voladura centromin

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  • 1. EMPRESA MINERA DEL CENTRO DEL PERU CENTROMIN PERU S.A.UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION Cerro de PascoEXPOSITOR: Ing Abel Lavado Carranza Operaciones Tajo Ral Rojas.

2. Restricciones de Voladura en el Tajo RAUL ROJAS 1) Cercana de las casas particulares, que se encuentran bordeando el Tajo.s2) Cercana de edificios de la empresa ( p l a (planta concentradora, Oficinas, Talleres).(3) Labores subterrneas (pique, tajeos, etc.) 4) Altas temperaturas en los cuerpos m i n e r a l i mineralizados de pirita. 5) Presencia de aguas subterrneas. 6) Presencia de gases sulfurosos (SO2- H2S). 7) Se tiene 22 tipos de materiales con diferentes c caractersticas Geomecnicas. 8) Problemas sociales para la expansin del T a Tajo. 9)Problemas ambientales 3. MEDIO AMBIENTE FACTORES NO DESEADOS EN UNA VOLADURA Vibraciones Aire de voladura (Air Blasting) Polvo (Dust) Ruido (Noise) Lanzamiento de rocas (Fly Rocks) 4. Anlisis de riesgos CIMENTACION DE LAS CONSTRUCCIONESSENSIBILIDAD DEL SER HUMANOINVESTIGACION DEL TERRENOCONDICONES DE LAS CONSTRUCCIONESEQUIPO SENSITIVO A LA VIBRACIONCOMO SON LAS VIBRACIONES EN TERRENO SATURADODecisin para la Operacin de planeamiento y Voladura 5. Tipos de Ondas Elsticas A ) Ondas Internas Ondas de compresin o principales, P Ondas transversales, T Ondas de cizalladura o secundarias, SH - SV B) Ondas de Superficie Ondas Rayleigh, R Ondas Love, L SHTExtend n sia nd O la eR V PSV RGeophonePSHPSV R Fuente de Energa 6. Efectos de la transmisin de la onda de vibracin sobre las estructuras El efecto de la Onda de propagacin P CompressionEl efecto de la Onda de Onda de cizalladura o propagacin S secundaria en la direccin VerticalOnda de cizalladura o secundaria en la direccin HorizontalTension 7. Transmisin de las Ondas de Vibracin por componentesMovimiento de la partcula PDireccin de PropagacinMovimiento vertical de la partcula 8. Frmula general para clculo de la velocidad de la partcula PPV max. = K ( D / W n ) -mDonde: PPV = Mxima velocidad de la partcula D= Distancia radial entre el disparo y la zona a medir.W= Peso total de explosivos para un mnimo de 8 ms.de retardo. 9. Criterios para evaluar las vibracionesLa velocidad de la partcula Distancia escalada Anlisis de la frecuencia 10. La velocidad de la partcula DISTANCIA DEL LUGAR DE LA VOLADURAMAXIMA VELOCIDAD PERMISIBLE DE LA PARTICULA0 - 94 m.31.75 mm/s.( 0 - 300 ft. )( 1.21 in / s )95 - 1562.5 m.25.4 mm/s.( 301 - 5000 ft. )( 1.00 in / s )1563 a ms12.7 mm/s.( 5001 ft. a ms. )( 0.5 in / s ) 11. Distancia Escalada DISTANCIA DEL LUGAR DE LA VOLADURAFACTOR DE LA DISTANCIA ESCALADA ( D/W 1/2 )0 - 94 m.50( 0 - 300 ft. ) 95 - 1562.5 m.55( 301 - 5000 ft. ) 1563 a ms ( 5001 ft. a ms. )65 12. Anlisis de la frecuencia Las frecuencias producidas en una voladura, son muy importantes y una manera de tener un conocimiento global del contenido de frecuencia en la onda es por medio del anlisis Transformada de Fourier. Esto muestra el dominio relativo de varias frecuencias que existan en la forma de la onda, pero no provee informacin acerca de un lugar determinado en la onda; esta informacin puede obtenerse usando el anlisis de la frecuencia discreta. La nica razn para efectuar este tipo de anlisis es que cierta velocidad mxima de la partcula asociada con la frecuencia podra ser alta haciendo notar que la velocidad es aceptable para que no ocurra dao, sin embargo la onda podra contener velocidades de partculas y frecuencia que podran ocasionar daos estructurales 13. Mtodos para reducir, mitigar y/o minimizar el nivel de vibraciones - Reducir el peso de explosivo por retardo - Reducir el confinamiento del explosivo Por medio de: Reducir el burden y espaciamiento Clculo adecuado del Taco o Stemming. Reducir la sobreperforacin. Reducir la profundidad del taladro Disminuir el dimetro de perforacin Proveer ms de una cara libre Disear la voladura de modo que los taladros salgan con una secuencia, alejandose a la estructura. Usar retardos largos entre un rango de 50 a 60 ms. Usar detonadores en donde la dispersin de tiempos sea mnima. 14. Distribucin de carga para reducir, mitigar y/o minimizar vibraciones AB5 m. (TACO)7 m. (TACO)0.5 m. (ANFO) 2 m. (TACO) 1 m. (ANFO)1 m. (ANFO)2 m. (TACO)2 m. (TACO)2 m. (ANFO)1.5 m. (ANFO)C6 m. (TACO)6 m. (ANFO) 15. Cuadro comparativo de costos A Ml. CargadosKg. / Ml.MallaAlturaVolumen BC3364040405.5 x 5.5 m.5 x 5 m.7 x 7 m.10 m.10 m.250 m3490 m310 m. 302.5 m3TM. Perforacin $/TMKg. / m3883.3 0.33987301430.80.33980.33980.39660.48000.48980.13590.16430.1677Kg. / TM.$/Ml.34.5529.5256.65$/ m31.1421.1811.156$/ TM0.40440.39590.3911 16. Malla de perforacin-forma de carguo FANEL N 20 FANEL N 19FANEL N 17 FANEL N 18FANEL N 165 m. FANEL N 15Cordn detonante5 m,FANEL N 14INICIO42 ms (RETARDO)FANEL N 19.3 m.FANEL N 20.7 m. (TACO)BOOSTER 450 gr.1 m. (ANFO) 2 m. (TACO)BOOSTER 450 gr.2 m. (ANFO) 17. Ejemplo de clculos para hallar la profundidad del explosivoTACO 2 m.D =1.4 m.LONGITUD EXPLOSIVA DE L CRATER DEFINIDO DE LA CARGA SOBREPERFORACION = 1.1 m.COLUMNA EXPLOSIVADISTANCIA DESDE LA SUPERFICIE AL CENTRO DE LA CARGA QUE ORIGINA EL CRATERPESO DEL EXPLOSIVO OCUPADO SOLO EN LA PARTE SUPERIOR DE LA COLUMNA EXPLOSIVA; EQUIVALENTE A 10 VECES EL DIAMETRO 18. Esquema mostrando los factores prcticos hallados para diferentes profundidades de la carga explosiva ENERGIA INCONTROLABLE ROCAS VOLATILES EXCESIVAS Y POLVO Y RUIDOS DE VOLADURA MAXIMA, EXELENTE FRAGMENTACION BUENOS CRATERESRUIDO Y VOLADURA DE ROCAS INSIGNIFICANTES-, BUENA FRAGMENTACION, VIBRACION MODERADA MONTICULOS, VOLADURA DE ROCAS, Y FRAGMENTACIONPEQUEOS DISTURBIOS EN LA SUPERFICIENINGUN EFECTO SIGNIFICANTE EN LA SUPERFICIEUnidades Mtricas SD = 0 - 0.6SD = 0.64 - 0.88( m / Kg. 1/3 )SD = 0.92 - 1.40 SD = 1.44 - 1.80SD = 0 -1.5 ( ft / Lb 1/3 )SD = 1.84 - 2.40 SD = 1.6 -2.2SD = 2.4 +SD =2.3 - 3.5 SD =3.6 - 4.5 SD =4.6 - 6.0SD = 6 + 19. Clculo de Taco (Stemming) DIAMETRO DE TALADRO 9 EXPLOSIVO :" = ANFOL =229x=2.29xW1/3 =91.4228.6 mm.WSD =1/3D W10 100040 Kg/m.===2.28691.444.51 Kg.D = SD W1/31/3Tomando un valor de seguridad para SD = D=1.3 Tenemos 1.3 x4.51 =5.857STEMMING = D - ( 1/2 x L ) STEMMING = 5.857-2.286 2=4.7 m.2.286 2=5.86 m.D = S + ( 1/2 * L) D=4.7 +SD = D / ( W 1/3 ) SD =5.86 = 4.511.30 20. Clculo de Taco (Stemming) DIAMETRO DE TALADRO 9 EXPLOSIVO :" = ANFOL =229x=2.29xW1/3 =91.4228.6 mm.WSD =1/3D W10 100040 Kg/m.===2.391.444.51 Kg.D = SD W1/31/3Tomando un valor de seguridad para SD = D=1.5 Tenemos 1.5 x4.51 =6.758ST EMMING = D - ( 1/2 x L ) ST EMMING = 6.758-2.3 2=5.6 m.2.3 2=6.76 m.D = S + ( 1/2 * L) D=5.6 +SD = D / ( W 1/3 ) SD =6.76 = 4.511.50 21. Clculo de Taco (Stemming) DIAMETRO DE TALADRO 9 EXPLOSIVO :" = ANFOL =229x=2.29xW1/3 =91.4228.6 mm.WSD =1/3D W10 100040 Kg/m.===2.391.444.51 Kg.D = SD W1/31/3Tomando un valor de seguridad para SD = D=1.59 Tenemos 1.59 x4.51 =7.163STEMMING = D - ( 1/2 x L ) STEMMING = 7.163-2.3 2=6.0 m.2.3 2=7.16 m.D = S + ( 1/2 * L) D=6.0 +SD = D / ( W 1/3 ) SD =7.16 = 4.511.59 22. REGRESIN DE DATOS EN VOLCANICO 2.6PPV (m m/seg)2.1 1.61.1 0.6y = -0.9177x + 2.5132 R2 = 0.28280.1 0.10.61.1 DISTANCIA ESCALADA1.62.1 23. REGRESION DE DATOS EN CALIZA 2.5002.000PPV (mm/seg)1.500 y = -1.3908x + 2.9923 R2 = 0.5465 1.0000.5000.000 0.0000.5001.0001.500DISTANCIA ESCALADA2.0002.500 24. REGRESIN DE DATOS EN CALIZA EXPANSIN NORTE 1.800PPV (mm/S)1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 0.800y = -1.6059x + 3.3897 R2 = 0.37521.0001.200DISTANCIA ESCALADA1.400 25. Distancia: 150 m Cantidad de explosivo a usar: 100 Kg Roca: Caliza 1 Se calcula la DS DS=150/100^1/3 = =32.322 Ecuacin de la recta Y=-1.39083 Pero: Y = Log10 X = Log10X +2.9923 (a)PPV DS =1.5095 (b)4 Reemplazando (b) en (a) Y= Y=-1.3908 0.89PPV = antilog Y PPV = 7.815*mm/s1.5095 +2.992 26. TABLA DE CALCULO DISTANCIA - CARGA - PPV Roca caliza CANTIDAD DE EXLOSIVO100Kg XYPPVDSlog. DS-1.3908x + 2.9923mm./sDISTANCIA DE DISPARO60m.131.1111.4464527.9580m.171.2361.2726818.74100m.221.3331.1379013.74150m.321.5090.892997.82200m.431.6340.719235.24300m.651.8100.474322.98400m.861.9350.300552.00500m.1082.0320.165771.46600m.1292.1110.055651.14TABLA DE CALCULO DISTANCIA - CARGA - PPV Roca volcnico CANTIDAD DE EXLOSIVO100Kg X log. DS 1.111 1.236 1.333 1.509 1.634 1.810 1.935 2.032 2.111DISTANCIA DE DISPARO60 80 100 150 200 300 400 500 600m. m. m. m. m. m. m. m. m.DS 13 17 22 32 43 65 86 108 129Y -09177x + 2.5132 1.49319 1.37853 1.28960 1.12800 1.01334 0.85175 0.73709 0.64816 0.57549PPV mm./s 31.13 23.91 19.48 13.43 10.31 7.11 5.46 4.45 3.76TABLA DE CALCULO DISTANCIA - CARGA - PPV Roca caliza - Norte CANTIDAD DE EXLOSIVO100DISTANCIA DE DISPARO60 80 100 150 200 300 400 500 600m. m. m. m. m. m. m. m. m.DS 13 17 22 32 43 65 86 108 129Kg X log. DS 1.111 1.236 1.333 1.509 1.634 1.810 1.935 2.032 2.111Y -1.6059x + 3.3897 1.60477 1.40413 1.24850 0.96572 0.76508 0.48229 0.28165 0.12602 -0.00113PPV mm./s 40.25 25.36 17.72 9.24 5.82 3.04 1.91 1.34 1.00 27. Conclusiones 1) La velocidad de la partcula sigue siendo el mejor criterio para medir el movimiento del terreno. 2) La velocidad de la partcula es el criterio ms prctico para regular el dao potencial para las clases de estructuras con buenas caractersticas de respuesta. 3) Los daos potenciales para voladuras de bajas frecuencias ( < de 40 Hz.) son considerablemente ms altas que aquellas voladuras de altas frecuencias (> a 40 Hz.) 4) El diseo de construccin de las casas es tambin un factor preponderante del nivel de dao mnimo esperado. 28. 5) Realizar un estudio tcnico-cientfico para determinar la PPV para cada tipo de construccin. 6) Todas las casas tiene fracturas por una variedad de los esfuerzos del entorno, como humedad, cambios de temperatura, reacomodo de los bloques de terreno, variaciones de humedad en el terreno, vientos, absorcin de agua, etc. 7) Problema Humano; la sensibilidad humana a las vibraciones es muy alta, de tal manera que mucho antes de tener un dao en el edifico, los habitantes perciben