INTRODUCCION.

La fortificación en labores mineras constituye una importante contribución a la seguridad en labores subterráneas. Por lo tanto, los encargados de esta importante labor minera tienen una gran responsabilidad y deben estar seguros de que su trabajo este bien hecho. Los responsables de la fortificación tienen que realizar las siguientes actividades

Preparar plataformas de trabajo

Construir buzones

Construir bodegas

La fortificación se la realiza en todas las labores mineras como

Galerías

Chimeneas

Preparación y explotación rajos

Cuadros

Lugares de acopio de mineral o materiales Se tiene en cuenta que tenemos una gama de tipos de sostenimientos, pero estos están sujetos a costos y además a factores los cuales se tienen que tomar en cuenta, como por ejemplo el tipo de explotación que se va a realizar, no es lo mismo tener un sostenimiento cuando se está realizando una explotación con corte y relleno ascendente y descendente.

OBJETIVOS:

Evitar derrumbes

Proteger a los trabajadores, equipos, herramientas y materiales

Evitar deformaciones de las labores subterráneas.

CLASIFICACION DE LOS ELEMENTOS DE SOSTENIMIENTO Desde el punto de vista de la función de un sistema de sostenimiento se establece la

clasificación de los elementos de soporte; tales como la Fortificación Activa y

Fortificación Pasiva.”

Fortificación Activa: Son aquellos elementos o sistemas que ejercen acción soportante, desde el mismo momento en que son instalados, mediante la aplicación de una carga externa sobre el macizo rocoso. Entre estos tenemos a: Pernos de anclaje, barras corrugadas, cables de acero, etc. Fortificación Pasiva: Son aquellos elementos o sistemas que solo trabajan cuando el macizo rocoso experimenta deformación. Entre estos tenemos: Swellex, Split Set, Soporte con maderas Desde el punto de vista de la temporalidad, es posible distinguirlos por los tipos de fortificación y por la vida útil del sistema de soporte. Fortificación de Corto Tiempo: Se instalan inmediatamente después del disparo (detonación) del frente, es un sostenimiento de aberturas de corto tiempo. Entre estos tenemos: Pernos con anclaje. Fortificación Definitiva: Son los elementos que deben instalarse para asegurar la estabilidad del diseño minero y sus particularidades para toda la vida útil de la mina, además debe permitir extraer la tasa de producción programada. Entre estos tenemos: Cables de acero, Barras corrugadas con resina o cementada. PARAMETROS EN LA DETERMINACION DEL SOSTENIMIENTO El periodo de tiempo que transcurra hasta la colocación del soporte y el cierre, con un anillo de concreto rociado, de la superficie excavada es de vital importancia para el control de las deformaciones, debido a que estas varían de punto a punto. Todos los participantes en el diseño y en la ejecución del proyecto (ingenieros, proyectistas, constructores, etc.) y los responsables de la ejecución deben adoptar actitudes cooperativas para la toma de decisiones y la resolución de problemas. Con cualquier sistema de soporte empleado, es necesario que en la instalación los elementos de este entren en íntimo contacto con la superficie de excavación, de modo tal que las deformaciones de esta sean absorbidos totalmente o en parte por el sistema instalado. Los esfuerzos naturales del suelo o la roca circundante a la excavación de un túnel se deben preservar movilizándose hasta el máximo alcance posible.

Otras consideraciones significativas en la selección de un sistema de sostenimiento son: El peso máximo de los bloque del lugar; proximidad de las fallas; dislocación o desplazamiento total anticipado; tamaño y dirección de las presiones sin situ. La longitud del túnel que se deja sin soporte por algún tiempo, durante la construcción de este, debe ser lo mas corta posible. Si la excavación se ejecuta a sección completa, debe permanecer por un mínimo tiempo, tratando así de no afectar la disturbación de la roca por efectos de la voladura

SOSTENIMIENTO CON PERNO

El uso de un perno es hacer parte integral de la estructura de apoyo a las rocas que se empernan. Los sistemas de reforzamiento con pernos de roca impide atenúa o neutraliza el fenómeno de alteración de presiones alrededor del túnel o la excavación inducidas por la redistribución de los esfuerzos en la roca circundante a la excavación Se instala aprovechando el tiempo de auto sostenimiento. El espaciamiento entre pernos varía según al volumen de bloques por sostener. La dirección de los pernos se determina de acuerdo al rumbo de las estructuras, previo un plano estructural, dibujados en cortes ó secciones.

EFECTO CUÑA

EFECTO VIGA

EFECTO COLUMNA EFECTO ARCO

TIPOS DE PERNOS A - Pernos con anclaje mecanico Consiste en una varilla de acero de 17 a 22 mm. Dotado en su extremo de un anclaje mecánico de expansión. Su extremo opuesto puede ser de cabeza forjada o con rosca. A medida que se gira la tuerca la concha expansiva se mueven horizontalmente ajustándose contra la roca. Esto da lugar a una resistencia friccional en el extremo del anclaje de aproximadamente 9 toneladas que contendrá al desplazamiento. Por lo general se utilizan en estructuras de roca masiva con bloques o estratificadas, sin la presencia de agua. Este tipo de elemento de sostenimiento es fácil y rápido de instalar. Pierden su capacidad de anclaje como resultado de las vibraciones de la voladura o el astilla miento de la roca detrás de la placa, debido a altas fuerzas de contacto, por lo que no es recomendable utilizarlos en terrenos cercanos a áreas de voladura.

B - Anclajes a base de Resina Están fabricados con una resina de poliéster armada con fibra de vidrio embebida en un material inerte granular. Para que la resina inicie su fraguado hay que ponerlo en contacto con un catalizador que está en el mismo cartucho Se coloca de la siguiente manera: •Se introducen los cartuchos de resina en el taladro •Se introduce el perno mediante un movimiento de rotación y avance •Al llegar la final del taladro se mantiene la rotación para asegurar la mezcla de la resina con el catalizador

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE PERNOS: Como todo tipo de sostenimiento, el uso de pernos tiene ventajas y desventajas las cuales citamos a continuación. VENTAJAS:

Costo reducido.

Correctamente instalado de cualquier, es un competente y durable sistema de refuerzo.

Puede ser instalado de cualquier largo en áreas estrechas.

Entrega una alta capacidad de carga en cualquier tipo de roca.

Alta resistencia a la corrosión. DESVENTAJAS:

Una pre - tensión del perno sólo puede ser posible con una instalación especial.

El uso de cemento estándar requiere de varios días de fraguado, antes que el perno o cable pueda tomar carga.

SOTENIMIENTO CON PERNOS Hay diferentes tipos de sostenimiento que nos pueden brindar una área de trabajo confiable donde los ingenieros y trabajadores puedan desarrollar las distintas operaciones sin correr riesgo de derrumbes que es la principal causa de accidente en la labor minera. Citamos algunos de los tipos de sostenimiento:

Con pernos de anclaje

Con pernos de anclaje y malla olímpica

Con madera

Con arcos metálicos

Con hormigón armado

Con mampostería de piedra

Con schotcrete El tema a desarrollar hoy es el de sostenimiento Bueno tenemos a varias empresas que nos pueden brindar este material de sostenimiento como por ejemplo Aceros Arequipa, que nos brinda en su catalogo este tipo de pernos: Barra Helicoidal para fortificación de rocas NORMA TÉCNICA: La Composición Química y Propiedades Mecánicas, según Norma ASTM A615 Grado 75. PRESENTACIÓN: Se producen en los diámetros nominales de 19 mm, 22 mm, 25 mm y 32 mm; y en longitudes de 9 y 12 metros. También se entregan a pedido en otras longitudes. Se suministran en paquetes de 1 tonelada. PROPIEDADES MECÁNICAS: Grado 75: Límite de Fluencia mínimo = 5,270 kg/cm2 Resistencia a la Tracción = 7,030 kg/cm2 Alargamiento en 200mm = 7 % mín. USOS: Permiten el control de las inestabilidades subterráneas y superficiales, como elemento de refuerzo. Son aplicadas en proyectos mineros y

civiles, por sus ventajas de diseño y funcionalidad en el control de inestabilidades del macizo rocoso. DIMENSIONES Designación Diámetro # 6 3/4" (19 mm) # 7 7/8" (22 mm) # 8 1" (25 mm) # 10 1 1/4" (32 mm) Poseen los mayores registros de capacidad de carga, Respecto a todos los anclajes aplicados en el control de Inestabilidades del macizo rocoso; constituyéndose en Un estándar de sostenimiento en los proyectos mineros y civiles. Tuerca de Fijación para Barra Helicoidal Permite que la Placa de Sujeción permanezca siempre adherida a la masa rocosa, debido a la forma esférica de la tuerca, lo que genera un efecto de rótula. De esta forma, la Placa estará adherida a la roca, sin necesidad de poner ningún aditamento, como bases de concreto, etc. NORMA TÉCNICA: ASTM A536 - Grado 65 - 45 - 12 (Tuerca fabricada en Fundición nodular). ASTM A194 Grado 7 (Tuerca fabricada en acero). PRESENTACIÓN: Se comercializa en los diámetros nominales de 19 mm, 22 mm, 25 mm y 32 mm. USOS: Accesorio del Anclaje de Barra Helicoidal®, permite el posicionamiento de la Placa de Sujeción sobre el macizo rocoso, conformando el Sistema de Anclaje Helicoidal.

DESIGNACIÓN DIÁMETRO (mm)

# 6 19

# 7 22

# 8 25

# 10 32

Placa de Sujeción NORMA TÉCNICA: ASTM A36/A36M PRESENTACIÓN: Se presentan en dos diseños: Diseño Normal.- Placa de sujeción con domo semiesférico. Diseño Volcán.- Placa de sujeción con domo volcán. Se comercializa en los diámetros nominales, respecto a la Barra Helicoidal® de: 19 mm, 22 mm, 25 mm y 32 mm. Tambien son suministradas en espesores de 9,50 mm y formatos: 150 mm x 150 mm. REQUERIMIENTOS MECÁNICOS: Resistencia a la Tracción mín.: 58,000 - 80,000 lbs/pulg² Límite de Fluencia mín.: 36,000 lbs/pulg² Alargamiento en 2", mín.: 20% USOS: Accesorio del Anclaje de Barra Helicoidal®, actúa como base para el posicionamiento de la Tuerca de Fijación, permaneciendo en contacto con el macizo rocoso, una vez instalado el anclaje de Barra Helicoidal Adaptador Integral para Barra Helicoidal NORMA TÉCNICA: Composición Química.- SAE J403 (Grado 1045). PRESENTACIÓN: Se comercializan Adaptadores Integrales para instalación de Anclajes de Barra Helicoidal® de diámetros nominales de 19 mm, 22 mm, 25 mm y 32 mm. PROPIEDADES MECÁNICAS: Dureza = 38 - 48 HRc (353 - 451 HB). Esta dureza se obtiene por un tratamiento térmico de temple y posterior revenido. USOS:

Accesorio principal para la instalación de anclajes de Barra Helicoidal®, cuando éstos son adheridos a la roca con cartuchos de resina y/o cartuchos de cemento. Se proveen conforme a los diámetros de la Barra Helicoidal® utilizada en el proyecto. Se cuenta con Adaptadores Integrales para equipos mecanizados: Jumbos, Scissor Bolter, Empernadores, etc. MALLAS METALICAS. el la minería la mallas son un tipo de sostenimiento , porque ayudan a que los trozos de rocas no se desprendan y puedan causar accidentes , pero seria mejor decir que son un complemento del shotcrete puesto que lo refuerzan , así como también se complementan con los pernos, y esto puede ser de utilidad por que sostiene porciones que los pernos no llegan a sostener, esta malla puede ser tejida o electros soldada.

VENTAJAS:

Mayor rapidez en la ejecución Listas para colocar, eliminando así las tareas de corte, doblado y atado de barras.

Máxima adherencia Debido a su conformación nervurada. Mayor resistencia:

Límite de fluencia f = 500MPa (5.000 kg/cm2). Límite de rotura r = 550 MPa (5.500 kg/cm2).

Menor consumo de acero, logrando ahorros de hasta un 15%.

Máxima calidad en obra, la soldadura de todas sus uniones asegura el exacto posicionamiento de las barras y mejora las longitudes de empalme, disminuyendo la necesidad de controles

Mallas según especificación; las mallas se fabrican de acuerdo a la necesidad que se adapte al proyecto.

Servicio de mallas soldadas según especificación: se fabrican según el diseño exacto que requiera el proyecto. Las variables necesarias para definir una malla especial son largo, ancho, cuantía (diámetros y separaciones), salientes y cantidad de paneles.

Servicio de doblado de mallas. Si la aplicación que Ud. Necesita no es plana (por ejemplo canales, muros de contención, vigas premoldeadas, columnas, etc.), consultar por servicio de doblado para adaptar la malla al uso que su proyecto requiera

Tenemos a DSI_ PERU Esta empresa nos brinda distintos tipos de soporte para sostenimiento para facilitar las labores mineras, como son los pernos las mallas, los soportes estaticos, Mallas La malla electrosoldada es un producto formado por dos sistemas de elementos (barra o alambré), uno longitudinal y otro transversal, que cruzan entre si perpendicularmente y cuyos puntos de contacto están unidos, mediante soldaduras eléctricas por fusión, es decir sin aporte de material, lo que permite lograr uniones solidas y terminaciones de alta calidad. Características técnicas. Las mallas electrosoldadas se frabrican con alambres trefilado de calidad AT 56-50 H, laminado en frio, adquiriendo gran resistencia a la tensión. Las propiedades mecanicas corresponden a un acero de alta resistencia, con una tensión de fluencia 500 MPa. Resistencia a la tracción: 56 kg/mm2 Resistencia a la fluencia: 50 kg/mm2 Los diámetros de los aceros empleados son: 4, 5, 6 ,7, 8, 10 y 12 mm. Norma: la malla electrosoldada se fabrica bajo las normas de calidad NCh 1173 Of 77

Bueno aca pongo in link de cómo se hace el sostenimiento con mallas y con pernos de anclaje.

http://www.youtube.com/watch?v=DGfKp3ahXhU

Viga de soporte de marco reticulado. Los marcos de 4 barras son utilizadas también como placas longitudinales para avances de túneles. Sirven como base y puntos fijos para el ensamble de altura y costado del arco. A su vez, pueden ser considerados como refuerzos estáticos efectivo para la viga de soporte. La conexión trasera es regida al doblaje y permite un ensamblado fácil. El espaciado del arco es variable.

CABLES Anclaje con cables de acero, este cable de acero es colocado en el interior del taladro; el extremo interior está firmemente anclado a la roca por medio de un sistema mecánico mientras que el exterior va provisto de una tuerca de sujeción y una placa de reparto. En ellos rigen los mismos principios de funcionamiento que en el caso de los pernos, en el caso de los cables hay que adicionar a la acción del refuerzo, la acción de sujeción de los bloques rocosos sueltos. Los cables son elementos de reforzamiento, hechos normalmente de alambres de acero trenzados, los cuales son fijados con cemento dentro del taladro en la masa rocosa El cable comúnmente usado es el denominado “trenzado simple” conformado por 7 alambres, que en conjunto tienen 5/8” de diámetro, con una capacidad de anclaje de 25 Ton. Desde luego hay una gran variedad de cables, destacando en la industria minera aparte del indicado, los cables destrenzados y los cables bulbados, para mejorar la adherencia del cable con el cemento

VENTAJAS:

Fácil de manejar y realizar anclajes de gran longitud (> 6 m).

Suministro de cordón en bobinas sin carrete, economizadores de espacio.

Exigen poco espacio durante el transporte, el almacenamiento y la instalación.

La longitud del anclaje es flexible pudiendo acortarse a medida.

Se puede suministrar doble protección anticorrosiva.

La protección anticorrosiva puede confirmarse permanentemente midiendo el aislamiento eléctrico

Trenzado y desatado sencillo.

El sistema permite aplicar altas cargas con reducidos diámetros de perforación

Calidad garantizada mediante el control propio y externo de la producción. DESVENTAJAS:

Es difícil de revisar si la calidad del concreto es bueno.

Se debe esperar unos días antes de que trabaje a capacidad completa.

En presencia de agua no se puede trabajar adecuadamente.

SHOTCRETE Se da el nombre de concreto lanzado o Shotcrete, al mortero transportado por algún medio, a través de una manguera y proyectado neumáticamente a gran velocidad contra una superficie. Básicamente el principio del Concreto lanzado o Shotcrete consiste en lanzar o disparar neumáticamente por un tubo una mezcla de concreto a la que se añade un aditivo acelerante de fragua que produce un endurecimiento muy veloz, mientras esta mezcla va impactada sobre la superficie de terreno a recubrir. Es el concreto obtenido mediante la mezcla de cemento, agregados, agua, aditivos y elementos de refuerzo; el cual es lanzado con una bomba proyectora empleando un flujo de aire comprimido hasta la superficie de la roca. El shotcrete es sin embargo mucho menos poroso y tiene muy buena adhesión a las paredes de roca debido a su aplicación a alta presión. Principales aditivos del shotcrete Luego de efectuar una mezcla típica de concreto, se pueden agregar aditivos los cuales son sustancias químicas que son colocados para afectar el mezclado, emplazamiento y el proceso de curado. Los principales aditivos pueden ser clasificados como sigue:

Plastificantes ( reductores de agua - bombeabilidad o fluidez )

Acelerantes ( silicatos , aluminatos y libre de álcalis )

Estabilizadores ( hidratación )

Microsilica (pegajosa )