Metodos de Sostenimiento por Pernos Cables

ESTRUCTURAS Y CONSTRUCCION

MINAS-UNAMBA 2014-II

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS APURÍMAC ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE ING. MINAS

MINAS-UNAMBA: Por los futuros emprendedores del desarrollo minero de nuestro Apurímac

Pág. 1



Contenido

I.

INTRODUCCION

3

Perno de cable rotable pasivo; para la instalación 15

de resina

II. METODO DE SOSTENIMIENTO CABLES DE ACERO (PERNOS 4

CABLES)

F.

G.


de resina

1.

PERNO EN CABLE

4

2.

VENTAJAS GEOMECANICAS Y OPERACIONALES

4

3.

ELEMENTOS PARA LA FORTIFICACION CABLES LISOS

12.

INSTALACIÓN DEL PERNO CABLE

16

12.1 ANCLAJE DEL PERNO CABLE 4.

16 4

STRAMS MULTITORONES ELEMENTOS PARA

12.2 PASOS PARA LA INSTALACIÓN

17

FORTIFICACIÓN

4

12.3 MORTERO DE CEMENTO

18

5.

CABLES 0,5’’ Y 0,6’’ BIRDCAGE Y MINICAGE

5

12.4 MORTERO DE RESINA

18

6.

TIPOS JM CABLE BOLT

6

12.5 CARTUCHOS DE CEMENTO

19

7.

TIPOS JM CABLE BOLT

6

12.6 INSTALACIÓN DE LOS CARTUCHOS DE CEMENTO

19

7.1 PROPIEDADES MECÁNICAS BARRIL-CUÑA JENNMAR 8.

7

CABEZAL MULTITORÓN

8

8.1 MATERIAL: Acero según las siguientes características 8 9.

PERNO EN CABLE (COMPONENTES)

9

13.

INSTALACIÓN DE CABLE PARA LECHADA

21

14.

FORTIFICACIÓN CON CABLES DE ACERO

22

15.

FORTIFICACIÓN LABORES SUBTERRANEAS

24

16.

REFORZAMIENTO DE PILARES

24

9.1 SUS PRINCIPALES USOS SON:

9

17.

REFORZAMIENTO DE PILARES (CABLES SLING)

25

9.2 CABLE – SLING (DESCRIPCION)

10

18.

REFORZAMIENTO EN REBAJES (CABLES SLING)

27

9.3REQUISITOS DEL CABLE

10

19.

ESTABILIDAD DE BANCOS A CIELO ABIERTO.

27

9.4 CABLES PARA ANCLAJE

11

20.

COEFICIENTE DE SEGURIDAD

29

9.5 PERNO DE CABLE LISO

11

21.

EL ALMA DEL CABLE

29

9.6 PERNO CABLE DESTRENZADO

12

22.

PREFORMADO

30

9.7 PERNO MINI –CABLE

12

23.

LAS PRINCIPALES VENTAJAS DE LOS CABLES

PREFORMADOS SON: 10.

VENTAJAS, GEOMECANICAS Y OPERACIONES

12

11.

ACCESORIOS DEL PERNO CABLE

13

A.

Dispositivo de fijación en la punta; estilo

convencional. B.

13

Dispositivo de fijación en la punta: estilo anzuelo.

30

III. VENTAJAS

30

IV. DESVENTAJAS

30

V. CONCLUSION

31

VI. FABRICAS DE PERNOS CABLES

32

13

C.

1.

MINOVA (PERNO DE CABLE)

32

14

2.

CABLES POST-TENSIONADOS (PT)

34

3.

PERNO DE CABLE HI-TEN

35

Cuña y barril 0.5”, 0.6” y 0.7 para tensar el cable.

D.

Cuña y barril 0.6” y 0.7 para tensar el cable.

14

E.

Conector de cable doble de 0.6” y 0.7”

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Contenido

I.

INTRODUCCION

3


de resina

II. METODO DE SOSTENIMIENTO CABLES DE ACERO (PERNOS 4

CABLES)

F.

G.


de resina

1.

PERNO EN CABLE

4

2.

VENTAJAS GEOMECANICAS Y OPERACIONALES

4

3.

ELEMENTOS PARA LA FORTIFICACION CABLES LISOS

12.

INSTALACIÓN DEL PERNO CABLE

16

12.1 ANCLAJE DEL PERNO CABLE 4.

16 4

STRAMS MULTITORONES ELEMENTOS PARA

12.2 PASOS PARA LA INSTALACIÓN

17

FORTIFICACIÓN

4

12.3 MORTERO DE CEMENTO

18

5.


5

12.4 MORTERO DE RESINA

18

6.

TIPOS JM CABLE BOLT

6

12.5 CARTUCHOS DE CEMENTO

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7.

TIPOS JM CABLE BOLT

6

12.6 INSTALACIÓN DE LOS CARTUCHOS DE CEMENTO

19

7.1 PROPIEDADES MECÁNICAS BARRIL-CUÑA JENNMAR 8.

7

CABEZAL MULTITORÓN

8

8.1 MATERIAL: Acero según las siguientes características 8 9.

PERNO EN CABLE (COMPONENTES)

9

13.

INSTALACIÓN DE CABLE PARA LECHADA

21

14.

FORTIFICACIÓN CON CABLES DE ACERO

22

15.

FORTIFICACIÓN LABORES SUBTERRANEAS

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16.

REFORZAMIENTO DE PILARES

24

9.1 SUS PRINCIPALES USOS SON:

9

17.

REFORZAMIENTO DE PILARES (CABLES SLING)

25

9.2 CABLE – SLING (DESCRIPCION)

10

18.

REFORZAMIENTO EN REBAJES (CABLES SLING)

27

9.3REQUISITOS DEL CABLE

10

19.

ESTABILIDAD DE BANCOS A CIELO ABIERTO.

27

9.4 CABLES PARA ANCLAJE

11

20.

COEFICIENTE DE SEGURIDAD

29

9.5 PERNO DE CABLE LISO

11

21.

EL ALMA DEL CABLE

29

9.6 PERNO CABLE DESTRENZADO

12

22.

PREFORMADO

30

9.7 PERNO MINI –CABLE

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23.

LAS PRINCIPALES VENTAJAS DE LOS CABLES

PREFORMADOS SON: 10.

VENTAJAS, GEOMECANICAS Y OPERACIONES

12

11.

ACCESORIOS DEL PERNO CABLE

13

A.

Dispositivo de fijación en la punta; estilo

convencional. B.

13

Dispositivo de fijación en la punta: estilo anzuelo.

30

III. VENTAJAS

30

IV. DESVENTAJAS

30

V. CONCLUSION

31

VI. FABRICAS DE PERNOS CABLES

32

13

C.

1.

MINOVA (PERNO DE CABLE)

32

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2.

CABLES POST-TENSIONADOS (PT)

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3.

PERNO DE CABLE HI-TEN

35

Cuña y barril 0.5”, 0.6” y 0.7 para tensar el cable.

D.

Cuña y barril 0.6” y 0.7 para tensar el cable.

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E.

Conector de cable doble de 0.6” y 0.7”

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I. INTRODUCCION Los sistemas de fortificación en las minas, como los sistemas de sostenimientos rígidos, flexibles, protectores de roca y sistemas mixtos, son usados con el fin de dar sostenimiento a las excavaciones y otorgar estabilidad durante la operación y vida útil de ellas, no obstante, existen sistemas que sin ser una fortificación previenen algún accidente como es caso de acuñadora. Los pernos cables es una técnica de fortificación de resiente data, consiste en reforzar macizos rocosos mediante el empleo de cables de acero que cumplen la función de un verdadero perno en barrenos rellenos con cemento. Uno de los grandes desafíos a los que se enfrenta constantemente la minería es sostener las rocas para evitar derrumbes, de forma que los operarios puedan realizar su trabajo en condiciones óptimas. La seguridad es un ingrediente sustancial en el desarrollo de las operaciones mineras, elemento que podrá ser garantizado en la medida m edida que se utilicen materiales y procedimientos que permitan darle mayor estabilidad a la roca, sin alterar la capacidad de resistencia del macizo rocoso en el entorno cercano a la excavación realizada. Si tenemos en cuenta que el desprendimiento de rocas es una de las mayores causales de accidentes en las unidades mineras, con mayor razón debemos asumir seriamente la aplicación de técnicas y el uso de equipos óptimos que permitan un sostenimiento sostenimien to seguro y eficiente de la roca. Conocer al detalle las condiciones de la roca y aplicar los métodos más idóneos permiten reducir en proporciones considerables considerables el riesgo de un accidente. El mercado ofrece diferentes herramientas y sistemas que facitan un sostenimiento de roca adecuado.


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II. METODO DE SOSTENIMIENTO CABLES DE ACERO (PERNOS CABLES) 1. PERNO EN CABLE Cables de acero de baja relajación en diámetro de 06”, el cual es utilizado para el refuerzo de excavaciones subterráneas de grandes magnitudes y en estabilización de taludes. Se fabrican según norma ASTM A 416, 270 k y en tres campos de configuración geométrica, liso (plain), y con bulbos espaciados Minicage y Birdcage.

2. VENTAJAS GEOMECANICAS Y OPERACIONALES El sistema de fortificación con pernos cables es de alta flexibilidad con gran capacidad de soporte en macizos rocosos, se pueden fabricar en distintas longitudes y configuraciones de acuerdo a los requerimientos del cliente, es competente y durable. Se aplica con lechada y en conjunto se hace altamente resistente y si se requiere pueden ser utilizados dobles o triples. Pueden ser usados como anclaje pasivo o activo (tensado) y se considera un anclaje de tipo permanente. Para las faenas de tensado de Strams, hemos desarrollado diversos componentes como: Gato Hidráulico de 86 Toneladas, debidamente Certificado, junto con los siguientes accesorios: Bomba Hidráulica. Visualizador Digital de Cota. Manómetro Digital. El cable standart esta conformado por seis alambres enrollados alrededor de un séptimo denominado “alma” o torón, esta disposición nos entrega un cable con un diámetro nominal de 15.2 mm (0.6“).

3. ELEMENTOS PARA LA FORTIFICACION CABLES LISOS

4. STRAMS MULTITORONES ELEMENTOS PARA FORTIFICACIÓN Los Stram Multitorones son Productos destinados a la Fortificación de Muros, Taludes, etc... MINAS-UNAMBA: Por los futuros emprendedores del desarrollo minero de nuestro Apurímac

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La confección de este elemento radica principalmente en la utilización de Cables de Acero Diámetro 0.6”, siete Hebras, Grado 270 Norma ASTM A – 416 de baja Relajación, Cabezales Multitorones, Cuñas, etc. El largo del Stram, cantidad de Tendones, además de sus componentes como Vainas de Protección inyectadas con grasa, o al desnudo, Mangueras de Inyección y Despiche, Separadores, y otros accesorios, están relacionados directamente con el Proyecto de Fortificación. Silla de Tensado. Griper de Tensado. Clavador de Cuñas. Elementos de Monitoreo y Seguimiento. Acero negro o galvanizado.

5.



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6. TIPOS JM CABLE BOLT Diferentes configuraciones, accesorios, planchuelas, tipos de Cage para cada perno, orientados a las necesidades de cada cliente.

7. TIPOS JM CABLE BOLT El Conjunto Barril/Cuña para cable de Acero de Ø0.6” es un Producto de Fortificación, cuyo diseño se desarrolló en base a Cálculos Teóricos de resistencia usando Método de Elementos Finito. Posteriormente los Prototipos fueron sometidos a Ensayos de Laboratorio aplicándoles un 25% más sobre el límite de Fluencia teórico del Cable. De acuerdo a la Norma ASTM A 416, exige un límite de Fluencias para un Cable Ø0.6, siete MINAS-UNAMBA: Por los futuros emprendedores del desarrollo minero de nuestro Apurímac

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Hebras, Grado 270 de 22.587 Kgrs. Por lo que el conjunto Barril/Cuña debe resistir mínimo 28.234 Kgrs. El Depto. de Calidad de Jennmar cuenta con los Registros donde se demuestra el cumplimiento, con creces, de esa exigencia, (Ensayo de Comprensión Nº 914.545 del Dictuc). El Barril está confeccionado en Acero de alta Resistencia y buena Tenacidad, la Cuña está confeccionada en Acero Resulfurado, la presencia de Pb, S y alto Mn, le permiten alcanzar una adecuada microestructura. El perfil del diente más el Tratamiento Térmico de ese elemento, impiden el deslizamiento del Cable una vez aplicada la carga. La confección de ambos elementos se logra por medio de Máquinas de Control Numérico con Tecnología de punta.

7.1 PROPIEDADES MECÁNICAS BARRIL-CUÑA JENNMAR

Tolerancias para diámetro mayor de Barril: ±0,05 mm Tolerancia para largo total Barril: ±0,2 mm Tolerancias para diámetro mayor de Cuña: ±0,05 mm Conjunto Barril- Cuña bajo norma DIN 7168 GM


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8. CABEZAL MULTITORÓN La confección de ambos elementos se logra por medio de Máquinas de Control Numérico con Tecnología de punta. Este elemento es parte fundamental en los sistemas de anclaje y sostenimiento por cables. Es la base en donde se instalan las cuñas que fijan los cables luego de ser tensados. En general los cabezales multitorones son ocupados con cuñas estándar (0,5; 0,6; 0,7) en anclajes con cable de: roca, taludes, muros, pilotes, vigas de post tensado, etc. Para la confección de estos elementos se utilizan aceros al carbono de alta calidad. Jennmar ha desarrollado la fabricación de cabezales desde 2 a 19 torones en modelos según requerimientos del cliente. Los cabezales más requeridos son los de 3, 4, 5, 7, 9 y 12 torones.

8.1 MATERIAL: Acero según las siguientes características


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9. PERNO EN CABLE (COMPONENTES) El cable: Torón, revelado de esfuerzos, grado 270K. Especificación ASTM-A-41680, diámetro 15.8mm (5/8””). Barril de cuña con tuerca hexagonal: En acero G-5, colocada en un extremo para soportar (distancia entre caras planas de la tuerca = 38mm). Centrados fabricados con chapa de acero. Tubo rigidizador y protector de cable (cédula 40).

9.1 SUS PRINCIPALES USOS SON: En métodos de rellenos Cut and Fill, Chimeneas VCR y sub Level Stoping. Refuerzos de pilares (Room and Pilar) En chimeneas, cavernas y túneles permanentes de grandes dimensiones. En bancos de minería a tajo abierto y canteras


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9.2 CABLE – SLING (DESCRIPCION) 1. 2. 3.

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Cable de 5/8 de diámetro, 270 K, de longitud variable (según diseño y claros). Seis cartuchos de cemento de 30 mm de diámetro 320 mm de longitud. Dos anclas de Fricción de Tubo Ranurado de 390 mm de diámetro 1.20 m ó 1.50 m de longitud. Dos barriles de cuña para cables de 5/8”” de diámetro, ajustables a la longitud de los barrenos.

9.3REQUISITOS DEL CABLE Flexibilidad. Resistencia a la abrasión. Resistencia a la compresión. Resistencia a la rotación. Resistencia a la corrosión.

MINAS-UNAMBA: Por los futuros emprendedores del desarrollo minero de nuestro Apurímac 10

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9.4 CABLES PARA ANCLAJE El anclaje con cable dirigido a estabilizar grandes masas rocosas en longitudes que van desde los 3.00 metros hasta los 30.00 metros o mas, se utiliza principalmente para soportar aperturas subterráneas permanentes y en taludes permiten incrementar el ángulo de inclinación.

9.5 PERNO DE CABLE LISO Perno fabricado con alambres de alto carbono (EHT) toronado y termo mecánicamente tratado con un proceso de baja relajación que en la actualidad esta siendo utilizado tanto en minería subterránea como cielo abierto para la estabilización y control de grandes masas de roca y suelos. Cables Standard fabricado con seis alambres de acero enrollando a un séptimo al que se le denomina alma, esta disposición nos entrega un cable con un diámetro nominal de 0.6 pulgadas. Puede ser instalado en perforaciones de 38 mm como mínimo.


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9.6 PERNO CABLE DESTRENZADO Conocido como bircage. Cable Standard fabricado con 7 torones de acero en un diámetro de 0.6".


9.7 PERNO MINI –CABLE Cable Standard fabricado con 7 torones de acero en un diámetro de 0.6".

El cable ha sido destrenzado en toda su longitud, con ello se consigue incrementar la capacidad de transferencia de carga. Puede ser instalado en perforacion es de 57 mm como mínimo. En requerimie ntos de mayor resistencia a la tracción y transferenc ia de carga, existe la alternativa de instalar cables dobles, liso o destrenzado con lo cual se duplica su capacidad de soporte de 50 ton.

El Mincaged es un bulbo con las hebras abiertas de 26 a 28 mm, espaciado a lo largo del cable, cada bulbo produce un efecto de planchuela dentro de la perforación de anillo centralizador. Puede ser instalado en perforaciones de 45 mm como mínimo

10. VENTAJAS, GEOMECANICAS Y OPERACIONES El sistema de fortificación con Pernos Cables otorga una alta resistencia y flexibilidad con gran capacidad de soporte en macizos rocosos, se pueden fabricar en distintas longitudes de acuerdo a los requerimientos del cliente, es competente y durable. Se aplica con lechada y en conjunto, se hace altamente resistente; y si se requiere pueden ser utilizados dobles o triples. Puede ser usado como anclaje pasivo (sin tensar) y activo (tensado), y se considera un anclaje de tipo permanente.


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11. ACCESORIOS DEL PERNO CABLE A. Dispositivo de fijación en la punta; estilo convencional. Para fijar el perno de cable antes del mortero 2 traviesas 3/4" x 23/4" (19 mm x 70 mm). Adecuadas para un orificio de 2" (51 mm) a 2.5" (64 mm) Se pueden pedir por separado e instalarse in situ En pedido de fábrica, las traviesas se quitan para el envío No está disponible para pernos de cable dobles

B. Dispositivo de fijación en la punta: estilo anzuelo.

Ganchos estampados en tubería de acero Los ganchos se pueden doblar para admitir cualquier tamaño del orificio para pernos de cable simples o dobles El accesorio mantiene los cables dobles juntos


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C. Cuña y barril 0.5”, 0.6” y 0.7 para tensar el cable.

Probado para plena carga del perno de cable Ø 11/4" (32 mm) para pernos de cable de 0.5" Ø 11/2" (38 mm) para pernos de cable de 0.6" Con cuñas de sujeción de 2 piezas Disponible galvanizado Tapón de plástico opcional para fijar las cuñas durante el envío

D. Cuña y barril 0.6” y 0.7 para tensar el cable.

Probado para plena carga del perno de cable Ø 2" (51 mm) lado con domo Con cuñas de sujeción de 2 piezas Cuñas disponibles con o sin ranura y resorte de retención Disponible galvanizado Tapón de plástico opcional para fijar las cuñas durante el envío


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E. Conector de cable doble de 0.6” y 0.7”

probado para plena carga de perno de cable se usa para unir cables en eslingas o armaduras se usa para envolver pilares defectuosos necesita 2 juegos de cuñas (incluidas)

F. Perno de cable rotable pasivo; para la instalación de resina

Disponible con terminales para 4 ó 12 toneladas Facilidad de instalación, no hay que mezclar cemento Disipa el “impacto” Mantiene la adherencia entre cable y resina Soporte en un solo paso El diámetro del bulbo y su espaciamiento es variable Ideal para espacios confinados Resistencia al corte superior para un soporte de un solo paso Mayor capacidad a la tensión Se instala con “resina strand loc dealta resistencia y baja viscosidad” La resina tiene una resistencia a la compresión que excede 100 MPa Módulo de Yound 11-13 MPa Cartucho de resina según lo requiera el cliente


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G. Perno de cable rotable pasivo; para la instalación de resina

Cable de 0.6" y 0.7" disponible Anclado con resina Los bulbos proporcionan la mezcla y el anclaje de la resina Acepta 1 buje macho de 1/8" cuadrado o hexagonal. Disponible normal o galvanizado Cable disponible en cualquier longitud Montado en la fábrica

El barril y la cuña, constituyen el sistema de anclaje externo del cable, ya que al interior del macizo, dicha función la cumple la lechada. En conjunto ambos sistemas, permiten que se realice la transferencia de carga de la roca al cable. Las planchuelas cumplen la función de permitir el trabajo en conjunto del cable con el sistema de fortificación (malla o malla –schotcrete), formando parte también del sistema de anclaje del cable, colaborando en la transferencia de la carga al cable. Los separadores permiten contar con la máxima fuerza de adherencia al reducir vacíos y discontinuidades en la lechada interior. Su utilizan en la instalación de cables dobles, los que permiten, en comparación a los cables simples, aumentar la capacidad de carga del conjunto.

12. INSTALACIÓN DEL PERNO CABLE Los cables se instalan en las perforaciones de manera mecánica o bien manualmente. En el primer caso se cuenta con equipos especialmente diseñados para este efecto, que incluyen transporte del cable, su instalación, y la preparación y bombeo de lechada de cemento en la perforación. Considerando su flexibilidad y reduciendo peso unitario, su instalación en la perforación se puede realizar manualmente con excelentes rendimientos y a bajo costo.

12.1 ANCLAJE DEL PERNO CABLE Para mejorar su capacidad de refuerzo, los elementos de fortificación deben tensarse una vez que han sido anclados. Posteriormente, los cables se cementan en toda su longitud consiguiéndose un mayor confinamiento y protección a la MINAS-UNAMBA: Por los futuros emprendedores del desarrollo minero de nuestro Apurímac

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corrosión. Si no se quiere alta rigidez del cable, no es necesario cementarlos en toda su extensión. Existen dos tipos de anclajes que se utilizaran de acuerdo a la resistencia de la roca y diámetro de la perforación. Uno de ellos consiste en la utilización de cable destrenzado en el extremo que va en el interior de la perforación, con lo cual se obtiene una mayor supe rficie de adherencia con el cemento. El segundo tipo consiste en un sistema de placas de fierro que se expanden mecánicamente adhiriéndose a la pared de la perforación. Este último elemento se emplea en rocas de resistencia media a alta, de forma que no se destruyan

con la presión puntual que se genera.

12.2 PASOS PARA LA INSTALACIÓN Se introducen cada cable en forma natural, inicialmente 3 cartuchos de cemento (1” 1-1/4” o de resina en el barreno perforado en la roca. En seguida se introduce manualmente el Perno - Cable, hasta donde inicia el tubo rigidizado. El último tramo de Perno - Cable se introduce utilizando una máquina. Se termina de introducir el Perno - Cable cuando la placa de soporte está en contacto con la roca.


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12.3 MORTERO DE CEMENTO Los morteros cementicios MEYCO MASTERBOND 1, son cartuchos preparados para una rápida instalación de las barras de anclaje, pernos de rosca continua o para cables de anclaje (BASF, 2009). Vienen cubiertos por un envoltorio de plástico muy fino, conteniendo la mezcla de cemento con los componentes que facilitan su rápido fraguado. Se presentan en cajas de 25 cartuchos de 30 mm de diámetro o cajas de 10 cartuchos para 44 mm de diámetro (Química Suiza, URL). Los cartuchos de cemento CEM-CON de Castem, diseñados para la instalación de pernos de anclaje, es una mezcla de cemento, arena fina, aditivos y acelerantes. Se presentan en 2 tipos: CEM-COM NORMAL, cuyo tiempo de fraguado es de 24 horas y CEM-COM RAPIDO, con un tiempo de fraguado de 8 horas. Vienen empacados en cajas de 50 cartuchos de 30 x 305 mm, haciendo un peso aproximado de 17,5 Kg. Para su aplicación, los cartuchos deben sumergirse en agua por espacio de 5 a 10 minutos para alcanzar la proporción agua/ cemento de 0,3/1. Los cartuchos CEM-CON NORMAL pueden permanecer sumergidos dentro del agua hasta por 1 hora, mientras que los CEM-COM RAPIDO máximo por 30 minutos (Castem, URL).

12.4 MORTERO DE RESINA Todos los morteros de resina tienen ciertas características comunes, como: Rápido fraguado, resistencia a los ácidos, poder de fijación en la roca, resistente al agua, protegen de la corrosión al perno, entre otros. Entre otras marcas, se pueden citar las siguientes: Lokset de Geoinyecta, EUCO 9000 Y EMCOR (Geoinyecta, URL; Química Suiza, URL; Emcor, URL).


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12.5 CARTUCHOS DE CEMENTO Loa cartuchos de cemento son un nuevo de sistema de anclaje limpio, simple y seguro para anclar con varillas corrugadas, pernos de rosca continua o en ocasiones con cable. Los cartuchos de cemento fraguan con rapidez y en corto tiempo y pueden soportar esfuerzos. No se requiere rotación y equipo especial de anclaje, lo que significa un costo total de anclaje mucho mas bajo, comparad o con otros métodos existentes en otro mercado. Son productos fabricados con una base de geo-textil, que contiene una mezcla de cemento, aditivos acelerantes de fraguado y fibras de polipropileno. Este nuevo método de anclaje garantiza la máxima resistencia de la mezcla, así como el total llenado de barreno por la mezcla y el ancla.

12.6 INSTALACIÓN DE LOS CARTUCHOS DE CEMENTO Se repite el proceso anterior para el otro extremo del cable. Las anclas del tubo ranurado, una vez instaladas, ejercerán una fuerza contra las paredes del barreno, de ¾ a 1.5 toneladas por pie de tubo. Se puede tensar el cable con la misma maquina de pierna empujando el tubo hasta que el cable quede tenso o se puede instalar cuñas de madera de 8” 6” 4” para este propósito.


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13. INSTALACIÓN DE CABLE PARA LECHADA Se utiliza lechada de relación agua – cemento igual a 0.3, la que presenta facilidades para el bombeo, buena adherencia al cable y a la roca, bajas posibilidades de cuarteo, y resistencia a la tracción de 70 Mpa a los 40 días de fraguado. Ante condiciones operacionales adversas se puede utilizar aceleradores de fraguado, reductores de viscosidad y retardadores de perdida de agua, mejorando las condiciones de la lechada. En el mercado existen equipos portátiles de alto rendimiento y capacidad que permite la preparación y bombeo de la lechada, requiriendo solamente aire comprimido para su operación.


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14. FORTIFICACIÓN CON CABLES DE ACERO Un cable de acero es un conjunto de alambres de acero, retorcidos helicoidalmente, que constituyen una cuerda de metal apta para resistir esfuerzos de tracción con apropiadas cualidades de flexibilidad. El cable de acero esta formado por tres componentes básicos. Aunque pocos en número, estos varían tanto en complejidad como en configuración de modo de producir cables con propósitos y características bienes pecíficas . Los tres componentes básicos del diseño de un cable de acero normal son: los alambres que forman el cordón. los cordones. el alma.

Los alambres son las unidades básicas de la construcción del cable de acero. Los mismos se arrollan alrededor de un centro en un modo específico en una o más capas, de manera de formar lo que se denomina un “cordón”. Los cordones se arrollan alrededor de otro centro llamado “alma” y de esta manera se conforma el cable de acero. La forma más simple de representar un cable de acero es por su sección transversal:


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Este sistema ha sido utilizado en refuerzos de estructuras rocosas de obras civiles en los pasados 20 ó 30 años. Este sistema fue introducido en la industria minera hace unos 15 a 20 años, teniendo un notable desarrollo en sistemas sin pretensión.

Fortificación con resina

Hay varios hechos en el uso del cable flexible respecto de la barra de acero o acero tratado que lo hacen particular. Por ejemplo, la variación del largo del barreno no le afecta por cuanto el cable puede ser instalado en cualquier longitud y en galerías estrechas, tiene una alta capacidad de soporte de carga, con un costo más reducido y por último se presta notablemente para la mecanización. Su uso como elemento de anclaje está creciendo rápidamente y son utilizados en sistemas permanentes de fortificación. En ingeniería civil ha tenido notable desarrollo. El cable normalmente utilizado corresponde al tipo 15,2 mm x 7 torones. Su principal campo de aplicación son en el control de bloques inestables, tales como: excavaciones de gran tamaño, puntos de extracción, piques de traspaso, intersecciones de galerías. Una vez instalados y anclados pueden tensarse por medio de herramientas especiales, con lo cual se obtiene mayor estabilidad de la roca al lograr un reforzamiento adicional. Posteriormente se cementan en toda su longitud (o no) consiguiéndose un mayor confinamiento y protección a la corrosión. La función principal del cemento o resina es la de transferir la carga de la roca al cable, además de cumplir con la función de anclaje cable-macizo. MINAS-UNAMBA: Por los futuros emprendedores del desarrollo minero de nuestro Apurímac

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15. FORTIFICACIÓN LABORES SUBTERRANEAS Se puede reforzar con cables tanto excavaciones de carácter permanente como galerías de desarrollo. En el primer caso es recomendable realizar la fortificación principal a partir de la labor piloto, para que una vez alcanzada la sección definitiva se instale pernos, malla o shotcrete como reforzamiento secundario en lugares puntuales de la excavación y en refuerzo de labores de desarrollo principalmente en aquellos macizos rocosos que presentan significativas variaciones de esfuerzo, deformaciones o daños por tronadura. Usado en áreas donde el escurrimiento de material tronado afecta severamente la estabilidad de los Pts de carguío. El uso de cables aumenta la vida útil de la labor minimizando a la probabilidad de desprendimiento repentino del techo. Se debe usar cable de 50 Toneladas y cables de 8 a 10 metros de longitud sin tensión y cementados en su longitud.

16. REFORZAMIENTO DE PILARES En los pilares se presentan altas concentraciones de esfuerzos, que sumados a las existencias de fallas, traen como consecuencia su destrucción total por estallidos o bien el alejamiento de su cara. El refuerzo por medio de cables aumenta su capacidad de resistencia, controla sus aspectos estructurales y permite minimizar su espesor. Los pilares entre grandes cámaras de producción se pueden reforzar desde galerías emplazadas en el propio pilar. La aplicación general es la utilización de cables de 50 toneladas de capacidad, instalados sin tensión y cementados en toda su extensión. MINAS-UNAMBA: Por los futuros emprendedores del desarrollo minero de nuestro Apurímac

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Los grandes esfuerzos presentes en pilares, coronas o puentes se pueden controlar a través de cables, que permiten que el cable se deforme controladamente liberando tensiones acumuladas. Uso de cable de 50 Tons., cementados totalmente y sin tensión. Los cables para el refuerzo de pilares en cámaras de menores dimensiones se instalan desde estas últimas; la capacidad de los cables es de 25 Tons., totalmente cementadas y sin tensión. Otra alternativa es enzunchar el pilar tensando los cables aprovechando su alta capacidad de deformación elástica. Se recomienda el uso de cables de 25 a 50Tons, anclado con cemento y sometido a tensión.

17. REFORZAMIENTO DE PILARES (CABLES SLING) Con el fin de reforzar un pilar cuando esté atravesando por una falla geológica, o cuando por una sobre carga en el pilar haya desprendimientos de roca en la periferia de este el empleo del Sistema Cable – Sling permite cinchar al pilar en todo su perímetro y absorber los esfuerzos que se presenta.


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18. REFORZAMIENTO EN REBAJES (CABLES SLING) Cuando el ángulo de buzamiento presenta problemas de estabilización, las tablas de Rebaje se pueden estabilizar con los Sistema Cable – Sling; también cuando se presenten cuerpos de roca con alto riesgo de caer, se pueden asegurar con este sistema.

19. ESTABILIDAD DE BANCOS A CIELO ABIERTO. El uso de cables en minería a cielo abierto permite estabilizar exitosamente las crestas y paredes de los bancos, mejorándose la seguridad del trabajo.


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Por otro lado, un buen programa de reforzamiento con cables es particularmente relevante en el diseño del Pit final, dado que permite incrementar el ángulo de talud manteniéndolo estable, reduciendo en consecuencia los costos de producción por disminución del volumen de extracción de lastre de la mina.


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20. COEFICIENTE DE SEGURIDAD Es muy importante considerar siempre un factor de seguridad al elegir un cable para una carga determinada. Normalmente se recomienda un factor de seguridad 6 a 1 dependiendo todo de su aplicación. Cuando se trata de cables para ascensor o algo similar el factor de seguridad aumenta hasta un factor de 12 a 1.

21. EL ALMA DEL CABLE El alma del cable sirve como soporte a los torones que están enrollados a su alrededor. El alma se fabrica de diversos materiales dependiendo del trabajo a realizar por el cable, siendo los mas comunes: el alma independiente del cable, fabricados con alambres de acero dispuestos generalmente en construcción 7*7; almas de torón que están formadas por un torón igual a los demás que componen el cable; y almas de fibra, que pueden ser vegetales o sintéticas. El alma del cable de acero se utiliza para aplicaciones donde el cable esta sujeto a severos aplastamientos, o cuando el cable trabaja en lugares que existan elevadas temperaturas. Los cables con alma de fibra se usan en aquellas aplicaciones en que los cables no están expuestos a las condiciones antes señaladas. Estos cables son mas fáciles de manejar y más elásticos.


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22. PREFORMADO El preformado se utiliza para darles a los alambres y torones la helicoidal o forma que tendrán en el cable terminado, de manera que al cortar el cable los alambres permanezcan en su lugar. Esta operación le da al cable mayor vida ya que le quita a los alambres, los esfuerzos entre uno y otro al obligarlos a mantener una posición forzada dentro del cable, los alambres sin preformar al romperlos saltaran en forma de púas. En un cable preformado los alambres permanecen en su lugar.

23. LAS PRINCIPALES VENTAJAS DE LOS CABLES PREFORMADOS SON: Mayor flexibilidad, ya que al curvarse no se sumarán las tensiones internas de fabricación al esfuerzo de flexión debido al arrollamiento en poleas y tambores. Esto equivale por tanto a una reducción de los esfuerzos de flexión. Evita efectos de cortadura, al no enredarse las puntas de alambre que se rompen por fatiga, no quedan éstas aprisionadas entre el cable y las gargantas de las poleas, evitándose así que corten otros alambres. Mayor duración, consecuencia de las dos ventajas anteriores. Fácil manejo. Al cortar un cable preformado los cordones y alambres permanecen en su sitio al no tener tendencia a descablearse y desenrollarse formando cocas. Facilita el uso del arrollamiento Lang, al reducir los inconvenientes más propios de dicho arrollamiento, hace posible adaptarlo en mayor número de aplicaciones.

III. VENTAJAS Costo reducido Correctamente instalado, es un componente y durable sistema de refuerzo. Puede ser instalado de cualquier largo en áreas estrechas. Entrega una alta capacidad de carga en cualquier tipo de roca. Alta capacidad a la corrosión. Una vez anclados pueden tensarse por medio de herramientas especiales. Cables (liso, minicaged y birdcaged), sostenimiento de acero de frentes largas

IV. DESVENTAJAS Una pretensión del cable sólo puede ser posible con una instalación especial. El uso de cemento estándar requiere de varios días de fraguado, antes que el cable pueda tomar carga.


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V. CONCLUSION Los sistemas de pernos y cables se usan para solucionar problemas de estabilidad local, alrededor de una excavación construida en macizo rocoso fracturado o en el que se espera un cierto grado de fractura, producto de los esfuerzos inducidos por la propia construcción. Estos sistemas actúan para dar respuesta al principal fenómeno de falla que se presenta en los desplazamientos y rotaciones de los bloques pre-formados, producto de las discontinuidades en cualquiera de sus tipos que aparecen en el macizo rocoso. La relación entre capacidad y longitud de los tres sistemas, es diferenciada y se muestra en la figura.

El diseño de refuerzo de rocas es un problema complejo que debe realizarse bajo normas y procedimientos serios, tomando en cuenta tanto la geometría de las discontinuidades y las fuerzas como los desplazamientos que pueden ocurrir. Así han aparecido reglas, car tas, procedimientos y esquemas de clasificación de masas de roca (Barton et al., 1974, Bieniawski, 1976). En general, son procedimientos simples, rápidos, muy populares y de alguna forma se puede decir que han sido exitosos. El desarrollo de los sistemas de pernos y cables tienden a dar énfasis a la rigidez para enfrentar diferentes ambientes geomecánico. Estos esquemas muestran la diferencia del comportamiento que depende de cómo el refuerzo intercepta una discontinuidad y qué vector de desplazamiento asociado a la discontinuidad es obtenido. Por supuesto, diferentes componentes del sistema operan con diferentes eficiencias en los distintos casos mostrados. Por ejemplo, experiencias han mostrado que los cables son más efectivos en tensión y toleran respuestas de corte; por otro lado; los estabilizadores de fricción requieren una carga significativa de cor te para alcanzar su eficiencia. Un elemento pretensionado no puede tolerar compresión porque esto reduce la tensión y puede ocasionar una pérdida total del collar de retención. Se denomina Sistema de Refuerzo a todos aquellos elementos estructurales fabricados preferentemente en acero, que van embebidos con lechada o resina al interior de una perforación realizada en la roca o suelo, tales como pernos de anclaje y cables, y que permiten modificar la resistencia mecánica de las discontinuidades y estructuras geológicas presentes en el macizo rocoso, mediante un trabajo de transferencia de carga. MINAS-UNAMBA: Por los futuros emprendedores del desarrollo minero de nuestro Apurímac

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VI. FABRICAS DE PERNOS CABLES 1. MINOVA (PERNO DE CABLE) Versatilidad y Desempeño Extraordinario Movimientos naturales en el estrato de roca pueden amenazar la seguridad en el área de trabajo. Los Pernos de Cable de Minova están diseñados para trabajar a pesar de los movimientos laterales en el estrato. Los Pernos de Cable amalgaman una resistencia más alta que la de los pernos tradicionales con una incomparable flexibilidad para ajustarse al movimiento de los estratos de roca. Los Pernos de Cable se utilizan donde el soporte de terreno estándar es marginal o inadecuado. Las áreas comunes de aplicación incluyen: compuertas de salida, orificios de purga, sala de recuperación, sala de preparación, compuertas de entrada, intersecciones y otras áreas de la mina donde se necesite soporte adicional. Minova está en la vanguardia de la tecnología de pernos de cable de bajo perfil.

Conveniencia. Seguridad. Eficiencia. Utiliza el equipo de pernado existente. Reduce o elimina la necesidad de costosos soportes de estacones (cribas) o verticales. Disponible en dispositivos largos de una pieza de cualquier altura. Reduce los costos al mejorar la ventilación Fortalece y refuerza las estructuras de techo

Un avance significativo en la tecnología de soporte de techos Disponible con dos diámetros Cable galvanizado disponible para aplicaciones donde los períodos pasivos son mayores de un año El exclusivo sistema de “bulbing” provee mejorías en la mezcla de resina y el anclaje Disponible en sistemas pasivos o pos-tensados

Procedimiento de instalación: Haga la perforación del diámetro y la profundidad adecuada. Introduzca el cartucho de resina Minova apropiado. Es de suma importancia que los cartuchos de resina se introduzcan hasta la parte superior de la perforación antes de romper los cartuchos. Esto se logra empujando a mano el cartucho con el Perno de Cable. Gire el Perno de Cable hasta la parte superior de la perforación. Puede que sea necesario empujar el Perno de Cable a mano (o con la máquina de pernado) antes de que se pueda introducir la cabeza de perno en una llave curvada.


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Una vez la Placa de Soporte llegue al techo, gire el perno para asegurar que la resina se mezcla completamente. Gire el cable sólo en la

dirección de las manecillas del reloj. Detenga la rotación. Aplique toda la fuerza con la máquina de pernado y mantenga constante hasta que la resina se fije. Consulte con su Representante de Ventas Técnico de Minova para requisitos específicos de mezcla y fijación .


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2. CABLES POST-TENSIONADOS (PT)


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Metodos de Sostenimiento por Pernos Cables

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