Italo Farge
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8/12/2019 Italo Farge
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G E o B L ST TUNELES - 2009
Conferencia de Tuneles - Lima 23&24 Oct. 2009
Carlos R. ScherpenisseItalo Farge
8/12/2019 Italo Farge
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G E o B L ST TUNELES - 2009
Sistema de Gestión de Calidad
en la VoladuraCuantificar los actuales estándares de las Voladuras de Avance Horizontal,entender el impacto de cada una de las variables del diseño y su relación con el
resultados final.
Asignaciónde Recursos
Voladura
Evaluacióny Mejoras
Herramientas deDiseño Básico
Calidad en laImplementación de
los Diseños
AuditoríaTécnica
CompromisoGlobal
8/12/2019 Italo Farge
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G E o B L ST TUNELES - 2009
Introducción
Realizar una AUDITORIA TÉCNICA orientada a Cuantificar losactuales estándares de las Voladuras de Avance Horizontal, entender el impacto de cada una de las variables del diseño y su relación con
el resultados final.Medir la Calidad de la Perforación (desviación).
Proceso de Carguío y Monitoreo de la Velocidad deDetonación del Explosivo.
Monitoreo de Vibraciones y Eficiencia de Detonación delDisparo.
Daño y Calidad de los Contornos de la Labor.
Fragmentación.
Rendimiento y Avance por Disparo.
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Monitorear el Rendimiento de
la Voladura“El Rendimiento o Resultado
está Controlado por la Implementación”Calidad de la Perforación
El uso y Rendimiento del Explosivo
El uso y Rendimiento de los Retardos
Vibración (Cercana y Lejana)
FragmentaciónDesplazamiento
Esponjamiento
Daño y sobre rotura (Backbreak)
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Aplicar Principios de
Ingeniería en VoladuraImplica:
Definir objetivos y restricciones de las Voladura
Considerar la utilización de Voladuras diferentes para rocas dedistinta dureza.
Documentar condiciones, diseños y rendimientoMonitorear rendimiento de la Voladura
Cuantificar resultados de la Voladura
Identificar mecanismos que generan bajos rendimientosRealizar pruebas de diseños alternativos y análisis
Implementar diseños modificados
Continuar con un mejoramiento continuo
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Calidad de la PerforaciónError de empate y desviación
1
1
2
2
3 4
3
3 3
44
40,79
0,79
0,99
0,710,69
0,88
0,84
1,14
0,79
11
11
11
11 1111
11
11
11
118
8
88
8
8
8
10
10
10
10
66
77 7 7
Pre - DISPARO Xc12-Z22E / 4.0mx3.5m, 2.3m, 41mm (+3 x 3")
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Calidad de la PerforaciónError de empate y desviación
Pos - DISPARO Xc12-Z22E / 4.0mx3.5m, 2.3m, 41mm (+3 x 3")
0,77
0,74
0,81
0,590,57
0,72
0,81
0,77
0,57
0,15
0,20
0,50
Panza
Sobrerotura
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Calidad de la PerforaciónError de empate y desviación
Pre/Pos - DISPARO Xc12-Z22E / 4.0mx3.5m, 2.3m, 41mm (+3 x 3")
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
-2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Collar Perforación Fondo Perforación Desviación
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Calidad de la PerforaciónError de empate y desviación
1 2
12
3
3
3
3
44
4 4
0,48
0,60
0,51
0,490,51
0,58
0,51
0,55
0,44 11 1111
11
12
9
9
8
9
9
5
7
77
7
7
77
5
666
9
8 8
8
11
121212 1313
Pre - DISPARO Rampa-19632-1 / 3.5mx3.5m, 2.5m, 41mm (+ 3 x 41mm)
8/12/2019 Italo Farge
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Calidad de la PerforaciónError de empate y desviación
0,56
0,52
0,860,88
0,84
0,53
0,71
0,61
0,25
0,300,08
0,23
0,10
0,05
0,10
Pos - DISPARO Rampa-19632-1 / 3.5mx3.5m, 2.5m, 41mm (+ 3 x 41mm)
8/12/2019 Italo Farge
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Calidad de la PerforaciónError de empate y desviación
Pre/Pos - DISPARO Rampa-19632-1 / 3.5mx3.5m, 2.5m, 41mm (+ 3 x 41mm)
Collar Perforación Fondo Perforación Desviación
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
-2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
ó
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Calidad de la Perforación
[ % ]
Mínimo Máximo Promedio Mínimo Máximo
Z22E Xc-12 5,60 1,10 11,40 0,77 0,77 0,77
Z21W Xc-12 6,60 3,50 10,30 2,40 1,20 3,00
Z21E Xc-12 6,40 1,40 11,30 5,00 2,00 9,30
19632-1 22,60 12,90 29,00 15,60 6,50 25,50
19632-2 11,30 2,00 21,20 8,00 7,40 9,20
TABLA RESUMEN DESVIACIONES (% respecto de su longitud)
Disparo
Perforaciones
Contorno Centrales
Promedio[ % ] [ % ] [ % ] [ % ][ % ]
M i d l E l i
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Monitoreo del Explosivo
0
2,0
1,0
3,0
4,0
5,0
0 0,2 1,21,00,80,60,4 1,4
Ø Perf 41 mm y 1,8 m de Carga
VOD = 3470 (m/s)
Tiempo (ms)
Explosivo ANFO con = 0,90 (g/cc³)
0
2,0
1,0
3,0
4,0
5,0
0 0,2 1,21,00,80,60,4 1,4
Ø Perf 45 mm y 3,2 m de CargaVOD = 3703 (m/s)
Tiempo (ms)
M i d l E l i
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G E o B L ST TUNELES - 2009
Monitoreo del Explosivo
Diámetro Prueba Medida Long. Carga VOD
(mm) (#) (m) (m/s)
1 1,6 3560
2 2,2 3470
3 2,1 3240
1 3,4 34952 3,5 3703
3 4,0 3740
TABLA COMPARATIVA VOD
41
45
M it d l E l i
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G E o B L ST TUNELES - 2009
Monitoreo del Explosivo
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
ANFO s/P (31/07) ANFO s/P (02/08) ANFO c/P (04/08)
VOD, Anfo en 51 mm de Diámetro
Distancia desde el Punto de Iniciación (mm/s)
Pd = 250 10-6 VOD [MPa]Exp Exp
2
66%
3700
2
= =3000E VOD
VODmaxEmax
1 1
2
=s
s
M it A áli i d Vib i
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G E o B L ST TUNELES - 2009
#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 Análisis de Vibraciones
M it A áli i d Vib i
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G E o B L ST TUNELES - 2009
#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 Análisis de Vibraciones
M it d Vib i
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Monitoreo de Vibraciones
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
TIEMPO [ms]
100
100
0
ArranqueCargas del
Cargas Normalescon ANFO desacopladas
Cargas de Contorno
Piso
Medición de tiemposde detonación
Carga Normal de ANFOcon retardo de corona
M it d Vib i
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Monitoreo de Vibraciones
1
1
2
2
4
4
4
4
5 5
5 51.6 m
0.55 m 1.3 m
0.5 m1.07m
Arranque DISPAROXc12-Z22E / 41mm,
2.5m (+ 3 x 3")
0
-500 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000
50
-50
#1 #2 #4 #5 Serie Lp
Monitoreo de Vibraciones
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G E o B L ST TUNELES - 2009
Monitoreo de Vibraciones
1
1
2
2
3
33
3
44
44
0.32m
1.25m
1.38m
1.0mArranque DISPARORampa 19632-1 /
45mm, 2.5m (+ 3 x41mm)
0
200
0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000-200
#1 #2 #3 #4 Serie Lp
Monitoreo de Vibraciones
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Monitoreo de Vibraciones
TABLA CON AVANCE POR DISPARO SEGUNRENDIMIENTO DEL ARRANQUE
DisparoLong. Perf.
TeoLong. Perf.
RealDesv. TalCentrales
Desv. TalContorno
Tal conRestos
AvanceDisparo
(#) (m) (m) (%) (%) (#) (%)
Z22E - Xc12 2,3 2,0 0,8 - 0,8 1,1 - 11,4 6 88,0%
Z21W - Xc12 3,8 3,5 1,2 - 3,0 3,5 - 10,3 7 74,0%
Z21E - Xc12 3,8 3,5 2,0 - 9,3 1,4 - 11,3 22 84,0%
19632 - 1 2,3 2,2 6,5 - 25,5 12,9 - 29,0 14 84,0%
19632 - 2 2,3 2,0 7,4 - 9,2 2,0 - 21,2 12 74,0%
TABLA RESUMEN CON AVANCES POR DISPARO
Monitoreo de los Retardos
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Monitoreo de los Retardos
Exactitud
Precisión
Tiempo
Promedio
Tiempo
Nominal
Distribución Estadística
Monitoreo de los Retardos
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Monitoreo de los Retardos
T. Real T. Real T. Real T. Real
(ms) (ms) (ms) (ms) (ms)
25 26,9 36,4 31,6 28,0 30,7 3,71 12,07% 22,90%
75 81,1 84,6 - 91,4 85,7 4,28 4,99% 14,27%
250 254,5 - - 271,6 263,1 8,55 3,25% 5,22%
400 400,3 - 416,3 412,3 409,6 6,80 1,66% 2,41%
500 510,6 517,1 510,4 - 512,7 3,11 0,61% 2,54%
600 654,7 641,0 632,2 669,2 649,3 14,02 2,16% 8,21%
700 703,4 734,6 725,0 - 721,0 13,05 1,81% 3,00%
800 843,1 813,4 834,1 763,4 813,5 30,86 3,79% 1,69%
1000 1107,3 1064,0 1108,6 1072,0 1088,0 20,18 1,85% 8,80%1200 1259,1 1201,8 1210,4 1231,4 1225,7 22,10 1,80% 2,14%
1400 1442,8 1398,4 1462,6 - 1434,6 26,84 1,87% 2,47%
1800 1780,0 1781,0 1763,8 1770,0 1773,7 7,15 0,40% -1,46%
2300 2351,0 2274,2 2409,0 2396,4 2357,7 52,79 2,24% 2,51%
T. Nom.Estadística Retardos
Promedio Desviación Precisión Exactitud
Disparos Monitoreados
Software de Diseño y Análisis
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Software de Diseño y AnálisisPerforación y Arranque pre-diseñadas
Software de Diseño y Análisis
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Software de Diseño y AnálisisSecuencia de Detonación
Software de Diseño y Análisis
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Software de Diseño y AnálisisDistribución de Energía
Caso Nominal
Caso Real
Evaluación de Fragmentación
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Evaluación de Fragmentación
Procesamiento Digital de Imagenes
Evaluación de Fragmentación
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Evaluación de Fragmentación
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Distrib. Granulometrica Disparos Xc12-Z22E, Xc12-Z21E (Sección 4,0 × 3,5)
1 10 100 1000
Tamaño de Partículas [mm]
Xc12-Z22E Xc12-Z21E
FC (kg/m³) = 2,56PE (m/m³) = 3,8
No. Taladros = 45
No. Taladros Vacíos = 3
No. Taladros c/tacos = 6
Ø Perf = 41
FC (kg/m³) = 3,18PE (m/m³) = 3,7
No. Taladros = 45
No. Taladros Vacíos = 1
No. Taladros c/tacos = 22
Ø Perf = 45
Evaluación de Fragmentación
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Evaluación de Fragmentación
Distrib. Granulometrica Disparos19632-1 19632-2 (Sección 3,5 × 3,5 y Ø 41 mm)
0%10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1 10 100 1000
Tamaño de Partículas [mm]
19632-1 19632-2
FC (kg/m³) = 1,99
PE (m/m³) = 3,7
No. Taladros = 44
No. Taladros Vacíos = 3
No. Taladros c/tacos = 14
FC (kg/m³) = 2,49
PE (m/m³) = 4,1
No. Taladros = 45
No. Taladros Vacíos = 2
No. Taladros c/tacos = 12
Contornos de Vibración y Daño
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Contornos de Vibración y Daño
Carga de ANFO en Diámetro de 50mm
1*PPVc
4*PPVc
1.6 m
0.7 m
0.3 m
0.8 m
Contornos de Vibración y Daño
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Contornos de Vibración y Daño
1.6 m
Taladros del Arranque
Tal. de Contorno
Envolvente de Daño
Taladros Auxiliares
Envolvente de Daño
1.6 m
Contornos de Vibración y Daño
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Contornos de Vibración y Daño
0.2 m
0.7 m
Carga de ANFO en Diámetro de 45mm
1*PPVc
4*PPVc
1.3 m
0.6 m
Contornos de Vibración y Daño
8/12/2019 Italo Farge
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C V y
1.3 m
Taladros del Arranque
1.3 m
Tal. de Contorno
Envolvente de Daño
Taladros Auxi liares
Envolvente de Daño
Conclusiones
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Conclusiones
La técnica de análisis y procesamiento de imagenes PRE y POSVoladura permite analizar la “Calidad de la Perforación”
Se puede medir y controlar la “Calidad y Prácticas de carguíodel Explosivo”.
El Monitoreo de Vibraciones producto de Voladuras, es unatécnica que permite examinar en detalle el proceso y
rendimiento general del diseño de la Voladura (Secuencia,Tiempos, Eficiencia de las Cargas, etc.)
Obtener valores absolutos de los niveles de velocidad departículas, y construir modelos de predicción de vibración, con
los cuales se pueden evaluar diferentes configuraciones ydistribuciones de cargas para minimizar el daño.
Se puede Medir la Fragmentación y relacionar su resultadoscon el Diseño Real.
Conclusiones
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Conclusiones
En Voladuras de Desarrollo Horizontal, el Arranque es la partemás importante del diseño por lo que se debe procurar tener elmejor diseño posible y poner especial atención en su
implementación práctica.
NUNCA un arranque con baja eficiencia produce un buenavance por Disparo. Una baja eficiencia del ARRANQUE
determina una menor eficiencia de todo el disparo, pues elresto de los taldros realiza fundamentalmente un papel deroura y desquinchar hacia la “Cara Libre” dejada por ésta.
El diseño óptimo del Arranque pasa necesariamente por unproceso de experimentación práctica, con el fin de aumentarcontroladamente las dimensiones o distancias entre taladros (omenos taladros), para establecer la mejor cantidad de cargas ytiempos de iniciación para cada tipo de roca.
Conclusiones
8/12/2019 Italo Farge
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Conclusiones
La única vía para una Gestión de Calidad en Voladura loconstituye una metodología de mejoramiento continuo,con compromiso y recursos dedicados a la
caracterización, evaluación, análisis y documentación delproceso de Voladrua.
En general, un diseño optimizado en términos desecuencia y eficiencia de las cargas explosivas, produce
entre otros (con fuerte impacto económico):P Mínimo daño (sobre-excavación),
P Menor costo en fortificación y menor riesgo para personas yequipos,
P Ahorros significativos en la perforación,P Optimización en el consumo de explosivo,
P Mejores avances por disparo,
P Mejores rendimiento en el carguío y transporte del material.
8/12/2019 Italo Farge
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G E o B L ST TUNELES - 2009
Italo FargeCarlos R. Scherpenisse
Email: [email protected], [email protected], WebSite: www.geoblast.cl(56) (2) 714 4200, Santiago -Chile.
23 y 24 Octubre - 2009