Energía & Servicios a la MineríaG e n e r a d o r e s d e E f i c i e n c i a O p e r a t i v a EL MODELO DE ONDA ELEMENTAL Software SeedWave HERRAMIENTA INTEGRAL PARA EL CONTROL DE DAÑO EN EL CAMPO CERCANO Y LEJANO Autor: Cameron McKenzie Relator: Joaquín Cofré AGENDA Introducción. Objetivos. Vibraciones, lo que se tiene hasta hoy. Definición de Onda Elemental. Software de Onda Elemental. Aplicación y Beneficios. Conclusiones. INTRODUCCION En la actualidad para poder ser competitivos nos vemos en la necesidad de innovar en tecnología. Esta debe generar un valor tangible y cuantificable para los usuarios. Estas herramientas tecnológicas logran en un corto tiempo simular un sin número de escenarios que no nos permiten tomar la mejor decisión, tanto económica como operacional. Para ayudar al entendimiento y estudio de las vibraciones. Enaex ha desarrollado una serie de investigaciones y pruebas en terreno, lo que ha permitido reunir el conocimiento esencial para desarrollar el software prototipo de Onda Elemental, de manera que sea una herramienta de uso diario en la actividad de voladura. OBJETIVOS • Dar a conocer el concepto de Onda Elemental. • Mostrar una Herramienta de última generación que permite al cliente optimizar los diseños de voladura para predecir el daño por vibraciones producidas por estas. • Demostrar la versatilidad en la utilización del Software de Onda Elemental (SeedWave). • Visualizar las oportunidades de ganancias al utilizar este Software. – En la Actualidad los modelos para predecir las vibraciones son del tipo estático, predicen su valor en función de la carga de explosivo que detona en forma simultánea y de la distancia a la cual se requiere predecir la misma. 0.1 1 10 100 10 100 1000 Distancia escalar (m / kg^.5) P e a k V e l o c i d a d P a r í c u l a s ( m m / s ) Nucrush Quarry, Oxenford n Wt Dist K PPV ÷ | . | \ | = Modelo de Devine Campo Lejano H dx r x x s r 0 G(r 0 ,x 0 ) x s +H H dx r x x s r 0 G(r 0 ,x 0 ) x s +H ( ) ( ) 2 n H s x s x 2 0 2 0 x x r dx K PPV ( ( ¸ ( ¸ ÷ + = } + ¸ 2 n 0 s 0 0 0 s 0 r x x arctan r x x H arctan r K PPV | | . | \ | ¦ ) ¦ ` ¹ ¦ ¹ ¦ ´ ¦ | | . | \ | ÷ + | | . | \ | ÷ + = ¸ H dx r x x s r 0 G(r 0 ,x 0 ) x s +H H dx r x x s r 0 G(r 0 ,x 0 ) x s +H ( ) ( ) 2 n H s x s x 2 0 2 0 x x r dx K PPV ( ( ¸ ( ¸ ÷ + = } + ¸ 2 n 0 s 0 0 0 s 0 r x x arctan r x x H arctan r K PPV | | . | \ | ¦ ) ¦ ` ¹ ¦ ¹ ¦ ´ ¦ | | . | \ | ÷ + | | . | \ | ÷ + = ¸ Modelo Holmberg-Persson Campo Cercano Vibraciones, lo que se tiene hasta hoy 5 10 15 20 25 30 0000 0.0 5.5 9.5 15.0 20.5 26.0 70 deg 14.7 50 deg ¿Tamaño de la voladura ? ¿Tipo de iniciación (Pirotécnica o electrónica)? ¿ Punto de iniciación ? ¿ Retardos entre pozos y filas ? ¿Formato de carguio de los pozos? Quedan preguntas sin resolver ¿? d W 500 (mm/s) Modelo Estático ¿Como funciona? Tipos de iniciación (Pirotécnica o electrónica) Retardos entre Fila y Pozos F o r m a t o d e c a r g u i o d e l o s p o z o s T a m a ñ o d e l a V o l a d u r a Punto de iniciación SeedWave Software de Onda Elemental ¿Cómo lo hace? SeedWave Software de Onda Elemental Onda Elemental Concepto de Onda Elemental T2-T1 Menor amplitud (distancia más grande) Onda Final Geófono Esta teoría utiliza el efecto de la superposición lineal de los trenes de ondas generadas por la detonación de las diferentes cargas explosivas de una voladura. Considerando el tiempo de viaje de cada una de las ondas y las diferencias de tiempo de la secuencia de salida. Con esto es posible predecir el registro de onda que se obtendría, determinando la velocidad máxima de partícula y las frecuencias dominantes. -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 Time (seconds) V e l o c i t y ( m m / s ) T1 T2 Como se obtiene una Onda Elemental DISEÑO DE CAMPO CERCANO Geófono 3 Geófono 1 Geófono 2 Pozos Geo 1 Geo 2 Carga Explosiva Para Vibraciones 10 m 10 m 8 m 8 m 8 m 8 m 6 m L.P Geo 3 5 m Carga Explosiva Puntual 5 m 5 m Datos de Entrada SeedWave Software El Software _ Datos de Entrada En La Práctica Campo Cercano Análisis Dinámico del Impacto En La Práctica Campo Cercano Análisis Dinámico del Impacto Comparando Opciones - Ejemplo G e n e r a d o r e s d e E f i c i e n c i a O p e r a t i v a Todas las filas de 10⅝”, una sola fila Buffer 2.0 m 6.5 m Opción #2 - Ejemplo G e n e r a d o r e s d e E f i c i e n c i a O p e r a t i v a Opción #2 - Ejemplo 1.6 m 3.8 m 3 Filas Buffer en 6½”, 1.5 m alejamiento de L.P. 1.- Aumentar el ángulo de la cara del banco. 4.- Aumento del tamaño de la voladura 3.- Tronar a todo el ancho. 2.- Aumentar el ángulo Inter- rampa. Ganancia: En Lo Práctico Campo Lejano Control de daño Campo Lejano Onda Elemental – Contornos de Iso- Vibración 0 100 200 300 400 500 600 700 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 Iniciación Pirotécnica: 35/100ms 25 mm/s 50 mm/s 100 mm/s 200 mm/s 0 100 200 300 400 500 600 700 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 Iniciación Electrónica: 35/100ms 25 mm/s 50 mm/s 100 mm/s 0 100 200 300 400 500 600 700 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 Iniciación Electrónica: 5/65ms 25 mm/s 50 mm/s 100 mm/s 200 mm/s 1.- Cautelar sectores críticos fallas, estructuras. 3.- Determinar los mejores tiempos para minimizar el daño en el campo lejano 2.- Estimar el tamaño de la voladura. Ganancia: En La Práctica Fragmentación En La Práctica Fragmentación Análisis Dinámico del Impacto 35/100 Pirotécnico (27%) 17/100 Pirotécnico (23%) 4/60 Electrónico (58%) 3/60 Electrónico (74%) Nivel de Estrés – Índice de choque Análisis Dinámico del Impacto PROPUESTA TIEMPOS Malla 7.4 x 8.5 en 12 1/4”, 890 kg, taco 7 12 1/4 P r o d u c c i ó n 8 . 5 12 1/4 P r o d u c c i ó n 8 . 5 12 1/4 P r o d u c c i ó n 8 . 5 12 1/4 P r o d u c c i ó n 8 . 5 12 1/4 P r o d u c c i ó n 8 . 5 12 1/4 P r o d u c c i ó n 8 . 5 7m 9m 890Kg 7m 9m 890Kg 7.4 7m 9m 890Kg 7.4 7m 9m 890Kg 7.4 7m 9m 890Kg 7.4 7m 9m 890Kg 7.4 1 5 m 1 El porcentaje de estrés que se entrega corresponde a un promedio de las simulaciones realizadas (5000 dentro de una zona de la voladura) sobre un valor referencial (20.000 mm/s) para todos y cada una de los análisis. A parir de estos antecedentes se realizaron diferentes simulaciones, para determinar los tiempos entre pozos que generan un máximo nivel de stress dentro de la voladura, de tal manera que optimice la fragmentación. Resultados simulación Índice de choque 1.- Mayor Fragmentación Material duro. 4.- Mayor rendimiento de los equipos de Carguio 3.- Menor consumo de energía en el chancado. 2.- Reducción de los Finos generados por la voladura. Ganancia: Indice Energético de Fragmentación -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% Profundidad (m) I n d i c e d e C h o q u e ( % ) 9 ms 17 ms 6 ms 4 ms 3 ms Tiempo entre pozos Porcetaje nivel de stress ms 17 74% 9 69% 6 76% 4 85% 3 79% Conclusiones • El SeedWave es una Herramienta de última generación que permite al cliente optimizar los diseños de voladura. • El SeedWave es muy versátil puesto que nos permite cambios online en las variables y obtener la mejor solución en un poco tiempo. • Lo más importante, este software nos permite visualizar ganancias o ahorros tangibles. Gracias !