UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓN FACULTAD DE NGENIERIA ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE GEOLOGIA
“SOSTENIMIENTO Y APLICACIÓN DEL CABLE BOLTING” Por: CARHUAPOMA RIVAS, Albert Hebner ESPIRITU PUJAY, Nabidia ORTEGA CORNEJO, Joan Helen HERRERA PRESENTACION, Jhon Presentado a: Ing. MEJIA CACERES, Reynaldo
Curso: Geotecnia II
Cerro de Pasco, Abril del 2018
APLICACIÓN CON CABLEBOLTING
VISION: Ser una Escuela Profesional de Ingeniería Geológica reconocida profesionalmente, innovadora, competente, concertadora, comprometida con el desarrollo sostenible del País y el mundo.
MISION: Formar Ingenieros geólogos innovadores con capacidad resolutiva, investigativa, aporte social, valores profesionales y provistos de calidad académica.
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INDICE 1. DATOS GENERALES 2. OBJETIVOS 2.1.
OBJETIVO GENERAL
2.2.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
2.3.
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTGACIÓN
3. MARCO TEÓRICO 3.1.
ANTECEDENTES
3.2.
DEFINICION DE TERMINOS
3.3.
HIPOTESIS
3.4.
IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES
4. MATERIAL Y MÉTODOS 4.1.
QUE ES CABLEBOLTING
4.2.
PARA QUE SIRVE EL CABLE VOLTING
4.3.
PERFORACIÓN DE TALADROS
4.4.
MODIFICACIÓN Y GEOMETRIA DEL CABLEBOLTING
4.5.
GEOMECANICA DE CABLEBOLTING EN MINA MILPO
4.6.
APLICACIÓN DEL CABLEBOLTING EN MINA SUBTERRANEA
4.7.
PROFUNDIZACION EN MINA MILPO
5. CONCLUSIÓN 6. RECOMENDACIONES 7. BIBLIOGRAFIA GEOTECNIA II
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DATOS GENERALES:
I.
1.1. TITULO DE LA INVESTIGACION: SOSTENIMIENTO DEL CABLE BOLTING
1.2.
AUTOR:
CARHUAPOMA RIVAS, Albert Hebner
ESPIRITU PUJAY, Nabidia Catherine
HERRERA PRESENTACION, Jhon
ORTEGA CORNEJO, Joan Helen
II.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2.1
DETERMINACIÓN DEL PROBLEMA La seguridad y productividad, es fundamental para una compañía minera, evitando y/o minimizando los accidentes por caída de rocas; asimismo, evaluar el rendimiento de la perforación y la inyección del cable bolting considerando las condiciones de estabilidad que presenta la masa rocosa en el nivel de la Unidad Minera en mención.
2.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA: 2.2.1. PROBLEMA GENERAL
¿Porque utilizar el Cable bolting y en qué tipo de sostenimiento se aplica?
2.2.2. PROBLEMA ESPECÍFICO
¿Cuáles son las propiedades y características Geométricas del Cable bolting?
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2.3. OBJETIVOS 2.3.1. OBJETIVO GENERAL Identificar el uso del Cable bolting y en qué tipo de sostenimiento se aplica.
2.3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS A. Evaluar las propiedades y características Geométricas del Cable bolting.
b. Realizar el calculo de la Resistencia tensiva en las interfaces ROCACABLE- PASTA DE CEMENTO.
2.4. JUSTIFICACION E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACION El presente estudio de investigación se justifica por la importancia del Cable bolting en sostenimiento de terrenos cuya presencia de marcadas familias de falla, cuñas de debilitamiento de grandes tonelajes se hace predecible ejemplo Porvenir Compañía Minera Milpo; para continuar las diferentes operaciones de minado en forma segura y económica en la mencionada labor, de acuerdo a sus características y condiciones de la masa rocosa. Con el presente estudio se trata de evitar la caída de rocas; que, constituye uno de los mayores riesgos en las operaciones subterráneas. Por esta razón, para que las operaciones mineras sean seguras, es esencial el reforzamiento y la sujeción de los bloques rocosos sueltos a través de cables con alambres de acero trenzado y fijados con cemento dentro del taladro en la masa rocosa.
III. MARCO TEÓRICO 3.1. ANTECEDENTES: 3.2. BASE TEÓRICOS CIENTÍFICOS Aquilino Bustamante Murillo (2008) tesis de grado “Geomecánica Aplicada en la Pevención de Pérdida por Caída de Rocas Mina Huanzalá-Cía . Minera Santa Luisa S.A. Considera; 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
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usado en Santa Luisa es el denominado “trenzado simple” conformado por 6 alambres, que en conjunto tienen ½” de diámetro, con una capacidad de anclaje de 25 Ton. Pueden ser usados en cualquier longitud, en el rango de 5 a 20 m, ya sea en la modalidad de cable simple o doble. Desde luego hay una gran variedad de cables, destacando en la industria minera aparte del indicado, los cables destrenzados y los cables bulbados, para mejorar la adherencia del cable con cemento.
A. Samaniego, J. Cabrera. Del grupo SRK Consulting (2014); presentan “Estudio Geomecánico para el dimensionamiento, secuencia y relleno de los tajeos de la MIN A Cerro Lindo”, determina los resultados del análisis, se ha elaborado un diseño de sostenimiento para la estabilidad del techo del tajeo. En esta etapa se realizó el análisis cinemático de cuñas empírico de sostenimiento con el objetivo de determinar los parámetros de sostenimiento del cable bolting para el techo de los tajeos y la zona de contacto con la caja techo. British COAL Corporation (2000), “Optmization of Cable Bolting and Rock Bolting Material Properties”. Concluye que: the cable bolting is a post drivage reinforcement system primarly used as a suplementary suport where deformation is occurring aabove the bolted height. Typical applications are in widw excavations and roadways that are subject to large stress values. The flexible nature of the cables, before installation, means that lengths far greater tan estándar roofbolts can be installed into mine roofs to reinforce ta softening ground. Luis Gutiérrez Híjar (2014); “Proyecto de Aplicación del Método Tajeo por Subniveles en el Taajo 420-380 en Mina Chipmo U.E.A. Orcopampa”. Determina que: En este proyecto se analizan diferentes variables geomecánicos que se presentan en las fases de preparación y extracción; con el sistema de cablebolting se refuerza la roca dentro del cual se aplica. Es decir, los cablebolts, debidamente instalados, mejoran las propiedades del macizo rocoso.
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3.3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS
Angulo de fricción. - Es la pendiente de la tensión de corte relacionado con la tensión normal. El ángulo de fricción (Ø), y la cohe sión (c) se relacionan a la tensión normal (σ), y tensión de corte ( ); por la ecuación: = c + σ*Tan (Ø).
Bloque. - Fragmento de roca
de dimensiones superiores a 20 cms. de
diámetro.
Cable bolting.- Lo que propiamente hace el sistema de cablebolting es reforzar la roca dentro del cual se aplica. Es decir, los cablebolts, debidamente instalados, mejoran las propiedades del macizo rocoso. -El cable bolt tiene una longitud que varía entre 3 a 15 metros y es fabricado con alambres de alto carbono (EHT) toronado y termo -mecánicamente tratado con un proceso de baja relajación. La configuración de cable bolt más usada por la minería es la conformada por 6 alambres arrollados alrededor de un “alma” o toron.
Celda.- es el área sobre el cual se tomaran los datos, esta debe tener un largo uniforme para toda la campaña de mapeo. Las dimensiones dependerán del área a cubrir.
Contacto.-Contacto litológico, es una línea que separa las rocas de naturaleza diferente o dos unidades litológicas.
Cohesión.- El valor de corte requerido para causar el deslizamiento, cunado la tensión normal es cero. Figura XX, ver también ángulo de fricción.
Discontinuidad.- Cualquier separación en el continuo de roca que posee nula resistencia a la tracción, puede ser de origen mecánico o sedimentario que separa bloques (o matriz rocosa).
Equilibrio límite.- Consisten en comparar las fuerzas desestabilizadoras con las fuerzas resistentes a lo largo de una determinada superficie de ruptura
Esbeltez.- En geomecánica el termino esbeltez se usa como la razón que se da a las dimensiones de muestras usados en los ensayos de laboratorio, para que los resultados sean viables
Falla.- Es una discontinuidad que se forma en las rocas superficiales de la Tierra (hasta unos 200 km de profundidad) por fractura, cuando las fuerzas
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tectónicas superan la resistencia de las rocas. La zona de ruptura tiene una superficie generalmente bien definida denominada plano de falla y su formación va acompañada de un deslizamiento de las rocas tangencial a este plano.
Geomecánica.- Encontrar y/o anticipar una solución segura y económica compatible con todas las restricciones bajo las cuales se encuentra el escenario del proyecto (E. Hoek 1996).
Geotecnia.- Es la rama de la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la tierra.
Macizo rocoso.- Conjunto de los bloques de matriz rocosa y de discontinuidades. (Ver Figura B2).
-
Es el medio in-situ que contiene diferentes tipos de discontinuidades como diaclasas, estratos, fallas y otros rasgos estructurales.
-
Matriz rocosa.- Material rocoso sin discontinuidades o bloques de roca intacta entre discontinuidades (muestra de mano o mayor). A pesar de considerarse continua es heterogénea y anisótropa, ligada a la fábrica, textura y estructura, mineral.
-
Roca.- Agregado natural de partículas de uno o más minerales, con fuerte unión cohesiva permanente, que constituyen masas geológicamente independientes y cartografiables.
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3.4. HIPÓTESIS 3.4.1. HIPÓTESIS GENERAL
Mediante el estudio del Cable bolting podemos incrementar la estabilidad del macizo rocoso.
3.4.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICO
El cable bolting cumple el rol de refuerzo en el macizo rocoso.
La característica del cable BOLTING permite el control de de la estaiblidad tanto en minería subterráneas como en cielo abierto.
3.5. IDENTIFICACIÓN DE LAS VARIABLES Se identificaron las siguientes variables:
3.5.1. VARIABLES INDEPENDIENTES Los alambres de alto carbono (EHT) toronado de forma exitosa en la estabilización de grandes excavaciones subterráneas.
3.5.2. VARIABLES DEPENDIENTES Optimización del cable bolting en la Unidad Minera el Porvenir Compañía Minera Milpo. •
Aplicaciones del cable bolting.
•
Sistema del cable bolting
•
Instalación del cable bolting.
•
Perforación.
•
Inyección pasta de cemento
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IV.MATERIAL Y MÉTODOS ¿Qué es el Cable bolting? Es un tendón flexible constituido por un número determinado de alambres de acero, al cual se le inyecta Pasta de Cemento dentro del taladro. Los Cable bolting son normalmente instalados en taladros espaciados regularmente para proveer reforzamiento y soporte para los techos, cajas y pisos de una labor subterránea o una abertura superficial.
¿Por qué utilizar el Cablebolting? Los Cablebolts son usados en minas subterráneas para: •
Proveer al personal y equipos de un ambiente de trabajo seguro dentro de la
mina. •
Incrementar la estabilidad del maciso rocoso.
•
Control de la dilución.
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TIPOS •
Cable liso.
•
Minicage.
•
Birdcage.
APLICACIONES Y USOS •En el caso de la minería subterránea, la instalación de cables encuentra su aplicación tanto en cámaras de explotación como en galería y pi lares. •Estabilización de taludes de operaciones mineras a cielo abierto. •En explotación de minas por corte y relleno, don de la instalación de cables largos sobre el techo de la cámara reduce notoriamente la inestabilidad de la zona de trabajo. •En anclaje y refuerzo de cuñas y/o grandes bloques. •Refuerzo de viseras de puntos de extracción en método de explotación sublevel stoping y Block caving. •Refuerzo de paredes en sistema de explotación corte y relleno para controlar la dilución. •Conformando tendones de refuerzo en excavaciones de grandes áreas expuestas en obras civiles (Cavernas, Salas de máquinas, Estaciones de chancados, interior mina). •Tendones de refuerzo para estabilización de taludes.
VENTAJAS •Flexibilidad, alta resistencia y bajo peso lineal. •Fácil instalación y manipulación por su bajo peso lineal comparado con la barra sólida. •Alta productividad y bajo costo de instalación. •Alta resistencia a la tracción. •Permite anclaje con longitudes sobre 10 m. •Puede ser usado como anclaje pasivo (sin tensar) y activo (tensado), y se considera un anclaje de tipo permanente.
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ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
Este tipo de sostenimiento se aplica a aquellos terrenos cuya presencia de cuñas de debilitamiento de grandes tonelajes se hace predecible o lo que es lo mismo en terrenos con la presencia de marcadas familias de falla detectadas en el mapeo geotécnico. GEOTECNIA II
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PERFORACION DE TALADROS EQUIPO: Jumbo “SOLO” Long Hole
DIÁMETRO :2” LONGITUD :20 m. MALLA: 2.0 m x 2.0 m (Roca Tipo V) 2.3 m x 2.3 m (Roca Tipo IV) INCLINACIÓN: 85° siguiendo el buzamiento de la veta.
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PESO UNITARIO DEL CABLE: 1.10 Kg./ m LONGITUD DE CABLE: 20 m. DIAMETRO DEL CABLE: 5/8” x 7 Hebras. TIPO DE CABLE: Bulbed Strand.
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INYECCION DE PASTA DE CEMENTO MÉTODO MALKOSKI :
1 ) Tubería de Polietileno de 3/4” ø C - 10 ( 2 ) Cable de Acero ASTM A416-80 de 5/8” ø ( 3 ) Tapón Cuña, Hilacha y/o Papel ( 4 ) Descarga de Pasta de Cemento Tipo V ( 5 ) Pasta de Cemento Tipo V ( 6 ) Cinta adhesiva ( 7 ) Inyección de Lechada de Cemento GEOTECNIA II
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V. APLICACIÓN DEL CABLEBOLTING EN MINA SUBTERRANEA EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA
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SIMULACIÓN MATEMÁTICA
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PROFUNDIZACIÓN MINA MILPO
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OTRAS APLICACIONES
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CONCLUCIONES
El Cable Bolting es un elemento de refuerzo o soporte “es ayudar al macizo rocoso ha ser capaz de autosoportarse” Conocimos las propiedades y características Geométricas del Cable bolting. Realizamos el calculo de la Resistencia tensiva en las interfaces ROCA- CABLEPASTA DE CEMENTO.
Los cable bolt, están orientados a cumplir el rol de elementos de refuerzo, es decir actuando en forma interna en el control del desplazamiento y dilatación de las discontinuidades y en la de mejorar la resistencia al esfuerzo de corte de la roca.
La característica de flexibilidad, alta resistencia y bajo peso que presenta el cable, le han permitido tener un rango amplio de aplicabilidad en el control de la estabilidad tanto en mineria subterránea como en operaciones de cielo abierto.
BIBLIOGRAFIA
www.remicsa.com
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