INGIENERIA EN MINAS MINERÍA Y METALURGÍA SANTIAGO SANTIAG O DE CHILE
VIBRACIONES EN TRONADURA
MARCO ALARCÓN
INTEGRANTES:
DANIELA
ALTAMIRANO EXTRACCIÓN MINA II
JOSÉ LUCERO DANIEL VERA ASIGNATURA: PROFESOR: JUAN
CARLOS LOPEZ
INGIENERIA EN MINAS MINERÍA Y METALURGÍA SANTIAGO DE CHILE
21 DE SEPTIEMBRE 2016
FECHA:
Resumen
En los procesos productivos de la minería, la fragmentación del mineral es parte fundamental al momento de realizar alguna labor, para ello, es necesaria la utilización de agentes explosivos, iniciadores, accesorios , entre otros, los cuales producen alteraciones en el terreno como vibraciones, ondas aéreas y flyrock, las cuales pueden provocar daños a las estructuras y maquinarias en los sitios de explotación cercanos. El obetivo principal de estos estudios es decretar si estas vibraciones provocadas por las voladuras superan o no el umbral de daño estipulado por las normas vigentes. !i el nivel de vibración no supera el registrado por las normas estos pueden seguir con el carguío normal de los explosivos y las detonaciones normales de la mina, solo "asta que estas no sobrepasen los niveles decretados. Estas vibraciones superficiales causadas por el paso de las ondas de #ayleig" pueden ser registradas en dos componentes "orizontales y una vertical en forma de registro contra el tiempo de aceleración, velocidad o desplazamiento. !e presenta una revisión de los límites de vibración aceptados internacionalmente para evitar daños en la tronadura.
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Tabla de contenido VIBRACIONES EN TRONADURA................................................................................................. 1 1
Introducción.................................................................................................................................4
2
Imortancia de las !ibraciones inducidas or la tronadura.............................5
"
#eneración $ roa%ación de las !ibraciones...........................................................6
&
An'lisis de onda de !ibración.............................................................................................7
(
)edición de ondas !ibracionales...................................................................................... 8 (*1
Sitios de medición.............................................................................................................8
(*2
Sismó%ra+o.............................................................................................................................9
(*"
Transductores de !ibraciones.....................................................................................9
(*&
Acelerómetros................................................................................................................... 10
(*(
#eó+onos...............................................................................................................................11
(*(*1
Instalación $ orientación de los %eó+onos.................................................12
(*(*2
,recuencia de re%istro.......................................................................................... 13
-
Conclusión................................................................................................................................... 14
.
Biblio%ra+/a..................................................................................................................................15
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1
Introducción
$a minería en c"ile "a sido uno de los principales fomentos en la economía c"ilena y "a sido un gran sustentabilidad para el crecimiento de exportaciones en las materias primas. El obetivo principal de este informe es dar a conocer la tronadura, que representa a una de las m%s importantes operaciones unitaria dentro de la extracción de minerales en la minería. &ambién otro obetivo es lograr un adecuado grado de conocimiento de tal manera que las operaciones de perforación y tronadura se "agan m%s f%ciles y con menos daño en el entorno. !eg'n la minería cada técnico e ingeniero tiene que estar capacitado para desempeñarse en todo tipo de faena extractivas de minerales y en específico tiene que estar preparado para controlar operaciones, procedimientos, labores de topografía, geología y tronadura, administrar los recursos técnicos y los equipos de trabao en operaciones mineras. (abe mencionar que este informe tiene como logro que el lector conozca m%s a cerca del mundo laboral de la minería y que sepa reconocer uno de los trabaos principales de la producción minera que es la tronadura, ya sea tanto como para trabaar en la minería o como para conocer de qué se trata est%. El presente informe se trata principalmente de la tronadura y sus vibraciones ya que con esto se pueden obtener diversos datos para poder realizar una buena base de datos y así poder modelar, analizar y evaluar el daño que una tronadura puede provocar. !e espera dominar y tener los conocimientos necesarios para trabaar en una faena minera.
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Imortancia de las !ibraciones inducidas or la tronadura
$a importancia que tiene las vibraciones respecto a la tronadura es alta, ya que por ello debemos determinar la onda de c"oque generada por la detonación de los explosivos de la tronadura y uno de los principales factores es estudiar y evaluar el impacto de las vibraciones en el entorno, para así determinar y conocer los diferentes tipos de ondas de acuerdo al macizo rocoso con los diferentes tipos de medición de ondas vibraciones ya que en la minería es una necesidad contar con la experiencia y la tecnología necesaria para poder evaluar y optimizar esta operación en la minería En la tronadura la mayoría de la energía liberada se produce al fragmentar la roca y solo un porcentae de esta se convierte en vibraciones y esto produce un movimiento en el terreno $as ondas sísmicas que se producen debido a la tronadura afectan al macizo rocoso, ya que provocan un movimiento oscilatorio de las partículas, sac%ndolas de su estado de reposo y "aciendo que estas traspasen la energía de la próxima en forma sucesiva, y que la onda de c"oque que se forma se propaga en forma esférica al comienzo y cónica después, de tal manera que se transfiere una completa energía vibracional a la roca. $as vibraciones producidas por la tronadura nos permiten estimar la probabilidad de ocasionar daño en las rocas. $os altos niveles de vibración pueden dañar el macizo rocoso, produciendo fracturas nuevas o extendiendo y dilatando las fracturas que ya existen.
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#eneración $ roa%ación de las !ibraciones
$a liberación de cualquier onda de energía desencadena la propagación de ondas volumétricas y superficiales, las cuales act'an sobre personas y estructuras con amplitudes de vibraciones, los cuales dependen de)
(antidad de energía liberada por el fenómeno que ocasiona. *istancia entre el origen y el punto donde se registran los eventos. #esistencia din%mica de las estructuras y sus componentes m%s fr%giles. +ropiedades trasmisoras o disipadoras de los terrenos involucrados.
$a compleidad que existe en estos fenómenos es elevada, en comparación a las ondas que se generan al clavar una estaca en el suelo. Es importante conocer que la propagación de las vibraciones, varían con el equipo utilizado, normalmente m%s con las características del martillo o vibrador, la deformación de la encabeza de la estaca, o distorsión el%stica de la estaca y de la velocidad de penetración en el terreno. &ambién la detonación del explosivo en el interior del macizo, genera ondas de tensión y compresión como resultado de la refracción de ondas de c"oques sobre las paredes de la cavidad donde fue instalado el explosivo. !i la forma de carga es cilíndrica, el sistema geométrico est% constituido por ondas cónicas, la cual se propaga por el terreno circundante, reflect%ndose
en una superficie libre
ocasionando rupturas sobre la roca m%s próxima. $os efectos de la detonación generan una forma de vibraciones asociada a una propagación ondulatoria, la cual se aten'a con la distancia seg'n los distintos regímenes cuando se trata de cargas explosivas esféricas o cilíndricas.
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An'lisis de onda de !ibración
!on movimientos de propagación ondulatoria estos se dan a través de terreno con una velocidad de propagación y dependen de cada tipo de macizo, el cual se ver% afectado por las tenciones din%micas que la onda transporta, las principales características de las vibraciones son el desplazamiento, velocidades o aceleraciones y la frecuencia de duración, existen distintos tipos de ondas las principales son de tipo volumétrico y de tipo superficial, algunas otras son)
ndas +) !on las longitudinales o de compresión, est%n provocan las vibraciones de las partículas en la misma dirección del radio de la onda,
siendo an%logas a las ondas sonoras. ndas !) !on las transversales o de corte, la vibración de la partícula es perpendicular al radio de la onda, teniendo una velocidad inferior a las
ondas + y no se propaga en medio fluidos. ndas #) Estas son ondas de #ayleig", estas se propagan a lo largo de la superficie de la tierra con amplitudes que disminuyen exponencialmente con la profundidad, transportando la mayor parte de la energía sísmica
-semeantes a las que se crean cuando una roca cae en un lago. ndas $) !on ondas de love, estas son resultados del movimiento en un plano "orizontal de las partículas pero sin presentar un componente vertical.
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)edición de ondas !ibracionales
El monitorio de las vibraciones tiene por obetivo obtener los niveles de /vibración010velocidad de partícula0 absolutos para cada una de las cargas explosivas, con el fin de estudiar la eficiencia de un conunto de cargar y proveer la información necesaria para evaluar el los tipos de daños que podrían causar aquellas vibraciones.
(*1 Sitios de medición
$os sitios de medición recomendados por las normas internacionales de maneo de vibraciones pueden resumir en)
#epresentativos) $ugar en donde las condiciones geológicas -como
eventuales modificadores de la vibración son las m%s comunes. 2bicación) El sitio m%s cercano a la fuente de vibración donde esté ubicada una edificación.
3mportancia) $ugar donde se encuentre un edificación de interés, por eemplo una edificación "istórica.
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(*2 Sismó%ra+o
$os sismógrafos se usan para monitorear, grabar, analizar e imprimir vibraciones provenientes del suelo -movimiento y del aire como resultado de un evento sísmico o tronadura. !e usan para medir la onda sísmica de la energía transferida desde un punto a otro. 2n sismógrafo est%ndar utiliza cuatro canales para señales llegadas desde cuatro sensores, tres para el movimiento del suelo y uno para el sonido -presión en el aire. $a información obtenida de estos sensores representan los movimientos m%ximos de las vibraciones en el suelo y en el aire. Esta información muestra típicamente el ++4, desplazamiento m%xima -distancia en que las partículas son movidas por el paso de las ondas sísmicas, aceleración m%xima para el caso de los acelerógrafos y la frecuencia de las vibraciones. $os componentes de los sismógrafos son)
(*" Transductores de !ibraciones
&ienen la gran capacidad y ventaa de que los datos resultantes del monitoreo son de buena calidad. $a característica de estos datos tiene directa relación con el tipo de transductor utilizado, la técnica empleada para su instalación y orientación. En muc"os casos es necesario instalar transductores permanentes en el macizo rocoso, lo que evita efectos superficiales y permite el an%lisis completo de una tronadura. 5ao esta circunstancia los equipos no pueden recuperarse y el costo de cada unidad debe ser minimizado.
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6icrófono) sensor que mide las pulsaciones de presión mayores que la atmosférica.
!istema de cables) son los cuales llevan la señal captada por los
transductores al equipo de monitoreo. 2n sistema de adquisición, el cual recibe la señal y la guarda en una
memoria. 2n computador, el cual tiene incorporado el soft7are requerido para el traspaso de la información desde el equipo monitos, y su posterior an%lisis.
(*& Acelerómetros
!on del tipo piezoeléctrico tiene alta frecuencia natural y una respuesta lineal bao su frecuencia resonante. $a señal de salida es proporcional a la aceleración, la cual debe por lo general ser amplificada previamente a su grabación. $os acelerómetros re'nen los datos especificados, por lo general son livianos, robustos, pero su valor es alto. !on m%s compleos de usar, ya que requieren equipamiento auxiliar como fuentes de poder y pre amplificadores, los cuales pueden inducir problemas de ruidos eléctricos significativos. (aracterísticas 8enerales
6eor respuesta en un amplio rango de frecuencias -9:z a ;<.<<<:z. !u unidad de medida es el g -9g = >.? m1s;, con rangos de < @ ;A
(*( #eó+onos Entregan de
la
una velocidad
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medición
y
directa
consisten por lo
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general en un sistema de bobina móvil soportada por un resorte, y un im%n fio. Cl contrario del acelerómetro, el geófono opera sobre su frecuencia natural. (uando se miden frecuencias muy baas, la salida se ve influenciada por sus características de respuesta. $a señal resultante en términos del nivel de vibración debe ser corregida adecuadamente.
(aracterísticas
8enerales
!u unidad de medida es el 4olt1mm1s Entregan una medición directa de la velocidad 6iden bien en el rango de 9mm1s "asta 9;<
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(*(*1 Instalación $ orientación de los %eó+onos
rientación +ara realizar una adecuada interpretación de los datos, que permitan el an%lisis de la secuencia real de iniciación de un determinado n'mero de cargas, es necesario tener absoluta certeza de la orientación real del transductor.
Ccoplamiento 2na vez que el transductor est% ubicado en la perforación de monitoreo y correctamente orientado, la posición debe ser asegurada por medio de cemento con características de "ormigón, el cual proporciona meor acoplamiento.
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(*(*2 ,recuencia de re%istro
!e distinguen dos tipos de geófonos, los de campo cercano y leano, los cuales poseen un rango de aceptabilidad en la medición que depende de frecuencia que es capaz de registrar, diferenciando los geófonos de 9 :z que son capaces de medir vibraciones a partir de esa frecuencia con perfecta precisión, mientras que los de ;? :z son capaces de medir vibraciones a partir de frecuencias sobre los ;? :z.
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Conclusión
!e concluye que es necesario un buen empleo del monitoreo de las vibraciones producidas por la tronadura, ya que nos da una ventaa al momento de determinar y observar los detalles que se producen en la tronadura, ya que si se diseña de manera adecuada el par%metro de ondas sísmicas que se mantengas a las velocidades adecuadas se podr% obtener una buena tronadura del macizo rocoso. (onsiderando también que la minería siempre est% en busca de abaratar sus costos para sus operaciones, se requiere cada vez m%s la utilización de técnicas modernas para la tronadura de rocas, ya que si se "ace un buen empleo de esta y se llega a
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una granulometría deseada se podr%n meorar los costos ya que se podr%n reducir operaciones. $a realización de un buen monitoreo nos da la facilidad de un buen frente de explotación durante la tronadura y nos ayuda a analizar la velocidad de las partículas para ver si est%n por encima o
por debao de los límites de daños
estipulados en las normas.
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Biblio%ra+/a
Lóp! "#$%&' C.' Lóp! "#$%&' E.' G()*+( ,)$-!' /.' 2003. M(%( p)&)(*#ó% &()( )&*(' E.T.S.I $#%(' M()#' Ep((. C:!' ;. 1994 E
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