“Diseño de Vigas en Mineria Subterranea”

INTRODUCCION

El presente informe trata de exponer en lo más detallado posible el sostenimiento en minería subterránea, ya que por naturalea del traba!o toda labor que se "a#e en el interior de la mina se realia en espa#ios $a#íos, inestabiliados produ#to de la rotura de la ro#a o mineral extraído% para lo&rar que se manten&a nue$amente estable la ona y en #ondi#iones de traba!arla, la la ona debe de redistribuir redistribuir sus fueras, para ello es ne#esario ne#esario apoyar inmediatamente #on el refuero o el sostenimiento ade#uado, #onsiderando el tipo de ro#as, fallas #on relleno, fallas abiertas, et#'

RESISTENCIA DE MATERIALES MATERIALES

1

I.

OBJETIVOS. Objetivo general 

(pli#ar la teoría y prá#ti#a de dise)o de $i&as para la la apli#a#i*n de esta en el desarrollo de sostenimiento #on $i&as en minería subterránea'

Objetivos específicos 

Entender el pro#edimiento de dise)o de $i&as en minería subterránea



#on sostenimiento' Expli#ar los parámetros que se deben tener en #uenta para el dise)o de $i&as' (pli#ar el dise)o de $i&as a una labor en minería' minería'


2

II.

MARCO TEORICO

II. II.. ... !ISE !ISE"O "O !E VI#A VI#AS$ S$ Una $i&a es un elemento estru#tural que resiste #ar&as trans$ersales' +eneralmente, las #ar&as a#tan en án&ulo re#to #on respe#to al e!e lon&itudinal lon&itudinal de la $i&a' -as #ar&as apli#adas apli#adas sobre sobre una $i&a tienden tienden a flexionarla y se di#e que el elemento se en#uentra a flexi*n' .or lo #omn, los apoyos de las $i&as se en#uentran en los extremos o #er#a de ellos y las fueras de apoyo "a#ia arriba se denominan rea##iones' II'/'0' %RO% %RO%IE IE!A !A!E !ES S !E &AS &AS SECC SECCIO IO'E 'ES$ S$ (demás de la resisten#ia de la made madera ra,, #ara #ara##teri teriada ada por por los los esfu esfuer ero oss unit unita arios rios admi admissibl ibles, es, el #omp #ompor orta tami mien ento to de un miem miembr bro o estr estru# u#tu tura rall tamb tambi1 i1n n depe depend nde e de las las dimensiones y la forma de su se##i*n trans$ersal, estos dos fa#tores se #onsideran dentro de las propiedades de la se##i*n'

Centroi(es.) El #entro de &ra$edad de un s*lido s*lido es un punto ima&inario ima&inario en el #ual se #onsidera que todo su peso está #on#entrado o el punto a tra$1s del #ual pasa la resultante resultante de su peso' El punto en un área plana que #orresponde al #entro de &ra$edad de una pla#a muy del&ada que tiene las mismas áreas y forma se #ono#e #omo el #entroide del área' Cuando una $i&a se flexiona debido a una #ar&a apli#ada, las fibras por en#ima de un #ierto plano en la $i&a traba!an en #ompresi*n y aquellas por deba!o de este plano, a tensi*n' Este plano se #ono#e #omo la superfi#ie neutra' -a interse##i*n de la superfi#ie neutra y la se##i*n trans$ersal de la $i&a se #ono#e #omo el eje ne*tro. Mo+ento (e inercia$ En la fi&ura se ilustra una se##i*n re#tan&ular de an#"o b y alto " #on el e!e "oriontal 232 que pasa por su #entroide a una distan#ia # 4"50 4"50 a part partir ir de la #ara #ara supe superi rior or'' En la se## se##i* i*n, n, a repr repres esen enta ta un área área infinitamente peque)a a una distan#ia  del e!e 232' 6i se multipli#a esta área área infinitesi infinitesimal mal por el #uadrado #uadrado de su distan#ia distan#ia al e!e, se obtiene la #antidad #antidad 7a x 0  8' El área #ompleta de la se##i*n estará #onstituida por un nmero infinito de estas peque)as áreas elementales a diferentes distan#ias por arriba y por deba!o del e!e 232' Enton#es, el momento de iner#ia se define #omo la suma de los produ#tos que se obtien obtienen en al multip multipli# li#ar ar todas todas las áreas áreas infini infinitam tament ente e peque) peque)as as por el #uadrado de sus distan#ias a un e!e'


3

Ref.: Elaboración

-os dos e!es prin#ipales de la fi&ura son 232 y 939, pasan por el #entroide de la se##i*n re#tan&ular, #on respe#to a un e!e que pasa por el #entroide y es paralelo a la base es I 232 4 b":5/0, #on respe#to al e!e $erti#al, la expresi*n sería I 939 4 "b:5/0' 

Ra(io (e #iro$ Esta propiedad de la se##i*n trans$ersal de un miembro estru#tural está rela#ionada #on el dise)o de miembros su!etos a #ompresi*n' Depende de las dimensiones y de la forma &eom1tri#a de la se##i*n y es un índi#e de la ri&ide de la se##i*n #uando se usa #omo #olumna' El radio de &iro se define matemáti#amente #omo r 4 D*nde; • •

,

I$ es el momento de iner#ia A$ el área de la se##i*n'

6e expresa en #entímetros porque el momento de iner#ia está en #entímetros a la #uarta poten#ia y el área de la se##i*n trans$ersal está en #entímetros #uadrados' El radio de &iro no se usa tan ampliamente en el dise)o de madera estru#tural #omo en el dise)o de a#ero estru#tural' .ara las se##iones re#tan&ulares que se emplean #omnmente en las #olumnas de madera, es más #on$eniente sustituir el radio de &iro por la (i+ensi,n lateral +íni+a en los pro#esos de dise)o de #olumnas'

II..-. !E&E/IO'ES A!MISIB&ES 6e llama fle#"a o deflexi*n a la deforma#i*n que a#ompa)a a la flexi*n de una $i&a, $i&ueta o entablado' -a fle#"a se presenta en al&n &rado en todas las $i&as, RESISTENCIA DE MATERIALES

4

la #ual se debe #uidar que la fle#"a no ex#eda #iertos límites estable#idos' Es importante entender que una $i&a puede ser ade#uada para soportar la #ar&a impuesta sin ex#eder el esfuero flexionante admisible, pero al mismo tiempo la #ur$atura puede ser tan &rande que apare#an &rietas en los #ielos rasos suspendidos re$estidos, que a#umule a&ua en las depresiones de las aoteas, difi#ulte la #olo#a#i*n de paneles prefabri#ados, puertas o $entanas, o bien impida el buen fun#ionamiento de estos elementos' -as deflexiones deben #al#ularse para los si&uientes #asos; a8 b8

Combina#i*n más desfa$orable de #ar&as permanentes y sobre#ar&as de ser$i#io' 6obre#ar&as de ser$i#io a#tuando solas' 6e re#omienda que para #onstru##iones residen#iales estas no ex#edan los límites indi#ados en la si&uiente Tabla;

!E&E/IO'ES M0/IMAS A!MISIB&ES Car&a a#tuante 7a8 Con #ielo raso de 7b8 6in #ielo raso de yeso yeso Car&as permanentes < -5:== -50>= sobre#ar&as 6obre#ar&a -5:>= -5:>= &$ es la lu entre #aras de apoyos o la distan#ia de la #ara del apoyo al extremo, en el #aso de $olados' -os $alores indi#ados en la #olumna 7a8 deben ser utiliados #uando se ten&an #ielos rasos de yeso u otros a#abados que pudieran ser afe#tados por las deforma#iones; en otros #asos deben utiliarse los $alores de la #olumna 7b8' (unque las #onsidera#iones para definir la fle#"a pueden ser importantes, la determina#i*n pre#isa de la fle#"a es un ob!eti$o inal#anable por las si&uientes raones; -a determina#i*n de las #ar&as siempre in#luye al&n &rado de aproxima#i*n' El m*dulo de elasti#idad de #ualquier piea indi$idual de madera siempre es un $alor aproximado' Existen diferentes restri##iones en la deforma#i*n estru#tural debido a la distribu#i*n de #ar&as, resisten#ias en las uniones, ri&ide debida a elementos no estru#turales de la #onstru##i*n, et#' -as deflexiones en $i&as deben ser #al#uladas #on el m*dulo de elasti#idad E min del &rupo de la madera estru#tural espe#ifi#ado' •

•

•

RESISTENCIA DE MATERIALES

5

.ara entablados debe utiliarse el E promedio, las deflexiones en $i&uetas y elementos similares pueden tambi1n determinarse #on el E promedio, siempre y #uando se ten&an por lo menos #uatro elementos similares, y sea posible una redistribu#i*n de la #ar&a' -os m*dulos de elasti#idad para los tres &rupos de maderas estru#turales #onsiderados se indi#an en la tabla'

M,(*lo (e la elastici(a( 12g3c+ 45 #r*po A #r*po B ?>,=== @>,=== /:=,=== /==,===

E+íni+o Epro+e(io

#r*po C >>,=== ?=,===

II..6. RE78ISITOS !E RESISTE'CIA le9i,n$ El momento flexionante es una medida de la tenden#ia de las fueras externas que a#tan sobre una $i&a, para deformarla' ("ora se #onsiderará la a##i*n dentro de la $i&a que resiste flexi*n y que se llama momento resistente' .ara #ualquier tipo de $i&a se puede #al#ular el momento flexionante máximo &enerado por la #ar&a' 6i se desea dise)ar una $i&a para resistir esta #ar&a, se debe sele##ionar un miembro #on una se##i*n trans$ersal de forma, área y material tales, que sea #apa de produ#ir un momento resistente i&ual momento flexionante máximo% lo anterior se lo&ra usando la f*rmula de la flexi*n' .or lo #omn la f*rmula de la flexi*n se es#ribe #omo;

D*nde; •

• • •

I; el tama)o y la forma de la se##i*n trans$ersal están representados por la iner#ia' A; el material del #ual está "e#"a la $i&a By; la distan#ia del plano neutro a #ualquier fibra de la se##i*n' #; el esfuero en la fibra más ale!ada del e!e neutro se le llama esfuero de la fibra extrema

%ara vigas rectang*lares$ 6e##i*n trans$ersal, distribu#i*n de esfueros normales produ#idos por flexi*n


6

Ref.: Elaboración

6ustituyendo los datos para una $i&a re#tan&ular y para obtener el esfuero de la fibra extrema tendremos;

-os esfueros de #ompresi*n y de tensi*n produ#idos por flexi*n 7A8, que a#tan sobre la se##i*n trans$ersal de la $i&a, no deben ex#eder el esfuero admisible, f m, para el &rupo de madera espe#ifi#ado'

Esf*er:o +;9i+o a(+isible en fle9i,n< f+ 12g3c+ 45 +RU.O ( 0/= +RU.O  />= +RU.O C /== Estos esfueros pueden in#rementarse en un /= al dise)ar entablados o $i&uetas si "ay una a##i*n de #on!unto &arantiada' 

Corte$ 6e produ#e un esfuero #ortante #uando dos fueras i&uales, paralelas y de sentido #ontrario tienden a "a#er resbalar, una sobre otra, las superfi#ies #onti&uas de un miembro' En la fi&ura 7a8 se representa una $i&a #on una #ar&a uniformemente distribuida' Existe una tenden#ia en la $i&a a fallar #olapsándose entre apoyos, #omo se indi#a en la fi&ura 7b8' 1ste es un e!emplo de #ortante $erti#al' En la fi&ura # se muestra, en forma exa&erada, la flexi*n de una $i&a y la falla de partes de la $i&a por desliamiento "oriontal, este es un e!emplo de


7

#ortante "oriontal' -as fallas por #ortante en las $i&as de madera se deben al esfuero #ortante "oriontal, no al $erti#al' Esto se debe que la resisten#ia al esfuero #ortante de la madera es mu#"o menor en el sentido paralelo a las fibras que en el trans$ersal a 1stas' GENERACION DEL ESFUERZO CORTANTE

7a8

7b8

7#8

-os esfueros #ortantes unitarios "oriontales no están uniformemente distribuidos sobre la se##i*n trans$ersal de una $i&a' El esfuero de #orte en una se##i*n trans$ersal de un elemento a una #ierta distan#ia del plano neutro puede obtenerse mediante;

En esta expresi*n se tiene; •

• •

•

•

τ

=¿

Esfuero #ortante unitario "oriontal, en #ualquier punto espe#ífi#o

de la se##i*n' F4 fuera #ortante $erti#al total en la se##i*n ele&ida 64 momento estáti#o #on respe#to al e!e neutro del área de la se##i*n trans$ersal' I4 momento de iner#ia de la se##i*n trans$ersal de la $i&a #on respe#to a su e!e neutro' b4 an#"o de la $i&a en el punto en el que se #al#ula G' .ara una $i&a de se##i*n re#tan&ular el máximo esfuero de #orte resulta al sustituir;


8

GENERACION DEL ESFUERZO CORTANTE EN UNA VIGA

Ref.: Elaboración

-os esfueros #ortantes, G, no deben ex#eder el esfuero máximo admisible para #orte paralelo a las fibras, f $, del &rupo de madera estru#tura espe#ifi#ado' Esfuero máximo admisible para #orte +rupo ( /> +rupo  /0 +rupo C H Estos esfueros pueden in#rementarse en un /= al dise)ar entablados o $i&uetas si "ay una a##i*n de #on!unto &arantiada'

II..=. ESC8A!R>A ?%TIMA FIGURA 3.5


9

6e desea estable#er una rela#i*n entre la base y la altura de una $i&a de se##i*n re#tan&ular, de tal manera que la #apa#idad resistente de esta $i&a sea la mayor posible, de esta forma se puede utiliar un tron#o de madera #on el menor desperdi#io' Como la deforma#i*n &obierna el dise)o, enton#es debe en#ontrarse dimensiones que &eneren el mayor momento de iner#ia posible'


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Deri$ando la iner#ia en fun#i*n de x;

6implifi#ando la expresi*n;

("ora se i&uala a #ero la expresi*n deri$ada, esto #on el fin de en#ontrar el punto #ríti#o, o sea para maximiar la iner#ia;

6implifi#ando la expresi*n;


11

Reemplaando x en e#ua#i*n 7/8;

("ora #omo

enton#es;

9 tambi1n #omo b 4 R;

Toda vez que se asume ua es!uad"#a $a"a e% d&se'o de ua v&(a se de)e $"o!u"a" que %a a%*u"a sea +.,3 RESISTENCIA DE MATERIALES 12

II..@. Vigas acopla(as +e(iante c*a ori:ontal (e +a(era -a fi&ura muestra el a#oplamiento de 0 $i&as mediante un &rupo de #u)a3perno' Estos a#oplamientos se utilian espe#ialmente en la #onstru##i*n de puentes' Con el a#oplamiento se pretende #onstruir &randes bases de altura B" #omprendidas entre = #m y H= #m; = J " J H= #m'

t⇔

h [cm] 12 - 20

;

d ≥ 5 ⋅ t;

e⇔

h [cm] 15 - 20

≥ 1" ;

φ ≅

b [cm] 10

El estudio de estos a#oplamientos no obede#e a desarrollos te*ri#os 7teoremas, et#'8, Estos $alores referen#iales "an sido determinados experimentalmente 7Norma (lemana DIN8 -a separa#i*n Be se de!a para permitir airea#i*n entre las $i&as e$itando de esta forma la putrefa##i*n de ellas, sin embar&o debe pro#ederse a su mantenimiento y limpiea #uando sea ne#esario' -a madera de la #u)a debe ser por lo menos del mismo &rupo que la madera de las $i&as y el a#ero del perno no deben ser #orru&ados' (nte la a##i*n de las #ar&as, las $i&as que inter$ienen en el a#oplamiento tienden a desliarse las unas respe#to a las otras' Enton#es se ori&ina la fuera BT / de aplastamiento sobre la penetra#i*n de la #u)a en la madera'

D*nde;


13

•

Aa 4 Esfuero de aplastamiento de la madera en la #u)a 7:= K5#m 0 3 >= K5#m 08'

Cuando se apretan los pernos se &eneran las fueras BT 0 sobre la #abea de las #u)as, experimentalmente se "a determinado que BT 0 depende del diámetro 7 8 del perno; 

(nte la a##i*n de #ar&as los pernos presionan sobre el "ue#o que se "a "e#"o en la madera para introdu#ir los pernos, está presi*n está representada por BT :'

Enton#es la #apa#idad de #ar&a 7de resisten#ia8 del &rupo #u)a3perno será; T4T/

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Con este $alor es posible #al#ular la fuera "oriontal que ori&ina el desliamiento entre $i&as;

Enton#es el nmero de #u)as será;

Es #on$eniente, para estar del lado de la se&uridad sustituir T por T /' Linalmente en el punto medio entre 0 #u)as adya#entes se ubi#ará un perno'

III.

SOSTE'IMIE'TO E' MI'ERIA S8BTERR'EA En toda explota#i*n minera, el sostenimiento de las labores es un traba!o adi#ional de alto #osto que redu#e la $elo#idad de a$an#e y5o produ##i*n pero que a la $e

•

es un pro#eso esen#ial para prote&er de a##identes a personal y al equipo' 6ele##i*n entre refuero y soporte E$ert MoeK 70==8 Refuero de ro#a &eneralmente #onsisten en sistemas de empernado o #ables que pro$een un refuero a la masa ro#osa aumentando la resisten#ia fri##ional

•

entre bloques que la #omponen' 6oporte, #onsistente en #er#"as de a#ero o #on#reto, s"ot#rete o #uadros de madera, son dise)ados para estabiliar la masa ro#osa mediante el #ontrol del

•

#olapso pro&resi$o o deforma#i*n de la misma' .odemos de#ir que el refuero en un sistema Ba#ti$o mientras que el soporte es uno Bpasi$o'

III... SOSTE'IMIE'TO CO' MA!ERA$ El sostenimiento #on madera tiene por ob!eto mantener abiertas las labores mineras durante la explota#i*n, #ompensando el equilibrio inestable de las masas de ro#a que soporta'


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III..4. C&ASES !E TERRE'O El #ono#imiento de las di$ersas #lases de terrenos es fundamental para el enmaderador a fin de terminar la ne#esidad de sostenimiento de las labores' Desde unos puntos de $ista prá#ti#os podemos di$idir los terrenos en #uatro #lases' /' Terreno #ompa#to; Es el formado por #ristales o por partí#ulas bien #ementadas 0' Terreno fra#turado uestra una serie de planos paralelos de dis#ontinuidades #omo los planos de estratifi#a#i*n en la ro#a sedimentaria' :' Terreno ar#illoso; Constituido por ro#as #asi elásti#as que se deforman ba!o la presi*n' ' Terreno sua$e; El #ual está formado por fra&mentos &ruesos o finos o una me#la de ambos tama)os' C-(6E6 DE TERRENO6 TERRENO CO.(CTO

TERRENO LR(CTUR(DO

PON(

DE

.ERTUR(CIONE6

AREA !E I'&8E'CIA

TERRENO 6U(FE

TERRENO NO (RCI--O6O

EQUI-IRIO DIN(ICO

III..-.

SOSTE'IMIE'TO SE#D' &A

C&ASE

!E TERRE'O •

Terreno co+pacto$ no requiere sostenimiento sino la forma#i*n de una buena b*$eda auto sostenido'


16

•

Terreno fract*ra(o$ exi&e solo un sostenimiento li&ero, esta #lase de terrenos es más resistente en dire##i*n perpendi#ular a las ra!aduras o

•

planos de dis#ontinuidad que en dire##i*n paralela a los mismos' Terreno s*ave$ requiere de tipo pesado' En esta #lase de terrenos las

•

presiones son mayores #uando más fino es el tama)o de los fra&mento6' Terreno arcilloso$ exi&e un sostenimiento estremadamente resistente o estru#turas flexibles #apa#es de adaptarse a las presiones que se desarrollan

III..6. %RI'CI%IOS !E SOSTE'IMIE'TO CO' C8A!ROS !E MA!ERA •

-a estru#tura debe ser #olo#ada lo más #er#a posible al frente para permitir solo el mínimo rea!uste de terreno antes de di#"a

•

#olo#a#i*n' Ella debe ser rí&ida para que el rea!uste que se produ#e despu1s de

•

la #olo#a#i*n sea redu#ida al mínimo' -a estru#tura debe estar #onstituidas por piea fá#il de #onstru##i*n

•

manipuleo e instala#i*n' -as partes de la estru#tura que "an de re#ibir las presiones o #"oques más fuertes deben tener tales #ara#terísti#as y ubi#a#i*n


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que traba!en #on el menor efe#to sobre la estru#tura prin#ipal •

misma' Ellas deben interferir lo menos posible a la $entila#i*n y no estar

•

su!etos a ries&os de in#endio' 6u #osto debe de ser tan ba!o #omo lo permita su buen rendimiento

III..=. TIEM%O !E VI!A !E &A MA!ERA -a madera es el material más barato que puede utiliarse' En la mayoría de #asos es satisfa#torio% desde el punto de $ista de su resisten#ia, pero su #orta dura#i*n es la #ara#terísti#a desfa$orable' -a dura#i*n de la madera en la mina es muy $ariable, pues depende de las

•

#ondi#iones en que traba!e, por e!emplo; -a madera se#a% dura más -a madera des#orteada, dura más que aquella que #onser$e la #ortea' -a madera B#urada 7tratada #on produ#tos quími#os para e$itar su

•

des#omposi#i*n8 dura más que la que no "a sido tratada' -a madera en una ona bien $entilada dura más que en una ona "meda y

•

#aliente' .UEDE E6TI(R6E QUE -( (DER( TIENE UN( FID( QUE L-UCTU(

• •

ENTRE UNO O TRE6 (NO6'

III..@. C8A!ROS !E MA!ERA 6on un tipo de estru#tura de 6ostenimiento de a#uerdo al tipo de terreno y a #ondi#iones espe#iales de #ada ina' 6e utilian en labores "oriontales e in#linadas' 6u dimensi*n está de a#uerdo al dise)o de la labor

IV.

TI%OS !E C8A!ROS

IV... C8A!RO RECTO 6on usados #uando la mayor presi*n pro#ede del te#"o, están #ompuestos por tres pieas, un sombrero y dos postes, ase&urados #on bloques y #u)as, en donde los postes forman un án&ulo de ?= #on el sombrero'


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IV..4. C8A!ROS CO'ICOS 6on usados #uando la mayor presi*n pro#ede de los "astíales, la diferen#ia #on los #uadros re#tos, solo radi#a en el "e#"o de que los #uadros #*ni#os se redu#e la lon&itud del sombrero , in#linando los postes, del tal manera de formar un (n&ulo de @H a H0, respe#to al piso, quedando el #uadrado de forma trapeoidal'

CU(DRO CONICO; 6I -(6 .RE6IONE6 DE- TECMO 6ON I.ORT(NTE6 6E REDUCE -( -ON+ITUD DE- 6ORERO


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V.

TRABAJO CO' 8'E!#E

!EI'ICIO'ES T8'E& MI'EROS. Estas son obras subterráneas #onstruidas para a##eder a una explota#i*n minera y sir$e #omo $ía para transportar materiales extraídos y suministros de explota#i*n' Tambi1n "ay tneles mineros entre diferentes frentes de explota#i*n del ya#imiento' En &eneral estos tneles tienen #ará#ter temporal, supeditados al tiempo requerido para explotar los minerales, lue&o de lo #ual la obra se abandona' 8'!AME'TOS TEORICOS !E &OS SOTARES !I%S F 8'E#!E 

!I%S$ está dise)ada para el análisis intera#ti$o de los datos &eol*&i#os basados en la orienta#i*n de dis#ontinuidades' Este pro&rama permite al usuario analiar y $isualiar datos estru#turales si&uiendo las mismas t1#ni#as que las empleadas en los estereo&ramas' (simismo, #uenta #on #ara#terísti#as #omputa#ionales, tales #omo #ontorneo


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estadísti#o de familias de dis#ontinuidades, orienta#i*n prin#ipal y &rado de #onfiabilidad, $ariabilidad de sistemas y #ara#terísti#as #ualitati$as y #uantitati$as de los atributos del análisis' Está dise)ado para el análisis de los ras&os #ara#terísti#os rela#ionados #on el análisis de in&eniería de las estru#turas de ro#a' 6in embar&o, el formato libre del ar#"i$o de datos permite el análisis de #ualquier orienta#i*n de base de datos'

8'E!#E A%&ICACIO'ES !E& SOTARE Definir los bloques remo$ibles' En#ontrar los bloques de máximo tama)o remo$ible para el tnel' Realiar análisis de estabilidad #on #ál#ulo de fa#tores de se&uridad' Cal#ular fueras de soporte para dise)o de refueros' .rede#ir la me!or orienta#i*n para #onstru##i*n de labores mineras' • • • • •

!ATOS 'ECESARIOS !E& MACIGO ROCOSO %ARA E& SOTARE$  Rumbo  Dip  Dip dire#tion  Trend 7dire##i*n de la labor8  .lun&e 7buamiento de la labor8 8'!AME'TO TEORICO !E& SOTARE 8'E!#E H ORMACIO' !E C8"AS (l #onstruir una labor se puede en#ontrar tres tipos de #ondi#iones naturales que dan lu&ar a la p1rdida de resisten#ia del ma#io y, por tanto, a problemas de estabilidad;  Orienta#i*n desfa$orable de dis#ontinuidades'  Orienta#i*n desfa$orable de las tensiones #on respe#to al e!e de la ex#a$a#i*n'  Llu!o de a&ua "a#ia el interior de la ex#a$a#i*n a fa$or de fra#turas, a#uíferos o ro#as #al#ifi#adas'

Orientación desfavorable de discontinuidades


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ORIE'TACI?' !E &AS !ISCO'TI'8I!A!ES F !E &A E/CAVACIO' .ara determinar la dire##i*n de las dis#ontinuidades debemos "a#er un estudio &eome#áni#o del ma#io ro#oso por medio de taladros diamantinos 7testi&os8 ya que ne#esitamos la informa#i*n &eol*&i#a y &eome#áni#a más pre#isa posible' El softSare nos piden : familias de dis#ontinuidades

Enton#es #uando se realia al&una labor minera esta tiene una dire##i*n y buamiento que deberá ser analiada ya que si tenemos la dire##i*n de la labor .(R(-E-( a la mayoría de familias de dis#ontinuidades tendremos a$an#es U9 DE6L(FOR(-E6 .(R( -( E6T(I-ID(D' 6e formaran CU(6 #on las demás familias que no son paralelas y así produ#irán #aída de ro#as'


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ORIE'TACIO'ES F CARACTERISTICAS !E &AS !ISCO'TI'8I!A!ES ' p*ntos

uamiento

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N de !untas paralelas =

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6HV

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N/ V N/: V

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0H

Rumb (imu o t

Des#rip#i*n

Espa#iamiento 0: #m' (pertura :'> mm

!ATOS OBTE'I!OS E' CAM%O

ig*ra ' .olos formados por todos los datos


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ig*ra 4' Determina#i*n de las familias de dis#ontinuidades


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ig*ra -$ Determina#i*n de las familias de dis#ontinuidades y la #on#entra#i*n de polos

Li&ura ' Con#entra#iones de polos

El tnel que dise)aremos tendrá las si&uientes dimensiones m de an#"o x:'>m de alto y usaremos el rumbo y aimut del pique, pero ya que queremos optimiarlo #omo $alor ini#ial in&resamos = y =, respe#ti$amente' RESISTENCIA DE MATERIALES

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Tambi1n tomaremos un fa#tor de se&uridad de /'> .eso unitario de la ro#a en este #aso lo "emos #onsiderado/'@> ya que la ona que "emos ele&ido tiene presen#ia de arenis#as y ar#illas #ompa#tas

I#8RA =$ .rimeras entradas ini#iales

ig*ra @. Datos familias de

de las

dis#ontinuidades


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ig*ra . .arámetros del material

ig*ra K. Fista de todos los planos de las #u)as formadas


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.ara este análisis debemos tomar en #uenta que se tom* los si&uientes parámetros ini#iales; Trend 7dire##i*n del pique8 4 =

.lun&e 7buamiento del pique8 4 =

ig*ra L. Fista de todas las #u)as formadas


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ig*ra . Fista de las #u)as

ig*ra . Determina#i*n del Trend y .lun&e del pique' En este análisis no se toma en #uenta las tensiones naturales' Obser$amos que tenemos en el buamiento desde = a ?= pero por teoría sabemos que un tunel in#linado debe tener entre := a > para que este sea más *ptimo 7buen fun#ionamiento de la !aula, sKip, et#8 Enton#es bus#amos las dire##iones solo entre buamientos de := a >'


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De la Li&ura obtenemos la dire##i*n y buamiento más *ptimo del pique siendo estos los si&uientes resultados; Trend 7dire##i*n del tnel8 4 0/ .lun&e 7buamiento del tnel8 4 > ("ora para apre#iar me!or la diferen#ia entre un análisis donde no se apli#an fueras y uno donde si se apli#an usaremos tensiones naturales para "a#er una simula#i*n'


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ig*ra 4. Colo#ando sostenimiento


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ig*ra -. La#tor de se&uridad antes apli#ar el sostenimiento

ig*ra 6. (pli#ando pernos de #abea extendida


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ig*ra =. (pli#a#i*n de los pernos y el fa#tor de se&uridad de la #u)a H no #ambia nada

ig*ra @. .odemos obser$ar que la falla H no aumenta su fa#tor de se&uridad #on pernos de #abea an#"a ni #on otro tipo de perno por lo tanto usaremos s"ot#rete


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“Diseño de Vigas en Mineria Subterranea”

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