1) El documento describe las restricciones y factores a considerar para realizar voladuras de manera segura en el Tajo "Raúl Rojas" de una empresa minera, como la cercanía de viviendas y edificios, labores subterráneas, condiciones geológicas, y factores ambientales. 2) Se explican conceptos como las ondas elásticas generadas por las voladuras, sus efectos, y métodos para reducir vibraciones como disminuir el peso explosivo y mejorar la distribución de la carga. 3

1. EMPRESA MINERA DEL CENTRO DEL PERU
CENTROMIN PERU S.A.
UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION
Cerro de Pasco
EXPOSITOR:
Ingº Abel Lavado Carranza
Operaciones Tajo “Raúl Rojas”.

3. Restricciones de Voladura en
el Tajo “RAUL ROJAS”
1) Cercanía de las casas particulares, que
se encuentran bordeando el Tajo.
s
2) Cercanía de edificios de la empresa ( p l a
(planta concentradora, Oficinas, Talleres).
(
3) Labores subterráneas (pique, tajeos, etc.)
4) Altas temperaturas en los cuerpos m i n e r a l i
mineralizados de pirita.
5) Presencia de aguas subterráneas.
6) Presencia de gases sulfurosos (SO2- H2S).
7) Se tiene 22 tipos de materiales con diferentes c
características Geomecánicas.
8) Problemas sociales para la expansión del T a
Tajo.
9)
Problemas ambientales

4. MEDIO AMBIENTE
FACTORES NO
DESEADOS EN UNA
VOLADURA
•
•
•
•
Vibraciones
Aire de voladura (Air Blasting)
Polvo (Dust)
Ruido (Noise)
• Lanzamiento de rocas (Fly Rocks)

5. Análisis de riesgos
CIMENTACION DE LAS
CONSTRUCCIONES
SENSIBILIDAD DEL SER
HUMANO
INVESTIGACION DEL TERRENO
CONDICONES DE LAS
CONSTRUCCIONES
EQUIPO SENSITIVO A
LA VIBRACION
COMO SON LAS
VIBRACIONES EN
TERRENO SATURADO
Decisión para la Operación de
planeamiento y Voladura

6. Tipos de Ondas Elásticas
• A ) Ondas Internas
– Ondas de compresión o principales, P
– Ondas transversales, T
– Ondas de cizalladura o secundarias, SH - SV
• B) Ondas de Superficie
– Ondas Rayleigh, R
– Ondas Love, L
SH
T
Ex
ten
d
ón
si
a
nd
O
la
e
R
V P
SV R
Geophone
P
SH
P
SV
R
Fuente de Energía

7. Efectos de la transmisión de
la onda de vibración sobre
las estructuras
El efecto de la Onda de
propagación P
Compression
El efecto de la Onda de
Onda de cizalladura o propagación S
secundaria en la dirección
Vertical
Onda de cizalladura o secundaria
en la dirección Horizontal
Tension

8. Transmisión de las Ondas de
Vibración por componentes
Movimiento de la
partícula P
Dirección de Propagación
Movimiento vertical
de la partícula

9. Fórmula general para
cálculo de la velocidad de la
partícula
PPV max. = K ( D / W n ) -m
Donde:
PPV = Máxima velocidad de la partícula
D
= Distancia radial entre el disparo y la
zona a medir.
W
= Peso total de explosivos para
un mínimo de 8 ms.de retardo.

10. Criterios para evaluar las
vibraciones
•La velocidad de la partícula
•Distancia escalada
•Análisis de la frecuencia

11. La velocidad de la partícula
DISTANCIA DEL
LUGAR DE LA
VOLADURA
MAXIMA VELOCIDAD
PERMISIBLE DE LA
PARTICULA
0 - 94 m.
31.75 mm/s.
( 0 - 300 ft. )
( 1.21 in / s )
95 - 1562.5 m.
25.4 mm/s.
( 301 - 5000 ft. )
( 1.00 in / s )
1563 a más
12.7 mm/s.
( 5001 ft. a más. )
( 0.5 in / s )

12. Distancia Escalada
DISTANCIA DEL
LUGAR DE LA
VOLADURA
FACTOR DE LA
DISTANCIA
ESCALADA ( D/W 1/2 )
0 - 94 m.
50
( 0 - 300 ft. )
95 - 1562.5 m.
55
( 301 - 5000 ft. )
1563 a más
( 5001 ft. a más. )
65

13. Análisis de la frecuencia
Las frecuencias producidas en una
voladura, son muy importantes y una manera
de tener un conocimiento global del contenido
de frecuencia en la onda es por medio del
análisis Transformada de Fourier. Esto
muestra el dominio relativo de varias
frecuencias que existan en la forma de la
onda, pero no provee información acerca de
un lugar determinado en la onda; esta
información puede obtenerse usando el
análisis de la frecuencia discreta.
La única razón para efectuar este tipo
de análisis es que cierta velocidad máxima de
la partícula asociada con la frecuencia podría
ser alta haciendo notar que la velocidad es
aceptable para que no ocurra daño, sin
embargo la onda podría contener velocidades
de partículas y frecuencia que podrían
ocasionar daños estructurales

14. Métodos para reducir, mitigar y/o
minimizar el nivel de vibraciones
- Reducir el peso de explosivo por retardo
- Reducir el confinamiento del explosivo Por medio de:
• Reducir el burden y espaciamiento
• Cálculo adecuado del Taco o Stemming.
• Reducir la sobreperforación.
• Reducir la profundidad del taladro
• Disminuir el diámetro de perforación
• Proveer más de una cara libre
• Diseñar la voladura de modo que los taladros
salgan con una secuencia, alejandose a la estructura.
• Usar retardos largos entre un rango de 50 a 60 ms.
• Usar detonadores en donde la dispersión de
tiempos sea mínima.

15. Distribución de carga para
reducir, mitigar y/o minimizar
vibraciones
A
B
5 m. (TACO)
7 m. (TACO)
0.5 m. (ANFO)
2 m. (TACO)
1 m. (ANFO)
1 m. (ANFO)
2 m. (TACO)
2 m. (TACO)
2 m. (ANFO)
1.5 m. (ANFO)
C
6 m. (TACO)
6 m. (ANFO)

16. Cuadro comparativo de
costos
A
•
Ml. Cargados
•
Kg. / Ml.
•
Malla
•
Altura
•
Volumen
•
•
•
B
C
3
3
6
40
40
40
5.5 x 5.5 m.
5 x 5 m.
7 x 7 m.
10 m.
10 m.
250 m3
490 m3
10 m.
302.5 m3
TM.
Perforación $/TM
Kg. / m3
883.3
0.3398
730
1430.8
0.3398
0.3398
0.3966
0.4800
0.4898
0.1359
0.1643
0.1677
•
Kg. / TM.
•
$/Ml.
34.55
29.52
56.65
•
$/ m3
1.142
1.181
1.156
•
$/ TM
0.4044
0.3959
0.3911

17. Malla de perforación-forma
de carguío
FANEL Nº 20
FANEL Nº 19
FANEL Nº 17
FANEL Nº 18
FANEL Nº 16
5 m.
FANEL Nº 15
Cordón
detonante
5 m,
FANEL Nº 14
INICIO
42 ms
(RETARDO)
FANEL Nº 19.
3 m.
FANEL Nº 20.
7 m. (TACO)
BOOSTER 450 gr.
1 m. (ANFO)
2 m. (TACO)
BOOSTER 450 gr.
2 m. (ANFO)

18. Ejemplo de cálculos para
hallar la profundidad del
explosivo
TACO
2 m.
D =
1.4 m.
LONGITUD EXPLOSIVA
DE L CRATER DEFINIDO
DE LA CARGA
SOBREPERFORACION =
1.1 m.
COLUMNA
EXPLOSIVA
DISTANCIA DESDE
LA SUPERFICIE AL
CENTRO DE LA
CARGA QUE
ORIGINA EL
CRATER
PESO DEL
EXPLOSIVO
OCUPADO SOLO EN
LA PARTE
SUPERIOR DE LA
COLUMNA
EXPLOSIVA;
EQUIVALENTE A 10”
VECES EL
DIAMETRO

19. Esquema mostrando los factores
prácticos hallados para diferentes
profundidades de la carga
explosiva
ENERGIA INCONTROLABLE ROCAS
VOLATILES EXCESIVAS Y POLVO Y
RUIDOS DE VOLADURA MAXIMA,
EXELENTE FRAGMENTACION
BUENOS CRATERES
RUIDO Y VOLADURA DE
ROCAS INSIGNIFICANTES-,
BUENA FRAGMENTACION,
VIBRACION MODERADA
MONTICULOS,
VOLADURA DE
ROCAS, Y
FRAGMENTACION
PEQUEÑOS
DISTURBIOS EN
LA SUPERFICIE
NINGUN EFECTO
SIGNIFICANTE EN
LA SUPERFICIE
Unidades Métricas
SD = 0 - 0.6
SD = 0.64 - 0.88
( m / Kg. 1/3 )
SD = 0.92 - 1.40
SD = 1.44 - 1.80
SD = 0 -1.5
( ft / Lb 1/3 )
SD = 1.84 - 2.40
SD = 1.6 -2.2
SD = 2.4 +
SD =2.3 - 3.5
SD =3.6 - 4.5
SD =4.6 - 6.0
SD = 6 +

20. Cálculo de Taco
(Stemming)
DIAMETRO DE TALADRO
9
EXPLOSIVO :
"
=
ANFO
L =
229
x
=
2.29
x
W1/3 =
91.4
228.6 mm.
W
SD =
1/3
D
W
10
1000
40 Kg/m.
=
=
=
2.286
91.44
4.51 Kg.
D = SD W
1/3
1/3
Tomando un valor de seguridad para
SD =
D=
1.3 Tenemos
1.3
x
4.51 =
5.857
STEMMING = D - ( 1/2 x L )
STEMMING = 5.857
-
2.286
2
=
4.7 m.
2.286
2
=
5.86 m.
D = S + ( 1/2 * L)
D=
4.7 +
SD = D / ( W 1/3 )
SD =
5.86 =
4.51
1.30

21. Cálculo de Taco
(Stemming)
DIAMETRO DE TALADRO
9
EXPLOSIVO :
"
=
ANFO
L =
229
x
=
2.29
x
W1/3 =
91.4
228.6 mm.
W
SD =
1/3
D
W
10
1000
40 Kg/m.
=
=
=
2.3
91.44
4.51 Kg.
D = SD W
1/3
1/3
Tomando un valor de seguridad para
SD =
D=
1.5 Tenemos
1.5
x
4.51 =
6.758
ST EMMING = D - ( 1/2 x L )
ST EMMING = 6.758
-
2.3
2
=
5.6 m.
2.3
2
=
6.76 m.
D = S + ( 1/2 * L)
D=
5.6 +
SD = D / ( W 1/3 )
SD =
6.76 =
4.51
1.50

22. Cálculo de Taco
(Stemming)
DIAMETRO DE TALADRO
9
EXPLOSIVO :
"
=
ANFO
L =
229
x
=
2.29
x
W1/3 =
91.4
228.6 mm.
W
SD =
1/3
D
W
10
1000
40 Kg/m.
=
=
=
2.3
91.44
4.51 Kg.
D = SD W
1/3
1/3
Tomando un valor de seguridad para
SD =
D=
1.59 Tenemos
1.59
x
4.51 =
7.163
STEMMING = D - ( 1/2 x L )
STEMMING = 7.163
-
2.3
2
=
6.0 m.
2.3
2
=
7.16 m.
D = S + ( 1/2 * L)
D=
6.0 +
SD = D / ( W 1/3 )
SD =
7.16 =
4.51
1.59

25. REGRESIÓN DE DATOS EN VOLCANICO
2.6
PPV (m m/seg)
2.1
1.6
1.1
0.6
y = -0.9177x + 2.5132
R2 = 0.2828
0.1
0.1
0.6
1.1
DISTANCIA ESCALADA
1.6
2.1

26. REGRESION DE DATOS EN CALIZA
2.500
2.000
PPV (mm/seg)
1.500
y = -1.3908x + 2.9923
R2 = 0.5465
1.000
0.500
0.000
0.000
0.500
1.000
1.500
DISTANCIA ESCALADA
2.000
2.500

27. REGRESIÓN DE DATOS EN CALIZA
EXPANSIÓN NORTE
1.800
PPV (mm/S)
1.600
1.400
1.200
1.000
0.800
0.600
0.400
0.200
0.000
0.800
y = -1.6059x + 3.3897
R2 = 0.3752
1.000
1.200
DISTANCIA ESCALADA
1.400

28. Distancia: 150 m
Cantidad de explosivo a usar: 100 Kg
Roca: Caliza
1° Se calcula la DS
DS=
150/100^1/3 = ¨=32.32
2° Ecuación de la recta
Y=
-1.3908
3° Pero:
Y = Log10
X = Log10
X +
2.9923 (a)
PPV
DS =
1.5095 (b)
4° Reemplazando (b) en (a)
Y=
Y=
-1.3908
0.89
PPV = antilog Y
PPV = 7.815
*
mm/s
1.5095 +
2.992

29. TABLA DE CALCULO DISTANCIA - CARGA - PPV
Roca caliza
CANTIDAD DE EXLOSIVO
100
Kg
X
Y
PPV
DS
log. DS
-1.3908x + 2.9923
mm./s
DISTANCIA DE DISPARO
60
m.
13
1.111
1.44645
27.95
80
m.
17
1.236
1.27268
18.74
100
m.
22
1.333
1.13790
13.74
150
m.
32
1.509
0.89299
7.82
200
m.
43
1.634
0.71923
5.24
300
m.
65
1.810
0.47432
2.98
400
m.
86
1.935
0.30055
2.00
500
m.
108
2.032
0.16577
1.46
600
m.
129
2.111
0.05565
1.14
TABLA DE CALCULO DISTANCIA - CARGA - PPV
Roca volcánico
CANTIDAD DE EXLOSIVO
100
Kg
X
log. DS
1.111
1.236
1.333
1.509
1.634
1.810
1.935
2.032
2.111
DISTANCIA DE DISPARO
60
80
100
150
200
300
400
500
600
m.
m.
m.
m.
m.
m.
m.
m.
m.
DS
13
17
22
32
43
65
86
108
129
Y
-09177x + 2.5132
1.49319
1.37853
1.28960
1.12800
1.01334
0.85175
0.73709
0.64816
0.57549
PPV
mm./s
31.13
23.91
19.48
13.43
10.31
7.11
5.46
4.45
3.76
TABLA DE CALCULO DISTANCIA - CARGA - PPV
Roca caliza - Norte
CANTIDAD DE EXLOSIVO
100
DISTANCIA DE DISPARO
60
80
100
150
200
300
400
500
600
m.
m.
m.
m.
m.
m.
m.
m.
m.
DS
13
17
22
32
43
65
86
108
129
Kg
X
log. DS
1.111
1.236
1.333
1.509
1.634
1.810
1.935
2.032
2.111
Y
-1.6059x + 3.3897
1.60477
1.40413
1.24850
0.96572
0.76508
0.48229
0.28165
0.12602
-0.00113
PPV
mm./s
40.25
25.36
17.72
9.24
5.82
3.04
1.91
1.34
1.00

30. Conclusiones
1) La velocidad de la partícula sigue siendo
el mejor criterio para medir el movimiento
del terreno.
2) La velocidad de la partícula es el criterio
más práctico para regular el daño potencial
para las clases de estructuras con buenas
características de respuesta.
3) Los daños potenciales para voladuras de
bajas frecuencias ( < de 40 Hz.) son
considerablemente más altas que aquellas
voladuras de altas frecuencias (> a 40 Hz.)
4) El diseño de construcción de las casas es
también un factor preponderante del nivel
de daño mínimo esperado.

31. 5) Realizar un estudio técnico-científico para
determinar la PPV para cada tipo de
construcción.
6) Todas las casas tiene fracturas por una
variedad de los esfuerzos del entorno,
como humedad, cambios de temperatura,
reacomodo de los bloques de terreno,
variaciones de humedad en el terreno,
vientos, absorción de agua, etc.
7) Problema Humano; la sensibilidad
humana a las vibraciones es muy alta, de
tal manera que mucho antes de tener un
daño en el edifico, los habitantes perciben
vibraciones que pueden alarmarlos.