02 Vibraciones Por Voladura

VIBRACIONES GENERADAS POR VOLADURAS Ericsson Albino S.

INTRODUCCIÓN * Las vibraciones que originan las Voladuras de rocas, es uno de los problemas más importantes que enfrentan hoy en día, las operaciones mineras y las áreas pobladas próximas a la explotaciones. * Las operaciones que se desarrollan en la minería a cielo abierto, tienden a realizar voladuras de grandes dimensiones para lograr aumentar la eficiencia del equipamiento que disponen, además con la reducción del número de voladuras se consigue disminuir las interrupciones operacionales que se originan. Este aumento en el tamaño de las voladuras trae consigo un incremento de la energía explosiva.

CONCEPTO DE VIBRACIONES * Las vibraciones por voladura representan un estado de esfuerzos inducido en el macizo rocoso producido por la detonación del explosivo. * La energía explosiva liberada al detonar los explosivo genera efectos: el más importante quebrar, fractura y deformar el material dentro del cual el explosivo es detonado; los efectos secundarios que producen: proyecciones de roca, formación de nubes de polvo, incremento de la temperatura, ondas aéreas, formación de vibraciones sísmicas y de superficie.

CONCEPTO DE VIBRACIONES * Las vibraciones generadas por las voladuras se transmiten en el macizo rocoso como ondas sísmicas cuyo frente se desplaza radialmente a partir del punto de la detonación. Las distintas ondas sísmicas se clasifican en dos grupos: Ondas Internas (primarias o de compresión) y Ondas Superficiales (transversales o de cizallamiento)

TIPOS DE ONDAS Se producen tres tipos de ondas, dependientes de la dirección en que estas se mueven:

1. ONDA DE COMPRESIÓN (P): Las partículas oscilan en la misma dirección de propagación. 2. ONDA TRANSVERSAL (S):  Las partículas oscilan en forma transversal a la dirección de propagación . 3. ONDA SUPERFICIAL (R): Son generadas en la superficie en respuesta a la interacción de las ondas P y S en la superficie.

TIPOS DE ONDAS

VARIABLES QUE AFECTAN LAS VIBRACIONES Geología Local y características de las rocas: En los macizos rocosos homogéneos y masivos las vibraciones se propagan en todas direcciones. En estructuras geológicas complejas, la propagación de ondas puede variar con la dirección y presentar diferentes tipos de atenuación y leyes de propagación. Cantidad de explosivo: Es el factor mas importante que afecta a la generación de vibraciones, a mayor carga explosiva, mayor magnitud de vibraciones. Distancia al punto de voladura: Al igual que la anterior tiene una gran importancia, conforme la

MONITOREO DE VIBRACIONES Los objetivos para realizar un estudio de vibraciones son : * Conocer el Modelo de Vibraciones también conocido como la ley de propagación de las vibraciones, para determinar la carga máxima por retardo para una distancia dada y para el criterio de daño adoptado. * Conocer las  frecuencias de vibración  predominante para el macizo rocoso que se desea volar y establecer a continuación la secuencia de salida mas efectiva.

MONITOREO DE VIBRACIONES * Se puede realizar para Campo Cercano (d50 mts) * Para realizar el estudio de vibraciones es necesario definir las zonas en las cuales se realizaran los monitoreos para posteriormente proceder a la instalación de los geófonos en lugares estratégicos y además disponer de la instrumentación adecuada.

EQUIPOS PARA EL MONITOREO DE VIBRACIONES Para realizar el monitoreo se utilizan equipos especializados los cuales constan de los siguientes componentes: * TRANSDUCTORES (geófono) que se instala en solidaria a la roca.

forma

* SISTEMA DE CABLES (paralelos) que llevan la captada desde el geófono al equipo.

señal

* EQUIPO DE ADQUISICIÓN  (sismógrafo) el cual recibe la señal y la almacena. * COMPUTADOR , el cual tiene incorporado el software necesario el análisis de la información.

CARACTERISTICAS DEL GEOFONO * La señal eléctrica está generada por una bobina móvil dentro del campo de un imán fijo. * Entrega una medición directa de la velocidad de partícula. * Bajo costo (US$ 500 aprox). * Miden bien en el rango de 1 mm/s a 2000 mm/s. * El rango de aplicación está limitado por la frecuencia de resonancia propia del geófono, que suele estar entre 5 y 15 Hz hasta un máximo de 300 Hz.

CARACTERISTICAS DEL GEOFONO GEOFONO VERTICAL

PERFIL ALUMINIO

GEOFONO TRANSVERSAL

GEOFONO RADIAL

EQUIPO DE ADQUISICION

ANALISIS DE VIBRACIONES El paso de una onda sísmica por medio de un macizo rocoso produce en cada punto de éste un movimiento que se conoce como vibración. La señal de vibraciones producida por la voladura, consiste en un número discreto de ondas las que representan las detonaciones de cargas detonando en un determinado tiempo. El primer paso en el análisis de una señal es determinar que carga o cargas representan la vibración captada, la capacidad para realizar esto depende de poder captar la diferencia entre la detonación y la secuencia de salida diseñada.

ANALISIS DE VIBRACIONES

TALADROS RETARDADOS

ANALISIS DE VIBRACIONES Los parámetros básicos de análisis son: *Amplitud (A): Desplazamiento máximo de un punto desde su posición de reposo. *Velocidad de partícula (v): Velocidad a la que se desplaza el punto. *Aceleración (a):Ritmo de cambio de la velocidad. *Frecuencia (f): número completo de oscilaciones o ciclos por segundo

PARÁMETROS DE ONDA

CRITERIO DE PREVENSION DE DAÑOS EN ESTRUCTURAS * Unites States Bureau of Mines (USBM)  – 1971

RECOMENDACIONES PARA REDUCIR EL NIVEL DE VIBRACIONES 1.

Minimizar la cantidad de explosivo por tiempo de retardo

2.

Reducir el diámetro de perforación, secuencia taladro a taladro, etc.

3.

Usar tiempos cortos, ya que estos presentar una menor dispersión que los tiempos altos.

4.

Usar tiempos entre filas y taladros que eviten la superposición de ondas y permitan un buen desplazamiento de la roca. l d

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