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Title: Estudio de las reacciones químicas que ocurren al contacto entre unidades litológicas de diferentes áreas de mina Los Bonces con explosivos de base anfo en los pozos de tronadura
Authors: González Martínez, Abraham Elías , supervisor de grado
Larenas Barra, Benjamín Ignacio
Keywords: Nitrato de Amonio
Explosiones en las Minas
Explosivos
Issue Date: 2018
Publisher: Universidad de Concepción. Facultad de Ciencias Químicas Departamento de Ciencias de la Tierra
Abstract: El ciclo de vida de una mina depende, en gran parte, de los procesos de perforación y tronadura, sin embargo, estos traen muchos riesgos asociados. Durante la perforación de pozos de tronadura y su posterior carguío con explosivos, existe la posibilidad de que ocurra una reacción exotérmica entre los sulfuros de hierro de la roca y los explosivos de base ANFO (mezcla entre nitrato de amonio y petróleo). En la mina Los Bronces (Región Metropolitana, Chile), se detectaron, en 3 ocasiones, anormalidades en pozos de tronadura cargados con explosivos relacionadas a esta reacción exotérmica. Este trabajo tiene por objetivo determinar qué sectores de la mina Los Bronces son más propensos a tener estas reacciones. Bajo ciertas condiciones del medio, los sulfuros de hierro como la pirita, pueden oxidarse y liberar ácido sulfúrico que, al estar en contacto con el nitrato de amonio de los explosivos ANFO, generan ácido nitroso y óxido nítrico. Estas reacciones son auto-catalíticas y exotérmicas, por lo tanto, a medida que aumenta la concentración de reactivos (sulfuros de hierro oxidados), aumenta la tasa de la reacción y el calor generado que, al estar confinado en un pozo de tronadura, favorece la detonación prematura de los explosivos. Las propiedades de la reacción entre las rocas de la mina con los explosivos ANFO se determinan mediante dos ensayos de laboratorio: el Ensayo de “Reactividad”, que define si una muestra de pozo de tronadura es capaz o no de generar la reacción exotérmica con el nitrato de amonio, y el Ensayo de “Sleep-Time”, que estima el tiempo que le toma a la muestra para reaccionar con el explosivo. En este estudio se definen 6 zonas de muestreo, desde donde se extraen 85 muestras de pozos de tronadura distribuidas en 3 fases de explotación: Infiernillo 5, Casino e Infiernillo 7. Para ello, se revisa la geología del yacimiento, cuyo fin es identificar diferentes litologías, estructuras y sectores con mayor o menor presencia de sulfuros de hierro. Los resultados del Ensayo de Reactividad indican, por un lado, que en 81% de las muestras de la Fase Infiernillo 5 ocurre reacción auto-sostenida, lo que significa que, una vez iniciada la reacción, esta se mantiene en el tiempo. En la Fase Casino, este valor es de 64%, mientras que en Infiernillo 7 ninguna muestra (0%) es auto-sostenida. Por otro lado, en Infiernillo 5 se registran Temperaturas Máximas mayores (indicio de mayor peligro) comparadas con las otras fases, con un promedio de 114°C, mientras que en Casino e Infiernillo 7 promedian 82°C y 72°C respectivamente. De acuerdo al Ensayo de Sleep-Time, las muestras de Infiernillo 5 requieren menos tiempo para que ocurra reacción con el ANFO (0,1 días mínimo), a diferencia de la Fase Casino (0,2 días mínimo). Paralelamente, se estima la concentración de minerales metálicos de cada muestra mediante briquetas pulidas, y el mayor promedio de porcentaje en peso (% p/p) de pirita se observa en la Fase Infiernillo 5 (1,83% p/p), seguido de la Fase Casino (1,05% p/p) y, finalmente, de la Fase Infiernillo 7 (0,61% p/p). Estas estimaciones son congruentes con los resultados de los ensayos, puesto que, a mayor concentración de pirita, la reacción tiende a ocurrir en menos tiempo y a alcanzar mayores temperaturas, sin embargo, existen otros factores que influyen en la reacción, como la cantidad de estructuras, que aumentan la permeabilidad de las rocas, lo que significa mayor oxidación de los sulfuros de hierro. Esta conjugación de factores genera condiciones más óptimas para la reacción.
Description: Geólogo Universidad de Concepción 2018
URI: http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/3418
Appears in Collections:Departamento de Ciencias de la Tierra - Tesis de Pregrado

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