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:
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Tiempos de los Retardos
< 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
Tiempos de los Retardos
< Retardos dentro del Pozo< Retardo entre filas< Retardo entre pozos
Diseño básico y seleccion de retardos:
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Tiempos de los Retardos
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
Evaluación de Retardos
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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
Medición y Análisis de Retardos y Secuencia(Septiembre - 2004)
Variabilidad de Retardos NE18 al 21ms
800
900
1 000
1 100
1 200
1 300
1 2 3 4 5 6 7 8
Número de Mediciones
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
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Medición y Análisis de Retardos y Secuencia(Septiembre - 2004)
Variabilidad Retardos de Superfici e 9ms al 42ms
-
10
20
30
40
50
1 2 3 4 5 6 7 8
Número de Mediciones
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
Evaluación de Retardos
Distribución Inter-Batch
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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
Evaluación de Retardos
Probabil idad de Inversión de Retardos
Probabilidad
Un 1200ms dentro de cada Pozo (con un 2% Desv St.), yun retardo de 35ms entre Tiros.
15.48 %
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1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400
Tiempo [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 42ms entre Tiros.
11.2 %
Evaluación de Retardos
Probabil idad de Inversión de Retardos
Probabilidad
Un 1200ms dentro de cada Pozo (con un 2% Desv St.), yun retardo de 65ms entre Tiros.
3.12 %
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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 100ms entre Tiros.
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 %
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65ms 65ms
100ms
100ms
65msInicio
Prob.=1.31%
TIEMPO ENTRE TIROS
65 ms
1000 msm = 2 %
1000 msm = 2 %
Prob.=0.04%
TIEMPO ENTRE FILA100 ms
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%
TIEMPO ENTRE FILA100 ms
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%
TIEMPO ENTRE FILA100 ms
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.)
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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 %
Análisis de Retardos
Probabilidad de Inversión
42ms
Un 1000ms dentro del Pozo (con un 2% Desv St.)
Prob. = 3.12 %
65ms
Prob. = 11.2 %
Análisis de Retardos
Probabilidad de Inversión
42ms
Un 1200ms dentro del Pozo (con un 2% Desv St.)
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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 de Retardos
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 de Retardos
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
Análisis de Retardos
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
AMPLIFICACIÓN DE LA VIBRACIÓN
Delta Tiempo = 17 [ms] (34 % del Período T) Amplif icación = 1.0
AMPLIFICACIÓN DE LA VIBRACIÓN
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Delta Tiempo = 25 [ms] (50 % del Período T) Amplificación = 1.0
AMPLIFICACIÓN DE LA VIBRACIÓN
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
AMPLIFICACIÓN DE LA VIBRACIÓN
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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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Rangos deVelocidad de
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
Rangos deVelocidad de
Partículas[mm/s]
Contornos de Iso-Vibración, Tronadura de Contorno, 1000ms y 42ms con 100ms
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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
Rangos deVelocidad de
Partículas[mm/s]
Simulación - 1
Simulación - 2
Rangos deVelocidad de
Partículas[mm/s]
Nominal
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
Contornos de Iso-Vibración, Tronadura de Contorno, 1000ms y 65ms con 100ms
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Simulación - 4
Simulación - 5
Rangos deVelocidad de
Partículas[mm/s]
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
14001500
Contornos de Iso-Vibración, Tronadura de Contorno, 1000ms y 65ms con 100ms
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
Rangos deVelocidad de
Partículas[mm/s]
Contornos de Iso-Vibración, Tronadura de Contorno, 1000ms y 130ms con 100ms
Simulación - 4
Simulación - 5
Simulación - 3
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
Rangos deVelocidad de
Partículas[mm/s]
Contornos de Iso-Vibración, Tronadura de Contorno, 1000ms y 130ms con 100ms
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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%.
Conclusiones y Recomendaciones
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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.
Conclusiones y Recomendaciones
! 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.
Conclusiones y Recomendaciones
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Carlos R. Scherpenisse
Email: [email protected], WebSite: www.aspblastronics.cl
Preparado para:Mina Pierina - Barrick Perú
23-25 Octubre - 2007
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