Teoria Jksimblast
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7/23/2019 Teoria Jksimblast
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FAMESA EXPLOSIVOS
ASISTENCIA TCNICA
Mina YanacochaFecha . 11 de Dic. Del 2004
Descripcin Tcnica del JKSimBlast Utilizadoen sus Operaciones Mineras Superficiales, parael Modelamiento , Anlisis y Optimizacin de
Voladura
Por: Hugo Herrera S.
GAI-TRONICS PERUTelf: 51-1-2429166Shell 343, Of. 702, Lima 18, Per
MODELACIN DE VOLADURA
UTILIZANDO EL SOFTWARE
JKSIMBLAST
La mineria superficial en el Per, encontr un avance significativo en el
modelamiento y gestin para su voladura, a travs del aporte a la
minera, del Instituto Julius Kruttschnitt Mineral Research Centre de la
Universidad de Queensland de Australia quienes desarrollaron un
software para la modelacin y el control de voladura, considerando todos
los aspectos desde su concepcin hasta el anlisis, llevar un registro y
realizar reportes. Producto de ms de dos dcadas de constante
investigacin y desarrollo, actualmente en su segunda generacin el
JKSimBlast que es como se denomina un conjunto de herramientas
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especializadas y de base de datos para el diseo, anlisis y optimizacin
de voladuras, as como para el manejo de la informacin relacionada con
cada voladura.
Desde 1978, el JKMRC ha estado investigando la voladura,
desarrollando nuevas tecnologas en software y hardware. El propsito
original de la investigacin se ha visto ampliado para abarcar otros
campos relacionados con las etapas pre y post voladura. Cada da son
ms los ingenieros de minas interesados en obtener la mayor informacin
de sus voladuras:
Entendiendo la causa y el efecto,
Evaluando diseos y performances para el cumplimiento de sus
objetivos
Adquiriendo experiencia para ser aplicada e incorporar toda la
informacin relacionada con el proceso.
1 APLICACIN DEL JKSIMBLAST PARA EL
MODELAMIENTO DE VOLADURA EN MINERA
SUPERFICIALA
El JKSimBlast posee una amplia barra de herramientas y una interfaz
grfica tipo CAD (Archivos DFX), para crear un diseo completo de
la voladura, con las cuales desde el sistema disptach y los archivosdats generados por las perforadoras tmbien obtenemos una
representacin grfica con coordenadas y cotas reales de los taladros
de los proyectos a disparar y alimentar el carga explosiva diseada con
los respectivos retardos de fondo por taladros y el amarre superficial
con retardos superficiales, con los que las primeras aproximaciones de
clculo de diseo de perforacin y voladura segn R. L. Ash, Lpez
Jimeno, Konya, Konya & Walter etc. A cualquier otro mtodo
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utilizado por lo mineros para el diseo de voladura, son evaluadas para
su optimizacin asimismo este anlisis se desarrolla para cada
proyecto a disparar en el mdulo 2Dbench del JKSimBlast, con la
finalidad de simular la detonacin para encontrar la performance ideal
de diseo. El JKSimBlast nos ha permitido especificar las condiciones
de operacin para el minado, tales como parmetros de diseo para
diferentes tipos de roca, propiedades de los explosivos y accesorios.
Se pudo establecer una comparacin entre los objetivos del diseo de
voladura y el resultado de la simulacin lo que permiti verificar la
influencia de cada uno de los parmetros de diseo. Los mdulos de
anlisis y simulacin pudo modelar clculos complejos y mostrarlos
en formato grfico, pues utiliza tanto la data del diseo como la data
real.
Todos los diseos y anlisis de la data es almacenada en una base de
datos MS Access, stos estn abiertos (no protegidos) de manera
que los usuarios pueden acceder directamente, extraerla con otros
propsitos o escribir sus propias aplicaciones para crear o usar la data
y as formar parte del sistema JKSimBlast.
1.1 PROCEDIMIENTO BASICO DE TRATAMIENTO DE
VOLADURA
A partir de los archivos dats, obtenemos la malla de perforacin,
donde modelamos el carguio de los taladros de acuerdo al diseo de
voladura como son: las cargas de fondo, carga de columna, taco
retardos de fondo y superficiales, para simular la detonacin.
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a. CARGUIO DE TALADROS
Cada taladro es cargado de acuerdo al diseo. El software nos
proporciona los parmetros tcnicos del explosivo y una
representacin grfica.
b. RETARDOS DE FONDO
Para cada taladro es de acuerdo al diseo. El software nos
proporciona los parmetros tcnicos de los retardos
grficamente.
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c. RETARDOS SUPERFICIALES
Se realiza el amarre superficial y la colacin de los retardos
superficiales del proyecto que s esta modelando.
El software permite tener una visualizacin grfica de la
configuracin de tiempos taladro por taladro.
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d. SIMULACIN DE LA DETONACIN
Nos permite visualizar la configuracin de detonacin teniendo
en cuenta los tiempos de detonacin taladro por taladro y
comprobar si existen taladros con problemas de dispersin.
e. PARMETRO TCNICOS DE DISEO
La modelacin nos proporciona luego los parmetros de diseode voladura asimismo los factores de potencia y energa
alcanzados.
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f. ISO VALORES DE DETONACIN.
El JKSimBlast nos proporciona las curvas de los iso-valores de
detonacin lo que nos permite analizar el diseo y optimizarlo.
g. TRATAMIENTO AL DISEO DE CARGAEl JKSimBlast permite determinar la carga mxima detonada
por unidad de tiempo lo que permite darle tratamiento y
optimizarlo.
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Asimismo el reporte grfico permite visualizar en barras, los
taladros y cargas explosivas detonadas por unidad de tiempo, en
la misma ventana nos reporta la Velocidad Pico de Partcula y laPresin por onda de detonacin para el modelo de voladura, es
posible darle tratamiento informtico corrigiendo algunos
parmetros de diseo si estos no son los esperados.
1.2 OPTIMIZACIN DE MODELOS DE VOLADURA CON EL
JKSIMBLAST
La aplicacin del software JKSimBlast ha permite realizar elanlisis a los parmetros de voladura obtenidos de los primeras
clculos (R. L. Ash, Pearse, Konya y Lpez Jimeno) y que a partir
de los parmetros ideales de diseo el JKSimBlast s a convertido
en la herramienta ms importante para el diseo, simulacin y
anlisis de cada proyecto a disparar realizando mas de una iteracin
si es necesario hasta obtener el diseo tcnicamente esperado. El
anlisis consiste en obtener la simulacin y curvas de iso-valores de
tiempos de detonacin para asegurar que sea la correcta
configuracin de detonacin y no se presentase problemas de
traslape de los detonadores, una vez realizada la simulacin de
detonacin el JKSimBlast nos da conocer la Velocidad Pico de
Partcula alcanzada, si la VPP no cumple sobrepasando la crtica del
sector donde se realiza la voladura este primera anlisis que
corresponde a un diseo es revisado una y otra vez hasta obtener los
valores deseados modificando la carga de explosivos por taladro y
configuracin de retardos de fondo y superficiales obteniendo
finalmente la carga mxima instantanea y su correspondiente al
nmero de taladros, que a una determinada distancia desde el foco
de detonacin genera una Velocidad Pico de Particula (VPP) que si
es permitida por el sector.
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La representacin grfica que mostramos a continuacin
corresponden al anlisis y tratamiento con el JKSimBlast, en la
figura la carga mxima instantanea es 2070.0 Kg correspondiente a
tres taladros detonados en el tiempo 876 ms, que a una distancia de
50 metros genera una Velocidad Pico de Particula (VPP) de 212.4
mm/s. Despues del tratamiento obtenemos la ideal con una carga
mxima instantanea de 1200.0 Kg correspondiente a dos taladros,
que a una distancia de 50 metros genera una Velocidad Pico de
Particula (VPP) de 161.2 mm/s que si es permitida por el sector.
N
Simulacin 2 de 2
Simulacin 2 de 2
N
Simulacin 2 de 2
Simulacin 2 de 2
N
Simulacin 1 de 2Simulacin 1 de 2
N
Simulacin 1 de 2Simulacin 1 de 2
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As las representaciones grficas muestran diseos finales a los que
se les hizo un tratamiento con el JKSimBlast.
1.2.1 DISTRIBUCIN DE ENERGA
La distribucin del explosivo dentro macizo rocoso afecta el
grado de fragmentacin esperado ya que la distribucin de la
energa desarrollada por el explosivo depende de la geomtrica
de este al interior del macizo.
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La energa disponible en las voladuras es calculada con el
JKSimBlast y la herramienta Explosive Energy Distribution,
diseada para este fin, permite tener las curvas de iso-energas
del explosivo utilizado aciertas distancias de un taladro de
perforacin, esta herramienta esta diseada para analizar
situaciones en que se considera cambios de explosivos y
parmetros de voladura, sin considerar el tipo de roca
involucrado; Es decir solamente considera las propiedades del
explosivo: potencia, densidad y velocidad de detonacin, el
volumen de la roca a volar y no las caractersticas de la misma.
En la representacin grfica tenemos el anlisis desarrollado con
esta herramienta, inicindose en el levantamiento del primer
detalle tal y como se presenta nuestro diseo de carga,
consecuentemente se puede realizar modificaciones de carga
hasta obtener una distribucin ideal de energa que es la
optimizada.
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El JKSimBlast permite obtener el anlisis de energa en MJ/t,
MJ/m3, MJ/m2, Kg/t y Kg/m3; En mina Toquepala el anlisis es
por MJ/t como factor de energa y Kg/t como factor de carga.
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El JKSimBlast ha permitido obtener el diseo ideal para el
disparo representado grficamente en el ltimo esquema, que a
continuacin a travs del anlisis de simulacin de detonacin
en 4D obtener una visualizacin de la configuracin total de
detonacin, que incluye al tiempo de detonacin real taladro
pos taladro lo que concluye el diseo optimizado.
1.2.2 DETERMINACIN DE LA ENERGIA DISPONIBLE EN
LA MALLA DE VOLADURA
Mediante el JKSimBlast, analizamos la distribucin de energa
en las mallas de voladura, que para efectos de comparacin
evaluamos la triangular y cuadrada, con resultados favorables
para la triangular, debido a que tiene mejor distribucin de
energa en el rea central de los taladros, que en comparacin
con la cuadrada esta se comporta con una deficiencia de energa
Figura N 64
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en la misma rea, la representacin grfica nos da el alcance de
anlisis.
1.2.3 ENERGIA DISPONIBLE EN CORTEMediante el JKSimBlast, analizamos la distribucin de energa
de la malla triangular, pero esta ves en seccin, con resultados
ptimos de la entrega de energa disponible de la columna
explosiva entre taladros, siendo las distancias el burden ideal,
se puede apreciar en la representacin grfica adems la escala
de la envolvente.
Anlisis de distribucin de Energa para malla cuadrada vs triangular
MALLA CUADRADA MALLA TRIANGULAR
Figura N 65
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Adems el radio de influencia de las curvas de energa, para una malla
triangular en seccin, medida desde el nivel del piso hasta la curva, alcanza1.7 mts., que para una sobre perforacin en el pie de diseo de 1.5 mts., es eladecuado, lo que garantiza resultados positivos a nivel de piso.
