A dinâmica das rochas, propagação de vibrações induzidas e dano ao maciço rochoso

Abstract

Resumo: A estabilidade do talude é uma das maiores preocupações para as práticas de mineração hoje e considerar a resposta do maciço rochoso à detonação de cargas explosivas é fundamental para obter a geometria da cava planejada. O desafio é determinar um desenho de desmonte, que alcance a fragmentação da rocha sem prejudicar os taludes Assim, correlacionar as vibrações induzidas pelo desmonte aos danos e construir um modelo representativo para determinar o plano de fogo é fundamental para ultrapassar este desafio. Este estudo consiste no desenvolvimento de uma metodologia que conecta o comportamento dinâmico do maciço rochoso às vibrações induzidas pela detonação com o objetivo de determinar a melhor configuração da malha de perfuração, configuração de carga, temporização e sequenciamento dos desenhos de detonação aplicados em uma mina de cobre neste particular maciço rochoso. O elemento central deste estudo foi a construção do modelo de atenuação de vibrações e onda elementar que, em conjunto com propriedades geomecânicas, permitiu a caracterização deste maciço rochoso e dos fenômenos de atenuação de vibração O novo plano de fogo foi desenvolvido a partir das simulações do modelo, uma vez que foi possível reconhecer quais parâmetros do projeto afetam a maior parte dos danos induzidos pela detonação. Para garantir a representatividade do modelo, foram realizados dois desmontes teste: um com o plano de fogo usual e outro com o novo Além disso, furos foram feitos a jusante dos desmontes e foram inspecionados antes e depois de cada desmonte para comparar o fraturamento produzido com o fraturamento esperado pelo modelo. Os resultados obtidos nestes testes mostram uma forte correlação entre o modelado e o real. A modelagem provou ser uma ferramenta útil para a previsão de danos induzidas pela detonação e para gerar um plano de fogo, que gere paredes estáveis. Palavras-chave: VPP crítica, estabilidade de taludes, dano induzido, vibrações induzidas por explosivos

Abstract: Slope stability is one of the biggest concerns for mining practices today and to consider the rock mass response over blasting is fundamental to achieve pit geometry as planned. The challenge is to determine a blast design, which address the rock fragmentation without harm, the slopes. Thus, correlate blasting induced vibrations to damage and build a representative model to determine the blast design is fundamental to overlap this challenge This study consists in developing a methodology which connects the dynamic behavior of one lithological domain to the blasting-induced vibrations aiming to determine the best configuration of drilling pattern, charge configuration, timing and sequencing of the blast designs applied at a copper mine in this particular rock. The central element of this study was the construction of vibration attenuation and seed wave model which, in conjunction with geomechanical properties, has allowed the characterization of this particular rock mass and the vibration attenuation phenomena. The new blast design was developed from the model simulations, once it was possible to recognize which parameters of the blast design affect most of the damage induced by blasting To guarantee model representativeness, two blast tests were conducted: one with the usual blast design and another using the new one. Furthermore, holes were drilled behind the blasts, which were inspected before and after each blast to compare the produced fracturing with the fracturing expected by the model The results obtained in these blast tests show a strong correlation between the modeled and the real. The modeling proved to be a useful tool for prediction of blasting-induced providing manners to stablish a blast design, which generates stable walls. Keywords: Critical PPV, slope stability, induced damage, blasting-induced vibrations