SOSTENIMIENTO Es el refuerzo que requiere una labor minera, cuando las condiciones de inestabilidad y seguridad en dicho lugar lo requieran. Este “refuerzo” permite que el factor de estabilidad se incremente alrededor de toda la labor, generalmente “excavación” en mina subterránea y “taludes de labores” a cielo abierto. El tipo y necesidad de sostenimiento dependerá de diferentes factores:
Nivel de fracturamiento de la masa rocosa
Perfil de la excavación o talud con respecto al macizo rocoso
Calidad de diseño en el área de perforación y voladura
Medio geológico, Campo de esfuerzos, etc.
La formación de una zona reforzada debe mantener su integridad y permitir la redistribución de esfuerzos alrededor de la excavación. Además también debe poseer la suficiente rigidez para minimizar la dilatación de las discontinuidades discontinuidades de una roca que circunda a la labor.
TIPOS DE SOSTENIMIENTO De apoyo ACTIVO: Son parte integral de la masa rocosa, es decir, trabajan dentro de la roca.
De apoyo PASIVO: Son externos a la roca y dependen del movimiento interno de la roca que está en contacto con el perímetro excavado, es decir, trabajan fuera de la roca.
SOSTENIMIENTO ACTIVO: VENTAJAS: Aumentan el tamaño efectivo de los bloques
Forman un arco compresivo por encima de la corona
Suspenden bloques sueltos
Los elementos que conforman este tipo de sostenimiento, son pernos y tubos hechos para los usos correspondientes y a las medidas requeridas. Entre estos elementos podemos e ncontrar:
SPLIT SET: Tubo de acero especial, con tratamiento anticorrosivo ranurado longitudalmente y que al ser introducido en el taladro de menor diámetro, por expansión, genera fuerzas friccionantes. Es de sencilla instalación por lo que el refuerzo es inmediato. Poseen una capacidad de carga de 1 a 1.5Ton por pie instalado.
CABLE BOLT (PERNO CABLE): Con una capacidad de anclaje de 25Ton, estos no tienen diferencias significativas con los pernos de varilla, son fijadas con cemento dentro del taladro en la roca. Se instalan en forma no tensionada
para el sostenimiento temporal de tajeos o el sostenimiento permanente de bloques de roca asociadas al minado (intersección de galerías, etc). En voladura también es muy útil como proceso previo de reforzamiento. ALTA capacidad portante en condiciones de roca dura.
PERNOS HELICOIDALES: Proporcionan una fuerza contraria al movimiento de la masa deslizante y producen un incremento de las tensiones normales en la existente o potencial superficie de rotúralo cual provoca un aumento de la resistencia al deslizamiento.
La longitud de estos pernos depende del refuerzo que necesite el terreno.
También se pueden insertar unos cartuchos de resina o de cemento, estos aumentan la capacidad de carga del perno de 1.5Ton a 3Ton y debido al que el fraguado no dura mucho, el reforzamiento de la zona es casi inmediato.
Cartuchos de Resina:
Son cartuchos que contienen una pasta de r esina y un catalizador a lo largo del cart ucho.
La resina y el catalizador se encuentran separados por una delgada envoltura plástica que impide su interacción.
Utilizados como encapsulante para la instalación de pernos de anclaje del tipo cementado.
Presentación 28mm diámetro por 305 mm longitud.
Poseen un gran poder de fijación y son de utilización rápida y segura.
Listos para ser usados.
Cartuchos de Cemento:
Los cartuchos de cemento se pueden tensionar de inmediato
Son de fraguado más lento que la resina.
El fraguado también puede actuar con la varilla te nsionada.
Se pueden ser utilizados ambos cartuchos; de resina y de cemento juntos, dependiendo de las condiciones.
HYDRABOLT: Es un perno de fricción, de inmediata instalación, al que se le inyecta agua a altas presiones (250300 Bares). Se expande de los 29mm (dia. inicial), hasta los 41mm y debido a su válvula de no retorno, el líquido que se mantiene en el interior ejerce presión constante en todo momento, en forma radial a lo largo de la longitud del taladro . Asimismo, el Hydrabolt, cuenta con una válvula de no retorno patentada, la cual limita la pérdida de carga e incrementa la resistencia al arranque, además las vibraciones de voladuras no lo alteran. Cuenta con un indicador de carga que muestra cuando el perno expansivo ya esta presurizado e instalado correctamente, y cuál es la longitud del mismo. No necesita de resina o cemento. Con este perno se pueden obtener hasta 10Ton de soporte por pie instalado.
EFECTOS QUE SE GENERAN AL INSTALAR LOS PERNOS:
Efecto Cuña
Efecto Viga
Efecto Columna
Efecto Arco
SOSTENIMIENTO PASIVO: SHOTCRETE (CONCRETO LANZADO): Es el nombre genérico del concreto cuyos materiales componentes son: cemento, agregados, agua, aditivos y elementos de refuerzo, los cuales son aplicados neumáticamente y compactados dinámicamente a alta velocidad sobre una superficie.
La acción conjunta del shotcrete y la roca, impide que éstos se deformen Independientemente. La interacción induce la formación de un esfuerzo radial de confinamiento, que controla las deformaciones y que aplicado sobre la periferia de la excavación, ayuda a la formación de un arco de sustentac ión. El shotcrete mantiene el entrabe de las posibles cuñas o bloques rocosos, sellando las discontinuidades o grietas producidas por la voladura. Evita la alteración de minerales inestables presentes en el macizo rocoso excavado, por efecto del intemperismo.
Concreto lanzado por vía seca: Como lo indica su nombre, se mezcla en seco y se añade el agua en la boquilla, se puede incorporar un acelerante o catalizador en la mezcla.
Se facilitan ciertas condiciones de aplicación (filtraciones)
Maquinaria más económica
Mayor energía de compactación
Mayor densidad de mezcla colocada
Concreto lanzado por vía húmeda: Se mezcla como un concreto de revestimiento bajo y es bombeado a la boquilla, el acelerante es aplicado en la boquilla. GATAS A FRICCION (CAMLOK): Es temporal y se instala en el frente del trabajo para brindar protección durante el lapso del tiempo que el sostenimiento permanente no ha sido instalado o todavía no se encuentra trabajando al 100% de su capacidad. Puede ser instalado inmediatamente, en forma rápida y fácil. Un rango completo de CAMLOK’s satisfacen una variedad de requerimientos en sostenimiento.
JACKPACK: Es una almohadilla de acero que se expande hidráulicamente. Trabaja en conjunto con los puntales de madera y/o “Cribbing” (woodpack) haciendo la función de pilares o columnas de sostenimiento.
Variedad de tamaños
Usado para el pre tensionado de madera
Trabaja en conjunto con los Cribbing y/o con los puntales
Formación de súper columnas de sostenimiento.
380ton de sostenimiento para JPP-750x750 Equivalente a una columna de concreto de 3m de diámetro y 22 m de longitud
MALLA METALICA: La malla metálica principalmente es utilizada para:
Prevenir la caída de rocas ubicadas entre los pernos de roca.
Para retener los trozos de roca caída desde la superficie ubicada entre los pernos actuando en este caso como un elemento de seguridad.
Como refuerzo del shotcrete.
La instalación de la malla electro soldada se debe efectuar aplicando las normas de seguridad minera; además se recomienda para un mejor desempeño que el alambre transversal de la malla vaya pegado a la pared del socavón, “mirando la roca”, de esta manera se evita un sobreesfuerzo en la soldadura ya que la mayor fuerza se concentra sobre el alambre y no sobre el punto de unión de los mismos (punto de soldadura).
Cimbras: Son las mallas metálicas en forma de arco, elementos Vigas en Arco de 2 ò 3 piezas. La sección de la viga es “H“ las más usadas, los espaciamientos entre arco y arco es de 1.0 a 1.50 m, los arcos son conectados con “templadores“ ( Varillas de f/C de 1”diámetro), el topeo se realiza con “bolsacreto o bolsas de arena" Dependerá de la calidad de terreno. Se coloca el “encostillado” del arco con tablones de madera o de plancha acanalada, los pies del arco van sobre un dado de 2
concreto. La carga vertical es de 6 a 12 TM /m
Para una mejora continua en el trabajo de sostenimiento , existen algunos aspectos que podemos tomar en cuenta:
Empalme de mallas después de cada disparo
Sellado de mallas de sostenimiento
Colocación de el SPLIT SET Y EL MINI SPLIT SET
Activación de una cuña movible
Fabricación del bastidor neumático, para el sostenimiento con malla metálica.
Fabricación de plataforma neumática para los trabajos de sostenimiento.
Capacitacion IN-SITU
