: estabilidad de estructuras subterráneas
:
ing. Yupanqui torres
:
VIIi
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DEDICADO PADRES
A
NUESTROS
SUMARIO
PORTADA ..........................................................................................................………………….I DEDICATORIA ..................................................................................................................... .II SUMARIO ........................................................................................................................... .III INTRODUCCION ........................................................................................................... ...IV -V GENERALIDADES ................................................................................................................ VI 1. TIPOS DE CERCHAS: .......................................................................................................... 1.1. Cerchas mineras:....................................................................................................... 1.2. Cerchas reticuladas: .................................................................................................. 1.3. Cerchas de doble regla: ............................................................................................ 1.4. Cerchas de regla simple: ........................................................................................... 1.5. Cerchas modulares: .................................................................................................. 2. PROCEDIMIENTOS DE INSTALACIÓN ................................................................................. 3. CONTROL DE CALIDAD: …………………………………………………………………………………………………
4. CONCLUSIONES: …………………………………………………………………………………………………………..
5. BIBLIOGRAFIA: ……………………………………………………………………………………………………………..
INTRODUCCION La estabilidad de la roca circundante a una excavación simple como un tajeo, una galería, un crucero, una estación de pique, una rampa, etc, depende de los esfuerzos y de las condiciones estructurales de la masa rocosa detrás de los bordes de la abertura. Las inestabilidades locales son controladas por los cambios locales en los esfuerzos, por la presencia de rasgos estructurales y por la cantidad de daño causado a la masa rocosa por la voladura. En esta escala local, el sostenimiento es muy importante porque resuelve el problema de la estructura de la masa rocosa y de los esfuerzos, controlando el movimiento y reduciendo la posibilidad de falla en los bordes de la excavación. El término “sostenimiento” es usado aquí para cubrir
los diversos
aspectos relacionados con los pernos de roca (de anclaje mecánico, de varillas de fierro corrugado o barras helicoidales ancladas con cemento o con resina, split sets y swellex), cables, malla, cintas de acero (straps), concreto lanzado (shotcrete) simple y con refuerzo de fibras de acero, cimbras de acero, gatas, madera (puntales, paquetes, cuadros y conjuntos de cuadros), relleno y algunas otras técnicas de estabilización de la masa rocosa. Todos estos elementos son utilizados para minimizar las inestabilidades de la roca alrededor de las aberturas mineras. En
masas
rocosas
masivas
o
levemente
fracturadas
con
excavaciones bien perfiladas, habrá una mínima necesidad de sostenimiento. En masas rocosas fracturadas o estratificadas con excavaciones bien perfiladas, habrá un incremento en la necesidad de sostenimiento. En masas rocosas intensamente fracturadas y débiles o en zonas de falla o de corte, definitivamente habrá necesidad
de
planear
cuidadosamente
el
sostenimiento.
En
condiciones de altos esfuerzos, los cuales inducen fallas en la masa rocosa de las excavaciones, será esencial plantear estrategias especiales de sostenimiento. Por otro lado, se deberá también tener en cuenta que los requerimientos de sostenimiento de aberturas mineras permanentes
como estaciones de piques, rampas, galerías de nivel y otros, son más conservadores que el sostenimiento de una abertura minera normal como típicamente son los tajeos, desde que la seguridad del personal de la mina y de los equipos es de primera consideración en las aberturas permanentes. El sostenimiento en este caso deberá proveer accesos seguros para toda la vida de la mina. En los tajeos, el rol del sostenimiento y del relleno tiene que ser evaluado en términos de la seguridad y la dilución. En los tajeos por donde el personal tiene que ingresar a la labor, como es el caso del método de minado por corte y relleno, el sostenimiento es requerido tanto para la seguridad como para el control de la dilución. En los tajeos por donde el personal no debe ingresar a la labor, la función primaria del sostenimiento es el control de la dilución. Esencialmente, el sostenimiento hace que las piezas o bloques rocosos interactúen y se entrelacen formando una masa rocosa estable alrededor de la excavación. Como en una excavación grande hay más estructura de masa rocosa que en una excavación pequeña, habrá mayor oportunidad de falla en las excavaciones grandes y por tanto mayor necesidad de utilizar el sostenimiento. Es importante que todo el personal de la mina esté en capacidad de reconocer los diferentes tipos de sostenimiento, el por qué de su utilización, los procedimientos de su instalación y darse cuenta cuando es necesario hacer ajustes y cambios en los sistemas de sostenimiento para beneficiar a todo el personal de la mina.
Generalidades: Este típico sostenimiento pasivo o soporte es utilizado generalmente para el sostenimiento permanente de labores de avance, en condiciones de masa rocosa intensamente fracturada y/o muy débil, que le confieren calidad mala a muy mala, sometida a condiciones de altos esfuerzos. Para lograr un control efectivo de la estabilidad en tales condiciones de terreno, las cerchas son utilizadas debido a su
excelente
resistencia
mecánica
y
sus
propiedades
deformación, lo cual contrarresta el cierre de la excavación y
de evita
su ruptura prematura. La ventaja es que este sistema continúa proporcionando soporte después que hayan ocurrido deformaciones importantes. Las cerchas son construidas con perfiles de acero, según los requerimientos de la forma de la sección de la excavación.
1.
1.1.
TIPOS DE CERCHAS CERCHA MINERA: La cercha minera está diseñada con perfiles laterales en forma de (V) invertida, lo cual le permite una mayor sujeción al terreno y con ello obtener una mayor resistencia a la deformación provocada por la fuerza de la roca. Cuenta con orificios centrales en toda su longitud, áreas destinadas para la inserción anclas de tubo ranurado.
Fabricado con material estructural.
Resistencia a la tensión de: 50,000 lb/plg2. Espesor del material: Calibre 14.
1.2.
Cerchas reticuladas: Son estructuras de fierro corrugado que son utilizadas a manera de cimbras ligeras en las labores de avance, en condiciones de roca de mala calidad, generalmente en combinación con el shotcrete.
1.3.
Cerchas de doble regla:
Características:
Modelo: BD32, Lightweight aluminum double beam screed for both surface vibration and leveling, 4812 0508 99 Longitud: 3.20 m, Altura de perfil: 100 mm Anchura entre perfiles: 300 mm, Peso: 32 kg Valor de vibración: 2.50 m/s²
Modelo: BD42, Lightweight aluminum double beam screed for both surface vibration and leveling, 4812 0509 00 Longitud: 4.20 m, Altura de perfil: 100 mm, Anchura entre perfiles: 300 mm Peso: 41 kg Valor de vibración: 2.50 m/s²
Modelo: BD52, Lightweight aluminum double beam screed for both surface vibration and leveling, 4812 0509 01 Longitud: 5.20 m Altura de perfil: 100 mm Anchura entre perfiles: 300 mm Peso: 47 kg Valor de vibración: 2.50 m/s²
1.4.
Cerchas de regla simple
Modelo: BV20E, Vibrating singel beam screed with electrically driven
vibrating unit, 4812 0511 49 Anchura: 2 m Peso: 18 kg Longitud de la empuñadura: 3.60 m Fuente de alimentación: Eléctrico Motor: 230V-1-50/60HZ Potencia, kW: 0.27 Frecuencia, Hz: 166 Fuerza centrífuga, N: 2000
Modelo: BV20H, Handheld single beam screed, 4812 0511 54
Anchura: 2 m Peso: 7.40 kg Longitud de la empuñadura: 3.60 m Fuente de alimentación: Manual Motor : Antivibratorio
Modelo: BV30*** , Floating single beam screed*, 4812 0510 05
Peso: 13.50 kg
Motor : Honda GX35 Potencia, kW: 1,2 (1,6) Frecuencia, Hz: up to 166 Fuerza centrífuga, N: up to 3460 Valor de vibración: 3.25 m/s² Nivel sonoro: 108 dB(A)
1.5.
Cerchas modulares
Modelo: BT90 electric drive-section 400V - 3 phase - 50 Hz, 4812 0509 95
Longitud: 720 mm Anchura: 535 mm Altura: 980 mm Peso: 155 kg Fuente de alimentación: Motor eléctrico Frecuencia: 2865 Hz Entrada/salida de potencia: 3 kW
Modelo: BT90 petroldrive-section, 4812 0509 96
Longitud: 720 mm Anchura: 620 mm Altura: 980 mm Peso: 120 kg Fuente de alimentación: Honda GX270 (7,5 CV) Frecuencia: 2900 Hz Entrada/salida de potencia: 5.50 kW
Modelo: BT90 screed section for pneumatic drive-section, 4812 0510 02 Longitud: 3095 mm Anchura: 420 mm Altura: 376 mm Peso: 82 kg Fuente de alimentación: Neumático
2. Procedimientos de instalación
Para que el sistema de soporte pueda actuar debidamente, es necesario considerar algunos aspectos importantes en su instalación. En primer lugar, en lo que concierne a la evolución de las cargas, es preferible que el soporte se instale lo antes posible, pues cualquier retraso ya sea en tiempo o en distancia al frente se traduce en aumentos de la presión sobre el techo, si prevalecen las cargas de descompresión o roca suelta. Para iniciar la colocación de un tramo con cerchas, se debe proceder a asegurar el
techo, lo cual se podrá realizar mediante la colocación de
shotcrete temporal o marchavantes de ser necesario. El bloqueo de la cerchas contra las paredes rocosas es esencial para que pueda haber una transferencia uniforme de las cargas rocosas sobre las cerchas. Si no se realiza un buen bloqueo las cerchas no serán efectivas. Por lo tanto es importante realizar correctamente esta labor. Es muy importante que la instalación sea cercha por cercha y no varias cerchas a la vez, es decir, completar la instalación de una cercha para comenzar con la siguiente.
3. Control de calidad:
Para que este tipo de sostenimiento funcione bien, deben cumplirse las siguientes condiciones:
Riguroso paralelismo de los elementos.
Adecuada adaptación a las paredes, caso contrario los elementos flexionarán hacia el exterior.
Resistencia conveniente del conjunto, que depende de las uniones, instalación y control.
Estrecho o apretado contacto entre la cercha y el contorno de la roca a la
cual soporta en todo su perímetro, a fin de desarrollar
tempranamente su capacidad de sostenimiento, antes de que ocurran deformaciones significativas hacia el
interior de
la
excavación.
La supervisión de la mina no aprobará ninguna cercha que esté mal cimentada, no conserve su verticalidad ni su alineamiento; asimismo, si éstas
no
se
encuentran correctamente
topeadas a la superficie de la roca.
4. CONCLUSIONES
El sostenimiento en minería subterránea es muy importante, ya que por la naturaleza del trabajo toda labor que se hace en el interior de la mina se realiza en espacios vacíos, inestabilizados producto de la rotura de la roca o mineral extraído; para lograr estable la zona
que se mantenga nuevamente
y en condiciones de trabajarla, la zona debe de
redistribuir sus fuerzas, para ello es necesario apoyar inmediatamente con el refuerzo o el sostenimiento adecuado , considerando el tipo de rocas, fallas con relleno, fallas abiertas, etc. Este típico sostenimiento pasivo o soporte es utilizado generalmente para el sostenimiento permanente de labores de avance, en condiciones de masa rocosa intensamente fracturada y/o muy débil, que le confieren calidad mala a muy mala, sometida a condiciones de altos esfuerzos. Para lograr un control efectivo de la estabilidad en tales condiciones de terreno, las cerchas son utilizadas debido a su excelente resistencia mecánica y sus propiedades de deformación
