total producida por un explosivo es constantee rndependiente de dicha velocidad. Un aumento de la«VD» provoca un incremento de la energía de tensión "-

«ET" y por consiguiente una disminución de la energíade los gases «EB", pero, la suma de ambas permanececonstante.

La relación «ET/EB" es menor en zonas de caída"de «VD" y mayor cuando el iniciador produce unasobreelevación de la «VD".

El aumento de la «ET" sólo es beneficiosa en la "-

fragmentación cuando se vuelan rocas duras, frágiles ymasivas. En formaciones sedimentarias o rocas muytectonizadas se debe intentar aumentar «EB" paraaprovechar el efecto de las fracturas y planos de debi-lidad y conseguir un desplazamiento adecuado de lasrocas.

Por último, se ha visto que la «VD" de régimen delANFO es independiente del tipo, peso y forma de losiniciadores (Junk 1972).

2.2. Clases de iniciadores

En la actualidad, los iniciadores más utilizados sonlos multiplicadores fabricados de pentolita, pues pre-sentan numerosas ventajas entre las que destacan:

- Insensibilidad a los impactos y fricciones.- Alta resistencia mecánica y por lo tanto estabilidad

dimensional.

- Poseen uno o dos orificios por donde el cordóndetonante puede pasar y quedar retenido o in-sertar un detonador. Fig. 14.3.

- Son pequeños, compactos, fáciles de manejar y noproducen efectos fisiológicos adversos.

- No se alteran con el tiempo.

CORDONDETONANTE

CORDONDETONANTE

~I DETONADORCOMERCIAL

,I~- ¡'~:~S'VA

Figura 14.3. Multiplicadores convencionales.

Los hidrogeles y emulsiones que son sensibles aldetonador o al cordón detonante pueden emplearsecomo iniciadores primarios o cartuchos cebo, con la

DIAMETRO DEL TAMAÑO DEL INICIADORBARRENO DE PENTOLlTA

(mm) (Masa x diámetro x longitud)

- 50 30 g x 23 mm x 52 mm50 - 115 60 g x28 mm x70 mm

115 - 160 150 g x 40 mm x 79 mm160 - 320 400 g x 80 mm x 59 mm

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./

ventaja de que ocupan así toda la sección del barreno yresultan muy eficientes. Cuando estos explosivos pre-

./ cisan para su iniciación de un multiplicador sólo pue-den usarse como «boosters» (iniciadores secundarios)a no ser que se utilicen accesorios especiales comoel Detaprime de Du Pont. Fig. 14.4.

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./Figura 14.4. Cartuchos-cebo con multiplicador Detaprime

(Du Pont).

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2.3. Iniciación por cordón detonante

./ Cuando un cordón atraviesa una carga de ANFOytiene un gramaje insuficiente para iniciarla, la detona-ción de dicho cordón crea un frente de presión que seexpande de forma cilíndrica y una chimenea de gas

./ dentro del ANFO. Si el área de la sección transversaldel barreno es pequeña la presión lateral puede com-primir el explosivo y desensibilizarlo.

Según Hagan, en barrenos de 75 a 125mm un cordóndetonante de 10 g/m en una posición próxima al eje deéstos desensibiliza, al menos parcialmente, las cargas

/ de ANFO.Si el cordón se encuentra a lo largo de lacaña del barreno, el riesgo de desensibilización raravez se presenta con un ANFObien mezclado, pero esposible en barrenos con agua donde el explosivo se

./ encuentre alterado.

3/B RADID DE LA CARGA./

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FRENTE DE REACCION, VD

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7EL BARRENO

/

,/,COROON DETONANTE

\ 4000 U

[d--- / 4200

VELOCIDAD DE PRESION DEDETONACION (m;,1 30DO DETONACION(MP,)

13002OCC

500IOCC .

S 10DISTANCIA RADIAL(mm)

,/

.1

Figura 14.5. Efecto de la detonación de un cordón situado,/ en el eje de un barrenosobre la velocidadde detonacióndel

ANFO.

.1

Si el cordón detonante produce la iniciación lateraldel ANFOla «VD» comienzasiendomás bajayaumentalentamente mientras que el frente de la onda de deto-nación atraviesa la sección de la columna de explosivo.Con la iniciación axial se produce entonces un au-mento de la energía de los gases «ES», a expensas dela energía de tensión «ET», lo cual puede ser muyventajoso en rocas blandas e intensamente fractura-das y cuando se desea efectuar una voladura con tra-yectoria controlada y máximo desplazamiento.

Por otro lado, en la Fig. 14.6, se muestran las pérdi-das de energía para el ANFO,cuando éste sufre dañospor el cordón detonante, debido a la precompresión queprovoca la combustión o deflagración de parte de lacarga de explosivo.

100

lc{ 70~a:w 60ZWW 50ec{ei5a:wQ.

E"-

.§.

c{CJa:c{uw

-" 100 eOa:1-w"c{i5

2002~aoo

oo 8 102 4 8

(g/m)

Figura 14.6. Pérdidas de energía provocadas encolumnas de ANFO por el cordón detonante

(Konyay Walter, 1990)

2.4. Iniciación con multiplicador y cordón deto-nante

Cuando el cordón detonante no llega a iniciar bien lacarga de ANFOpueden aparecer las siguientes situa-

, ciones:

- En barrenos con diámetros superiores a 200 mm ycordones con gramaje inferior a 10 g/m, la detona-ción del cordón tiene un efecto insignificante y elANFOse ve afectado solamente por el multiplica-dar.

- Cuando se dispone de un cordón de 10g/m en el ejede un barreno de 75 a 125 mm, la detonación delcordón, como ya se ha indicado, comprime y de-sensibiliza al ANFO e impide su detonación enpuntos alejados del multiplicador. Cuando esto su-cede, la fracción de ANFOque detona disminuye almismo tiempo que la onda de choque se propaga através de la carga. En la práctica, sobre todo enbarrenos inclinados, como el cordón detonante seapoya a lo largo de una generatriz, esta situaciónno se produce.

191

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Si el cordón inicia lateralmente las cargas deexplosivo, los multiplicadores tienen una influen-cia muy pequeña sobre la efectividad de la detona-ción del ANFO, a menos que estén situados muypróximos entre sí.

3. INICIACION DEL ANFO ENCARTUCHADO

Si la envoltura de una carga de ANFO ha resultadodañada y su contenido alterado por el agua, la propa-gación de la detonación puede llegar a interrumpirse amenos que se coloquen diversos multiplicadores en lacolumna formada por cartuchos de explosivo, Fig.14.7,existiendo siempre la garantía de que cada una deéstas está en contacto con un multiplicador.

CaRDaN DETONANTE;-- ----

MULTiPLlCAOOR

CARTUCHOS QUENDDETONAN

CARTUCHOS,APTOS PARALA DETONACION

TODOS LOS CARTUCHOSOErONAN EXCEPTO ESTEANFO ALTERADO

POR EL AGUA

b) SATISFÁC'fORIOo) INADECUADO

Figura 14.7. Colocación de multiplicado res en columna deexplosivo formada por cartuchos de l"roFO.

En barrenos con un diámetro de 150 mm, se reco-miendan multiplicadores de 125 g de peso y en losbarrenos más grandes de 500 g.

Cuando el ANFO se ha encartuchado en fábrica apresión, las densidades alcanzadas (1,1 g/cm 3) sonmayores que las que tiene el explosivo a granel (0,8g/cm 3), por ello, aunque exista agua en los barrenos esmás fácil que los cartuchos estén en contacto con losmultiplicadores y además, las envolturas suelen sermás resistentes al agua y a la abrasión, por lo que elnúmero de iniciad<;>res que se precisa es menor que enlos casos anteriores.

192

4."-

INICIACION DE HIDROGELES VERTIBLESO BOMBEABLES

Engeneral, los hidrogelesy las emulsiones explosi- "-vas son menos sensibles que el ANFOa la iniciación.Estos agentes explosivos tienden a ser más fácilmentecomprimibles y pueden ser desensibilizados por la "-

detonación del cordón dentro de la columna de explo-sivo. La menor porosidad y la presencia de una faselíquida reducen la atenuación de la onda de choque "-producida por el cordón y prolongan la acción de losgases a alta presión después del paso de la onda dechoque.

Para minimizarel riesgo de los fallosoriginados por "-el cordón detonante, en barrenos de gran calibre (150-381 mm) se emplea un sistema de cebado múltiple, Fig.14.8. El número de multiplicadores equidistantes «nm» "-dentro de un barreno de diámetro «D» con una lon-gitud de columna «1» se determina, de acuerdo conHagan, con la siguiente expresión: '-

n - 1m -300+0,73 '-

En un banco de 20 m de altura con un diámetro de229 mm, un retacado de 5,70 m y una sobreperforaciónde 1,80 m, el número de multiplicadores necesarioserá:

'-

.20- 5,70 + 1,80 + 0,73 = 3,07 ~ 3nm 30 . 0,229

'-

'-

'-

'-

'-

Foto 14.1. Colocación de un multiplicador para iniciar unacolumna de hidrogel vertible.

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JPara asegurar que la posición de los multiplicadores

sea la correcta se colocará un peso en el extremo delcordón detonante para tensar la línea, y se situarán los

J primeros multiplicadores a la profundidad calculada.Cuando la densidad de los multiplicadores no es

muy superior a la de los agentes explosivos utilizados oJ a la del propio Iodo que puede existir en el barreno,

puede presentarse el riesgo de una posición inade-cuada de los iniciadores como consecuencia de su

J flotación o de haber sido empujados hacia arriba. Entales casos se aconseja preparar la línea de cordónpara el cebado múltiple en el exterior, enhebrandodos veces cada uno de los multiplicadores. Fig. 14.8.

En algunos lugares los accesorios se desciendencon unas grapas en forma de pinzas que impiden eldeslizamiento de los mismos hacia la superficie.

J

J

J

CORDON DETONANTE

RETACADO

J

.../HIDROGEL BOMBEADOO VERTlBLE

~/<300

1MULTlPlICADOR

1

.../

TROZO DE RDCA PARAr['SAR EL CDRDON

1

1 f---o~

Figura 14.8. Iniciación de hidrogeles o emulsiones verti-bles o bombeables. !!/'

.../

5. INICIACION DE CARTUCHOS DE HIDRO-GELES y EMULSIONES./

/

Los hidrogeles y las emulsiones poseen una altaresistencia al agua, por lo que los multiplicadores po-drían espaciarse ampliamente dentro de la carga si nofuera por el problema potencial' de la desensibiliza-ción. El sistema de iniciación recomendado es el múl-

tiple, tal y como se ilustra en la Fig. 14.9. En barrenos dediámetros inferiores a 150 mm los pesos de los multi-plicadores recomendados son de 125 g, mientras queen diámetros superiores se aumenta hasta 500 g.

../

j

../

CORDON A

CORDON B

r<300

CARTUCHOS DE HIDROGELo EMULSION

<30D

I

I

~ MULTIPlICAOOR

r-°--]

Figura 14.9. Iniciación de hidrogeles o emulsiones encar-tuchadas.

Al igual que con los hidrogeles y emulsiones verti-bles si se utilizan dos líneas de cordón dentro del ba-

rreno, una de ellas sólo debe llegar hasta la cabeza dela columna para evitar el riesgo de desensibilización.

6. LOCALlZACION DE LOS INICIADORES

.6.1. Cebado en fondo

El cebado en fondo produce una mejor utilización de"la energía del explosivo, resultando un incremento de la

fragmentación y desplazamiento de la roca con una dis-minución de las proyecciones.

Esto es debido a que la detonación progresa hacia elretacado, mientras que los gases de explosión son con-finados enteramente dentro del macizo rocoso, hasta

que el material de retacado es expulsado y permite suescape. Este tiempo de confinamiento es frecuentemen-te de 3 a 4 ms, según la velocidad de detonación y longi-tud de la columna. La caída de presión subsiguiente porescape en el nivel de pie del banco tiene lugar muchomás tarde, Fig. 14.10, consiguiéndose con ello unamejor fragmentación y esponjamiento, así como unmenor nivel de vibraciones, pues la onda de choque sepropaga hacia la parte superior del banco.

193

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CEBADO EN FONDO

/oOZ<{rowOw[L..JW

II(COMIENZO DEL ESCAPE

¡¡j DE GASES EN CABEZA)ZQ(f)Wa::[L

/

CEBADO EN CABEZA

/EL ESCAPE ALCANZA

EL PIE DEL BANCO

/

/(CAlDA RAPIDA DEBIDA ALESCAPE QUE SIGUE A LAONDA DE DETONACION)

TIEMPO

Figura 14.10 Efecto de la posición del iniciadorsobreel perfil de Presión- Tiempo en el barreno

o'p '1'0"",\=0,\="""

~

:fs43

~~0

P-,

-::=:~-~ --- -"1IiI'"~/

0 PUNTO DE INICIACION

'--./

En voladuras en banco como la rotura al nivel del pisoes extremadamente importante, la iniciación debe sertal que produzca en ese punto la máxima tensión. Si la ~iniciación tiene lugar a la cota del banco y no en el fondodel barreno se obtiene en ese punto un incremento dela tensión del 37 % (Starfield 1966), debido a la detona-ción simultánea de las dos partes de carga equidistan- ' "

tes de dicho punto Fig. 14.11. De igual manera, puedegenerarse una tensión de pico un 37 % mayor en cual-quier estrato duro si el iniciador se coloca en el punto '-'medio de dicho estrato.

En barrenos sin sobre perforación, el iniciador debesituarse tan bajo como sea posible pero nunca sobre eldetrito de perforación o sobre el barro del fondo, por '---eso se recomienda que exista una distancia de aproxi-madamente«40» sobrela baseefectiva.

Además de las ventajas citadas, el cebado en fondo ' "

~,>ol 'i:' I <=el'" t:=1PCD /',,,'. \ i 'TENSION RESULTANTE

TENSION RESULTANTE I \EN EL PUNTO P '-'EN EL PUNTO P I I

/ ',', !:(\ : \

! ' , I I .I , z I I '--..--t \ o I I

I I I iñ I Ii I \ z I ,

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2

I

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6TIEMPO ... - .,~,-"

2 h TIEMPO'

3 ..~ 0 PUNTO DE INICIACION '--4

Figura 14.11. Pulsos de tensión registrados en un punto "P" para dos posiciones de cebado en fondo (Hagan, 1974).

posee una posibilidad de cortes mucho menor que elcebado en cabeza o el cebado múltiple. En la Fig. 14.12se representa un ejemplo con dos barrenos de 270 mmde diámetro y 20 m de longitud, donde el espacia-miento entre columnas de explosivo y la longitud deretacado es de 7 m. Las velocidades de detonación son

de 7.000 mIs y 4.000 mIs en el cordón y en el ANFO res-pectivamente y entre ambos barrenos se ha intercaladoun relé de microrretardo de 25 ms.

Como los fallos en las voladuras se producen por el ~

corte del cordón como consecuencia del movimiento

del terreno, cuanto menor sea la diferEiflcia de lostiempos de detonación en dos puntos semejantes de "ambas cargas, menor será la probabilidad de que esosuceda. En la Fig. 14.12 se observa que con el cebadoen cabeza (a) la diferencia de tiempo entre B y O es de26 ms, mientras que cebando en fondo (b) ese tiempose reduce casi un 20% y por tanto el riesgo de fallos esmenor.

Un esquema de iniciación en fondo denominado "de

seguridad» es el que se indica en la Fig. 14.13.En este caso si el cordón de bajo gramaje del deto-

nador "N» fallara por cualquier razón, al cabo de untiempo igual 81 int6rvalo nominal de la serie de mi-crorretardo se iniciaría el multiplicador situado en ca-beza, garantizándose así la detonación del barreno.

Hasta hace poco tiempo los operadores desechaban

194

-7m-

A 10m,) CI26m,)

..¡. Bl.lm"

_2§,!,'.

(a)

~

AlOm,) CI26m,)

',----

',----127m,:

'----

A GRANEL

'--

[ b)'----

Figura 14.12. Menor probabilidad de cortes con cebadoen fondo. "-

e! cebado en fondo pues el uso de detonadores dentrode los barrenos implicaba ciertos riesgos, pero hoy endía se dispone de accesorios no eléctricos tales comolos cordones de bajo gramaje y los de muy baja energíaque ofrecen un amplio campo de posibilidades en estesistema de iniciación.

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,6.2.

Figura 14.13. Esquema de seguridad con cebado en fondo.

Cebado en cabeza

En voladuras en banco donde se utiliza el cebado encabeza una onda de alta tensión se propaga hacia lazona de la sobreperforación, donde por supuesto, suenergía se disipa malgastándose. En voladuras de re-cubrimiento en descubiertas de carbón, esta energíade tensión puede ser empleada de forma más útil frag-mentando la roca entre el fondo del barreno y la partesuperior del carbón, pero no el propio carbón, espe-cialmente si hay un nivel duro inmediatamente a techodel carbón y/o una zona bien diferenciada entre elestéril y el mineral.

Si se pretende maximizar la tensión de pico a lo largode la roca que rodea la columna de recatado el inicia-dor en la cabeza deberá estar al menos a 1/4 de lapiedra por debajo del techo de la carga (Starfield 1966).Si el explosivo es iniciado con un multiplicador en elpunto más alto, la superposición de las tensiones ge-neradas por elementos de carga adyacentes da unaresultante menor en cualquier punto del retacado. Fig.14.14.

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'P

'b".,.,..0 PUNTO OE INICIACION

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TENSION RESULTANTE

/-~N}PUNTO P

1

,/ °,, PULSOS DE TENSION DE

~ " °,, CADA ELEMENTO DE¡;; , ',CARGA1-7

~~, /\\

\\ ,TiEMPO

La eliminación del escape prematuro de los gases ala atmósfera, con una longitud de retacado adecuada,mejora la fracturación y el desplazamiento de la rocapor la energía de burbuja. Para cargas alargadas, laeficiencia del retacado con el cebado en cabeza esmenor, pues tanto el material inerte del retacado comola propia roca en la parte alta comienzan a moverseunos milisegundos antes de que la zona inferior delexplosivo detone. La caída de presión de los gases esmás acusada en columnas largas de explosivo de bajavelocidad de detonación con 10ngitÜdes de retacadoinsuficientes o dimensiones de la piedra pequeña.

Cuando la detonación llega al nivel del piso, la pre-sión de los gases cae rápidamente desde su valor másalto, debido al escape de éstos hacia zonas de menorpresión. Este fenómeno produce en el fondo del ba-rreno mala fracturación y especialmente un desplazacmiento reducido de la roca inferior.

6.3. Cebado múltiple

Si se utilizan varios multiplicadores deberán colo-carse en puntos tales que las ondas de detonaciónchoquen a un nivel que coincida preferiblemente conuna zona dura de la roca, o el propio piso del banco.Fig.14.15.

Las tensiones que se producen en esos puntos decolisión son un 46% mayores que las que se obtienencon una iniciación simple (Starfield 1966).

Cuando las cargas no presentan caídas de veloci-dad, la iniciación múltiple mejora la fragmentación dela roca por la energía de tensión.

6.4. Cebado axial

Cuando las columnas de explosivo están iniciadasde forma continua, por mediO de un cordón detonante.las velocidades de detonación son relativamente más

bajas que las de régimen. Así, el cebado axial es másefectivo en formaciones rocosas blandas y con mu-

chas fracturas donde es preferible una mayor energíade los gases «EB». La teoría de Teller (1972) de que lainiciación continua aumenta de forma significativa la«VD" del ANFO no puede mantenerse tal y como se ha

,. demostrado en la práctica.

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Figura 14.14. Diferentes posiciones del iniciador con cebado en cabeza (Hagan, 1974).

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Figura 14.15. Aplicaciones del cebado múltiple a unavoladura en banco.

7. CEBADO DE CARTUCHOS DE EXPLOSIVOSCONVENCIONALES

El cebado de cartuchos consiste en la insercióndentro de los mismos de un detonador o extremo decordón detonante para activar o iniciar la detonaciónde la carga explosiva principal dentro del barreno.

Para aprovechar al máximo el efecto de choque queproporciona el detonador se debe colocar éste 8nforma axial al cartucho cebo y al eje de la columna deexplosivo.

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Figura 14.16. Cebado de cartucho con detonador eléctrico.

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Cualquier cebo es un explosivo activado dispuesto adetonar frente a diferentes estímulos, fuego, golpes,etc., por lo que deben ser tratados con el máximocuidado, tanto al transportarlos como al introducirlosen los f)8rrenos. Nunca deben ser atacados directa-mente.

Para el cebado de cartuchos y barrenos con detona-dores eléctricos y cordones detonan~es se siguen losesquemas propuestos en la Fig. 14.17.

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Figura 14.17. Cebado de cartuchos y barrenos.

Los procedimientos de cebado de barrenos son lossiguientes:

a) Con detonador eléctrico instántaneo. Para barre-nos aislados o simultáneos en roca de resistenciabaja a media. Barrenos húmedos.

b) Con detonador eléctrico de retardo. Cebo en elfondo para barrenos simultáneos o sin frente, sinhumedad y en roca de tipo medio a dura. Con estesistema se mejora la fragmentación.

c) Cordón detonante. Barrenos de contorno o en rocablanda, con espaciadores para bajar la carga total alo largo de la columna.

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