04 capitulo ret&sec pierina cscherpenisse oct2007

7/27/2019 04 Capitulo Ret&Sec Pierina CScherpenisse Oct2007

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Capítulo-4Análisis de Retardos

y Secuencias deIniciación

Carlos R. Scherpenisse

Preparado para:Mina Pierina - Barrick Perú

23-25 Octubre - 2007

INGENIERÍA E INSTRUMENTACIÓN EN TRONADURA

M. Pierina ASP Blastronics

Tiempos de los Retardos

< Control de la energía explosiva .< Control del confinamiento.< Maximizar el rendimiento del explosivo

Objetivos de una detonación secuenciada:

1 of 26

GAI-Tronics Curso de Vibraciones por Voladuras, Mina Pierina BARRICK ASP Blastronics




< Fragmentación requerida< Desplazamiento de la roca.< Control de pared y talud.< Geología< Tipos de explosivos< Simplicidad del diseño< Costo

Consideraciones de diseño de los tiempos de retardo


< Retardos dentro del Pozo< Retardo entre filas< Retardo entre pozos

Diseño básico y seleccion de retardos:

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Componentes Detonador Sistema No-Eléctrico:

NÚMERO DE RETARDOS0 10 20 30

20

25

30

35

40

45

50

55

60Ret-42ms Nominal

Promedio = 46.5ms (10.7%)Desv. St . = 3.1 ms (6.7%)

Evaluación de Retardos

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Exactitud

Precisión

TiempoPromedio

Tiempo Nominal

Evaluación de RetardosDistribución Estadística

NÚMERO DE RETARDOS1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

470

480

490

500

510

520

530

Proveedor-1 Proveedor -2

NOMINAL

Promedio = 510.53 ms

Desv. St. = 8.58 ms (1.68%)

PROVEEDOR -1 Promedio = 512.71 ms

Desv. St. = 5.08 ms (0.99%)

PROVEEDOR - 2


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Medición y Análisis de Retardos y Secuencia(Septiembre - 2004)

Variabilidad de Retardos NE14 al 17 ms

400

500

600

700

800

900

1 2 3 4 5 6 7 8

Número de Mediciones

NE14 NE15 NE16 NE17

1 2 3 4 5 6 7 8 Mínimo Promedio Máximo

[ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [%]

14 500 497.5 501.7 493.6 497.8 504.8 507.3 486.4 507.5 486.4 499.6 507.5 7.3 1.5%

15 600 603.3 592.7 595.5 597.0 604.6 599.7 602.1 604.5 592.7 598.8 604.6 4.6 0.8%

16 700 693.2 715.2 674.1 706.7 725.8 695.3 698.9 693.2 674.1 701.7 725.8 18.2 2.6%

17 800 828.0 822.9 805.5 815.4 819.9 807.8 807.4 825.8 805.5 816.6 828.0 8.9 1.1%

Ret NETiempoNominal

Número de Mediciones DesviaciónEstandar

Tiempo


Variabilidad de Retardos NE18 al 21ms

800

900

1 000

1 100

1 200

1 300

1 2 3 4 5 6 7 8


NE18 NE19 NE20 NE21

1 2 3 4 5 6 7 8 Mínimo Promedio Máximo

[ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [%]

18 900 890.5 891.0 917.2 885.5 905.4 925.4 876.2 888.4 876.2 897.5 925.4 16.9 1.9%

19 1000 997.8 996.5 1 011.9 999.3 977.3 1 002.2 1 006.9 997.4 977.3 998.7 1011.9 10.1 1.0%

20 1100 1 137.8 1 139.3 1 115.3 1 131.1 1 121.3 1 157.2 1 127.6 1 142.7 1115.3 1134.0 1157.2 13.2 1.2%21 1200 1 168.4 1 189.7 1 166.4 1 191.5 1 202.3 1 171.4 1 181.4 1 185.7 1166.4 1182.1 1202.3 12.6 1.1%

Ret NETiempoNominal

Número de Mediciones DesviaciónEstandar

Tiempo

5 of 26





Variabilidad Retardos de Superfici e 9ms al 42ms

-

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6 7 8


9ms 17ms 25ms 35ms 42ms

1 2 3 4 5 6 7 8 Mínimo Promedio Máximo[ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [ms] [%]

9 9 9.73 8.85 9.04 9.60 8.79 8.29 8.28 8.62 8.28 8.90 9.73 0.54 6.1%

17 17 18.80 19.49 18.70 17.90 18.01 18.35 18.72 18.76 17.90 18.54 19.49 0.59 3.2%

25 25 27.50 29.52 28.91 27.47 29.02 27.55 27.32 28.71 27.47 28.33 29.52 0.92 3.3%

35 35 35.96 37.14 35.56 35.61 36.55 36.07 36.44 37.71 35.56 36.38 37.71 0.75 2.1%42 42 48.36 49.01 46.46 45.99 49.36 49.87 44.15 47.28 44.15 47.56 49.87 1.95 4.1%

Ret NE

Tiempo

Nominal

Número de Mediciones Tiempo Desviación

Estandar

Tiempo Nominal


Distribución Inter-Batch

6 of 26




1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400Tiempo [ms]

1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400

Tiempo [ms]

Evaluación de RetardosProbabil idad de Inversión de Retardos

Probabilidad

Un 1200ms dentro de cada Pozo (con un 2% Desv St.), yun retardo de 0ms entre Tiros.

50 %

0 ms

1200 msm = 2 %

1200 msm = 2 %

1 2ro do


Probabil idad de Inversión de Retardos

Probabilidad


15.48 %

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1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400

Tiempo [ms]

1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400

Tiempo [ms]


Probabilidad


11.2 %


Probabil idad de Inversión de Retardos

Probabilidad


3.12 %

8 of 26




1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400

Tiempo [ms]


Probabilidad


0.24 %

42ms 42ms

100ms

100ms

42msInicio

Prob.=7.30%

TIEMPO ENTRE TIROS

42 ms

1000 msm = 2 %

1000 msm = 2 %

Prob.=0.04%

TIEMPO ENTRE FILA100 ms

1000 msm = 2 %

1000 msm = 2 %

9 of 26




65ms 65ms

100ms

100ms

65msInicio

Prob.=1.31%

TIEMPO ENTRE TIROS

65 ms

1000 msm = 2 %

1000 msm = 2 %

Prob.=0.04%


1000 msm = 2 %

1000 msm = 2 %

42ms 42ms

100ms

100ms

42msInicio

Prob.=0.84%

TIEMPO ENTRE TIROS

42 ms

600 msm = 2 %

600 msm = 2 %

Prob.=0.00%


600 msm = 2 %

600 msm = 2 %

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500 600 700 800

Tiempo [ms]

500 600 700 800

65ms 65ms

100ms

100ms

65msInicio

Prob.=0.01%

TIEMPO ENTRE TIROS

65 ms

600 msm = 2 %

600 msm = 2 %

Prob.=0.00%


600 msm = 2 %

600 msm = 2 %

65ms

Prob. = 0.01 %

Prob. = 0.84 %

Análisis de Retardos

Probabilidad de Inversión

42ms

Un 600ms dentro del Pozo (con un 2% Desv St.)

11 of 26




900 950 1000 1050 1100 1150 1200

Tiempo [ms]

900 950 1000 1050 1100 1150 1200

1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400

Tiempo [ms]

1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400

65ms

Prob. = 1.31 %

Prob. = 7.30 %



42ms


Prob. = 3.12 %

65ms

Prob. = 11.2 %



42ms


12 of 26




50

39.58

30.95

23.3

15.48

11.2

7.45

3.121.13

Retardo en Superficie [ms]

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0

10

20

30

40

50


Análisis con 1200ms dentro del Pozo (2% Desv St.)Probablidad de Inversion de Secuencia, según Retardo de Superficie

50

29.93

16.17

7.45

2.260.84 0.24 0.01 0

Retardo en Superficie [ms]

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0

10

20

30

40

50


Análisis con 600ms dentro del Pozo (2% Desv St.)Probablidad de Inversion de Secuencia, según Retardo de Superficie

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Análisis de la Inversión de Secuencia, para dist intos Retardosdentro del pozo y en superfic ie (Dispersión=2%)

0.8%2.3%

4.4%

6.7%

11.5%

15.9%

19.5%

22.6%

25.2%27.4%

1.4%

3.9%

7.1%

10.4%

13.5%

16.3%

18.8%

0.7%2.0%

3.9%

6.1%

8.5%

10.8%

0.6% 0.7%1.7%

3.2%5.0%

6.9%

3.9%2.5%

1.4%0.6%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100

Tiempos de los Retardos dentro del Pozo [ms]

17ms 25ms 35ms 42ms 50ms


Líneas Iso-Tiempo Iniciación CentralInversión de Secuencia (600ms/9ms)

Análisis de Retardos y Secuencia

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L

NECESARIO PARA DEFINIR UNA SECUENCIA TIRO A TIROEFECTIVAMENTE SEPARE EL APORTE VIBRACIONAL DE

CADA CARGA.

L EL TIEMPO CRITICO DE ACOPLAMIENTO ES FUNCION

DE LA FRECUENCIA DE LA VIBRACION EN EL PUNTO

A CAUTELAR.

L EL TIEMPO MINIMO DE RETARDO, ES FUNCION DEL TIEMPO

CRITICO Y DE LA DISPERSION DE LOS RETARDOS.

TIEMPO CRITICO DE ACOPLAMIENTO

50

100

0

-50

-1002300 2400 2500 2600 2700 2800

TIEMPO [ms]

T / 2 = 24 ms

ESTIMACION DEL TIEMPO

CRITICO DE ACOPLAMIENTO

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:

DIRECCION DEINICIACIÓN

Vp = 2000 m/s (2 m/ms)Retardo entre Tiros = 25 ms

Espaciamiento = 10 m

50m 50m12345

0 + 25 = 25

25 + 30 = 55

50 + 35 = 8575 + 40 = 115

100 + 45 = 145

Dif. arrivo = 30

Det.

Tiempo [ms]

Viaje Arrivo

0 + 45 = 45

25 + 40 = 65

50 + 35 = 85

75 + 30 = 105

100 + 25 = 125

Dif. arrivo = 20

Det.

Tiempo [ms]

Viaje Arrivo

Efecto de la Secuencia de Iniciación

Delta Tiempo = 0.0 [ms] (0 % del Período T) Amplif icación = 2.0

AMPLIFICACIÓN DE LA VIBRACIÓN

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Delta Tiempo = 8.5 [ms] (17 % del Período T) Amplif icación = 1.71


Delta Tiempo = 17 [ms] (34 % del Período T) Amplif icación = 1.0


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Delta Tiempo = 25 [ms] (50 % del Período T) Amplificación = 1.0


DIFERENCIA EN EL TIEMPO DE ARRIVO [ Como un % de T ]0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2


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CALCULO DEL TIEMPO MINIMODE RETARDO

T FRECUENCIA DE LA VIBRACION = 20 Hz

T TIEMPO CRITICO DE ACOPLAMIENTO = 35% de T con T= 1 / f T TIEMPO CRITICO DE ACOPLAMIENTO = 0.35 x 50 ms

T DISPERSION DEL RETARDO = ± 2.5% (12.5 ms)T RETARDO EN EL HOYO (#14MS) = 500 ms

T TIEMPO MINIMO DE RETARDO = Tc + 2 x Disp.Ret.T TIEMPO MINIMO DE RETARDO = 17 + 2 x 12.5

TCA = 17 ms

TMR = 42 ms

0 10 20 30 40 50 60 70 800

10

20

600 642 684 726 768 810 852 894 936 978

700 742 784 826 868 910 952 994 1036 1078

800 842 884 926 968 1010 1052 1094 1136 1178

1000 1042 1084 1126 1168 1210 1252 1294 1336 1378

0 10 20 30 40 50 60 70 80

40

50

60

Tronadura de Contono, 1000ms y 42ms con 100ms

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

Rangos deVelocidad de

Partículas[mm/s]

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Partículas[mm/s]

Simulación - 1

Simulación - 2

0 10 20 30 40 50 60 70 80

40

50

60

Nominal

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

14001500

Contornos de Iso-Vibración, Tronadura de Contorno, 1000ms y 42ms con 100ms

Simulación - 4

Simulación - 5

Simulación - 3

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500


Partículas[mm/s]


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0 10 20 30 40 50 60 70 800

10

20

600 665 730 795 860 925 990 1055 1120 1185

700 765 830 895 960 1025 1090 1155 1220 1285

800 865 930 995 1060 1125 1190 1255 1320 1385

1000 1065 1130 1195 1260 1325 1390 1455 1520 1585

Tronadura de Contorno, 1000ms y 65ms con 100ms

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

14001500


Partículas[mm/s]

Simulación - 1

Simulación - 2


Partículas[mm/s]

Nominal

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500


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Simulación - 4

Simulación - 5


Partículas[mm/s]

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

14001500


Simulación - 3

0 10 20 30 40 50 60 70 800

10

20

600 730 860 990 1120 1250 1380 1510 1640 1770

700 830 960 1090 1220 1350 1480 1610 1740 1870

800 930 1060 1190 1320 1450 1580 1710 1840 1970

1000 1130 1260 1390 1520 1650 1780 1910 2040 2170

0 10 20 30 40 50 60 70 80

40

50

60

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

Tronadura de Contorno, 1000ms y 130ms con 100msRangos de

Velocidad dePartículas

[mm/s]

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Simulación - 1

Simulación - 2

0 10 20 30 40 50 60 70 80

40

50

60

Nominal

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

14001500


Partículas[mm/s]


Simulación - 4

Simulación - 5

Simulación - 3

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500


Partículas[mm/s]


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Conclusiones y Recomendaciones

! La carga explosiva instantánea detonada en cada tiro.! La densidad de Carga Lineal (f .(diámetro,densidad)).! La diferencia de tiempo de arribo entre cargas

sucesivas.! El tiempo de arribo está definido por el tiempo de

detonación + el tiempo de viaje de la onda.! Se puede actuar sólo sobre el tiempo de detonación, el

que es función de los tiempo de retardos entre tiros yentre filas.

! Es decir, son los tiempos los que definirán cuáles ycuántas cargas detonan dentro de un intervalo detiempo crítico que produce acoplamiento eincremento de las vibraciones.

Las vibraciones en un determinado lugar, son funciónentre otros de :

Los retardos y la secuencia de iniciación tienen gran importancia enel resultado de la tronadura.

Una secuencia de iniciación alterada en su progresión lógica, por causa de la variabilidad o inadecuada selección de los retardos, puede resultar en efectos adversos sobre:

! La seguridad (cortes de líneas, tiros quedados, etc.)! La fragmentación! La forma de la Pila (esponjamiento, altura)! Los niveles de Vibración y Daño (acoplamiento de ondas).! El confinamiento y Daño por Gas! La onda expansiva

En general, la dispersión asociada a los retardos no es un aspectonegativo, es bueno conocerla y además que se mantenga en rangos permisibles, por ejemplo <= 2%.


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En aplicaciones específicas, en donde es crítico el control sobre lasecuencia de salida, es esencial que el criterio de dispersión de los

retardos sea aplicado al diseño de la tronadura, analizándose:

! Probabilidad de que se produzca una correcta secuenciade iniciación.

! La cantidad de cargas o kilos de explosivos detonados por unidad de tiempo.

! La probabilidad de acoplamiento o superposición de la

vibración como resultado de la dispersión de losretardos.


! A medida que se disminuye el tiempo entre tirosaumentan fuertemente las vibraciones en la zonainmediata a la última fila y hacia atrás de latronadura.

! Estas mayores vibraciones son las que estánasociadas al mayor daño, por lo que éste aumentaríaa medida que disminuye el tiempo entre tiros.

! Esto es consecuente con el hecho que a medida quese disminuye el tiempo entre tiro, existe mayor probabilidad de acoplamientos de cargas e inclusoinversión de secuencia.


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