Modelamiento predictivo de vibraciones en campo lejano para el control de daño en chancadora primaria y poza pop en la unidad minera lagunas norte

(1)

Universidad Nacional de Trujillo

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE

INGENIERÍA DE MINAS

“MODELAMIENTO PREDICTIVO DE VIBRACIONES EN

CAMPO LEJANO PARA EL CONTROL DE DAÑO EN

CHANCADORA PRIMARIA Y POZA POP EN LA UNIDAD

MINERA LAGUNAS NORTE”

TESIS

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO DE MINAS

AUTOR:

Br. BOBADILLA VELÁSQUEZ, YOSSELYN TALHÍA

ASESOR:

ING. ARANGO RETAMOZO, SOLIO MARINO

TRUJILLO - PERÚ

(2)

“MODELAMIENTO PREDICTIVO DE VIBRACIONES EN

CAMPO LEJANO PARA EL CONTROL DE DAÑO EN

CHANCADORA PRIMARIA Y POZA POP EN LA UNIDAD

MINERA LAGUNAS NORTE”

Presentada a la Escuela de Ingeniería de Minas de la Universidad Nacional de Trujillo para obtener el Título de Ingeniero de Minas.

JURADOS

TRUJILLO – PERÚ

2016

Ing. Alberto Cipriano Galván Maldonado CIP N°: 49937

Presidente

Ing. Orlando Alex Siccha Ruiz CIP N°: 68633

Secretario

Ing. Solio Marino Arango Retamozo CIP N°: 41484

(3)

Dedicatoria

A Otilia Velásquez M. Mi madre, en honor

a su amor incondicional de madre y

apoyo infinito.

A Ismael Velásquez M. Mi tío,

agradeciendo siempre su amor de padre.

A mis tíos, Gracias por ser mi tranquilidad

y alegría.

(4)

PRESENTACIÓN

Señores miembros del jurado:

En cumplimiento con las disposiciones establecidas en el Reglamento de

Grados y Títulos de la Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas

de la Universidad Nacional de Trujillo someto a vuestra consideración el

presente trabajo titulado: “MODELAMIENTO PREDICTIVO DE

VIBRACIONES EN CAMPO LEJANO PARA EL CONTROL DE DAÑO EN

CHANCADORA PRIMARIA Y POZA POP EN LA UNIDAD MINERA

LAGUNAS NORTE”, con el cual pretendo optar el título de Ingeniero de

Minas.

Esperando que el presente trabajo de investigación cumpla con los

requisitos establecidos, considero propicia la oportunidad para testimoniarle

mi agradecimiento y estima a ustedes y a todos los profesores de la facultad

por las enseñanzas impartidas durante la permanencia en esta prestigiosa

universidad.

Trujillo, Diciembre del 2016

(5)

AGRADECIMIENTO

Agradezco a la Universidad Nacional de Trujillo, a la Escuela de Ingeniería

de Minas y sobre todo a sus docentes por haberme impartido sus

conocimientos y enseñanzas durante mi formación académica.

Así mismo agradezco a las empresas: Minera Barrick – Lagunas Norte y

Orica Mining Services por haberme brindado todo el apoyo y confianza para

la realización de este informe de investigación, tan importante para mi

emprendimiento profesional.

(6)

RESUMEN

En la Unidad Lagunas Norte, de la empresa Minera Barrick Misquichilca, Para inicios del 2017 tiene como plan la ampliación del tajo por la zona Dafne. Según el planeamiento a Mediano Plazo, para inicios del año 2017 viene consigo la ampliación del Tajo por la zona de DAFNE. Como parte de esta ampliación, los frentes de las voladuras se acercan más a dos estructuras importantes de la Mina; La Chancadora primaria y la Poza. Por ello con la finalidad de minimizar el nivel de vibraciones y evitar el daño a estas dos instalaciones, se realizó el modelamiento y simulaciones de vibraciones con el fin de optimizar factores que incidan en el nivel de vibraciones, entre ellos los más importantes, carga por retardo, tiempos entre taladros, secuencia miento de salida, etc.

El modelamiento y simulaciones de voladuras con el Software ShotPLus de Orica Mining Services, fue desarrollado con diferentes cargas por retardo. Se realizaron 109 pruebas de campo para la contrastar la simulación recopilando los resultados obtenidos en cada una de ellas. Dichos resultados nos dieron parámetros que fueron ordenados en una base de datos y analizados logrando demostrar que para minimizar el nivel de vibraciones producidas por las voladuras de rocas areniscas y andesitas y evitar los daños a la chancadora primaria y poza POP, se tenía que determinar un factor de carga y un secuencia miento de salida óptimo; Logrado con el modelamiento de Montecarlo.

(7)

ABSTRACT

At the Lagunas Norte Unit, of the Barrick Misquichilca Mining Company, the plan for the start of 2017 is to expand the dam by the Dafne zone. According to medium-term planning, for the beginning of 2017 comes with the extension of the Tagus by the area of DAFNE. As part of this expansion, blast fronts are closer to two major mine structures;The primary crusher and the Poza. Therefore, in order to minimize the level of vibrations and avoid damage to these two installations, modeling and vibration simulations were performed in order to optimize factors that affect the level of vibrations, including the most important, Delay, time between holes, output sequence, etc.

Modeling and blasting simulations with Orica Mining Services' ShotPLus Software was developed with different delay loads. A total of 109 field tests were performed to test the simulation, compiling the results obtained in each of them. These results gave us parameters that were ordered in a database and analyzed demonstrating that in order to minimize the level of vibrations produced by the blasting of sandstone and andesite rocks and to avoid damages to the primary crusher and POP pool, Load factor and optimum output sequence; Made with Montecarlo modeling.

And finally after the modeling and simulations for each blast, it was possible to obtain the appropriate parameters for each blasting mesh. In this way, do not exceed the Maximum Permissible Limits of each structure to be controlled.

(8)

ÍNDICE DE CONTENIDOS

DEDICATORIA ... i

PRESENTACIÓN ... ii

AGRADECIMIENTO ... iiiii

RESUMEN ... iiv

ABSTRACT ... iv

ÍNDICE DE CONTENIDOS ... vi

LISTADO DE TABLAS ... viii

LISTADO DE FIGURAS ... viiii

ÍNDICE DE ANEXOS ... x

NOMENCLATURA ... xii

CAPITULO I: INTRODUCCIÓN 1.1. Realidad Problemática... 13

1.2. Antecedentes ... 14

1.3. Marco Teórico ... 15

1.4. Justificación ... 37

1.4. Enunciado del Problema... 37

1.5. Hipótesis ... 37

1.6. Objetivos ... 38

CAPITULO II: MATERIALES Y METODOS 2.1. Material de Estudio ... 39

(9)

2.1.2.Ubicacion de las Voladuras a Monitorear... 42

2.2 Equipos e Instrumentos ... 42

2.3. Métodos y Procedimientos ... 44

2.3.1.Método ... 44

2.3.2.Procedimiento Experimental ... 46

CAPITULO III: RESULTADOS Y DISCUSION 3.1.Resultados ... 65

3.1.1.Calculo de la Vp en roca Andesita y Arenisca ... 65

3.1.2. Captura de Ondas Elementales ... 66

3.1.3.Monitoreo de Vibraciones ... 74

3.1.4.Simulación de Vibraciones - Método Montecarlo ... 81

3.2.Discusión de Resultados: ... 92

CAPITULO IV: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 4.1. Conclusiones ... 93

4.2. Recomendaciones ... 94

CAPÍTULO V: REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

(10)

LISTADO DE TABLAS

Tabla N° 01: Valores representativos de la norma UNE...35

Tabla N° 02: Valores representativos de la norma DIN ... 35

Tabla N° 03: Valores representativos de la norma DIN ... 36

Tabla N° 04: Parametros Diseño de Proyecto 10 - F ... 36

Tabla N° 05: Vp de Roca Andesita y Roca Arenisca ... 46

Tabla N° 06: Coordenadas de las estaciones de Monitoreo ... 47

Tabla N° 07: Monitoreo en Chancadora Primaria ... 50

Tabla N° 08: Monitoreo en Chancadora Primaria ... 52

Tabla N° 09: Aplicación de Logaritmo a la distancia escalar y cargas equivalentes en ANFO ... 55

Tabla N° 10: Variación de la VPP real con la VPP del modelo ... 56

Tabla N° 11: Aplicación de Logaritmo a la distancia escalar y cargas equivalentes en ANFO ... 58

Tabla N° 12: Variación de la VPP real con la VPP del modelo ... 60

Tabla N° 13: Vp en Roca Andesita ... 65

Tabla N° 14: Vp en Roca Arenisca ... 65

Tabla N° 15: Cargas explosivas equivalentes en ANFO, distancias y VPP .. 76

Tabla N° 16: Cargas explosivas, distancias y VPP ... 80

Tabla N° 17: Características de la malla a disparar ... 81

Tabla N° 18: Características Modificadas de la malla a disparar ... 82

Tabla N° 19:Características de la malla a disparar ... 84

(11)

Tabla N° 23:Cuadro Resumen de vibraciones ... 91

LISTADO DE FIGURAS Figura N° 01: Chancadora Primaria. ... 15

Figura N° 02:Poza POP ... 16

Figura N° 03: Ciclo de esfuerzo sobre la roca... 17

Figura N° 04: Plano de Chapman-Jouguet y la Onda de Choque... 17

Figura N° 05: Relación inversa entre Distancia y VPP. ... 18

Figura N° 06: Relación inversa entre Distancia y VPP . ... 20

Figura N° 07: Movimiento de las Ondas de Compresión ... 21

Figura N° 08:Movimiento de las Ondas Transversales. ... 22

Figura N° 09: Movimiento de las Ondas P y S ... 23

Figura N° 10: Propiedades de Las Ondas ... 24

Figura N° 11: Amplitudes de Ondas A1, A2. ... 26

Figura N° 12: Duración de vibraciones. ... 27

Figura N° 13: Velocidad de Propagación usando dos geófonos ... 28

Figura N° 14: Momento de arribo de la onda. ... 29

Figura N° 15: Distancia entre geófono y punto de voladura. ... 31

Figura N° 16: Registro de Ondas Elementales.. ... 33

Figura N° 17:Ubicación de Mina Lagunas Norte. ... 17

Figura N° 18: Ubicación de los Puntos de Medición. ... 41

Figura N° 19: Ubicación de las Voladuras a Monitorear.. ... 42

Figura N° 20: Flujograma del proceso... ... 45

Figura N° 21: Diseño de Voladura Electrónica.. ... 48

(12)

Figura N° 23: Distancia entre el punto de monitoreo y la voladura.. ... 64

Figura N° 24: Registro de Vibraciones de toda la voladura... 64

Figura N° 25: Registro de la Onda Elemental... ... 64

Figura N° 26: Registro captado por el equipo NCIVIB en la voladura del proyecto DAFNE 12-4030-156.. ... 66

Figura N° 29: Registro captado por el equipo NCIVIB en la voladura del proyecto DAFNE 12-4030-0156. ... 69

Figura N° 30: Registro captado por el equipo NCIVIB en la voladura del proyecto DAFNE 12-4030-0157. ... 70

Figura N° 31: Registro captado por el equipo NCIVIB en la voladura del proyecto DAFNE 12-4070-0178 ... 71

Figura N° 32: Registro captado por el equipo NCIVIB en la voladura del proyecto DAFNE 09-3980-008 ... 72

Figura N° 33: Modelo en la Chancadora Primaria ... 74

Figura N° 34: Carga explosiva Vs Distancia ... 75

Figura N° 35: Modelo en la Poza POP ... 78

Figura N° 36: Carga explosiva Vs Distancia ... 79

Figura N° 37: Ingreso de parámetros a ShotPlus... 81

Figura N° 38: Datos Input para la primera simulación con Montecarlo ... 82

Figura N° 39: Datos Input modificados para la simulación con Montecarlo. . 83

Figura N° 40: Datos Input para la segunda simulación con Montecarlo ... 83

(13)

Figura N° 42: Vibración Real ... 84

Figura N° 43:Ingreso de parámetros a ShotPlus ... 85

Figura N° 44: Datos Input para la simulación con Montecarlo ... 85

Figura N° 45: Vibración Simulada ... 86

Figura N° 46: Vibración Real... 86

Figura N° 50:Ingreso de parámetros a ShotPlus ... 88

ÍNDICE DE ANEXOS Anexo N° 01: Plano de Ubicación de Instalaciones ... 68

Anexo N° 02: Limites de Vibración Consideradas... 69

Anexo N° 03: Cálculos de Velocidad Pico Particula Teorica ... 70

(14)

NOMENCLATURA

VPP : Velocidad Pico Partícula Kg : Kilogramos

mm/s : Milímetros por segundo Vp : Velocidad de la Onda m3. : Metros cúbicos

Kg /cm2 : Kilogramos por centímetro cuadrado Kg : Kilogramos

°C : Grados Celsius

P : Onda de comprensión S : Onda Transversal R : Onda de Rayleigh

Vo : Amplitud de la vibración T : Periodo de la Onda F : Frecuencia de la Onda D : Desplazamiento

(15)

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

1.1. Realidad Problemática.

La Unidad Lagunas Norte de la Empresa Minera Barrick Misquichilca, se ubica en el norte del Perú en el distrito de Quiruvilca, provincia de Santiago de Chuco, Departamento de La Libertad. Es una operación minera a tajo abierto. El depósito consiste en un yacimiento de mineral de oro y plata, muy diseminado y de baja ley, que se encuentra intercalado con mantos de carbón y lutitas carbonosas, así como areniscas, y litologías volcánicas.

Actualmente se realizan voladuras primarias y secundarias en las 3 zonas del tajo: JOSEFA, ALEXA Y DAFNE.

Según el planeamiento a Mediano Plazo, para inicios del año 2017 viene consigo la ampliación del Tajo por la zona de DAFNE (Anexo N° 01). Como parte de esta ampliación, los frentes de las voladuras se acercan más a dos estructuras importantes de la Mina; La Chancadora primaria y la Poza POP (Poza de solución Rica).

Cada estructura tiene un Límite Máximo Permisible de Velocidad Pico Partícula de 16 mm/s para la Chancadora Primaria y 14 mm/s para la Poza POP. Ante ello, las vibraciones como producto de las voladuras no deben superar estos valores. Si estos valores son superados, tendríamos como consecuencia el daño estructural de la chancadora primaria y la poza POP. Siendo estas dos estructuras fundamentales para la mina, traería consigo fuertes pérdidas económicas.

(16)

deben emplear en los diseños de las voladuras futuras para que las vibraciones producto de estas no pasen los limites máximo permisibles de la Velocidad Pico Partícula (VPP) de cada estructura, y estas no sean afectadas.

1.2. Antecedentes

En la Unidad Minera Lagunas Norte no se ha registrado algún antecedente de este tipo de estudios.

De la revisión efectuada para la realización de este trabajo, se pudo rescatar algunos de los siguientes antecedentes:

 Stefanie Orihuela y José Vizcarra, en el año 2009, en su tesis de Diseño de un Modelo Predictivo a partir de un estudio de vibraciones, dicen: “Uno de los principales efectos de la voladura es la generación de vibraciones en la roca, las cuales pueden causar graves daños a estructuras cercanas en el caso que se exceda los límites de la velocidad pico partícula. Es por este motivo que no sólo es necesario tener un control de éstas a través de mediciones, sino sería recomendable tener una herramienta de predicción que permita tomar decisiones proactivas ante situaciones adversas”.

(17)

1.3. Marco Teórico

1.3.1 Modelo Predictivo

El objeto de un modelo predictivo es describir una o más de las variables en relación con todas las demás, son conocidos como métodos asimétricos, supervisados o directos. Se llevan a cabo mediante la búsqueda de normas de clasificación o de predicción basada en los datos, estas normas nos ayudan a predecir o clasificar el resultado futuro de una o más variables de respuesta o de destino en relación a lo que ocurre en la práctica con los motivos que la causan o bien en relación con las variables de entrada.

1.3.2 Chancadora Primaria

La chancadora Primaria tritura tamaños enviados directamente de la mina (rocas con contenido metálico de un máximo de 60”) hasta que un producto de 8” a 6”. El mineral es transportado desde la mina usando camiones de capacidad de 220 t., los cuales descargan directamente en una tolva de descarga de 258 t. de capacidad para la alimentación de la chancadora primaria, la cual tiene una capacidad de diseño de 2999 t/h.

Figura N° 01: Chancadora Primaria

(18)

1.3.3 Poza POP

Es una Poza de rebose o de grandes eventos, la cual también ha sido nombrada como poza de rebose de emergencia. Posee un revestimiento compuesto de doble geo membrana con sistema de detección de fugas. Esta poza actualmente tiene una capacidad de 417000 m3.

Figura N° 02: Poza POP

FUENTE: Minera Barrick-Lagunas Norte, 2016.

1.3.4 Vibraciones:

(19)

Figura N° 03: Ciclo de esfuerzo sobre la roca.

1.3.4.1 La Naturaleza de las vibraciones relacionadas con las voladuras:

En las voladuras en Minería, cuando detona una carga explosiva su masa se transforma en gases a alta presión (40.000 Kg /cm2) y temperatura (4000 °C). El efecto dinámico de la explosión genera una onda de choque (Figura N° 04); esta onda viajará a través del entorno, con forma cilíndrica al principio y esférica después.

(20)

• Cuando la onda comprime a la roca por encima de su límite de rotura se produce una trituración de la misma con la creación de grietas longitudinales y circunferenciales, gastando mucha energía y disminuyendo la presión de choque (zona hidrodinámica).

• Cuando la onda baja del límite de rotura a la compresión, hay deformaciones plásticas, y aún se siguen transmitiendo las grietas longitudinales que se propagan por tracción. Por lo tanto la onda sigue gastando energía y disminuyendo su magnitud (zona plástica o de transición).

• Al disminuir la onda de presión al límite elástico, se producen las vibraciones que conocemos y que se transmiten con muy poco consumo de energía y que se amortiguan debido al aumento de superficie sobre la que actúan (zona elástica).

Figura N° 05: Relación inversa entre Distancia y VPP

(21)

Generalmente las vibraciones excesivas del terreno son causadas ya sea por colocar demasiada carga explosiva dentro del taladro o por el inapropiado diseño de la voladura, especialmente en lo referente a la secuencia de las salidas, de modo que parte de la energía que no es utilizada en fragmentar y desplazar la roca, producirá vibraciones.

Por tanto los primeros factores a considerar son los parámetros geométricos del disparo, entre ellos:

 Diámetro del taladro: El aumento del diámetro de perforación, resulta en cargas operantes en ocasiones muy elevadas.

 Taco: Si la longitud del retacado es excesiva, además de presentar problemas de fragmentación, se aumenta el confinamiento, dando lugar a mayores niveles de vibraciones.

 Altura de banco: Debe mantener una relación óptima H/B > 2 para mejor fragmentación y reducir las vibraciones al estar la carga menos confinada.  Burden y espaciamiento: Si el Burden es excesivo, los gases de explosión encuentran resistencia para fragmentar y desplazar la roca, por lo que parte de la energía se transforma en sísmica, incrementando las vibraciones.

(22)

 Secuencia de salida de la malla:

Figura N° 06: Relación inversa entre Distancia y VPP

1.3.5 Tipos de Ondas:

Los tres tipos principales de onda que se pueden observar cuando se monitorean las vibraciones generadas por voladura, son las siguientes:

1.3.5.1 Onda de compresión (P):

(23)

el material donde se propagan. El movimiento de las ondas de las ondas P se ilustra en la Figura N° 07.

Figura N° 07: Movimiento de las Ondas de Compresión

Fuente: Cintex - Manual de Monitoreo de Vibraciones Generadas por Tronaduras, Análisis y Modelamiento, 2006.

1.3.5.2 Onda Transversal (S):

(24)

Figura N° 08: Movimiento de las Ondas Transversales

(25)

Figura N° 09: Movimiento de las Ondas P y S.

1.3.5.3 La Onda R:

(26)

1.3.6 Propiedades Fundamentales De Una Onda:

Figura N° 10: Propiedades de Las Ondas.

𝑽 = 𝑽

_𝒐

∗ 𝒔𝒆𝒏(𝒘𝒕)

𝑨 = 𝑽

_𝒐

∗ 𝟐𝝅𝒇 ∗ 𝒄𝒐𝒔 (𝒘𝒕)

𝒅 =

𝑽

𝒐

𝟐𝝅𝒇

∗ 𝒄𝒐𝒔(𝒘𝒕)

Donde:

𝑽_𝒐: Amplitud de la vibración (mm/s)

T: Periodo de la Onda (ms)

F: Frecuencia de la Onda (Hz)

D: Desplazamiento (mm)

(27)

1.3.6.1 Frecuencia de las vibraciones (𝐅):

𝑭 =

𝟏 𝑻

Donde:

T: Periodo de la Onda (ms)

F: Frecuencia de la Onda (Hz)

La frecuencia de las vibraciones indica el número de veces por segundo que la onda de propagación pasa por un ciclo completo de compresión y tensión. El factor que tiene una gran influencia en esto son las dimensiones de las cargas, columnas grandes de carga tienden a producir bajas frecuencias. Sin embargo otros importantes factores incluyen los módulos de la roca y la razón de carga producida por la detonación (es decir la velocidad de detonación).

(28)

1.3.6.2 Amplitud de las Vibraciones (𝐕_𝐨):

Figura N° 11: Amplitudes de Ondas A1, A2

La amplitud de las vibraciones es una medida de su “Fuerza”. A medida que una onda se propaga a través de un medio, su amplitud disminuye, debido a la combinación de dos factores: la geometría de la onda y perdidas friccionales. Es importante tener en cuenta, que en la medición de vibraciones en macizos rocosos, no se hacen distinciones entre amplitudes positivas o negativas, siendo éstas reportadas sólo como positivas o su valor absoluto.

(29)

1.3.6.3 Duración de las Vibraciones:

Figura N° 12: Duración de vibraciones

La duración de las vibraciones dependen de dos factores principales – la duración de la voladura y la distancia del punto de monitoreo a la voladura. Para asegurar que el peak de velocidad de vibraciones (generado por una voladura) sea registrado y que la cantidad máxima de información pueda ser extraída de un registro de vibración, es importante que se registre completamente la duración de las ondas.

(30)

1.3.6.4 Longitud de Onda de las Vibraciones:

𝜸 =

𝑽𝒑

𝑭

Donde:

Vp: Velocidad de propagación de la onda P (mm/s). F: Frecuencia (HZ)

Es la distancia recorrida por la onda de vibración durante un ciclo completo de compresión y tensión, es decir un Periodo de la Onda.

1.3.6.5 Velocidad de propagación:

La velocidad de propagación describe cuán rápido la onda de vibración se desplaza a través de la roca – la velocidad de particular describe cuán rápido una partícula se mueve en respuesta al paso de la onda.

(31)

1.3.7 Primer Arribo De Ondas

La primera onda en llegar será siempre la onda P. Sin embargo, si la onda pasa a través de un material altamente fracturado, su amplitud puede ser muy pequeña, y otra onda que realice un recorrido más largo a través de una roca más competente llegará con un pequeño atraso y con una amplitud mucho mayor. Esto puede llevar a estimaciones erróneas de velocidad de propagación, cuando la amplitud del primer arribo es muy baja y difícil de identificar. Cuando estimamos velocidades de las ondas, el momento de la llegada de la primera onda es como se indica en la Figura ().

Figura N° 14: Momento de arribo de la onda

1.3.8 Atenuación Del Macizo Rocoso:

(32)

deformación plástica, resultando en una gran pérdida de energía, mientras que rocas con un alto módulo se comportan de una manera elástica removiendo pequeñas cantidades de energía cuando pasa la onda.

1.3.9 Predicción de los Niveles de Vibraciones

1.3.9.1 Modelo Campo Lejano

Se aplica cuando se quiere controlar el daño a estructuras, producido por las vibraciones en voladuras. En el campo lejano (aproximadamente cinco veces la altura de carga a más) se debe tener en cuenta:

 Las perdidas friccionales de la energía vibracional en un medio no elástico a medida que se aleja de la fuente por ejemplo en rocas competentes de módulos altos presentan una baja fricción interna y se puede aproximar al comportamiento elástico, al decrecer la competencia y los módulos de la roca las pérdidas friccionales aumentan lo que atenúa la energía vibracional.

 La propagación geométrica del frente de la onda que se expande, la cual a una distancia muy cercana del taladro es plana a medida que se aleja se torna cilíndrica y finalmente esférica (campo lejano)

 Predicción de los Niveles de Vibraciones:

a. Modelo de Divine y Duvall:

(33)

Figura N° 15: Distancia entre geófono y punto de voladura.

















W

D

K

PPV

Dónde:

K y n son determinados por regresión lineal

W: Peso del explosivo por cada pozo (kg)

D: Distancia (m) desde la carga detonada al punto de medición.

Del modelo presentado debemos hallar los coeficientes α (Factor de Decaimiento) y K (intercepto). Esto se realiza graficando una recta donde en eje de las X estará representado por el logaritmo distancia escalada y el eje de las Y por el logaritmo de los valores de PPV medidos en terreno.

Aplicamos logaritmo al modelo: Lc

D

Geófono

(34)

)

(

















W

D

K

Log

LogPPV

















W

D

Log

LogK

LogPPV



Ajustamos estos valores con una regresión de mínimos cuadrados:

Y = A + BX

Donde:

A = Log K Intercepto con el eje Y

B = Pendiente de la recta

Sc D Distancia Escalada

1.3.10 Onda Elemental:

La onda elemental es el registro de vibración que genera un solo taladro. Puesto que el tiempo de iniciación exacto de cada taladro rara vez se conoce, se realiza la simulación de Monte Carlo, basada en la determinación experimental de la dispersión de los retardos usados en la voladura. La forma de onda elemental de un solo taladro se añade a ella misma, después de un adecuado retardo para cada taladro. Los tiempos de disparo son variados y distribuidos normalmente alrededor del tiempo de disparo nominal, de manera que se produce una forma de onda diferente para cada simulación.

(35)

Se debe notar inmediatamente que el nivel de vibración para una voladura multi taladros es considerablemente mayor que el de un solo taladro. El tipo de ecuación simple de la USBM, sin embargo, indica que los niveles deberían ser iguales, ya que el factor que controla el nivel peak en estas ecuaciones es el peso de la carga por taladro.

Para predecir los niveles de vibración de voladuras de producción en una ubicación específica, primero es necesario establecer la respuesta de un solo hoyo en esa locación para hoyos detonados en varias ubicaciones alrededor del sitio.

Aunque la reproductibilidad de la forma de onda de taladros solos en una proximidad cercana unos a otros se verifican experimentalmente y fácilmente, se debe observar que hay una variación mayor en las amplitudes de la onda. La variabilidad puede ser tan alta como un factor de 2 o más y no se puede explicar variando los pesos de las cargas, sugiriendo que existen otros factores que ejercen una fuerte influencia sobre los niveles peaks de la vibración inducida.

(36)

1.3.11 CRITERIO DE DAÑO POR VELOCIDAD CRÍTICA Vcrit:

 Velocidad de Propagación (Vp):

La velocidad de propagación describe la velocidad con la cual la onda se desplaza a través de la roca. Esta velocidad puede ser medida utilizando dos geófonos ubicados a diferentes distancias de la voladura, y mediante la medición de la diferencia de tiempo de arribo de cada señal.

Cuando se usan múltiples geófonos para medir velocidad de propagación, la distancia de separación de los geófonos debe ser lo suficientemente grande para permitir un cálculo más preciso.

Uno de los mecanismos de daño sobre la roca es el fracturamiento inducido por esfuerzos proveniente de la energía de choque (vibracional). Los esfuerzos (deformaciones) y vibración están relacionados a través de la ecuación (1).Los parámetros geomecánicos empleados son los de roca intacta.

Vp: Velocidad de propagación [m/s] T: Resistencia a la tracción [M Pa]

E: Módulo de Young [G Pa]

Vcrit: Velocidad Crítica [mm/s]

A través de muchos estudios realizados se han determinado zonas de intensidad de vibración que producen diferentes efectos en la roca.

Zona 1: Intenso fractura miento hasta el límite 4 * Vcrit

 

1 V

_crit

T

_V

_p

E



(37)

Zona 2: Creación de nuevas fracturas hasta el límite 1 * Vcrit

Zona 3: Extensión de fracturas pre-existentes hasta el límite ¼ * Vcrit

1.3.12 Normas Internacionales de Vibraciones:

A nivel internacional, existen normativas específicas que regulan la severidad de las vibraciones, proponiendo criterios de limitación para las mismas con respecto al daño específico que estas puedan causar. A continuación presento un resumen de algunas de estas normas con sus respectivos valores representativos.

 Valores Representativos de la Norma UNE - [4.0 mm/s a 9.0 mm/s (2 – 15

Hz)].

Tabla N° 01: Valores representativos de la norma UNE.

 Valores Representativos de la Norma DIN 4150 Alemana – [3.0 mm/s a 5

mm/s (1- 15 Hz)].

Tabla N° 02: Valores representativos de la norma DIN.

VALORES

LÍMITES DEL 2…15 15…75 >75

CRITERIO VELOCIDAD (mm/s) DESPLAZ. (mm) VELOCIDAD (mm/s)

GRUPO I 20 0.212 100

GRUPO II 9 0.095 45

GRUPO III 4 0.042 20

VALORES

LÍMITES DEL 2…15 15…75 >75

CRITERIO DESPLAZ. (mm) DESPLAZ. (mm) DESPLAZ. (mm)

GRUPO I 0.212 0.212 0.212

GRUPO II 0.095 0.095 0.095

GRUPO III 0.042 0.042 0.042

VALORES

LÍMITES DEL 2…15 15…75 >75

CRITERIO ACELERACION (g) ACELERACION (g) ACELERACION (g)

GRUPO I 0.188 0.188…4.712 4.712

GRUPO II 0.085 0.085…2.121 2.121

FRECUENCIA (Hz)

< 10 Hz 10 - 50 Hz 50 - 100 Hz VELOCIDAD (mm/s) VELOCIDAD (mm/s) VELOCIDAD (mm/s)

TIPO I: Edificios publicos o industrial 20 20...40 40...50

TIPO II: Edificios de viviendas o asimilibles a viviendas 5 5...15 15...20

TIPO III: Edificios historicos o por su construccion son sensibles a la vibración 3 3…8 8…10 FRECUENCIA (Hz)

(38)

 Valores Representativos de la Normativa Americana (USBM) – [12.5 mm/s (1 – 40 Hz)]

La normativa USBM colocaría las casas de tierra en el grupo de casas antiguas por lo que su vibración a bajas frecuencias seria de 12.5 mm/s como máximo de velocidad pico partícula a una frecuencia menor a 40 Hz.

Tabla N° 03: Valores representativos de la norma DIN.

 Valores Representativos Del Office of Surface Mining (OSM) [19 mm/s a

25 mm/s]

La normativa OSM que es la misma que aplicar el Perú en su normativa peruana indica que las vibraciones para ese tipo de casas deben estar por debajo del rango de 19 mm/s a 25 mm/s de velocidad máxima.

(39)

1.4. Justificación:

Con este proyecto de investigación se busca controlar el daño en las estructuras de la chancadora primaria y poza POP, causada por las vibraciones producto de las voladuras futuras que se acercarán más a estas dos estructuras. Se tiene como principio básico el tratamiento estadístico de toda la información obtenida en las pruebas de campo, el cual permitirá la aplicación confiable del modelo de predicción de los distintos parámetros de la vibración, y su relación con las características básicas de diseño de las voladuras: carga operante por retardo, secuencia y tiempo de disparo de los distintos taladros en una malla. De esta manera poder definir los parámetros adecuados de las voladuras futuras y de esta manera cumplir con los Límites Máximos Permisibles de vibraciones tanto en la Chancadora Primaria y en la poza POP.

El desarrollo de este proyecto de investigación también tiene como objetivo personal, la obtención del título profesional de Ingeniero de Minas.

1.5. Problema:

Como controlar el daño producido por las vibraciones de las voladuras cercanas a la chancadora primaria y poza POP en la Unidad Minera Lagunas Norte?

(40)

Hi: Aplicando modelamiento predictivo de vibraciones en campo lejano, podemos:

Encontrar los parámetros óptimos para controlar el daño producido por las vibraciones de las voladuras cercanas a la chancadora primaria y poza POP en la Unidad Minera Lagunas Norte.

1.7. Objetivos:

Objetivo General:

Aplicar modelamiento predictivo de vibraciones en campo lejano que permita la predicción confiable de vibraciones producto de las voladuras futuras para el control de daño en la Chancadora Primaria Y Poza POP.

Objetivos Específicos:

- Medir de la velocidad de la onda (Vp) en la roca andesita y arenisca de la zona de Dafne.

- Capturar Ondas elementales.

- Medir de la velocidad pico partícula (VPP) de las vibraciones generadas por la voladura y obtener un modelo de vibraciones en campo lejano para la chancadora y Poza POP.

- Producir ábacos de diseño para usar como guía en el proceso de diseño de las voladuras.

- Utilizar el monitoreo de las vibraciones como una herramienta de diagnóstico, para determinar el grado de interacción entre las variables de la voladura.

(41)

- Determinar del análisis del registro de vibraciones, lo siguiente: cargas detonando en una secuencia de encendido dada, dispersión de los tiempos de encendido de los retardos.

CAPÍTULO II

MATERIALES Y MÉTODOS

2.1. Material de Estudio.

(42)

Figura N° 17: Ubicación de Mina Lagunas Norte

Fuente: Minera Barrick-Lagunas Norte

El depósito consiste en un yacimiento de mineral de plata y oro, muy diseminado y de baja ley, que se encuentra intercalado con mantos de carbón y lutitas carbonosas, así como areniscas, y litologías volcánicas.

 Población.

Las voladuras en las zonas JOSEFA, ALEXA y DAFNE del tajo de la Unidad Minera Lagunas Norte de Minera Barrick Misquichilca.

 Muestra.

El presente estudio está basado en un análisis del nivel de vibraciones causadas por las Voladura realizadas en la zona DAFNE del tajo de la Unidad Minera Lagunas Norte, perteneciente a Minera Barrick. Donde se tiene características de talud de 70°, una altura de banco de 10 m y con nivel superior que se encuentra a una altitud de 4080.00 msnm y el nivel inferior a los 3980 msnm.

2.1.1 Ubicación de los puntos de medición.

Se instalaron dos equipos NCIVIB (sismógrafos empotrados permanentes) tanto en la chancadora primaria y en la poza POP. Las coordenadas de ubicación de cada equipo son las siguientes:

 NCIVIB – CHANCADORA:

(43)

Y= 9120149.86 Z= 4104.20

 NCIVIB – POZA POP:

X= 803991.44 Y= 9120133.64 Z= 4060.21

NCIVIB CHANCADORA

(44)

Figura N°18: Ubicación de los Puntos de Medición.

2.1.2 Ubicación de las voladuras a monitorear

Las coordenadas de todas las voladuras a monitorear son ingresadas al sistema del NCIVB, Las coordenadas exactas de cada voladura son especificadas en la

(45)

Figura N° 19: Ubicación de las Voladuras a Monitorear.

2.2 Equipos e Instrumentos

Actualmente existen sistemas de análisis de vibraciones, los cuales nos permiten obtener de forma automatizada y rápida, información bastante útil de las ondas provocadas en una voladura. Los equipos en este proyecto de investigación son los siguientes:

2.2.1 Equipos

(46)

medidos junto con otros parámetros interesantes como temperatura, ruido, tensiones y niveles de agua subterránea.

2.2.2 Instrumentos

 Sismógrafo Instantel, 04 Canales y 8 Canales: Instrumento que permite medir el nivel de vibraciones producto de las voladuras. Podemos ubicarlo en diferentes puntos de acuerdo a nuestro objetivo. Para ver su instalación en campo ver (Anexo N° 02).

 Software de Configuración Blastware 8.01: Software de análisis de vibraciones para los sismógrafos Instantel.

 Software Cycad: Software de análisis de vibraciones. Los datos de una amplia gama de formatos de monitoreo se pueden importar a Cycad. Cada forma de onda está acompañada de un espectro de potencia de Fourier que muestra el contenido de frecuencia de la señal.

 Software ShotPlus: Software que nos permite diseñar las mallas de voladuras. También de acuerdo al fin de este proyecto de investigación, nos permite el modelamiento del nivel de vibraciones con Montercarlo.

2.3 Métodos y Procedimientos

2.3.1 Método:

(47)

intervienen en la aplicación del modelamiento predictivo de vibraciones en campo lejano.

El cumplimiento de una campaña de monitoreo de vibraciones por voladuras, con la finalidad de aplicar modelamiento predictivo para realizar un control de daño en la chancadora primaria y la poza POP, involucra el siguiente Flujograma.

Definición de las litologías Definición de las

estaciones de monitoreo

Definición de las Inicio

(48)

Figura N° 20: Flujograma del proceso.

2.3.2 Procedimiento Experimental

Etapa 1: Definición de las litologías

En esta etapa se definirá las litologías de mayor incidencia en las zonas donde se realizarán las pruebas de campo (Zona DAFNE). Teniendo afloramientos de andesita y arenisca los que predominan en la zona.

Monitorear las voladuras

Rescatar: PPV, d, Kg y confeccionar tabla de datos

Ingresar datos a planilla Excel para el cálculo del modelo preliminar

Es suficiente la cantidad de monitoreo

Obtención del modelo de vibraciones final

Final

SI

(49)

La información para cada tipo de roca brindada por el área de geotecnia de Lagunas Norte, Barrick es la siguiente:

- Densidad

- Módulo de Young

- Índice de Poisson

Con la cual podremos obtener la Velocidad de propagación para la andesita y arenisca (anexo N° 03).

Tabla N° 05: Vp de Roca Andesita y Roca Arenisca

Roca Andesita UCS

(Mpa)

Densidad

(gr/cm3) Poisson

Young (Gpa)

Vp (m/s)

156 2.41 0.3 14.39 2835

Roca Arenisca UCS

(Mpa)

Densidad

(gr/cm3) Poisson

Young (Gpa)

Vp (m/s)

171.21 2.55 0.28 11.87 2439

Etapa 2: Definición de las estaciones de monitoreo

En esta etapa se definirá las estaciones a monitorear, los datos e información recolectada es la siguiente:

(50)

- Ubicación espacial de los puntos de monitoreo: Las coordenadas de ubicación de cada estación son las siguientes:

Tabla N° 06: Coordenadas de las estaciones de Monitoreo.

CHANCADORA PRIMARIA

X Y Z

803715.17 9120149.9 4104.2

POZA POP

X Y Z

803991.44 9120133.6 4060.21

Etapa 3: Definición de las voladuras a monitorear

En esta etapa, con información brindada por el área de planeamiento, se determinó que voladuras serán monitoreadas. Para definir las voladuras a monitorear se tuvo en cuenta principalmente la distancia de la voladura a los puntos de monitoreo (voladuras mayores a 1000 m. de los puntos de monitoreo, no fueron consideradas).

Etapa 4: Diseño en ShotPlus de las mallas de voladura

(51)

Figura N° 21: Diseño de Voladura Electrónica.

Etapa 4: Monitoreo de las voladuras

En esta etapa, se monitorearon todas las voladuras consideradas en la etapa 03. Como datos e información recopilada, fue la siguiente:

(52)

- Coordenadas exactas de los taladros asignados para captura de ondas elementales.

- Distancia entre la voladura y puntos de monitoreo (NCIVIB e Instanteles).

- Tipo de explosivo y cantidad de carga en Kg. de los taladros asignados para captura de ondas elementales.

- Velocidad Pico Partícula (VPP) capturada por los NCVIB e Instanteles, ver (Anexo N° 04).

(53)

a. Monitoreo de las Voladuras en la Chancadora Primaria:

Tabla N° 07: Monitoreo en Chancadora Primaria

Carga Puntual

ID X Y Z HT T L CC EQUIPO X Y Z PPV (mm/s)

DAFNE 11-4090-178 27-jul 1 B9 803935.19 9120348.15 4100.18 11.20 5.00 6.20 4092.08 NCVIB Chancadora 803715.169 9120149.86 4104.20 296.44 FM 45 245.0 7.701 DAFNE 11-4090-178 27-jul 2 F10 803925.94 9120351.14 4100.46 11.30 5.00 6.30 4092.31 NCVIB Chancadora 803715.17 9120149.86 4104.20 291.68 FM 45 225.0 5.933 DAFNE 11-4090-178 27-jul 3 B9 803935.19 9120348.15 4100.18 11.20 5.00 6.20 4092.08 Instantel 803849.93 9120285.52 4094.96 105.83 FM 45 245.0 50.080 DAFNE 11-4090-178 27-jul 4 F10 803925.94 9120351.14 4100.46 11.30 5.00 6.30 4092.31 Instantel 803849.93 9120285.52 4094.96 100.45 FM 45 225.0 39.100 DAFNE 12-4000-079 04-ago 5 B2 803882.93 9120768.38 4010.00 11.40 5.00 6.40 4001.80 Instantel 1 803773.75 9120440.85 4108.00 361.21 FM 20 315.0 3.009 DAFNE 12-4000-079 04-ago 6 G7 803909.83 9120746.94 4010.00 10.30 5.00 5.30 4002.35 Instantel 1 803773.75 9120440.85 4108.00 351.24 FM 40 295.0 1.842 DAFNE 12-4000-079 04-ago 7 A14 803868.90 9120688.05 4010.00 10.70 5.00 5.70 4002.15 Instantel 1 803773.75 9120440.85 4108.00 285.25 FM 40 220.0 2.244 DAFNE 12-4000-079 04-ago 8 J19 803919.60 9120682.87 4010.00 10.60 5.00 5.60 4002.20 Instantel 1 803773.75 9120440.85 4108.00 301.73 FM 40 200.0 2.323 DAFNE 12-4000-079 04-ago 9 B2 803882.93 9120768.38 4010.00 11.40 5.00 6.40 4001.80 NCVIB Chancadora 803715.17 9120149.86 4104.20 649.00 FM 20 315.0 1.087 DAFNE 12-4000-079 04-ago 10 G7 803909.83 9120746.94 4010.00 10.30 5.00 5.30 4002.35 NCVIB Chancadora 803715.17 9120149.86 4104.20 636.22 FM 40 295.0 0.492 DAFNE 12-4000-079 04-ago 11 A14 803868.90 9120688.05 4010.00 10.70 5.00 5.70 4002.15 NCVIB Chancadora 803715.17 9120149.86 4104.20 568.94 FM 40 220.0 0.547 DAFNE 12-4000-079 04-ago 12 J19 803919.60 9120682.87 4010.00 10.60 5.00 5.60 4002.20 NCVIB Chancadora 803715.17 9120149.86 4104.20 579.91 FM 40 200.0 0.395 DAFNE 12-4030-156 06-ago 13 D9 804224.88 9120710.91 4040.00 11.00 4.50 6.50 4032.25 NCVIB Chancadora 803715.17 9120149.86 4104.20 761.42 FM 45 260.0 0.417 DAFNE 12-4030-156 06-ago 14 F10 804217.57 9120715.05 4040.00 10.40 4.50 5.90 4032.55 NCVIB Chancadora 803715.17 9120149.86 4104.20 759.59 FM 45 235.0 0.321 DAFNE 12-4030-156 06-ago 15 H11 804210.26 9120719.19 4040.00 10.40 4.50 5.90 4032.55 NCVIB Chancadora 803715.17 9120149.86 4104.20 757.88 FM 45 225.0 0.289 DAFNE 12-4030-156 06-ago 16 B12 804202.95 9120723.34 4040.00 11.20 4.50 6.70 4032.15 NCVIB Chancadora 803715.17 9120149.86 4104.20 756.31 FM 45 280.0 0.234 DAFNE 12-4030-157 12-ago 17 HP4 804229.66 9120681.74 4040.00 12.00 5.00 7.00 4031.50 Instantel 1 804201.75 9120647.85 4056.00 50.28 FM 30 400.0 57.930 DAFNE 12-4030-157 12-ago 18 HP4 804229.66 9120681.74 4040.00 12.00 5.00 7.00 4031.50 Instantel 2 804163.75 9120620.85 4053.00 92.27 FM 30 400.0 29.140 DAFNE 12-4030-157 12-ago 19 HP4 804229.66 9120681.74 4040.00 12.00 5.00 7.00 4031.50 NCVIB Chancadora 803715.17 9120149.86 4104.20 743.56 FM 30 400.0 1.050 DAFNE 12-4030-158 19-ago 20 B15 804291.38 9120823.31 4040.00 11.20 5.50 5.70 4031.65 Instantel 1 803954.75 9120440.85 4088.00 512.61 FM 60 340.0 0.927 DAFNE 12-4030-158 19-ago 21 B15 804291.38 9120823.31 4040.00 11.20 5.50 5.70 4031.65 Instantel 2 803928.75 9120414.85 4092.00 549.53 FM 60 340.0 0.838 DAFNE 13-4060-180-18123-ago 22 S6 803499.74 9120725.50 4070.00 11.20 5.00 6.20 4061.90 Instantel 1 803736.75 9120456.85 4106.00 360.96 FM30 320.0 5.149 DAFNE 13-4060-180-18123-ago 23 F9 803681.88 9120595.61 4070.00 10.90 5.50 5.40 4061.80 Instantel 1 803736.75 9120456.85 4106.00 155.62 FM60 365.0 23.380

TALADRO SISMOGRAFO

(54)

Tabla N° 07: Monitoreo en Chancadora Primaria.

Carga Puntual

ID X Y Z HT T L CC EQUIPO X Y Z PPV (mm/s)

DAFNE 4000 24-ago 28 E11 803949.08 9120842.37 4000.00 10.80 5.50 5.30 3991.85 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 69.52 FM40 356.0 70.820

DAFNE 12-4000-082 26-ago 41 E7 803956.10 9120715.02 4010.00 11.20 5.00 6.20 4001.90 NCVIB Chancadora 803715.17 9120149.86 4104.20 622.83 FM40 370.0 0.639

(55)

b. Monitoreo de las Voladuras en la Poza POP:

Tabla N° 08: Monitoreo en la Poza POP

Real Carga Puntual Real Voladura

ID X Y Z EQUIPO X Y Z PPV (mm/s) PPVV(mm/s)

DAFNE 12-4000-079 04-ago B2 803882.93 9120768.38 4010.00 Instantel 2 803908.75 9120588.85 4017.00 182.01 FM 28 315.0 13.720 114.4 DAFNE 12-4000-079 04-ago G7 803909.83 9120746.94 4010.00 Instantel 2 803908.75 9120588.85 4017.00 158.77 FM 40 295.0 19.220 114.4 DAFNE 12-4000-079 04-ago A14 803868.90 9120688.05 4010.00 Instantel 2 803908.75 9120588.85 4017.00 107.93 FM 40 220.0 28.620 114.4 DAFNE 12-4000-079 04-ago J19 803919.60 9120682.87 4010.00 Instantel 2 803908.75 9120588.85 4017.00 95.79 FM 40 200.0 25.160 114.4 DAFNE 12-4000-079 04-ago B2 803882.93 9120768.38 4010.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 646.66 FM 20 315.0 1.157 2.388 DAFNE 12-4000-079 04-ago G7 803909.83 9120746.94 4010.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 621.47 FM 40 295.0 0.542 2.388 DAFNE 12-4000-079 04-ago A14 803868.90 9120688.05 4010.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 570.82 FM 40 220.0 0.583 2.388 DAFNE 12-4000-079 04-ago J19 803919.60 9120682.87 4010.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 557.01 FM 40 200.0 0.558 2.388 DAFNE 12-4030-156 06-ago D9 804224.88 9120710.91 4040.00 Instantel 1 804174.75 9120638.85 4059.00 91.77 FM 45 260.0 36.030 70.21 DAFNE 12-4030-156 06-ago F10 804217.57 9120715.05 4040.00 Instantel 1 804174.75 9120638.85 4059.00 91.32 FM 45 235.0 25.350 70.21 DAFNE 12-4030-156 06-ago H11 804210.26 9120719.19 4040.00 Instantel 1 804174.75 9120638.85 4059.00 91.73 FM 45 225.0 17.810 70.21 DAFNE 12-4030-156 06-ago B12 804202.95 9120723.34 4040.00 Instantel 1 804174.75 9120638.85 4059.00 93.03 FM 45 280.0 18.410 70.21 DAFNE 12-4030-156 06-ago D9 804224.88 9120710.91 4040.00 Instantel 2 804158.75 9120597.85 4060.00 133.89 FM 45 260.0 21.920 26.07 DAFNE 12-4030-156 06-ago F10 804217.57 9120715.05 4040.00 Instantel 2 804158.75 9120597.85 4060.00 133.97 FM 45 235.0 16.320 26.07 DAFNE 12-4030-156 06-ago H11 804210.26 9120719.19 4040.00 Instantel 2 804158.75 9120597.85 4060.00 134.65 FM 45 225.0 12.940 26.07 DAFNE 12-4030-156 06-ago B12 804202.95 9120723.34 4040.00 Instantel 2 804158.75 9120597.85 4060.00 135.93 FM 45 280.0 13.030 26.07 DAFNE 12-4030-156 06-ago D9 804224.88 9120710.91 4040.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 623.34 FM 45 260.0 1.002 1.615 DAFNE 12-4030-156 06-ago F10 804217.57 9120715.05 4040.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 624.48 FM 45 235.0 0.781 1.615 DAFNE 12-4030-156 06-ago H11 804210.26 9120719.19 4040.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 625.75 FM 45 225.0 0.560 1.615 DAFNE 12-4030-156 06-ago B12 804202.95 9120723.34 4040.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 627.15 FM 45 280.0 0.481 1.615 DAFNE 12-4030-157 12-ago HP4 804229.66 9120681.74 4040.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 598.36 FM 30 400.0 1.110 1.394 JOSEFA 10-4070-178 14-ago A5 804279.71 9121137.32 4080.00 Instantel 1 804280.75 9120937.85 4040.00 202.04 FM 30 300.0 3.766 16.91 JOSEFA 10-4070-178 14-ago A5 804279.71 9121137.32 4080.00 Instantel 2 804262.75 9120903.85 4046.00 235.54 FM 30 300.0 2.867 15.49 JOSEFA 10-4070-178 14-ago A5 804279.71 9121137.32 4080.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 1044.32 FM 30 300.0 0.212 0.904 JOSEFA 09-3980-008 15-ago BF147 803761.57 9121488.56 3990.00 Instantel 1 803746.75 9121377.85 4024.00 119.28 FM 60 220.0 19.240 58.1 JOSEFA 09-3980-008 15-ago BF147 803761.57 9121488.56 3990.00 Instantel 2 803736.75 9121287.85 4019.00 205.57 FM 60 220.0 6.006 19.16 JOSEFA 09-3980-008 15-ago BF147 803761.57 9121488.56 3990.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 1376.54 FM 60 220.0 0.190 0.697 DAFNE 12-4030-158 19-ago B15 804291.38 9120823.31 4040.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 752.64 FM 60 340.0 0.607 1.288 DAFNE 13-4040-181 20-ago A2 803522.29 9120857.16 4050.00 Instantel 1 803600.75 9120654.85 4075.00 219.49 FM 40 350.0 7.755 64.17

PROYECTO Fecha

(56)

Tabla N° 08: Monitoreo en la Poza POP

Real Carga Puntual

ID X Y Z EQUIPO X Y Z PPV (mm/s)

DAFNE 13-4040-181 20-ago A2 803522.29 9120857.16 4050.00 Instantel 2 803669.75 9120586.85 4075.00 309.68 FM 40 350.0 1.503 DAFNE 13-4040-181 20-ago C3 803531.97 9120862.01 4050.00 Instantel 1 803600.75 9120654.85 4075.00 220.73 FM 45 390.0 5.362 DAFNE 13-4040-181 20-ago C3 803531.97 9120862.01 4050.00 Instantel 2 803669.75 9120586.85 4075.00 309.47 FM 45 390.0 1.066 DAFNE 13-4060-180-181 23-ago S6 803499.74 9120725.50 4070.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 769.46 FM30 320.0 0.932 DAFNE 13-4060-180-181 23-ago F9 803681.88 9120595.61 4070.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 556.10 FM60 365.0 2.029 DAFNE 4000 24-ago E11 803949.08 9120842.37 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 713.35 FM40 356.0 0.481 DAFNE 4000 24-ago E6 803962.71 9120826.25 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 696.65 FM40 384.0 0.457 DAFNE 4000 24-ago E10 803955.87 9120843.50 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 714.09 FM40 363.0 0.349 DAFNE 4000 24-ago E5 803967.32 9120830.09 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 700.30 FM40 393.0 0.474 DAFNE 4000 24-ago E9 803962.90 9120844.67 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 714.99 FM40 420.0 0.452 DAFNE 4000 24-ago E4 803971.93 9120833.92 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 703.97 FM40 421.0 0.459 DAFNE 4000 24-ago E8 803969.69 9120845.81 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 715.89 FM40 454.0 0.361 DAFNE 4000 24-ago E3 803976.55 9120837.76 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 707.68 FM40 403.0 0.450 DAFNE 4000 24-ago E7 803976.71 9120846.98 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 716.86 FM40 398.0 0.301 DAFNE 4000 24-ago E2 803981.16 9120841.60 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 711.40 FM40 375.0 0.301 DAFNE 4000 24-ago E1 803985.77 9120845.43 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 715.20 FM40 426.0 0.486 DAFNE 4000 24-ago E12 803989.64 9120840.84 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 710.63 FM40 433.0 0.514 DAFNE 4000 24-ago E13 803993.52 9120836.27 4000.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 706.05 FM40 385.0 0.649 DAFNE 4000 24-ago E11 803949.08 9120842.37 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 69.52 FM40 356.0 70.820 DAFNE 4000 24-ago E6 803962.71 9120826.25 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 48.86 FM40 384.0 82.260 DAFNE 4000 24-ago E10 803955.87 9120843.50 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 66.61 FM40 363.0 59.940 DAFNE 4000 24-ago E5 803967.32 9120830.09 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 49.61 FM40 393.0 97.120 DAFNE 4000 24-ago E9 803962.90 9120844.67 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 64.32 FM40 420.0 81.150 DAFNE 4000 24-ago E4 803971.93 9120833.92 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 51.05 FM40 421.0 154.000 DAFNE 4000 24-ago E8 803969.69 9120845.81 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 62.76 FM40 454.0 75.810 DAFNE 4000 24-ago E3 803976.55 9120837.76 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 53.13 FM40 403.0 113.000 DAFNE 4000 24-ago E7 803976.71 9120846.98 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 61.84 FM40 398.0 71.550 DAFNE 4000 24-ago E2 803981.16 9120841.60 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 55.74 FM40 375.0 84.100 DAFNE 4000 24-ago E1 803985.77 9120845.43 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 58.95 FM40 426.0 90.030 DAFNE 4000 24-ago E12 803989.64 9120840.84 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 54.30 FM40 433.0 126.800 DAFNE 4000 24-ago E13 803993.52 9120836.27 4000.00 Instantel 1 803990.75 9120787.85 4003.00 49.83 FM40 385.0 118.900 DAFNE 12-4000-082 26-ago E7 803956.10 9120715.02 4010.00 Instantel 1 803927.75 9120613.85 4016.00 106.01 FM40 370.0 49.170 DAFNE 12-4000-082 26-ago E8 803950.68 9120711.90 4010.00 Instantel 1 803927.75 9120613.85 4016.00 101.66 FM40 375.0 46.360 DAFNE 12-4000-082 26-ago E9 803945.27 9120708.78 4010.00 Instantel 1 803927.75 9120613.85 4016.00 97.54 FM40 370.0 60.110 DAFNE 12-4000-082 26-ago E7 803956.10 9120715.02 4010.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 585.44 FM40 370.0 1.573 DAFNE 12-4000-082 26-ago E8 803950.68 9120711.90 4010.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 582.68 FM40 375.0 1.080 DAFNE 12-4000-082 26-ago E9 803945.27 9120708.78 4010.00 NCVIB Poza POP 803991.44 9120133.64 4060.91 579.99 FM40 370.0 1.205

PROYECTO Fecha

(57)

Etapa 5: Modelamiento con Divine y Duvall

En esta etapa con los datos obtenido en la etapa 4, aplicando el modelo de divine y duvall. 















W

D

K

PPV

1. A los datos obtenido en campo (especificado en la etapa 4), aplicamos logaritmo a los PPV resgistrados y a la distancia escalar.

)

(

















W

D

K

Log

LogPPV

















W

D

Log

LogK

LogPPV



2. Ajustamos estos valores con una regresión de mínimos cuadrados:

Y = A + BX

Donde:

A = Log K Intercepto con el eje Y

B = Pendiente de la recta

(58)

a. Para la Chancadora Primaria:

Aplicamos Logaritmo a los datos de distancia escalar y carga equivalente en ANFO.

Tabla N° 09: Aplicación de Logaritmo a la distancia escalar y cargas equivalentes en ANFO

D: Distancia

(m)

W: Carga

Equivalente

en ANFO (Kg)

LOG(PPV) LOG(DS)

296.44 20.0 0.887 1.302

291.68 20.6 0.773 1.313

105.83 7.1 1.700 0.854

100.45 7.1 1.592 0.850

361.21 20.9 0.478 1.319

351.24 21.5 0.265 1.332

285.25 20.2 0.351 1.305

301.73 22.4 0.366 1.351

649.00 37.5 0.036 1.574

636.22 38.9 -0.308 1.590

568.94 40.3 -0.262 1.605

579.91 43.1 -0.403 1.634

761.42 49.9 -0.380 1.698

759.59 52.4 -0.494 1.719

757.88 53.4 -0.540 1.728

756.31 47.8 -0.632 1.679

50.28 2.6 1.763 0.416

92.27 4.8 1.464 0.680

743.56 38.6 0.021 1.586

512.61 28.8 -0.033 1.460

549.53 30.9 -0.077 1.490

360.96 20.9 0.712 1.321

155.62 8.8 1.369 0.944

381.72 23.0 0.765 1.362

202.14 11.4 1.006 1.058

616.08 35.7 0.174 1.553

Pendiente =-1.908

K (50)= 819.2

(59)

D: Distancia

(m)

W: Carga

Equivalente

en ANFO (Kg)

LOG(PPV) LOG(DS)

69.52 3.9 1.850 0.588

48.86 2.6 1.915 0.418

66.61 3.7 1.778 0.565

49.61 2.6 1.987 0.420

64.32 3.3 1.909 0.518

51.05 2.6 2.188 0.417

62.76 3.1 1.880 0.491

53.13 2.8 2.053 0.444

61.84 3.3 1.855 0.513

55.74 3.0 1.925 0.481

58.95 3.0 1.954 0.477

54.30 2.7 2.103 0.438

49.83 2.7 2.075 0.426

622.83 34.0 -0.194 1.532

617.90 33.5 -0.295 1.525

613.01 33.5 -0.271 1.525

Con los datos de la tabla N° 09 calculamos el VPP al 50% y 80% (Modelo Ajustado).

Tabla N° 10: Variación de la VPP real con la VPP del modelo.

Carga Puntual

Modelo

PPV (mm/s)

PPV (50%) PPV (80%)

7.701 2.689 4.072

5.933 2.557 3.872

50.080 19.197 29.071

39.100 19.551 29.607

3.009 2.487 3.766

1.842 2.350 3.559

2.244 2.643 4.002

(60)

Carga Puntual Modelo

PPV (mm/s) PPV (50%) PPV (80%)

1.087 0.813 1.231

0.492 0.756 1.146

0.547 0.708 1.072

0.395 0.623 0.944

0.417 0.470 0.712

0.321 0.429 0.650

0.289 0.413 0.626

0.234 0.511 0.774

57.930 131.527 199.176

29.140 41.282 62.516

1.050 0.770 1.165

0.927 1.340 2.030

0.838 1.174 1.777

5.149 2.470 3.741

23.380 12.934 19.586

5.819 2.058 3.117

10.140 7.852 11.890

1.492 0.891 1.349

2.846 1.712 2.593

70.820 61.888 93.720

82.260 130.398 197.466

59.940 68.413 103.601

97.120 129.510 196.122

81.150 84.046 127.274

154.000 130.913 198.247

(61)

Carga Puntual

Modelo

PPV (mm/s)

PPV (50%) PPV (80%)

71.550 86.063 130.328

84.100 99.158 150.159

90.030 100.632 152.391

126.800 119.554 181.046

118.900 125.900 190.655

0.639 0.978 1.481

0.507 1.006 1.523

0.536 1.008 1.526

a. Para la Poza POP:

Aplicamos Logaritmo a los datos de distancia escalar y carga equivalente en ANFO.

Tabla N° 11: Aplicación de Logaritmo a la distancia escalar y cargas equivalentes en ANFO.

D: Distancia (m) DS: (D/W

0.5

₎

_LOG(PPV) _LOG(DS)

182.01 10.510 1.137 1.022

158.77 9.711 1.284 0.987

107.93 7.644 1.457 0.883

95.79 7.116 1.401 0.852

646.66 37.339 0.063 1.572

621.47 38.012 -0.266 1.580

570.82 40.430 -0.235 1.607

557.01 41.377 -0.253 1.617

91.77 6.017 1.557 0.779

91.32 6.298 1.404 0.799

(62)

D: Distancia (m) DS: (D/W

0.5

₎

91.73 6.465 1.251 0.811

93.03 5.878 1.265 0.769

133.89 8.778 1.341 0.943

133.97 9.239 1.213 0.966

134.65 9.490 1.112 0.977

135.93 8.588 1.115 0.934

623.34 40.870 0.001 1.611

624.48 43.067 -0.107 1.634

625.75 44.103 -0.252 1.644

627.15 39.623 -0.318 1.598

598.36 31.034 0.045 1.492

202.04 12.100 0.576 1.083

235.54 14.106 0.457 1.149

1044.32 62.543 -0.674 1.796

119.28 8.679 1.284 0.938

205.57 14.958 0.779 1.175

1376.54 100.163 -0.721 2.001

752.64 44.053 -0.217 1.644

219.49 12.325 0.890 1.091

309.68 17.390 0.177 1.240

220.73 11.817 0.729 1.072

309.47 16.567 0.028 1.219

769.46 44.619 -0.031 1.650

556.10 31.415 0.307 1.497

713.35 39.718 -0.317 1.599

696.65 37.347 -0.341 1.572

714.09 39.374 -0.458 1.595

700.30 37.111 -0.324 1.569

714.99 36.651 -0.345 1.564

703.97 36.043 -0.339 1.557

715.89 35.296 -0.443 1.548

707.68 37.034 -0.347 1.569

716.86 37.749 -0.522 1.577

711.40 38.593 -0.521 1.587

715.20 36.403 -0.314 1.561

710.63 35.877 -0.289 1.555

706.05 37.802 -0.188 1.578

(63)

D: Distancia (m) DS: (D/W

0.5

₎

64.32 3.297 1.909 0.518

51.05 2.614 2.188 0.417

62.76 3.094 1.880 0.491

53.13 2.780 2.053 0.444

61.84 3.257 1.855 0.513

55.74 3.024 1.925 0.481

58.95 3.000 1.954 0.477

54.30 2.741 2.103 0.438

49.83 2.668 2.075 0.426

106.01 5.790 1.692 0.763

101.66 5.515 1.666 0.742

97.54 5.327 1.779 0.727

585.44 31.974 0.197 1.505

582.68 31.610 0.033 1.500

579.99 31.676 0.081 1.501

Con los datos de la tabla N° 09 calculamos el VPP al 50% y 80% (Modelo Ajustado).

Tabla N° 12: Variación de la VPP real con la VPP del modelo.

Real Carga

Puntual Modelo

PPV (mm/s) _(50%)PPV _(80%)PPV

13.720 8.463 12.242

19.220 9.921 14.352

28.620 16.056 23.227

25.160 18.545 26.828

1.157 0.660 0.955

0.542 0.637 0.922

0.583 0.563 0.814

(64)

36.030 25.992 37.601

25.350 23.710 34.299

17.810 22.490 32.535

18.410 27.244 39.411

21.920 12.156 17.585

16.320 10.966 15.864

12.940 10.392 15.033

13.030 12.704 18.378

1.002 0.551 0.797

0.781 0.496 0.717

0.560 0.472 0.684

0.481 0.586 0.848

1.110 0.958 1.386

3.766 6.374 9.221

2.867 4.681 6.772

0.212 0.234 0.338

19.240 12.437 17.991

6.006 4.160 6.018

0.190 0.091 0.131

0.607 0.474 0.685

7.755 6.142 8.885

1.503 3.073 4.445

5.362 6.685 9.671

1.066 3.387 4.900

0.932 0.462 0.668

2.029 0.935 1.353

0.481 0.583 0.844

0.457 0.660 0.955

(65)

0.474 0.669 0.967

0.452 0.686 0.992

0.459 0.709 1.026

0.361 0.740 1.070

0.450 0.671 0.971

0.301 0.646 0.935

0.301 0.618 0.894

0.486 0.695 1.006

0.514 0.716 1.035

0.649 0.644 0.932

70.820 63.129 91.323

82.260 138.492 200.345

59.940 70.165 101.501 97.120 137.499 198.908 81.150 87.164 126.093 154.000 139.070 201.180 75.810 99.054 143.293 113.000 122.846 177.711 71.550 89.370 129.285 84.100 103.762 150.104 90.030 105.388 152.457 126.800 126.380 182.824 118.900 133.461 193.067 49.170 28.084 40.626 46.360 30.966 44.796 60.110 33.203 48.032

1.573 0.902 1.305

1.080 0.923 1.336

(66)

Etapa 5: Modelamiento de Vibraciones con Montecarlo:

El método Montecarlo es una herramienta más precisa y exacta porque incorpora información de la secuencia de detonación, cargas de los taladros, velocidad sísmica Vp, modelo de Devine y considera la interferencia de las diferentes ondas elementales, producidas por cada uno de los taladros.

Figura N° 22: Variables de entrada en Método de Montecarlo

 Datos Input:

a. Las constantes k y α del modelo de vibraciones de Devine & Duvall (Datos

obtenidos en la Etapa 5).

b. Valores de Vp para la andesita y arenisca. (Obtenidos en la etapa 1).

c. Secuencias de disparo de cada malla de voladura.

d. Las cargas de explosivo por retardo en cada malla.

(67)

f. Registro de Onda Elemental: Como Data Input para modelar con Montecarlo debemos tener registros de ondas elementales a diferentes distancias.

- Se tomó diferentes ondas elementales a diferentes distancias entre los puntos de voladura y los puntos de monitoreo.

Figura N° 23: Distancia entre el punto de monitoreo y la voladura.

Figura N° 24: Registro de Vibraciones de toda la voladura.