Voladuras Seguras y Eficientes Voladuras Seguras y Eficientes en Minera Subterrneaen Minera Subterrnea
VibracionesVibraciones
Qu es la voladura?MACIZO ROCOSO
ENERGIA
Obtener la granulometra que hace mnimo el costo global mina
Objetivos de la Voladura
La tronadura como parte del proceso de conminucin
Ondas Ssmicas
Una Carga Explosiva acta como una Fuente Ssmica
Ondas de Superficie Punto de Monitoreo
Carga Individualen una Tronadura
OndasInternas
Propagacin de Ondas por el efecto del foco ssmico
Efectos de las ondas en la roca, Estructuras y aire.
Que pasa en el medio ?
Tipo de Ondas
DILATACIONDILATACION
COMPRESION
Efecto de Propagacin Onda P
DILATACIONDILATACION
Tipo de Ondas
CIZALLAMIENTODE CIMENTACIONES
CIZALLAMIENTO EN
Efecto de Propagacin Onda S
DIRECCION HORIZONTAL
Transmisin de la VibracinTransmisin de la Vibracin
Forma de ondas de vibracinForma de ondas de vibracin
Vibraciones SismicasVibraciones Sismicas Es liberacin de energa potencial almacenada Restablece la estabilidad del slido prdida en la
voladura Liberacin nica de energa Baja frecuencia (1 a 5 Hz Vs 20 - 100 Hz SD) Interfiere con el progreso de la voladura Puede tener impacto a decenas de kilometros de
distancia
Tiempos de retardo en milisegundos (ms)
Permite: Dividir la tronadura en mltiples detonaciones de pequeas cargas
Incrementar fragmentacin
Manejar condiciones estructurales adversas
Controlar vibraciones
Reducir sobre quebraduras
dirigir el movimiento del material tronado
La correcta eleccin de los tiempos de retardos determina el mximo aprovechamiento del explosivo.
La correcta eleccin de los tiempos de retardo determinan la minimizacin del dao a la roca.
Lo mismo puede ser dicho para:Desplazamientos.
Dilucin.Esponjamiento.
Dispersin de los Detonadores Exactitud : Valor porcentual de la diferencia entre el valor
medio y el valor nominal
Precisin : Valor porcentual de la desviacin estndar respecto al valor medio.
El comportamiento probabilstico de los detonadores son bien descritos por una distribucin
normal.
pozo 1
tiempo 0
ResultanteAmplitud
VibracionesVibraciones
pozo 2 pozo 3
Direccin de viaje
ResultanteAmplitud
Frecuencia
Pozo 1
Tiempo 1
Vibraciones en campo cercanoVibraciones en campo cercano
Pozo 2 Pozo 3
Retardos de MSRetardos de MS100 kg Roca
Vibracin
Onda
100 X 1kg Roca
Determinar la menor diferencia de tiempo entre tiros, de manera de minimizar la generacin de vibraciones.
T1 + dt T2 - dt1 2
(T2 - dt) - (T1 + dt) > Tc
T2 - T1 > Tc + 2.dt
Dif, Entre tiros Adyacentes
Tiempo entre tiros > 1/3 Periodo + 2*Desv. Estndar
Ejemplo:Tiempo Fondo tiro 500msdt 7ms Tc 8ms
T1 + 7 T2 - 7
T2 - T1 > 8 + 2x7 = 22msTiempo entre tiros = 25ms
Utilizar mnimo tiempo entre tiros tal que no se produzca acoplamientos de ondas
EntreEntre tirostiros
Secuencia de encendido
Burden De Alivio = milisegundo por cada metro de burden
Rocas blandas - Pesadas 30ms/mRocas Duras y livianas 15ms/m
EntreEntre FilasFilas
Secuencia de encendido
Rocas Duras y livianas 15ms/m
FrecuenciaFrecuencia
Lmite de Vibraciones de VoladuraLmite de Vibraciones de Voladura
30
Evaluacin de Daos en la RocaEvaluacin de Daos en la RocaDe Bauer & Calder
< 250 mm/s
250 - 1000 mm/s
1000 - 2500 mm/s
< 250 mm/s
250 - 1000 mm/s
1000 - 2500 mm/s
No se producen nuevas fracturas en una No se producen nuevas fracturas en una Roca BuenaRoca Buena
Falla en Rocas Pobres y Fracturas Falla en Rocas Pobres y Fracturas menores en roca Competente.menores en roca Competente.
Fuerte fracturamiento de la rocaFuerte fracturamiento de la roca
No se producen nuevas fracturas en una No se producen nuevas fracturas en una Roca BuenaRoca Buena
Falla en Rocas Pobres y Fracturas Falla en Rocas Pobres y Fracturas menores en roca Competente.menores en roca Competente.
Fuerte fracturamiento de la rocaFuerte fracturamiento de la roca1000 - 2500 mm/s
>2500 mm/s
1000 - 2500 mm/s
>2500 mm/s
Fuerte fracturamiento de la rocaFuerte fracturamiento de la roca
Falla de rocas principalesFalla de rocas principales
Fuerte fracturamiento de la rocaFuerte fracturamiento de la roca
Falla de rocas principalesFalla de rocas principales
EjemplosEjemplos150 kg por Retardo a 20 m150 kg por Retardo a 20 m 500 mm/s500 mm/s1000 kg por Retardo a 50 m1000 kg por Retardo a 50 m 550 mm/s550 mm/s150 kg por Retardo a 20 m150 kg por Retardo a 20 m 500 mm/s500 mm/s1000 kg por Retardo a 50 m1000 kg por Retardo a 50 m 550 mm/s550 mm/s
Escala de distancia (SD)Escala de distancia (SD)
100 kg @ 200 m -->> SD = 20100 kg @ 200 m -->> SD = 20
25 kg @ 100 m -->> SD = 20
49 kg @ 300 m -->> SD = 43
36 kg @ 300 m -->> SD = 50
36 kg @ 500 m -->> SD = 83
25 kg @ 100 m -->> SD = 20
49 kg @ 300 m -->> SD = 43
36 kg @ 300 m -->> SD = 50
36 kg @ 500 m -->> SD = 83
Escala de distancia Escala de distancia
10 mm/s
300 mX 36 kg
500 mX 290 kg
5 mm/s
ElasticidadElasticidad
La pelota pelota se deja
caer
Sand
ReflexinReflexinFree
La amplitud permanece igual en la superficie libre
FixedLa amplitud dobla e invierte en la superficie fija
Free: Libre
Fixed: Fija
Example of Underground Vs SurfaceExample of Underground Vs Surface
Medicin de VibracionesMedicin de Vibraciones
Para qu Medir Vibraciones?
Objetivos
Com
o se
efe
cta
n la
s m
edi
ciones
?
Tro
nadura
Trans
duc
tor
(ge
fono
s y
sism
grafo
s )
Sismog
ramas
Gefonos Gefonos Gefonos Gefonos SobreSobreSobreSobre la Rocala Rocala Rocala RocaGefonos Gefonos Gefonos Gefonos SobreSobreSobreSobre la Rocala Rocala Rocala Roca
Gfonos sobre SueloGfonos sobre SueloGfonos sobre SueloGfonos sobre SueloGfonos sobre SueloGfonos sobre SueloGfonos sobre SueloGfonos sobre Suelo
ResonanciaResonancia
Dane Blair
Respuestas tpicas para ,estructuras no resonante, moderadamente resonantes y de fuerte resonancia
ResonanceResonance
Resonancia en monte
Monte sin resonancia
Interferencia y hmedadInterferencia y hmedad
Bolsas de arena, rboles o edificios cercanos, montajes se sueltan losa del piso, en las paredes, y objetos oscilan.Bolsas de arena, rboles o edificios cercanos, montajes se sueltan losa del piso, en las paredes, y objetos oscilan.
Respuesta de edificios y personasRespuesta de edificios y personasCules son las respuestas tpicas?
EdificiosEdificios1. Movimiento, de estructuras altas y angostas1. Movimiento, de estructuras altas y angostas
PersonasPersonas
2. Accin de amortiguadores3. Accin de palanca T2. Accin de amortiguadores3. Accin de palanca T
Sensaciones variables, ansiedad, miedo, histeria.Sensaciones variables, ansiedad, miedo, histeria.
BridgeBridge
Registro de vibraciones del terreno y estructura lateral de un puente situado en el mismo terreno
EEffect of Explosives TypesEffect of Explosives TypesThe effects of changing Explosives types:ANFO, Powergel, Energan, NovaLite ... etchave not generally made much difference to the nature of, or the peak vibrations measured.
DY N
A MI T
E
This includes high VOD, high density explosives Vs low VOD types, as long as the charge mass firing within one time frame is similar
Efectos de las VibracionesEfectos de las Vibraciones
Observe elDao enLas rocas
Observe elDao enLas rocas
Orientacin del diseoOrientacin del diseo
C
D
1Orientation of Patterns
A B2
Influencias de estructuras geologicas en vibracionesInfluencias de estructuras geologicas en vibraciones
Medidas preventivasMedidas preventivas
PrecortePrecorte
60
80
100 After Before
V
e
c
t
o
r
P
P
V
(
m
m
/
s
)
Evaluacin de PrecorteEvaluacin de Precorte
MonitoreoMonitoreo
PozosPozos
20 30 40 50 60 70
0
20
40
60
V
e
c
t
o
r
P
P
V
(
m
m
/
s
)
Scaled distance(m/kg^0.5)
MODELAMIENTO DE VIBRACIONES
CONCEPTOS BSICOS
MODELO DEVINE
Prediccin de la vibracinPrediccin de la vibracinFormula simple: Kg explosivo Vs distancia
V = K XW
D
1.6 donde:V = Velocidad peack de partcula (mm/s)W =Carga explosiva por retardo (kg)D = Distancia a lugar (m)K es una constante; relacionada con la roca y su geometra.
Dnde se considera el diseo de la voladura? Cun distanciado debe estar del lugar? Cul es la frecuencia de vibraciones Cuntos retardos de ms debemos utilizar?
MODELO HOLMBERG & PERSSON
DAO
Conceptos bsicos
Criterio de Dao para macizo Rocoso
Criterio de Dao para macizo Rocoso
Criterio de Dao para Estructuras y Edificaciones
Criterio de Dao para Estructuras y Edificaciones
Criterio de Dao para Estructuras y Edificaciones
Criterio de Dao para Estructuras y Edificaciones
RESUMEN