Presentación Curso I-Kon R1

Curso del sistema de iniciación electrónica i-

Kon

Relator: Luis Felipe NavarroBlasting Engineer Ebs

Descripción generalEl sistema de iniciación electrónica i-Kon es una sistema de iniciación digital, que consta de detonadores programables (en reemplazo de los detonadores eléctrico y no eléctricos), sistemas de registro y prueba que permiten asignar los tiempos de retardo a cada detonador, y equipos de quema, los que pueden ser convencionales (con cable) o remotos.

Componentes del Sistema

El detonador i-Kon1 Cápsula2 Carga base3 Carga inicial4 Tubo de ignición5 Elemento de ignición 6 Circuito impreso con CHIP7 Sello8 Leg wire (cable)

Características del detonador El detonador i-Kon II es un detonador electrónico programable, con tiempos entre 0 y 30000 ms, en incrementos de 1 ms. La dispersión es de 0,005% del tiempo de retardo asignado.

Corresponde a un detonador Fuerza #8 y se ajusta adecuadamente en los booster convencionales.

La temperatura de operación es entre -20 a +70 °C, y su resistencia al agua es de 7 días a una presión de 10 Bar. El almacenamiento debe ser en lugares con un máximo de 65% de humedad relativa, y entre 0 y 40 °C. En estas condiciones, su duración es de 2 años en su envase original.

El cable del detonador (Leg wire) estándar soporta una tensión de 289 N (28 Kg). La aislación es de color amarillo. Existe una versión de cable reforzado (i-Kon RX) cuya aislación es de color rojo y soporta 302 N. La versión i-Kon XT para pozos profundos tiene un cable robusto que soporta 570 N de tensión. Los largos disponibles para i-Kon estándar son de 6, 15, 20, 30, 40, 60 y 80 metros.

Identificación del detonador Cada detonador tiene un número único de identificación de fábrica que está escrito electrónicamente en la memoria del CHIP, una vez que ha completado exitosamente todos sus tests de seguridad y de funcionamiento. El número de ID está impreso en una etiqueta que está asegurada a los cables conductores cerca del conector. Las etiquetas tienen un código de color para cada longitud del cable conductor.

Funcionamiento del detonador El detonador i-Kon posee en su interior un condensador que se carga durante el proceso de armado de la tronadura. El único equipo que puede generar los códigos de armado, y que entrega el voltaje adecuado para la quema es el Blaster. Durante el armado del detonador, junto con recibir el voltaje de quema, recibe el tiempo de retardo asignado mediante los Logger, de acuerdo a su ID única. Terminado el proceso de armado, el detonador se encuentra listo para recibir la señal de quema (o aborto). Si recibe la señal de quema (todos los detonadores conectados la reciben en forma simultánea), hecha a andar su reloj interno en cuenta regresiva, de acuerdo al tiempo programado durante el proceso de armado. Cuando la cuenta regresiva interna llega a cero, el CHIP envía la energía del condensador al elemento de ignición, lo cual inicia la gota pirotécnica (o carga inicial), la que a su vez inicia la carga base.

Es interesante hacer notar que como cada detonador tiene en su interior la energía necesaria almacenada en un condensador, el tiempo de retardo y la señal de quema, su iniciación es independiente del estado del cable en superficie (Harness wire).

Riesgos en detonadores electrónicos

Los detonadores electrónicos están expuestos a riesgos propios de las condiciones de operación adversas del trabajo minero, entre los que encontramos:

Equipos eléctricos que funcionan a altos voltajesComunicaciones por radio frecuenciaElectricidad estáticaTormentas eléctricas

Los detonadores i-Kon cuentan con múltiples barreras para controlar estos riesgos, que detallamos a continuación.

Barreras de seguridad del detonador i-KonCables con aislación robusta: Es la primera barrera que evita que corrientes indeseadas ingresen al detonador.Spark gaps: La corriente estática se caracteriza por poseer un alto voltaje, aún cuando la cantidad de corriente que tienen es pequeña. Los spark gap son pequeños espacios en el circuito impreso que permiten que salte una chispa, producto de altas diferencias de voltaje entre los cables.Input resistor: Son resistencias de entrada que se ubican en el circuito impreso y cumplen dos funciones. Para los voltajes pequeños, como los inducidos por señales electromagnéticas o las corrientes vagabundas (que escapan a tierra de aislaciones deficientes en equipos eléctricos), funcionan como una barrera que impide su ingreso al detonador. Cuando son expuestas a voltajes altos, las resistencias de entrada se queman dejando el circuito abierto.Bleed resistor: Resistencia de sangrado que permite descargar el condensador cuando se da el comando de aborto.CHIP: Requiere un código digital de armado para permitir la carga del condensador.

Barreras de seguridad del detonador i-Kon

Spark Gaps

Resistencia

Condensador

Resistencia de Sangrado

Chip

Barreras de seguridad del detonador i-Kon

Electricidad estática: Los espacios entre 2 electrodos (Spark Gaps) en la placa de circuitos impresos están diseñados para disipar la electricidad estática.

Corrientes vagabundas: Resistencias de entrada de alto valor e interlocks digitales se han incluido en el diseño del Detonador i-kon™ para reducir riesgos por corrientes vagabundas.

Sobrevoltaje: Los reóstatos en el Detonador i-kon™ se calentarán y fallarán en el modo “Falla Segura”.

Barreras de seguridad del detonador i-Kon

Reóstato de Descarga: Un reóstato de descarga disipa la energía en el condensador necesaria para quemar el detonador i-kon™.Inducción de Energía en los Cables: Se ha minimizado la inducción de energía en alta resistencia a la entrada.Disturbios de las comunicaciones: Se ha realizado testing en campos con altas Frecuencias de Radio, para minimizar las discontinuidades en las comunicaciones.Compatibilidad Electromagnética: Diseñado con componentes electrónicos y sistema de circuitos para entregar altos niveles de protección contra riesgos por corrientes electromagnéticas y vagabundas.

Logger Los Logger son equipos de registro y prueba de detonadores. Sus funciones principales son:

1.- Leer la ID de los detonadores, registrarlos en su memoria y asignarles un tiempo de retardo, hasta un máximo de 200 detonadores por Logger.2.- Permite revisar un listado de detonadores registrados y sus tiempos.3.- Permite editar los tiempos asignados.4.- Mide la fuga de corriente de los detonadores conectados.5.- Verifica el funcionamiento de los detonadores.

El Logger es un equipo inherentemente seguro y puede ser usado en todo momento dentro de la malla de tronadura.

Los Logger permiten también realizar simulaciones del proceso de tronadura a voltaje seguro. Además almacenan información post tronadura que puede descargarse para generar informes.

Blaster Los Blaster son equipos de programación y quema de detonadores. Sus funciones principales son:

1.- Programar los tiempos de retardo en los detonadores2.- Energizar los condensadores3.- Iniciar la tronadura

Dependiendo del modelo de Blaster utilizado se pueden quemar un máximo de 400 detonadores (Blaster 400) o 2400 detonadores (2400S o 2400R). También existe la posibilidad de sincronizar dos Blaster 2400 para quemar 4800 detonadores en un solo evento.

Los Blaster 400 y 2400S se usan para iniciar tronadura mediante cable de disparo. Los Blaster 2400R, en combinación con la Surface Remote Blasting Box (SURBB) forman el sistema Surface Remote Blasting System (SURBS), el cual permite iniciar tronaduras en forma remota mediante comunicación por radio frecuencia. Todos los modelos de Blaster generan un reporte de tronadura con la cantidad de detonadores quemados, información que puede ser descargada para generar informes post tronadura.

Los Blaster son los únicos equipos que pueden generar el voltaje y códigos de quema, por lo que deben ser usados desde un lugar seguro y solamente cuando se ha confirmado la evacuación de la Mina.

Tipos de Blaster

Blaster 400 Blaster 2400S Blaster 2400R y SURBB

Software de diseño ShotPlus-i

El software ShotPlus-i forma parte del sistema de iniciación electrónica i-Kon. Cuenta con múltiples herramientas, como:Curvas de isotiempo, Burden de alivio, Simulación de movimiento del material, Simulaciones vibraciones y ruido, entre otros.

Para efectos del presente curso nos centraremos en las funciones que dicen relación con:

Generar diseños de tronadura y posterior descarga a los Logger

Rescate de información post tronadura desde Logger y Blaster

Datos técnicos del LoggerMáximo de 2000 m cable de arnés por Logger en

condiciones ideales (sin fuga)La fuga de corriente reducirá los límites del sistemaCada Logger puede almacenar en su memoria hasta 200

detonadores, para largos de cable hasta 20 metros. Largos mayores reducirán el número máximo de detonadores (Ver manual del Logger)

Temperatura operativa: -20 °C / +60 °CTemperatura de almacenamiento: -25 °C / +65 °CAgua y resistencia al choque (IP65)Tiempo operativo: aproximadamente 10 horas (sin luz de

pantalla, a 10° C)

Carga del LoggerLa batería se recarga mediante un cable conectado al puerto multi pines localizado al frente del logger, utilizando el cargador del equipo el cual es conectado a cualquier enchufe de 220V (90-230V, 40-60Hz). También se puede cargar desde una fuente de 12 V mediante un kit adaptador opcional para el encendedor de automóvil.

Durante la recarga el icono de la batería relampaguea en forma intermitente. Cuando la batería se carga totalmente el icono se enciende en forma fija.

Se recomienda almacenar el Logger conectado al dispositivo de carga (carga por goteo). Esto garantiza que el Logger esté siempre listo para su uso. Dependiendo del estátus de la batería la recarga del Logger podría demorar hasta 3 horas.

Diagrama de menú del Logger

Test detonators

Test single det

MAIN MENU

Log detonators

View detonators

Measure leakage

Auto

Manuall

Delay number

on

Off -key ? Language

LOGGER ID

INT1, INT2, INT3Confirmation: off/on

INTConfirmation: off/on

EnglishFrançaisEspañolDeutsch

# 1-12

INC2, INC3

yesNo

Backlightingoff/on

Data transfer

SHOTPlus®-iConfirmation: off/on

Setup menu

Print

SHOTPlus®-i

Copy memory

Mode of Logging

Only available if SHOTPlus®-i blast designhas been downloaded.

Erase memory

El Logger cuenta con una pantalla LCD (2 líneas, 16 caracteres por línea) que guía al operador a través de los distintos menú, y con teclas que permiten desplazarse a través de ellos. La pantalla del Logger puede configurarse con o sin iluminación de fondo.

Teclas de operación del LoggerMuestra estado de la batería y la ID del Logger (en el menú principal)Funciones especiales: Retrace Logging, Excepciones (sólo en modo ShotPlus)Cambio entre retardos en modos Manual y AutologEs común referirse a esta tecla como “Tecla TAB”

Incremento de valoresDesplazamiento hacia arriba por el menú

Disminución de valoresDesplazamiento hacia abajo por el menú

Confirmación

ApagadoSalir al menú principalIngreso al menú de inicio (presionando simultáneamente con botón de encendido)

EncendidoMedición de Uh / IL (durante el registro)

Encendido del LoggerEl Logger se puede iniciar en dos modos.

1.- Presionando la tecla de encendido: En este caso se ingresa al menú principal. Esta forma de iniciarlo es la más usada, y es la que corresponde para la operación estándar del equipo.

2.- Presionando en forma simultánea los botones de apagado y encendido: Esta es la forma de acceder al menú de inicio del equipo. Ingresando a este menú se puede cambiar el lenguaje de operación del Logger y su número de identificación (ID).

En cualquiera de las dos formas de inicio, lo primero que realiza el equipo es un self – test (auto testeo de seguridad). Sólo si equipo pasa en forma exitosa el self – test permite continuar con la operación.

Ahorro de batería

En cualquiera de los menú (excepto en LOG DETONATOR) el Logger se apagará automáticamente si las teclas no son utilizadas durante 5 minutos. En el mdo LOG DETONATOR, este tiempo aumenta a 15 minutos.

Si las condiciones de luz ambiental lo permiten, se recomienda utilizar el Logger sin iluminación de fondo para ahorrar batería.

Modos de registroEl Logger permite registrar detonadores en cuatro formas distintas:

Modo ManualModo Automático (Autolog)Modo Número de incrementosModo ShotPlus (*)

• El modo ShotPlus no se encuentra disponible en el menú del Logger. El equipo se configura automáticamente en este modo de registro cuando recibe un diseño ShotPlus desde el PC.

En caso de elegir modo manual, autolog o número de retardo, el operador debe asegurarse de limpiar la memoria del Logger antes de comenzar a registrar una tronadura. Este proceso lo realiza en forma automática el software ShotPlus cuando se descarga un nuevo diseño.

Modo ManualEste modo de registro puede ser usado cuando no se dispone de un archivo ShotPlus cargado en el Logger, y se opta por asignar los retardos en terreno.

Para asignar los incrementos entre detonadores puede seleccionarse entre tres valores. Dos de ellos son programados por el usuario en el Logger (INC 2 e INC 3). INC 1 corresponde a 1 ms y no puede ser modificado.

La siguiente pantalla (ejemplo) se despliega cuando se conecta el primer detonador. El incremento de 17 ms será aplicado al próximo detonador. La tecla permite cambiar entre los tres incrementos (INC) disponibles.

DET# 1 INC: 17

ms: 0

Incremento (ms)N° de detonador

Retardo nominal (ms)

En el manual del Logger se encuentra un ejemplo detallado de este modo de registro.

Modo ShotPlusEl modo ShotPlus es el modo más usado para registrar detonadores en terreno. Corresponde a la forma de materializar en terreno un diseño de tronadura generado en ShotPlus y descargado a la memoria del Logger. Es importante señalar que en este tipo de registro la información descargada al Logger incluye el orden en que serán registrados los detonadores, y por lo tanto se debe cumplir con el camino trazado para el tendido del cable. Cuando existan diferencias entre el diseño y el carguío real de pozos debemos generar una excepción al diseño con la tecla

Registro en modo ShotPlus

Si el diseño de ShotPlus se realizó a partir de un archivo de texto que incluía el número de los pozos (ID del pozo), en el proceso de registro en modo ShotPlus el operador es guiado a través de la pantalla del Logger. En dicha pantalla se señala el pozo que corresponde registrar, el detonador y el número total de detonadores en el pozo. El operador puede obtener el tiempo del detonador que va a registrar presionando la tecla de encendido . También se mostrará la medición de fuga de todos los detonadores conectados.

Excepciones al diseñoAl presionar la tecla TAB se abre un menú de excepciones al diseño. Las posibles excepciones son:

1.- Detonador extra al diseño (EXTRA DET): Podría tratarse de un detonador utilizado para iniciar un cachorreo, precorte u otro.2.- Pozo extra al diseño (EXTRA HOLE): Al seleccionar esta opción debe señalar la cantidad de detonadores (deck) existentes dentro del pozo.3.- Detonador perdido (MISSING DET): Se utiliza esta opción si en terreno falta un detonador considerado en el diseño, lo que podría originarse por un pozo no perforado, un pozo bloqueado u otra razón. Al seleccionar esta opción se abre un sub menú donde debe seleccionarse la causa del detonador faltante.4.- Retroceder en el registro (RETRACE LOGGING): Se utiliza esta opción para borrar al último detonador registrado. En este caso debe desconectar el detonador de la línea.

Para asignar el tiempo de retardo a los detonadores extra, primero debe generar la excepción, luego conectar y finalmente asignar el tiempo

Registro de detonadores(LOG DETONATOR)

Antes de iniciar el registro de detonadores es necesario seleccionar el modo de registro. El modo ShotPlus sólo estará disponible si se ha cargado un diseño ShotPlus en el Logger.

Para iniciar o continuar con el registro, el Logger debe encontrarse en el modo de Registro (LOG DETONATOR). Los detonadores almacenados en la memoria no se borran cuando se apaga el equipo.

Para registrar o conectar un detonador los cables del arnés se tienen que insertar dentro de las ranuras terminales del conector. Cualquier cable podría ser insertado dentro de cualquier ranura, pero sólo un cable por ranura. Sin perjuicio de lo anterior, se recomienda llevar un orden en el amarre (siempre el mismo color cerca de la bisagra).

Confirmación del registroEl registro exitoso de un detonador será notificado por tres beep cortos. En cualquier modo de registro puede seleccionarse la opción de confirmación del registro. Si se ha seleccionado la opción confirmar, el Logger emitirá dos beeps para cada nuevo detonador que ingresa a la memoria, y el operador confirmará (tiempo y posición) con la tecla posterior a lo cual sonará el tercer beep.

Si un detonador no es confirmado, ya sea mediante los beep o mediante la tecla, no ingresará a la memoria del Logger.

Interpretación de señales audibles (Beeps)

Si se ha elegido la opción de registro sin confirmación, y el detonador es registrado en forma exitosa y sin fuga de corriente significativa (<1 mA) el operador escuchará 3 beep cortos.

Si se ha seleccionado la opción sin confirmación, pero el detonador registrado registra fuga significativa (>1 mA) en vez de 3 beeps cortos la señal acústica será 1 beep corto, 1 beep intermedio y 1 beep largo.

Si se ha elegido la opción de registro con confirmación se escucahrán sólo 2 beep cortos, debiendo el operador presionar la tecla de confirmación, posterior a lo cual sonará el tercer beep.

Mensajes de alerta por fuga1.- Un detonador que lleva a un incremento significativo (>1 mA) en la fuga de corriente será marcado con un “” en frente del número único de identificación al ejecutar view detonator o test single detonator.

2.- Si se mide una fuga de corriente que está en el rango de 5 – 15 mA, durante el proceso de registro, el valor de la corriente es automáticamente mostrado en la línea inferior de la pantalla.

3.- Si durante el proceso de registro se mide una fuga de corriente mayor de 15 mA, aparece el mensaje:

El mensaje de advertencia va acompañado por una serie de beeps audibles. Sólo podrá continuar con el proceso de registro cuando la fuga de corriente haya sido reducida a menos de 15 mA.

Otros mensajes de alertaDurante el registro de detonadores, el Logger podría encontrar problemas para comunicarse con los detonadores. Los posibles problemas son:

INCOMPATIBLE DET: Este error se produce cuando el número de ID del detonador no corresponde a un código válido del Sistema. El detonador debe ser reemplazado.FAULTY DETONATOR: Este mensaje es mostrado cuando un detonador defectuoso se encuentra conectado al Logger. El detonador debe ser reemplazado.READING ERROR (RE): Estos errores se presentan generalmente por conexiones intermitentes, ya sea entre el cable arnés y el Logger o en los empalmes del cable arnés. También puede producirse por fuga de corriente o por ruidos eléctricos (voltajes extraños) que ingresan al cable arnés.RELOG: Este mensaje se despliega cuando se trata de registrar un detonador que ya ha ingresado a la memoria. Puede producirse cuando se desconecta accidentalmente un detonador y vuelve a conectarse al Logger cuando el Equipo se encuentra en modo de registro. Se debe apagar el Logger, encender y volver a conectar. Revise la lista de detonadores registrados para asegurarse de que efectivamente no está tratando de conectar un detonador ya registrado.

Prueba de detonadores(TEST DETONATOR)

Esta opción sirve para revisar el estado de los detonadores registrados en la memoria del Logger. Cuando se ejecuta TEST DETONATOR debe indicarse en el equipo el primer y último detonador a considerar. El número de detonadores incrementa el tiempo de la revisión.

El operador debe mirar la pantalla del Logger durante el proceso de revisión. Cuando los detonadores se encuentran Ok, el proceso es fluido, pero cuando existen detonadores que no responden (NO REPLY) el proceso se vuelve lento.

Prueba de un detonador individual(TEST SINGLE DETONATOR)

Esta opción sirve para revisar el estado de un detonador en particular. TEST SINGLE DETONATOR puede ejecutarse sobre detonadores encontrados con problemas durante la revisión general (TEST DETONATOR) o bien directamente sin haber ejecutado la revisión general.

Cuando un detonador no responde (NO REPLY) en el proceso de TEST SINGLE DETONATOR, el operador puede proceder a su reemplazo o eliminación de la lista. Para acceder a estas opciones debe presionar la tecla TAB luego de que el detonador probado arroja la condición NO REPLY.

Medición de fuga (MEASURE LEAKAGE)

Esta opción sirve medir la cantidad total de corriente que escapa del sistema. El Sistema soporta una fuga máxima de 15 mA.Si se lleva un orden en la polaridad durante el amarre de los detonadores (amarillo cerca de la bisagra), al invertir la polaridad de los cables amarrados al logger es posible disminuir la fuga.

Listar detonadores registrados (VIEW DETONATOR)

Esta opción sirve revisar (y editar) los tiempos asignados a los detonadores ya registrados.

Para editar un tiempo ya asignado debe colocarse el cursor debajo del tiempo asignado (con la tecla TAB) y luego incrementar o disminuir el tiempo con las teclas

Los detonadores que incrementaron la fuga de corriente del sistema en forma significativa quedan marcados con un asterisco delante de su ID.

Menú de configuración (SETUP)

Este menú permite desplegar cuatro sub menús:

ERASE MEMORY: Usado para borrar la memoria del Logger antes de comenzar un nuevo registro.DATA TRANSFER: Este menú permite comunicarse con el software ShotPlus para descargar diseños de tronadura o subir información de detonadores registrados en terreno para elaboración de informes, y también para comunicarse entre Logger’s para copiar la memoria (diseño ShotPlus y detonadores registrados en terreno) de uno a otro.LOGGING MODE: Permite seleccionar los modos de registro (excepto el modo ShotPlus). Después de seleccionar el modo de registro, se debe seleccionar la opción de confirmación.BACKLIGHTING: Permite activar o desactivar la retro iluminación de pantalla.