Upload
andy-rivera
View
216
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
1/36
1
Captulo-2Instrumentacin, Monitoreo
e Interpretacin deVibraciones
Julio - 2006
por
Ing. Carlos R. Scherpenisse
2
Conceptos Generales de
Monitoreo e Interpretacinde Vibraciones
! Caractersticas de las Vibraciones (Ondas)! Tipos de Sensores (Transductores)! Instalacin y Acoplamiento de los Sensores! Direccin y Orientacin de los Sensores! Equipos de Adquisicin y Anlisis! Anlisis e Interpretacin de las Vibraciones
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 1 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
2/36
3
La onda de choque generada por la detonacin decargas explosivas, se propaga en forma esfrica, ytransfiere una energa vibracional al macizo rocoso.
Estas ondas ssmicas transmiten a la rocamovimientos de partculas en distintas direcciones,con intensidades que dependern del poder energtico del explosivo y la geometra involucrada.
Caracterstica de las Vibraciones
4
Cuando se desea medir eventos de caractersticastransientes, se deben considerar tres aspectos:
! La respuesta en frecuencia del detector! La repuesta en frecuencia del instrumento que
almacena la informacin! La localizacin y mtodo de acoplamiento del
detector
Caracterstica de las Vibraciones
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 2 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
3/36
5
Tipos de Ondas
ONDA DE COMPRESIN (P)Consiste en una serie de movimientos de compresin ytensin, con oscilaciones de las partculas en la mismadireccin de propagacin.
ONDA TRANSVERSAL (S)Consiste en oscilaciones de la partcula en formatransversal a la direccin de propagacin de la onda.
ONDA RAYLEIGH (R o SUPERFICIAL)Son generadas en la superficie en respuesta a lainteraccin de las ondas p y s con la superficie.
Caracterstica de las Vibraciones
6
Tipos de Ondas
Caracterstica de las Vibraciones
Dilatacin Partcula en movimientoCompresin
ONDAS COMPRESIONALES P
ONDAS INTERNAS
ONDAS TRANSVERSALES
Partcula en mo vimiento
S DIRECCIN DE PROPAGACIN
Direccin de propagacinde la onda
Trayectoriade las partculas
ONDAS SUPERFICIALES
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 3 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
4/36
7
Instrumentacin para Monitoreode Vibraciones
! Transductores (gefonos o acelermetros) que seinstalan en forma solidaria a la roca
! Un sistema de cables que llevan la seal captada por los transductores al equipo de monitoreo
! Un equipo de adquisicin, el cual recibe la seal y laguarda en memoria
!
Un computador, el cual tiene incorporado el softwarerequerido para el traspaso de la informacin desde elequipo monitor, y su posterior anlisis.
La instrumentacin que se utiliza para medir lasvibraciones de la roca inducidas por voladura,consta de los siguientes componentes:
8
Instrumentacin para Monitoreode Vibraciones
Tipo de Sensores (Transductores)
Gran parte de las capacidades y ventajas de la tcnica demonitoreo de vibraciones descansa en la habilidad pararecolectar datos de vibracin de buena calidad. Lacaracterstica de estos datos tiene directa relacin con eltipo de transductor utilizado, la tcnica empleada para su
instalacin y orientacin.Los dos tipos bsicos de transductores usados para medir las vibraciones del terreno son el acelermetro y elgefono. En la prctica, la seleccin de los transductoreses un compromiso entre la precisin, el costo y la relacinseal ruido.
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 4 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
5/36
9
Instrumentacin para Monitoreode Vibraciones
! Propiedades y cantidad de explosivo! Configuracin geomtrica de la fuente y detector ! Orientacin del detector !
Propiedades del transductor ! Propiedades de la roca (ej. Velocidad de Onda-P)
La cantidad de informacin utilizable de cada registro devibraciones depende de la ubicacin y orientacin de lostransductores. La forma de la onda recibida es funcin delo siguiente:
Instalacin de Sensores (Transductores)
10
Instrumentacin para Monitoreo
de Vibraciones
El nmero de transductores usados depende de la cantidad deinformacin requerida.
Si el inters principal es confirmar la detonacin de cada carga(o grupo de cargas en cada retardo), o la medicin de ladispersin de los retardos, entonces se requerir solo un
transductor y su localizacin no ser muy crtica.Si se desea examinar la contribucin de cada carga de lavoladura, o si el inters es conocer la forma de la onda por cada componente, la fuente generadora de cada vibracin debeser conocida. Se requiere para esto una cuidadosa ubicacin yseleccin del nmero de transductores a utilizar.
Nmero de Sensores (Transductores)
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 5 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
6/36
11
Tipo de Sensores (Transductores)
Elemento deCristalPiezo Elctrico
Unidad Central
Fija
Masa Mvil
Base del Acelermetro
M3
M b
X3
X b
LF
F k
O
X
F =Fo sin t
Unidad CentralMvil
Caractersticas Generales- Mejor respuesta en un amplio rango de frecuencias (1Hz a 20.000Hz)- Su unidad de medida es el g (1g=9.8 m/s2), con rangos de 0-250g.- No poseen partes mviles, lo que resulta en una mayor fiabilidad- La deformacin del cristal piezoelctrico genera voltajes muy pequeos que deben amplificarse con elementos externos- Son de pequeo tamao- Alto costo (aprox. US$ 1.000)
Acelermetro
12
Tipo de Sensores (Transductores)Gefono
Caractersticas Generales- Su unidad de medida es el Volt/mm/s- Entregan una medicin directa de la velocidad- Miden bien en el rango de 1mm/s hasta 1200mm/s- Su respuesta a la frecuencia vara entre 4.5 a 1000 Hz- La sensibilidad vara entre 0.003Volts/[mm/s] a 0.041Volts/[mm/s]- Bajo costo (aprox. US$ 100).
S
N
Resortes fijando bobinas
Rgido Polos
Bobinas
Estructura
Rd
F
Xr(t)X(t) k D
m
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 6 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
7/36
13
Sensib. = 0.029 Volts / [mm/s]Resist. = 375 Ohm
Aspecto Real
N
S
Terminales de Salida
Por cada 1 mm/s
29 mVolts
Representacinesquemtica
Sensibilidad de un Gefono
14
Respuesta en Frecuencia
de un Gefono
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 7 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
8/36
15
N
S
Sensibilidad de un Gefono
Sensib. = 0.029 Volts / [mm/s]Resist. = 375 Ohm
Resistencia ShuntRs = 1500 Ohm
Resistencia TotalRt = (Rs x Rg)/(Rs + Rg)
Nueva SensibilidadS* = Sg x (Rt/Rg)
Rt* = 300 Ohm
S* = 0.023 Volts /[mm/s]
16
N
S
+-
Interpretacin de los Signos
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 8 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
9/36
17
N
S
-+
Interpretacin de los Signos
18
Interpretacin de los Signos
HORIZONTAL 1+ + - -
HORIZONTAL 2- +- +
VERTICAL-- + +
VISTA EN PLANTA
Arreglo Triaxial
TIRO A TIRO B
Retardo 4
Retardo 3Retardo 1
Taco
Retardo 2
Gefonos
A BH1 H2
HORIZONTAL 1 HORIZONTAL 2
VERTICAL
Direccin de las flechas indican una respuesta positiva del transductor
1 2 3 4
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 9 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
10/36
19
Interpretacin de los SignosCara Libre
[
[
(b)
Gefono
(a)
Seal Tiro (b)
[mm/s]
0
+500
500
Seal Tiro (a)
( + )
( - )
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2TIEMPO [ms]
20
50
100
0
-50
-1002300 2400 2500 2600 2700 2800
TIEMPO [ms]
Vibraciones por VoladurasCada Carga Explosiva genera una Onda de Vibracin
Tiempos de Detonacin
Velocidad de Partculas
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 10 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
11/36
21
Vertical
Lnea de PropagacinPunto de Monitoreo
La Tronadura acta como una Fuente Ssmica
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
Transversal
Longitudinal (Radial)
Directa de la Ondulacin
22
PERFIL DE ALUMINIO
GEFONO VERTICAL
GEFONO RADIAL
GEFONO TRANSVERSAL
Arreglo Triaxial
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 11 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
12/36
23
Orientacin
Para realizar una adecuada interpretacin de los datos devibracin, que permitan analizar la secuencia real deiniciacin de un determinado nmero de cargas, enasociacin con la posicin relativa entre sta y eltransductor, es necesario tener absoluta certeza de laorientacin real del transductor. AcoplamientoUna vez que el transductor est ubicado en la perforacin de
monitoreo y correctamente orientado, su posicin debe ser asegurada por medio de cemento con caractersticas dehormign, el cual proporciona mejor acoplamiento.
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
24
En Superficie
til para medicin relativa en el Campo Cercano(tiempos y secuencia de detonacin), yde uso frecuente para medicin en el Campo Lejano.
Dentro del Macizo Rocosotil para medicin de valores absolutos en el CampoCercano.
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 12 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
13/36
25
Gefono Radial
Gefono Radial
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
En Canteras o Cielo Abierto En Minas Subterrneas
Monitoreo en Superficie para medicin deSecuencia y Magnitudes relativas.
26
Gefono Radial
Gefono Triaxial
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 13 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
14/36
27
Acoplamiento
G
Hormign
Tubo PVC (50mm 75mm)
Lo ideal es un dimetro muy parecido al del gefono
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
28
Acoplamiento
G
Hormign (con grava)
Zh = Zr
Zh = dh x VphZr = dr x Vpr
Tubo PVC (50mm 75mm)
Impedancia Acstica
Donde :
d= Densidad del materialVp=Velocidad Ssmica del medio
Cuando ambos materiales tienen
similares impedancias, la energavibracional perdida es mnima
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 14 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
15/36
29
Gefonos
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
Zona del Taco
Cargas Explosivas
dentro del macizo
GefonosEn superficie
Roca alterada cercade la superficie
30
Posibles errores en la seal resultante por mal acople del Gefono
Mtodo con perno o fierro
Seal distorsionada por oscilacin del gefono
Seal ms clara obtenidade la tronadura
Mtodo con pegamento
d
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 15 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
16/36
31
Acoplamiento en una labor (tnel o galera)
Hormign (grava)
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
32
Instalacin y Orientacin de los Gefonos
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 16 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
17/36
33
Parmetros de una Onda
VoT=1/f
Con: = 2 x x f f = 1/T
A = Vo x 2 f x Cos( t)
D = x Cos( t)Vo2 f
V = Vo x Sen( t)
Vo = Amplitud de la vibracin (mm/s)T = Perodo de la onda (ms)f = Frecuencia de la onda (f=1/T) (Hz)D = Desplazamiento (mm)A = Aceleracin (m/s2)
Donde:
34
Monitor BMX (hasta 16 canales). Accesorios estndar para medicin de vibraciones
Equipo de AdquisicinComponentes y Accesorios del BMX
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 17 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
18/36
35
Equipo de AdquisicinComponentes y Accesorios del UMX
Monitor uMX (4 canales).Accesorios estndar para medicin de vibraciones
36
Equipo de AdquisicinModo de Activacin
Este se refiere a la manera en que el equipo se activa paracomenzar a registrar las vibracin producida por una tronadura
L Por Umbral (Threshold): el equipo se activa una vez quese supera un determinado nivel de perturbacin ajustadopreviamente por el usuario. Se tiene la ventaja de poderposicionarse a gran distancia de la tronadura.
L Por Cable Cortado (Wire Break): el equipo se activa con elinicio de la voladura debido a que el equipo se encuentraconectado a la misma por un cable que le da inicio. Laventaja de este mtodo es poder verificar los tiempos desalida de cada barreno y hacer un diagnstico general dela tronadura.
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 18 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
19/36
37
Equipo de Adquisicin Alta velocidad de conversin (anloga-digital)
o frecuencia de muestreo(sample rate)
SealReal
SealDigitalizadacon 1 Dt/Pto.
SealDigitalizadacon 2 Dt/Pto.
38
Anlisis del efecto del tiempo de muestreo sobre la Onda
0
200
400
600
800
0
-200
-400
-600
-800
800 900 1000Tiempo [ms]
312.6 [mm/s]
-237.2 [mm/s]
862.5 [mm/s]
-517.5 [mm/s]
Frecuencia de Muestreo : 200us/Pto
89 Hz
250 Hz
29 Hz
32 Hz
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 19 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
20/36
39
312.6 [mm/s]
-237.2 [mm/s]
722.2 [mm/s]
-517.5 [mm/s]
0
200
400
600
800
0
-200
-400
-600
-800
800 900 1000Tiempo [ms]
Frecuencia de Muestreo : 1000us/Pto
Anlisis del efecto del tiempo de mues treo sobre la Onda
40
312.6 [mm/s]
-237.2 [mm/s]
377.2 [mm/s]
-517.5 [mm/s]
0
200
400
600
800
0
-200
-400
-600
-800
800 900 1000Tiempo [ms]
Frecuencia de Muestreo : 2000us/Pto
Anlisis del efecto del tiempo de mues treo sobre la Onda
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 20 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
21/36
41
226.3 [mm/s]
-237.2 [mm/s]
862.5 [mm/s]
-517.5 [mm/s]
0
200
400
600
800
0
-200
-400
-600
-800
800 900 1000Tiempo [ms]
Frecuencia de Muestreo : 4000us/Pto
Anlisis del efecto del tiempo de mues treo sobre la Onda
42
226.3 [mm/s]
312.6 [mm/s]
4000us/Pto2000us/Pto1000us/Pto200us/Pto
312.6 [mm/s]
312.6 [mm/s]
89 Hz
29 Hz
Efecto sobre la Onda, segn la resolucin en tiempo de muestreo
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 21 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
22/36
43
0 [mm/s]
377.2 [mm/s]
722.2 [mm/s]
862.5 [mm/s]
4000us/Pto2000us/Pto1000us/Pto200us/Pto
250 Hz
32 Hz
Efecto sobre la Onda, segn la resolucin en tiempo de muestreo
44
Equipo de Anlisis
U Desplegar mltiples sealesU Amplificacin de partes de la seal total (efecto zoom)U Cursor mvil sobre la seal para una anlisis acucioso de
los tiempos y amplitudesU Derivacin e integracin de las ondasU Generar el vector suma de tres componentes ortogonalesU Despliegue de las seales en el dominio de la frecuenciaU Filtro de frecuencia
El anlisis de los datos requiere de un conjuntocomputador y software con capacidades para un manejointegral de la forma de onda, y donde las principalestareas que deben realizar, son las siguientes:
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 22 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
23/36
45
Anlisis de la Onda de VibracinLa seal de vibraciones producida por una tronadura, consisteen un nmero discreto de paquetes de ondas, cada uno deestos corresponde a cargas o grupos de cargas detonando enun determinado tiempo.
El primer paso en el anlisis de la seal, es determinar quecarga representa cada paquete de vibracin. De la capacidad para realizar esto depende determinar la diferencia entre ladetonacin real y la secuencia diseada.
La forma y amplitud de un paquete de vibracin, da laefectividad relativa de la detonacin de las cargas en unatronadura. La amplitud de vibracin es una medicin de laenerga transferida por el explosivo al macizo rocoso.
46
Es posible determinar y calcular lo siguiente:
! Tiempo real de detonacin de una carga o cargas! Velocidad de partculas de cada carga en la voladura! Detonacin de cargas con baja eficiencia o no detonadas! Detonacin instantnea de cargas; detonacin de cargas por
simpata, acoplamiento por insuficiente tiempo entre cargas.! Eficiencia relativa en la detonacin de cargas similares! Diferencia entre Cargas Explosiva de Produccin y Contorno! Diferencia entre cargas detonadas con distinto confinamiento! Anlisis de Frecuencia, etc.
Con el Monitoreo y Anlisisde la Onda de Vibracin
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 23 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
24/36
47
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
1
23
4
5
6
7
8
10
912
11
3 5 8 1010 6
10 9 9 10 1111
49 4
3
7 9
11 10 9 9 10 11
510 6 8 10
3
48
1
23
4
5
6
7
8
10
912
11
3 5 8 1010 6
10 9 9 10 1111
49 4
3
7 9
11 10 9 9 10 11
510 6 8 10
3
#2 #3 #4#1 #12#11#5 #9#7 #10#6 #8
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 24 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
25/36
49
#2 #3 #4#1 #12#11#5 #9#7 #10#6 #8
1
23
4
5
6
7
8
10
912
11
3 5 8 1010 6
10 9 9 10 1111
49 4
3
7 9
11 10 9 9 10 11
510 6 8 10
3
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
50
1
2 3
4
5
6
7
8
9
4
11 12
10
35
10
6
10 10 10 10 10
5
5
5
6
6
7
7
7
8
853
4
9 9 9 9 1111
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 25 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
26/36
51
#2 #3 #4#1 #12#11#5 #9#7 #10#6 #8
1
2 3
4
5
6
7
8
9
4
11 12
10
35
10
6
10 10 10 10 10
5
5
5
6
6
7
7
7
8
85 3
4
9 9 9 9 1111
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
52
#2 #3 #4#1 #12#11#5 #9#7 #10#6 #8
1
2 3
4
5
6
7
8
9
4
11 12
10
35
10
6
10 10 10 10 10
5
5
5
6
6
7
7
7
8
853
4
9 9 9 9 1111
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 26 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
27/36
53
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
0m
2m
4m
1m
3m
1
2 3
4
5
6
7
8
9
4
11 12
10
35
10
6
10 10 10 10 10
5
5
5
6
6
7
7
7
8
85 3
4
9 9 9 9 1111
Diagrama Original de Perforacin
54
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-100
-50
0
50
100
Tiempo (ms)
Cargas deContorno
Desacopladas
ZapaterasCargas Normales
con ANFO en Auxiliares
Cargasde
Rainura
Onda Completa, Gefono 1, Sector 11-13.5, Zona 1, Norte 5Monitoreo Vibraciones Prueba Diseo Original
Medicin de Tiempos deDetonacin
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 27 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
28/36
55
0 100 200 300 400 500-60
-40
-20
0
20
40
60
53.5 mm/s
37.0 mm/s
31.9 mm/s
34.7 mm/s
55.8 mm/s
36.5 mm/s
41.6 mm/s
50.7 mm/s
54.7 mm/s
#7 #8
28.8 ms
49.2 ms
75.9 ms105.6 ms
123.4 ms
136.8 ms 250.3 ms 281.2 ms 353.5 ms381.5 ms
Cargas noDetectadas
Tiempo (ms)
Sector Rainura, Gefono 1, Sector 11-13.5, Zona 1, Norte 5
Monitoreo Vibraciones Prueba Diseo Original
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
56
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0
-100
-50
0
50
100
4.64 ms
5.58 ms11.4 mm/s
97 mm/s
Sector Coronas y Zapateras, Gefono 1, Sector 11-13.5, Zona 1, Norte 5Monitoreo Vibraciones Prueba Diseo Original
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 28 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
29/36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
30/36
59
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9
-10
-5
0
5
10
2.64 mm/s
4.98 mm/s4.37 mm/s
4.37 mm/s
3.76 mm/s
8.43 mm/s
4.27 mm/s4.88 mm/s
-3.76 mm/s-4.77 mm/s
-5.48 mm/s-6.30 mm/s
-3.35 mm/s
-6.30 mm/s-5.79 mm/s
-9.95 mm/s
4.98 mm/s
Vibracin presente en cada cargaSecuencia N3
Tiempo (segundos)
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
60
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1
-10
-5
0
5
10
408 ms 504 ms554 ms
634 ms 723 ms 852 ms 987 ms
50 ms 50 ms50 ms 80 ms 89 ms 129 ms 135 ms
Retardo faltante N3 (75 ms)
Tiempo (segundos)
Tiempos de Detonacin y Dispersin de RetardosSecuencia N2
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 30 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
31/36
61
50
0
-5050
0
-500 100 200 300 400 500
TIEMPO [ms]
Cargas NO Detonadas
Mal funcionamiento de cargas
Diferencia de amplitud en cargas idnticas
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
62
1.2 1. 4 1.6 1.8 2.0
-1000
-500
0
500
1000
Time (seconds)
Seal Tiro ms Cercano al GefonoComponente Radial
1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
-1000
-500
0
500
1000
Time (seconds)
Seal Tiro ms Cercano al GefonoComponente Transversal
2.01 2.02 2.03 2.04 2.05 2.06 2.07
-1000
-500
0
500
1000
Time (seconds)
Detalle Seal Tiro ms CercanoComponente Radial
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 31 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
32/36
63
0 1 2 3 4 5 6 7
-10
-5
0
5
10
Time (seconds)
0 1 2 3 4 5 6 7
-10
-5
0
5
10TRANSVERSAL
Time (seconds)
0 1 2 3 4 5 6 7
-10
-5
0
5
10
DETALLE ONDA ELEMENTAL COMPONENTE RADIALTime (seconds)
7.2 7.3 7.4 7.5-6-4-20246
Time (seconds)
RADIAL ONDA ELEMENTALVOLADURA
VERTICAL
VOLADURA ONDA ELEMENTAL
ONDA ELEMENTALVOLADURA
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
64
Waveform File : recorded , .
1 20 3
200
- 200
0
Tiempo (segundos)
Tronadura Masiva
Inadecuada resolucin entre Cargas
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 32 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
33/36
65
[mm/s]
0
+500
500
Radial
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2TIEMPO [ms]
0
0
0
-500
500
500
Transversal
Vertical
Vector Suma : Vs (t) = A (t) + A (t) + A (t)2 2 2r t v
Seales de Vibracin Tpicas
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
66
[mm/s]
0
+500
500
Radial
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2TIEMPO [ms]
0
0
0
-500
500
500
Transversal
Vertical
Vector Suma
Seales de Vibracin Tpicas
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 33 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
34/36
67
100
200
300
400
0
-100
-200
-300
-4001000 1250 1500 1750 2000 2250
TIEMPO [ms]
Max: 392.7
Min:-206.7 [mm/s]
Seal tpica de vibracin en el campo cercano
Efecto del Decaimiento con la distancia
Monitoreo y Anlisis de Vibraciones
68
El Monitoreo de Vibraciones producto deVoladuras, es una tcnica que permite examinaren detalle el proceso y rendimiento general deldiseo de la Voladura, pudindose evaluar:
Conclusiones (I)
U Cargas detonando en una secuencia deencendido incorrecta
UDispersin en los tiempos de los retardosU Detonacin deficiente de cargas
U Detonaciones instantneasU Detonacin de cargas adyacentes por simpata
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 34 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
35/36
69
U El desarrollo de la secuencia de iniciacin del
disparoU La velocidad de partculas que genera cada carga ogrupo de cargas en la tronadura
U El acoplamiento de las vibraciones comoconsecuencia de la separacin insuficiente entiempo entre cargas con un mismo retardo
U La eficiencia relativa de detonacin entre cargassimilares
U La diferencia entre cargas explosivas de producciny contornos
Conclusiones (II)
70
U Para que la informacin registrada refleje en formafiel los eventos ocurridos durante la voladura, sedebe tener especial cuidado en la eleccin del tipode transductor a utilizar, su instalacin y orientacinen terreno.
U Adems de esto, son importantes las cualidades quedebe poseer el equipo de anlisis de la onda devibracin, para permitir una grabacin fidedigna yun adecuado anlisis de los datos.
Conclusiones (III)
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)
C. Scherpenisse Page 35 of 36
8/13/2019 02 Capitulo Inst&MonVib U La Serena CScherpenisse
36/36
71
Referencias Dawes J. J., ScherpenisseC. R.,Daz M. E., Parada L."The evaluation of Tunnel
Blast Performance via the analysis of ground vibrations",Congreso de Minera delInstituto de Ingenieros de Minas de Chile, Los Andes 1987,
JKMRC, University of Queensland, Advanced Blasting Technology, AMIRA P93D
(1987-1990), Final Report..Scherpenisse C. R., Leal M., Arellano J., Orrego G.,"Avances Tecnolgicos aplicados a la Optimizacin de Tronadura", VII Simposium deIngeniera de Minas, (Universidad de Santiago de Chile), 1991.
Scherpenisse C. R., Trabajo de Titulacin, "Avances Tecnolgicos en el Monitoreo Anlisis y Simulacin de Vibracin Orientados al Control y Optimizacin deTronaduras", Universidad de Santiago de Chile, 1992.
ScherpenisseE C., Arellano J., Orrego G., Areallano M., "Vibracin producto deVoladura y su comportamiento en el Campo Cercano y Lejano", V Jornadas deEspecialistas en Voladura, EXPOMIN-92, Mayo 1992, Santiago, Chile.
Andrieux P., Heilig J., Near-Field Blast Vibration Monitoring - Practical Considerationsand issues, Seventeenth Study Sessions on Blasting Techniques, November 3-4,1994. Quebec City. Canada.
Adamson W. R., Scherpenisse C. R., "Asesora para Medicin de Vibraciones yEvaluacin en Voladura de Desarrollo Horizontal", Minera Michil la S.A., Julio 1995.
Scherpenisse C. R., Daz J. C,, "Monitoreo y consideraciones generales delmodelamiento de vibraciones para la optimizacin de las voladuras en desarrollohorizontal", 2do Simposium Internacional de Informatica Aplicada a la Mineria,Infomina 98, del 26 al 29 de Mayo de 1998, Lima -Per.
Carlos R. Scherpenisse
Email: [email protected], WebSite: www.aspblastronics.cl
Preparado para:Diplomado en Geomecnica Minera
(Universi dad de La Serena)
INGENIERA E INSTRUMENTACIN EN TRONADURA
Ingeniera de Tronadura y Explosivo Diplomado de Geomecnica Minera (U. La Serena)