italo farge

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




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




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.


http://slidepdf.com/reader/full/italo-farge 4/37G E o B L ST TUNELES - 2009

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)



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



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")




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




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




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)




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)




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



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



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





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





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




#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




#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




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





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






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






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





Exactitud

Precisión

Tiempo

Promedio

Tiempo

Nominal

Distribución Estadística






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




Software de Diseño y AnálisisPerforación y Arranque pre-diseñadas





Software de Diseño y AnálisisSecuencia de Detonación





Software de Diseño y AnálisisDistribución de Energía

Caso Nominal

Caso Real

Evaluación de Fragmentación





Procesamiento Digital de Imagenes






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



Ø Perf = 45






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



FC (kg/m³) = 2,49

PE (m/m³) = 4,1

No. Taladros = 45



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






1.6 m

Taladros del Arranque

Tal. de Contorno

Envolvente de Daño

Taladros Auxiliares

Envolvente de Daño

1.6 m






0.2 m

0.7 m

Carga de ANFO en Diámetro de 45mm

1*PPVc

4*PPVc

1.3 m

0.6 m





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




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




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




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.




Italo FargeCarlos R. Scherpenisse

Email: [email protected], [email protected], WebSite: www.geoblast.cl(56) (2) 714 4200, Santiago -Chile.

23 y 24 Octubre - 2009

italo farge

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