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7/25/2019 examen sostenimiento
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Efecto aro: en rocafacturada e inestable y/o
dbil los pernos confiere
nuevas propiedades a la
roca que rodea la
excavacin instalados en
forma radial, los pernos en
conjunto forman un arco
rocoso que trabaja a
compresin denominadoefecto arco, el mismo que
da estabilidad a la
excavacin.
Requisitos de los pernos:
Debe ser resistente..-Laroca debe ser resistente y
continua en una escala
limitada, para proveer un
medio de anclaje firme a
los pernos. Se recomienda,
sin embargo, que en
general, los pernos sean
cementados a lo largo de
toda su extensin..-Lospernos debern tener una
longitud adecuada, a fin de
crear una zona de pre
compresin de extensin
suficiente, alrededor o a lo
largo de la estructura.
Pernos de anclaje
Anclaje puntual: anclaje
repartido por adherencia
(perno pasivo)-barra
helicoidal con eyeccin de
cemento o recina.Anclaje
repartido: anclaje
repartido porfriccin(perno activo)
split set, swellex
PERNOS DE ANCLAJEMECNICO
Los pernos de anclaje
mecnico, tambin
conocidos como pernos de
anclaje puntual, son los de
empleo ms extensivo en
el reforzamiento de
excavaciones
subterrneas. Se
recomienda este tipo de
perno para el
reforzamiento de labores a
corto y mediano plazo, en
donde no se prev el
empleo de un
reforzamiento de
naturaleza ms
permanente. Se debe
hacer notar que existe una
gran variedad de diseos
de celdas de expansin, y
que todas estas trabajan
bastante bien en todo tipo
de terrenos, excepto en
aquellos muy suaves. La
falla de estos sistemas
generalmente ocurre en la
porcin roscada o en la
tuerca al final del perno.
Los pernos puntuales
producen elevadasconcentraciones de
tensiones en la roca, lo que
a su vez ocasiona que el
perno presente una
tendencia a deslizarse con
el tiempo. Ventajas:Relativamente de bajo
costo, el perno de anclaje
trabaja de manera
inmediata. Al girar el
perno, se aplica presin
lateral en la cabeza del
perno y de esta manera se
acumula tensin en el
mismo. Con un relleno
posterior de cemento el
perno puede servir como
fortificacin permanente,
en rocas duras el perno
puede soportar cargas
altas, es un sistema
verstil para fortificacin
en rocas duras.Desventajas: Su uso est
limitado a rocas
moderadamente duras a
duras, difcil de instalar.
Debe ser monitoreado
despus de su instalacin,
pierde capacidad debido a
voladuras cercanas ocuando la roca se fractura
alrededor de la zona de
expansin
PERNOSCEMENTADOS
El ms difundido en el
presente es el anclaje
longitudinal, del cual el
anclaje con lechada de
cemento se usa ms por su
facilidad de aplicacin y
bajo costo. La lechada de
cemento, no obstante,
tiene deficiencias para suaplicacin en anclaje
debido a su baja
resistencia a la tensin y
corte, contraccin
volumtrica al fraguar,
baja capacidad de
adherencia, prolongado
perodo de fraguado, baja
resistencia a la corrosin,
a la humedad, al
intemperismo y a las
vibraciones. La
colocacin de un perno
anclado: Inmersin de
los cartuchos de cemento
en agua para iniciar su
hidratacin Introduccin
de los cartuchos de
cemento en el taladro en el
que va a anclarse el perno Introduccin de la barra
del perno mediante
percusin
PERNOS A RESINA
El anclaje mediante
morteros a base de resina
es eficaz y no presenta
problemas hay que tener
bastante cuidado en
rellenar con cartuchos los
espacios vacos entre la
barra y el taladro y
asegurar la rotacin para
mezclar la resina y elcatalizador. El tiempo de
fraguado es menor a 2
minutos y puede regularse
durante la fabricacin de
los cartuchos. El aspecto
ms crtico para conseguir
un buen anclaje est
constituido por la
diferencia entre los
dimetros del perno y los
del taladro, ello debe ser
inferior a 10 mm. caso
contrario el anclaje ser
deficiente por la dificultad
de la mezcla de la resina yel catalizador
PERNOS SWELLEX
Los pernos Swellex,
desarrollados por Atlas
Copco, estn constituidos
por un doble tubo de chapa
que se infla con agua a
presin, una vez
introducido en el taladro,
para adaptarse a la
superficie lateral del
terreno. Pernos Swellex
(de 5 a 7).Son pernos de
acero plegado quetrabajaran a friccin y son
inflados con agua a
presin, otorgndole a la
roca una mayor
consolidacin y
adecundose a sus
movimientos iniciales u
originados por voladuras
cercanas. Se requiere de
una bomba hidrulica, su
costo vara entre $ 10 a $
13 y su capacidad de
soporte es de 1.2 Ton / pie
de longitud del perno,
recomendable para rocas
de clase MF / P, IF / R e IF
/ P, (soporte tipo C). Los
pernos Swellex se
fabri can en dos tipos, el
Standard Swellex conchapas de 2 mm de
espesor y un dimetro
antes de ser inflado de
25.5 mm, y el Super
Swellex, que tiene un
grosor de chapa de 3 mm y
un dimetro antes deser
inflado de 36 mm. MODO
DE INSTALACION:
Una vez perforado el
taladro, se introduce el
tubo en la boquilla del
brazo de instalacin por
el casquillo de inflado.
Luego se introduce el
tubo en el taladro. Hecho
esto, mediante la bomba
se aplica agua a alta
presin para inflar el
tubo, proceso que dura
unos pocos
segundos.Cuando la
presin del agua l lega a
30MPa, la bomba se para
automticamente,
quedando el swellex
expandido en toda su
longitud dentro del
taladro. Debido al
proceso de inflado, la
longitud del perno sereduce por contraccin,
lo cual produce un
empuje de la placa de
reparto. contra la roca
con una tensin axial de
20KN.
PERNOS SPLIT SET
Estn constituidos por un
tubo, de 2,3mm. De
espesor, que tiene una
ranura longitudinal y un
dimetro superior al del
taladro en el que va a ser
anclado. DISEO
FSICO - consiste en unlargo tubo compresible de
acero de alta resistencia,
ranurado en toda su
longitud. - en un extremo
es ms delgado, para
facilitar su introduccin en
el taladro. - en el otro
extremo tiene un anillo
soldado para su
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7/25/2019 examen sostenimiento
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instalacion y retener la
placa. PRINCIPIO
FSICO MECANI CO
DELFUNCIONAMIENT
O el perno estabilizador es
insertado en una
perforacion de dimetro
menor, la que acta como
una matriz comprimiendo
el estabilizador aldiametro de la
perforacion, cerrando
parcialmente la ranura
durante el proceso.
PRINCI PIO FSICO
MECANICO DEL
FUNCIONAMIENTO la
compresion sobre el
estabilizador genera
fuerzas radiales de
confinamiento que se
extienden en toda la
longitud de contacto con
la roca que lo contiene.
PROCESO DE
FABRICACION.
Proceso 1.a partir de un
tubo de acero, el cual es
ranurado en toda su
longitud. Proceso 2. a
partir de un fleje de acero,
el cual es perfilado en una
mquina de rodillo
dejando una ranura de 16
mm aprox. en toda su
longitud. Luego son
cortados al largo
requerido y estampados
por un extremo
produciendo un cono
truncado que facilita supenetracion en la
perforacion de la roca. en
el extremo opuesto, un
anillo es soldado para
soportar la planchuela.
VENTAJAS fcil
instalacin. bajo costo
unitario. su
funcionamiento es
instantaneo. se acomoda
a los desplazamientos
internos de la roca,
aumentando su anclaje
con el tiempo. es
compatible con otrosaccesorios de
sostenimiento tales como
bandasmetlicas y mallas.
DESVENTAJAS poseebaja capacidad de anclaje,
en comparacin a barrasmetlicas cementadas ocon resinas. debeninstalarse con menorespaciamiento, para casos
de soportepermanente. en la instalacin debe
llevarse unestricto controldel dimetro de lostaladros, para asegurar sufuncionamiento.
SELECCIN DELTIPO DE PERNO:
La eleccin del tipo de
perno debe estar
condicionada por las
caractersticas del terreno
que impone al perno, entre
los pernos que cumplieran
los requisitos tcnicos
necesarios, se deben de
elegirse el de menor costo.
No existe un tipo de
perno que sea el mejor en
todas las condiciones
consideradas y que todos
los tipos de pernos tienen
algn comportamiento
que puede ser clasificadopara usarlo.FACTORESOPERATIVOS:-evaluacio de tiempo de
exposicin de las labores a
sostener.-capacidades de
carga de cada una de las
alternativas de anclaje.-
control de calidad de los
elementos de
sostenimieto(anclajes).-
analisis de factore de
seguridad.-
dimensionamiento de la
labor minera.-analisis de
los servicis para laaplicacion de la alternativa
seleccin.-evaluacin de
costos-beneficios de la
alternativa seleccionada.
DISEO DELEMPERNADO
El diseo de los sistemas
de empernado de roca
involucra la seleccin de
los siguientes parmetros:
longitud del perno de roca,
espaciamiento de los
pernos de roca, dimetro
del perno y tensin delperno (en caso de
aplicarse)
longitud mnima delperno de anclaje.Lalongitud mnima del perno
de anclaje debe ser mayor
a: El doble del
espaciamiento entre
pernos. Tres veces el
ancho de los bloques
rocosos crticos y
potencialmente inestables,
definido por el
espaciamiento promedio
de las discontinuidades en
el macizo rocoso. Para
aberturas menores a 6
metros, la longitud del
perno es la mitad de laabertura. Para aberturas
entre 6 y 18 metros, se
debe interpolar entre
longitudes de 3 y 5 metros
respectivamente. Para
excavaciones de alturas
mayores a 18 metros la
longitud de los pernos en
los hastiales es 1/5 de la
altura de los mismos.
Espaciamiento
mximo.El mximo
espaciamiento debe ser
menor a: Lamitad de la
longitud del perno Entre1.0 y 0.5 del ancho de los
bloques rocosos crticos y
potencialmente inestables.
Espaciamientos mayores
a 2 metros hacen que el
colocado de mallas de
alambre sea dificultoso.
Espaciamiento mnimo El espaciamiento mnimo
es de 0.9 metros
Recomendaciones para
un empernado eficiente
Asegrese de que el
equipo de empernado esteen adecuadas condiciones
operativas antes de
instalar los pernos. Siga
siempre las
recomendaciones del
fabricante para la
instalacin de los pernos y
la resina. Verifique el
tipo (longitud y grado del
acero) y las condiciones
de los insumos,
incluyendo los pernos,
placas, mezcla, etc., a fin
de asegurarse que sean los
adecuados. Siempre siga
la secuencia adecuada deinstalacin, comenzando
de reas estables. Perfore
los taladros con el
dimetro y longitud
adecuadas (no se debe
perforar ni un centmetro
ms de la longitud del
perno). Asegrese deemplear una broca final
adecuada cuando instale
pernos deanclaje
mecnico. Asegrese de
que la resina se mantiene a
la temperatura ambiente
de las labores antes de su
uso. Siga las
recomendaciones del
fabricante para el
manipuleo de la resina.
Verifique que todos lospernos estn instalados en
el rango adecuado de
torque. Asegrese que
los pernos utilizados para
sostener cargas se
extiendan por lo menos 30
centmetros en terreno
competente. Perfore
taladros de prueba
adicionales en caso de
haber dudas acerca de
condiciones adversas del
terreno. Aada soportes
adicionales al tener
cualquier indicacin
adicional de condiciones
adversas del terreno.
Asegrese que la platina
de apoyo tengan un
contacto firme sin llegar
adeformarse.
MALLA DEREFUERZO. Se utiliza
para evitar la cada de
fragmentos en el rea sininfluencia de los pernos;
puede ser de acero
galvanizado (malla degallinero) fcilmente
moldeable a la forma de laexcavacin, de fierroelectrosoldado que
presenta mayor rigidez, ode fierro corrugado de
1/4. La abertura de la
malla corresponde altamao de los fragmentos
que se requiera confinar,pudiendo ser de 5.0 x 5.0
cm. hasta 10.0 x 10.0 cm.El reticulado de 5.0 x 5.0
cm. se usa en rocas
intensamente fracturadasque se presenta en tajeos
donde no se requerirdelshotcrete posteriormente,
de ser necesario se
utilizara gunita. Elreticulado de 10.0cm x
10.0 cm. se utilizara
dondese recomiende la
colocacin del shotcrete
de acuerdo a la tabla desostenimiento.