Monitoreo modelamiento de vibraciones1.pdf

8/13/2019 Monitoreo modelamiento de vibraciones1.pdf

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C.R.O


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LA FRACTURA DE ROCAS CON EXPLOSIVOS

1. El explosivo detona creando tensin en la roca y altas presiones degas en el taladro.

2. Se producen grietas en la roca causadas por la forma del esfuerzo.

3. El gas a alta presin acta como cua para expandir las grietas (tantoen las grietas existentes antes de la Voladura y aqullas inducidas porla Voladura).

4. La roca es desplazada hacia el lugar de menos resistencia.

Cara Libre

El explosivo detonaproduciendo ondas

de tensin

Se producen grietasde tensin en la roca

La presindel gas expande

las grietas

El movimientocomienza hacia

la cara libre


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PARA QUE REALIZAR UN MONITOREO DE VIBRACIONES

Los objetivos para realizar un estudio de vibraciones son bsicamente dos:

I. Conocer la ley de propagacin de las vibraciones, paradeterminar despus la carga mxima por retardo para unadistancia dada y para el criterio de dao adoptado.

II. Conocer las f recuenc ias de vibracinpredominante para elmacizo rocoso que se desea volar y establecer a continuacin

la secuencia de salida mas efectiva.


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PARAMETROS QUE INFLUYEN EN LAS VIBRACIONES

Geologa Local y caractersticas de las rocas:

En los macizos rocosos homogneos y masivos las vibraciones sepropagan en todas direcciones.

En estructuras geolgicas complejas, la propagacin de ondas puedevariar con la direccin y presentar diferentes tipos de atenuacin yleyes de propagacin.

Cantidad de explosivo:

Es el factor mas importante que afecta a la generacin de vibraciones,a mayor carga explosiva, mayor magnitud de vibraciones.

Distancia al punto de voladura:

Al igual que la anterior tiene una gran importancia, conforme ladistancia aumenta la intensidad de las vibraciones disminuye.


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LA IMPORTANCIA DE LA MEDICIN DE VIBRACIONES

1. Si se miden las vibraciones producidas por una Voladura se puedeestimar la probabilidad de dao que el macizo rocoso puede sufrir.

2. Se puede relacionar esta vibracin con las variables que intervienen enla Voladura, pudindose utilizar para predecir las vibracionesproducidas por voladuras futuras.

3. Se puede utilizar el monitoreo de las vibraciones como unaherramienta de diagnstico, para determinar el grado de interaccinentre las variables de la voladura.


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4. De un anlisis del registro de vibraciones, es posible determinar entre otros,lo siguiente:

i. cargas detonando en una secuencia de encendido dada.

ii. dispersin de los tiempos de encendido de los retardos.

iii. detonacin deficiente de cargas, detonaciones instantneas

iv. detonacin de cargas adyacentes por simpata

v. desplazamiento de las partculas de roca.


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CARACTERSTICAS DE LAS VIBRACIONES

Se producen tres tipos de ondas, dependientes de la direccin en que estasse mueven:

1.ONDA DE COMPRESIN (P):Las partculas oscilan en la misma direccin de propagacin.

2.ONDA TRANSVERSAL (S):Las partculas oscilan en forma transversal a la direccin depropagacin .

3.ONDA SUPERFICIAL (R):Son generadas en la superficie en respuesta a la interaccin de lasondas P y s en la superficie.


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MONITOREO DE VIBRACIONES

Se puede realizar para Campo cercano (d30 mts). Para realizar el monitoreo se utilizan equipos especializadoslos cuales constan de los siguientes componentes:

TRANSDUCTORES (gefono) que se instala en forma solidaria a laroca.

SISTEMA DE CABLES (paralelos)que llevan la seal captada desde elgefono al equipo.

EQUIPO DE ADQUISICIN (sismografo), el cual recibe la seal y laalmacena.

COMPUTADOR.el cual tiene incorporado el software necesario para elanlisis de la informacin.


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Tronadura

Transductor

(gefonos ysismgrafos ) Sismogramas

CMO SE EFECTAN LAS VIBRACIONES?


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COMO SE GENERA UNA VIBRACION


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CONSECUENCIAS EXTREMAS DE UNA VOLADURA


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Ondas Primarias Po de Compresin, estas se propagan dentro delos materiales, produciendo alternativamente compresiones yrefacciones y dando lugar al movimiento de la partcula en ladireccin de la propagacin de la onda. Son ms rpidas y producencambios de volumen, pero no de forma, en el material donde sepropagan.

1. TIPOS DE ONDAS SISMICAS GENERADAS

CARACTERISTICAS DE LAS VIBRACIONES

A. ONDAS INTERNAS

E(1-)

m(1+) (1-2)Vp =

Vp = Velocidad de Onda P (m/s).E = Mdulo de Young (Mpa).m = Densidad del medio (ton/m3).

= Mdulo de Poisson.


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ONDA P


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Ondas Transversales o de Cizallamiento S, que dan lugar a un

movimiento de las partculas perpendicular a la direccin depropagacin de la onda. La velocidad de las ondas S estcomprendida entre la de las ondas Py las ondas superficiales. Losmateriales a causa de estas ondas experimentan cambios en formapero no en volumen.



A. ONDAS INTERNAS

Vs Vp/1.73


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ONDA S


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Las ondas superficiales que se generan normalmente en lasvoladuras de rocas son: las ondas Rayleigh Ry las ondas Love.

Las Ondas R imprimen a las partculas un movimiento segn unatrayectoria elptica con un sentido contrario al de la propagacin dela onda. Vr = 0.9 Vs

Las Ondas Love, ms rpidas que las ondas R, dan lugar amovimientos de partculas en direccin transversal al de lapropagacin.



B. ONDAS SUPERFICIALES


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ONDAS R y LOVE

ONDA R

ONDA LOVE


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La energa al propagarse en forma de vibracin se va disipando enfuncin a la distancia y de acuerdo a las caractersticas del medio porel cual viaja. Se distinguen as dos tipos de atenuacin:

Atenuacin Geomtrica: Las ondas se atenan inversamente

proporcional a la distancia de la fuente ssmica

Atenuacin Inelstica: En la naturaleza los materiales no son

perfectamente elsticos, por lo tanto la energa tambin se disipa porel comportamiento no lineal de stos.

TIPOS DE ATENUACIN DE LAS ONDAS


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REGISTRO DE UN EVENTO


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MODELOS DE VIBRACIONES

Modelo General V = k x D

Donde : V = Velocidad de Partcula (mm/s)

D = Coeficiente EscalarK = Factor de Velocidad o intercepto

= Coeficiente de Decaimiento

En la ecuacin anterior el parmetro D o tambin llamado

distancia escalar, representa la influencia de la distancia y la

cantidad de explosivo detonado simultneamente.


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DEVINE Y DUVALL (Campo Lejano): V = K x (d/ W1/2)

En la expresin anterior, W corresponde a la carga detonada en

forma simultnea en kilogramos y d la distancia en metros, la cual

cuantifica la velocidad de partcula.

En Campo Lejano, el criterio que mejor representa el comportamiento

de la vibracin generadas por el tipo de cargas explosivas usadas en

voladuras de rajo abierto, es el de DEVINE, puesto que el utilizarcargas en columna de explosivo con geometra cilndrica, se tiene que

por anlisis adimensional las distancias deben ser corregidas por la

raz cuadrada de la carga.


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MODELAMIENTO EN CAMPO LEJANO

Ecuacin de Devine & Duvall : V = K [ d / W] -n

Kavg = 200.9K(90%) = 277.0n = -1.60r2 = 0.803

PREDICCIN DE VIBRACIONES:

0.1

1.0

10.0

100.0

1000.0

0.1 1.0 10.0 100.0

PPV(mm/s)

Distancia Escalada (m/kg^1/2)Datos Promedio90 % Conf. Australian Standard 2187

Tunel 1 Entrada Consorcio AltoCayma


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Parte 2


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OPERACIN Y MANIPULACION DELMINIMATE PLUS


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DESCRIPCION DEL EQUIPO

Modelo INSTANTEL MinimatePlus de 4 canales, con unsensor del tipo gefono enarreglo triaxial (longitudinal,transversal y vertical), con

rango de 254 mm/s yfrecuencia de 2 Hz. a 250 Hz.

El software utilizado en elanlisis de los datos de campoes el Blastware versin 10.1.

Equipo Usado:


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TIPOS DE TRANSDUCTORES


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DISPOSICIN DEL LOS SENSORES EN EL GEFONO

Vert Long.


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CONFIGURACIONES DEL EQUIPO


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EXPLICACIN DEL ANLISIS DE RESULTADOS CON ELSOFTWARE (BLASTWARE)


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Grafico devibraciones a partirdel tiempo 0,5segundos

Suma vectorial delas vibraciones enel eje Transversal,vertical ylongitudinal


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DIAGRAMA DE DISPARO Y AMARRE CON CORDNDETONANTE EN EL FRENTE


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ANALISIS DE LOS RESULTADOS NORMA DIN 4150

Grfico Velocidad Frecuencia de

acuerdo a los estndares de laNorma DIN 4150 Estndares de Vibracin DIN 4150

Tipo de Construccin Peak de velocidad de lasuma del vector (PPVS)mm/seg

Construccioneshistricas, antiguas,ruinas con proteccin

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Construcciones condaos visibles y grietasen albailera

4

Construcciones en buenestado con posiblesgrietas en el yeso

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Estructuras de concreto eindustriales sin yeso

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