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