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CapVI Modelo Criterio Daño
CapVI Modelo Criterio Daño
CapVI Modelo Criterio Daño
CAPITULO VI
6.1.- INTRODUCCION
Un elemento importante en el proceso de evaluacin y optimizacin de la
operacin de tronadura, es poder predecir a travs de un modelo que represente la velocidad
de partculas en funcin del explosivo detonado, las consecuencias y beneficios al
introducir distintos cambios en los parmetros ms relevantes de una tronadura, sin que
deba necesariamente tener que realizarse a escala real. Se pueden distinguir diferentes
enfoques asociados a modelamiento de vibraciones, los cuales tiene como objetivo final
predecir los niveles de vibraciones (velocidad de partculas), en un punto especfico de
acuerdo a un diseo de tronadura dado.
La tronadura genera ondas ssmicas que pueden generar un dao
significativo a la roca a grandes distancias, por lo tanto establecer un criterio de dao al
interior del macizo rocoso, como resultado de una tronadura realizada en su entorno
inmediato, es de suma importancia. Este consiste en poder establecer los valores crticos de
velocidad de partculas, los cuales no deben ser sobrepasados producto de las tronaduras
con el objetivo de no generar dao al macizo rocoso circundante.
En este capitulo se revisarn los diferentes modelos vibracionales que
pueden ser aplicados tanto en campo cercano como en campo lejano y diferentes criterios
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
de daos, los cuales nos permitirn realizar diseos de tronadura confiables antes de ser
llevados a la prctica.
Propagacin geomtrica.
A = K * e-x
Ec. 6.1
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
A = K * e-x
Ec. 6.2
A = K * x- * e
Ec. 6.3
Donde:
K
: Factor de velocidad.
: Factor de decaimiento.
: Coeficiente de atenuacin.
: Distancia escalar.
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
Modelo general
V = K * D
Ec. 6.4
Donde:
V
: Distancia escalar.
: Factor de velocidad.
: Factor de decaimiento.
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
V = K * ( d / W1/2)
Ec. 6.5
V = K * (d / W1/3)
Ec. 6.6
Hendron (1968)
Donde:
W
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
Ec. 6.7
Donde:
K
: Factor de velocidad.
: Factor de decaimiento.
: Coeficiente de atenuacin.
Wt
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
primeros dos son efecto del campo cercano, ocurriendo en proximidad cercana a la
voladura, mientras que el tercero puede acontecer a distancias alcanzando decenas y hasta
cientos de metros.
La vibracin puede expresar el potencial dao tanto como valor mximo de
velocidad de partcula y valor mximo de aceleracin de partcula. Esto se puede destacar
entre los dos mtodos basndose en la proximidad de la tronadura. En un campo cercano, la
amplitud de la vibracin basta para producir fracturamiento nuevo, generalmente se intenta
controlar la velocidad mxima de partcula. En cambio, en el campo lejano, aparte de
controlar la zona de fracturamiento nuevo, se trata de controlar la aceleracin de partcula.
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
Ec. 6.8
Donde:
K
: Factor de velocidad
: Factor de decaimiento
: Coeficiente de atenuacin
Ec. 6.9
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
Donde:
H
Xs
: Taco (m)
Xo
Ro
Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
Los mximos kilos por retardo dan cierta indicacin del tamao de la tronadura, pero
nada dicen como est el explosivo distribuido en el macizo rocoso. La geometra de la
carga explosiva afecta la amplitud y la forma de la vibracin.
Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
niveles bajos de vibracin, tales como a distancia relativamente grandes de las tronaduras,
los niveles de deformacin inducida son muy bajos para provocar fracturamiento en la
masa rocosa. A distancias ms prximas, los niveles de esfuerzo son suficiente para
extender fracturas existentes, pero insuficientes para inducir fracturas frescas. Muy cerca de
los hoyos, los niveles de vibracin sern suficientemente altos para inducir fracturamiento
en la roca de los alrededores.
6.3.1.-
CRITERIOS
EMPIRICOS
DE
PREVENCION
DE
DAO
PARA
VIBRACIONES
Una vez conocida la ley que gobierna la propagacin de las ondas ssmicas
en el medio rocoso, es necesario estimar el grado de vibracin mximo que pueden tolerar
los diferentes tipos de macizo rocoso.
La eleccin de algn criterio o niveles de prevencin de las vibraciones es
frecuentemente una tarea delicada, que exige el conocimiento riguroso de los mecanismos
que intervienen en los fenmenos de las tronaduras. Un criterio de dao arriesgado puede
llevar a la aparicin de dao que afecten la calidad geomecnica de la roca y generen
situaciones de inestabilidad del macizo rocoso, mientras que una postura conservadora
puede dificultar el desarrollo de los procesos mineras (carguo, transporte, molienda y
chancado).
Los estudios sobre dao inducido al macizo rocoso por vibraciones de
tronadura son bastantes escasos, y cuando los hay, normalmente tienen un enfoque
particular hacia las caractersticas de estabilidad de un rea especifica no pudiendo
generalizarse. Las Tablas 6.1 a 6.3 detallan algunos criterios de dao empricos.
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
FORMA DE DAO
VELOCIDAD DE PARTICULA
(mm/s)
5 10
130 380
> 600
> 2500
EFECTOS SOBRE EL
VELOCIDAD DE PARTICULA
MACIZO ROCOSO
(mm/s)
< 250
250 650
650 2500
> 2500
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
NIVEL DE
JUNTAS Y
DAOS
BLOQUES
EXCAVACIN
DEL FRENTE
EN EL FRENTE
Excavacin no
1.- LIGEROS
2.- MODERADOS
Juntas cerradas,
> 75
practicable. Seales
material de relleno no
visibles en el frente de
movilizado.
barrenos de contorno.
formaciones blandas.
Pequeas juntas
> 65
Seales de penetracin
de los dientes de la
bloques aislados y
juntas ligeramente
barrenos.
rpida.
desplazadas.
Pequeas grietas.
> 65
3.- FUERTES
Algunas
juntas
son
abiertas y desplazadas.
Frente fracturado,
4.- SEVEROS
juntas abiertas.
Algunos bloques
movilizados.
Pequeos descostramientos
Excavacin factibles,
grietas radiales.
< 1,5mt.
55 > 37
Frente irregular, algunos
descostramientos y grietas de
sobreexcavacin.
Excavacin factible
< 3mt
37 < 55
Bloques movilizados y Frente muy irregular, fuertes
5.- EXTREMOS
agrietados. La
descoctramientos desde el
tronadura produce
frente. Gran
material fino
sobreexcavacin.
Excavacin bastante
fcil
< 3mt
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
= PPV / Vp
Ec. 6.10
= Rt / E
Ec. 6.11
Ahora:
PPVc =
Vp * Rt
Ec. 6.12
E
Donde:
PPVc :
RT
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
Vp
Deformacin de la roca.
Vp =
E * (1-)
]1/2
Ec. 6.13
r *(1 + ) * (1 2)]
Donde:
Vp
Mdulo de Poisson
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
Segn este criterio de dao se postula que existen tres zonas o tres niveles de
dao a saber:
Zona 1
Zona 2
creacin de nuevas fracturas, la cual se extiende hasta que alcanza el limite de PPVc.
Zona 3
produce una zona de extensin de fracturas preexistentes que se extienden hasta que
alcanza el lmite de PPVc / 4.
Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
zona del fracturamiento fresco. Ests fracturas tendern a ser terminadas por otras
existentes o planos de diaclasas, y pueden tener un impacto en la resistencia de la roca y en
la estabilidad de la masa rocosa.
El monitoreo de vibraciones y la comparacin de los resultados con tablas de
criterio de dao, es una forma de cuantificar el deterioro que est sufriendo las paredes del
talud del rajo por efecto de las tronaduras. Sin embargo, estas algunas veces no se ajustan a
la realidad que presenta la mina en particular. Por esta razn es necesario evaluar el dao
ocasionado en el talud mediante otras tcnicas y aspectos geomecnicos que se describen a
continuacin:
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
Macizo Rocoso
Examinado
Fuente
Ssmica
Gefono
Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
6.5.-
enumeran las principales medidas que pueden tomarse para aminorar las vibraciones
generadas por las voladuras.
Cargando el pozo con doble decks de carga separado con taco intermedio e inicindolas
con distinto tiempo.
Elegir un tiempo de retardo entre pozos y filas efectivas que evite una fuerte
superposicin de ondas y permita un buen desplazamiento de la roca.
Disponer de una secuencia de iniciacin adecuada, tal que se inicie desde el extremo
ms prximo a la estructura o pared que se desea proteger alejndose de la misma.
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Capitulo VI.- Modelos de evaluacin y criterios de dao para vibraciones por tronadura.
. Utilizar un factor de carga adecuado, ya que una disminucin de este puede aumentar
el confinamiento de las cargas y por consiguiente la intensidad de las vibraciones.
obviamente un consumo excesivo da lugar a una sobrecarga innecesaria acompaada de
grandes efectos perturbadores.
Controlar la perforacin de manera que las mallas coincidan con las nominales.
Inspeccionar el estado de las caras libres antes de la tronadura para corregir la carga en
los pozos con burden menor que los nominales.
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