Sostenimientos Con Pernos De Roca-flores Abad

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGIENERIA DE MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGIENERIA DE MINAS PROEDUNP- SULLANA

“SOSTENIMIENTO CON PERNOS DE ROCA”

ALUMNO: FLORES ABAD JESUS ALEXANDER. PROFESOR: GLICERIO TAYPE QUINTANILLA. CURSO: SERVICIOS AUXILIARES MINEROS. FECHA: 07/08/2018

SOSTENIMIENTO

• Se entiende por sostenimiento al conjunto de procedimientos que permiten mantener las cavidades que se forman como resultado de la explotación de los recursos minerales. En toda explotación minera, el sostenimiento de las labores es un trabajo adicional de alto costo que reduce la velocidad de avance y/o producción pero que a la vez es un proceso esencial para proteger de accidentes al personal, al equipo y a las instalaciones. Por lo tanto, el sostenimiento será simultáneamente:

 Lo suficientemente sólido para resistir la caída de rocas  Suficientemente flexible para no ceder en cuanto se manifieste los primeros efectos de convergencia

PRINCIPIOS DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS

EFECTO “CUÑA”

• En roca masiva o levemente fracturada y en rocas fracturadas, el papel principal de los pernos de roca es el control de la estabilidad de los bloques y cuñas rocosas potencialmente inestables. Esto es lo que se llama también el “EFECTO CUÑA”

EFECTO “VIGA

• En roca estratificada sub-horizontal y roca no estratificada con un sistema de fracturas dominantes sub horizontales, los pernos ayudan a minimizar la deflexión del techo (pandeamiento). Esto es lo que se llama también el “EFECTO VIGA”

EFECTO “COLUMNA COLUMNA”

• El concepto del “efecto viga” puede se extendido al caso de paredes paralelas a estratos o discontinuidades sub-verticales (fracturas sub paralelas a la labor), generando el denominado “EFECTO COLUMNA”, para minimizar el pandeo de los bloques tabulares.

EFECTO “ARCO”

• En roca fracturada e intensamente fracturada y/o débil, los pernos confieren nuevas propiedades a la roca que rodea la excavación. Instalados en forma radial, los pernos en conjunto forman un arco rocoso que trabaja a compresión denominado “efecto arco”, el mismo que da estabilidad a la excavación.

S O S T E N I M I E N TO C O N P E R N O D E RO C A ( S O S T E N I M I E N TO AC T I VO )

• Los de apoyo activo; que viene a ser el refuerzo de la roca donde los elementos de sostenimiento son una parte integral de la masa rocosa.

Reducen el tiempo de fortificación de la labor.

VENTAJAS DE SU USO

Reducen los costos de fortificación. No disminuyen el área disponible de las labores. No afectan al flujo del aire circulante

TIPOS DE PERNOS DE ROCA

PERNOS ADHERENCIA

B AR R AS H E L ICOIDALES ANCL AJ E POR ADH E R E NCI A.

• Se compone de una barra corrugada cuya sección transversal es ovalada, con resaltes en forma de un hilo helicoidal izquierdo, que actúa en colaboración con un sistema de fijación formado por una placa de acero perforada y una tuerca de fundición nodular, las cuales actúan de forma complementaria para reforzar y preservar la resistencia natural del macizo rocoso.

ANCLAJES A BASE DE RESINA. • Fabricados a base de resina de poliéster armada con fibra de vidrio, embebida en un material inerte granular. Para que la resina inicie su fraguado es necesario ponerla en contacto con un catalizador que está incluido en el mismo cartucho que la resina, pero en un compartimiento separado (o en cartucho independiente).

ANCLAJES A BASE DE CEMENTO • Es el método más usual de anclaje para un largo período de vida porque los materiales son baratos y la instalación es muy sencilla. Puede emplearse para una gran variedad de suelos y rocas, además de proveer una protección adecuada contra la corrosión. La mezcla de cemento está compuesta normalmente por cemento estable y agua con una relación agua-cemento comprendida entre 0,4 y 0,45. Esta relación produce un mortero que puede ser bombeado en pequeños diámetros y obtener a la vez una alta resistencia

PERNOS DE FRICCION (ALTA CARGA DE CONTACTO)

PERNOS DE ANCLAJE MECÁNICO

• Consiste en una varilla de acero usualmente de 5/8", 3/4" y 7/8" de diámetro, dotado en su extremo de un anclaje mecánico de expansión, llamado mariposa o casquillo expansivo o nuez de expansión, la cual va al fondo del taladro. Su extremo opuesto puede ser de cabeza forjada o con rosca, en donde va una placa de base que es plana o cóncava y una tuerca, para presionar la roca.

SPLIT SET (COMPRESION DEL BULON) El perno Split set es un tipo de sostenimiento metálico considerado TEMPORAL que trabajan por fricción (resistencia al deslizamiento) a lo largo de toda la longitud del taladro. El Split set, consiste de un tubo ranurado a lo largo de su longitud, uno de los extremos es ahusado y el otro lleva un anillo soldado para mantener la platina.

• Al ser introducido el perno a presión dentro de un taladro de menor diámetro, se genera una presión radial a lo largo de toda su longitud contra las paredes del taladro, cerrando parcialmente la ranura durante este proceso. • La fricción en el contacto con la superficie del taladro y la superficie externa del tubo ranurado constituye el anclaje, el cual se opondrá al movimiento o separación de la roca circundante al perno, logrando así indirectamente una tensión de carga.

• PARAMETROS DIAMETRO: 39 milímetros. • LONGITUD: 5 pies (1.50 metros). • RESISTENCIA: De 1 a 1.5 Toneladas / pie de longitud, dependiendo principalmente del diámetro del taladro y del tipo de la roca. • TIPO DE ROCA: REGULAR a MALA, en roca intensamente fracturada y débil no es recomendable su uso. • INTALACIÓN: Requiere una máquina Jack leg o un jumbo. Una presión de aire de 60 a 80 psi. • DIAMETRO DE PERFORACIÓN DEL TALADRO: Es crucial para su eficacia. Es recomendable para los Split set de 39 mm. un diámetro de perforación de 35 a 38 mm. Son susceptibles a la corrosión en presencia de agua, a menos que sean galvanizados.

TIPOS DE SPLIT

SPLIT SET ESTÁNDAR Se trata del clásico Split Set, aunque puede existir algunos modelos diferentes según el material con el que se construyan: Chapa de acero norma; galvanizada, etc.

SPLIT SET CEMENTADO

• Se basa en el principio de los pernos mecánicos o de carga puntual cuyo trabajo se realiza en el extremo del perno donde se ubica el anclaje. • En el extremo se sitúa un cartucho de cemento. La acción del Split Set generará un refuerzo longitudinal inmediato del macizo rocoso. • Con la fragua de los cartuchos de cemento, ayudará a consolidar su resistencia total hasta 5 veces más que un Split set estándar.

SOSTENIMIENTO CON PERNOS HELICOIDALES • DENOMINACION: BAHE A615-G75 • DESCRIPCION: Barras laminadas en caliente con resaltes en forma de rosca helicoidal de amplio paso. • USOS: Actúa en conjunto con una placa y una tuerca para reforzar y preservar la resistencia natural que presentan los estratos rocosos, suelos o taludes. La inyección de concreto, mortero o resina en la perforación del estrato en que se introduce la barra sirve de anclaje, actuando la rosca como resalte para evitar el desplazamiento de la barra. • NORMA TECNICA: La composición química y las propiedades mecánicas cumplen con lo establecido en la norma ASTM A615 Grado 75. • PRESENTACION: Se produce en longitudes de 5, 6 y 7 pies y diámetro de 22mm. COMPOSICION QUIMICA: Fósforo = 0.050% máximo

SWELLEX (EXPANSION DEL BULON) • Es un perno de anclaje por fricción, pero en este caso la resistencia friccional al deslizamiento se combina con el ajuste, es decir, el mecanismo de anclaje es por fricción y por ajuste mecánico, el cual funciona como un anclaje mecánico repartido.

Rango de materiales en los que se pueden usar Swellex

ANCLAJES DE CABLES

• Los cables son elementos de reforzamiento, hechos normalmente de alambres de acero trenzados, los cuales son fijados con cemento dentro del taladro en la masa rocosa. El cable comúnmente usado es el denominado “trenzado simple” conformado por 7 alambres, que en conjunto tienen 5/8” de diámetro, con una capacidad de anclaje de 25 Ton.

FUNCIONES DE LOS C ABLES.

PROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN :

• PERFORACIÓN DEL TALADRO:  Para la perforación se puede usar Jack leg, Stoper, Jumbo  Para un perno de 1” de diámetro, el taladro más conveniente debería tener 1¼” en el tope del taladro (fondo); debido a la agresividad de la roca, el inserto y el diámetro del barreno integral pierde sus dimensiones; además que los diámetros de un juego de barrenos son diferentes en función a su longitud (patero, seguidor y pasador). Cuando se perforan con brocas con insertos de carburo de tungsteno, el diámetro de los taladros perforados es uniformes casi en toda su longitud.

• INTRODUCCIÓN Y PERCUSIÓN DEL PERNO: • Se coloca en el perno la arandela y se introduce manual o mecánicamente el perno en el taladro (con la perforadora o con comba). • En caso de martillar con la perforadora, se emplea un adaptador a fin de que sólo se transmite la percusión; esta percusión se efectúa con la válvula totalmente abierta, hasta que se detenga la inserción.

• AJUSTE DE LA TUERCA:

• Terminado el martilleo se retira el adaptador y se atornilla manualmente la tuerca. Las tuercas pueden ser cuadradas o hexagonales (las hexagonales son más resistentes) • Con el ajuste de la tuerca se obtienen 2 resultados:

• 1.- Fijar a la roca el extremo exterior del perno. • 2.- Tensar la barra entre la tuerca y la porción anclada; esta tensión causa una compresión en la roca cuyo efecto es el auto sostenimiento, principio que induce los pernos de anclajes en la masa rocosa. Para ajustar la tuerca a un torque determinado se pueden emplear 3 máquinas diferentes:

L L AV E D E TO R S I Ó N MANUAL.

MÁQUINAS DE TO R S I Ó N NEUMÁTICA O HIDRÁULICA.

PERFORADORAS.

• torque de 300 pie-lbs. Requiere el uso de adaptadores. • Como todas las perforadoras tienen rotación en sentido contrario a las agujas del reloj, los pernos deber tener rosca a la izquierda. • Cuando se aplica tensión a un perno (barra) de roca, se debe tener en mente que la tensión inicial más la carga que se presente posteriormente no deben pasar el límite elástico del acero.

GRACIAS