SOSTENIMIENTO EN MINERIA

SOSTENIMIENTO EN MINERIA

Universidad Nacional del AltiplanoFACULTAD DE INGENIERA DE MINASEscuela Profesional de ingeniera de minas

TRABAJO ENCARGADOSOSTENIMIENTO CON PERNOS DE ANCLAJE MECANICOCurso: SOSTENIMIENTO EN MINERAPresentado por: LEON APAZA, ORLANDO RUDY CONDORI CALISAYA, WILLIAN SUCASACA PACOMPIA, DELWIS LEWIS PILCO PARISUAA, FREDY ALEXDocente:Ing. Oscar Llanque MaqueraSemestre:OctavoFecha: MARZO 03 DEL 2015

INDICE

INTRODUCCIN31.0 PERNOS DE ROCA41.1 GENERALIDADES DE LOS PERNOS DE ANCLAJE41.2 ALGUNAS DE LAS VENTAJAS DEL EMPERNADO DE ROCA SON:41.3 INTERACCION ENTRE ROCA Y SOPORTE51.4 REQUISITOS DE PERNOS52.0 ELECCION DEL TIPO DE PERNO52.1 LONGITUD MNIMA DEL PERNO DE ANCLAJE62.2 ESPACIAMIENTO MXIMO62.3 ESPACIAMIENTO MNIMO73.0 FORTIFICACION CON PERNOS74.0 PERNOS DE ANCLAJE MECANICO84.1 CARACTERISTICAS PERNOS ANCLADOS MECNICAMENTE94.2 PARTES DE UN PERNO DE ANCLAJE MECANICO94.3 INSTALACIN DE LOS PERNOS ANCLADOS MECNICAMENTE95.0 CONCLUSIONES116.0 RECOMENDACIONES PARA UN EMPERNADO EFICIENTE11

INTRODUCCIN

Por varios cientos de aos, los mtodos de sostenimiento empleados en estructuras subterrneas, tales como los puntales y vigas, fueron externos y pasivos. Sin embargo, desde el primer uso de pernos de anclaje de ranuras y cuas en 1927 y de la propuesta de Weigel para un sostenimiento sistemtico de empernado para su empleo en techos dbiles, el empernado de las labores se ha convertido en el sistema de sostenimiento ms importante en minera.

El empernado de roca es ms econmico que cualquier otro mtodo debido a que ahorra el consumo de material y de mano de obra; pero ms importante an, el empernado de roca es ms efectivo y eficiente debido a que es un mtodo de reforzamiento activo, el que utiliza la roca como material de soporte al aplicar tensiones internas de reforzamiento. Ms an, el empernado de roca puede ser empleado satisfactoriamente en varias condiciones geolgicas y bajo varias necesidades de soporte. La meta principal del empernado de roca es proporcionar una forma de reforzamiento de la manera ms eficiente posible y al mnimo costo, esta meta puede ser lograda solamente optimizando la longitud de los pernos, la densidad de pernos y la tensin aplicada al momento de la instalacin. Esto es debido a que el reforzamiento de la roca debe utilizar las propiedades estructurales del macizo rocoso a fin de mejorar la estabilidad de las excavaciones subterrneas.

El principal objetivo en el diseo de sostenimiento subterrneo es el de ayudar al macizo rocoso a sostenerse por s mismo. La mecnica de reforzamiento de la roca incluye el concepto de interaccin entre roca-soporte como el fundamento principal. El diseo de los sistemas de refuerzo depende de las propiedades geotcnicas de las discontinuidades y de la roca intacta, el tamao y forma de las excavaciones, la magnitud de los esfuerzos redistribuidos y el grado aceptable de deformacin en la excavacin final.

A fin de cumplir con requisitos especficos de sostenimiento bajo condiciones geolgicas nicas, se han desarrollado varios tipos de pernos. Sin embargo, en donde se presentan problemas con los sistemas de reforzamiento mediante pernos es muy difcil determinar si los problemas son causados por las condiciones geolgicas, una mala prctica de instalacin o un mal funcionamiento de los soportes. Un diagnstico rpido y correcto permitir que el ingeniero tome medidas de remediacin apropiadas a fin de prevenir que el mismo problema se presente, minimizando a futuro los potenciales problemas de control de terreno.

Tradicionalmente los pernos con anclaje puntual mediante celdas de expansin (mariposa) han sido utilizados para anclaje temporal; mientras que los pernos cementados o a resina son utilizados para sostenimiento permanente. Recientemente los pernos anclados con resina en los extremos han sido aprobados para el sostenimiento permanente en tneles.

1.0 PERNOS DE ROCALos sistemas de reforzamiento con pernos de roca minimizan las deformaciones inducidas por el peso muerto de la roca aflojada, as como tambin aquellas inducidas por la redistribucin de los esfuerzos en la roca circundante a la excavacin. En general, el principio de su funcionamiento es estabilizar los bloques rocosos y/o las deformaciones de la superficie de la excavacin, restringiendo los desplazamientos relativos de los bloques de roca adyacentes.

En roca masiva o levemente fracturada y en rocas fracturadas, el papel principal de los pernos de roca es el control de la estabilidad de los bloques y cuas rocosas potencialmente inestables. Esto es lo que se llama tambin el efecto cua.

Cuando los bloques o cuas son aislados solo amerita estabilizarlas con pernos aislados, a esto es lo que se denomina tambin, sostenimiento aislado o espordico, de lo contrario lo usual ser el sostenimiento sistemtico en todo el techo y/o paredes de la excavacin, segn sea requerido.

1.1 GENERALIDADES DE LOS PERNOS DE ANCLAJE

El nmero de pernos de anclaje depende del tamao de la roca a asegurarse y del grado de peligro de cada de la misma. Como gua para reas normales que necesiten pernos de anclaje, podemos decir que pueden estar espaciados cada 1.20 m de distancia.

Los pernos de anclaje deben instalarse en una posicin tal que le permita pasar por la fractura o fracturas y la roca madre, permitiendo de esta manera que la chaveta quede fija en la roca firme. Los pernos de anclaje son de diferentes dimetros (3/4, , 1) y vienen en largos de 4, 6 y 8.

La plancha del perno de anclaje, en lo posible, debe ser perpendicular al perno de anclaje y esto y a debe ser considerado el momento que se elija el lugar donde se colocar el perno.

La inclinacin de los pernos de anclaje es muy importante para su efectividad.

En lo posible el perno debe ser colocado perpendicular a la fractura o fracturas y a la cara de la roca.

1.2 ALGUNAS DE LAS VENTAJAS DEL EMPERNADO DE ROCA SON:

Una reduccin en los requisitos de almacenamiento y manipuleo de materiales.

Una reduccin en el tamao de la abertura para un mismo espacio til.

Previene deformaciones apreciables ya que es rpidamente instalado despus de que la abertura sea excavada.

Mejora la ventilacin al disminuir la resistencia al aire eliminando las obstrucciones tales como los cuadros de madera.

Proporciona un mayor espacio de maniobra para los equipos trackless, evitando el riesgo de malograr los cuadros.

Proporciona un soporte natural para las tuberas de aire y agua, as como los cables elctricos.

1.3 INTERACCION ENTRE ROCA Y SOPORTE

El comportamiento de una abertura y la performance del sistema de reforzamiento dependen de las caractersticas de la carga-deformacin de la roca y del elemento de sostenimiento, as como tambin de la forma y tiempo de instalacin del reforzamiento.

El empernado de roca es ms econmico que cualquier otro mtodo debido a que ahorra el consumo de material y de mano de obra.

El empernado de roca es ms efectivo y eficiente debido a que es un mtodo de reforzamiento activo que utiliza la roca como material de soporte al aplicar tensiones interna de reforzamiento.

1.4 REQUISITOS DE PERNOS

Debe ser resistente.

La roca 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.

Los pernos 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, de tal forma que contrarreste los esfuerzos de falla, debiendo anclarse los pernos de roca lejos de la zona en la que ocurran esfuerzos de traccin.

2.0 ELECCION DEL TIPO 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 clasificado para usarlo.

TIPO DEPERNODURACIONDEL PERNORESISTENCIAAXIALOPERATIVIDAD SEGN TERRENOLONGI-TUDMAXIMA(m)ADAPTACION AL TERRENOALTA

NormalRMR>35MaloRMR