Este documento trata sobre los temas de perforación, voladura y ventilación en minería subterránea. Explica los principios básicos de la perforación, los errores comunes y los métodos de corte. Luego describe el ciclo básico de excavación, los esquemas de diaclasado y la distribución de la carga explosiva. Finalmente, cubre los aspectos de la ventilación en minas, incluidos los orígenes de los gases, su clasificación y distribución dependiendo de la densidad.

1. PERFORACIÓN,
VOLADURA Y
VENTILACION
EN
MINERIA
SUBTERRANEA
PERFORACIÓN,
VOLADURA Y
VENTILACION
EN
MINERIA
SUBTERRANEA
Expositor : Ing. Daniel Arcos Valverde
Ayacucho, Enero del 2008

2. PERFORACION

3. PERFORACIÓN
El principio de la perforación se basa en el
efecto mecánico de percusión y rotación,
cuya acción de golpe y fricción producen el
astillamiento y trituración de la roca.
Su propósito es abrir en la roca huecos
cilíndricos denominados taladros y están
destinados a alojar al explosivo y sus
accesorios iniciadores.

4. CONDICIONES DE PERFORACIÓN
La calidad de los taladros que se perforan
están determinados por cuatro
condiciones: diámetro, longitud, rectitud y
estabilidad.
Para conseguir una voladura eficiente la
perforación es muy importante así como la
selección del explosivo, este trabajo debe
efectuarse con buen criterio y cuidado.

5. CICLO BÁSICO DE EXCAVACIÓN
El ciclo básico de una excavación
comprende la perforación y voladura. La
secuencia es la siguiente:
• Perforación de taladros.
• Cebado y carga de explosivo.
• Amarre del sistema de iniciación.
• Disparo.
• Evacuación de
humos,ventilación,desatado, control de
estabilidad para la evaluación del
material volado.
• Evacuación del material volado.

6. ESQUEMAS DE DIACLASADO

7. ESQUEMAS DE DIACLASADO

8. PARTES DEL FRENTE
Para efectos de voladura el frente de
pequeña a mediana envergadura se divide
en tres áreas:
1. Corte o arranque.
2. Núcleo o destroza.
3. Corona o contorno.
Secuencia de rotura que sigue el disparo:
Corte Núcleo Contorno

9. 2
1
1
1
2
2 3
3
3
4
4
4
5
5
5
DESARROLLO
DEL BANCO ANULAR
NOMENCLATURA DE TÚNEL
CONTORNO
NÚCLEO
CORTE
O ARRANQUE
c
b
a
B
c
b
a
c
b
a
B
PISO DEL TÚNEL (CRESTA DEL BANCO)
BANCOTÚNEL
SIMPLE
TÚNEL
EN DOS
ETAPAS

10. CORTES O ARRANQUES
La función del arranque es formar la
primera cavidad en el frente cerrado de una
rampa, creando así una segunda cara libre
para la salida de los demás taladros,
transformandose en un “banco anular”.
El arranque requiere en promedio 1.3 veces
mas de carga por taladro para desplazar el
material triturado.

11. MÉTODOS DE CORTE
Los tipos de trazos de perforación para
formar una nueva cara libre ó cavidad de
corte, son dos:
1. Cortes con taladros en ángulo o cortes en
diagonal.
2. Cortes con taladros en paralelo.

12. CORTE EN CUÑA
O EN “V” (WEDGE CUT)
A A´
A
A´
60°

13. CORTE EN PARALELO
A A´
A
A´

14. EJEMPLOS DE CORTE QUEMADO
EJEMPLOS PARA LIMITAR EL EFECTO DE SIMPATIA
ENTRE LOS TALADROS
a b dc
a
b c

15. TRAZOS DE ARRANQUE
PARA TÚNELES
TALADRO
DE ALIVIO
TALADRO
CARGADO
LEYENDA

16. DISTANCIA ESTIMADA DEL ALIVIO
AL PRIMER TALADRO DE ARRANQUE
B
B = 1,5 a 1,7 φ
Donde φ es el diámetro mayor

17. ESQUEMA GEOMÉTRICO GENERAL DE UN CORTE
DE CUATRO SECCIONES CON TALADROS
PARALELOS
B4
B1
B2
B3
B3
D2
D1
LADO DE LA SECCIONSECCION DEL CORTE VALOR DEL BURDEN
PRIMERA B1 = 1,5 * D1 B1 * 2
SEGUNDA B2 = B 1 * 2 1,5 * B2 * 2
TERCERA B3= 1,5 * B 2 * 2 1,5 * B3 * 2
CUARTA B4 = 1,5 * B 3 * 2 1,5 * B4* 2

18. DISTANCIA ENTRE TALADROS
Normalmente varían: arranque de 15 a 30 cm ,
ayudas de 60 a 90 cm y en los cuadradores de
50 a 70 cm.
Como regla práctica se estima una distancia de
2 pies (60 cm) por cada pulgada del diámetro
de la broca.
Los taladros periféricos (alzas y cuadradores)
se deben perforar a unos 20 a 30 cm del límite
de las paredes del túnel, para facilitar la
perforación y para evitar la sobre rotura, en
voladura normal.

19. En los taladros paralelos, es necesario perforar
los del techo y piso con cierto ángulo.
Si estos ángulos se exageran los resultados
serán negativos por sobrerotura.

20. ERRORES PERFORACIÓN
• HUECO DE ALIVIO DE DIÁMETRO MUY PEQUEÑO
• DESVIACIONES EN EL PARALELISMO
AVANCE

21. • ESPACIAMIENTOS IRREGULARES ENTRE TALADROS
• IRREGULAR LONGITUD DE LOS TALADROS
AVANCE
ERRORES PERFORACIÓN

22. • INTERSECCION ENTRE TALADROS
AVANCE
SOBRECARGA
SIN CARGA
• SOBRECARGA (EXCESIVA DENSIDAD DE CARGA)
SOBRECARGA
ERRORES PERFORACIÓN

23. LA MALLA DEL FONDO DEBE DE SER
IGUAL A LA MALLA DEL FRENTE

24. TAJEOS DE
MINA
• CON TALADROS SOBRE CABEZA INCLINADOS

25. TEMPORIZACIÓN: EFECTOS DE LA
SALIDA SECUENCIAL
1
2 3
4
5
67
8 9
10 11
12
14
15
13
16
1718 19
FRENTE
CORTE
LONGITUDINAL
SALIDA DEL
ARRANQUE
14
15 y 16
10 y 11
4
1
5
1
8 y 9
17
12 y 13
2 y 3
ARRANQUE PARALELO

26. TEMPORIZACIÓN: EFECTOS DE LA
SALIDA SECUENCIAL
12 3
4
5
6 7
89
10
11 12
13 14
15 16
17 18
19 20
10
11 y 12
4, 6 y 7
1
1
5, 8, 9, 17 y 18
15, 16, 19 y 20
FRENTE
CORTE
LONGITUDINAL
SALIDA DEL
ARRANQUE
ARRANQUE ANGULAR

27. Taco Inerte (Detritus)
Efecto Mecánico:
||
Una adecuada longitud de taco, genera mayor oposición al
desplazamiento o salida de los gases.
Al utilizar los detritus como taco inerte
podemos aprovechar la forma irregular que
tienen, para distribuir las fuerzas horizontales,
provenientes de la detonación; en fuerzas
verticales e inclinadas, produciendo así que
dichas fuerzas hagan presión sobre las paredes
del taladro. Generando resistencia a la salida de
los gases y como consecuencia aumentar la
energía de impacto sobre la roca
CARGA EXPLOSIVA

28. VOLADURA

29. 1.1. Deben efectuarse solo en polvorines autorizados según normas oficiales,
cumpliendo con las siguientes recomendaciones:
Deben ser inaccesibles a
personas extrañas y
vigilados.
Deben estar a distancias
prudenciales de otras
instalaciones para evitar
explosiones o daños por
simpatía.
Estando prohibido
almacenar juntos
explosivos y accesorios
deben haber polvorines
para ambos.
ALMACENAMIENTOALMACENAMIENTO

30. Esta prohibido
almacenar
explosivos o
accesorios con
otros materiales
o insumos
ajenos a ellos.

31. Durante el transporte de explosivos y accesorios de voladura de
Polvorines o Bodegas de Mina a los frentes de trabajo:
Detonación
fortuita por
maltrato.
Abandono de
explosivos -
Robos.
Manipulación por
personas
inexpertas.

35. Para un taladro de ∅ = 45 mm
ANFO
(∅ = 45 mm)
Semexsa 80
(∅ = 22 mm)
Emulsión
(∅ = 22 mm)
Exadit
(∅ = 22 mm)
1 m

36. Carguío de frente con el uso de explosivos muy
POTENTES con espaciadores.

37. Influencia entre 0,20 y 0,50 m
Voladura Controlada
Minimiza el daño al macizo rocoso
Estabilidad
después
del
disparo

38. Incidencia de los costosIncidencia de los costos
Costos previos
a la voladura
Costos posteriores al
disparo
Perforación
Explosivos
Seguridad / Ventilación
Avance
Sobrerotura / Dilución
Voladura secundaria
Seguridad: sostenimiento
ventilación
Carguío y transporte
Chancado y molienda
Recuperación metalúrgica
VOLADURA

39. VENTILACION

40. ORIGEN DE LOS GASES DE MINA
USO DE EXPLOSIVOS
Toda voladura origina, en mayor o en menor grado, gases tóxicos producidos por las diversas reacciones químicas
que ocurren durante una explosión. El uso del ANFO, por ejemplo, genera diversos óxidos de nitrógeno los mismos
que aún en bajas concentraciones pueden resultar de necesidad mortal.
MAQUINAS DE COMBUSTION INTERNA
Pueden liberar gran cantidad de contaminantes, como el NOx, CO, etc., y esto es mayormente por la falta de
mantenimiento o por la altitud en la cual esta la maquina.

41. GASES DE ESTRATOS
Son gases que existen dentro de las estructuras rocosas del yacimiento y que, al entrar en. Contacto con una
labor minera, pueden producir grandes concentraciones de gases tóxicos.
RESPIRACION HUMANA
Cada persona exhala anhídrido carbónico (CO2) y si realiza una actividad física intensa la cantidad de anhídrido
carbónico producida será mayor.

42. GAS INCOLORO, SOFOCANTE, DE
OLOR A HUEVOS PODRIDOS, SE
PRRESENTA EN MENOR
PROPORCION Y ESTA REFERIDO A
LOS CARGADORES DE BATERIA .
2.00SO2
GASES SULFUROSOS
LMP máximo 5 ppm.
GAS INCOLORO EN
CONCENTRACIONES BAJAS, EN
ALTAS TOMA UN COLOR PARDO. SE
UBICA EN LAS PARTES BAJAS DE LA
LABOR
1.78NO2 Y NO3
GASES NITROSOS
LMP máximo 07 mg/m3 ó 5 ppm.
GAS INCOLORO, SABOR
LIGERAMENTE ACIDO, SE LE UBICA
A PARTIR DE LA PARTE MEDIA
HACIA DEBAJO DE LA LABOR
1.53CO2
DIOXIDO DE CARBONO
LMP máximo 9000 mg/m3 ó 5000 ppm.
GAS INCOLORO, INODORO E
INSIPIDO, SE LE UBICA EN LAS
PARTES ALTAS DE LA LABOR.
0.97CO
MONOXIDO DE CARBONO
LMP máximo 29 mg/m3 ó 25 ppm.
OBSERVACIONESDENSIDADFÓRMULACOMPUESTO

43. DISTRIBUCION ESQUEMATICA DE LOS GASES POR SU DENSIDAD
(AMBIENTE SIN VENTILACION)

44. 6Sobre los 4000
5De 3000 a 4000
4De 1500 a 3000
3Hasta los 1500
Cantidad mínima de aire necesaria
por hombre (m³/min)
Altitud (msnm)
En el caso de emplearse equipo diesel, la cantidad de aire circulante no
será menor de tres (3) metros cúbicos por minuto por cada HP que
desarrollen los equipos.