Aplicação da abordagem de Holmberg-Persson para predição de níveis de vibrações e danos induzidos ao maciço rochoso em função do Rock Mass Rating (RMR)

Abstract

A preservação de talude é sem dúvida um dos maiores aspectos de segurança operacional e de negócio de um empreendimento mineiro. Uma vez que o processo de detonação ocasiona efeitos sísmicos induzidos propagadores de ondas que impactam diretamente a qualidade dessas estruturas, compreender o grau e a extensão desses danos é de fundamental importância para um dimensionamento ideal da atividade de desmonte de rochas com explosivos. Esse estudo consiste em mensurar o grau máximo de esforço que determinados maciços rochosos, de uma mina específica, podem suportar quando submetidos a efeito de ondas induzidas, através da medida do PPV (Peak Particle Velocity) incluindo uma abordagem recente que consiste em escalonar essa medida para litologias reais através do RMR (Rock Mass Rating), tornando possível comparar os valores calculados de PPV crítico (PPVc) de rocha intacta e de maciço rochoso para cada litologia abordada nessa pesquisa. Ainda, para determinação desse limite de esforço, parâmetros elásticos dos maciços alvos desse estudo como resistência a compressão, módulo de elasticidade de Young e velocidade de propagação de onda foram levantados com ensaios de laboratório. Para entender com qual distância a partir de uma carga explosiva detonada esses valores são alcançados, aplicouse a abordagem empírica de Holmberg-Persson, criando um modelo preditivo com a determinação das constantes K e α através da aplicação da técnica do crosshole. O modelo de predição é feito através da correlação desses atributos com picos de PPV mapeados em diferentes distâncias. Por fim, com a mesma técnica também foi possível quantificar a atual eficiência de atenuação dos pré- cortes aplicados hoje. Os estudos apresentados nesse trabalho, indicam que a aplicação do RMR dentro das análises contribui significativamente na extensão da zona de dano induzido, onde os valores de PPV são iguais ou superiores ao de PPVc, mostrando ser uma abordagem mais realista para aplicações práticas.

Slope preservation is undoubtedly one of the greatest aspects of operational and business safety of a mining operation. Since the blasting process causes induced seismic effects that directly impact the quality of these structures, understanding the degree and extent of this damage is of fundamental importance for an optimal design of the blasting activity with explosives. This study consists of measuring the maximum degree of stress that certain rock masses, of a specific mine, can withstand when subjected to the effect of induced waves, through the measurement of PPV (Peak Particle Velocity) including a recent approach that consists of scaling this measurement to real lithologies through RMR (Rock Mass Rating), making it possible to compare the calculated values of PPV critical (PPVc) of intact rock and rock mass for each lithology addressed in this research. Also, to determine this stress limit, elastic parameters of the rock masses of this study such as compressive strength, Young's modulus and wave propagation velocity were surveyed with laboratory tests. To understand at what distance these values are reached from a detonated explosive charge, the Holmberg-Persson empirical approach was applied, creating a predictive model with the determination of the constants K and α through the application of the crosshole technique. The prediction model is made by correlating these attributes with PPV peaks mapped at different distances. Finally, with the same technique, it was also possible to quantify the current attenuation efficiency of the pre-splitting applied today. The studies presented here indicate that the application of RMR within the analyses contributes significantly to the extent of the zone of induced damage, where PPV values are equal to or higher than PPVc, proving to be a more realistic approach for practical applications.