Experimental analysis of fragmentarion, vibration and rock movement in open pit blasting = Análisis experimental de la fragmentación, vibraciónes y movimiento de la roca en voladuras a cielo abierto

La presente tesis describe y analiza el trabajo experimental realizado en la cantera El Alto (Morata de Tajuña, Madrid, España) en el marco del proyecto de investigación "Reducción de finos en el sector de minerales industriales y de áridos" financiado por la U.E. bajo contrato G1RD-CT-2000-00438. El consorcio de dicho proyecto incluye organizaciones dedicadas a la investigación MU-Leoben (Austria), SveBeFo (Suecia), ARMINES (Francia) y UPM (España) , fabricantes de explosivo Dyno (Noruega) y UEE (España) y productores de árido (Hengl-Bitustein, Austria), caliza (Nordkalk, Suecia) y cemento (Cementos Portland, España). Se recopilan características geométricas, de carga y secuenciación en 35 voladuras de producción y tres disparos de un único barreno realizados entre 2001 y 2004. Se ha medido el movimiento del frente (velocidad inicial y tiempo de respuesta de la roca, i.e. tiempo desde la iniciación del explosivo en el barreno hasta que se tiene la primera evidencia de movimiento) a partir de blancos situados en la cara libre frente a un barreno en ocho de esas voladuras. Se proporcionan las frecuencias dominantes y velocidad de partículas de las vibraciones registradas con sismógrafos situados en la parte superior e inferior del banco, en el campo cercano (unos 50 m) y lejano (hasta 550 m) para 23 de dichas voladuras, dos barrenos sencillos confinados y un barreno sencillo sin confinamiento. Además, se da la fragmentación en el alimentador de la tolva del primario para esas 35 voladuras. Los procedimientos utilizados para realizar estas medidas han sido descritos y analizados en detalle. Los modelos más significativos para predecir fragmentación, vibraciones y movimiento del frente se aplican a los datos disponibles. Algunos de ellos muestran diferencias significativas con los valores medidos, como el modelo de Kuz-Ram, mientras que otros como el modelo de Blair y Armstrong para predecir el espectro medio de la velocidad de partículas funcionan bastante bien. Cuando ha sido posible, se han proporcionado formulas ingenieriles para predecir el movimiento del frente, fragmentación y vibraciones. Se ha obtenido: (i) una fórmula para predecir el tiempo de respuesta de la roca a una altura determinada del piso del banco en función de la densidad lineal de carga y la piedra correspondiente, (ii) una fuerte influencia en la velocidad inicial de la roca del cociente entre el retardo entre barrenos y el tiempo de respuesta, (iii) una ley de atenuación de la velocidad suma máxima de partículas, (iv) una expresión para calibrar el programa de análisis de imágenes en función de los finos naturales (cociente entre el espesor de la cobertera y la altura del banco) presentes en el banco, (v) una fórmula entre el tamaño para el que pasa el 50 %, x50 ,y el valor de la pendiente de la curva granulométrica en x50, Sx50, (vi) una relación entre x50 y el índice de uniformidad de la distribución granulométrica, n, (vii) sendas fórmulas para x50 y Sx50 en función del consumo específico encima del piso en la caliza, trabajo útil por unidad de masa, retardo entre barrenos y dispersión de los detonadores y (viii) el balance de energía en ocho voladuras. A partir de los resultados obtenidos se proporcionan las estrategias que contribuirían a mejorar la operación en El Alto y establecer las principales líneas de trabajo de futuras investigaciones en el campo de voladuras a cielo abierto

On loader productivity, rock strength and explosive energy in metal mining

Twenty production blasts in two open pit mines were monitored, in rocks with medium to very high strength. Three different blasting agents (ANFO, watergel and emulsion blend) were used, with powder factors ranging between 0.88 and 1.45 kg/m3. Excavators were front loaders and rope shovels. Mechanical properties of the rock, blasting characteristics and mucking rates were carefully measured. A model for the calculation of the productivity of excavators is developed thereof, in which the production rate results as a product of an ideal, maximum, productivity rate times an operating efficiency. The maximum rate is a function of the dipper capacity and the efficiency is a function of rock density, strength, and explosive energy concentration in the rock. The model is statistically significant and explains up to 92 % of the variance of the production rate measurements

La productividad en la carga, la resistencia de la roca y la energía del explosivo

Twenty production blasts in two open pit mines were monitored, in rocks with medium to very high strength. Three different blasting agents (ANFO, watergel and emulsion blend) were used, with powder factors ranging between 0.88 and 1.45 kg/m3 . Excavators were front loaders and rope shovels. Mechanical properties of the rock, blasting characteristics and mucking rates were carefully measured. A model for the calculation of the productivity of excavators is developed thereof, in which the production rate results as a product of an ideal, maximum, productivity rate times an operating efficiency. The maximum rate is a function of the dipper capacity and the efficiency is a function of rock density, strength, and explosive energy concentration in the rock. The model is statistically significant and explains up to 92 % of the variance of the production rate measurements. RESUMEN Se han analizado veinte voladuras de producción en dos minas a cielo abierto, en rocas con resistencia entre media y muy alta. Se usaron tres agentes de voladura diferentes (ANFO, hidrogel y emulsión mezcla), con consumos específicos entre 0.88 y 1.45 kg/m3 . Las excavadoras eran cargadoras frontales y palas de cables. Se midió cuidadosamente las propiedades de la roca, las características de las voladuras y las velocidades de carga, a partir de las cuales se desarrolla un modelo para el cálculo de la productividad de las excavadoras en el que ésta es función de una productividad máxima o ideal multiplicada por una eficacia operativa. La producción máxima es función de la capacidad del cazo y la eficiencia es función de la densidad y resistencia de la roca, y de la concentración energética del explosivo en la roca. El modelo tiene significación estadística y explica un 92 % de la varianza de las medidas de velocidad

Asymmetric propagation of airblast from bench blasting

This paper investigates the propagation of airblast from quarry blasting. Peak overpressure is calculated as a function of blasting parameters (explosive mass per delay and velocity at which the detonation sequence proceeds along the bench) and polar coordinates of the point of interest (distance to the blast and azimuth with respect to the free face of the blast). The model is in the form of the product of a classical scaled distance attenuation law times a directional correction factor. The latter considers the influence of the bench face, and attenuates overpressure at the top level and amplifies it at the bottom. Such factor also accounts for the effect of the delay by amplifying the pressure in the direction of the initiation sequence if the velocity of initiation exceeds half the speed of sound and up to an initiation velocity in the range of the speed of sound. The model has been fitted to an empirical data set composed by 134 airblast records monitored in 47 blasts at two quarries. The measurements were made at distances to the blast less than 450 m. The model is statistically significant and has a determination coefficient of 0.86

Gestión eficiente de la evaluación continua del alumnado. La integración del trabajo de escritorio con moodle

Se presenta una aplicación desarrollada en Visual Basic para Microsoft Excel 2010 con el propósito de ofrecer una herramienta que ayude al profesorado en las labores de calificación de pruebas de evaluación continua a lo largo de un curso en conjunción con la plataforma Moodle. Se describe también su aplicación a una asignatura concreta

Efecto del acoplamiento sensor-roca en la medida de vibraciones por voladura

Este trabajo analiza algunos métodos de medida de vibraciones producidas en voladuras. Se han ensayado dos geófonos triaxiales de diferente tipo, tamaño y masa en un excitador de vibraciones. Los sensores se han acoplado a una losa de granito usando tres métodos: apoyado (sin sujeción) sobre la losa, sujeto con un saco con arena y anclado a la losa con un perno. La losa se sometió a un movimiento periódico horizontal de frecuencia variable entre 16 y 200 Hz, y amplitud constante. Se han aplicado dos niveles de vibraciones de 5 y 20 mm/s cuando el sensor se sujetó con un saco o perno, y tan sólo 5 mm/s cuando no se usó sujeción de ningún tipo. Para cada método ensayado, la transmisibilidad de las vibraciones de la roca al geófono se ha calculado en función de la frecuencia como el cociente entre la respuesta del geófono y el movimiento de la losa. La transmisibilidad de las vibraciones se considera como la combinación de la transmisibilidad del acoplamiento entre la roca y el sensor y la transmisibilidad del equipo de medida. Para obtener la transmisibilidad del acoplamiento se ha normalizado la transmisibilidad total con la transmisibilidad de los sismógrafos obtenida en un ensayo en él se supone que la transmisibilidad del acoplamiento es 1. Se observa que el acoplamiento entre el geófono y la roca, es un fenómeno resonante, que puede alterar la amplitud de las vibraciones por un factor que va desde 1,2 hasta valores inferiores a 0,6. Las medidas más exactas y precisas se obtienen con geófonos anclados a la roca. Los otros métodos (sensores colocados libremente o sujetos con un saco) proporcionan unas condiciones de contacto que no son reproducibles que pueden amplificar o atenuar las vibraciones en la mayor parte del rango de frecuencias analizado. Se muestra también que los criterios de aceleración existentes para seleccionar los métodos de acoplamiento no conducen necesariamente a medidas de vibración de buena calidad