Control de Vibraciones Por Efecto de La Voladura

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    18-Aug-2015

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Es un pequeo trabajo sobre las vibraciones en las minas, voladira controlada y factor de carga

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<p>1Control de Vibraciones por Efecto de la VoladuraMecnica de Rocas II2015-1INDICE1) Introduccin22) !b"eti#os$$) %unda&amp;ento terico$i) Vibracionesii) 'eneracin de ondas por #oladura(iii) )ipos de ondas elsticas*) +a,os en la roca basados en tensiones din&amp;icas-5) Modelos de #elocidad de part.cula /&amp;odelos de #ibraciones)0i) Modelo de ca&amp;po le"ano 1+e#ine 1ii) Modelo de ca&amp;po cercano 12ol&amp;ber3 4 5ersson6 7) Criterio de la #elocidad de part.cula cr.tica /55Vc)10-) 8ndice de da,os ori3inados por #oladuras /9last +a&amp;a3e Inde:)120) 5ropiedades de la frecuencia ; tie&amp;po en las #oladuras&amp;ineras 1$celer&amp;etros/b) 'efonosii) E?uipo de ad?uisiciniii) E?uipo de anlisisi#) =CVI9( &amp;onitoreo de #ibraciones online12) &gt;plicacin$*1$) Reco&amp;endaciones *01*) Conclusiones*1%aculta de In3enier.a 'eol3ica@ Minera ; MetalAr3ica2Control de Vibraciones por Efecto de la VoladuraMecnica de Rocas II2015-115) 9iblio3raf.a*1INTRODUCCINEn la actualidad@ la e"ecucin de #oladuras para el arran?ue de rocas de dureBa &amp;edia; alta es una tCcnica insustituible en los 3randes pro;ectos de &amp;iner.a ; obras ci#ilesDsue&amp;pleota&amp;biCnes3eneral enla&amp;a;orpartedepro;ectosde&amp;enorta&amp;a,o@aun?ue los terrenos ?ue se e:ca#en estCn cercanos a ediEcaciones Fa raBnfunda&amp;ental es?ueesttCcnicacontinAasiendola&amp;sbarata;la?ueper&amp;iteobtener &amp;a;ores producciones de &amp;aterialarrancado /superiores a cual?uier &amp;ediodearran?ue&amp;ecnicoalternati#o( &amp;artillos de&amp;oledores@ roBadoras@ e:ca#adorasGidrulicas o tractores) Hno de los principales incon#enientes de su utiliBacin es ?ue@co&amp;o consecuencia directa de su uso@ se produce la 3eneracin de #ibraciones en el&amp;edio circundante /ade&amp;s de otras afecciones &amp;edioa&amp;bientales@ tales co&amp;o ruido@onda aCrea@ pol#o ; pro;ecciones)D estas afecciones no son particulares de las#oladuras@ ;a?uelos&amp;edios&amp;ecnicosta&amp;biCnlas3eneranen&amp;a;or o&amp;enor&amp;edida;con&amp;a3nitudesdistintasI;nosie&amp;pre&amp;enores;de&amp;enorries3o) encuanto a duracin@ a&amp;plitud@ frecuencia@ etcFa ener3.a de los e:plosi#os desde Gace &amp;ucGo es utiliBada para cu&amp;plir diferentestipos de traba"o@ por e"e&amp;plo( en la &amp;iner.a su ob"eti#o principal es ?uebrar la roca@ enla industria de la soldadura se usa para unir dos &amp;ateriales disi&amp;ilares@ ; as. e:istenuna di#ersidad de casos Jin e&amp;bar3o@ &amp;ediante el anlisis de la eEciencia resultantede una #oladura@ pode&amp;os obser#ar@ ?ue la ener3.a no es utiliBada en su totalidad enel &amp;o&amp;ento de realiBar su traba"o@ co&amp;o resultado@ parte de esta ener3.a ser liberadaen for&amp;a de #ibraciones2asta el &amp;o&amp;ento se Gan realiBado #arias in#esti3aciones con el En de poder predecirlosni#elesdelas#ibracionesproductodeuna#oladuraD desdeel a,o1 &amp;enores distancias@ las #ibraciones sonsuEciente&amp;entealtasparae:tender lasfracturaspree:istentes@ peroinsuEcientespara inducir nue#o fractura&amp;iento Mu; cerca de las car3as e:plosi#as@ sin e&amp;bar3o@los ni#elesde #ibracinsonlosuEciente&amp;ente altosco&amp;o para producir diferentes3rados de fractura&amp;iento a su alrededor Fa#elocidad#ibracional delas part.culas@ frecuente&amp;entees relacionadaconsuGabilidad para inducir nue#o fractura&amp;iento@ a tra#Cs de la relacin entre #elocidad depart.cula ; defor&amp;acin de part.cula@ #alido esto para un condicin de roca conEnadaen la #ecindad in&amp;ediata a las car3as e:plosi#as@ en donde el i&amp;pacto de la #oladuraes&amp;sintenso;losni#elesdeesfuerBoinducidossonsi&amp;ilaresalosesfuerBosnecesarios para la fra3&amp;entacin de la roca +ada esta relacin con defor&amp;acin@ es?ue el anlisis de #elocidad de part.cula tiene la cualidad de ser un buen &amp;Ctodo paraesti&amp;ar el 3rado de fractura&amp;iento inducido por la #oladura +e acuerdo a lo indicado(=PPVVpEsta ecuacin presenta la relacin entre la Velocidad de 5art.culaD PPV@ la defor&amp;acininducida \@ para una roca con Velocidad de la !nda de Co&amp;presinD Vp Esta ecuacin%aculta de In3enier.a 'eol3ica@ Minera ; MetalAr3ica12Control de Vibraciones por Efecto de la VoladuraMecnica de Rocas II2015-1supone una elasticidad lineal de la roca a tra#Cs de la cual la #ibracin estpropa3ndose ; Gace una esti&amp;acin raBonable para la relacin entre la rocafracturada ; la #ibracin inducida+elale; de2ooNe; asu&amp;iendo unco&amp;porta&amp;iento elstico@ la#elocidaddepart.cula &amp;:i&amp;a@ 55Vc@ ?ue puede ser soportada por la roca antes de ?ue ocurra lafalla por tensin@ es esti&amp;ada conociendo la resistencia a la )raccin /]t)@ el &amp;dulode Ooun3 +in&amp;ico E@ ; la #elocidad de pro3ra&amp;acin de la !nda 5@ Vp@ usando laecuacin(PPV) = 1t6Vp29EJe3An lo indicado para el da,o producido por las #oladuras se3An el 55Vc se tienen elsi3uiente cuadro TABLA DE VELOCIDAD PICO PARTICULA CRITICA PARA DA/O: Hna esti&amp;acin del ni#el de Velocidad de 5art.cula sobre el cual se produce el da,o&amp;s intenso /trituracin)@ puede ser esti&amp;ada co&amp;o el #alor apro:i&amp;ado a * #eces elni#el para el da,o incipiente /* : 55Vc)Je esti&amp;a ?ue un ni#ele?ui#alente a la cuarta parte@ es decir el25T del#alor de55Vc@ es suEciente para iniciar e:tensin de fracturas pree:istentes Je su3iere ocupareste ni#el de ^ 55Vc@ co&amp;o l.&amp;ite conser#ador ; a partir del cual se deben controlarlos dise,os de car3u.o para ?ue las #oladuras no ocasionen da,o al &amp;aciBo rocosoFos #alores de Velocidad de 5art.cula Cr.tica son producto de las caracter.sticas f.sicas de laroca@ ; la precisin en su esti&amp;acin depende de la calidad ; cantidad de los datos de ensa;osocupadosensuclculo@ recordndose?uesi3uesiendounaesti&amp;acin; debenconstante&amp;ente a"ustarse con &amp;ediciones en terreno@ ?ue den cuentacuantitati#a&amp;ente del da,o ; ?ue per&amp;itan establecer con &amp;a;or precisin e in-situ@ lacapacidad del &amp;aciBo rocoso para soportar ni#eles de #ibracin en el ran3o esti&amp;ado%aculta de In3enier.a 'eol3ica@ Minera ; MetalAr3ica1$Control de Vibraciones por Efecto de la VoladuraMecnica de Rocas II2015-1Estas diferencias reVe"a la 3ran i&amp;portancia ?ue tiene establecer para cada tipo de&amp;aciBo rocoso en particular los l.&amp;ites de da,o@ los ?ue estn directa&amp;enterelacionados con sus propiedades 3eo&amp;ecnicas ; por tanto deben ser esti&amp;ados enfor&amp;a independiente no slo en cada &amp;ina si no en cada do&amp;inio 3eo&amp;ecnico de la&amp;is&amp;aEl da,oescausadoprincipal&amp;entepor $&amp;ecanis&amp;os?uesonD la3eneracindenue#as 3rietas en la roca al superar un ni#el cr.tico de #elocidad part.cula@ e:tensin ;apertura de fracturas e:istentes por laaccin de unae:cesi#apresin de 3ases@;Enal&amp;ente@ la desestabiliBacin de blo?ues@ cu,as@ etc@ debido a la alteracin de laspropiedades de las estructuras 3eol3icas +e estos &amp;ecanis&amp;os@ es i&amp;portantereconocer ?ue los dos pri&amp;eros afectan al ca&amp;po cercano /_ 50 &amp;etros del l.&amp;ite de la#oladura)@ &amp;ientras ?ue el Alti&amp;o &amp;ecanis&amp;o puede ocurrir en el ca&amp;po le"ano /X 50&amp;etros)Fa3rancantidadde#ariables?ueinteractAanenuna#oladura@ Gacenecesarioeladaptar ; desarrollar tCcnicas ?ue per&amp;itan una pti&amp;a e#aluacin de este proceso@antes@ durante ; despuCs de su ocurrencia@ as. co&amp;o una adecuada cuantiEcacin ;control del da,o ?ue ella puede producirINDICE DE DA/OS ORIGINADOS POR VOLADURAS 1BLAST DAMAGE INDE;25ara calcular el 8ndice de da,o ori3inado por #oladura pri&amp;ero se tiene ?ue calcular el Vector Ju&amp;a de las Velocidades 5ico de 5art.culaVPs = (VppL2+Vppt2+Vppv2)0. 5VppF( Velocidad 5ico 5art.cula Fon3itudinal /&amp;&amp;Is)Vppt( Velocidad 5ico 5art.cula )rans#ersal /&amp;&amp;Is)Vpp#( Velocidad 5ico 5art.cula Vertical /&amp;&amp;Is)5ara calcular el 9+I(BDI = 1Vps6d6Vp2915.6t2Vps( Vector su&amp;a de la Velocidad 5ico 5art.cula /&amp;Is)d( +ensidad de la roca /3rIcc)Vp( Velocidad de la onda 5 /N&amp;Is)M#( Constante de calidad del lu3ar /01 - 1)%aculta de In3enier.a 'eol3ica@ Minera ; MetalAr3ica1*Control de Vibraciones por Efecto de la VoladuraMecnica de Rocas II2015-19+I )ipo de da,o !bser#aciones0125 =o Ga; da,o M:i&amp;o para traba"os per&amp;anentes0250 +a,os no considerablesM:i&amp;o tolerable traba"os 3randes0500 Menores efectos de e:ca#acinM:i&amp;o #alor tolerable@ traba"os inter&amp;edios0-50 Moderado ; discontinuo da,oM:i&amp;o tolerable@ traba"os te&amp;porales1000 Ma;or sobre e:ca#acinReGabilitacin intensi#a1500 Je#ero da,o ReGabilitacin dif.cil o i&amp;posible2000 E:cesi#o sobre e:ca#acin&gt;bandono de laborPROPIEDADES DE LA FRECUENCIA &lt; TIEMPO EN LAS VOLADURAS MINERAS Fa a&amp;plitud@ frecuencia ; duracin de las #ibraciones en el &amp;aciBo rocoso ca&amp;bian &amp;ientras se propa3an a tra#Cs de este@ debido a( ` Fa interaccin con #arios &amp;edios 3eol3icos e interfaces estructurales ` Fa e:pansin del 3rupo de ondas a tra#Cs de la dispersin ;Io ` Fa absorcin@ la cual es &amp;a;or para las frecuencias &amp;s altas Cerca de la #oladura el carcter de la #ibracin es afectado por los factores del dise,ode #oladura ; la 3eo&amp;etr.a de la &amp;ina@ particular&amp;ente el peso de car3a por retardo@inter#aloderetardo@ ;Gastaciertopuntoladireccindeiniciacin@ burden;elespacia&amp;iento &gt; distancias &amp;a;ores los factores del dise,o de #oladura se #uel#en&amp;enoscr.ticos;el &amp;ediodetrans&amp;isindelaroca;lasobrecar3adel terrenodo&amp;inan las caracter.sticas de la onda Fas a&amp;plitudes de #elocidad de part.cula dan cuenta de la ener3.a s.s&amp;ica ?ue #ia"adesde un &amp;aterial dentro de otro@ probable&amp;ente por conser#acin de la ener3.a Jine&amp;bar3o@ la frecuencia de #ibracin ; consecuente&amp;ente las a&amp;plitudes de%aculta de In3enier.a 'eol3ica@ Minera ; MetalAr3ica15Control de Vibraciones por Efecto de la VoladuraMecnica de Rocas II2015-1desplaBa&amp;iento;aceleracindependenfuerte&amp;entedel &amp;ediodepropa3acin Fasobrecar3a del terreno@ ta&amp;biCn co&amp;o las distancias absolutas lar3as /opuestas a lasescaladas) crean 3rupos de onda de lar3a duracin ; ba"a frecuencia esto au&amp;enta larespuesta ; potencial de da,o de las estructuras pr:i&amp;asFas frecuencias &amp;enores a 10 2B producen 3randes desplaBa&amp;ientos de suelo ; altosni#elesdetensin@ ;ta&amp;biCnseacoplaneEciente&amp;entedentrodelasestructurasdonde las frecuencias de resonancias t.picas son de * a 12 2B para los &amp;o#i&amp;ientos dedefor&amp;acin trans#ersal ; #ertical Fas caracter.sticas de frecuencia de las #ibracionesde #oladura dependen fuerte&amp;ente de la 3eolo3.a ; de los inter#alos de retardo de la#oladuraDA/O &lt; RESPUESTA DE LAS ESTRUCTURAS Fas #ibraciones 3eneradas por la #oladura son producto directo del uso de e:plosi#osparalafra3&amp;entacindelaroca Esta#ibracindel suelooener3.as.s&amp;icaesco&amp;An&amp;ente descrita co&amp;o un desplaBa&amp;iento con #ariacin del tie&amp;po@ #elocidad oaceleracin de un punto particular /part.cula) en el suelo )a&amp;biCn puede ser &amp;edidoen#ariosni#elesdeener3.ainte3rada/pro&amp;edio) Jere?uierentresco&amp;ponentes&amp;utua&amp;enteorto3onalesdetie&amp;po-sincroniBadoparacaracteriBar co&amp;ple&amp;enteel&amp;o#i&amp;iento Je pueden co&amp;binar@ alternati#a&amp;ente@ los tres co&amp;ponentes dentro deuna &amp;asa de #ector #erdadera para cual?uier &amp;o&amp;ento del tie&amp;po o unaspseudosu&amp;asde#ectorderi#adadeunasu&amp;ade#ectordelos&amp;:i&amp;osdecadaco&amp;ponente@ independientes del tie&amp;po Es funda&amp;entalobtener@ a partir de &amp;ediciones de #ibraciones@ los par&amp;etros ?ueper&amp;itenel anlisisdelas#ibraciones@ la#elocidadde#ibracindepart.culas;lafrecuencia Fa obtencin de esos datos e:peri&amp;entales /traba"os de ca&amp;po) es GecGacon sis&amp;3rafos de in3enier.a dotados de 3efonos &amp;Altiples@ apropiada&amp;entelocaliBadosenel terrenoconrelacinala3eo&amp;etr.adela#oladura Fos3efonostransfor&amp;anlaener3.a&amp;ecnicade#ibracinenener3.aelCctricaconintensidadproporcional al &amp;o#i&amp;iento de oscilacin del &amp;aciBo +espuCs de cada detonacin los 3efonos reciben los i&amp;pulsos s.s&amp;icos@ en diferentesinstantes@ re3istrndolos En ese re3istro@ dependiendo de los l.&amp;ites de deteccin dele?uipo ; del 1tri33er6 /#alor &amp;.ni&amp;o de acti#acin@ deEnido para dar inicio la&amp;edicin)@ ?ueda se,alado elinstante de la detonacin@ ?ue constitu;e el inicio delconteo del tie&amp;po@ relacionado a ese e#ento de #ibracin Fas ondas s.s&amp;icas inducidas por las #oladuras al&amp;aciBo tienen tres co&amp;ponentes(lon3itudinal/F) en direccin GoriBontal?ue pasa por los puntos de detonacin ; de&amp;edicin@ trans#ersal /))perpendicularal anterior;#ertical endireccin#ertical ;orto3onal a las anteriores /V)@ pudiendo aAn ser &amp;edida la onda aCrea%aculta de In3enier.a 'eol3ica@ Minera ; MetalAr3ica17Control de Vibraciones por Efecto de la VoladuraMecnica de Rocas II2015-1EJES VIBRACIONALES 1TRANSVERSAL= VERTICAL &lt; LONGITUDINALES2 El #alor &amp;:i&amp;odela#elocidad@ re3istradoenel e#ento#ibratorio@ nor&amp;al&amp;entedesi3nado por 5VJ /1peaN #elocit; su&amp;6)@ es presentado en los sis&amp;o3ra&amp;as co&amp;o elresultadodel clculodelaresultantedel #ector/F@V@))@ correspondiendoalastrescoordenadasal &amp;is&amp;oinstantedetie&amp;po/t);noel resultantedel #ectorconlasco&amp;ponentes &amp;:i&amp;as /puntos &gt;@9@C) en instantes de tie&amp;po distintos Es usual ?ueocurra en el instante de tie&amp;po correspondiente al &amp;a;or de las co&amp;ponentesre3istradas /&gt;@ 9 o C)@ siendo 3eneral&amp;ente 5 a 10 T &amp;a;or ?ue este pico /+oadin3@1l3An 3rado de portabilidad /ta&amp;a,o ; peso) Iniciacin re&amp;ota o auto&amp;tica /se3An un u&amp;bral o circuito abierto) &gt;decuada proteccin f.sica para el traba"o en terrenoEquipo Minimate Plus Instantel%aculta de In3enier.a 'eol3ica@ Minera ; MetalAr3ica$2Control de Vibraciones por Efecto de la VoladuraMecnica de Rocas II2015-1Equipo BlastronicsM$d$ d" A)!.a)Fn d"* Ss3F,#aC$:P$# CaD*" C$#!ad$: el e?uipo se acti#a con el inicio de la #oladura debido a ?ue ele?uipo se encuentra conectado a la &amp;is&amp;a por un cable ?ue le da inicio Fa #enta"a deeste&amp;Ctodoespoder #eriEcar lostie&amp;posdesalidadecadataladro;Gacer undia3nstico 3eneral de la #oladura Este &amp;Ctodo es deseable en el ca&amp;po cercanoP$# U3D#a* 1!-#"s-$*d2: el e?uipo se acti#a una #eB ?ue se supera un deter&amp;inadoni#el deperturbacina"ustadopre#ia&amp;entepor el usuario Jetienela#enta"adepoder posicionarse a 3ran distancia de la #oladuraEQUIPO DE ANLISIS:Fa infor&amp;acin de #ibraciones es co&amp;An&amp;ente realiBada en un co&amp;putador personalEl anlisis de los datos re?uiere de un con"unto Co&amp;putador ; Joftaare concapacidadesparaun&amp;ane"ointe3ral delafor&amp;adeonda@ ;dondelasprincipalestareas ?ue deben realiBar@ son las si3uientes( +esple3ar &amp;Altiples se,ales &gt;&amp;pliEcacin de partes de la se,al total /efecto Boo&amp;) Cursor il sobre la se,al para un anlisis acucioso de los tie&amp;pos ;a&amp;plitudes +eri#acin@ Inte3racin de In#ersin de las ondas 'enerar el #ector su&amp;a de tres co&amp;ponentes orto3onales +esplie3ue de las se,ales en el do&amp;inio de la frecuencia %iltro de frecuencia Co&amp;unicacin e:terna Gacia i&amp;presora o plotter%aculta de In3enier.a 'eol3ica@ Minera ; MetalAr3ica$$Control de Vibraciones por Efecto de la VoladuraMecnica de Rocas II2015-1Arreglo para la descarga de la informacin del Sismgrafo acia la P!NCVIB: MONITOREO DE VIBRACIONES ONLINEEl =CVI9 es un siste&amp;a de &amp;onitoreo de #ibraciones ?ue e&amp;plea estaciones re&amp;otas@las?ueseco&amp;unican;en#.anlainfor&amp;acinaunser#idoratra#CsInternet;atelCfonos iles en for&amp;a in&amp;ediata@ per&amp;itiendo a los usuarios #er los resultados delas #oladuras en tie&amp;po realHtiliBa tecnolo3.a de co&amp;unicacin 'JMI'5RJEn#.a infor&amp;acin por &amp;ensa"e JMJ al telCfono celularEsta base puede ser traba"ada por cual?uier persona autoriBada /passaord)Es posible desple3ar la infor&amp;acin en reportes de for&amp;a interacti#a /p3ina Web)El siste&amp;a es capaB de ser reconE3urado de &amp;anera re&amp;ota inclusi#e desde otro pa.s@pudiendo reasi3nar nue#os ni#eles de acti#acin%aculta de In3enier.a 'eol3ica@ Minera ; MetalAr3ica$*Control de Vibraciones por Efecto de la VoladuraMecnica de Rocas II2015-1...</p>

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