Modelamiento de Vibraciones - Mina Coipa

“Monitoreo y Modelamiento de Vibraciones para el Control del Daño en Mina Coipa”

Preparado por Para

: :

ASP BLASTRONICS S.A. COMPAÑÍA MINERA MANTOS DE ORO MINA COIPA

Agosto - 2000 ASP BLASTRONICS S.A General del Canto 105, Of. 401, Santiago. Fono: (56) (2) 235 3916, Fax: (56) (2) 236 4633

“Monitoreo y Modelamiento de Vibraciones para el Control del daño en Mina Coipa”

REALIZADO POR

:

ASP BLASTRONICS S. A. Ing. Carlos R. Scherpenisse O. Ing. Roberto A. Gómez S.

PARA

:

COMPAÑÍA MINERA MANTOS DE ORO MINA COIPA

Agosto - 2000

ASP BLASTRONICS S.A General del Canto 105, Of. 401, Santiago. Fono: (56) (2) 235 3916, Fax: (56) (2) 236 4633

CONTENIDO

1.-

INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................................... 1

2.-

OBJETIVOS ................................................................................................................................................................ 1

3.-

ANTECEDENTES ...................................................................................................................................................... 1 3.1.-

METODOLOGÍA DE TRABAJO................................................................................................................................. 1

3.2.-

DESARROLLO DEL ESTUDIO .................................................................................................................................. 2

3.3.-

MEDICIÓN Y ANÁLISIS DE NIVELES DE VIBRACIÓN ............................................................................................. 3

3.4.-

MEDICIONES VP (CROSS HOLE) ........................................................................................................................... 7

3.4.1.- Metodología y Trabajo en Terreno. ................................................................................................................ 7 3.5.-

MODELOS GENERALES.......................................................................................................................................... 9

3.5.1.- Aplicación del Modelo “Devine” .................................................................................................................. 10 3.5.2.- Aplicación del Modelo “Holmberg & Persson”........................................................................................... 10 3.6.4.-

VELOCIDAD DE PARTÍCULA CRÍTICA ................................................................................................................... 11

CUÑA .......................................................................................................................................................................... 14 4.1.-

MODELO DEVINE EN CUÑA RAJO COIPA NORTE ................................................................................................ 15

4.2.-

MODELO HOLMBERG & PERSSON EN CUÑA RAJO COIPA NORTE ...................................................................... 16

4.3.-

ÁBACOS DE DISEÑO ............................................................................................................................................ 17

4.4.-

CROSS HOLE........................................................................................................................................................ 18

4.5.-

APLICACIÓN DEL MODELO DE H&P ................................................................................................................... 20

4.6.-

DISEÑO FINAL...................................................................................................................................................... 22

4.7.-

ANÁLISIS DE RETARDOS Y SISTEMAS DE INICIACIÓN ......................................................................................... 23

4.7.1.- Curvas de desviación Estándar ..................................................................................................................... 23 5.-

6.-

PRUEBA ESPECIAL CUÑA (COTA 4280) .......................................................................................................... 26 5.1.-

MODELO DEVINE EN PRUEBA ESPECIAL ............................................................................................................. 29

5.2.-

MODELO HOLMBERG & PERSSON EN PRUEBA ESPECIAL ................................................................................... 30

5.3.-

EFECTOS DEL PRECORTE COMO FILTRO DE VIBRACIONES .................................................................................. 32

5.4.-

CROSS HOLE........................................................................................................................................................ 33

RAJO COIPA NORTE ............................................................................................................................................. 34 6.1.-

RAJO COIPA NORTE ZONA SUR .......................................................................................................................... 34

6.1.1.- Modelo Devine en rajo Coipa Norte Zona Sur ............................................................................................. 35 6.1.2.- Modelo Holmberg & Persson en rajo Coipa Norte Zona Sur ...................................................................... 36 6.1.3.- Ábacos de Diseño ........................................................................................................................................... 37


6.1.4.- Cross Hole...................................................................................................................................................... 38 6.1.5.- Aplicación del Modelo de H&P .................................................................................................................... 39 6.2.-

RAJO COIPA NORTE ZONA NORTE ...................................................................................................................... 41

6.2.1.- Modelo Devine en rajo Coipa Norte Zona Norte ......................................................................................... 42 6.2.2.- Modelo Holmberg & Persson en rajo Coipa Norte Zona Norte .................................................................. 43 6.2.3.- Ábacos de Diseño ........................................................................................................................................... 44 6.2.4.- Cross Hole...................................................................................................................................................... 45 6.2.5.- Aplicación del Modelo de H&P .................................................................................................................... 46 6.3.-

DISEÑO FINAL...................................................................................................................................................... 48

6.3.1.- Diseños de Perforación ................................................................................................................................. 49 6.3.2.- Problemas de Precisión en Perforación ....................................................................................................... 49 6.3.3.- Retardos y Secuencias de Iniciación ............................................................................................................. 51 6.3.4.- Secuencia Tronadura de Contorno ............................................................................................................... 51 6.3.5.- Sobrequebradura y Daño .............................................................................................................................. 51 6.3.6.- Eficiencia del Precorte .................................................................................................................................. 51 7.-

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 53


Informe Final a Mina Coipa ASP Blastronics S. A., Agosto-2000 Página 1

1.- INTRODUCCIÓN El presente documento, corresponde al informe final del denominado “Monitoreo y Modelamiento de Vibraciones para el Control del daño en Mina Coipa”, preparado para Compañía minera Mantos de Oro Faena Coipa, y contiene la descripción de las técnicas, metodología y diseños preliminares aplicados al sector cuña, además del análisis y monitoreo de las tronaduras efectuada en la cuña y rajo Coipa Norte por los especialistas de ASP Blastronics, en el período correspondiente de Noviembre de 1999 a Junio de 2000. 2.- OBJETIVOS Entre los objetivos principales de ésta asesoría, según lo descrito en la propuesta original, está el de establecer modelos confiables para la predicción de la vibración, orientados a evaluar el efecto de las tronaduras en el daño a nivel de banco y su influencia en la desestabilización de las cuñas en el rajo Coipa Norte. 3.- ANTECEDENTES 3.1.-

Metodología de Trabajo

La propuesta técnica que dio origen al contrato, involucra la realización de una campaña de monitoreo de vibraciones por tronaduras y establecer modelos con la finalidad de realizar un control del daño en Mina Coipa. El cumplimiento con la meta descrita anteriormente, involucra una series de pasos, tales como: 

Medición de vibraciones de tronadura, para cuantificar el comportamiento de la vibración con distancia y carga.



Realizar mediaciones de Velocidad de onda de partículas, para determinar el posible daño que se estaría generando los actuales diseños.



Producir un ajuste estadístico o modelo de ecuación que describe dicho comportamiento.



Con los modelos de vibración, producir ábacos de diseño para usar como guía en el proceso de diseño de tronaduras en un macizo rocoso conocido.



Calibración de los modelos de vibración para permitir su uso confiable.



Aplicación integral de los modelos para evaluar las implicaciones de cambios en diseño de tronadura para satisfacer los requerimientos.



Establecer Criterios de Daño por sectores.



Para el monitoreo se utilizaron sensores del tipo geófonos en arreglo triaxial (longitudinal, transversal y vertical), con respuesta de frecuencia desde 28 Hz y sensibilidad de 2.86 mV/mm/s, un Sismógrafo Modelo Blastronics BMX de 9 canales y adicionalmente un Micro Monitor uMX. Los sensores (geófonos), fueron instalados dentro de perforaciones de 5” adheridos mediante una lechada de cemento, de tal forma que la vibración registrada refleje exactamente lo recibido en esos lugares. El primero de estos equipos incluye un computador para el almacenamiento y procesamiento de las señales capturadas. Las señales medidas, corresponden a la velocidad de partícula que se expresa en (mm/s) en función del tiempo, estas señales además pueden ser expresadas en términos de Aceleración y Frecuencia de Vibración. 3.2.-

Desarrollo del Estudio

Como uno de los primeros pasos en el desarrollo de este estudio de monitoreo de vibraciones y control de daños, fue el de ubicar los puntos más conflictivos, donde las tronadura deberían tener el mayor control, para lo cual, con el apoyo de geología se determinó que además del área de la cuña (prioridad del estudio), existen 2 sectores que pueden ser considerados como de cuidado, estos son la zona centra del Rajo y el sector denominado Fase 3, en este último sector no se realizaron monitoreos de vibraciones por lo que no se posee ningún tipo de información concluyente. Con toda información disponible, la siguiente metodología de trabajo, fue aplicada de igual forma a los sectores de la Mina en los cuales se logro instrumentar.



3.3.-

Medición y Análisis de Niveles de Vibración

Antes de intentar controlar o modelar un fenómeno cualquiera, en este caso particular el de la vibración producida por la detonación de una serie de cargas explosivas en una tronadura, es de la mayor importancia poder medir en forma precisa y reproducible dichas vibraciones en el mismo lugar o terreno en el cual se desea desarrollar el modelo. En la campaña de monitoreo se emplearon geófonos en arreglos triaxiales a diferentes distancias de las cargas más cercanas en las distintas tronaduras monitoreadas, en la Tabla Nº3.1 y Figura Nº3.2 se muestra un resumen de la posición de estos. La señal detectada por los geófonos es transmitida por cable al Monitor de Vibraciones Blastronics BMX. La información recolectada es grabada en archivos digitales los que posteriormente son analizados para identificar diferentes aspectos de la señal, como son los tiempos de arribo, los peak de amplitud de la vibración y frecuencia. La Figura Nº3.1, muestra un registro típico de vibración expresado en sus 3 componentes (radial, transversal y vertical) más el vector suma. Estos datos forman la materia prima para el proceso de modelamiento que sigue, como es, el desarrollo de modelos cuantitativos y confiables necesarios como una herramienta de diseño a aplicarse en forma rutinaria. Geo9-R

2000

Tronadura Prueba Especial Con Precorte Banco 4270 (16/06/2000)

1000

0

-1000

-2000 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

Time (s econds )

Geo9-T

2000

1000

0

-1000

-2000 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

Geo9-V

2000

1000

0

-1000

-2000 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

Vector Sum

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

1.0

CONPC_CN.QWF

Figura Nº3.1



Figura Nº3.2 Tabla Nº3.1 Pocicion de todos lo geófonos Monitoreados Geófono Banco Este Norte Cota Geófono 1 472990.74 7036677.40 4320.35 4310 Pozo Sur 472989.83 7036674.54 4320.35 Pozo Norte 472991.64 7036680.26 4320.35 Geófono 2 473080.10 7036407.80 4219.91 4210 Pozo Sur 473081.23 7036405.08 4219.92 Pozo Norte 473079.60 7036411.12 4220.00 Geófono 3 473078.34 7036452.50 4220.48 4210 Geófono 4 473084.86 7036452.36 4220.09 4210 Geófono 5 473172.41 7036672.90 4220.47 4210 Pozo Sur 473171.05 7036670.10 4220.43 Pozo Norte 473173.48 7036675.60 4220.34 Geófono 6 473020.86 7036700.00 4300.38 4290 Pozo Sur 473020.44 7036697.00 4300.27 Pozo Norte 473021.40 7036703.00 4300.47 Geófono 7 473190.25 7036675.21 4201.44 4190 Pozo Sur 473189.46 7036672.35 4201.20 Pozo Norte 473191.07 7036678.16 4201.41 Geófono 8 473138.23 7036403.40 4180.96 4170 Pozo Sur 473140.65 7036401.00 4180.95 Pozo Norte 473135.93 7036405.40 4181.08 Geófono 9 473036.11 7036715.04 4280.20 4270 Pozo Sur 473035.34 7036712.31 4280.13 Pozo Norte 473036.88 7036717.83 4280.19



La estrategia de monitoreo se orientó a los sectores considerados de más cuidado dentro de todo el rajo y en el caso particular de la cuña este se centró en las vecindades del desprendimiento de la cuña, realizando monitoreos a tronaduras típicas y para el caso del monitoreo en el ultimo banco de la cuña, este consistió de una prueba especial realizadas con el fin de determinar el efecto del precorte como filtro de velocidad de partículas. La Figura Nº3.3 muestra un zoom del lugar donde se realizó dicha prueba especial.

Figura Nº3.3 En la Figura Nº3.4 y la Tabla Nº3.2, se muestra un resumen con las Distancias y Vibraciones registradas para las tronaduras de producción monitoreadas en roca, algunas de las cuales fueron consideradas como representativas para la generación del modelo de propagación.



Figura Nº3.4 Tabla Nº3.2 Tronadura

Fecha

Posición Tronaduras

T 101 T 102-103 T 1-11

24/11/99 08/12/99 08/12/99

4310 4310 4200

T 30-34

14/12/99

4310

T 119-120

07/01/00

4300

T2 f3

07/01/00

4310

T T T T

25/01/00 02/02/00 16/06/00 16/06/00

4290 4290 4270 4270

T 34

13/01/00

4200

T 40

13/01/00

4210

T 32 T 27 T 13

18/01/00

4200

T 41

20/01/00

4210

T T T T T T T

21/01/00 26/01/00 03/02/00 24/04/00 19/05/00 02/06/00 14/06/00

4210 4210 4210 4190 4170 4170 4160

100-101 109 107 sin PC 107 con PC

42 46 33 43 02 04 14-15

Nota:

Mina Coipa, Julio 2000. ASP Blastronics S. A. Resumen de Tronaduras Monitoreadas Posición Kilos Malla PC NºPozos Distancia Vib. Sum Heet-Anfo Monitoreo Prod Buffer [mts] [mts] [mm/s] Cuña Superficie 2205 4*4 3*3.5 1.5 185 75.8 132.4 2291-1146 Geófono 1 4*4 3*3.5 1.5 95 38 616 Geófono 1 13949 7*7.5 47 332 5.83 Superficie 10.04 *** *** *** *** *** Geófono 1 3.59 Superficie 13 4*4 3*3.5 1.5 100 54.5 Geófono 1 13.14 Superficie 17.22 451 7*7.5 40 225.7 Geófono 1 1.66 Superficie 6104 4*4 108 16 463 Geófono 6 774 4*4 3*3.5 1.5 51* 6* 882 471.6** Geófono 9 ** 3*3.5 1.5 5** 7.48** 1038 471.6** Geófono 9 ** 3*3.5 1.5 5** 8.82** 585 Rajo 6930-8730 Geófono 2 7*7.5 38 98.3 24 Geófono 2 8.38 1051 2034-1050 5*5.5 3.5*4 1.5 55 Geófono 3 43.95 59.9 5675-5780 5*5.5 Geófono 2 3.5*4 1.5 5.37 103 241 1206-879 5*5.5 Geófono 4 3.5*4 1.5 3.86 4039-2941 7*7 Superficie 51 204 18.62 Geófono 3 1167 5.18* 2440-1460 5*5.5 3.5*4 1.5 67* Geófono 4 886 6.69* 2105-1976 Geófono 4 5*5.5 52 14 32.9 3.5*4 1.5 3319-2142 Geófono 5 5*5.5 89* 10.23* 813 3.5*4 1.5 2205-2889 Geófono 5 5*5.5 41* 6.08* 704 3.5*4 1.5 7350* Geófono 7 4*4 3*3.5 1.2 95* 6.69* 781 Geófono 8 4292-4240* 4.5*5 3.5*4 1.2 175* 6.62* 1310 Geófono 7 4.5*5 3.5*4 1.2 *** 54 98 Geófono 7 33496-15168 *** *** *** *** 44 39.04

Archivo QWF COIPAN#1 CUNA8121 COIP8123 COIP1411 CUNA0703 CUNA0704 CUNA2512 1942902 SINPCON1 CONPCCN1 344200#1 404220#1 Tron1811 414220#1 424220#1 464220#1 334220#1 434190#1 014180#1 CN0206#1 CN1406R1

* Correponde a datos usados realmente para el modelamiento. ** Prueba especial *** No se posee información



3.4.-

Mediciones VP (Cross Hole)

La medición cuantitativa de los cambios en la condición estructural del macizo rocoso, ofrece un valioso aporte en la evaluación de estrategias de diseño geomecánico y el daño inducido por tronadura. A fin de evaluar el monto en que cada uno de estos mecanismos influye en el daño, se hace uso de la técnica de sísmica de "cross-hole", que es capaz de medir en forma directa y cuantitativa la condición del macizo rocoso y caracterizarlo a través de los valores de la velocidad de propagación de las ondas sísmicas compresionales (Vp) o velocidad sónica de la roca. La velocidad de propagación de las ondas sísmicas en un medio rocoso está asociada directamente con la calidad geomecánica de la misma. En efecto, la velocidad de las Ondas-P que atraviesan un volumen de roca o suelo está determinada por las características geomecánicas, geométricas y estructurales del medio. De la teoría de propagación de ondas elásticas, se obtiene la relación entre la velocidad de propagación y las constantes elásticas. Así, la velocidad sónica está relacionada directamente con la calidad mecánica del macizo rocoso y es función de los parámetros: Módulo de Young (que caracteriza la elasticidad del material), la Densidad de la roca (medida de la masa por unidad de volumen) y de la Razón de Poisson (que es una medida de la fragilidad del material). Cabe destacar, sin embargo, que la dependencia entre la velocidad de propagación de las ondas sísmicas y las características del medio es más compleja, siendo influida además por otros factores tales como: -

Fracturamiento de la roca (RQD y FF) Estado Tensional Estructuras y fallas Composición litológica (heterogeneidades y anisotropías) Contenido de Humedad.

Estos factores, a su vez, influyen en las características elásticas de la roca, y por ello que normalmente los ensayos de laboratorio, donde se miden en testigos las constante elásticas, ya sea dinámicas o estáticas, fallan (o adolecen) en describir adecuadamente el medio real. Se hace por lo tanto, necesario determinar in situ las propiedades medias en volúmenes de roca mayores que los testigos, esto sólo es posible mediante exploración sísmica. 3.4.1.- Metodología y Trabajo en Terreno. La adquisición de los datos geosísmicos se realizó por el método de Cross Hole, en virtud del cual se posicionó las fuentes sísmicas y los detectores (geófonos) a igual profundidad en hoyos cercanos entre sí, midiendo la propagación de las señales sísmicas entre el punto de impacto y los geófonos. Tanto antes como después de cada tronadura, se realizaron mediciones sísmicas dispuestos en forma paralela a la última fila de tiros.



En la Tabla Nº3.3 siguiente se muestra un resumen de todas las pruebas de VP que se realizaron en todo el proyecto: Tabla Nº3.3 Tronadura

Mina Coipa, realizado por ASP Blastronics S. A. Posición APD VP Antes Vibración Max VP Después Monitoreo [g] [m/s] [mm/s] [m/s] Cuña Geófono 1 450 643.9 *** 591.3 Geófono 6 225 715.2 882* *** Geófono 9 450 1889.9 1038** 1736.9 Rajo Geófono 4 225 2233.1 1051* 1381.4 Geófono 5 225 3962.2 813* 3321.3 Geófono 8 450 3236.5 1310* 2550.9

Fecha

Posición Tronaduras

T 103 T 109 T 107

07/12/99 02/02/00 14/06/00

4310 4300 4280

T 40 T 46 T 02

10/01/00 26/01/00 19/05/00

4220 4220 4180

Nota:

* Correponde a datos usados realmente para el modelamiento. ** Prueba especial *** No se posee información

Perdida %

Archivo QWF

-8.17 *** -8.10

CROS7121 CROS0121 CROCUÑA1

-38.14 -16.18 -21.18

CROS0701 CROS46A1 CROSG8A1



3.5.-

Modelos Generales

Un elemento importante en el proceso de evaluación y optimización de la operación de tronadura, es poder predecir a través de un modelo, las consecuencias y beneficios al introducir distintos cambios en los parámetros más relevantes, sin que ello deba necesariamente tener que realizar a escala real. Se pueden distinguir distintos enfoques asociados al modelamiento de vibraciones, los cuales tienen como objetivo final predecir los niveles de vibración en un punto específico de acuerdo a un diseño de tronadura dado. Varios son los modelos experimentales que representan la velocidad de partícula en función del explosivo detonado y la distancia a la que se registra dicha detonación. Entre los más conocidos se encuentran el Modelo General (ecuación 3.1) y el de Regresión Múltiple, el cual no considera una simetría de carga particular y utiliza la expresión descrita por la ecuación 3.2.

V  K  D

(3.1)

Donde: V D K 

= = = =

Velocidad de Partícula (mm/s) Distancia Escalar Factor de Velocidad Factor de Decaimiento

V = K * d - * W 

(3.2)

En la ecuación 3.1, el término "D" o distancia escalar, da cuenta de la influencia de la distancia en [m] y la cantidad de explosivo detonada en forma instantánea en [Kg.]. Teóricamente, el criterio que mejor representa el comportamiento de la vibración generadas por el tipo de cargas explosivas usadas en tronaduras de rajo abierto, es el de DEVINE (ecuación 3.3), puesto que al utilizar cargas explosivas con geometría cilíndricas, se tiene que las distancias deben ser corregidas por la raíz cuadrada de la carga.

 d  V = K *   W 1/ 2 



(3.3)

En la ecuación 3.2 y 3.3, "W" corresponde a la carga detonada en forma instantánea en kilogramos y "d" la distancia a la cual se cuantifica la velocidad de partícula. Teóricamente, éste criterio es el que mejor representa el comportamiento de la vibración, para el campo lejano (aproximadamente d > 3 largo de la carga), generadas por el tipo de cargas explosivas usadas en tronaduras a rajo abierto.



3.5.1.- Aplicación del Modelo “Devine” El análisis de los registros de vibraciones, permiten conocer la velocidad de partícula que genera cada carga o grupos de cargas en la tronadura y posteriormente agrupar estas por sectores. Fue así, como se obtuvieron datos de velocidad de partícula, distancia y carga por retardo en cada una de los sectores, a las que se ajustó posteriormente la ecuación del modelo propuesto por Devine. Una vez determinada la ecuación de comportamiento de la vibración, fue ajustada a objeto de establecer un modelo más representativo y confiable. La corrección en cuestión consistió en desplazar paralelamente el modelo obtenido, de modo de cubrir un número mayor de puntos recogidos en terreno. Este modelo es el denominado en tablas y gráficas como el “Modelo Ajustado”. Este proceso de ajuste no significa cambiar los valores de los datos recogidos en terreno, sino darles una interpretación estadística más conservadora y por lo tanto, más segura. El modelo propiamente tal, que se genera vía el ajuste estadístico describe la condición media de la población de datos, es decir, el 50% de los datos se ubicarán por debajo de la curva que representa el modelo y los 50% restantes se encontrarán sobre la curva. Matemáticamente esto está correcto, sin embargo, significa que existe una probabilidad de 50% que una carga explosiva producirá un nivel de vibración que supera a lo predicho por el modelo, situación que deja inútil el modelo para propósitos prácticos, particularmente para diseños orientados a controlar la vibración máxima, la cual provoca el daño. La solución se encuentra en desplazar el modelo hasta que sus predicciones cubran una mayor cantidad de datos de terreno, en rangos que oscilan entre un 80% y 95%, haciendo más confiable y segura la estimación de vibraciones. 3.5.2.- Aplicación del Modelo “Holmberg & Persson” El análisis de los registros de vibraciones, permiten conocer la velocidad de partícula que genera cada carga o grupos de cargas en la tronadura. Fue así como se obtuvieron datos de velocidad de partícula, distancia y carga por tiro, a la que se ajustó posteriormente la ecuación del modelo propuesto por Holmberg & Persson. Una vez determinada la ecuación de comportamiento de la vibración, fue ajustada a objeto de establecer un modelo más representativo y confiable. La corrección en cuestión consistió en desplazar paralelamente el modelo obtenido, de modo que cubriera un número mayor de puntos recogidos en terreno. Este modelo es él denominado en tablas y gráficas como el “Modelo Ajustado”.

PPV  K



    

H

 0

 

dh

R02  R0 Tan  x 2



 / 2

    



(3.4)

Donde, K,  y  son las mismas constantes que se muestran en la ecuación 3.2 (modelo multivariable tradicional), a excepción de que  que representa la densidad de carga lineal en le pozo, expresada en Kg./m..



Es importante destacar, que en esta ecuación para el campo cercano, la densidad de carga lineal o concentración de carga por metro, , es el parámetro que determina el nivel de vibración inducida y no la carga total ni el factor de carga. La concentración de carga lineal o densidad de carga, es controlada por una combinación del diámetro de la perforación, la densidad del explosivo y la potencia en peso del explosivo. Cabe mencionar que al calibrar este modelo a las condiciones de terreno, es factible utilizar el modelo para estudiar alternativas en diseño de la tronadura para cumplir con varias exigencias como por ejemplo reducir el nivel de daño ocasionado por vibraciones.

3.6.-

Velocidad de partícula crítica

Los altos niveles de vibración producidos por tronaduras pueden dañar al macizo rocoso, produciendo fracturas nuevas o extendiendo y dilatando fracturas existentes. La vibración en este contexto, puede ser considerada como un esfuerzo o deformación del macizo rocoso. Con bajos niveles de vibración, tales como los presentes a grandes distancias desde las tronaduras, los niveles de deformación son muy pequeños para inducir el fracturamiento al macizo rocoso. A menores distancias, las vibraciones son suficientemente altas para extender las fracturas preexistentes, pero insuficientes para inducir nuevo fracturamiento. Muy cerca de las cargas explosivas, sin embargo, los niveles de vibración son lo suficientemente altos como para producir diferentes grados de fracturamiento a su alrededor. La velocidad vibracional de las partículas, frecuentemente es relacionada con su habilidad para inducir nuevo fracturamiento, a través de la relación entre velocidad de partícula y deformación de partícula, válido esto para una condición de roca confinada en la vecindad inmediata a las cargas explosivas, en donde el impacto de la tronadura es más intenso y los niveles de esfuerzos inducidos son similares a los esfuerzos necesarios para la fragmentación de la roca. Dada ésta relación con la deformación, es que el análisis de velocidad de partícula tiene la cualidad de ser un buen método para estimar el grado de fracturamiento inducido por la tronadura. De acuerdo a lo indicado:



PPV VP

(3.5)

Esta ecuación presenta la relación entre la Velocidad de Partícula PPV, la deformación inducida , para un roca con Velocidad de la Onda de Compresión Vp. Esta ecuación supone una elasticidad lineal del material a través de la cual la vibración está propagándose, y hace una estimación razonable para la relación entre la roca fracturada y la vibración inducida. De la Ley de Hooke y asumiendo un comportamiento elástico, la Velocidad de Partícula Máxima, PPVmáx, que puede ser soportada por la roca antes de que ocurra la



falla por tensión, es estimada conociendo la Resistencia a la Tracción ( t), el Modulo de Young Dinámico E, y la Velocidad de propagación de la Onda P, Vp, usando la ecuación:

 V p PPVmax  t E

(3.6)

En función de los antecedentes proporcionados a ASP BLASTRONICS por Mina Coipa, se empleó esta ecuación para estimar en primera aproximación la Velocidad de Partícula Máxima o Crítica para el todo los tipos de roca presente en Coipa Norte. En la tabla siguiente, se resumen los datos utilizados para el cálculo de la Velocidad de Partícula Crítica. Tabla Nº3.4 : Parámetros geomecánicos del Rajo. PARÁMETROS

Resistencia a la Compresión Resistencia a la Tracción Densidad Razón de Poisson Módulo de Young dinamico Velocidad de Onda-P, Vp

(MPa) (MPa) (g/cc) (GPa) (m/s)

Zona Sur Grupo E

Zona Norte Grupo E

Cuña Grupo B

33 6.06 2.23 0.11 17.65 3756.63

33 6.06 2.23 0.11 17.65 3756.63

18 5.30 1.79 0.10 12.89 2864.71

En la Tabla Nº3.5, se presentan los resultados del cálculo del PPVc (Velocidad de Partícula Peak Crítico), definido como el nivel sobre el cual se generará un daño incipiente, y una estimación del nivel en que se produce un daño más intenso, para lo cual se emplea frecuentemente un valor aproximado a 4 veces el nivel para el inicio del daño (4 x PPVc). Tabla Nº3.5 : Rangos de Velocidad de Partícula Crítica y Tipo de Daño. RANGOS DE VIBRACIÓN CRÍTICA

Zona Sur

Zona Norte

Cuña

TIPO DE DAÑO

Mayor que 4*PPVc

5158

5158

4707

Intenso Fracturamiento

Mayor que 1*PPVc

1289

1289

1177

Creación de nuevas Fracturas

Mayor que ¼*PPVc

322

322

294

Extensión de Fracturas Preexistente

Los valores de Velocidad de Partícula Crítica calculados en la Tabla Nº3.5, son producto de las características físicas de la roca y la precisión en su estimación depende de la calidad y cantidad de los datos de ensayos ocupados en su calculo, recordándose que



sigue siendo una estimación y deben constantemente ajustarse con mediciones en terreno, que den cuenta cuantitativamente del daño y que permitan establecer con mayor precisión e in-situ, la capacidad de macizo rocoso para soportar niveles de vibración en el rango estimado. Los niveles de Velocidad Partícula Crítica entregados en la Tabla Nº3.5, pueden diferir de los mencionados habitualmente en la literatura técnica al respecto. Estas diferencias refleja la gran importancia que tiene establecer para cada tipo de macizo rocoso en particular los límites de daño, los que están directamente relacionados con sus propiedades geomecánicas y por tanto deben ser estimados en forma independiente no sólo en cada mina si no en cada dominio geomecánico de la misma. Los valores de Velocidad de Partícula Crítica aquí calculados, tienen sólo el carácter referencial deben ajustarse con mediciones más detalladas que permitan establecer con mayor precisión in-situ, la capacidad del macizo rocoso para soportar niveles de vibración en el rango estimado, destacándose que los valores calculados para el área de la cuña, no muestra la realidad de este sector, por lo que no serán usados en el análisis de este informe.



4.- CUÑA El análisis de los registros de vibración, permite conocer la velocidad de partículas que genera cada carga o grupo de cargas en la tronadura. Fue así como se obtuvieron datos de velocidad de partículas, distancias y cargas por tiro en el sector de la cuña como los mostrados en el resumen de la Tabla Nº4.1, los cuales fueron ajustados según el modelo propuesto por Devine para campo lejano y Holmberg & Persson para campo cercano. Una vez determinada la ecuación de comportamiento de la vibración para cada sector, fueron corregidas a objeto de establecer un modelo para ser usado como herramienta de precisión. La corrección en cuestión consistió en desplazar paralelamente el modelo obtenido, de modo que cubriera un mayor número de puntos recogidos en terreno, y adoptar así un factor de seguridad. Tabla Nº4.1 Fecha Banco Nº de Pozos Diametro de pozos Burden Espaciamiento Retardos de Superficie Retardos de Fondo Tipo de Explosivo Precorte Kg de Explosivo Precorte Tipo de Explosivo Buffer Kg de Explosivo Buffer Tipo de Explosivo Producción Kg de Explosivo Producción

T 101 24/11/99 4310 4 ½" 4 4 42 1000 Enaline 6.9 Anfo 31.5 Anfo 56

Mina Coipa, Marzo 2000. ASP Blastronics S. A. Resumen de Tronadas CUÑA T 102-103 T 1-11 T 30-34 T 119-120 T2 f3 8/12/99 8/12/99 14/12/99 7/01/00 7/01/00 4310 4200 4310 4300 4310 71 4 ½" 6 ¾" 4 ½" 4 ½" 4 ½" 4 5 4 4 4 4 5.5 4 4 4 42 42 42 65 65 1000 1000 1000 1000 1000 Enaline Enaline Enaline Enaline Enaline 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 Anfo Heet-Anfo Anfo Anfo Anfo 31.5 99-30 31.5 31.5 31.5 Anfo Heet-Anfo Anfo Anfo Anfo 56 81-75 56 56 56

T 100-101 25/01/00 4290 109 4 ½" 4 4 65 1000 Enaline 6.9 Anfo 31.5 Anfo 56

T 109 2/02/00 4290 51 4 ½" 4 4 65 1000 Enaline 6.9 Anfo 31.5 Anfo 56

T107 16/06/00 4270 22 4 - 6 ¾" 5 7 200 1000 Enaline 6.9 Anfo 117 31.5 56

A continuación se presentan los modelos origínales y corregidos para este sector en particular.



4.1.-

Modelo Devine en Cuña rajo Coipa Norte Modelo Original :

(Con un 50% de Confianza)

 d  V  627,6    w  

Modelo Ajustado :

2 , 22

(4.1)


 d  V  733,8    w  

2 , 22

(4.2)

En el gráfico de la Figura Nº4.1 se muestra el ajuste de confianza del modelo de Devine en escala normal.

Modelo de Devine Coipa Norte Sector Cuña (Banco 4290)

Velocidad de Partículas [mm/s]

1400

Modelo Original (50% Confianza)

1200

y = 627.55x -2.2217 R2 = 0.9442

1000 800

Modelo Ajustado (80% Confianza) 600

y = 733.83x -2.2217 400 200 0 0.5

0.7

0.9

1.1

1.3

1.5

1.7

1.9

2.1

Distancia Escalar [d/W^1/2]

Figura Nº4.1


2.3


4.2.-

Modelo Holmberg & Persson en Cuña rajo Coipa Norte Modelo Original :

   V  723,7    Ro   


 H  Xs  Xo Xo  Xs  arctan  arctan  Ro Ro 

   

1,19

   

1,19

(4.3)

Modelo Ajustado :

   V  822,6     Ro 


 H  Xs  Xo Xo  Xs  arctan  arctan  Ro Ro  (4.4)

En el gráfico de la Figura Nº4.2 se muestra el ajuste de confianza del modelo de Holmberg & Persson en escala Log-Log Donde :  Ro H Xo Xs

= = = = =

Densidad de carga lineal explosiva. [Kg] Distancia radial desde el Explosivo al punto de Monitoreo [m]. Longitud de carga explosiva [m]. Profundidad del geófono o punto en profundidad a analizar [m]. Largo del taco [m]



Modelo de Holmberg & Persson Coipa Norte Zona Cuña (Banco 4290)

Velocidad de Partícula [mm/s]

10000

Modelo Ajustado (81% de Confianza) 1000

y = 822.58x 1.185

Modelo Original (50% de Confianza) 100

y = 723.86x 1.185 R2 = 0.9491

10 0.1

1.0

10.0

Factor H&P

Figura Nº4.2 4.3.-

Ábacos de Diseño

En función del modelo de vibración ajustado, y de cargas explosivas habituales como función de la distancia, se confeccionó un ábaco de diseño, del cual se pueden obtener directamente los valores de Velocidad de Partícula. La Figura Nº4.3, representan un ábaco parametrizado en términos de carga explosiva. Su uso permite estimar probables niveles de vibración provocadas a una distancia determinada como resultado de una carga instantánea con cantidad conocida de explosivo. Es decir, una predicción aproximada de la vibración, específicamente, en el caso en que 1, 2 ó 3 cargas explosivas detonen o lleguen simultáneamente al punto de interés. En esta Figura no se destaca la magnitud que pueden servir de referencia o límite máximo de vibraciones, dado que los valores que se pueden estimar no reflejan la realidad de este sector y pudieran resultar en la creación de un diseño sobre dimensionado que dañaría la poca estabilidad que presenta el sector Cuña, por lo que se recomendaría un estudio más detallado a nivel de laboratorio en los análisis de roca intacta.



Abaco de Diseño por Kg de Explosivo Para Tronaduras en Cuña (B 4290)


300

250

200

150

100

50

0 10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Distancia [mts] ASP Blastronics S. A.

20 Kg

30 Kg

40 Kg

50 Kg

Figura Nº4.3: Abaco de Diseño, según Carga Explosiva. Distancias entre 3m. y 15m.

4.4.-

Cross Hole

En este sector, se realizó a través de la sísmica de Cross-Hole una evaluación de la tronadura de Pre-Corte (Tronadura 103), para lo cual, se ubicaron las perforación de las fuentes detrás de la línea de PreCorte y el geófono atrás del mismo y sobre la berma definitiva del banco. El examen de macizo rocoso ubicado entre ambos puntos, caracterizado por su velocidad de Onda P (Vp), fue evaluado y comparado con el Vp obtenido después de realizar la tronadura, utilizando los mismos pozos para las pruebas previas. Si bien este valor representa un disminución en competencia (8,2%), la calidad inicial del macizo era muy baja (tipo suelo de bajo Vp), por lo que representaba una condición de alta probabilidad de ser alterado incluso por bajos valores de vibración. Todos los antecedentes confirman el hecho que en el punto de interés llegan bajos niveles de vibración producto principalmente del filtro generado por el PC al paso de las ondas. Con esto se evitó un deterioro mayor a la berma definitiva y primer banco en el desarrollo de expansión de la cuña.


Informe Final a Mina Coipa ASP Blastronics S. A., Agosto-2000 Página 19 Prueba de Cross Hole Pre Tronadura 103 Banco 4310 al 4300 (07/12/99)

Max: 180 [mm/s] 200

t=5.92 [ms]

F=90 [Hz]

150

100

VP=643,9 [M/S] 50

0

-50

-10 0

-15 0 Min :-1 89 [mm/s]

CROS7122.QWF -20 0 -5

0

5

10

TIEMPO [ms]

15

20

25

Prueba de Cross Hole Post Tronadura 103 Banco 4310 al 4300 (14/12/99) 200 Max: 173.6 [mm/s]

t=5.58 [ms]

F=104 [Hz]

150

100

VP=591,3 [M/S]

50

0

-50

-10 0

-15 0 Min :-1 43.9 [mm/s]

CROS1411.QWF

-20 0 -5

0

5

10

TIEMPO [ms]

15

20

25

Comparación de Registros de Cross Hole

200

Pre y Post Tronadura 103

150

Pre Tronadura 103 100

50

0

-50

Post Tronadura 103

-10 0

-15 0

-20 0 -5

0

5

10

TIEMPO [ms]

15

20

25

Figura Nº4.4



4.5.-

Aplicación del Modelo de H&P

La vibración de cualquier material es la oscilación de las partículas en torno a su posición de equilibrio. En roca, la velocidad, período y amplitud de la oscilación puede determinar para un tipo de roca dada si esta sufrirá deterioro o colapsará. El objetivo del estudio desarrollado en Mina Coipa y que se presenta en este documento, es la confección de modelos predictivos, de alto grado de confianza, uno de cuyos principales usos puede determinar una reducción notable en el daño provocado en la pared detrás del volumen tronado. Dado los resultados obtenidos, se presenta como una de las mejores opciones la de mantener el precorte como metodología de trabajo en el sector de la cuña, pudiéndose en algunos casos experimentar cambios en su diseño (espaciamiento, diámetro, carguío, etc.) con el fin de adecuarlo a los cambios en las características geomecánicas del macizo. Las imágenes mostradas a continuación muestran la predicción para campo cercano (Holmberg & Persson) de las vibraciones que tendría la fila Buffer y Producción, en las actuales posiciones. ESTIMACIÓN DE LA VELOCIDAD DE VIBRACIÓN EN EL CAMPO CERCANO SEGÚN MODELO DE HOLMBERG & PERSSON MINA COIPA, Sector Cuña, Modelo Preliminar Modelo para 4 " de Diámetro (Buffer) Banco 4290 Fondo Columna TOTAL Constante "K" Alfa Beta

720 1.18 -2.36

Salto en X e Y

1

Diámetro Perf. Densidad Expl. Largo Carga, H Dens. Lineal, I Largo Pozo, LP Taco, Xs Carga Total

[mm] [gr/cc] [m] [Kg/m] [m] [m] [Kg]

101.6 0.78 5.00 6.3 10.00 5 31.5

101.6 0.78 0.00 6.3 5.00 5 0.0

101.6 0.78 5.00 6.3 10.00 5 31.5

Dist. H Vib a 6m 5 805 10 176 15 69 20 35 25 21

V ibración [mm/s] Radio Hor z. [m] 4 x PPV 1 x PPV

Xo / Ro 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

2.0 376 530 789 1251 2097 3425

1.0 406 591 931 1657 3596 9187

0 -

1.0 406 591 931 1657 3596 9187

2.0 376 530 789 1251 2097 3425

3.0 335 453 632 905 1299 1790

4.0 291 377 497 658 860 1081

5.0 248 310 390 487 599 711

6.0 210 255 308 369 434 496

7.0 178 210 246 285 325 362

8.0 151 174 199 225 251 273

9.0 128 145 163 181 198 212

10.0 110 122 135 147 159 169

11.0 94 103 113 122 130 137

12.0 81 88 95 102 108 112

13.0 71 76 81 86 90 94

14.0 62 66 70 74 77 79

15.0 54 58 61 63 66 68

16.0 48 51 53 55 57 59

17.0 43 45 47 48 50 51

6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0

4751 5463 5463 4751 3425 2097 1251 789 530 376 278

15258 17369 17369 15258 9187 3596 1657 931 591 406 295

XX XX XX XX XX -

******* ******* ******* ******* 9187 3596 1657 931 591 406 295

4751 5463 5463 4751 3425 2097 1251 789 530 376 278

2247 2513 2513 2247 1790 1299 905 632 453 335 255

1275 1388 1388 1275 1081 860 658 497 377 291 228

805 858 858 805 711 599 487 390 310 248 200

546

390 406 406 390 362 325 285 246 210 178 151

290 299 299 290 273 251 225 199 174 151 130

223 229 229 223 212 198 181 163 145 128 113

176 179 179 176 169 159 147 135 122 110 98

141 144 144 141 137 130 122 113 103 94 85

116 118 118 116 112 108 102 95 88 81 74

96 98 98 96 94 90 86 81 76 71 65

81 82 82 81 79 77 74 70 66 62 58

69 70 70 69 68 66 63 61 58 54 51

60 60 60 60 59 57 55 53 51 48 45

52 52 52 52 51 50 48 47 45 43 40

574 574 546 496 434 369 308 255 210 174

Figura Nº4.5: Predicción de vibraciones de la Buffer en cuña, con la situación actual.


Informe Final a Mina Coipa ASP Blastronics S. A., Agosto-2000 Página 21 ESTIMACIÓN DE LA VELOCIDAD DE VIBRACIÓN EN EL CAMPO CERCANO SEGÚN MODELO DE HOLMBERG & PERSSON MINA COIPA, Sector Cuña, Modelo Preliminar Modelo para 4 1/2" de Diámetro (Producción) Banco 4290 Fondo Columna TOTAL Constante "K" Alfa Beta

Salto en X e Y

720 1.18 -2.36

1


[mm] [gr/cc] [m] [Kg/m] [m] [m] [Kg]

114.3 0.78 7.50 8.0 10.50 3 60.0

114.3 0.78 0.00 8.0 3.00 3 0.0

114.3 0.78 7.50 8.0 10.50 3 60.0

Dist. H Vib a 6m 5 1667 10 372 15 147 20 76 25 45


Xo / Ro 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

2.0 1253 1935 3162 5084 7086 8412

1.0 1454 2498 5205 12859 21275 24669

0 XX XX

1.0 1454 2498 5205 ******* ******* *******

2.0 1253 1935 3162 5084 7086 8412

3.0 1028 1445 2049 2813 3581 4164

4.0 829 1087 1414 1788 2151 2438

5.0 667 831 1023 1228 1422 1575

6.0 540 648 767 888 1000 1087

7.0 441 514 591 667 735 788

8.0 364 414 466 515 559 592

9.0 303 339 374 408 437 458

10.0 255 281 306 329 349 363

11.0 216 235 253 270 284 294

12.0 185 199 212 224 234 242

13.0 159 170 180 189 196 202

14.0 138 147 154 161 167 170

15.0 121 127 133 138 143 146

16.0 106 111 116 120 123 126

17.0 94 98 102 105 107 109

6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0

9048 9165 8803 7847 6140 4051 2462 1544 1032 730 541

25875 26076 25435 23397 17778 8205 3499 1871 1163 792 573

XX XX XX XX XX -

******* ******* ******* ******* ******* 8205 3499 1871 1163 792 573

9048 9165 8803 7847 6140 4051 2462 1544 1032 730 541

4488 4552 4359 3903 3210 2418 1723 1216 875 648 494

2607 2641 2539 2307 1975 1598 1242 949 725 561 441

1667 1686 1630 1505 1328 1125 924 745 597 480 389

1140 1151 1119 1047 946 828 706 592 492 408 339

819 826 806 764 702 629 552 477 408 347 295

612 616 604 577 538 491 440 389 340 296 256

471 474 466 448 423 391 357 321 286 253 223

372

300 301 297 289 277 262 244 226 207 188 170

246 247 244 238 230 219 206 192 178 163 149

205 205 204 199 193 185 175 165 154 143 132

173 173 172 169 164 158 151 143 134 125 117

147 148 147 144 141 136 130 124 118 111 104

127 127 126 125 122 118 114 109 104 98 92

110 111 110 108 106 103 100 96 92 87 83

374 369 357 339 318 293 268 242 217 194

Figura Nº4.6: Predicción de vibraciones de la Producción en cuña, con la situación actual.



4.6.-

Diseño final

Los diámetros utilizados en la perforación para el movimiento de toda la cuña correspondieron a 4” para el precorte, 4” para la buffer y 4 ½” para los tiros de producción. Dados los resultados que se obtuvieron de terreno, se opto por utilizar la malla “trabada” ver Figura Nº4.7. A esta malla también se le recomendaron algunas modificaciones como la de alejar 1 m. la buffer del precorte con el fin de igualar el nivel de vibraciones generados por la última fila de producción y la buffer, esta modificación no fue implementada en terreno dado que los trabajos de extracción de la cuña se detuvieron en el banco 4270, lugar donde se proyectaba implementarlos.

Esquema de Perforación, Carguío y Amarre en Tronaduras de la Cuña Precorte

Buffer

1.5

65 ms

200 ms.

65 ms

3.5

3

4

4

100 ms.

4

65 ms

Producción Precorte

Buffer

Producción

4"

4"

4 1/2"

Taco Taco

ENALINE 1 1/4" * 8

5

10

3

10

10,5

8 ANFO

5

ANFO

7,5

Figura Nº4.7



4.7.-

Análisis de Retardos y Sistemas de Iniciación

4.7.1.- Curvas de desviación Estándar Principalmente el nivel de vibraciones (daño) en un determinado lugar, está definido por la carga explosiva instantánea detonada en cada tiro, y la diferencia de tiempo de arribo entre cargas sucesivas en el punto a cautelar. Este tiempo de arribo esta definido por el tiempo de detonación y el tiempo de viaje de la onda a un determinado lugar, pudiéndose actuar sólo sobre el tiempo de detonación, el que a su ves esta definido por la combinación de los tiempos de retardos entre tiros y entre filas que se utilicen en la tronadura. Es decir, son los tiempos los que definirán cuales y cuantas cargas detonarán dentro de un determinado intervalo de tiempo produciéndose acoplamiento e incremento de las vibraciones. Los tiempos reales de detonación, sin embargo, son función del tiempo nominal y de la precisión (dispersión) que el retardo tenga por fabricación. Tanto por los antecedentes recogidos de los proveedores como los obtenidos por ASP BLASTRONICS en mediciones dedicadas a evaluar estos elementos, se puede afirmar que la tecnología aplicada a la fabricación de estos sistemas de iniciación No-eléctricos aseguran una mejor precisión, con desviaciones estándar que no superan en ningún caso el 2%. Este sólo hecho provee de múltiples ventajas puesto que asegura la detonación de la tronadura con tiempos muy similares a los de diseño, asegurando un mejor control de las vibraciones (disminuyendo la probabilidad de acoplamiento por efecto aleatorio). A pesar de estas desviaciones estándar (2%), igual se presentan combinaciones riesgosas cuando se combinan altos retardos dentro del tiro, con retardos cortos en superficie. En caso de utilizar un 1000ms igual dentro de todos los tiros del disparo (con igual dispersión < 2%), versus utilizar retardos pequeños entre tiros (42ms o 65ms), puede significar hasta en una inversión de secuencia y/o que dos tiros quemen prácticamente juntos con efecto negativo sobre las vibraciones y el daño como también en la eyección, proyección o desplazamiento no deseado, en las Figuras Nº4.8, 4.9 y 4.10 se muestran las posibilidades de inversión que poseería realizar las combinación 42-1000 y 65-1000 . Análisis de Retardos Un 1000ms dentro del Pozo (con un 2% Desv St.) 42ms

Probabilidad de Inversión

Prob. = 7.30 %

900

950

1000

1050

1100

1150

1200

65ms

Prob. = 1.31 %

900

950

1000

1050 1100 Tiempo [ms]

1150

1200

ASP BLASTRONICS

Figura Nº4.8



TIEMPO ENTRE TIROS

TIEMPO ENTRE FILA

42 ms

1000 ms = 2 %

100 ms

1000 ms = 2 %

1000 ms = 2 %

1000 ms = 2 %

Prob.=7.30%

Prob.=0.04%

100ms

100ms

Inicio

42ms

42ms

42ms

ASP BLASTRONICS

Figura Nº4.9 TIEMPO ENTRE TIROS

TIEMPO ENTRE FILA

65 ms

1000 ms = 2 %

100 ms

1000 ms = 2 %

1000 ms = 2 %

1000 ms = 2 %

Prob.=1.31%

Prob.=0.04%

100ms

100ms

Inicio

65ms

65ms

65ms

ASP BLASTRONICS

Figura Nº4.10 Dado que el sector de la cuña es un área de gran cuidado, la combinación de tiempo 42-1000 entrega una probabilidad muy alta de inversión en la secuencia, por lo que la decisión fue de utilizar la combinación 65-1000 ya que esta entrega una probabilidad de inversión menor, asegurándose para el caso de la cuña que exista el tiempo necesario para generar una secuencia “tiro a tiro” que reduzca el daño hacia la cara del banco, el talud o instalaciones cercanas al rajo en la Figura Nº4.11 se muestra una tronadura realizada con la combinación propuesta. Como comentario final se recomienda que para la realización se debe contemplar una estricta evaluación del sistema (parte práctica, conexión en superficie, chequeo, etc.), tanto en lo que respecta a su implementación (tiempo de amarre y aspectos de seguridad) y del resultado de la tronadura, las que debería ser evaluadas con una filmación en video normal de todas las tronaduras de pruebas y en lo posible monitoreo de vibraciones, onda expansiva y rendimiento de equipo de carguío.


Informe Final a Mina Coipa ASP Blastronics S. A., Agosto-2000 Página 25 Geo6-R

1000

Tronadura Cuña 109 Banco 4290 (02/02/2000)

500

0

-500

-1000 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

1.0

Time (s econds )

Geo6-T

1000

500

0

-500

-1000 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

Geo6-V

1000

500

0

-500

-1000 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

Vector Sum

1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

10942902.QWF

Figura Nº4.11



5.- PRUEBA ESPECIAL CUÑA (COTA 4280) Estas mediciones consistieron básicamente en la realización de dos series de tronaduras realizadas en la parte inferior de la cuña en el banco 4270 ver Figura Nº5.1 y consistió del monitoreo de vibraciones producidas por la detonación de pozos individuales e independientes, separados por un tiempo mayor (200ms ver Figura Nº5.2) y conteniendo cargas especiales (ver Figura Nº5.3) posibles ser utilizadas en tronaduras masivas. El objetivo de estas mediciones, es el evaluar la velocidad de partículas que generan las diferentes carga elementales con y sin precorte, para en función de ello determinar el efecto del precorte como filtro de vibraciones, además de definir la máxima carga por retardo que pudiese ser aplicada a una distancia segura.

Figura Nº5.1



Esquema de Retardos, Prueba Especial, Sector Cuña Banco 4270 Inicio

PreCorte 200 ms.

200 ms.

200 ms.

200 ms.

A’

A

Geófono

T 1000 ms

 = 4"

 = 4"

 = 6 3/4"

 = 6 3/4"

 = 6 3/4"

 = 6 3/4"

Figura Nº5.2

Esquema Carguío, Prueba Especial, Sector Cuña Banco 4270 PreCorte 2,62m

2,74m

2,80m

4,29m

5,36m

3,96m

A’

A 2,0 m 4,0 m

3,7 m 5,0 m

5,0 m

5,0 m

ANFO

ANFO

ANFO

ANFO

5,1 m

5,6 m

6,7 m

6,9 m

ANFO 5,5 m

32,2 Kg

100,9 Kg

120,7 Kg

124,3 Kg

99,1 Kg

6,0m

ENALINE 1 1/4" * 8

Geófono

8m 6,8 Kg

APD-450

 = 4"

 = 4"

 = 6 3/4"

 = 6 3/4"

 = 6 3/4"

 = 6 3/4"

Figura Nº5.3

Además, como ejemplo en la Figura Nº5.4 y 5.5 se aprecia el registro de las tres componente de la tronadura monitoreada en el geófono 9 sin precorte y con precorte, en donde se aprecia claramente los peak de señal de cada una de las cargas explosivas y la lectura obtenida del precorte.


Informe Final a Mina Coipa ASP Blastronics S. A., Agosto-2000 Página 28 Geo9-R

2000

Tronadura Prueba Especial Sin Precorte Banco 4270 (16/06/2000)

1000

0

-1000

-2000 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

1.0

Time (s econds )

Geo9-T

2000

1000

0

-1000

-2000 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

Geo9-V

2000

1000

0

-1000

-2000 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

Vector Sum

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

SINPC_CN.QWF

Figura Nº5.4 Geo9-R

2000

Tronadura Prueba Especial Con Precorte Banco 4270 (16/06/2000)

1000

0

-1000

-2000 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

1.0

0.6

0.8

Time (s econds )

Geo9-T

2000

1000

0

-1000

-2000 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

Geo9-V

2000

1000

0

-1000

-2000 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

Vector Sum

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0 0.0

0.2

0.4

Time (s econds )

1.0

CONPC_CN.QWF

Figura Nº5.5



5.1.-

Modelo Devine en Prueba especial Modelo sin Precorte : (Con un 50% de Confianza)

 d  V  688,5    w  

1, 79

(5.1)

Modelo con Precorte: (Con un 50% de Confianza)

 d  V  463,9     w

1, 97

(5.2)

En el gráfico de la Figura Nº5.6 se muestra una comparación entre los modelos de Devine sin y con precorte, en escala normal.

Modelo de Devine Coipa Norte Sector Cuña (Banco 4270) 1400

Velocidad de Partícula

1200 1000 800 y = 688.5x-1.9894 R2 = 0.9646

600 400

y = 463.94x-1.9726 R2 = 0.9818

200 0 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Distancia Escalar [d/W^1/2] ASP Blastronics S. A.

Sin PC

Con PC

Figura Nº5.6



5.2.-

Modelo Holmberg & Persson en Prueba especial Modelo Sin Precorte : (Con un 50% de Confianza)

   V  747,4     Ro 


   

1, 0383

   

1, 0212

(5.3)

Modelo Con Precorte : (Con un 50% de Confianza)

   V  495,6     Ro 


En el gráfico de la Figura Nº5.7 se muestra el ajuste de confianza del modelo de Holmberg & Persson en escala Log-Log. Donde :  Ro H Xo Xs

= = = = =




Modelo de Holmberg & Persson Coipa Norte Zona Cuña (Banco 4270)


10000

y = 747.38x

1.0383

2

R = 0.9517

1000

y = 495.6x 100

1.0212

2

R = 0.9722

10 0.1

1.0

10.0

Factor H&P ASP Blastronics S. A.

Sin PC

Con PC

Figura Nº5.7



5.3.-

Efectos del Precorte como filtro de vibraciones

Los datos de vibración sin Precorte, recolectados en esta prueba dio origen a un modelo estadístico con un 50% de confianza, descrito en la ecuación 5.1 y 5.2 y graficado en la Figura Nº5.6. Luego, con el segundo set de pruebas se obtuvieron datos vibracionales recogidos detrás del plano supuestamente creado por el Precorte El efecto de este plano o discontinuidad, debe ser el de reducir los niveles de vibración percibidas detrás del plano. De ocurrir esta disminución, los datos nuevos incorporando el Precorte no debieran ajustarse con los parámetros del modelo ya establecido por los datos que no incluyeron el precorte. En efecto, los nuevos datos recolectados dan cuenta de un cambio en los parámetros del modelo, pudiéndose determinar que este filtro generado alcanzaría para el caso de la parte inferior de la cuña a un 42%, como se muestra en la Figura Nº5.8.

Filtro de Vibraciones, PreCorte en la Cuña COIPA Norte (Junio-2000)

700

Vibración [mm/s]

600

42% de Filtro

500 400 300 200 100 0 10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Distancia [m] Produc.

Produc. C/p

Figura Nº5.8

En la medida que le diseño del Precorte, logre filtrar en mayor o menor medida las vibraciones, como consecuencias de crear nuevas fracturas o un plano de discontinuidad entre cargas adyacentes, será capaz de filtrar el efecto de la penetración de los gases del explosivo, sirviendo estas nuevas fracturas como vías de escape y de evacuación de los gases a alta presión generados por el explosivo.



5.4.-

Cross Hole

La medición pos tronadura, da cuenta de un deterioro de la calidad del macizo rocoso en un 8.10%, hecho que se verifica por la disminución de la Vp del lado sur del macizo de 1889.9 a 1736.9 m/s (equivalente a un 91.9%, ver Tabla Nº5.1), esto es como consecuencia directa de la acción de la tronadura producida en la cercanía. El valor de PPV medido está en el rango entre 1*PPVc y 4*PPVc (aproximadamente 2PPVc), la característica del daño producido al macizo rocoso correspondería principalmente a la creación de nuevas fracturas. Tabla Nº5.1: En esta tabla se muestra la mecánica de trabajo en el cálculo del Vp Resultados Medicion Cross-Hole, Mina Coipa-Norte en Cuña Geófono 9 Prueba Tronadura 107 Sector Cuña, Banco 4280 al 4270. (14/06/2000) Geofono 3m atrás del PC con fuentes de 450g Fuente Sur Archivo CROCUÑA1

CROCUÑA2

Canal 3 4

Geofono Rango Grab. Profundidad Vib. Maxima [mm/s] [mts] [mm/s] Transv. 256 6.1 -174 Transv. 128 6.1 -117

4 5

Transv. Transv.

128 69.9

5.6 5.6

-47 -45.9

Medición Post Prueba Tronadura 107 (16/06/2000) Fuente Sur Archivo Canal Geofono Rango Grab. Profundidad Vib. Maxima [mm/s] [mts] [mm/s] CROCUÑB2 5 Transv. 128 5.9 -136 6 Transv. 63.8 5.9 Sat

Fuente Sur Fuente Norte Geófono

2.87 2.89 6

Distancia [mts] 2.87 2.87

Tiempo Llegada [us] 1445 1460

Vp [m/s] 1987.4 1966.9

2.90 2.90

1605 1610

1805.4 1799.8

Distancia [mts] 2.87 2.87

Tiempo Llegada [us] 1680 1650

Vp [m/s] 1721.3 1752.6

Vp - Promedio Vp - Total [m/s] [m/s] 1977.2

1802.6

1889.9

Vp - Promedio Vp - Total [m/s] [m/s] 1736.9

1736.9



6.- RAJO COIPA NORTE Para realizar el modelamiento de las vibraciones producidas por las tronaduras en Mina Coipa, se asociaron entre sí, tronaduras que pertenecían a un mismo sector y dominio geotécnico de la mina, con lo cual se obtuvo dos modelos de vibración para el sector Sur y Norte de la mina. En la Tabla 6.1, se muestra un resumen de todas las tronaduras monitoreadas y analizadas en los dos sectores de la Mina, durante el período de estudio, De las mediciones de campo cercano fue posible identificar varios puntos en cada tronadura (explosivo, distancia y vibración), que formaron la base para ajustar los modelos o ecuaciones de comportamiento de las vibraciones para los dos sectores que a continuación se detallan. Tabla 6.1: Resumen de Tronaduras monitoreadas T 34 Fecha 13/01/00 Banco 4200 Nº de Pozos 139 9 7/8" Diametro de pozos Burden 7 Espaciamiento 7.5 Retardos de Superficie 42 Retardos de Fondo 1000 Tipo de Explosivo Precorte Kg de Explosivo Precorte Tipo de Explosivo Buffer Kg de Explosivo Buffer Tipo de Explosivo Producción Heet-Anfo Kg de Explosivo Producción 193-135

6.1.-

Mina Coipa, Marzo 2000. ASP Blastronics S. A. Resumen de Tronadas RAJO T 40 T 32-27-13 T 41 T 42 T 46 T 33 13/01/00 18/01/00 20/01/00 21/01/00 26/01/00 3/02/00 4210 4200 4210 4210 4210 4210 55 113 67 55 89 27 6 ¾" 6 ¾" 6 ¾" 6 ¾" 6 ¾" 6 ¾" 5 5 5 5 5 5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 42 42 42 42 42 42 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Enaline Enaline Enaline Enaline Enaline Enaline 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 Heet-Anfo Heet-Anfo Heet-Anfo Heet-Anfo Heet-Anfo Heet-Anfo 30-99 30-99 30-99 30-99 30-99 30-99 Heet-Anfo Heet-Anfo Heet-Anfo Heet-Anfo Heet-Anfo Heet-Anfo 75-81 75-81 75-81 75-81 75-81 75-81

T43 24/04/00 4190

T 01 19/05/00 4170

T 04 2/06/00 4170

T 14-15 14/06/00 4160

5" 4 4 42 1000 Enaline 6.9 Heet 132 Heet 148

6 ¾" 4.5 5 42 1000 Enaline 6.9 Heet-Anfo 75-72 Heet-Anfo 90-81

6 ¾" 4.5 5 42 1000 Enaline 6.9 Heet-Anfo 75-72 Heet-Anfo 90-81

9 7/8" -

Rajo Coipa Norte Zona Sur

A través de la instrumentación dispuesta en este sector, que consistió en la colocación de 4 arreglos triaxiales en diferentes bancos, ha sido posible llevar un seguimiento y monitoreo de las vibraciones que se producen como consecuencia de las tronaduras del desarrollo de esta fase actual del rajo. En la figura Nº6.1 se muestra la instalación realizada además de las tronaduras monitoreadas.

Figura Nº6.1



6.1.1.- Modelo Devine en rajo Coipa Norte Zona Sur Modelo Original :


 d  V  452,3    w   Modelo Ajustado :

1, 77

(6.1)


 d  V  613,2    w  

1, 77

(6.2)


Modelo de Devine Coipa Norte Zona Sur


2000

Modelo Original (52% de Confianza) y = 452.3x -1.7681 R2 = 0.8588

1500


y = 613.19x -1.7681 500

0 0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

Distancia Escalar [d/W^1/2] ASP Blastronics S. A.

G3 T41

G2 T40

G4 T41

G8 T02

Figura Nº6.2



6.1.2.- Modelo Holmberg & Persson en rajo Coipa Norte Zona Sur Modelo Original :

   V  482,2    Ro   



   

0 , 92

   

0 , 92

(6.3)

Modelo Ajustado :

   V  658,3     Ro 




= = = = =




Modelo de Holmberg & Persson Coipa Norte Zona Sur 10000


Modelo Ajustado (80% de Confianza) y = 658.81x 0.9228

1000

Modelo Original (54% de Confianza) 100 0.9228

y = 482.17x 2

R = 0.859 10

1 0

ASP Blastronics S. A.

1

10

Factor H&P

Figura Nº6.3 6.1.3.- Ábacos de Diseño A partir de los modelos, fue posible construir ábacos de diseño los que representan una aplicación práctica del modelo, permitiendo con facilidad, especificar los límites prácticos para el dimensionamiento de las cargas explosivas según distancia, de acuerdo a los resultados obtenidos en la etapa de estudio de daño al macizo rocoso por concepto de niveles de vibración provocada por las tronaduras de producción. Otro uso de los ábacos de diseño es el de especificar o establecer el límite de distancia, hasta la cual se pueden seguir desarrollando tronaduras de producción normal sin tomar medidas especiales en cuanto de tronaduras controladas. Sirven también para estimar el momento apropiado para realizar el Pre Corte, asumiendo que es deseable crear el plano de discontinuidad cuando el macizo rocoso detrás de la línea aún está sano. La Figura Nº6.4, representan un ábaco parametrizado en términos de carga explosiva, además las magnitudes que pueden servir de referencia o límite máximo de vibraciones.



Abaco de Diseño por Kg de Explosivo Para Tronaduras en Zona Sur


700 600 500

1/4 PPV Critico 400 300 200 100 0 10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Distancia [mts] 100 Kg


120 Kg

140 Kg

160 Kg

Figura Nº6.4: Abaco de Diseño, según Carga Explosiva. Distancias entre 3m. y 15m. 6.1.4.- Cross Hole El examen de macizo rocoso por medio de esta prueba permite la caracterización del macizo rocoso, la que posteriormente se compara con mediciones post tronadura con Pre-Corte (Tronadura 40-02), entregando un parámetro de daño que puede evaluar la perdida de competencia del macizo generada por un diseño en particular. El examen de macizo rocoso pre y post tronadura, caracterizado por su Vp, fue evaluado y comparado con el Vp obtenido después de tronar el PreCorte ubicado al frente del sensor (ver Tabla 6.2). Tabla Nº6.2 Tronadura T 40 T 02

Nota:

Fecha 10/01/00 19/05/00

Posición Tronaduras 4220 4180

Mina Coipa, realizado por ASP Blastronics S. A. Posición APD VP Antes Vibración Max Monitoreo [g] [m/s] [mm/s] Geófono 4 225 2233.1 1051* Geófono 8 450 3236.5 1310*

VP Después [m/s] 1381.4 2550.9

Perdida % -38.14 -21.18

Archivo QWF CROS0701 CROSG8A1

* Correponde a datos usados realmente para el modelamiento.

De la comparación de estos resultados destaca una reducción de Vp en un 38,14% (de 2233 m/s a 1381 m/s) en la tronadura 40 y de un 21,14% (de 3237 m/s a 2551 m/s) . Los valores obtenidos en la perdida de competencia del macizo rocoso se interpretan como un Precorte deficiente que no logró cumplir con su efecto de generar un plano de discontinuidad que filtrara las vibraciones provenientes de la tronadura.



6.1.5.- Aplicación del Modelo de H&P Un elemento importante en el proceso de evaluación y optimización de la operación de tronadura, es poder predecir a través de un modelo, las consecuencias y beneficios al introducir distintos cambios en los parámetros más relevantes de una tronadura, sin que ello deba necesariamente tener que realizarse a escala real. Se puede distinguir diferentes enfoques asociados al modelamiento de vibraciones, los cuales tienen como objetivo final predecir los niveles de vibración (velocidad de partículas), en un punto específico de acuerdo a un diseño de tronadura dado. Para reducir la probabilidad de que se generen daños producto de las vibraciones, se describen a continuación (figura 6.5 y 6.6) un método de modelación que permite predecir la señal y niveles de las vibraciones, las que pueden ser leídas fácilmente en relación a la distancia y profundidad de control. ESTIMACIÓN DE LA VELOCIDAD DE VIBRACIÓN EN EL CAMPO CERCANO SEGÚN MODELO DE HOLMBERG & PERSSON MINA COIPA, Sector Sur Modelo para 6 3/4" de Diámetro (Buffer) Fondo Columna TOTALEqiv Constante "K" 482.2 Alfa 0.923 Beta -1.85

Salto en X e Y


1

[mm] [gr/cc] [m] [Kg/m] [m] [m] [Kg]

171.45 1.30 2.00 30.0 10.00 8 60.0

171 0.78 4.50 18.0 8.00 3.5 81.0

171.5 0.94 6.50 21.7 10.00 3.5 141.0

135

Dist. H Vib a 6m 5 2159 10 668 15 324 20 192 25 128

Xo / Ro 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

2.0 1463 1994 2855 4192 5806 7112

1.0 1600 2305 3719 7135 12958 16190

0 XX XX

1.0 1600 2305 3719 7135 ******* *******

2.0 1463 1994 2855 4192 5806 7112

3.0 1290 1665 2181 2843 3562 4195

3.5 1203 1515 1921 2413 2932 3393

4.0 1119 1379 1702 2077 2463 2805

5.0 964 1147 1358 1588 1816 2015

6.0 831 961 1104 1253 1396 1518

6.5 772 883 1002 1124 1239 1336

7.0 719 813 913 1013 1107 1185

8.0 624 694 765 835 899 951

9.0 545 597 650 699 744 780

10.0 479 519 558 594 626 651

11.0 423 454 483 510 534 552

12.0 376 400 423 443 461 474

13.0 336 355 372 388 402 412

14.0 302 317 331 343 353 361

15.0 272 284 295 305 313 320

6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0

7977 8579 8871 8311 6581 4512 3014 2100 1539 1177 931

17695 19109 21392 21246 14583 6967 3776 2397 1678 1251 974

XX XX XX XX XX -

******* ******* ******* ******* ******* 6967 3776 2397 1678 1251 974

7977 8579 8871 8311 6581 4512 3014 2100 1539 1177 931

4659 4930 4952 4619 3925 3080 2329 1763 1361 1075 869

3733 3921 3915 3665 3187 2601 2050 1605 1268 1019 833

3059 3192 3175 2987 2646 2225 1812 1459 1178 962 796

2159 2230 2213 2104 1915 1679 1434 1207 1012 851 720

1605 1645 1632 1566 1453 1311 1156 1006 868 748 647

1404

1239 1264 1255 1213 1142 1050 949 845 747 658 579

986 1002 996 968 921 860 790 718 646 579 517

804 814 810 791 759 717 667 615 562 511 463

668 675 672 659 636 606 571 532 492 453 415

564 570 567 557 541 519 493 464 433 403 373

483 487 485 478 466 450 430 408 384 360 336

419 422 420 415 406 393 378 361 342 323 304

367 369 368 364 356 347 335 321 307 291 275

324 325 325 321 316 308 299 288 276 264 251

1436 1425 1372 1283 1170 1045 921 805 702 612

Figura Nº6.5: Predicción de vibraciones de la Buffer (a una distancia de 6,5 m del geófono) en la zona Sur, con la situación actual (una carga de 60 Kg de ANFO).


Informe Final a Mina Coipa ASP Blastronics S. A., Agosto-2000 Página 40 ESTIMACIÓN DE LA VELOCIDAD DE VIBRACIÓN EN EL CAMPO CERCANO SEGÚN MODELO DE HOLMBERG & PERSSON MINA COIPA, Sector Sur Modelo para 6 3/4" de Diámetro (Producción ) Fondo Columna TOTALEqiv Constante "K" 482.2 Alfa 0.923 Beta -1.85

Salto en X e Y

1


[mm] [gr/cc] [m] [Kg/m] [m] [m] [Kg]

171.45 1.30 2.50 30.0 10.50 8 75.0

171.5 0.78 5.00 18.0 8.00 3 90.0

171.5 0.95 7.50 22.0 10.50 3 165.0 158

Dist. H Vib a 6m 5 2419 10 765 15 372 20 221 25 147

Xo / Ro 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

2.0 1780 2467 3571 5130 6670 7765

1.0 1983 2970 5144 10196 15072 17148

0 XX XX

1.0 1983 2970 5144 ******* ******* *******

2.0 1780 2467 3571 5130 6670 7765

3.0 1542 1997 2605 3333 4054 4648

4.0 1319 1623 1991 2397 2795 3137

5.0 1126 1335 1572 1822 2062 2268

6.0 965 1112 1272 1435 1588 1717

7.0 831 937 1049 1159 1261 1346

8.0 720 799 879 956 1026 1083

9.0 628 687 746 801 851 891

10.0 552 596 640 681 717 745

11.0 487 522 555 586 612 633

12.0 433 460 486 509 529 544

13.0 387 408 428 446 461 473

14.0 347 364 380 394 406 416

15.0 313 327 340 351 361 368

16.0 284 295 306 315 322 328

17.0 259 268 276 284 290 294

6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0

8525 9151 9604 9377 7990 5797 3887 2662 1917 1446 1132

18350 19782 22370 23292 19314 10455 5234 3134 2121 1549 1190

XX XX XX XX XX -

******* ******* ******* ******* ******* ******* 5234 3134 2121 1549 1190

8525 9151 9604 9377 7990 5797 3887 2662 1917 1446 1132

5088 5381 5474 5246 4626 3746 2871 2172 1666 1307 1049

3391 3540 3554 3402 3080 2641 2177 1761 1422 1157 954

2419 2501 2498 2401 2216 1969 1698 1437 1207 1015 858

1811 1859 1853 1791 1678 1527 1357 1186 1027 886 766

1406 1435 1430 1389 1316 1219 1107 991 878 775 682

1123 1142 1138 1110 1061 996 919 838 756 679 607

918 931 927 908 874 829 775 716 656 597 542

765 773 771 757 733 700 661 618 573 528 484

647

555 559 558 551 537 519 497 473 446 418 391

481 485 484 478 468 454 437 418 397 375 353

422 424 423 419 411 401 387 372 356 338 320

372 375 374 370 364 356 346 333 320 306 291

332 333 333 330 325 318 310 300 289 278 266

297 299 298 296 292 287 280 272 263 253 243

653 651 641 624 600 571 538 504 469 434

Figura Nº6.6: Predicción de vibraciones de la Producción en la zona Sur (a una distancia de 11 m del geófono), con la situación actual (una carga de 75 Kg de ANFO).



6.2.-

Rajo Coipa Norte Zona Norte

El adecuado análisis de los registros de vibraciones y velocidad de partícula producto de las tronaduras monitoreadas en este sector de la mina, permitió determinar ecuaciones de comportamiento de las vibraciones. Estas ecuaciones o modelos fueron ajustadas para incluir un factor de seguridad y predecir con mayor confianza las vibraciones para una combinación dada de explosivo y distancia. Se asegura de ésta forma el no sobrepasar los límites de vibración establecidos como aceptables para no dañar el macizos rocosos caracterizados. Se hace notar que dichas ecuaciones o modelos están restringidas para el sector Norte de la mina, al tipo de explosivo usado y al intervalo de distancia en que fueron medidas. Están también acotados a la actual profundidad del rajo en que fue desarrollado, las que de sufrir variaciones en la geología con la profundización del yacimiento, hará que el modelo pierda validez. La instrumentación realizada en este sector, consistió de la instalación de dos arreglos triaxiales en bancos diferentes pero en un sector geológico similar (ver Figura Nº6.7).

Figura Nº6.7



6.2.1.- Modelo Devine en rajo Coipa Norte Zona Norte Modelo Original :


 d  V  511,6    w   Modelo Ajustado :

1, 55

(6.5)


 d  V  744,95     w

1, 55

(6.6)


Modelo de Devine Coipa Norte Zona Norte 1000 900


Modelo Original (50% de Confianza) 800

y = 511.63x -1.5488 R2 = 0.7639

700 600

Modelo Ajustado (81% de Confianza)

500 400

y = 744.95x -1.5488

300 200 100 0 0.0

0.5


1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Distancia Escalar [d/W^1/2]

Figura Nº6.8



6.2.2.- Modelo Holmberg & Persson en rajo Coipa Norte Zona Norte Modelo Original :

   V  548,6    Ro   



   

0 ,81

   

0 ,81

(6.8)

Modelo Ajustado :

   V  776,9     Ro 




= = = = =




Modelo de Holmberg & Persson Coipa Norte Zona Norte 10000



y = 776.91x 0.8096

Modelo Original (50% de Confianza)

100

y = 548.6x 0.8096 R2 = 0.7704 10

1 0.0


0.1

1.0

10.0

Factor H&P

Figura Nº6.9 6.2.3.- Ábacos de Diseño En función del modelo de vibración, valores promedios de niveles de vibración y kilos de explosivo, se confeccionaron ábacos de diseño para el sector Norte. De estos ábacos se puede obtener directamente los valores peso del explosivo detonado instantáneamente en función de la distancia. Se incluye además la línea del PPVc, pudiéndose controlar los limites máximos de carga explosiva que se debería cargar en función de la distancia a la que esta. La Figura Nº6.10, representan un ábaco parametrizado en términos de carga explosiva.



Abaco de Diseño por Kg de Explosivo Para Zona Norte 800


700 600 500

1/4 PPV Critico 400 300 200 100 0 10

12

14

16

18

20

22

24

140 Kg

160 Kg

26

28

30

Distancia [mts] ASP Blastronics S. A.

100 Kg

120 Kg

Figura Nº6.10: Abaco de Diseño, según Carga Explosiva. Distancias entre 3m. y 15m. 6.2.4.- Cross Hole En este sector, se realizó a través de la sísmica de Cross-Hole una evaluación de la tronadura de Pre-Corte (Tronadura 46), para lo cual, se ubicaron las perforación de las fuentes detrás de la línea de PreCorte y el geófono atrás del mismo y sobre la berma definitiva del banco.

Tabla Nº6.3 Tronadura T 46

Nota:

Fecha 26/01/00

Posición Tronaduras 4220

Mina Coipa, realizado por ASP Blastronics S. A. Posición APD VP Antes Vibración Max VP Después Monitoreo [g] [m/s] [mm/s] [m/s] Geófono 5 225 3962.2 813* 3321.3

Perdida % -16.18

Archivo QWF CROS46A1

* Correponde a datos usados realmente para el modelamiento.

De la comparación de estos resultados destaca una reducción de Vp en un 16,18% (de 3962,2 m/s a 3321,3 m/s). Esta aparente gran diferencia en el cambio descrito por este parámetro, delta Vp, se explica por la dependencia que tiene del fracturamiento de la roca, según su cantidad, extensión y condición de la fractura.



6.2.5.- Aplicación del Modelo de H&P Las figuras mostradas a continuación, están basadas en el modelo de campo cercano de Holmberg y Persson, donde se predice los niveles de vibración para el macizo rocoso de la zona Norte. Este produce una imagen de contornos en cuyos valores se pueden establecer el grado de intensidad y ubicación de halos de fracturamiento. La teoría dice que al nivel de PPVc, se inicia la formación de fracturas nuevas, sin embargo a niveles mucho más bajos, alrededor de la cuarta parte de este limite, se puede extender fracturas existentes. Para asegurar un fracturamiento intenso, se especifica un limite de cuatro veces el PPVc. En estas tablas se muestra los contornos de vibración, los cuales se pueden comparar con los valores de PPVc., así se puede calcular el radio de influencia de una carga explosiva para alcanzar respectivamente, el comienzo del fracturamiento, un grado aceptable de fracturamiento y finalmente, una zona de fracturamiento intenso. ESTIMACIÓN DE LA VELOCIDAD DE VIBRACIÓN EN EL CAMPO CERCANO SEGÚN MODELO DE HOLMBERG & PERSSON MINA COIPA, Sector Norte Modelo para 6 3/4" de Diámetro (Buffer) Fondo Columna TOTALEqiv Constante "K" 548.6 Alfa 0.81 Beta -1.62

Salto en X e Y

1


[mm] [gr/cc] [m] [Kg/m] [m] [m] [Kg]

171.45 1.30 2.00 30.0 10.00 8 60.0

171 0.78 4.50 18.0 8.00 3.5 81.0

171.5 0.94 6.50 21.7 10.00 3.5 141.0

135

Dist. H Vib a 6m 5 2218 10 794 15 421 20 266 25 186

Xo / Ro 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

2.0 1557 2038 2780 3880 5160 6193

1.0 1682 2306 3483 6104 10235 12502

0 XX XX

1.0 1682 2306 3483 6104 ******* *******

2.0 1557 2038 2780 3880 5160 6193

3.0 1398 1745 2208 2783 3396 3935

4.0 1236 1484 1784 2125 2471 2777

5.0 1087 1265 1468 1685 1897 2083

6.0 956 1086 1227 1372 1510 1627

6.5 897 1008 1127 1248 1360 1455

7.0 842 939 1039 1140 1233 1310

8.0 745 818 891 963 1028 1081

9.0 662 718 773 825 871 908

10.0 592 634 676 715 749 776

11.0 531 565 597 626 652 672

12.0 479 505 531 553 573 588

13.0 434 455 475 493 508 520

14.0 395 412 428 442 454 463

15.0 361 375 388 399 409 416

16.0 331 343 353 362 370 376

6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0

6911 7439 7686 7220 5855 4206 2960 2161 1648 1304 1062

13684 14919 16623 16208 11565 6102 3593 2422 1776 1374 1105

XX XX XX XX XX -

******* ******* ******* ******* ******* 6102 3593 2422 1776 1374 1105

6911 7439 7686 7220 5855 4206 2960 2161 1648 1304 1062

4338 4582 4610 4330 3745 3025 2368 1857 1480 1205 1000

3007 3131 3121 2958 2657 2280 1904 1574 1306 1093 926

2218 2286 2274 2175 2002 1784 1552 1335 1144 982 849

1711 1751 1741 1679 1572 1436 1286 1138 1000 878 772

1522

1365 1390 1382 1341 1272 1183 1081 977 877 784 701

1117 1133 1128 1100 1054 992 921 847 772 701 635

934 945 941 922 889 845 795 739 683 628 576

794 802 799 785 761 730 692 651 608 565 523

685 691 688 678 661 637 609 577 544 510 476

598 602 600 593 579 562 540 515 489 462 435

527 530 529 523 513 499 482 463 442 420 398

469 472 470 466 458 447 434 418 402 384 365

421 422 422 418 412 403 392 380 366 352 336

380 381 380 378 373 366 357 347 335 323 311

1554 1545 1495 1410 1300 1177 1053 936 830 736

Figura Nº6.11: Predicción de vibraciones de la Buffer en cuña (a una distancia de 6,5 m del geófono), con la situación actual (una carga de 60 Kg de ANFO).


Informe Final a Mina Coipa ASP Blastronics S. A., Agosto-2000 Página 47 ESTIMACIÓN DE LA VELOCIDAD DE VIBRACIÓN EN EL CAMPO CERCANO SEGÚN MODELO DE HOLMBERG & PERSSON MINA COIPA, Sector Norte Modelo para 6 3/4" de Diámetro (Producción) Fondo Columna TOTALEqiv Constante "K" 548.6 Alfa 0.81 Beta -1.62

Salto en X e Y

1


[mm] [gr/cc] [m] [Kg/m] [m] [m] [Kg]

171.45 1.30 2.50 30.0 10.50 8 75.0

171.5 0.78 5.00 18.0 8.00 3 90.0

171.5 0.95 7.50 22.0 10.50 3 165.0 158

Dist. H Vib a 6m 5 2453 10 894 15 476 20 302 25 211


Xo / Ro 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

2.0 1848 2451 3376 4624 5827 6698

1.0 2027 2871 4606 8304 11681 13171

0 XX XX

1.0 2027 2871 4606 8304 ******* *******

2.0 1848 2451 3376 4624 5827 6698

3.0 1634 2045 2579 3200 3806 4310

4.0 1428 1712 2047 2411 2764 3067

5.0 1246 1446 1670 1902 2123 2313

6.0 1090 1235 1390 1546 1692 1815

7.0 958 1064 1175 1284 1384 1467

8.0 846 926 1007 1085 1155 1213

9.0 751 812 873 930 981 1022

10.0 670 718 764 807 844 874

11.0 601 639 674 707 735 758

12.0 542 572 600 625 647 664

13.0 491 515 537 557 574 587

14.0 447 466 484 500 514 524

15.0 409 425 439 452 462 471

16.0 375 388 400 410 419 426

17.0 345 356 366 375 382 387

6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0

7338 7880 8238 8008 6910 5208 3678 2647 1990 1557 1257

14157 15400 17281 17531 14688 8614 4743 3045 2171 1652 1313

XX XX XX XX XX -

******* ******* ******* ******* ******* 8614 4743 3045 2171 1652 1313

7338 7880 8238 8008 6910 5208 3678 2647 1990 1557 1257

4693 4952 5033 4835 4314 3578 2834 2221 1762 1426 1177

3295 3431 3446 3313 3030 2644 2230 1852 1536 1283 1084

2453 2530 2529 2442 2274 2048 1797 1552 1332 1144 988

1904 1950 1946 1888 1782 1640 1478 1313 1157 1017 895

1525 1555 1550 1511 1441 1347 1238 1123 1010 904 809

1253 1272 1268 1241 1193 1128 1052 969 886 806 731

1050 1063 1060 1041 1007 961 905 845 782 720 661

894 904 901 887 863 829 788 743 695 646 599

773

675 680 679 671 657 638 614 587 558 527 497

596 600 599 593 582 567 548 527 504 479 454

531 534 533 528 519 508 493 476 457 437 417

476 478 478 474 467 458 446 432 417 401 384

430 432 431 428 423 415 405 394 382 368 354

391 392 392 389 385 378 371 361 351 340 328

779 778 767 749 723 693 658 621 583 545

Figura Nº6.12: Predicción de vibraciones de la Producción en cuña (a una distancia de 11 m del geófono), con la situación actual (una carga de 75 Kg de ANFO).



6.3.-

Diseño final

La actual malla nominal de perforación, con 4,5 m. de Burden y 5 m. de espaciamiento, sufre variaciones propias por razón de ajustarse a las condiciones de terreno. Los diámetros utilizados en la perforación de contorno correspondieron a 4” para el precorte, 6 ¾” para la buffer y 6 ¾” para los tiros de producción. La malla usada correspondió a la malla “trabada” ver Figura Nº6.13.

Esquema de Perforación, Carguío y Amarre en Tronadura de Contorno en Rajo Precorte

Buffer

1.5

200 ms.

3,5

4

42 ms

4,5

5

42 ms

100 ms.

4,5

42 ms

Producción 1 Producción 2 Precorte

Buffer

3 ½"-4 ½"

6 3/4"

ENALINE 1 1/4" * 8

Producción 1

Taco

5,5

ANFO

4,5

HEET 950

2

10 8

Producción 2

6 3/4"

11,5

6 3/4"

Taco

4

ANFO

5

HEET 950

2,5

11,5

Taco

4

ANFO

4,5

HEET 950

3

11,5

Figura Nº6.13



6.3.1.- Diseños de Perforación Dentro de los problemas detectados durante las visitas realizadas por profesionales de ASP Blastronics, se pudo detectar que los actuales diseños de producción realizados en el rajo, poseen un error de concepto al realizar la proyección del espaciamiento de los pozos con respecto al Este y el Burden con respecto al Norte (ver figura 6.14), esto genera un ángulo entre la Buffer y el espaciamiento de 79,4, generando un diseño asímetrico con distribución irregular de la energía del explosivo.

Tronadura 17 B 4190 Teórico 7036650

N

79,4º

7036600

7036550 473150

473200

473250

473300

E

Figura Nº6.14 6.3.2.- Problemas de Precisión en Perforación Se pudo detectar además, que la perforación de diseños tenia errores de precisión. Esta falta de precisión no es producto de la desviación del tiro una vez empatado, sino que se debe a una falta de cuidado en el momento de empatar la perforación. Datos tomados del Displan pusieron de manifiesto estos problemas en la perforación, como los observados en la tronadura 17 del banco 4210 (ver figura 6.15), esto provoca que un diseño que fue ideado para una condición de roca dada, reciba una mala distribución del explosivo, lo que se traduce en un factor de carga irregular(ver figura 6.16), teniendo como consecuencia sectores con alto fracturamiento y sectores con presencia de bolones.



Tronadura 17 B 4190 Real

N

7036650

7036600

7036550 473150

473200

473250

473300

E

Figura Nº6.15

Figura Nº6.16



6.3.3.- Retardos y Secuencias de Iniciación En las tronaduras de Producción, en general los retardos utilizados y secuencia empleada están en la dirección correcta, utilizándose una secuencia en diagonal y en algunas ocasiones en cuña. 6.3.4.- Secuencia Tronadura de Contorno En la tronadura de contorno debiera orientarse la combinación de retardos y secuencia de iniciación hacia el mejor uso de las 2 caras libre disponibles, buscando simultáneamente el mejor desplazamiento (menor confinamiento, menor daño) hacia la plataforma disponible en el banco (asumiendo que ya fue perforado en esa dirección). 6.3.5.- Sobrequebradura y Daño La actual práctica de PreCorte, no cabe duda, ha funcionado en mayor o menor grado, como función directa del lugar de la mina en que se realiza, debido fundamentalmente a que el parámetro de mayor influencia para el éxito o no de un PreCorte es la condición del macizo rocoso en que se ejecuta, particularmente el grado, condición y orientación del fracturamiento, por sobre aspectos de distribución o cantidad de explosivo y líneas buffer, etc. El alto costo de emplear el PreCorte en forma regular debe ser tomado en cuenta al momento de evaluar sus potenciales beneficios, probabilidad de éxito y aplicabilidad. 6.3.6.- Eficiencia del Precorte El actual diseño del PreCorte para 4” y 3 ½”, está dentro de los rangos llamados “promedios o habituales”, como es el espaciamiento de 1,5 m. (el que fue reducido a 1,2 m.) y factor de carga de aproximadamente 0.90 Kg/m2. La actual distribución de la carga explosiva consiste de una carga de 7.2 Kg de ENALINE de 1 ¼”*8 m, lo que permite un desacople del explosivo con las paredes del tiro, lo que representa precisamente una buena distribución y permite que los gases del explosivo con alta presión y temperatura pueden fluir con facilidad. Los PreCortes evaluados produjeron en los sensores (geófonos) ubicados a 3 m. de distancia y 6 m. de profundidad, niveles de vibración que en algunos casos saturaron el máximo posible de medir de 1100 mm/s, valor que por si sólo da cuenta del intenso impacto por onda de choque que provoca (en toda dirección) las cargas explosivas detonadas en forma instantánea. Esta magnitud de vibración indica que a 3 m. de distancia se estaría produciendo fracturamiento intenso a nivel de matriz de roca y extensión de fracturas preexistentes, degradando en consecuencia la competencia del macizo rocoso en su vecindad. La actual detonación simultánea (en alguno de los casos se quemaron más de 50 tiros) de todo el PreCorte con esta importante carga concentrada en el fondo (7,2 Kg de ENALINE), también afecta negativamente en el control de daño, puesto que a determinadas distancias aparecen actuando a distancias equivalentes simultáneas 21,6 Kg (3 tiros), 36 Kg (5 tiros) o a mayor distancia los 360 Kg (caso ejemplo con 50 tiros). El trabajo conjunto de estos tiros y el volumen de gases contenidos en la carga de fondo, se traducen en la superficie en un evidente levantamiento de la zona alrededor del collar (efecto cráter), fenómeno que a 2 ó 3 m. de la superficie será mínimo (tal ves unidades de mm), pero



suficiente para dilatar, expandir y hacer perder cohesión a las fracturas y bloques en esa zona (dañada además previamente por la pasadura del banco superior), lo que redunda finalmente que una ves extraído el material una parte de la cresta o parte superior del PreCorte se desprenda. Es muchas veces contraproducente exigirle al PreCorte un trabajo más allá de lo que se supone su función básica o fundamental, como es la de crear un plano de discontinuidad o fracturas nuevas entre tiros adyacentes, para a través de ellas filtrar desde los tronaduras de producción el daño potencial por vibración, gases, etc., separando y aislando al macizo rocoso remanente de un mayor daño. Si además de este trabajo, se le asigna la función de quebrar, remover y/o desplazar el material a nivel de pata, puede terminar realizándose a medias ambas funciones y o produciéndose efectos mutuamente negativos. Para el caso de las tronaduras analizadas en la zona Sur y Norte del rajo se evidencio un pobre aporte del PreCorte, haciéndose evidente esto en el monitoreo de la tronadura 40-41 del banco 4210, en la que se dispusieron sensores dentro de la tronadura y detrás del PreCorte arrojando como resultados modelos de comportamiento que no tuvieron un significativo cambio, concluyendo que el plano de discontinuidad que debía generar el PreCorte no se realizó.



7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La tronadura representa una de las operaciones unitarias de mayor relevancia dentro del proceso de producción. Su objetivo debe tender hacia logros globalizados como satisfacer a clientes importantes, como son; un carguío y transporte de material eficiente, maximizar el proceso de chancado y molienda y garantizar la estabilidad a los Taludes de la mina.

En consecuencia, bajo metas globales de trabajo la operación de perforación y tronadura debe enmarcarse en concordancia con dichas metas requiriendo un proceso de mejoramiento continuo que necesariamente haga de su ingeniería un trabajo actualizado que involucre controles importantes, tales como, una

implementación bajo control,

documentar la información y, medir y evaluar los resultados en forma rutinaria.

Para lograr mejoras importantes en el proceso se deben medir objetivamente sus resultados ¡ No se puede mejorar lo que no se puede medir !.

Las principales conclusiones de trabajo realizado se presentan a continuación : SECTOR CUÑA

 En la extracción del material asociado al sector de la cuña, se recomendó e implemento un diseño de tronadura controlada en bancos de 10m con perforación en pequeño diámetro.

 El diseño controlado cumplió exitosamente la extracción del material asociado a la cuña, dejando paredes sanas incluso con presencia de ½ cañas y un talud estable. Se debe tener presente que la extracción del material se inició en el Banco 4320 con una roca de muy baja competencia (Vp < 1000 m/s) y llegó durante el desarrollo del estudio al Banco 4280 en roca de mejor calidad (Vp  1800 m/s).

 El diseño de tronadura controlada empleado cumple las siguientes características: malla de perforación trabada, perforaciones de producción en 4 ½” de diámetro con burden y espaciamiento de 4m x 5m respectivamente, perforación de una línea buffer en 4” y



3.5m x 4m y un PreCorte en 4” espaciado a 1.5m. El factor de carga empleando ANFO fue de 190 kg/ton en producción y de 155 kg/ton en la Buffer. El diseño final en detalle se muestra en la figura 4.7

 Se realizó la caracterización de algunos sectores de la mina en términos de modelos de comportamiento de vibración en el campo cercano y lejano, lo cual permitirá efectuar un control permanente de la vibraciones en los taludes de trabajo en los sectores evaluados.

 Los modelos de vibraciones de Campo Lejano y Campo Cercano con y sin PreCorte sirvieron como herramientas de diseño con las que se dimensionaron las cargas explosivas de producción, línea buffer y en esta última evaluar su posición o distancia respecto de la Línea de Programa o cara final del banco.

 La utilización de precorte produjo un 42% de filtro al paso de las vibraciones (Banco 4280), medición efectuada objetivamente mediante el monitoreo y técnica sísmica Cross Hole. El diseño de precorte empleado corresponde a una diseño de 4” de diámetro de perforación, espaciamiento de 1.5m, carga explosiva de Enaline desacoplada lateralmente de 1 ¼” x 8m.

 Reducir el tiempo dentro del tiro (de 1000ms a 600ms) y aumentar el tiempo entre tiros (de 35ms o 42ms a 65ms), a fin de reducir el riesgo de acoplamiento y superposición de las vibraciones de cargas adyacentes, optándose finalmente por la combinación 651000.

 Emplear mayor tiempo entre las dos últimas filas del disparo, de 100ms a 200ms, reduciendo con ello el confinamiento y el daño potencial por efectos de los gases del explosivo, los que actúan preferentemente sobre un macizo rocoso muy fracturados. También para satisfacer igual control se estableció un máximo de 4 filas y en los posible con cara libre.

 La técnica sísmica de Cross Hole demostró ser capaz de caracterizar la condición del macizo rocoso por medio de su Velocidad de Onda – P (Vp) y comparar su disminución y deterioro, como consecuencia de las vibraciones generadas por las tronaduras cercanas.



 Se estableció en un comienzo para el Sector de la Cuña un Criterio o Umbral de daño de 167mm/s, valor sobre el cual se extiendes fracturas preexistentes (correspondiente a ¼ del PPVc de 667 mm/s).

 Tanto al inicio como durante el transcurso del estudio se analizaron diferentes escenarios de diámetros de perforación (4”, 4 ½”, 5 ½” y 6 ¾”), para cada unos de los cuales se estimaron las mallas de perforación, ubicación (respecto de la LP) y cargas explosivas (densidad de carga lineal y tacos), que produjeran igual resultado operacional estimando principalmente la fragmentación resultante, pero por sobre todo que aseguraran la adecuada protección y control del daño a las paredes.



SECTOR COIPA NORTE

 En Coipa Norte el trabajo se concentró principalmente en los Bancos 4180 y 4170 y Sector Norte y Sur del Pit. En estos sectores se realizó una instrumentación y monitoreo de vibraciones para establecer su comportamiento y evaluar el Pre Corte y la condición del macizo rocoso.

 De las tronaduras evaluadas en el Sector Sur (40 – 41 Banco 4210), se midieron las vibraciones en un sector sin precorte (zona de producción en 6¾”) y atrás del PreCorte en 4”, producto de ellas, se generó un modelo vibraciones para el campo cercano y lejano, evaluándose el cambio sufrido por el macizo rocoso sometido a mayores niveles de vibraciones.

 Los datos medidos y los modelos ajustados para las mediciones con y sin PreCorte, no muestran prácticamente ninguna diferencias, es decir, las vibraciones registradas son similares y no dan cuenta de ningún tipo de filtro que se espera genere el Pre Corte, si éste ha sido capaz de generar un nuevo plano de fractura o discontinuidad entre tiros.

 El macizo rocoso presente en el lugar, se caracteriza por una competencia mayor con valores de Vp sobre los 2000 m/s y un PPVc de 1289mm/s, se detectó una reducción en la competencia del macizo de un 37% cuando la vibración máxima sobrepasó en un 15% la PPVc (Máximo medido de 1051 mm/s), es decir, en el rango entre 1 a 4 veces el PPVc, donde el daño se manifiesta por la de creación de nuevas fracturas

 En el Sector más la Norte del Pit (Tronaduras 46 y 33), se procedió con igual metodología a evaluar el comportamiento de las vibraciones y del macizo rocoso. En este sector las mediciones de Cross Hole arrojaron valores notoriamente mayores de Vp (aproximadamente de 3800 m/s), reflejando la mayor competencia y dureza.

En forma

similar el PC no significo un aporte en reducir o aislar el macizo a proteger respecto de las tronaduras cercanas. El PPVc para este sector es de 1289 mm/s y con vibraciones cercanas al 63% de éste (813 mm/s), se detectó una reducción en la calidad del macizo de un 16%, justificable dado que la magnitud de vibración registrada esta en el rango entre ¼ y 1 vez el valor del PPVc.



 Se experimentaron pequeñas variaciones el PreCorte destinadas a mejorar su rendimiento o eficacia, disminuyendo su espaciamiento de 1.5m a 1.2m (tronadura 02 Banco 4170), con igual resultado, es decir sin mostrar diferencia respecto de las mediciones sin precorte. La explicación de este fenómeno se basa en una combinación de factores, como son la mayor competencia de la roca (mayor resistencia a la tracción de la matriz), el fracturamiento y la baja presión de barreno efectiva producida por el explosivo en este diámetro para este macizo. Par mejorar el diseño de Pre Corte se debiera considerar un aumento el explosivo desde 1 ¼” x 8m a uno de 1 ½” x 8m y perforar el PreCorte en 3 ½”, aspectos que en conjunto pueden ayudar pero probablemente no en forma significativa, con notorios requerimientos de perforación y costos.

 De acuerdo a lo anterior, se recomienda en forma paulatina experimentar diseños de tronadura controladas o de contornos SIN Pre Corte, bajo el esquema de tronaduras que tengan una mitad con PreCorte y otra Sin PreCorte (con dimensiones mínimas de 50m), o alternativamente tronaduras consecutivas con y sin precorte, para evitar mayores cambios en el macizo, evaluando así en forma práctica sus resultados en términos de la cara del banco, su estabilidad, bloques sueltos, etc.

 Para el caso de eliminar el PreCorte, especial atención recaerá sobre la tronadura de contorno, principalmente en lo que dice relación con el diámetro de perforación, en cual deberá ser de 6 ¾” tanto para producción como para la línea buffer, cualquier opción que signifique perforara a lo menos la buffer el menor diámetro debe ser condición prioritaria (5 ½” o 4 ½”), ya que por esa vía se reducen notablemente los kilos por tiro y especialmente la concentración lineal de carga, que para el caso del ANFO en 6 ¾” es de 18K/m, de 12 Kg/m en 5 ½” (67%) o 8 Kg/m en 4 ½” (44%). Otro aspecto importante de este diseño será la distancia entre la buffer y la LP, tomando como criterio inicial distancias del orden de 4.0 a 4.5m en 6 ¾” (para 100Kg en 5.5m de largo y espaciamiento de 4 m) o incluso mayores, asumiendo como costo inicial algunos problemas para alcanzar la pata, pero no comparable con el caso inverso, que por usar mucha cercanía se afecte irremediablemente el banco final.



 Diseño aplicable a la Buffer para eliminar el PreCorte: 1. Mantener el diseño actual de tronaduras de contorno y eliminar solamente el PreCorte, es decir Buffer a 4 m de la línea de Programa, con una carga de 5.5 m de ANFO y un espaciamiento de 4 m. 2. Mejorar la Buffer, al reducir el espaciamiento de 4 a 3,5 y disminuyendo también en explosivo de esta (5.5 a 5 m), logrando con esto tener una mejor distribución del explosivo. 3. Se podrá ajustar la distancia entre la Buffer y la Línea de Proyecto en caso de no ser satisfactoria. Si existiese sobre quebradura se debería alejar ½ m la Buffer de la línea de proyecto . En el caso de la presencia de patas se debería acercar ½ m la Buffer de la Línea de Proyecto.


Modelamiento de Vibraciones - Mina Coipa

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