Modelamiento predictivo de vibraciones en campo lejano para inferir vibraciones en voladuras masivas cerca a estructuras de concreto

Abstract

La aplicación de técnicas de perforación y voladura en las diversas etapas de vida operacional de una mina, no solo resulta beneficiosa productiva y económicamente sino son también fuentes generadoras de aspectos negativos si no son realizadas de manera adecuada, tales como afectaciones sociales, ambientales y operacionales. Durante el proceso de detonación de un explosivo se produce una liberación de energía que no necesariamente está destinada en su totalidad a la fragmentación del material, de esta energía liberada un porcentaje se transforma en ondas vibracionales que se transmiten en diferentes direcciones. En ese sentido, la presente investigación tiene como objetivo generar modelos matemáticos de predicción sísmica en campo lejano, que nos permitan estimar magnitudes de vibración como resultado de las voladuras con explosivo. Para ello propone utilizar el Modelo de Devine de la distancia escalada, donde emplearemos para su aplicación parámetros como distancia (voladura-punto de monitoreo) y carga operante (kg de explosivo por tiempo de retardo) que nos den como resultado leyes de atenuación del terreno. Como resultado del estudió se obtuvieron modelos matemáticos de predicción sísmica obtenido a partir de ondas elementales y voladuras completas que nos permitieron estimar su nivel de precisión para cada uno de los casos, durante la realización de la predicción sísmica. Finalmente se determinó que ecuaciones de predicción sísmica determinadas con leyes de atenuación (k y Alpha) obtenidas de voladuras completas nos dan resultados de predicción con mejor nivel de confianza, esto considerando una misma zona de estudio.

The application of drilling and blasting techniques in the various stages of the operational life of a mine is not only beneficial productively and economically, but is also a source of negative aspects if they are not carried out correctly, such as social, environmental and operational effects. During the detonation process of an explosive there is a release of energy that is not necessarily destined in its entirety to the fragmentation of the material, a percentage of this released energy is transformed into vibrational waves that are transmitted in different directions. In this sense, the present research aims to generate mathematical models for far-field seismic prediction, which allow us to estimate vibration magnitudes as a result of explosive blasting. To do this, he proposes to use Devine's model of the scaled distance, where we will use parameters such as distance (blasting-monitoring point) and operating load (kg of explosive per delay time) that give us ground attenuation laws as a result. As a result of the study, mathematical models for seismic prediction were obtained from elementary waves and complete blasts that allowed us to estimate their level of precision for each of the casescase, during the seismic prediction. Finally, it was determined that seismic prediction equations determined with attenuation laws (k y Alpha) obtained from complete blasts give us prediction results with a better level of confidence, this considering the same study area.