sostenimiento en mineria subterranea.pdf bueno

8/22/2019 Sostenimiento en Mineria Subterranea.pdf BUENO

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Sostenimiento en la Minera

Subterrnea

Expositor:Ing. Luis Maldonado Zorrilla


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Ingeniera Geolgica Es la ciencia de la tierra aplicada al estudio y solucin de

los problemas de ingeniera y del medio ambienteproducidos como consecuencia de la interaccin entreactividades humanas y medio geolgico.

El fin es asegurar que los factores geolgicoscondicionantes de las obras de minera e ingeniera seantenidos en cuenta e interpretados adecuadamente, ascomo evitar o mitigar las consecuencias de los riesgosgeolgicos.

Luis Gonzales de Vallejo y otros.


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Mecnica de rocas (Geomecnica)

CIENCIA DE LA TIERRA QUE TRATA SOBRE ELCOMPORTAMIENTO MECNICO DE LA ROCA Y SURESPUESTA A LOS ESFUERZOS APLICADOS EN SUENTORNO FISICO. (Comit de Mecnica de Rocas de la

Academia de Ciencias de los Estados Unidos, 1964).

PARTE DE LA INGENIERA GEOLGICA QUE INTENTADESCRIBIR Y PREDECIR COMPORTAMIENTO DELMACIZO ROCOSO BASADO EN LAS PROPIEDADES DE

LOS FRAGMENTOS ROCOSOS Y LOS AGENTES QUEINFLUYEN SOBRE LA ROTURA LA FLUENCIA Y CAMBIOSDE VOLUMEN Y FORMA DE LAS ROCAS.


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Aplicacin

EN LA MINERA Y OBRAS DE INGENIERA SUBTERRNEA,SE REQUIERE DE LA UTILIZACIN Y APLICACIN DIRECTADE LOS PRINCIPIOS, METODOLOGAS Y APLICACIONES

DIVERSAS DE LA MECNICA DE ROCAS PARA UNADECUADO DISEO Y EJECUCIN DESDE LA FASE DE:

INVESTIGACIN PRELIMINAR, ANLISIS, DISEO,PLANEAMIENTO, SOSTENIMIENTO, CONTROL, EN LA

EJECUCIN DE EXPLORACIN, DESARROLLOS YEXPLOTACIN MINERA.


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Entrenamiento al Personal


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Calificacin Geomecnica

Se realiza segn los distintos sistemas decalificacin geomecnica, para el reconocimiento

inicial se recomienda la utilizacin de la mayorcantidad de sistemas para los distintos tipos derocas.

Para el control diario consideramos laclasificacin de Barton, Bieniawski y el GSI.


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Diseo y Recomendacin deSostenimiento

El diseo y recomendaciones de sostenimientoes de acuerdo al requerimiento de la labor.

Se tiene patrones de sostenimiento con

alternativas para cada labor que se emite en elplaneamiento mensual. De acuerdo a la evaluacin geomecnica in situ

se determina el tipo de soporte a emplear.

Control de instalacin del sostenimiento ymediciones. Tipos de sostenimiento empleados:


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Concreto Lanzado

Se da el nombre de concreto lanzado o Shotcrete, almortero transportado por algn medio, a travs de unamanguera y proyectado neumticamente a gran

velocidad contra una superficie. Se le conoce tambincomo concreto neumtico o proyectado. Bsicamente elprincipio del Concreto lanzado o Shotcrete consiste enlanzar o disparar con aire por un tubo una mezcla deconcreto a la que se aade un aditivo acelerante de

fragua que produce un endurecimiento muy veloz,mientras esta mezcla va impactada sobre la superficie deterreno a recubrir.


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Aplicaciones del Shotcrete

Revestimiento temporal en desarrollos y avances. Revestimiento definitivo en galeras, tneles, cavernas,

rampas, piques y pozos. Impermeabilizacin local. Revestimiento para mejorar las condiciones aerodinmicas

de las galeras (reducir resistencia). Consolidacin de taludes y paredes rocosas. Aplicaciones de pre-refuerzo para pernos y mallas. Impermeabilizacin de obras hidrulicas, tneles y

cavernas. Renovacin de tneles ferroviarios.

Refuerzo de construcciones obras de hormign y demampostera. Proteccin anti-corrosiva de refuerzo de acero. Revestimiento de tuberas. Reparacin de obras de hormign defectuosos.


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Planta de Concreto N 1 para Shotcrete Va Seca


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Detalle de la Planta de Concreto


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Diseo de Mezcla Va Seca

Shotcrete para 21 Mpa con fibra:(Para una humedad de 5%)

INSUMO CANTIDAD

Cemento 400.00 Kg. Arena 1775.00 Kg Fibra metlica 20.00 Kg. Aditivo 3.00 Gl. Agua 164.20 Lt


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Roca muy alterada

Shotcrete va seca


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Planta de Concreto, para Shotcrete Va Hmeda


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Diseo Va Hmeda

Shotcrete para 21 Mpa de resistencia con fibra:

INSUMO CANTIDAD

Cemento 360.00 Kg. Arena 1670.00 Kg Rheomac SF 100 19.98 Kg Rheobuild 1000 4.18 Lt Delvo 1.73 Lt

Meyco S.A 160 18.47 Lt Fibra S-152 HPP 5.00 Kg Agua 159.59 Lt


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Diseo Va Hmeda

Shotcrete para 21 Mpa de resistencia con fibra:

INSUMO CANTIDAD

Cemento 400.00 Kg. Arena 1670.00 Kg Sikamente 306 5.00 Lt Acelerante V-Lox 3.00 Gl Fibra Metlica 20.00 Kg

Agua 160.00 Lt


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Lanzado de Shotcrete va hmeda


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Capa de Shotcrete Va Hmeda

Roca Muy Fracturada


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Falta de adherencia del shotcrete


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Anclajes


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Anclaje mecnico radial y por friccinaxial

Consiste en pernos de anclaje de acero tubularque han sido comprimidos para reducir sudimetro y una bomba de agua a alta presin.

Los pernos se introducen en un barreno,expandindose mediante agua a alta presin. Durante el proceso de expansin el perno y

Swellex e Hydrabolt comprimen el material que

rodea al barreno, adaptando su forma a lasirregularidades de las paredes del hueco en todasu longitud del perno.


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MECANISMO DE ANCLAJE DE LOS PERNOS

a)Barreno y perno sin expansin.b) Confinamiento de la roca al expandir el perno

c) Reaccin de esfuerzos de la roca hacia el perno


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TRABAJABILIDAD DE LOSANCLAJES DE EXPANSINa) Confinamiento de discontinuidades en rocas.

b) Confinamiento de partculas en suelos.


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SWELLEX


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Swellex Estndar

Colocacin : excelente. Capacidad : SE 12 tn. Dimetro Original: 41mm. Dimetro Perforacin: 32-38mm. Dimetro Plegado: 29mm. Presin inflado: 30 Mpa.

Garanta anclaje: muy buena.

Eficacia: inmediata. Aplicaciones: roca y suelos


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HYDRABOLT


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Hydrabolt

Colocacin : excelente. Capacidad : 10 tn. Dimetro Original: 41mm. Dimetro Perforacin: 32 - 38mm. Dimetro Plegado: 29mm Presin inflado: 25 Mpa. Garanta anclaje: muy buena. Eficacia: inmediata. Aplicaciones: roca y suelos.


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Pernos de compresin y friccin axial (Hydrabolt)


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BOMBA DE AIRE DE ALTA PRESIN


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Anclaje de friccin o tubo partido

Los estabilizadores Split set fueronoriginalmente desarrollados por Scott (1976,1983) y son fabricados y distribuidos porIngersoll - Rand. El sistema ilustrado en la Figurasiguiente, consiste de un tubo de acero de altaresistencia ranurado y una platina. Este esinstalado empujndolo dentro de un taladro dedimensiones ligeramente menores y la fuerza

radial de recuperacin de la deformacingenerada por la compresin de tubo de forma deuna C, proporciona un anclaje friccional a lo largode la longitud entera del taladro.


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SPLIT SET


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Split Set

Capacidad: 8 tn Dimetro Original: 39mm

Colocacin: muy buena Dimetro Perforacin: 36mm Garanta anclaje: buena

Eficacia: inmediata Aplicaciones: >roca reg.


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Pernos de Friccin (Split Set)


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Anclajes de Adhesin

Los pernos cementados debido a voladuras hansido usados en los pasados cuarenta aos enminera y obras civiles. El tipo ms comnmenteusado es le perno de barra de fierro de acerotratado. Se utiliza cemento o resina comoadherente.

En cualquier de sus variedades, es recomendablepara soporte temporal o permanente bajo

variadas condiciones de rocas. El perno de acerotratado se utiliza predominantemente enaplicaciones de ingeniera civil en instalacionespermanentes.


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Anclaje de barra corrugada o helicoidal

Colocacin: buena Capacidad : > 15 tn

Dimetro Original: 19 a 25 mm Dimetro Perforacin: 30 a 35mm Garanta anclaje: muy buena Eficacia: horas a dasAplicaciones: rocas


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Anclaje Mecnico

Este perno tiene la caracterstica de fijarse slo en elfondo del barreno. Est unido a la roca en un solo puntoo rea limitada a un collar de contacto. Bajo esta visinse divide en:

- Dispositivo de expansin con ranura y cua- Dispositivo de expansin de cono y envolvente

La expansin de una envolvente de fierro se produce porla rotacin del perno y la inclusin del cono. Laenvolvente se aprieta fuertemente contra la pared de laperforacin.


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Anclaje mecnicamente tensada o decabeza expansiva

Colocacin: muy buena Capacidad: 8 tn

Dimetro Original: 16mm Dimetro Perforacin: 35 a 38mm Garanta anclaje: buena Eficacia: minutosAplicaciones: rocas


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Mallas


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Malla de Eslabones

Se trata del tipo de malla que se utiliza para cercas yconsiste en un tejido de alambre. El alambre puede sergalvanizado para protegerlo de la corrosin, y por lamisma forma de tejerse es bastante flexible y resistente.Pequeas piedras que se sueltan del techo se quedan

atrapadas en la malla, la que puede llegar a soportarcargas considerables de roca suelta dependiendo delespaciamiento entre los puntos de fijacin.

La malla de eslabones no se presta para servir derefuerzo al concreto lanzado, por la dificultad que hay enhacer pasar el concreto por las mallas.


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BUENA CAPACIDAD DE SOPORTE


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Malla Electro-soldada

La malla soldada es la que se utilizaba para reforzar el concretolanzado y consiste en una cuadrcula de alambres de acero queestn soldados en sus puntos de interseccin. Una mallasoldada tpica para usarse en excavaciones, tiene alambres de4.2 mm colocados en cuadros de 100mm (se llama malla de100x100x4.2) y se entrega en secciones que pueden sermanejadas por uno o dos hombres.

Generalmente la malla soldada se fija a la roca mediante unasegunda placa de retn y tuerca o arandelas colocadas sobrelos anclajes ya instaladas. El anclaje intermedio lo asegurananclas cortas cementadas por anclas con casquillo expansor. Senecesita una cantidad suficiente de anclas intermedias paraque la malla sea colocada pegada a la superficie de la roca.


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Malla Electrosoldada


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INSTALACIN DE MALLA ELECTRO-SOLDADA


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Jackpot


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JACKPOT


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ESPESORES DE LAS LMINAS DE ACERO


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Orificios de inflado y de alivio


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JACKPOT INFLADO VISTA LADO


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Instalacin de Jackpot


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Jackpat


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57PREPARADO DEL REA


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REFUERZO DE PUNTALES


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PROCESO DE INFLADO


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Jackpat


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Cimbras Metlicas


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Cimbra Metlica

Se define como una estructura fabricada con vigas y perfilesmetlicos para soporte rgido, cuya funcin es otorgarinmediata seguridad, ajustndose lo ms posible a la lneade excavacin en el frente de avance de la labor.

Se recurre a este tipo de soporte en casos extremos, dondela roca presenta grandes dificultades durante el proceso deexcavacin: zonas de rocas fuertemente fracturadas, cruces

en el ncleo de fallas, contactos con agua o materialesfluyentes (lodos, arenas, etc.), cruces de zonas en rocascomprimidas y expansivas, rocas deleznables donde noexiste cohesin, tramos colapsados (derrumbes) y en todaexcavacin donde hay que efectuar la operacin desostenimiento previa o simultneamente con la progresindel frente. Confirmamos de esta manera las diferentesposiciones que determinan la clasificacin del macizorocoso para excavaciones donde, casi unnimemente, losmtodos califican el empleo de la cimbra metlica como elsoporte necesario para condiciones extremas que presentala roca.


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Cimbras Metlicas


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Carga sobre Cimbras en rocasTrituradas

Se considera en este tipo una variedad de rocasque van desde muy fragmentadas, hasta rocascon tal grado de trituracin que sucomportamiento tiene similitud con el de lasarenas o suelos.

El efecto de arqueo tiene lugar por que la rocasituada sobre el techo del tnel adquiere lacapacidad de transmitir la presin que origina supeso, a las masas de roca que conforman lasparedes del tnel.


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EFECTO DE ARQUEO


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Tnel Linner


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PROCESO DE INSTALACIN


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Especificaciones Tcnicas

Planchas de acero corrugado galvanizados, empernadas enseccin circular.

Dimetro : Variable a solicitud del Cliente, 5, 7, 9, 10, 14y mas.

Espesor de las Planchas : Variable de acuerdo alrequerimiento, mayores de 2mm.

Peso : Esta en funcin al dimetro y espesor; para una

seccin de 7y 3mm de espesor el peso es 323 kg/m. Resistencia : Es alta a la flexin en relacin a su peso, a su

forma circular y a la corrugacin de las planchas.


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ELEMENTO DE SOPORTE IDEAL


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REFUGIO ADECUADO PARA EL PERSONAL


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Elementos de Madera


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CUADROS DE MADERA


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CRIBBING


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MARCHAVANTIS


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Gracias

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