A3_grupo02_monitores De Vibraciones

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Escuela Profesional de Ingeniería de Minas

MONITOREO DE LAS VIBRACIONES PRODUCIDAS POR LA VOLADURA DE ROCA GRUPO 02 CHIROQUE YOVERA, SAMMY FALCÓN ASCONA, ALEX RIVERA CALLE, ANGELLO DOCENTE:

PhD. CARLOS AGREDA

CURSO:

VOLADURA DE ROCAS

FECHA:

05/08/2020

OBJETIVOS • Investigar, analizar y discutir la teoría y los modelos matemáticos que fundamentan el monitoreo y análisis de las vibraciones producto de la voladura de rocas. • Conocer los equipos y las metodologías empleadas en el monitoreo de vibraciones producto de la voladura de rocas. • Estudiar y analizar casos prácticos para el monitoreo de vibraciones en minería subterránea y superficial. • Presentar innovaciones para el control y monitoreo de vibraciones producidas por la ingeniería de explosivos.

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INTRODUCCIÓN La energía de los explosivos desde hace mucho es utilizada para cumplir diferentes tipos de trabajo, su objetivo principal en minería es fragmentar el macizo rocoso. Sin embargo, la energía no es utilizada en su totalidad en el momento de realizar esta operación unitaria, como resultado, parte de esta energía será liberada en forma de vibraciones.

Uno de los principales inconvenientes de su utilización es que, como consecuencia directa, se produce la generación de vibraciones en el medio circundante además de otros problemas medioambientales como ruido, onda aérea, polvo y/o proyecciones. Mediante el monitoreo de vibraciones se puede obtener diversos datos, entre los cuales se tiene las velocidades pico partícula en las tres direcciones para poder realizar una base de datos. En base a esta se puede modelar, analizar y evaluar el daño potencial que una voladura puede producir. 3

AGENDA “Monitoreo de las vibraciones producto de la voladura en operaciones mineras”

Fundamento Teórico y Aspectos Legales

1 ▪ Conceptos Básicos

Monitoreo de vibraciones en minas subterráneas

Monitoreo de vibraciones en minas superficiales

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3

• Equipo de Monitoreo

• Sistema Electrónico

▪ Equipos de Monitoreo

▪ Modelos Matemáticos

• Sistema de Procesamiento

▪ Estudio de Casos

▪ Aspectos Legales

• Ratio Signal to Noise

▪ Tecnología para el

• Estudio de Casos

control de vibraciones

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1 FUNDAMENTO TEÓRICO Y ASPECTOS LEGALES

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DEFINICIÓN DE VIBRACIONES • Las vibraciones vienen a ser un fenómeno de transmisión de energía que se refleja en la propagación de un movimiento ondulatorio a través de un medio. La detonación de un explosivo contenido en un taladro localizado en un macizo rocoso genera de una forma casi instantánea un gran volumen de gases a altas temperaturas y elevadas presiones. La aplicación brusca de estas presiones tan elevadas sobre las paredes del taladro simula un choque o impacto brusco, provocando en cada punto del macizo deformaciones axiales y tangenciales en diferentes direcciones, produciendo de esta manera la fragmentación del macizo en sus proximidades

Medio

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DEFINICIÓN DE VIBRACIONES El fenómeno de las vibraciones se manifiesta mediante un movimiento ondulatorio, debido al paso de fases alternativas de compresión y tensión. La detonación de un explosivo contenido en un taladro localizado en un macizo rocoso genera de una forma casi instantánea un gran volumen de gases a altas temperaturas y elevadas presiones. La aplicación brusca de estas presiones tan elevadas sobre las paredes del taladro simula un choque o impacto brusco, provocando en cada punto del macizo deformaciones axiales y tangenciales en diferentes direcciones, produciendo de esta manera la rotura del macizo en sus proximidades.

Ciclo de esfuerzo de la roca. Fuente: Gráfico de ISEE Blasters Handbook

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TIPO DE ONDAS El fenómeno de las vibraciones por efecto de la voladura busca ser descrito por algunas ecuaciones clásicas de ondas elásticas. Sin embargo, aunque hasta la fecha es el modelo simplificado que mejor se adecúa para el análisis de este fenómeno, estos cálculos no son totalmente confiables debido ciertos problemas como atenuación, dispersión, superposición y cambio de longitud de onda que suelen manifestarse. Básicamente podemos separar en dos grupos los tipos de ondas elásticas: Son aquellas que comprimen la roca y provocan la oscilación de las partículas en la misma dirección de la propagación de la onda. Estas ondas son las más rápidas, su velocidad de propagación y frecuencia son altas y producen cambio de volumen. La roca se estiran y comprime como un acordeón.

Ondas Internas

Ondas Superficiales

Son aquellas que generan la oscilación de las partículas en una dirección transversal a la dirección de la propagación de la onda; es decir en dirección perpendicular al del movimiento de las partículas de las Ondas P. Su frecuencia es alta y la velocidad es algo menor que las ondas P. Son aquellas que originan oscilaciones elípticas en el plano donde se propagan por las superficies de separación de materiales distintos y tienen como efecto la compresión, dilatación y cizalla. Su velocidad es el 90% de las ondas S y su frecuencia es baja.

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TIPO DE ONDAS La onda de corte o 'S' viaja a aproximadamente 1200 m / s (50% de la velocidad de la onda 'P'). El movimiento de las partículas dentro de la onda puede ilustrarse agitando una cuerda n un extremo. La ola viaja a lo largo de la cuerda, pero las partículas dentro de la ola se mueven en ángulo recto a la dirección del movimiento de la onda.

Movimiento de onda sísmica La onda 'P' se mueve radialmente desde el pozo en todas las direcciones a velocidades características del material que se atraviesa (aproximadamente 2200 m / s). La onda Raleigh o 'R' es una onda de superficie, que se desvanece rápidamente con la profundidad y se propaga más lentamente (750 m / s) que las otras dos olas. Las partículas dentro de la onda se mueven elípticamente en un plano vertical en la misma dirección que la dirección de propagación. En la superficie, el movimiento es retrógrado al movimiento de la ola, similar a las olas en el océano.

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10

CARACTERÍSTICAS DE LAS VIBRACIONES Las características de las vibraciones que son importantes para su estudio son: • Amplitud, o la intensidad de la velocidad de las partículas . • Frecuencia • Duración del historial de tiempos. Cada característica impacta la respuesta de la estructura (temblor). La amplitud es la fuerza relativa del evento, la frecuencia es la tasa de sacudidas y la duración es la longitud de la forma de onda del evento. Comprender el impacto de las vibraciones en las estructuras y cómo pueden ser modificadas por el diseño de la explosión es un paso importante para limitar los impactos fuera del sitio.

Un sismógrafo de voladura puede medir los efectos de los cambios en el diseño de la explosión en las vibraciones externas. Además, cuando una explosión genera vibraciones excesivas, la forma de onda se puede usar para identificar el diseño de la explosión o los problemas de rendimiento. 11

MODELOS DE VIBRACIONES Modelos de Velocidad de Partícula Un elemento importante en el proceso de evaluación y optimización de la operación de voladura, 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 voladura. 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 y el de regresión múltiple. El cual no considera una simetría de carga particular y utiliza la expresión descrita por la ecuación:

PPV = 𝐾 ∗ 𝐷𝛼 Donde: PPV = Velocidad pico partícula (mm/s) D = Distancia escalar K = Factor de velocidad α = Factor de atenuación En la ecuación, 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.).

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MODELOS DE VIBRACIONES Modelo de Devine Teóricamente, el criterio que mejor representa el comportamiento de la vibración generadas por el tipo de cargas explosivas usadas en voladuras en minería de open pit, es el de DEVINE puesto que al utilizar cargas explosivas con geometría cilíndricas, se tiene que las distancias deben ser corregidas por la raíz cuadrada de la carga. Factor de Factor de Factor de Factor de Ecuación de Comportamiento de Vibraciones Amplitud K atenuación Amplitud K atenuación Modelo Devine y Duvall α α 597

-2.34

99

-2.33

500

-2.11

227

-1.60

321

-2.39

499

-2.01

495

-2.12

175

-1.63

PPV = 𝐾 ∗ (

𝑑 𝑊

)𝛼

PPV = Velocidad pico partícula (mm/s) K = Constante de Propagación del Medio

262

-2.28

112

-1.94

284

-1.72

428

-2.49

W = Peso de la Carga Explosiva

481

-1.74

168

-1.54

α = Constante de Atenuación del Medio

299

-2.48

703

-2.21

597

-2.32

177

-2.04

d = Distancia entre la carga explosiva y el detector

Variabilidad en los parámetros del Modelo de Vibración. Devine, para diferentes Minas y Macizos Rocosos.

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MODELOS DE VIBRACIONES Modelo de Campo Lejano Devine El análisis de los registros de vibraciones, permiten conocer la velocidad de la partícula que genera cada carga o grupos de cargas en la voladura 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. Además de DEVINE existen diferentes modelos aplicativos para lo que es campo lejano, los cuales mencionamos sus fórmulas a continuación. 𝑑 𝛼 PPV = 𝐾 ∗ ( 1/2 ) Criterio Coeficiente Escalar 𝑊

Donde:

Criterio General Exponencial Criterio General

PPV= Velocidad pico de la partícula (mm/s) W= Peso de la carga explosiva D = Distancia entre el punto de medición y la carga explosiva detonada K = Factor de velocidad Α = Factor de atenuación

D=

𝑑 1 𝑊2

D=

𝑑∗𝛽 ) 𝛼

∗ 𝑒( 𝑑 𝛽

𝑊𝛼

Langerfors (1963)

D=

𝑑 3

𝑊2

Hendron

D=

𝑑 1

𝑊3

Devine (1966)

D=

𝑑 1

𝑊2 Modelamiento vibraciones Devine - ROCK BLASTING AND EXPLOSIVES ENGINEERING

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MODELOS DE VIBRACIONES Modelo de “HOLMBERG & PERSSON” Generalmente, se relacionan la velocidad vibracional de partícula con la habilidad o potencial de inducir un nuevo fracturamiento a través de la relación entre velocidad de las partículas y la deformación dinámica de estas. El análisis de la Velocidad Pico de Partícula ofrece métodos potenciales para controlar el grado y extensión del fracturamiento provocado por la voladura, deduciéndose un método de prevención más que un método de control. Para estimar el nivel de vibraciones PPV a cualquier distancia “d” de un taladro, conociendo el peso de W de la MEC, se utiliza ecuaciones de carga escalar como la propuesta:

PPV = 𝐾 ∗ 𝑑 𝛼 ∗ 𝑊𝛽

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MODELOS DE VIBRACIONES Modelo de “HOLMBERG & PERSSON” Generalmente, se relacionan la velocidad vibracional de partícula con la habilidad o potencial de inducir un nuevo fracturamiento a través de la relación entre velocidad de las partículas y la deformación dinámica de estas. El análisis de la Velocidad Pico de Partícula ofrece métodos potenciales para controlar el grado y extensión del fracturamiento provocado por la voladura, deduciéndose un método de prevención más que un método de control. Para estimar el nivel de vibraciones PPV a cualquier distancia “d” de un taladro, conociendo el peso de W de la MEC, se utiliza ecuaciones de carga escalar como la propuesta:

PPV = 𝐾 ∗ 𝑑 𝛼 ∗ 𝑊𝛽

Modelo de Campo Cercano “HOLMBERG & PERSSON” Sin embargo, en zonas muy cercanas a los taladros donde ocurre el fracturamiento, la ecuación predictiva debe ser modificado considerando la forma cilíndrica de la carga explosiva:

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MODELOS DE VIBRACIONES Comparación entre los Modelos de Devine y Holmberg&Persson En el gráfico se observa la diferencia entre ambos modelos, especialmente en la zona más cercana a la carga, donde se aprecia como el modelo de Devine sobreestima la velocidad de partícula para distancias menores a 10 m

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CRITERIO DE LA VELOCIDAD DE PARTÍCULA CRÍTICA Los altos niveles de vibración producidos por voladuras 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 voladuras, 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, valido esto para un condición de roca confinada en la vecindad inmediata a las cargas explosivas, en donde el impacto de la voladura es más intenso y los niveles de esfuerzo inducidos son similares a los esfuerzos necesarios para la fragmentación de la roca. Dada esta relación con 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 voladura. De acuerdo a lo indicado:

𝑃𝑃𝑉 𝜎 𝜀= = 𝑉𝑃 𝐸

𝜀

: Deformación inducida

Vp : Velocidad de la onda P σ

: Esfuerzo

E

: Módulo de deformación elástica

De la ley de Hooke y asumiendo un comportamiento elástico, la velocidad de partícula máxima, PPVc, que puede ser soportada por la roca antes de que ocurra la falla por tensión, es estimada conociendo la resistencia a la Tracción (σt), el módulo de Young Dinámico E, y la velocidad de programación de la Onda P, Vp, usando la ecuación 𝜎𝑡 𝑉𝑝 𝑈𝐶𝑆 ∗ 𝑉𝑝 𝑃𝑃𝑉𝑐 = 𝜀𝑚𝑎𝑥 𝑉𝑝 = = 𝐸 𝐸

Intenso Fracturamiento

PPV > 4 𝐏𝐏𝐕𝒄

Creación de nuevas fracturas

PPV > 1 𝐏𝐏𝐕𝐜

Extensión de fracturas existentes

PPV > 1/4 PPVc

Tabla de Velocidad pico partícula crítica para daño 18

NORMATIVAS INTERNACIONALES Los países considerados desarrollados siempre han tenido un mayor interés para el control de las operación llevadas a cabo en sus territorios, parte importante de ese control son los límites que tienen para sus problemáticas ambientales. De esta forma han creado instituciones que mediante estudios técnicos y aplicados a la realidad de esos países han constituidos normas y leyes para la protección de su entorno. El ámbito de las vibraciones producidas por la voladuras tampoco ha estado ajeno a este interés por lo que se ha creado en estos países diferentes normas con diferentes valores de velocidad máxima de la partícula, para evitar daño a las construcciones o edificaciones aledañas. Los valores propuestos ha estado mayormente entre dos factores los muy conservadores como la Normativas DIN 4150 alemana que da valores hasta de 4 mm/s para zonas de edificación antigua o las normas americanas que brinda valores de hasta 50 mm/s para sus estructuras. De esta forma estas normas nos brindan valores que van desde los 4 mm/s a los 50 mm/s mayormente. Las normas internacionales de los países del entorno Europeo más destacadas son las siguientes: •

Alemania: DIN 4150

•

Francia: GFEE

•

Gran Bretaña: BS 7385

•

Suecia: SS460 48 66 38

•

Portugal NP-2074

•

Internacional: ISO 2631

•

Estados Unidos: USBM RI 8507

•

Borrador de Norma Europea 19

NORMATIVAS PERUANAS DE VIBRACIONES Guía Ambiental para Perforación y Voladura en Operaciones Mineras.- Sub Sector de Minería – Dirección General de Asuntos Ambientales Los límites de vibración son importantes; el nivel por encima del cual es probable la ocurrencia de daños y el nivel por encima del cual es probable que se quejen los residentes vecinos. No hay un nivel preciso en el cual empiecen a ocurrir daños. El nivel de daños depende del tipo, condición y edad de la estructura, el tipo del terreno sobre el cual se ha construido la estructura y la frecuencia de la vibración en Hertz. En general, todos los edificios públicos y privados, viviendas y otras instalaciones (por ejemplo torres de agua, tuberías y otros servicios públicos, túneles, minas subterráneas, represas, pozas, etc.) deberán protegerse de daños inducidos por voladuras, que sean el resultado de vibraciones de tierra. b). Velocidad Máxima Partícula Pico La vibración máxima de tierra no deberá exceder los siguientes límites en donde se encuentre cualquier vivienda, edificio público, colegio, iglesia, o edificios comunal o institucional fuera del área de voladura:

Distancia (D) desde el área de voladura, expresado en pies

Velocidad de Partícula Pico máxima permitida (Vmax) para vibración en in/seg

Factor de distancia a escala por aplicación sin monitoreo sísmico

0 a 300

1,25

50

301 a 5000

1,00

55

5001 a más

0,75

65

La vibración de tierra se medirá como velocidad de partícula. La velocidad de partícula deberá registrarse en tres direcciones recíprocamente perpendiculares. La velocidad de partícula pico máxima permitida se deberá aplicar a cada una de lastres mediciones. Aplicable a la ecuación de distancia a escala. 20

2 MONITOREO DE VIBRACIONES EN MINAS UG The FULL Picture

9 Custo mer Suppor 5 t

7

8

6

Acquisition Server

3

4 1

Paladin

Tim ing

2

21

SISTEMA ELECTRÓNICO GPS Signal

SGM Station WLAN

Processing PC Acquisition PC Ethernet

Surface Timin g

Level 1

Microseismic Sensor Array

LAN Data

Copper Cable

Level 2

Level 3

LAN SWITCH Paladin -Seismic Stations

• Geophones • Voltage  Velocity (V/in/s) • Magnet, coil, mass, no internal amplifier • Some require specific orientations

Uniaxial Geophone

• Accelerometers • Voltage  Acceleration (V/g) • Piezo-electric, internal amplifier • Can be mounted in any orientation

Triaxial Geophone

SISTEMA DE PROCESAMIENTO

Arrastres

Arranques

alzass

27

RATIO SIGNAL TO NOISE Good Signal-to-Noise Ratio

Poor Signal-to-Noise Ratio

CASO PRÁCTICO PT*P -0.1ms PT* P

-0.5ms

P PT* +1.2ms

θ Final Location (x,y,z)

P PT*

+0.9ms

3 MONITOREO DE VIBRACIONES EN MINAS OP

31

MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP “Vibration monitoring keeping the neighbours happy”

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MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP • Sismógrafos de voladura (Blasting Seismographs) •

•

Sistema de instrumentación completo que consta del geófono, amplificadores, una fuente de alimentación y un grabador que recolecta y almacena los registros de la vibración. Geófono • •

•

Sensor de las vibraciones terrestres Geófonos triaxiales • Contienen 03 transductores de velocidad mutuamente perpendiculares. Estos transductores se mueven y registran las vibraciones terrestres en 3 direcciones: V, L y T. • La salida de un transductor de velocidad es generada por una bobina que se mueve a través de un campo magnético. El voltaje inducido por la bobina es directamente proporcional a la velocidad relativa entre la bobina y el campo magnético.

Micrófono •

Sensor del ruido (airblast) 33

MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP • ISEE Field Practice Guidelines for Blasting Seismographs •

La ISEE ha desarrollado pautas para definir las responsabilidades del usuario al implementar sismógrafos en el campo. • • •

Colocación (siempre afuera de la infraestructura) Acoplamiento del geófono Configuración del sismógrafo (Rango máximo, tasa de muestreo, etc.)

34

MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP Ejemplo de Registro

35

MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP

Casos de Estudio

1

Fimiston Open Pit (Super Pit) - Australia Reto: Proximidad a la comunidad

2

Unidad Minera Colquijirca - Perú Reto: Proximidad a la comunidad

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MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP

Caso A Mina:

Fimiston Open Pit (Super Pit) - Australia

Empresa: Kalgoorlie Consolidated Gold Mines Pty Ltd (KGCM) Descripción Breve: KCGM extrae y procesa depósitos remanentes de baja ley dejados por las actividades mineras históricas, que requieren el movimiento de grandes cantidades de mineral.

Reto: La proximidad de KCGM a la comunidad ha dado forma a los métodos de voladura usado. Las voladuras en KCGM se manejan cuidadosamente para minimizar los posibles impactos en los residentes de Kalgoorlie-Boulder.

Solución: Monitoreo y Control de Polvo Monitoreo y Control de Ondas sonoras (Airblast) Monitoreo y Control de Vibraciones Fuente: KGCM Blasting Information Sheet

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MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP Caso A Monitoreo de Vibraciones ▪ Las vibraciones generadas varían según el tipo de voladura realizada, los cuales dependen de los siguiente factores: ▪

Fragmentación deseada

▪

Ubicación

▪

Cuerpo Mineral

▪

Presencias de trabajos históricos

▪

Presencia de estructuras geológicas

▪ Los métodos de voladura también deben tener en cuenta: ▪

Potencial de Fly rocks

▪

Potencial de vibraciones

▪

Potencial de ruido (airblast)

▪

Potencia de polvo

Fuente: KGCM Blasting Information Sheet

38

MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP Caso A Monitoreo de Vibraciones ▪

Cada tipo de voladura puede sentirse bastante diferente en superficie. ▪

Algunas voladuras generan vibraciones más débiles, pero duran más (10-15 segundos)

▪

Otras producen vibraciones más fuertes que duran solo unos segundos.

▪

Las voladuras en KCGM se manejan de acuerdo con los límites y estándares que aseguran que los impactos en la comunidad se minimicen.

▪

Para minimizar la vibración de la voladura se utilizan detonadores electrónicos y un adecuado taco, permitiendo así una voladura más eficiente utilizando menos explosivos y minimizando las vibraciones, el ruido (airblast), el polvo y los fly rocks. Fuente: KGCM Blasting Information Sheet 39

MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP Caso A Monitoreo de Vibraciones ▪ Las vibraciones y el ruido (airblast) están controlados por una red de monitores entre el Super Pit y Kalgoorlie-Boulder. Los monitores se controlan diariamente y se calibran anualmente para garantizar la precisión. ▪ El monitoreo de las vibraciones producto de la voladura se miden y registran con Advanced Texcel remote blast monitor (ETM) equipment. ▪ La grabación de una voladura se desencadena por una vibración que excede el nivel de activación establecido de 0.5 mm/s. El nivel de activación es un nivel interno establecido muy por debajo de los estándares y regulaciones aplicables para rastrear patrones y tendencias de vibración de explosión.

40

Fuente: KGCM Blasting Information Sheet

MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP Caso A Monitoreo de Vibraciones

41

Fuente: KGCM Blasting Information Sheet

MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP Caso A KCGM Super Pit Lookout

Fuente: KGCM

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MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP

Caso B Mina:

Unidad Minera Colquijirca

Empresa: Sociedad Minera El Brocal S.A.A. Descripción Breve: Operación a tajo abierto que explota minerales de zinc-plomo-plata en el distrito de Colquijirca, provincia de Pasco, región Pasco. La mina es operada por Sociedad Minera El Brocal (61.43% BVN), empresa subsidiaria de Buenaventura.

Reto: Proximidad con la comunidad de Colquijirca y el control de daños por efectos de la voladura

Solución: Uso de plasma en sectores críticos

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MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP Caso B Monitoreo de Vibraciones ▪ Como se aprecia, para el sector en cuestión, la zona de seguridad incluye una importante extensión del pueblo. ▪ Los límites de vibración y airblast se establecen en base a la norma alemana, que es la más rígida en estos valores (Norma Alemana DIN 4150 De 1999).

Fuente: Tesis “Evaluación de vibraciones en voladura con plasma para reducir la proyección de rocas (Fly Rock) en el tajo abierto de Sociedad Minera El Brocal S.A.A.”

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MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP Caso B Monitoreo de Vibraciones

Fuente: Tesis “Evaluación de vibraciones en voladura con plasma para reducir la proyección de rocas (Fly Rock) en el tajo abierto de Sociedad Minera El Brocal S.A.A.”

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MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP

Tecnologías para el control de las vibraciones

1

Uso de Plasma

2

Uso de detonadores electrónicos

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MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP

Tecnologías para el control de las vibraciones

1

Uso de Plasma

• Minera Coimolache • Ampliación de Pad de Lixiviación • A 130m – VPP = 0.683 y Frecuencia de 9.3 Hz • Cero Fly rocks

2

Uso de detonadores electrónicos

La precisión de los detonadores electrónicos aumenta la confianza de que la secuencia de salida se realice como se ha diseñado.

47

MONITOREO DE VIBRACIONES EN OPERACIONES OP

VPP = 21.2 mm/s

VPP = 7.80 mm/s

La intensificación se produce cuando dos o más frecuencias generadas están estrechamente alineadas, por ejemplo, 16.8 Hz y 15.8 Hz.

Las semifases se eliminan si las dos frecuencias contribuyentes están suficientemente separadas usando una secuencia de iniciación apropiada. 48

CONCLUSIONES A. Fundamento de las vibraciones y su monitoreo en operaciones mineras ▪ Se debe utilizar el método de la Velocidad Pico Partícula para medir las vibraciones producidas por la voladura de rocas, pues bajo esta metodología se obtienen resultados confiables para el control de dichas vibraciones, a diferencia de otros métodos que obtienen resultados poco producentes. ▪ La importancia de la aplicación de modelos matemáticos radica en poder predecir el daño potencial que las vibraciones puedan producir para construir modelos confiables para el control y monitoreo. B. Monitoreo de vibraciones en minas subterráneas ▪ El monitoreo de vibraciones en minería subterránea tienen otras aplicaciones en minería subterránea ▪ Los monitoreos de vibración se ha convertido en una necesidad en la mineras peruanas por sus no solo en voladura, sino también en otras operaciones unitarias y en análisis de estallido de rocas. ▪ Con el análisis de vibración podemos inferir si fue una correcta o mala voladura. C. Monitoreo de vibraciones en minas superficiales

▪ Dentro de los impactos medioambientales que ocasiona la voladura se encuentra el de las vibraciones, las cuales deben monitorearse constantemente para verificar que se encuentren por debajo de los límites máximos permisibles. ▪ El monitoreo de vibraciones brinda información a tenerse en cuenta para la mejora continua del diseño de la voladura. ▪ El monitoreo constante de las vibraciones y su control es muy importante para asegurar la sostenibilidad de una operación minera, sobre todo si cerca a la operación se encuentran comunidades o infraestructuras. 49

RECOMENDACIONES A. Fundamento de las vibraciones y su monitoreo en operaciones mineras ▪ ▪

Aplicar todos los modelos planteados para determinar el más adecuado dependiendo de la geomecánica del macizo rocoso de cada unidad minera, así como la consideración de la cantidad y tipo de explosivo a utilizar durante la voladura. Se recomienda la aplicación de Normativas Internacionales, pues generalmente la Normativa Peruana es establecida por profesionales poco capacitados para establecer parámetros tan importantes que definen la tranquilidad de las comunidades aledañas a las voladuras de la actividad minera.

B. Monitoreo de vibraciones en minas subterráneas ▪ ▪

Para correcta aplicación del monitoreo de vibraciones, se necesita el asesoramiento de empresas internacionales especializadas en este campo. Antes del procesamiento de la información, tiene que haber un filtrado de información con el fin de no sacar conclusiones de datos erróneos que se puedan generar.

C. Monitoreo de vibraciones en minas superficiales ▪ ▪

La forma de controlar las vibraciones es la de evitar que sobrepasen los límites máximos permisibles. Para esto se debe investigar profundamente la teoría de formación y propagación de las vibraciones con el fin de plantear e implementar correctamente el uso de tecnologías para su control. Investigar profundamente acerca de los beneficios de la voladura con detonadores electrónicos. Aunque los costos de estos detonadores es relativamente alto, los beneficios superan con creces los costos (mejor fragmentación, reducción de la intensidad de las vibraciones, etc.) 50

REFERENCIAS A. Fundamento de las vibraciones y su monitoreo en operaciones mineras •

Alan Bauer Richard. “IKALGOORLIE CONSOLIDATED GOLD MINES SUPER PIT EFFECTS OF BLASTING IN THE GOLGEN PIKE CUT-BACK”

B. Monitoreo de vibraciones en minas subterráneas ▪ ▪

LOPEZ JIMENO (1994). “MANUAL DE PERFORACION Y VOLADURA”. INSTITUTO TECNOLOGICO GEOMINERO DE ESPAÑA Steven V. Crum, David E. Siskind. “BLAST VIBRATION MEASUREMENTS AT FAR DISTANCES AND DESIGN INFLUENCES ON GROUND VIBRATIONS”. U.S. Bureau of Mines

C. Monitoreo de vibraciones en minas superficiales ▪ ▪ ▪ ▪

▪

KGCM (2020). KGCM Blasting Information Sheet. Recuperado de: http://www.superpit.com.au/publications/information-sheets/ “Evaluación de vibraciones en voladura con plasma para reducir la proyección de rocas (Fly Rock) en el tajo abierto de Sociedad Minera El Brocal S.A.A.” A J Moore, A B Richards and T J Laing (2015). Blasting Harmonics and Controlling Peak Particle Velocity G.D.Wyartt (2018). Vibration control blasting for low stability final walls. AusRock 2018: The Fourth Australasian Ground Control in Mining Conference. Wyartt, G, (2017), Electronic Blast Initiation Sequencing – Designing for Productivity, Proceedings of the Forty-third annual conference on Explosives and blasting technique, Cleveland: ISEE.

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¡Gracias por su atención!