18 Caracterizacion macizo rocoso

8/4/2019 18 Caracterizacion macizo rocoso

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~~Captulo 18~

CARACTERIZACION DE LOS MACIZOS ROCOSOS PARAEL DISEO DE LAS VOLADURAS~

~ 1. INTRODUCCION~ Las propiedades de los macizos rocosos que influ-yen ms directamente en el diseo de las voladurasson:t - Resistencias dinmicas de las rocas.

- Espaciamiento y orientacin de las discontinuida-. des.- Litologas y potencias de los estratos en formacio-nes sedimentarias.. - Velocidades de propagacin de las ondas.- Propiedades elsticas de las rocas.~ - Tipos de relleno yapertura de las discontinuidades., - Indices de anisotropa y heterogeneidad de los ma-cizos, etc.. La determinacin de estos parmetros por mtodosdirectos, o de laboratorio, resulta muy difcil y costosa,ya que las probetas ensayadas no suelen incluir las. discontinuidades y los cambios litolgicos del macizorocoso del que proceden. Para obtener una muestrarepresentativa sera necesario que tuviera unas dimen-~ siones diez veces mayores que la distancia media entre, discontinuidades. No obstante, constituyen un com-plemento en la caracterizacin de los macizos rocosos

que se desean fragmentar.. En la actualidad, las tcnicas de caracterizacingeomecnica ms aplicadas son:. - Sondeos, ~on recuperacin de testigo y ensayosgeomecanlcos.. TABLA 18.1....~

- Estudios estructurales de los sistemas de disconti-nuidades.

- Perfiles de ssmica de refraccin.- Diagrafas geofsicas de sondeos de investigacin.- Diagrafas geofsicas en barrenos de produccin.- Toma de datos y t ratamiento durante la perforacinde los barrenos de produccin.

2. REALlZACION DE SONDEOS CON RECU-PERACION DE TESTIGO V ENSA VOSGEOMECANICOSA partir de los testigos recuperados en los sondeosse puede aplicar una de las clasificaciones ms exten-

didas, conocida por R.a.D. (Rock auality Designation,Deere 1968) que se define como el porcentaje de lalongitud de testigo recuperado en trozos mayores de10 cm respecto de la longitud de sondeo. Tabla 18.1.Adems, sobre esos testigos puede realizarse el en-

sayo geomecnico de Resistencia Bajo Carga Puntual15,bien sea en posicin diametral o axial, para esti-mar la Resistencia a la Compresin Simple RC.

RC (MPa) '" 24 . 1, (50) (MPa)Borquez (1981) determina el Factor de Volabilidad

Kv, de la frmula de Pearce, para el clculo de laPiedra, a partir del R.a.D. corregido por un Coeficientede Alteracin que tiene en cuenta la Resistencia de lasDiscontinuidades en funcin de la apertura de stas yel tipo de relleno, Fig. 18.1 YTabla 18.2.

TABLA 18.2

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R.a.D. CALIDAD DE LA ROCA0-25 Muy mala25 - 50 Mala50 - 75 Media75 - 90 Buena90 - 100 Excelente

RESISTENCIA DE LAS FACTOR DEDISCONTINUIDADES CORRECCIONAlta 1.0Media 0.9Baja 0.8Muy baja 0.7


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lA

.1-" I"'6''c>. lO (f?

ODf;:;

1.615

13'-y = Q +b In X

12

"~ 10Q::;iD 0.9


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- Proyecciones hemisfricas o estereogrficas, deigual rea (Schmidt-Lambert) o de igual ngulo(Wulff).- Rosas de direccin de discontinuidades.- Histogramas de frecuencias de tamaos y de espa-

ciamientos de discontinuidades, en su totalidad, oseparadas por familias.Por medio de estas representaciones es posible esta-

blecer el nmero de familias de discontinuidades pre-sentes en un macizo rocoso dado, as como los valoresmedios y las dispersiones de sus propiedades msrepresentativas.Complementariamente a los levantamientos pormedio de lneas de muestreo pueden ser efectuadosUnos sondeos orientados, con recuperacin de testigosy en los que pueden ser aplicadas las tcnicas de mues-treo integral (Rocha, 1967) o una inspeccin por mediode cmaras de filmacin (Burwell y Nesbitt, 1964).Todas las informaciones sobre la fracturacin de losmacizos rocosos pueden ser procesadas para obtenerla composicin de los bloques existentes en un volumendado del macizo.Para tal propsito, existen diversas tcnicas de clcu-lo informatizadas, tales como:

- Determinacin de los bloques unitarios, a partir delparaleleppedo formado por la interseccin de lastres familias principales de discontinuidades, conoci-das sus orientaciones dominantes y espaciamientosmedios (Attuvell y Farmer, 1976).

- Clculo de los volmenes de los bloques definidospor las intersecciones mltiples de las discontinuida-des, creando una curva de distribucin granulomtri-ca (Programa COMPART, da Gama, 1986).- Estimacin de la distribucin de los tamaos de losbloques, por medio de representaciones estereogr-ficas (Villaescusa y Brown, 1991).Un indice que suele obtenerse con frecuencia es elconocido por "Volumetric Joint Count, J." que se

define por el nmero total de juntas por metro cbico,obtenido al sumar las juntas presentes por metro paracada una de las familias existentes.TABLA 18.3

La relacin entre el ndice Jv" y el R.a.D." es, deacuerdo con Palsmtrom (1974), la siguiente:R.a.D. = 115 - 3.3 Jv Para Jv < 4,5 , R.a.D. = 100

Segn la orientacin de esas juntas, los bloquesconformados in-situ presentarn diferentes geome-tras, afectando doblemente a la fragmentacin de lavoladura y a la direccin de salida ms til de la pega.En la figura 18.3 se estima el volumen aproximado de

los bloques a partir del Jv Y de la relacin de las tresaristas caractersticas de los mismos.~~ul;1'3" ,'o~,-.,.~",\~11212r=~, W ~ 100 ~ 13,' ,.,LV-s .0 ~", \ " LtJo ~, v'~roL

'(o, , .,".o . ,~ ~," (J~ Ie i 'GO; , ,-.-.. , - .3 I '00. i '0~ ISa3o> .-~

I ...O.'! 0,0'

.... ... , ,"'M


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Lilly (1986, 1992) ha definido un Indice de Volabilidad"BI (Blastability Index) que se obtiene como suma delos valores representativos de cinco parmetros geome-cnicos.

BI = 0,5 (RMD + JPS + JPO + SGI + RSI)Este ndice se aplic por primera vez en las minas dehierro de Pilbara, donde existen rocas extremadamente

blandas con un valor de BI = 20 Y tambin rocas masi-vas muy resistentes con un valor BI = 100, que tienenuna densidad de 4 t/m3.En la Tabla 18.4 se indican los factores de pondera-cin de cada uno de los parmetros.

TABLA 18.4

El Ratio de Influencia de la Resistencia "RSI se esti-ma a partir de la expresin:

RSI = 0,05 . RCdonde:

RC = Resistencia a la compresin simple (MPa).

Los Consumos Especficos de explosivo "CE o losFactores de Energa "FE se calculan con la Fig. 18.5o las expresiones

CE (kg ANFO/t) = 0,004 x BI FE (MJ/t) = 0,015 x BI

230

De las numerosas experiencias llevadas a cabo enAustralia se ha llegado a la conclusin de que el Factorde Roca del modelo Kuz-Ram de Cunninghan (1983)puede obtenerse multiplicando "BI por 0,12.

o 0.5U.Z 1 m) 50

3. Orientacin de los Planos Ide Juntas (JPO) I3.1. Horizontal 103.2. Buzamiento normal al frente 203.3. Direccin normal al frente 303.4. Buzamiento coincidentecon el frente 40

4. Influencia del peso especfico(SGI)SGI = 25.SG 50 (donde SGes el peso especfico en t/m3)


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TABLA 18.5

entre los ndices de volabilidad y los consumos especfi-cos de explosivo, siendo el explosivo patrn o de refe-rencia un hidrogel con una velocidad de detonacin de3.800 mis.

TABLA 18.6

TABLA 18.7

4. SISMICA DE REFRACCIONLa.sprimeras aplicaciones de la ssmica de refrac-cin al diseo de voladuras fueron llevadas a cabo por

Broadbent (1974), Heynen y Dimock (1976), que rela-cionaron el consumo especfico de explosivo con lavelocidad ssmica de propagacin. Fig. 18.6.

oUlJ..(3Wo-(f) 0.1W

0.3,lJ..Z


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5. TECNICAS GEOFISICAS DE SONDEOS DEINVESTIGACION

La realizacin de sondeos de investigacin con o sinrecuperacin de testigo para proceder a su testifica-cin geofsica tiene los siguientes inconvenientes:

Tiempo invertido importante y coste elevado.Equipo de perforacin y testificacin adicional.

Por ello, este procedimiento no es usual en las ex-plotaciones, salvo en zonas donde vayan lconstruirseinstalaciones importantes: plantas de tratamiento,parques de almacenamiento, etc., o en aquellos casosdonde la instrumentacin est infrautilizada y puedeemplearse con otros fines, como es el de arranque derocas con explosivos.

6. TESTIFICACION DE LOS BARRENOS DEPRODUCCION

Este procedimiento es relativamente simple, rpido yseguro, ya que se estudia la totalidad de la voladura yslo requiere la inversin en el equipo de testificacin.Los avances tecnolgicos que se han producido en

la fabricacin de aparatos de testificacin permitendeterminar actualmente:- La posicin de estratos de material blando, como

capas de carbn o intercalaciones de materialesalterados.- Variaciones en la resistencia de las rocas, y- El espaciamiento de juntas y planos de disconti-nuidad.

Los mtodos de testificacin ms usuales son:- Velocidad snica.- Densidad.- Radiacin natural.- Calibre.En la Fig. 18.7 pueden verse las respuestas obtenidas

en una formacin con una intercalacin dura.

Actualmente, hay pocos datos disponibles para corre-lacionar los valores obtenidos en las diagrafas con lascaractersticas de la excavacin. Noobstante, Hagan yGibson (1983) establecieron, basndose en su expe-riencia, la clasificacinde laTabla 18.8.

232

DENSIDAD

\\

GAMMANATURALII1f,111

CALIBRE\'1\f1(!,~

ROCAEDUREZA MEDIA r{

:f..-rf-{~~r" di,f~."\

rjjrFigura 18.7. Ejemplo de diagraflas obtenidas y distribu-cin de cargas de explosivo en presencia de un nivel deroca dura (Hagan y Gibson).

VELOCIDADSONICA(mis)< 1.500

1.500.2000

2.000 - 2.500

2.500 - 3.000> 4.500

TABLA 18.8

CARACTERISTICAS DE LA EXCAVACION

Estratos excavables por mototrai-lIas, grandes dragalinas, excavadoras orotopalas sin voladuras.Ripado fcil. Excavacin de estratos sinvolar, algo difcil para dragalinas, excava-doras o rotopalas.Ripado algo costoso. Voladuras lig&ras(e. g. grandes esquemas, grandeslongitudes de retacado, bajos consumosespecficos) pueden ser necesarias paralas grandes dragalinas, excavadoras orotopalas.Se precisan voladuras l igeras.Se precisan voladuras fuertes(e. g. esquemas de perforacin cerrados,pequeas longitudes de retacado, altosconsumos especficos).

7. CARACTERIZACION DEL MACIZO RO-COSO DURANTE LA PERFORACION DEBARRENOS

Existen en la actualidad aparatos que se han desa-rrollado para determinar el rendimiento de la perfora-cin. Por ejemplo, el sistema Empasol, fabricado por laempresa francesa Soletanche, el norteamericanoG.L.I., etc.La utilizacin de estos sistemas permite:- Evaluar el rendimiento del equipo y mtodo de

perforacin utilizado.


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- Ayudar a la planificacin minera.- Detectar fallos en la perforadora y el manejo inade-cuado de la mquina, y- Constituye una herramienta de investigacin, tantoen laoptimizacin de la perforacin Fig. 18.8,como

en la deteccin de pequeas variaciones en laspropiedades de las rocas.

Figura 18.8. Efecto del empuje y la velocidad de rotacinsobre el coste de perforacin.

Este sistema es el ms interesante ya que lainversina realizar es pequea y permite obtener los datos du-rante la propia perforacin.Los registradores pueden controlar diversas varia-bles entre las que destacamos:- Presin del aire comprimido.- Par de rotacin.- Empuje sobre la boca.- Velocidad de rotacin.- Velocidad instantnea de penetracin.- Vibraciones en el mstil.- Esfuerzos de retencin de la sarta de perforacin.- Aceleracin producida por la energa reflejada porel terreno, y- Tiempo de perforacin.

Los valores registrados permiten obtener una ima-gen completa de la respuesta del terreno. Algunos n-dices que se utilizan en la actualidad son los siguien-tes: "

a) Indice de energa de rotacinIE=~NrVP

donde:

Tr = Par de rotacin:Nr = Velocidad de rotacin.VP = Velocidad de penetracin.

b) Indice del grado de alteracinlA = 1 + !..Eo

VPVPo

donde:

E = Empuje sobre la boca de perforacin.VP = Velocidad de penetracin.Eoy VPo= Valores mximos de E y VP."70

c) Indice de resistencia del terreno a la perfora-cin

IR = E x ~VPdonde:

E = Empuje sobre la boca.Nr = Velocidad de rotacin.VP = Velocidad de penetracin.

Los parmetros ms interesantes son lavelocidad depenetracin y el par de rotacin. 'En rocas con altaresistencia a la compresin se obtendrn velocidadesde penetracin pequeas ylos pares de rotacin sernrelativamente altos, salvo que exista un espaciamientode fracturas pequeo en comparacin con el dimetrodel barreno.Cuando se atraviesa una capa de arena, arcilla, rocamuy alterada o fisurada, la velocidad de penetracinaumentar y se precisar un par de rotacin bajo,siempre que el caudal de aire sea suficiente para eva-cuar adecuadamente los detritus. El empuje y el par derotacin se combinarn para obtener el rendimientoptimo.Cuando se realiza la perforacin de estratos conresistencias muy variables, se observarn variacionesimportantes de la velocidad de penetracin. Fig. 18.9.Este tipo de registro reflejar:

- La facilidad relativa con que la roca va a.ser frag-mentada en la voladura, y- Ladistribucin de explosivo correcta para obtenerunos resultados ptimos.

A continuacin, se analizan los campos de aplica-cin de esta tcnica en distintos tipos de yacimientos.

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,,~c~ ~,,~,-,c"'~"'~

~""-RETACADO ~CARGA j ROCA DURA

CARGA

VELOCIDAD DEPENETRACION

Figura 18.9. Formaciones con resistencias variables (Hagany Reid).

7.1. Yacimientos de carbnEn los yacimientos de carbn, el recubrimiento est

constituido normalmente por estratos que tienen re-sistencias muy variables y por ello, esta tcnica demonitorizacin tiene un futuro muy esperanzador.Los datos que se obtienen de las diagrafas son:- Los espesores de las capas que poseen distintasresistencias.- La profundidad exacta del techo y muro del carbn.

Cuando un estrato competente yace bajo una zonaalterada del mismo material o de un sedimento noconsolidado, ser necesario cargar slo el tramo infe-rior por debajo del contacto. Fig. 18.10.

SEDIMENTOS BLANDOSRICOS EN ARCILLAS

ESTRATOCOMPETENTE

CAPA

Figura 18.10. Distribucin de carga en estrato duro con zonade alteracin (Hagan y Reid).

Donde existe un estrato potente de material blando omuy deformable, por ejemplo arenas, entre otros deroca competente, si se hace una carga continua a lolargo de un barreno:234

- Los gases se expandirn rpidamente hacia la zonadeformable, yLa cada rpida de la presin del gas en la capacompetente provocar una mala fragmentacin,escaso esponjamiento y desplazamiento de la pila.

La colocacin de un retacado en el nivel blando,evita el descenso brusco de presin y el dispendiosubsiguiente de la energa de la explosin.

RETACADO

ESTRATOSLAN DO----- ~EXPLOSIVORETACADOINTERMEDIO

EXPLOSIVO

Figura 18.11 Localizacin del techo de la capa de carbn yempleo de retacados intermedios al nivel de una intercala-cin blanda.

7.2. Yacimientos metlicosEn este tipo de explotaciones se pueden dar lossiguientes casos:

a) Voladuras en el contacto estril-mineral.En la Fig. 18.12 se ve un tajo de voladura que con-tiene estril de resistencia media, mineral alterado ymineral de alta resistencia.FRENTE

. .. . .ESTERIL. . .

\. \.\,. . . \. . . .MINERAL \ MINERALDURO. . .J. . .BLANDO /e e e leI.. . . .

. . .Figura8.12. Voladura en un tajo con tres materiales decaracteristicas diferentes (Hagan y Reid).En un caso tan complejo es posible modificar el

esquema de perforacin, pero ello requerira un reco-nocimiento de los contactos previo al replanteo de lavoladura. El procedimiento ms adecuado consiste enestandarizar el esquema de perforacin y modificar lacarga de los barrenos de acuerdo con un registro de lavelocidad de penetracin, tal como se indica en la Fig.18.13.

El empleo de este sistema aporta las siguientes ven-tajas:- Evita un gasto excesivo de explosivo en formacio-nes blandas.


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Q"QZ::>"-o'"~,,-O_-----EXPLOSIVO

Figura 18.15. Sistema decarga en un barreno que intersectauna gran coquera (Hagan y Reid).

El registro continuo de perforacin, permite:- Localizar los barrenos que intersectan cavidades.- Conocer las profundidades de entrad.a y salida delos huecos.y a continuacin proceder a:

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- Cargar adecuadamente los barrenos que intersec-tan las cavidades con espaciadores.Cargar los barrenos adyacentes con explosivos dealta potencia para compensar laprdida de energaque provocan las citadas oquedades.

8. INTENTOS DE CORRELACION DE INDICESDE PERFORACION CON LOS PARAME-TROS DE DISEO DE LAS VOLADURAS

Teniendo en cuenta que la perforacin de una rocaconstituye un proceso de rotura de la estructura de lamisma en el que influyen numerosos factores geome-cnicos, parece lgico que el diseo de las voladurasdebiera basarse en los ndices de perforacin.En este sentido, se han desarrollado los siguientestrabajos de investigacin:- Praillet (1980).- Leighton (1982) con el ndice "R.O.I.- Lpez Jimeno, E. (1984) con el ndice Ip.

8.1. PrailletR. Praillet calcula la resistencia a compresin de la

roca a partir de la velocidad de penetracin, empuje,velocidad de rotacin y dimetro. A continuacin, me-diante una ecuacin de tercer grado, determina el valorde la piedra en funcin de:- Altura de banco.- Densidad de carga del explosivo.- Velocidad de detonacin del explosivo.- Longitud de retacado.- Resistencia a la compresin.- Constante que depende del tipo de mquina decarga empleada: excavadora de cables o dragalina.La ventaja de este sistema es que calcula el esquemade perforacin en funcin de variables conocidas de

antemano, salvo la resistencia a compresin que debeser estimada de datos previos.Por el contrario, el inconveniente es que dado que laresistencia a compresin es determinada a partir de los

parmetros de perforacin, el esquema se establecedespus de haber perforado algunos barrenos, por loque el mtodo slo es vlido en formaciones muy ho-mogneas.8.2. Indice R.a.!.Mathis (1975) propuso un ndice que denomin

"R.O.I. (Rock Ouality Index):t01 - E-R. ..- hL

236

donde:Eh = Presin hidrulica de la perforadora.t = Tiempo de perforacin del barreno.L = Longitud del barreno.

La primera aplicacin prctica del "R.O.I. fue de-sarrollada por Little (1975), intentando correlacionarlos datos de la perforacin rotativa con el diseo geo-tcnico de los taludes finales de las cortas.La investigacin llevada a cabo demostr una escasa

fiabilidad debido a las tcnicas de registro y a la falta desensibilidad en cambios de litologia muy prximos.Leighton (1982) procedi a una identificacin de

las rocas existentes en la mina de Afton (Canad)mediante el R.O.I. utilizando una perforadora rota-tiva S.E. 40-R trabajando a 229 mm (9") de dimetro.A continuacin, hizo un estudio de correlacin entreel "R.O.I. y el consumo especfico ptimo de explo-sivo para las voladuras de contorno, obteniendo uncoeficiente de correlacin r = 0,98. Fig. 18.16, para lasiguiente curva ajustada.

Ln(CE) - R.O.!. - 25.0007.200donde:CE = Consumo especfico (kilogramos de ANFO/tonelada).R.O.!. = Indice de Calidad de la Roca (kPa.min/m).

E"-c:ELn CCE.)=RQI- 25.0007.20.0

o 8.000O-:.::8 7..000oa::

--' :5 6.0.0.0e wa:: o~ ~ 5..0.00'o--1~U 4.000.wowS2 3.000'oZ

2.26.0 ..o

o

o/

11. .A BUENas RESULTADaso DIFICULTAD EXCAVAClaN.PRaYECClaN EXCESIVA ysaBREEXCAVAClaN

.0.02 .0..04 .0..06 .0..08CONSUMO ESPECIFICO-ANFO CKg/t)

Figura 18.16. Correlacin entre el R.Q.I. y el consumoespecfico (Leighton).

Pero la utilizacin del R.O.I. presenta las siguien-tes limitaciones:- Se emplea la presin hidrulica de la mquina, por~0

4


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~

~ lo que los datos utilizados dependen del tipo ymodelo de perforadora.~ - No interviene el dimetro de perforacin.No se tiene en cuenta la velocidad de rotacin.~ De esta forma, los resultados obtenidos en la minaAfton slo son utilizables en aquellas explotacionesdonde:. - Se disponga de una perforadora modelo S.E. 40-R,y. - Se perforen barrenos de 229 mm.~ 8.3.LpezJimeno,E. (1984),teniendoen cuenta las limi-taciones del R.Q.!.propuso un ndice de caracteriza-~ cin de las rocas en el que se combinan los siguientesparmetros de perforacin:

Indice de perforacin Ip

~ VPENr

~ O

= Velocidad de penetracin (m/h).= Empuje sobre el tricono (miles de libras).= Velocidad de rotacin (r/min).= Dimetro de perforacin (pulgadas).El ndice responde a la expresin:

VPIp = E x Nr02PARTEDIARIO

En el clculo de este ndice hay que tener en cuentaque:- El tipo de tricono empleado sea el ms adecuado a

la formacin rocosa que se pretende perforar.- Se disponga del caudal de aire de barrido sufi-

ciente para la evacuacin correcta de los detritus deperforacin.- Se eliminen en su determinacin los tiempos

muertos de: posicionamiento de la perforadora,cambios de barras, etc. Es decir tomar la velocidadneta de penetracin.

Para la recopilacin de todos los datos se. podrutilizar un modelo de parte como el que se indica en laFig. 18.17.Como la velocidad de penetracin depende de lasresistencias a compresin, traccin y cizallamiento, el

ndice Ip, que es directamente proporcional a VP,contendr implcitamente tales caractersticas geo-mecnicas, pudindose correlacionar con el consumoespecfico o factor de energa del explosivo empleadoen las voladuras en las que se obtiene una fragmenta-cin adecuada. Fig. 18.18.El anlisis estadstico de regresin de los datos de

numerosas minas, ha permitido establecer la siguienteecuacin:

CE (kg ANFO/m3) = 1,124 x e-O.5~2~ Ip (r = 0,92)

MAQUINA:DE PERFORACION

RELEVO'FECHA: - 1.Ji6.

DIAMETRO'-

HORAS TOTALES PAROFigura 18.17. Parte de perforacin.

237

w . o :g 2 o W--J 0 '" .,; ,," o"'Ef-':'-- '3:! :g ..!'! '"d :'i o 1-" '" 2 .J2- .. . W'" .. W'" ;: 8 M O MDo zm '" '3 _w W", PST "' D'- " Z'"z> W .. >.. >'" D.U

PAROS OPERACION PAROS MECANICOS ESPECIFICACIONES AVERIAS:Tiempo traslado operacin Hora exacta arranque de la mquonaTiempo cambio tr icDno Tiempo reparaciones ---'-----Tiempo falta de trabajo Tiempo espera mecnicosTiempo limpieza mquina Tiempo engraseTiempo trasLado maquinista Tiempo traslado m e canicaTiempo cambio adaptador Otras causas de paro

FIRMA MAQUINISTA.

JADAS


12/15

4a.......

'.

zQ 3


13/15

IIIIIIWIIIliIIIUIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIUlIIIIIlliIm;;;jF"""=,,,,"

~

t~------------ , -,.-- ., - ,.-."-""--'

tPROGRAMA DISVOLCALCULO DE ESQUEMA-----------------------------------

DATOSt -----DIAMETRO DE PERFORACIoNALTURA DE BANCOINDICE DE PERFORACIONEXF'LOSIVOSDENSIDAD DE CARGA~VELOC. DETONACJON

,DIAMETRO DE CARGA

311.0015.000.35

1'1.1'1M

(1)2)0.804000

311.001. 35G/CC) =

(11/5)(11. M)4700

311.00

- ~~:~==:'~::~ LONGITUD DE PERFORACIoN =, LONG. RETACADO SUPERIOR =LONG. RETACADO INTERMEDIO=

LONG. SOBREPERFORACIoN~L

,

ONG. CARGA INFERIOR E-1, LONG. CARGA INFERIOR E-2 =LONG. CARGA SUPERIOR E-2 =CARGA INFERIOR E-1

~ CARGA INFERIOR E-2CARGA SUPERIOR E-2C A R G A T o TAL~ F'IEDRA, ESF'AC 1AM 1 ENTO

VOLUMEN POR BARRENORENDIMIENTO PERFoRACIoN. CONSUMO ESPECIFICO (ANFO)=

844.02 (MC)86.89 (MC/M)O. '] (f.00 1'1" 1'1.15.00 M.3.00B.."jO9. :50l. BOC-IEDW',ESF(,C 11\1"1:X',ITU:30f;f,[f'e:l~i-I.JHi",C ]

~1.1'1.1'1..

::XF'CCJ::;1DENSIDAD DE CARGA (G/CC)VELOC. DETONACION (M/S)DIAMETRODE CARGA (M.M)

(2)0.804000

22'7. 00

(1)1" ~X'4500

229.00

[":E~,iUL.T {,,[)U~,i,, ,

L.UNGITUD DE IONLONG. hETACADO IOH ~LIJr'jG. RETACfDU 11'1"1'11-:1"le:DIIJ'"'

1",.130 (1'1)(1"1)(11)10. :,,(,0.00

LONG. CARGA INFEHIOR E-JL.UNG. CARGA INFEh E-2LONG. CARGA SUPERI E-2 ~

1.07':;.,'1-11)..00(m(1"1)(1-1)

CARGA INFERIOH e 1CARGA INFERIOR E-2CAI':13A SUF'[f': 1 e." F-:::'e 11 h G (:\ 1 U 1 H i..

,',,3. 1617;;. ~6

0.002,":1.'7::::

U:Ti)(I


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EQU IPO DE PERFORACIONSELEWONADO

CQNSUMO ENERGEnDODE LA VOLADURA

ESQUEMADE PERFORACIONy TECNlCAO VOLADURA

SIMULACIONDE LAFRAGMENTACION(MODELO)EVALUACIONEN CAMPODELA FRAGMENTACION

NO

NO

Figura 18.22. Estructura del modelo de optimizacinde costes (L. Jimeno).

9. SISTEMA DE GESTION DE DATOS DE PERFO-RACION ENTIEMPO REAL

Recientemente, en la mina de carbn de Encasur enPuertollano se ha puesto a punto un sistema de registrode datos de operacin en tiempo real de una perforado-ra rotativa.El conjunto de variables controladas es:

- Variables todo/nada:.Motor de la perforada en marcha SI/NO. Torre abajo SI/NO. Aire en barreno SI/NO. Empuje en barreno SI/NO- Variables analgicas:. Desplazamiento de la mquina.Desplazamiento de la cabeza de perforacin.Velocidad de rotacin. Par de rotacin. Fuerza de empujePara la obtencin de las variables anteriores de forma

automtica se han dispuesto sobre la perforadora lossensores que se indican en la Fig. 18.23.La configuracin final del sistema de gestin se mues-

tra en el diagrama de bloques de la Fig. 18.24. La esta-cin central est constituida por un microordenador quedispone de monitor en color, teclado expandido e impre-sora, que dispone adems de un interfaz para la comu-nicacin con el radioenlace.

240

~"'""" ",m,," """." """'lO"'

"'"". "OO,"~.,,"""'"""""'AA",","""-""""""""""'""""'""'"'"'"

'""~""'~'"~",,"' ~.~, "'"' """AA' ~ ""'" \(~~ '"".~ ~"'"'-"'"'""""AA'~""'Figura 18.23. Situacin de los sensores en la perforadora.La unidad mvil sobre la mquina est constituida por

los captado res, la CPU y el transmisor-receptor deradio. Parte de la informacin obtenida es mostrada porel display durante la perforacin, para ayudar al opera-dor. Los datos que aparecen son:- Profundidad actual del barreno (m)- Velocidad de penetracin (m/s)- Distancia del tricono al fondo del barreno

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Figura 18.24. Diagrama de bloques del sistema demonitori-zacin y control de la perforacin.

Con la informacin recibida en la estacin central seelaboran diversos informes: lista de paradas, partes derelevo semanales o mensuales, etc. Adems se obtie-nen grficos analgicos de los barrenos en los que serepresentan los sigui~ntes parmetros:- Velocidad de rotacin- Par de rotacin- Fuerza de empuje- Velocidad de penetracin- Energa especfica de empuje y de rotacin- Energa especfica totalToda la informacin queda recogida en el disco durodel microordenador, pudiendo aprovecharse posterior-mente para el diseo de las voladuras, una vez caracte-rizados los materiales rocosos perforados.


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18 Caracterizacion macizo rocoso

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