pernos de cables
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DEFINICION DE CABLE 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.
CABLES DE ACERO Y SUS ELEMENTOS
CABLE: Es el producto final que esta
formado por varios torones enrollados
alrededor de un alma.
ALAMBRE: Es el componente básico del
cable de acero, el cual es fabricado en
diversas calidades.
TORON: Esta formado por un número de
alambres enrollados.
ALMA: Es el eje central del cable donde
se enrollan los torones. Esta puede ser de
acero, fibras y de plástico.
ALAMBRES
Es el componente básico del cable de acero.
Es fabricado con acero de alto carbono, en distintos grados y durezas.
Estos alambres tienen altas resistencias a la tracción, a las torciones axiales y a los plegados
(dobleces).
También encontramos alambres recubiertos o galvanizados con zinc, los cuales aumentan sus
propiedades.
TORONES
Están formados por un determinado número de alambres.
enrollados helicoidalmente alrededor de un alambre central.
Están dispuestos en una capa ó más.
A cada número y disposición se les llama construcción y son fabricados en una sola operación.
El toron puede ser torcido a la derecha ó a la izquierda, según sea el requerimiento.
ALMAS
Es el eje central ó núcleo del cable.
Alrededor de éste van colocados los torones.
Sirven de base para el cable conservando su redondez, soportando la presión de los torones y
manteniendo la distancia entre ellos.
Existen dos tipos: almas de fibras (naturales y sintéticas) y de acero (de toron e
independientes).
TIPOS DE ALMAS
ALMA DE FIBRAS NATURALES
Estas almas se usan en cables de ingeniería (ascensores y cables de izaje en minas).
Estas almas amortiguan las cargas y descargas por aceleraciones ó frenadas bruscas.
Se recomienda usar en ambientes húmedos y/o altas temperaturas (sobre 80º C).
ALMA DE FIBRAS SINTETICAS
La que más se usa es la de polipropileno.
Tiene buena resistencia a la descomposición provocada por la salinidad.
Su desventaja es que es un material muy abrasivo entre si, por lo tanto pierde consistencia si
esta sujeto a muchos ciclos de operación (ascensores y piques de minas).
No se usa en ambientes de muy altas temperaturas.
ALMA DE ACERO DE TORON
Es un cable donde el alma esta formada por un solo toron.
Esta configuración corresponde a cables cuyo diámetro es inferior a 9,5 mm ó 3/8”.
ALMA DE ACERO INDEPENDIENTE
Este cable tiene una resistencia a la tracción y al aplastamiento superior a un cable con alma de
fibra, pero tiene una menor elasticidad.
Se usa en ambientes de temperaturas mayores a 80 ºC (hornos de fundición).
Se usa también en donde existan altas presiones.
TIPOS DE CORDONES EN LOS CABLES CONVENCIONALES
S Seale
W Warrington
F Filler
WS Warrington-Seale
AT Alma textil
AA Alma de acero
Cordón común de capa simple:
Tiene un alambre central y seis alambres del mismo diámetro que lo
rodean. La composición más común es 1+6= 7.
Cordón Seale:
Es aquella construcción en la que la última capa tiene los alambres
de gran diámetro y por lo tanto, posee una gran resistencia a la
abrasión. La composición más común es 1+9+9= 19.
Cordón Filler:
Se distingue por tener entre dos capas de alambres, otros hilos más
finos que rellenan los espacios existentes entre las mismas. Este tipo
de cordón se utiliza cuando se requieren cables de mayor sección
metálica y con buena resistencia al aplastamiento. La composición
más común es: 1+6/6+12= 25.
Cordón Warrington:
Se caracteriza por tener una capa exterior formada por alambres de
dos diámetros diferentes, alternando su colocación dentro de la
corona. El tipo de cordón más usado es: 1+6+6/6= 19.
Cordón Warrington Seale:
Es una combinación de las mencionadas anteriormente y conjuga las
mejores características de ambas: la conjunción de alambres finos
interiores aporta flexibilidad, mientras que la última capa de alambres
relativamente gruesos, aportan resistencia a la abrasión. La construcción
más usual es: 1+7+7/7+14 = 36.
GRUPO 6 * 7
Esta formado por seis torones y siete alambres cada toron. Es muy
resistente a la abrasion y poco flexible.
CABLES
Es el producto final y se identifica por el número de alambres de cada toron.
Se clasifica en grupos:
GRUPO 6 * 19
Es el de mayor uso por tener alta resistencia a la abrasión y ser flexible.
Los torones de este grupo se forman de 16 a 26 alambres.
En este grupo la construcción que más se usa es la 6*19 “Filler”(6*25) y
la 6*19 “Seale”.
Esta construcción esta formada por 6 torones de 19 alambres cada uno, los
alambres de la capa exterior son más gruesos, lo que le da una mayor
resistencia a la abrasión y menor flexibilidad.
GRUPO 6 * 37
Son más flexibles que los de otros grupos debido a que tienen más
alambres por toron.
No son muy resistentes a la abrasión.
Este grupo incluye varias construcciones de 29 a 49 alambres por toron.
En estos cables el toron es fabricado de una sola vez para evitar cruces
internos de los alambres y así mejorar el producto.
GRUPO 8 * 19
Esta fabricado de 8 torones alrededor de un alma de fibra. Al utilizar 8
torones en vez de 6 el cable se hace más flexible.
Este cable es poco resistente al aplastamiento, debido a que posee un alma
más grande que los demás cables.
PREFORMADO
El concepto preformado significa que tanto alambres como torones tienen la
forma helicoidal. Las ventajas de este cable son una mayor flexibilidad,
facilidad de manejo, alta resistencia y buena distribución de cargas en todo
el cable. Para el caso nuestro, ocupamos el no preformado para abarcar una
mayor área de adherencia entre el cable y la lechada de cemento.
TORCIDO DE CABLES
Los cables se fabrican en torcido REGULAR y LANG.
En los cables con torcido regular los alambres del toron están
torcidos en dirección opuesta a la dirección de los torones del
cable.
Los cables con torcido regular son fáciles de manejar, resistentes
al aplastamiento y a la destorcion. Estos cables se fabrican en
torcido derecho o izquierdo.
Los cables con torcido lang son ligeramente más flexibles. Tienen
alta resistencia a la abrasión y a la fatiga.
La desventaja de estos cables es que tienden a destorcerse. Su uso
principal es en aquellas partes en donde ambos extremos estén
fijos y no le permitan girar sobre si mismos.
Otro tipo de torcido es el HERRINGBONE.
Este consiste en alternar torones regulares y lang.
Este cable tiene muy pocas aplicaciones.
SELECCIÓN DEL CABLE
Para realizar la selección del cable adecuado hay que tomar en cuenta los siguientes parámetros:
Carga de rotura (resistencia)
Resistencia de las flexiones y vibraciones (fatiga)
Resistencia a la abrasión
Resistencia al aplastamiento
Resistencia de reserva
CARGA DE ROTURA: Es la carga que es capaz de soportar el cable, incluyendo cargas de
impacto, fricción, etc., generalmente este valor se multiplica por un factor de seguridad igual a 6,
pero en minería es igual a 9 debido a la presencia de vida humana.
FATIGA: Este fenómeno es producido por las vibraciones que se producen en el cable una vez
colocados en el cerro. La resistencia a la fatiga aumenta a medida que aumenta el número de
alambres en los torones del cable.
ABRASION: Es el enemigo más común del cable. Este fenómeno se produce al momento en el
que el cable rosa con algún otro material.
Un cable a menor número de alambres y mayor diámetro de ellos, mayor es la resistencia al
desgaste.
APLASTAMIENTO: Los cables con torcido regular son más resistentes que los de torcido lang.
RESISTENCIA DE RESERVA: Esta corresponde a la resistencia combinada de todos sus
alambres. A mayor número de alambres mayor es la resistencia de reserva, esta resistencia es
muy importante en minería, ya que permite determinar cuanto material es posible de resistir en
forma extra (en casos de planchoneos)
FORTIFICACION CON CABLES
La fortificación con cables cumple la función de un verdadero perno pero mucho más largo (hasta
mts.).
Los australianos fueron los primeros en utilizar la fortificación con cables en los años 70.
Es un método económico de fortificación con relación a otros sistemas.
Posee gran capacidad para absorber energías.
Son durables y resistentes.
CARACTERISTICAS DEL CABLE
El cable utilizado en minería tiene un diámetro de 15,8 mm., aprox.0,6”.
Tiene una resistencia a la ruptura de 25 Ton.
Es importante para el cable que este libre de material grasoso porque pierde adherencia, por eso
se prefieren cables nuevos.
Tiene una alta capacidad para absorber energía, por lo tanto su capacidad de soporte aumenta.
La relación agua-cemento es muy importante ya que va a determinar la calidad de la
fortificación.
La relación agua-cemento optima es de 0,3; es decir, para 50 kilos de cemento se usan 15 litros
de agua.
La fortificación de mediante cables consiste en el uso conjunto de cables de acero de alta
resistencia y lechada de cemento en el interior de perforaciones de 35-105 mm de diámetro, con
el propósito de reforzar excavaciones subterráneas.
Siendo su principal campo de aplicabilidad, el control de bloques inestables al interior de las
excavaciones, tales como:
Excavaciones de gran tamaño
Puntos de extracción
Piques de traspaso
Intersección de galerías
CABLES LECHADOS
Este tipo de cable e utiliza en techos de calles e intersecciones y zanjas.
La perforación para este tipo de cables es de 2½”.
Para este tipo de fortificación se colocan 2 cables de 0,6” de diámetro y de largos que varían de 5,
7, 8 y 10 mts.
Uno de los dos cables se destrenza a los 3 mts., para que la lechada tenga una mayor adherencia.
También se utilizan dos mangueras de ½”, una del mismo largo para realizar el drenaje y otra de
1 mt., de largo para inyectar la lechada.
Los cables y mangueras se introducen en la perforación afirmados de pernos y mallas, para luego
introducir la lechada.
Una vez instalados en las perforaciones, los cables pueden tensarse por medio de herramientas
especiales de perforación. Con la tensión se obtiene mayor estabilidad de la roca al lograr un
reforzamiento adicional, disminuyéndose de manera notoria el volumen total del cable a
utilizarse.
Los cables se destrenzan para que la lechada tenga una mayor adherencia (bulge).
CABLES TENSADOS
Esta fortificación se utiliza para proteger puntas aguadas y curvas de alta velocidad.
En este tipo de fortificación se utilizan cables revestidos de 0,6” y
tensados a 10 Ton.
Lo primero que se realiza son 8 perforaciones de 2½” con un
largo de 3 mts., y 50º de inclinación con respecto al eje de la
zanja.
Luego se colocan entre el muro y los cables, una malla ACMA
3020 DE 0,5 mts., de ancho y largo variable.
Para tensar los cables se esperan 4 días y se realiza con una
bomba electro-hidráulica, una gata y una cuña.
Luego se colocan los cables, los cuales van colocados de dos y
con sus respectivas mangueras (dos mangueras).
Se utiliza en rocas que son de altas densidades, y en donde los otros sistemas no funcionan bien.
Este perno-cable tiene una resistencia a la tracción de 26 ton.
Su diámetro es de 15,8 mm.
Este cable se utiliza en grandes caserones, en desarrollos y rebajes y en intersecciones.
PERNO CABLE
COMPONENTES
Cable - Torón, relevado de esfuerzos, Grado 270
K. Especificación ASTM-A-416-80, diámetro 15.8
mm (5/8”).
Barril de Cuña con tuerca hexagonal, en acero G-5,
colocada en un extremo para soportar placa
(distancia entre caras planas de la tuerca = 38 mm).
Centradores fabricados con chapa de acero.
Tubo rigidizador y protector del cable (cédula 40).
CABLE SLING
Cable de 5/8” de diámetro, Grado 270 K, de longitud variable (según diseño y claros)
6 Cartuchos de cemento de 30 mm de diámetro x 320 mm de longitud.
Dos anclas de Fricción de Tubo Ranurado de 390 mm de diámetro x 1.20 m ó 1.50 m de longitud.
USOS EN PILARES
Con el fin de reforzar un pilar cuando esté atravesado por una
falla geológica
Cuando por una sobre carga en el pilar existan
desprendimientos de roca en la periferia de éste.
El empleo del sistema Cable - Slings permite cinchar al pilar en
todo su perímetro y absorber los esfuerzos que se presenten.
USOS EN REBAJES
Cuando el ángulo de buzamiento presenta problemas de
estabilización
También cuando se presenten cuerpos de roca con alto riesgo
de caer, se pueden asegurar con este sistema.
Ya que es posible estabilizar las crestas y las paredes del banco, también permite
incrementar el ángulo de talud del pit final.
Dependiendo del tipo de roca los cables van en dirección paralela ó perpendiculares a la
pared del banco, utilizando cables entre 15-20 mts., cementados y 50 Ton de resistencia.
También se pueden instalar zunchos metálicos adosados al cable para sostener las paredes.
USOS EN MINERIA CIELO ABIERTO
