CABLE BOLTING
ALUMNOS: CORTEZ MEDINA OMAR SALVATIERRA SAAVEDRA CHRISTIAN
¿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 Cablebolts 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.
El cable bolt tiene una longitud que varía entre 3 a 20 metros y es fabricado con alambres de alto carbono (EHT) tornado 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 arrollado alrededor de un séptimo denominado “alma” o torón, este arreglo define un torón o cable con un diámetro nominal de 15.2 mm (0.6”).
Cable Bolting de 7 hebras
TIPOS Cable liso. Minicage. Birdcage. ESPECIFICACIONES TECNICAS
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 pilares.
Estabilización
de taludes de operaciones mineras a cielo abierto.
En
explotación de minas por corte y relleno, donde 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 Puede
anclaje con longitudes sobre 10 m.
ser usado como anclaje pasivo (sin tensar) y activo (tensado), y se considera un anclaje de tipo permanente.
¿Por qué utilizar el Cable bolting? Los Cable bolts 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 macizo rocoso . • Control de la dilución.
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.
CASO: COMPAÑÍA MINERA MILPO S.A.A. PERFORACION DE TALADROS
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 EQUIPO : Jumbo “SOLO” Long Hole
INSTALACION DE CABLES
PESO UNITARIO DEL CABLE 1.10 Kg./ m
LONGITUD DE CABLE 20 m.
DIAMETRO DEL CABLE5/8” x 7 Hebras.
TIPO DE CABLE Bulbed Strand
Características geométricas del cable Bolt usado en la mina Milpo.
CALCULO DE LA RESISTENCIA TENSIVA EN LAS INTERFACES ROCA – CABLE – PASTA DE CEMENTO PARAMETROS: P: Resistencia Tensiva al Deslizamiento (MN) D: Diámetro Para Cada Interfase (pulg.) L: Longitud del Cable Cementado (m.) S: Fuerza Cohesiva De La Lechada (MPa.) ECUACION P = 0,08 D. L. S INFORMACION ADICIONAL Rc: Resistencia a La Compresión Uniaxial De La Lechada De Cemento (MPa.)...420 Mpa Reemplazando: S= (1/10)Rc = 42 MPa D1 = 2” (Interfase Roca – Pasta de Cemento) D2 = 5/8” (Interfase Cable – Pasta de Cemento) L = 20 m. CÁLCULO P1 = 13.44 MN P2 = 4.2 MN
CAPACIDAD DE TENSION DEL CABLE Tenemos que la Interface Cemento – Cable ( P2 ) es 4.2 MN :
Resistencia a la Tracción = 421.52 Ton = 21.4 Ton/m. 20 m.
FACTORES QUE AFECTAN LA COHESIÓN DE LAS INTERFACES ROCA – CEMENTO – CABLE • • • • •
Suciedad en la superficie del cable Tipo de cable Sistema de bombeo de la pasta Relación Agua/ Cemento Tipo de Cemento
INYECCION DE PASTA DE CEMENTO MÉTODO MALKOSKI
Tubería de Polietileno de 3/4” ø C 10
Cable de Acero ASTM A416-80 de 5/8” ø
Tapón Cuña, Hilacha y/o Papel
Descarga de Pasta de Cemento Tipo V
Pasta de Cemento Tipo V
Cinta adhesiva
Inyección de Lechada de Cemento
Bomba de Inyección de Pasta de Cemento
UTILIZACIÓN DEL CABLE EN SU MÉTODO DE EXPLOTACION
SIMULACIÓN MATEMÁTICA
CASO: EMPRESA MINERA MINSUR S.A. UNIDAD SAN RAFAEL. JUSTIFICACION En la industria minera, el desprendimiento y caída de roca constituye el mayor causante de accidentes incapacitantes y fatales de acuerdo con las estadísticas. La estabilización de la roca, aplicando el reforzamiento con cable en nuestras operaciones mineras es de necesidad, debido a los siguientes:
Por el método de explotación (generación de vibraciones en labores adyacentes y para minimizar la dilución en los tajeos)
Por el tipo de roca (extremadamente dura)
Labores antiguas expuestas (rampa, acceso a niveles)
PERFORACION DE TALADROS LARGOS
Diámetro de perforación (techo): 2” - 3 1/2”
Diámetro de perforación (al piso): 2”
Longitud: 15 m-20m
Malla: 2x2 a 3x3m
Equipo: Jumbo SIMBA
- Cable pretensado, tipo “Jaula de pajarito”
Peso unitario : 1.12Kg/m Longitud : 20 m. Diámetro cable : 5/8” x 7 hilos Anclaje : Inserto con botones Tracción máxima : 30 TN. Operadores :4 Unidades instaladas : 40 Unid/ día
- Mangueras PVC para Inyección
Presión máxima : 250 Psi Longitud : 400 Pies (rollo) Diámetro : 3/4” Color : Amarillo
- MÉTODO MALKOSKI (HACIA ARRIBA)
Elementos utilizados 6
(1) Manguera PVC de 3/4” (2) Cable de acero de 7 torones de 5/8” (3) Tapón cuña, hilacha y/o Papel (4) Descarga de pasta de cemento (5) Pasta de cemento (6) Cinta adhesiva (7) Inyección de lechada de cemento
4 5
2 1
7
3
- MÉTODO DE BOCA TAPONEADO (HACIA ARRIBA)
Elementos utilizados (1) Manguera PVC de 1/2” (2) Manguera PVC de 3/4” (3) Cable de 5/8” (4) Tapón de Cemento con Hilacha (5) Ingreso de Aire al Tubo (6) Pasta de Cemento (7) Tubo de 1/2” en Balde con Agua (8) Inyección de Lechada de Cemento (9) Cinta adhesiva
9 5 6
2
8 3
1 7
4
- MÉTODO DE PRE-CARGADO / LECHADA (HACIA ABAJO) 7
Elementos utilizados (1) Cable de 5/8” (2) Pasta de Cemento (3) Introducción del Cable (4) Pasta de Cemento Pre- Cargado (5) Retiro Paulatino de la Manguera (6) Inyección de Pasta de Cemento (7) El tapón se coloca al Finalizar la Introducción del Cable (8) El tapón se coloca al Finalizar la Inyección de la Pasta de Cemento
1
3 4
8 1 6
5 2
DISEÑO DE DISPOSICION DEL CABLEADO * EJEMPLO DE CÁLCULO DEL # DE CABLES A USAR
ECUACION:
DONDE:
FHEPG N= --------------CL
N : Número de cables por línea F : Factor de seguridad H : Altura de la cámara a formarse (m) E : Espaciamiento entre líneas (m) P : Ancho de la Zona potencial de falla (m) G : Densidad de la roca (TM/m3) C : Capacidad de Tensión (TM/m) L : Longitud de cable efectivo empotrado (m) F = 2, H = 40 m, E = 2.10 m., P = 7m, G = 2.7 TM/m3 C = 20 TM/m. y L = 17 m. Por lo tanto
=9
N
INFLUENCIA DE LA COHESION Parámetros D: Diámetro para cada interfase (Pulg) P: Resistencia tensiva al deslizamiento (MN) L: Longitud de cable cementado (m) S: Fuerza cohesiva de la lechada (MPa) Ecuación P = 0,08 D.L.S. Información adicional Rc: Resistencia a la compresión uniaxial de la lechada de cemento (MPa.) Reemplazando: S = 1/10 Rc = 42 MPa D1 = 2” (Interfase Roca – Pasta de Cemento) D2 = 5/8” (Interfase Cable – Pasta de Cemento) L = 20 m. Cálculo P1 = 13.44 MN P2 = 4.2 MN
INFLUENCIA DE LA COHESION CAPACIDAD DE TENSION DEL CABLE 4,2 MN 106 N MN
KN 1 Ton = 421,52 Ton 3 10 N 9.96 KN
Resistencia a la tracción = 421.52 Ton / 20 m = 21 Ton/m
FACTORES QUE AFECTAN LA COHESION • • • • •
Suciedad en la superficie del cable Tipo de cable (Centro de acero, estructura rugosa) Sistema de bombeo de la pasta Relación agua/cemento Tipo de cemento
EQUIPO ADQUIRIDO PARA LA PREPARACION DE LECHADA DE CEMENTO
PARÁMETROS DE OPERACIÓN: Capacidad : 40 litros Presión de trabajo : 100 PSI Mortero fino o lechada de cemento. PRUEBAS Y CERTIFICADOS: Certificado de garantía por materiales y procedimiento de fabricación de acuerdo a especificaciones técnicas. Prueba hidrostática del tanque a 250 PSI con Certificado de validez por 2 años, o 6000 ciclos de carga. Vencido el periodo de validez del Certificado se deberá realizar una nueva PH.
