material de estudio minería

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TALLER ANALISIS Y CONTROL DE VIBRACIONES EN VOLADURA Ph.D. Carlos Agreda Turriate Consultor Intercade

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TALLER APLICATIVO A LA MINERIA Introducción Para finalizar este curso, se resuelven, analizan y discuten los siguientes casoestudios aplicados a la minería.

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CASO-ESTUDIO 1 En una operación minera trabajada con el método de open pit, los departamentos de geomecánica y perforación y voladura cuentan con la siguiente información:

Tipo de roca: pórfido cuprífero Resistencia tensional (St): 6.7 Mpa Velocidad de la onda P (PWV): 3829 m/s Modulo de Young (E): 32.1 Gpa

Se pide lo siguiente: i. Calcular la velocidad pico de partícula (PPV). ii. Discutir los resultados. Ph.D. Carlos Agreda Turriate - [email protected] - Consultor Intercade

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ALGORITMO DE SOLUCION i. Calcular la velocidad pico de partícula (PPV) Para solucionar el presente caso-estudio, se debe aplicar el siguiente modelo matemático: PPV =

St (PWV ) → (1) E

Reemplazando valores en (1), se tiene lo siguiente:

PPV =

6 . 7 Mpa (3,829 m / s ) 31 . 2 Gpa



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Luego haciendo las conversiones necesarias y ejecutando las operaciones básicas, se tiene lo siguiente: PPV = 823 mm/s ii. Discutir los resultados Como se puede apreciar a través de la solución del presente caso-estudio, el cálculo de la PPV se efectúa en función de lo que sigue: Resistencia tensional del macizo rocoso (St) Velocidad de la onda P Modulo de Young (E)


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CASO-ESTUDIO 2 En una operación minera trabajada con el método de open pit, los ingenieros que trabajan en el departamento de perforación y voladura han procedido a monitorear las vibraciones inducidas por la voladura de rocas. La información de campo es la siguiente: Dirección

Velocidad de la onda (in/sec)

Horizontal (PWV) Transversal (SWV) Vertical (VWV)

1.114 0.127 0.041


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Distancia del área del disparo al punto de monitoreo: 150′. Se pide lo siguiente: i. Calcular la velocidad pico de partícula (PPV). ii. Discutir los resultados, especialmente tomando en cuenta las normativas internacionales.



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ALGORITMO DE SOLUCION Para calcular la velocidad pico de partícula, en este caso se usa el siguiente modelo matemático:

PPV =

(PWV )2 + (SWV )2 + (VWV )2

→ (1)


PPV = 1.114in / sec+ 0.127in / sec+ 0.041in / sec PPV = 1.13 ∴ PPV = 1.13 inches / sec Ph.D. Carlos Agreda Turriate - [email protected] - Consultor Intercade

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ii. Discutir los resultados Analizando el resultado obtenido, se puede afirmar que el valor de la PPV obtenida es 1.13 inches/sec.

Por tanto, se puede enfatizar que dicho valor cumple con la normativa internacional de la USBM calculada por el Dr. Siskind, que es 2 inches/sec.



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CASO-ESTUDIO 3 Los disparos primarios de una cantera son cargados con 200 kg de explosivo por retardo. Por otro lado, los ingenieros que trabajan en el departamento mina quieren saber si la ubicación de la chancadora primaria a una distancia de 360 metros cumpliría

con

las

regulaciones

de

seguridad

establecidas internacionalmente.


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ALGORITMO DE SOLUCION Tomando como base una normativa internacional que establece lo que sigue:

d = 27.5 → (1) w Reemplazando valores en (1)

SD =

d 360 = = 25.4 1/ 2 W 200



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Luego se puede apreciar que con los datos de campo disponibles en la mina no se cumpliría con la normativa correspondiente. Entonces se preguntaría: ¿Qué peso de carga explosiva por retardo podría hacer que la ubicación de la chancadora cumpla con la normativa internacional correspondiente? Para dar solución a la segunda pregunta, se procede de la siguiente manera: 2

 d  W =   → (1)  SD  Ph.D. Carlos Agreda Turriate - [email protected] - Consultor Intercade

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Reemplazando valores en (1) 2

 360  W = = 171 kg  27.5  ∴W = 171 kg / retardo Por lo tanto, como se puede apreciar de los cálculos con un peso de carga explosiva de 171 kg/retardo, se cumplirá con la normativa internacional correspondiente.



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CASO-ESTUDIO 4 En algunos trabajos de investigación geofísicos se ha demostrado que algunos daños al macizo rocoso ocurren para valores de deformaciones inducidas (ε) de ε > 0.1 mm/s. Por lo tanto, al conocer la velocidad de propagación de la onda P se puede calcular la velocidad de partícula crítica que se asocia a un cierto nivel de daño potencial.



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Se pide lo siguiente: i. Con ciertos datos y cálculos, mostrar este criterio de daño ii. Discutir los resultados, especialmente tomando en cuenta las normativas internacionales.


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ALGORITMO DE SOLUCION Datos PPV = 70 mm/s PWV = 4500 m/s Aplicando la siguiente fórmula:

ε=

PPV → (1) PWV




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ε=

70mm / s 4500m / s

∴ ε = 0.015 mm / s Los investigadores han demostrado que con este valor de ε = 0.015 mm/s se producirían grietas imperceptibles. También se ha demostrado lo siguiente: Para ε = 0.03 mm/sec (agrietamientos) Para ε ≥ 0.1 mm/sec (daño inminente)


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Para

ε = 0.03 (agrietamientos)

Taladro Área triturada



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Para ε ≥ 0.1 mm/sec (daño inminente)


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Operador Tractor de oruga 860



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Tractor de oruga 860

Operador accidentado


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ii. Discutir los resultados Entonces, usando el concepto de daño de la deformación inducida, se puede determinar los límites de daños ocasionados al macizo rocoso correspondiente.



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CASO-ESTUDIO 5 En una operación minera trabajada con el método de open pit, usando una distancia escalada y aplicando alguno de los criterios de daño postulados por los diferentes investigadores. Se pide lo siguiente: i. Determinar si la ubicación del taller de mantenimiento sería segura a 1500′ del área de los disparos primarios. ii. Discutir los resultados.


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ALGORITMO DE SOLUCION De acuerdo al enunciado del problema, se tiene lo siguiente:

D = 50 → (1) W 1/ 2 La ecuación (1) puede ser escrita de la siguiente manera: D = SD → (2 ) W 1/ 2 Luego

(

)

D = (SD ) W 1/ 2 → (3)



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Entonces 2

D W =   → (4 )  SD  • D: distancia del área de disparo hasta la ubicación del taller de mantenimiento (pies) • SD: distancia escalada (ft/lb½) = 50 • W: peso de la carga explosiva/retardo

Luego, reemplazando valores en (1), se tiene lo siguiente:


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2

2

 D  1500  W =  =  SD   50  ∴W = 900 lb / retardo ii. Discutir los resultados De acuerdo a los resultados obtenidos, se puede apreciar que detonando 900 lb/retardo de carga explosiva/taladro, se estaría cumpliendo con una de las normas internacionales y, por lo tanto, la distancia del taller de mantenimiento sería la adecuada.



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900 lb/retardo


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BIBLIOGRAFIA



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