N° 10 Uso de Video Cámara Como Método de Análisis en Voladuras - N. Viñas

Uso de Video Cámara como Método de Análisis en Voladuras, Canteras Malagueño, Provincia de Córdoba, Argentina

Uso de Video Cámara como Método de Análisis en Voladuras, Canteras Malagueño, Provincia de Córdoba, Argentina Nicolás A. Viñas, Michelotti e hijos S.R.L., [email protected] RESUMEN: En el siguiente trabajo se resumen los diferentes resultados obtenidos de las observaciones de filmaciones tomadas de voladuras a cielo abierto en las Canteras de Caliza de Malagueño, Provincia de Córdoba. Para esta tarea se empleo una cámara filmadora de uso doméstico marca Sony, modelo HDR-CX7, de Alta Definición con formato Memory Stick montada dentro de una carcasa que la protege del polvo. Como metodología empleada se filmaron la totalidad de las voladuras realizadas durante 2008, se enumeraron los videos de acuerdo al número de voladura correspondiente y se analizaron los resultados teniendo en cuenta movimiento del banco, despegue de la pared, eyección del taco entre otras características, con el fin de ajustar los parámetros de voladura posteriores. Se presentan cuatro casos de estudio de videos donde se analiza la información que brindan las filmaciones y los beneficios que trae en la optimización de los parámetros de la voladura. a) Cantera Centro, Cantera 5 Este: se comparan dos videos, el primero corresponde a una voladura con una proyección excesiva en el sector del fondo del barreno dado por la presencia de una falla subvertical en el macizo rocoso. Mediante un ajuste de cuadricula más un mayor control en la exactitud de la perforación y cambiando el sentido de la iniciación, se corrigió la proyección tal cual se muestra en la filmación de la siguiente voladura. b) Cantera Centro, Cantera 5 Balcón: este frente, de 17 metros de altura, se encontraba paralizado y se voló sin datos previos definiendo un burden sin referencia. Mediante el análisis del video se observó una proyección excesiva a la mitad del barreno y también un escape de fuego por grietas en el frente. En el video de la voladura posterior se observa como se corrigió ese efecto negativo. c) Cantera Centro, Cantera 7 Oeste: se presenta el caso de una voladura cargada con mucha anticipación que luego de varias lluvias, por humedecimiento del ANFO, el banco no se movió lo necesario e incluso produjo gases nitrosos. En la voladura posterior se rediseño la cuadrícula y en el video correspondiente se observa el correcto movimiento del banco. d) Cantera Sur, Nivel 535 Sur: en este frente se presentan 6 filmaciones donde se puede observar el buen trabajo de la voladura en lo que respecta a fragmentación y movimiento del frente. La ausencia de eyección del taco mejora aún más el resultado de la voladura. Se destaca la importancia del uso de video cámara ya que esta herramienta de control permite observar características de la voladura de manera práctica, eficiente y a bajo costo que pueden alertar sobre los problemas que se generan durante la detonación y su posible solución.

PALABRAS CLAVES: filmación, análisis, optimización, voladuras

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1 OBJETIVO El objetivo del presente trabajo fue poder observar el comportamiento de las voladuras en lo que respecta a eyección del taco, presencia y dirección de proyecciones, punto de iniciación de la voladura y movimiento del macizo rocoso, escape de gases. Sobre la base de esta información es posible ajustar los parámetros con el fin de optimizar los resultados. De las filmaciones realizadas se presentan cuatro fotogramas de cada voladura obtenidos de los videos para dejar representado los detalles de los inconvenientes observados y las soluciones propuestas.

2 UBICACION DEL YACIMIENTO El yacimiento donde se realizó el estudio, se encuentra ubicado en la localidad de Malagueño, provincia de Córdoba, Argentina. Se trata de una cantera de calizas metamórficas que se utiliza para la fabricación de cemento con estériles intercalados.

3 INSTRUMENTAL UTILIZADO La cámara utilizada es de uso doméstico, marca Sony, modelo HDR-CX7, de Alta Definición con formato Memory Stick. Se la coloca montada sobre un trípode, dentro de una carcasa marca Sony, modelo SPK HCD para evitar que se introduzca el polvo y dañe el equipo.

3.1. METODLOGIA DE TRABAJO Metodología de Campo Se tomó como metodología de campo la ubicación de la filmadora a diferentes distancias y con distinto ángulo con respecto a la voladura de acuerdo a las posibilidades que ofrece cada banco. Algunas voladuras se filmaron pudiendo observarse el movimiento del banco hacia delante. Otras se realizan al frente de la voladura para observar el grado de confinamiento del taco y las proyecciones.

Metodología de gabinete Las películas se bajan a la PC por medio del software “Picture Motion Browser” proporcionado por el fabricante y se recorta dejando solamente la parte de la detonación y el movimiento del banco. El archivo se graba con el número correspondiente de la voladura y la fecha en que fue realizado. Posteriormente se analizan los resultados en cámara lenta o bien cuadro a cuadro teniendo en cuenta los parámetros de perforación, voladura y el reporte de vibraciones y onda aérea.

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4 FILMACION DE VOLADURAS – CASOS DE ESTUDIO Se presentan cuatro casos de estudio de videos donde se analiza la información que brindan las filmaciones y los beneficios que trae en la optimización de los parámetros de la voladura.

4.1.a. Cantera Centro, Cantera 5 E Voladura Nº 3399 Altura de Banco: 17 m

Diámetro de Perforación: 3.5”

Burden: 2.80 m

Consumo de Explosivo: 0.189 Kg/ton

Espaciamiento: 3.5 m

Carga Instantánea: 75 Kg

Inclinación: 15º

OBSERVACIONES: En las fotografías superiores obtenidas de la filmación, es posible observar como se produce una proyección excesiva de material que comienza en la parte inferior del banco y a medida que la detonación avanza hacia el oeste, se va levantando hasta una altura media del frente. Esto es debido a la presencia de una falla subvertical con relleno arcilloso del macizo rocoso que representa una zona de debilidad por donde se escapan los gases. No se observa eyección del taco y en el resto de la voladura el movimiento el banco está controlado.

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4.1.b. Cantera Centro, Cantera 5 E: Voladura Nº 3421 Altura de Banco: 17 m


Burden: 3.10 m



Carga Instantánea: 75 Kg

Inclinación: 15º

OBSERVACIONES: Se procedió a realizar un ajuste de cuadrícula, aumentando el burden de 2.80 a 3.10 y disminuyendo el espaciamiento de 3.50 m a 3.30 m con el fin de mantener un consumo de explosivo dentro del rango óptimo para favorecer el resultado de la voladura en cuanto al despegue del piso y la fragmentación. Se prestó especial atención a la desviación de barrenos controlando la proyección en el sector inferior. Se observa algunas eyecciones menores de los tacos pero se obtuvo un buen resultado de la voladura.

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4.2.a. Cantera Centro, Cantera 5 Balcón Voladura Nº 3432 Altura: 16 m


Burden: 3.10 m

Explosivos por Pozo: 45 Kg


Fragmentación: Regular

PVS: 2.23 mm/seg


Onda Aérea: 124.3 dB

Proyección: Descontrolada

OBSERVACIONES: en la primera fotografía se observa una fuga de explosivo en la parte medioinferior del frente que hace que el ruido supere los valores esperados (124.3 dB) y se produzca una proyección excesiva. El consumo de explosivo se calculó muy bajo con el fin de mantener las vibraciones en norma; pero ocasionando una fragmentación y arranque en el fondo deficientes. No se produce eyección del taco.

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4.2.b. Cantera Centro, Cantera 5 Balcón Voladura Nº 3449 Altura: 16 m


Burden: 3.10 m



Fragmentación: Buena

PVS: 2.34 mm/seg



Proyección: controlada

OBSERVACIONES: Se marcó la cuadricula teniendo como referencia la voladura anterior, se ajustaron los parámetro para aumentar el consumo y mantener la vibración. Se controló el ruido (106.0 dB) y la proyección, se mantuvo la carga explosiva por barreno y se elevó el consumo ajustando el diagrama de perforación para mejorar el arranque en el piso y la fragmentación. No se produce eyección del taco. En la siguiente página se presentan los registros de los monitoreos de ambas voladuras.

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Registro Sísmico de Voladura Nº 3432: PVS = 2.23 mm/seg y OA = 124.3 dB

Registro Sísmico de Voladura Nº 3449: PVS = 2.34 mm/seg y OA = 106.0 dB

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4.3.a. Cantera Centro, Cantera 7 Oeste Voladura Nº 3407 Altura: 19 m


Burden: 3.10 m



Gases nitrosos

PPV y O.A.: < Limite de detección


OBSERVACIONES: la extracción de caliza en este frente fue suspendida por cambios en el requerimiento de planta. Por esta razón la voladura quedó cargada con anticipación a la detonación. En la Figura 1a se muestra el diagrama de carga de los barrenos original y en la Figura 1b el resultado de los barrenos luego de las grandes lluvias que se produjeron causando el desmoronamiento de los pozos con el ANFO. En las fotografías se observa gases nitrosos por humedecimiento del ANFO y la voladura solamente detonó en la parte cargada con carga de fondo (slurries) como se presenta en la Figura Nº 2.

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Cantera 7W Voladura N° 3407 Figura 1 a. Diagrama de Carga Original

Taco de Cutting Bolsa Inflable Cámara de aire Detonador No Eléctrico + Booster

Anfo Bolsa Inflable Cámara de aire

Detonador No Elécrico

Carga de Fondo

Figura 1 b. Diagrama de Carga Afectado por Lluvia

Taco de Cutting

Detonador No Eléctrico + Booster

Bolsa Inflable Anfo Húmedo Bolsa Inflable

Detonador No Elécrico

Carga de Fondo

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4.3.b. Cantera Centro, Cantera 7 Oeste Voladura Nº 3450 Altura: 19 m


Burden: 2.00 y 2.80 m


Espaciamiento: 2.50 y 3.50 m

Fragmentación: Buena

PVS: 2.13 mm/seg



OBSERVACIONES: en la Figura Nº 2 se muestra un esquema de cómo quedo el frente a volar. En la voladura 3450 se rediseño la cuadricula para corregir el inconveniente causado por la voladura 3407. Para la primer fila se definió un burden de 2 metros con respecto a la segunda fila de la voladura anterior, y el espaciamiento se marcó a 2.50 metros, para la segunda fila se marcó 2.80 m de burden y 3.50 m de espaciamiento. Si bien se observa una proyección en la parte media del frente a la mitad de la altura del banco, el resultado de la voladura fue bueno y permitió extraer el material sin inconvenientes emparejando el frente para próximas voladuras.

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Figura Nº 2 – Esquema de la Voladura Nº 3407 CANTERA 7 OESTE

Voladura Nº 3407 Fecha 10/04/08 Diámetro de Perforación: 3 ½ ‘’ Altura de Banco: 19 metros Ángulo de Perforación: 15º Longitud de Perforación: 20 metros Diagrama a Tres Bolillos PERFIL

PLANTA 3,10 m

Sur

Cuadricula Burden: 3,10 metros Espaciamiento: 3,50 metros

Figura Nº 3 – Esquema del estado del frente antes de la Voladura Nº 3450 Voladura Nº 3450 Fecha 26/04/08 Diámetro de Perforación: 3 ½’’ Altura de Banco: 19 metros Ángulo de Perforación: 15º Longitud de Perforación: 20 metros Diagrama a Tres Bolillos PERFIL

PLANTA

Sur

Cuadricula Primera Fila Burden: 2.0 metros Espaciamiento: 2.5 metros

Segunda Fila 2,80 metros 3,50 metros

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4.4. Cantera Sur, Nivel 535 Sur Todas las voladuras que se presentan a continuación corresponden al mismo frente del Nivel 535 Sur, que corresponde a una caliza de alta pureza en carbonato de calcio. La una separación entre fracturas es de 0.20 m y la resistencia a la compresión de 45 Mpa, lo cual hace que se comporte como un frente “fácil de volar”. La explotación se realiza a modo de corte cajón separando esta litología del estéril que la contiene a ambos lados. Los parámetros de perforación y voladura utilizados en todos los casos fueron los siguientes: Altura: 12 m


Burden: 3.80 m



Altura de Taco: 3.00 m

Diagrama: Tres Bolillos El diagrama de carga se muestra en la Figura No. 4:

Taco de Cutting

Anfo

Detonador No Eléctrico Carga de Fondo

Figura No. 4: Diagrama de Carga La secuencia de encendido en todos los casos fue:

125 O 260 O

100 O 235 O

75 O

50 O 210 O

25 O 185 O

0 O 160 O

17 O 135 O

42 O 152 O

67 O 177 O

92 O 202 O

117 O

227 O

Figura Nº 5: Secuencia de encendido

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4.4.a. Cantera Sur, Nivel 535 Sur, Voladura Nº 3397

4.4.b. Cantera Sur, Nivel 535 Sur, Voladura Nº 3402

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4.4. c. Cantera Sur, Nivel 535 Sur, Voladura Nº 3415

4.4.d. Cantera Sur, Nivel 535 Sur, Voladura Nº 3417

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4.4.e. Cantera Sur, Nivel 535 Sur, Voladura Nº 3425

4.4.f. Cantera Sur, Nivel 535 Sur, Voladura Nº 3448

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OBSERVACIONES: para los seis casos presentados para Cantera Sur, Nivel 535 Sur, se observa que las distintas voladuras se comportan de manera similar sin proyecciones ni eyección del taco, lo que indica un correcto confinamiento del explosivo. También es posible observar el punto de iniciación en el centro de la voladura y un correcto movimiento del banco logrando una fragmentación con muy buenos resultados.

5 COMENTARIOS FINALES El uso de una filmadora ofrece grandes beneficios en la observación de los detalles de una voladura que a simple vista se nos escapan. La posibilidad de analizar mediante cámara lenta, de separar fotogramas y analizar el video en varias oportunidades permite corregir errores y apreciar los resultados de los cambios introducidos. Además, por su ubicación y por una cuestión de seguridad ante posibles proyecciones, algunos frentes no pueden ser observados directamente por el personal; la colocación de la filmadora permite no perder detalles de lo ocurrido durante la detonación. La presencia y dirección de proyecciones de material, grado de confinamiento y eyección del taco, movimiento del banco, punto de iniciación de la voladura, escapes de gases son algunos de los parámetros fácilmente visibles en una filmación Errores de perforación, ocurrencia y localización de tiros fallados son también visibles mediante el video y pueden llevarnos a modificar los parámetros de perforación. Altos valores de onda aérea se pueden explicar claramente observando el video, sobre todo en aquellos frentes donde no es posible tener observadores cercanos.

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