ES2923598T3 - Procedimiento e instalación para cargar barrenos con suspensión de base acuosa a granel o explosivos de tipo gel acuoso - Google Patents

Procedimiento e instalación para cargar barrenos con suspensión de base acuosa a granel o explosivos de tipo gel acuoso Download PDF

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Angulo José Ramón Quintana
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Abstract

La presente invención se refiere a un método e instalación para cargar pozos con suspensión a granel a base de agua o explosivos tipo gel de agua caracterizado por la sensibilización del producto mediante la mezcla de una matriz de suspensión no explosiva o de baja sensibilidad con gas comprimido (por ejemplo, aire) al final. de la manguera de entrega. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento e instalación para cargar barrenos con suspensión de base acuosa a granel o explosivos de tipo gel acuoso
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de explosivos civiles para su uso en minería y obras públicas. Más específicamente, se refiere a un método y a una instalación para cargar barrenos con suspensión de base acuosa a granel o explosivos de tipo gel acuoso con sensibilización “en el sitio”.
Antecedentes de la invención
El continuo crecimiento de la demanda de minerales y metales durante las últimas décadas ha provocado un enorme aumento en el consumo de explosivos. Para abastecer la demanda de explosivos, el mercado ha evolucionado de explosivos envasados a explosivos a granel que se transportan, sensibilizan y suministran al interior de los barrenos en las minas mediante instalaciones ensambladas en unidades móviles o camiones. La fabricación de explosivos a granel comenzó en los años 50 con la introducción de ANFO, seguido en los años 60-70 con suspensiones espesas, geles acuosos y emulsiones y en la actualidad más del 90% de todos los explosivos consumidos se suministran en forma a granel.
Los explosivos a granel se caracterizan básicamente por ser combinaciones de oxidantes y combustibles. La sensibilidad de este tipo de explosivos se debe a la introducción de burbujas de gas dentro de la combinación de oxidante y combustible que, cuando se exponen a una onda de choque, generan puntos calientes.
La introducción de burbujas de gas puede realizarse atrapando el gas durante la mezcla o mediante su formación mediante una reacción química. En la patente estadounidense 3.400.026 se describe una formulación que usa proteína en disolución (albúmina, colágeno, proteína de soja, etc.) para favorecer la formación de burbujas y su estabilización. La patente estadounidense 3.582.411 describe una formulación de explosivo de gel acuoso que contiene un agente espumante del tipo de goma guar modificado por grupos hidroxilo.
En la patente estadounidense 3.678.140 se describe un procedimiento para la incorporación de aire por medio del uso de disolución de proteína, haciendo pasar la composición a través de una serie de aberturas a presiones de desde 40 hasta 160 psi para crear un vacío en la zona en la que el agente de voladura sale del orificio, incorporando aire.
La incorporación de burbujas de gas mediante generación por medio de una reacción química se describe en las patentes estadounidenses números 3.706.607, 3.711.345, 3.713.919, 3.770.522, 3.790.415 y 3.886.010.
La fabricación y sensibilización “en el sitio” (“in situ") del explosivo pasó a ser habitual dado que permite un transporte más seguro hasta el sitio de uso.
Las primeras patentes relacionadas con la fabricación de explosivo “en el sitio”, es decir, la fabricación del explosivo mezclando todos sus componentes en el mismo camión usado para descargar el explosivo en los pozos de voladura, las presentó IRECO (documentos US 3.303.738 y US 3.380.033). Estas patentes describen la fabricación de un explosivo de tipo gel acuoso en un camión por medio de dosificación y mezclado de una disolución líquida que contiene sales oxidantes con un material sólido que contiene sales oxidantes y espesantes. La patente US 3.610.088 (IRECO) describe el mismo método que las patentes anteriores para la fabricación “en el sitio” de un gel acuoso, que incorpora la adición simultánea de aire o bien por medio de atrapamiento mecánico o bien por medio de generación de un gas mediante una reacción química. La patente EP0203230 (IRECO) describe una mezcladora que tiene paletas móviles y fijas que permiten la fabricación “en el sitio” de un agente de voladura de tipo emulsión de agua en aceite.
El mayor inconveniente de estas primeras tecnologías de fabricación “en el sitio” se encuentra en el hecho de que usan disoluciones de sal oxidante de alta temperatura que deben transportarse con un suministro de calor en tanques térmicamente aislados. La complejidad del camión y de la operación de fabricación requiere personal altamente cualificado para garantizar su éxito.
La necesidad de soluciones más seguras y más sencillas cambió la tendencia hacia el transporte de productos más terminados (matriz o producto de base) pero todavía clasificados como no explosivos y su sensibilización “en el sitio”. En este contexto, MAXAM (anteriormente conocido como Unión Española de Explosivos) desarrolló una serie de tecnologías para fabricar suspensiones de matriz y el transporte de una suspensión de matriz no explosiva y su sensibilización “en el sitio” por medio de la incorporación de aire en la matriz (gasificación mecánica) antes de descargarla en el pozo de voladura.
La patente europea EP1002777 B1 (MAXAM, anteriormente conocido como Unión Española de Explosivos) describe un método y una instalación para la sensibilización “en el sitio” de explosivos de base acuosa antes de cargar los pozos de voladura a partir de una suspensión de matriz no explosiva. La sensibilización se lleva a cabo por medio del mezclado de cantidades dosificadas del producto de matriz con un gas o aire y un estabilizador de burbujas de gas antes del suministro al interior de los barrenos. Un inconveniente de este método es que el producto se sensibiliza, es decir se vuelve explosivo, antes de bombearse al barreno. Asimismo, la patente europea EP1207145 B1 (MAXAM, anteriormente conocido como Unión Española de Explosivos) da a conocer un método para la fabricación “en el sitio” de explosivos de base acuosa antes de cargar los pozos de voladura a partir de una suspensión de matriz oxidante con un balance de oxígeno superior al 14%, un material combustible, un gas o aire y un estabilizador de burbujas de gas. La patente estadounidense US 6.949.153 B2 (MAXAM, anteriormente conocido como Unión Española de Explosivos) describe un método para la fabricación “en el sitio” de mezclas explosivas que pueden bombearse por medio del mezclado de un oxidante granular con una suspensión de matriz no explosiva estabilizada con un espesante, aire y un estabilizador de burbujas de gas que permite regular la densidad del producto según las condiciones de procedimiento. Este método permite controlar la densidad del producto explosivo antes de cargarse en los pozos de voladura por medio de la incorporación controlada de aire atmosférico por medios mecánicos.
Más recientemente, la solicitud PCT internacional WO2014/154824 A1 (MAXAM) describe un método para la fabricación “en el sitio” de explosivos de gel acuoso de baja densidad resistentes al agua a partir de una matriz no explosiva que contiene un polímero que puede reticularse y un agente de generación de burbujas de gas (gasificación química). El documento US2018/029950 da a conocer un método para rellenar un barreno con una suspensión explosiva que comprende la etapa de introducir burbujas de aire en la suspensión en la unidad de bombeo.
La gasificación química requiere esperar hasta que tengan lugar algunas reacciones químicas para reducir la densidad del producto dado que se bombea al interior del barreno. Esto hace que sea difícil tener un buen control de la altura de explosivo en el barreno, lo cual puede provocar un peor rendimiento debido a carga insuficiente, o impactos medioambientales (tales como vibraciones, onda de choque por el aire, vertido) debidos a sobrecarga.
La principal ventaja de los métodos de gasificación mecánica descritos anteriormente es que permiten comprobar la densidad final del producto antes de bombear al interior del barreno. Sin embargo, hay algunos inconvenientes relacionados con el bombeo del producto ya sensibilizado a la densidad final:
- el producto ya es un explosivo.
- vertido de producto cuando se mueve la manguera de un pozo a otro. Las burbujas de gas dentro del producto se comprimen cuando se bombea. Una vez que la bomba se detiene, se relaja la presión y el producto sale, siendo difícil prevenir el vertido cuando se mueve la manguera de un pozo a otro.
- peor control de la cantidad de producto bombeado debido a cambios de densidad del producto sensibilizado con presión.
- mayor complejidad de la instalación dado que se necesitan equipos adicionales para cargar los barrenos.
- mayor dificultad para cambiar la densidad a lo largo de la columna del explosivo.
Por tanto, existe una necesidad de encontrar nuevas técnicas para cargar barrenos con suspensión de base acuosa a granel o explosivos de tipo gel acuoso con sensibilización “en el sitio”.
Breve descripción de la invención
La solución proporcionada en la presente invención reduce o elimina todos los inconvenientes de los métodos de gasificación mecánica expuestos en la sección de antecedentes, manteniendo las ventajas de la gasificación mecánica en comparación con la gasificación química. En particular, la presente invención se refiere a un método y a una instalación para cargar barrenos con suspensión de base acuosa a granel o explosivos de tipo gel acuoso caracterizados por la sensibilización del producto mezclando una matriz de suspensión no explosiva o de baja sensibilidad con gas comprimido (por ejemplo, aire) en el extremo de la manguera de suministro.
En un aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para cargar un barreno con una suspensión de base acuosa a granel o explosivo de tipo gel acuoso que comprende: (i) transportar una suspensión de matriz de base acuosa no explosiva o de baja sensibilidad a la ubicación para cargar, comprendiendo dicha suspensión al menos una sal oxidante, un combustible y un espesante, y (ii) sensibilizar el explosivo durante el suministro al interior del barreno caracterizado porque dicho procedimiento comprende:
a) dosificar la suspensión al interior del barreno a través de una manguera de suministro,
b) inyectar gas en la parte de extremo de la manguera de suministro,
c) dispersar el gas en el interior de la suspensión por medio de una mezcladora ubicada en el extremo de la manguera, y
d) fijar la densidad de explosivo mediante la regulación de las velocidades de flujo de matriz y gas.
En otro aspecto, la presente invención se refiere a una instalación para cargar una suspensión de base acuosa a granel o explosivo de tipo gel acuoso al interior de un barreno según el procedimiento anterior, caracterizada por tener:
a) un tanque (1) para el almacenamiento de la suspensión de matriz,
b) una bomba de suministro (2) conectada al tanque de matriz (1),
c) una manguera de suministro (3) conectada al lado de presión de la bomba de suministro (2), d) una mezcladora “en línea” (4) ubicada en el extremo de la manguera de suministro (3),
e) una reserva de gas comprimido (5),
f) un regulador de flujo de gas (6) conectado a la reserva de gas comprimido (5), y
g) un conducto (7) que conecta el regulador de flujo (6) con la mezcladora (4).
Breve descripción de las figuras
La figura 1 muestra un dibujo esquemático de una realización de una instalación para cargar barrenos con explosivos de gel acuoso a granel según esta invención.
La figura 2 muestra un dibujo esquemático de otra realización de una instalación para cargar barrenos con explosivo de gel acuoso a granel según esta invención.
Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención es un método y una instalación para cargar barrenos con explosivos de base acuosa a granel (suspensiones o de tipo gel acuoso) tal como se definió anteriormente.
Opcionalmente, puede mezclarse un estabilizador de burbujas de gas y/o un agente de reticulación con la matriz antes de la mezcladora en el extremo de la manguera.
El método puede realizarse en una instalación en un vehículo móvil para cargar explosivos al interior de pozos de voladura que tiene compartimentos para los diferentes componentes.
La suspensión de matriz no explosiva o de baja sensibilidad (es decir, la matriz o el producto de base) está formada por una mezcla líquida de base acuosa que comprende al menos una sal oxidante, un combustible (que puede estar presente en disolución, en emulsión o en suspensión) y un espesante. Preferiblemente, la suspensión de matriz no explosiva o de baja sensibilidad según la presente invención cumple con las normas de las Naciones Unidas para su reconocimiento como oxidante UN3375, clase 5.1 (es decir, no explosivo).
Como sales oxidantes, pueden usarse convenientemente nitratos, cloratos y percloratos de amonio, metales alcalinos y alcalinotérreos así como mezclas de los mismos. Precisamente, estas sales pueden ser, entre otras, los nitratos, cloratos y percloratos de amonio, sodio, potasio, litio, magnesio, calcio o mezclas de los mismos. En general, la concentración total de sales oxidantes presentes en el producto de base puede variar entre el 30% y el 90% en peso del producto de base, preferiblemente entre el 40 y el 75% y más preferiblemente entre el 60 y el 75%.
En una realización preferida, la sal oxidante es o comprende nitrato de amonio.
Compuestos orgánicos que pertenecen al grupo formado por hidrocarburos aromáticos, hidrocarburos alifáticos saturados o insaturados, nitratos de amina, aceites, derivados de petróleo, derivados que se producen en vegetales tales como almidones, harinas, serrín, melazas y azúcares o combustibles metálicos finamente divididos tales como aluminio o ferro-sílice, pueden usarse convenientemente como combustibles. En general, la concentración de combustible total en el producto de base puede variar entre el 1% y el 40% en peso del producto de base, preferiblemente entre el 3% y el 20% y más preferiblemente entre el 10 y el 20%.
Según una realización particular, se usa nitrato de amina y/o aceite diésel, un combustible basado en petróleo que consiste en hidrocarburos tanto saturados como aromáticos, como combustible. Los combustibles de nitrato de amina son útiles para aumentar la solubilidad y sensibilidad del producto y se seleccionan preferiblemente de nitratos de alquilamina, nitratos de alcanolamina y mezclas de los mismos, tales como nitrato de metilamina, nitrato de etanolamina, nitrato de dietanolamina, nitrato de trietanolamina, nitrato de dimetil-amina, así como los nitratos de otras aminas hidrosolubles tales como hexamina, dietilentriamina, etilendiamina, laurilamina y mezclas de los mismos.
En una realización preferida, el combustible es uno o más nitratos de amina. En una realización más preferida, el combustible es o comprende nitrato de hexamina.
En otra realización preferida, el combustible comprende uno o más nitratos de amina y un combustible adicional. En una realización más particular, el combustible comprende nitrato de metilamina y combustible diésel.
Como agentes espesantes, pueden usarse convenientemente productos derivados de semillas tales como goma guar, galactomananos, productos de biosíntesis tales como goma xantana, almidón, celulosa y sus derivados tales como carboximetilcelulosa o polímeros sintéticos tales como poliacrilamida. En general, la concentración de agentes espesantes en el producto de base puede variar entre el 0,1% y el 5% en peso del producto de base, preferiblemente entre el 0,5% y el 2%.
En una realización preferida, el agente espesante es o comprende goma guar.
En una realización preferida, el producto de matriz es una suspensión de base acuosa que comprende o que consiste en nitrato de metilamina, nitrato de amonio, goma guar y combustible diésel. En otra realización preferida, el producto de matriz es una suspensión de base acuosa que comprende o que consiste en nitrato de hexamina, nitrato de amonio y goma guar.
En una realización de la invención el gas es aire comprimido, pero puede ser nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono o cualquier gas comprimido que, una vez dispersado, las burbujas de gas actúen como punto caliente cuando se comprimen por una onda de choque. La razón volumétrica entre el gas y la suspensión de matriz puede variar normalmente entre 0,05 y 5, preferiblemente entre 0,1 y 1.
El mezclado de la suspensión de matriz y el gas se realiza en una mezcladora “en línea” ubicada en el extremo de la manguera. Se envía el gas a la entrada de la mezcladora a través de un tubo que va o bien por el interior o bien por el exterior de la manguera. En una realización preferida, la mezcladora en línea es una mezcladora estática, más preferiblemente una mezcladora estática helicoidal. La velocidad de flujo de la suspensión de matriz se regula controlando las rpm de la bomba y la velocidad de flujo del gas se regula mediante un regulador de flujo. En una realización preferida, este regulador es un regulador de flujo constante, es decir un mecanismo que permite controlar el impacto de cambios de presión de tal manera que el flujo siempre es constante y es el deseado. Evidentemente, esto no significa que el flujo de gas se mantenga constante durante todo el procedimiento, sino que el flujo de gas real es el deseado en cualquier punto del procedimiento.
Adicionalmente, puede añadirse uno o más agentes estabilizantes de burbujas de gas, entre los cuales se encuentran, por ejemplo, disoluciones o dispersiones de agentes tensioactivos del tipo derivado a partir de aminas de ácidos grasos tales como, por ejemplo, acetato de laurilamina o proteínas del tipo de ovoalbúmina, lactoalbúmina, colágeno, proteína de soja, proteína guar o goma guar modificada del tipo hidroxipropil-guar. En general, los agentes estabilizantes pueden añadirse al producto de base en una concentración comprendida entre el 0,01% y el 5% en peso con respecto al peso del producto de base, preferiblemente entre el 0,1% y el 2%.
Adicionalmente, se prefiere añadir un agente de reticulación para mejorar la resistencia al agua. Entre los agentes de reticulación pueden usarse convenientemente los compuestos de antimonio tales como piroantimonato de potasio, tartrato de antimonio y potasio, compuestos de cromo tales como ácido crómico, dicromato de sodio o potasio, compuestos de circonio tales como sulfato de circonio o diisopropilaminalactato de circonio, compuestos de titanio tales como trietanolaminaquelato de titanio o compuestos de aluminio tales como sulfato de aluminio. En general, la concentración del agente de reticulación puede variar entre el 0,01% y el 5% en peso con respecto al peso del producto de base, preferiblemente entre el 0,01% y el 2%.
Opcionalmente, la suspensión de matriz puede combinarse con ANFO o cualquier oxidante en forma granular y opcionalmente un combustible, siendo el porcentaje de matriz superior al 50%, de modo que la combinación puede bombearse.
El método para cargar pozos de voladura proporcionado por esta invención tiene las ventajas de métodos de gasificación mecánica en comparación con la gasificación química (es decir, control de la densidad final sin esperar a la gasificación, buen control de la altura de columna de explosivo, etc.) y supera algunos de los inconvenientes tales como bombeo de un explosivo ya sensibilizado y vertido entre pozos debido a la relajación de la presión en la manguera. Mezclar el gas en el extremo de la manguera permite cambiar la densidad a cualquier longitud en la columna de explosivo inmediatamente, sin esperar hasta que tenga lugar la reacción química.
En contraposición a las emulsiones, las suspensiones tienen la capacidad para atrapar altos volúmenes de gas, lo cual permite obtener densidades muy bajas. Al reticularse, la suspensión pasa a ser un gel acuoso sólido manteniendo las burbujas dentro del gel de tipo caucho, impidiendo la coalescencia de las burbujas.
El método para cargar pozos de voladura proporcionado por esta invención permite cargar todos los tipos de barrenos, ya sea a cielo abierto o subterráneos. Este método permite el bombeo en 360° en todos los tipos de operaciones, producción, desarrollo, pozos ascendentes, etc.
Este método es especialmente competitivo en trabajos de desarrollo en túneles, reduciendo el tiempo de ciclo total dado que permite disparar la voladura justo después de la carga sin esperar hasta que se gasifique el producto. También permite reducir la densidad hasta valores muy bajos, siendo posible cargar con el mismo producto de base la zona de corte con alta densidad para obtener un avance completo y el contorno con muy baja densidad, reduciendo el daño de las paredes.
La invención también se refiere a una instalación para cargar barrenos con una suspensión de base acuosa a granel o explosivo de tipo gel acuoso según el procedimiento anteriormente descrito. En la figura 1 se muestra una realización que comprende:
- un tanque (1) para el almacenamiento de la suspensión de matriz;
- una bomba de suministro (2) conectada al tanque de matriz (1);
- una manguera de suministro (3) conectada en la salida de la bomba de suministro (2);
- una mezcladora en línea (4) ubicada en el extremo de la manguera de suministro (3);
- una reserva de gas comprimido (5);
- un regulador de flujo de gas (6) con caudalímetro;
- un conducto (7) que conecta el regulador de flujo (6) con la mezcladora (4) para transportar el gas desde el regulador de flujo (6) hasta la mezcladora (4) y
los siguientes componentes opcionales:
- un tanque para un estabilizador de gas (8) con una bomba de estabilizador (9),
- un tanque para agua (10) con una bomba de agua (11) y un anillo de lubricación de agua (12), y
- un tanque para un agente de reticulación (13) con una bomba de agente de reticulación (14).
La figura 2 muestra una realización alternativa de la instalación proporcionada por esta invención que complementa la instalación anterior, para cargar barrenos con combinaciones que pueden bombearse de matriz y ANFO (u oxidante granulado y un combustible). Esta instalación comprende, además de los elementos anteriormente mencionados:
- un tanque (15) para almacenar nitrato de amonio granular,
- un sistema de dosificación (16) para nitrato de amonio,
- un tanque (17) para almacenar combustible líquido,
- una bomba (18) y caudalímetro (19) para combustible líquido,
- un tornillo sin fin de mezclado (20) para combinar nitrato de amonio y combustible líquido y la suspensión de matriz,
- una bomba de matriz (21) que conecta el tanque de matriz (1) con el tornillo sin fin de mezclado (20), y - una tolva (22) conectada a la bomba de suministro (2).
En una realización alternativa, no se añade ningún combustible líquido y por tanto el tanque (17) y el sistema de dosificación (18, 19) no son necesarios.
En una realización particular y preferida, la instalación está ubicada en una unidad móvil para cargar los pozos o un camión de bombeo.
Ejemplos
La invención se ilustra por medio de los siguientes ejemplos que no limitan en ningún caso el alcance de la invención.
Ejemplo 1
Se ensambló una instalación para cargar barrenos en un vehículo subterráneo. La instalación comprendía los siguientes elementos según la figura 1:
- un tanque de 1.200 l (1) para almacenar una suspensión de matriz,
- una bomba de cavidad progresiva (PC) (2) conectada al tanque de suspensión de matriz (1),
- una manguera de suministro flexible de 1”, de 20 m de longitud, conectada a la bomba de PC (2),
- una mezcladora estática de tipo helicoidal en línea (4) conectada en el extremo de la manguera de suministro.
Esta mezcladora estática está compuesta por diferentes elementos de mezclado. El número de elementos puede cambiarse para adaptarse a las diferentes velocidades de bombeo para minimizar la contrapresión y optimizar el grado de mezclado,
- un depósito de aire (5) compuesto por un pequeño compresor conectado a
- un regulador de flujo constante de gas (6) con caudalímetro, instalado para compensar cambios en la contrapresión,
- un tubo flexible neumático de 1/8” (7) insertado dentro de la manguera de suministro mediante un conector que atraviesa la pared. Este tubo conecta el regulador de flujo de aire (6) con la mezcladora estática (4),
- un tanque de 50 l (8), para almacenar una disolución de estabilizador de gas, conectado a la entrada de una bomba de dosificación (9). La salida de la bomba (9) estaba conectada a la entrada de la bomba de suministro (2),
- un tanque de 50 l (13), para almacenar una disolución de agente de reticulación, conectado a la entrada de una bomba de dosificación (14). La salida de bomba estaba conectada a la mezcladora estática (4) a través de un tubo flexible de 1/8”. Este tubo se insertó dentro de la manguera de suministro mediante un conector que atraviesa la pared,
- un tanque de agua de 75 l (10) conectado a la entrada de una bomba de pistón (11). La salida de bomba estaba conectada a un anillo de lubricación (12), ubicado en la manguera de suministro (3).
Se llenó el tanque (1) con la suspensión de matriz no explosiva, descrita en la tabla 1.
Tabla 1
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Composición de suspensión de matriz
La densidad de la matriz era de 1,47 g/cm3
Se llenó el tanque (8) con una disolución de MYCE (disolución de estabilizador de gas patentada de MAXAM). Se llenó el tanque (13) con disolución de agente de reticulación que consistía en una disolución de piroantimoniato de potasio a una concentración del 1%. Se llenó el tanque (10) con agua para lubricación.
Se colocó una mezcladora estática de 1”, helicoidal, en línea, de 12 elementos, en el extremo de la manguera de suministro.
Una vez llenados todos los tanques, se inició el procedimiento de carga y sensibilización. En la siguiente tabla se muestran los parámetros de procedimiento de carga (velocidades de flujo de matriz, aire, disolución de estabilizador de gas, disolución de agente de reticulación y agua para lubricación), presiones de bombeo y densidad del producto a la salida de la manguera de carga:
Tabla 2
Figure imgf000007_0001
Tal como puede observarse en la tabla, fue posible obtener un intervalo de densidades de entre 0,55 y 1,21 haciendo variar las razones de las velocidades de flujo de matriz y aire, lo cual permite elegir una alta densidad para la zona de corte y una baja densidad para el contorno de la voladura para obtener un avance completo y un daño mínimo de las paredes.
En la última prueba, la densidad final alcanzada fue superior a la anterior, incluso inyectando un volumen superior de aire. La presión era pulsante con fluctuaciones de entre 5 y 7 kg/cm2 Esto significa que, con el presente número de elementos en la mezcladora estática, no hay una capacidad de mezclado suficiente como para incorporar todo el aire inyectado. En este caso, inyectando un volumen superior de aire se reduce la capacidad para incorporarlo en la matriz dado que el exceso de aire reduce la capacidad de la mezcladora para dispersar el aire.
En la siguiente tabla se muestran resultados de una nueva serie de pruebas realizadas con 6 elementos de mezclado helicoidales adicionales.
Tabla 3
Figure imgf000007_0002
Tal como puede observarse en la tabla, la capacidad para incorporar el aire inyectado mejora, obteniendo valores inferiores de densidad de explosivo, a medida que se aumentó el número de elementos de mezclado.
Ejemplo 2
Se ensambló una instalación para cargar barrenos en un vehículo a cielo abierto. La instalación comprendía los siguientes elementos según la figura 2:
- un tanque de 7.500 l (1) para almacenar una suspensión de matriz,
- una bomba lobular (21) conectada al tanque de suspensión de matriz,
- un tanque de 5.000 l (15) para almacenar nitrato de amonio granular,
- un tornillo sin fin (16) ubicado en el fondo del tanque (15) para dosificar nitrato de amonio,
- un tanque de 500 l (17) para almacenar diésel, conectado a una bomba de dosificación (18) y un caudalímetro (19),
- un tornillo sin fin de mezclado (20) para combinar nitrato de amonio, aceite diésel y suspensión de matriz, - una tolva de 150 l (22) para recoger la combinación a partir del tornillo sin fin de mezclado (20)
- una bomba de capacidad progresiva (PC) (2) conectada a la tolva (22),
- un manguera de suministro de 2", de 35 m de longitud conectada a la bomba de PC (2),
- una mezcladora estática de 2" helicoidal en línea (4) conectada en el extremo de la manguera de suministro, - un depósito de aire (5) que está conectado al compresor del camión y a un regulador de flujo constante de gas (6) con caudalímetro,
- un tubo flexible neumático de 3/16" (7) insertado dentro de la manguera de suministro mediante un conector que atraviesa la pared. Este tubo conecta el regulador de flujo de aire (6) con la mezcladora estática (4),
- un tanque de 200 l (8) para disolución de estabilizador de gas y una bomba de dosificación (9) para disolución de estabilizador. La bomba (9) conecta el tanque de estabilizador a la succión de la bomba de suministro (2), - un tanque de 200 l (13) para un disolución de agente de reticulación y una bomba de dosificación (14) que conecta el tanque (13) con la mezcladora estática (4) a través de un tubo flexible de 1/8", que está insertado dentro de la manguera de suministro mediante un conector que atraviesa la pared,
- un tanque de agua de 500 l (10) con una bomba de pistón (11) conectada a un anillo de lubricación (12), ubicado en la manguera de suministro (3).
Se llenó el tanque (1) con la formulación de la suspensión de matriz no explosiva descrita en la tabla 4. La densidad de la matriz era de 1,45 g/cm3.
Tabla 4
Figure imgf000008_0002
Composición de suspensión de matriz
Se llenó el tanque (15) con nitrato de amonio granular, se llenó el tanque (17) con aceite diésel, se llenó el tanque (8) con una disolución de MYCE (disolución de estabilizador de gas patentada de MAXAM). Se llenó el tanque (13) con disolución de agente de reticulación que consistía en una disolución de piroantimoniato de potasio a una concentración del 1%. Se llenó el tanque (10) con agua para lubricación.
Se insertó una mezcladora estática de 2”, helicoidal, de 9 elementos, en el extremo de la manguera de suministro.
Una vez llenados todos los tanques, se inició el procedimiento de carga y sensibilización. Se bombeó la matriz al interior del tornillo sin fin de mezclado (20) en el que se combinó con nitrato de amonio y aceite diésel. Se envió la combinación resultante a la tolva (22) y se bombeó al interior del barreno mientras se sensibilizaba con aire en el extremo de la manguera.
En la siguiente tabla se muestran los parámetros de procedimiento de carga (velocidades de flujo de matriz, nitrato de amonio, aceite diésel, aire, disolución de estabilizador de gas, disolución de agente de reticulación y agua para lubricación), presiones de bombeo y densidad del producto a la salida de la manguera de carga:
Tabla 5
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000009_0001
Tal como puede observarse en la tabla, es posible controlar la densidad de combinaciones de suspensión de matriz con nitrato de amonio y aceite combustible (ANFO) mientras se bombea al interior del pozo de voladura ajustando las velocidades de flujo de la combinación y aire, mezclando en el extremo de la manguera.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para cargar un barreno con una suspensión de base acuosa a granel o explosivo de tipo gel acuoso que comprende: (i) transportar una suspensión de matriz de base acuosa no explosiva o de baja sensibilidad a la ubicación para cargar, comprendiendo dicha suspensión al menos una sal oxidante, un combustible y un espesante, y (ii) sensibilizar el explosivo durante el suministro al interior del barreno, caracterizado porque dicho procedimiento comprende:
a) dosificar la suspensión al interior del barreno a través de una manguera de suministro,
b) inyectar gas en la parte de extremo de la manguera de suministro,
c) dispersar el gas en el interior de la suspensión por medio de una mezcladora ubicada en el extremo de la manguera, y
d) fijar la densidad de explosivo mediante la regulación de las velocidades de flujo de matriz y gas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende la adición de un estabilizador de burbujas de gas a la suspensión de matriz antes de la mezcladora en el extremo de la manguera.
3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, que comprende la adición de un agente de reticulación a la suspensión de matriz antes de la mezcladora en el extremo de la manguera.
4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende mezclar la suspensión de matriz con ANFO o nitrato de amonio granular y opcionalmente combustible antes de dosificar al interior del barreno, siendo el porcentaje de matriz superior al 50% en la mezcla final.
5. Instalación para cargar una suspensión de base acuosa a granel o explosivos de tipo gel acuoso al interior de un barreno según el procedimiento de la reivindicación 1, caracterizada por comprender:
a) un tanque (1) para el almacenamiento de la suspensión de matriz,
b) una bomba de suministro (2) conectada al tanque de matriz,
c) una manguera de suministro (3) conectada al lado de presión de la bomba de suministro (2),
d) una mezcladora “en línea” (4) ubicada en el extremo de la manguera de suministro (3),
e) una reserva de gas comprimido (5),
f) un regulador de flujo de gas (6) conectado a la reserva de gas comprimido (5), y
g) un conducto (7) que conecta el regulador de flujo (6) con la mezcladora (4).
6. Instalación según la reivindicación 5, que comprende además un tanque (8) y una bomba (9) para un estabilizador de burbujas de gas.
7. Instalación según las reivindicaciones 5 ó 6, que comprende además un tanque (13) y una bomba (9) para un agente de reticulación.
8. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, que comprende además:
a) un tanque (15) para almacenar nitrato de amonio en forma granular,
b) un sistema de dosificación (16) para nitrato de amonio,
c) opcionalmente, un tanque (17) para almacenar combustible líquido,
d) opcionalmente, un sistema de dosificación (18, 19) para combustible líquido,
e) una bomba (21) para suspensión de matriz,
f) una mezcladora (20) para combinar el nitrato de amonio, el combustible líquido si está presente y la suspensión de matriz,
g) una tolva (22) para recoger la combinación de suspensión de matriz, nitrato de amonio y combustible, conectada a la bomba de suministro (2).
9. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en la que la mezcladora en línea es una mezcladora estática helicoidal.
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