EXPOSITOR: HERRERA GERMAN JUAN CARLOS
El uso de shotcrete dentro de las actividades mineras, se ha constituido como uno de los principales métodos de sost so sten enimi imient ento o en lab labor ores es su subt bterr erran aneas eas . A su vez que se ha implementado equipos para el lanzado, infflu in luye yend ndo o en la pr pro odu duct ctiv ivid idad ad y te teni nien endo do ma mayo yorr se segu guri rida dad d en el so soso sote teni nimi mien ento to de un unaa la labo borr.
El uso de shotcrete dentro de las actividades mineras, se ha constituido como uno de los principales métodos de sost so sten enimi imient ento o en lab labor ores es su subt bterr erran aneas eas . A su vez que se ha implementado equipos para el lanzado, infflu in luye yend ndo o en la pr pro odu duct ctiv ivid idad ad y te teni nien endo do ma mayo yorr se segu guri rida dad d en el so soso sote teni nimi mien ento to de un unaa la labo borr.
En un concreto transportado por algún medio, vía seca o vía humedad, a través de una manguera, proyectado neumáticamente a gran velocidad contr co ntraa un unaa su supe perf rfic icie ie
MATERIALES
APLICACIONES Revestimiento temporal en
desarrollo y
avances Revestimiento permanente en galerías, túneles, rampas Consolidación de taludes Impermealizacion de obras hidráulicas Refuerzo de construcciones en obras de hormigón Revestimiento de tuberías
REQUERIMIENTOS 1. MECANICOS Resistencia suficiente para equilibrar los esfuerzos y soportar el empuje de la roca 2. FISICOS Protección contra la meteorización, erosión o deterioro de la superficie rocosa 3. QUIMICOS Protección de la roca de aguas agresivas, humos y gases
VIA SECA El es lanzado del concreto en donde se premezclan los materiales(arena, cemento) en seco, dicha mezcla se transporta por mangueras mediante aire comprimido; el agua necesaria para para la hidratación es aplicada en la boquilla. En este método puede agregarse el acelerante en la boquilla (en forma liquida o premezclado con el agua) o bien puede agregarse a la premezcla en seco.
VENTAJAS Permite bajas
relaciones A/C Maquinarias mas económicas Mayor energía de compactación Mayor densidad de mezcla
DESVENTAJAS
Gran polución de polvo Mezcla mezclada de
manera empírica Gran variación en sus resultados Alto rebote
COMPARACION ENTRE SHOCKRETE VIA HUMEDA Y VIA SECA SHOCKRETE TECNOLOGIA RELACION A/C DURABILIDAD SOSTENIMIENTO CICLO DE MINADO POLVO EQUIPO
VIA SECA antigua Sin control Menor 10-20 m2/hr menor alta Bajo costo
VIA HUMEDA Moderna Controlada mayor 40-60 m2/hr mayor menor Mayor costo
DISEÑO DE SOSTENIMIENTO MEDIANTE SHOtCRETE
EXPOSITOR: NUÑEZ HUAMANTA FRANKLYN MIJHAEL
DISEÑO DE SOSTENIMIENTO MEDIANTE SHOtCRETE por via seca
Es un procedimiento mediante el cual todos los componentes del hormigón se mezclan previamente, excepto el agua, que se añade en la boquilla antes de la proyección de la mezcla, transportándose la mezcla en seco a través de mangueras de forma neumática hasta la boquilla..
La influencia del Shotcrete puede dividirse en dos Categorías UNA CAPA D ELGADA DE SHOTCRETE QUE FUNCIONA COMO ARCO DE HORMIGÓN Y SOPORTA EL DESMONTE DE LA ROCA
CAPAS DE LGADAS DE SHOTCRETE LIGAN LAS ROCAS ENTRE SI, EVITANDO LOS MOVIMIENTOS DE CIERTA INTENSIDAD
Comportamiento de Shotcrete en bloques de roca
La influencia de las fibras en Shotcrete
DEFINICIÓN
Características
El termino “concretos lanzado” se refiere a la mezcla
humedecida de arena, cemento, fibra y aditivo, proyectado sobre un área por medio de presión de aire
El concreto lanzado previene la caída de pequeños trozos de roca de la periferia de la excavación, evitando el futuro deterioro de la roca.
Mantiene el entrabe de las posibles cuñas o bloques sellando las discontinuidades o grietas producidas por la voladura.
La acción conjunta del concreto lanzado y la roca produce una fuerza tangencial en la interfase, que impide que la roca y el concreto lanzado se deformen independientemente
Características
La proyección forma poros aislados que mejoran resistencia a congelamiento y deshielo Colocación por capas interrumpe continuidad de fisuras.
Excelente adherencia a soporte (limpio, y saturado con superficie seca.)
Baja permeabilidad y baja absorción.
Mayor contracción por secado en razón a la alta cuantía de cemento.
Para la determinación del espesor del shotcrete, se tiene que tener en cuenta el índice “Q” y aplicar la siguiente
fórmula tc = D (65 – RSR)
Calculo del espesor del shotcrete
150
tc
= Espesor de Shotcrete en pulgadas.
D
= Diámetro de la excavación en pies.
RSR
=13.3 Log. Q + 46.5 (relación de soporte de excavación). 1m = 3.2808 pies
Ejemplo: calcular el espesor de shotcrete vía seca en pulgadas de la siguiente labor si se tienen los siguientes datos: Q=0.1; D= 2.40m
Para determinar la presión máxima de soporte del shotcrete cuando este es aplicado a sección completa y distribución uniforme; se aplica la siguiente formula Psmax. = 1 ac. shot {1-(ri – tc) 2} 2 ri2
CAPACIDAD DE CARGAS
Resistencia a la Compresión
Se define como la fuerza por unidad de área requerido para romper un muestra que esta sometida a esfuerzos uni axiales (no confinadas) se define de la siguiente manera
Psmax. = Presión máxima del Soporte (Kg. /cm2). ac.shot =resistencia a la compresión del shocrete (Kg. /cm2 ri
= Radio de excavación del túnel (cm.)
Tc
= Espesor de shotcrete en cm.
ac.
= Resistencia a la compresión ( Kg. /cm 2)
P
=Carga unitaria de Rotura (Kg.).
D
=Diámetro de la probeta (cm.) D=L/2.
Descripción Clasificación
Resistencia A La Comprensión UniAxial
Ejemplo De Rocas Característica
Kg./Cm2
Mpa.
Muy Baja
10 – 250
1 – 25
Yeso, Sal De Roca
Baja
250 – 500
25 – 50
Carbón, Limonita, Esquisto
Media
500 – 1000
50 – 100
Arenisca, Pizarra, Lutita
Alta
1000 - 2000
100 – 200
Mármol, Granito, Gneiss.
> 2000
> 200
Muy Alta
Granulación Ideal Combinada
Cuarcita, Gabro
Resistencia a la Comprensión Uní axial.
Ac = (14 – 0.175D) Is
Is = P D2
Is = Índice de carga de punta. P = Carga necesaria para romper el espécimen. D = Diámetro del núcleo (mm.).
Tamíz Nº Malla
(mm)
% Pasa
Nº 4
4.75
48 – 64
Nº 8
2.37
34 – 5 4
Nº 16
1.18
20 – 36
Nº 50
0.30
7 – 18
Nº 100
0.15
3 – 12
Nº 200
0.07
0 – 5
El proceso para determinar los rendimientos es largo y complicado, por que se realiza en diferentes tipos de rocas, y a la ves en diferentes técnicas para cortar la roca, la cual se puede contemplar diferentes porcentajes de oquedades, ya que cada labor es un análisis independiente, aislado, pero que se recogen de forma indirecta experiencias empíricas fruto de las practicas, la cual se observa que los rendimientos varían de una labor a otra en las diferentes minas del Perú y el mundo. En las excavaciones subterráneas se utiliza cada vez más el mortero y el concreto por aplicación neumática conocido como concreto lanzado.
Principios Básicos
Material que se coloca y compacta mediante impulsión neumática, proyectándose a gran velocidad sobre una superficie plana. La función principal del concreto lanzado (shotcrete) es inmovilizar los movimientos de roca inherentes al proceso de excavaciones subterráneas.
Concreto lanzado
Características concreto Lanzado
del
Más denso que un concreto normal.
Relación A/C es menor.
Resistencia mecánica similar.
Menor permeabilidad.
Buena resistencia al ataque químico, a la abrasión y al desgaste.
Gran adherencia al sustrato.
Fácil colocación y rendimiento de aplicación.
No requiere de formaletas o encofrados.
Principios Básicos
Propiedades del concreto lanzado
Estructura interna consta de agregados más finos y mayor cuantía de cemento.
Poros capilares se distribuyen uniformemente.
La proyección forma poros aislados que mejoran resistencia a congelamiento y deshielo.
Colocación por capas.
Continuidad de fisura (adherencia mecánica).
Excelente adherencia a soporte (limpio y saturado con superficie seca).
Baja permeabilidad y baja absorción.
Mayor contracción por secado en razón a la altura cuantía del cemento.
Se facilitan ciertas condiciones de aplicación (filtraciones).
Permite baja relación A/C.
Maquinarias mas económicas.
Mayor energía de compactación.
Mayor densidad de mezcla colocada.
Mayor generación de polvo.
Mayor porcentaje de rebote.
Condiciones de aplicación ambientalmente inconvenientes.
Exige mayor experiencia en mano de obra
Sugerencia de Operación
Calidad depende de la destreza del operador.
El flujo del concreto debe ser continuo (podrían presentarse sobre dosificaciones o deficiencias de aditivos o agua cuando se bombea en vació).
El flujo del aire debe ser continuo (no debe existir oscilaciones).
La distancia de la boquilla al sitio debe estar entre 0.50m. a 1.50m.
Cuando la estructura es forzada, se acercara más la boquilla para evitar sombras tras la armadura.
Las varillas no deberán colocarse una tras otra (alternadas).
Cuando se lanza por capas se retira el rebote y se dejara superficie plana.
La inclinación de la boquilla para el concreto lanzado debe ser perpendicular.
I. Volumen de Rebote
El rebote esta formado por los componentes que no se adhieren a la superficie en tratamiento, existen muchos fundamentos teóricos y prácticos para su evaluación, pero en cualquier caso, el porcentaje de rebote depende de Relación agua/cemento
Granulometría de la mezcla Eficiencia de la hidratación
Velocidad del Proyección
Habilidad del operador.
Capacidad de presión de aire (de 6 Kg. /cm.2).
Proporción de la mezcla
Diseño de boquilla o lancha
Presión del agua.
Habilidad del operador.
Diseño de la boquilla o lancha.
Habilidad del operador.
Angulo y distancia del impacto
Habilidad del operador.
Limitación de accesos.
Densidad de la aplicación
Árido grueso =mayor rebote.
Bajo condiciones normales (pared lisa sin oquedades y una presión optima) el material de rebote representa alrededor del 25% del volumen de la mezcla proyectada
Porcentaje hidratación %
de
variación
o
asentamiento
por
Variación de Volumen por hidratación = v st – Vht x 100
Volumen de rebote
Vr
= Vrh
Vst Vr = Volumen de rebote
Vst= volumen seco total. Vht = volumen hidratado total.
volumen hidratado total Vht
= Vst (100% - 21.5%)
Asentamiento por hidratación = 21.5%
Vrh = Volumen de rebote hidratado
%de rebote real
Es la mezcla seca que se pierde al momento del ingreso de la mezcla a la tolva de la maquina de la aliva – esto es por efecto de maniobra Vmh = Vms (100% - 21.5 %)
Vms = volumen de mermas en seco. Vmh = volumen de mermas hidratada.
El volumen del concreto compacto y pegado no corresponde a la diferencia entre el volumen de mezcla en seco y el del material de rebote, pues la mezcla se compacta en el momento del impacto contra la superficie de aplicación y recibe el nombre de “factor de compactación”.
F.C.
=
Vht - %D Vmcp
Vmcp
=
Vht - %D F.C
F.C. =
factor de compactación
Vht =
volumen de mezcla hidratado total.
D
desperdicios (% de rebote y mermas).
=
Vmcp
=
volumen de mezcla compacto y pegado
La compactación depende de varios parámetros, entre ellos el surtido de los áridos y la velocidad de impacto del chorro, con los áridos ordinariamente utilizado y con una presión de aire a la entrada de la manguera de impulsión, de 6 Kg./cm.2, se obtiene un factor de compactación del orden 1.35.
Oquedades son todas las irregularidades y huecos fuertes del arco de un túnel minero
Vht
= Vmcp + Voh + Vrh + Vmh
Voh
= Vht – (Vmcp + Vrh + Vmh)
Voh = volumen de oquedades hidratada. Vmcp=volumen de mezcla compacto y pegado Vrh = Volumen de rebote hidratado.
Vmh = volumen de mermas hidratada.
Presión de Aire y Agua La presión mínima del agua en la tobera será = bar. Distancia de
Presión de aire
Velocidad de
Presión del agua
lanzado (m)
(bar)
impacto (m/seg.)
(bar)
0.50
5.30
90
3.00
0.75
5.65
96
3.25
1.00
6.00
102
3.50
1.25
6.50
110
3.75
150
7.10
120
4.00
Mina Atacocha – Cía. Minera Atacocha: Sostenimiento en labores mineras. Mina Andaychagua - Volcan SAA: Sostenimiento en labores mineras. Mina Carahuacra - Volcan SAA: Sostenimiento en labores mineras. Mina Cobriza – Doe Run Perú: Sostenimiento en labores mineras. Mina Colquisiri: Sostenimiento en labores mineras. Mina Chungar – Volcan: Sostenimiento en labores mineras. Mina Lagunas Norte – Barrick: Estabilización de taludes. Mina Pallancata – Hochschild Mining plc: Sostenimiento en labores mineras. Mina San Cristóbal – Volcan SA: Sostenimiento en labores mineras. Central Hidroeléctrica El Platanal – CELEPSA. Sostenimiento en túneles hidráulicos. Central Hidroeléctrica Chimay: Sostenimiento en túneles hidráulicos. Central Hidroeléctrica Huanchor: Sostenimiento en túneles hidráulicos. Central Hidroeléctrica Yuncan – Uchuhuerta: Sostenimiento en Túneles hidráulicos. Proyecto Presa Pillones: Obras de infraestructura.
EXPOSITOR: PEREZ FLORES CRISTIAN
FORMULA PARA LA CUBICACION EN LA LABOR El cálculo de la cantidad de shotcrete que se requiere para una determinada labor, ya sea una labor de explotación, preparación o desarrollo se determina de la siguiente manera.
Volumen en m3 = ((2H+A)*0,86*L)/12,86 H
:
Altura Promedio en mts. A
L
:
Longitud Promedio en mts.
:
Ancho Promedio en mts.
F1- 0,86 :
Factor para el cálculo de perímetro.
F2- 12,86:
Factor para el cálculo de volumen por metro cuadrado de la labor.
FACTORES
• Los factores F1 y F2, que se
tienen para el cálculo son los siguientes:
• Para un espesor de dos
pulgadas con una rugosidad del 20%, rebote del 08% y un factor de seguridad del 20% se tiene F1: 12,86 m2/m3
• Para un espesor de tres
pulgadas con una rugosidaddel 13,4%, rebote del 08% y un factor de seguridad del 20% se tiene F1: 9,07 m2/m3
DATOS
MEDIDAS
Volumen 1,00 0,050 Espesor 2" Rugosidad 20% 1,20 1,08 Rebote 08% F. Seguridad 20% 1,20
m3 m -
Factor para 2"
m2/m3
12,86
FACTORES
DATOS
MEDIDAS
Volumen Espesor 3" Rugosidad13% Rebote 08% F. Seguridad
1,00 0,075 1,13 1,08 1,20
m3 m -
9,07
m2/m3
Factor para 3"
20%
Procedimientos
FACTOR DE RUGOSIDAD
Este factor resulta de los ondulamientos, aspereza y grietas que tiene el macizo rocoso. Para la obtención del factor de Rugosidad se sigue los siguientes procedimientos
• a.
Mediante la utilización de un Distanciomentro Flexometro se calcula la distancia recta del macizo rocoso
• b.
Se coloca en el contorno del macizo rocoso un cordel de nilón, el cual se contornea por toda la superficie teniendo así la medida real.
• c.
Las dos medidas se comparan y se obtiene el porcentaje de Rugosidad.
• FACTOR DE ESPESOR:
Este factor viene a ser el espesor dado en pulgadas del shotcrete proyectado en el terreno. Esto varía según el tipo de Roca teniéndose espesores de 2”, 3” y 4”.
Para 2”= 0,05 mts
para 3”=0,075 mts y para 4”= 0,1mts.
FACTOR DE 0,86 (Para hallado el perímetro). La Cia. Volcan obtuvo el factor de 0,86 con los siguientes datos
• Calculo de Factor: • Datos para hallar el perímetro de la labor:
Altura Promedio H Ancho Promedio A
: :
4,29mts. 4,62mts. Formula:
Perímetro de la labor: H-(A/2)+π(A/2)+H-(A/2). 2H- A+π(A/2)………………… …….………..(1) Perímetro de la sección cuadrada: H+H+A 2H+A…………………………………………2)
Factor: • 2H+A……………………....100% • 2H- A+ π (A/2)…………..X% X= (2H- A+ π (A/2))/
(2H+A)
• Reemplazando valores:
X= (((2*4,29)- 4,62) + (π*(4,62/2)))/ ((2*4,29)+4,62) X= 0,85
Dimensiones de la maquina Aliva 240.5
Largo
= 1.20m.
Ancho
= 0.70m.
Altura
= 1.20m.
Peso
= 280Kg.
Accionamiento
Motor eléctrico = motor con corriente alterna con jaula de ardilla, con bridas según norma IEC – B5 Rendimiento
= 2.2 – 2.6 kw.
Numero de revoluciones = 1.500 min./1 ó 1.680 min. A 440v. Clase de protección = OP44. Tensión
= 440v./60Hz.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUINA 1. La lanzadora en seco alimentada a través de la tolva hacia los cavidades de la rueda giratoria de alimentación. 2. La rueda de alimentación, accionada por un mando de engranajes para servicio pesado en baño de aceite, gira la mezcla bajo el aire conducido por la entrada y la salida del material. 3. Con la introducción de aire comprimido de una sola fuente, la mezcla es evacúada de las cavidades de la rueda de alimentación pasando a través de la salida. 4. La mezcla seco es entonces transportada en suspensión a través de la manguera de mezcla en seco hacia la boquilla de lanzado de concreto donde el agua es introducida.
EQUIPOS VIA SECA
MAQUINA ALIVA 240.5 CHORRO DE ARENA
GUNITA
HORMIGON PROYECTADO
con rotor de 1ts.r
1.20
3.20
5.60
Capacidad m3/h
0.75
2.00
3.40
tamaño de agregado Consumo de aire comprimido m /min. Motor eléctrico
4(chorro de arena) 8
8(max.15)
20
4
5
6-8
32/52
38/58
50/70
3
DATOS TECNICOS
Manguera de transporte Ø mm
Pistola
Longitud mac. de transporte en m. Altura max. de transporte en m.
Chorro de arena Ø 10 Proyectar en seco Ø 32/27-32/18
Proyectar en seco Ø 38/32 Proyectar sem i-húmedo Ø 38/32
Proyectar en seco Ø 50/42 Proyectar semi-húmedo Ø 50/42
150
150
300
60
75
100
Presión de Aire y Agua Base de cálculo:
AIRE:
Manguera Limpia
Mínimo de curvas 50x diam interior nominal
Peso del granel aproximado 1.800kg/m3
Superficie Especif. Max 8.000m2/m3
Humedad de Mezcla seca 5%
Alturasobre el Mar 400m
Velocidad de impacto de los áridos 90- 120 m/s
Ejemplo: 3
•Si 4 m/h de mezcla seca tiene que ser I.- Consumo de aire comprimido = 9.8 m3/min 3 3
transportados 120m. Elegimos mangueras de Ø 50/70 mm 3 3
II.- Resistencia de aire comprimido en vacío = 1.00 bar. III.- Presión de transporte = 4.30 bar.
EXPOSITOR: QUIZPE VERA WILSON
• TECNOLOGÍAS DE COLOCACIÓN VÍA SECA
* LOS COMPONENTES SON MEZCLADOS EN SECO E IMPULSADO A PRESIÓN HASTA UNA BOQUILLA DONDE SE MEZCLA CON AGU A
*Técnica en la que el cemento y agregados se procesan por lotes y se mezclan mecánicamente sin hidratar el cemento. El material es transportado neumáticamente a través de mangueras o tuberías a la boquilla, donde se introduce el agua de hidratación antes de proyectar. Este hormigón proyectado también puede incluir aditivos o fibras o combinación de ambos
VÍA SECA • CONTROL INSTANTÁNEO DEL AGUA
DE MEZCLADO Y DE LA CONSISTENCIA EN LA BOQUILLA. • ADECUADO PARA MEZCLAS CON
AGREGADOS LIGEROS.
• MAYOR FACILIDAD DE
IMPULSIÓN ALCANZANDO MAYORES DISTANCIAS. • MAYOR FLEXIBILIDAD Y
FACILIDAD DE COLOCACIÓN. • ALCANZA MAYORES
RESISTENCIAS.
Sugerencia de Operación
Calidad depende de la destreza del operador.
El flujo del concreto debe ser continuo (podrían presentarse sobre dosificaciones o deficiencias de aditivos o agua cuando se bombea en vació).
El flujo del aire debe ser continuo (no debe existir oscilaciones).
La distancia de la boquilla al sitio debe estar entre 0.50m. a 1.50m.
Cuando la estructura es forzada, se acercara más la boquilla para evitar sombras tras la armadura.
Cuando se lanza por capas se retira el rebote y se dejara superficie plana.
La inclinación de la boquilla para el concreto lanzado debe ser perpendicular
