CABLE BOLTINGLos 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. Pueden ser usados en cualquier longitud, en el rango de 5 a 30 m, ya sea en la modalidad de cable simple o doble Consideraciones: Son utilizados en condiciones de rocas duras, moderadamente fracturadas o fracturadas, que presenten bloques grandes a medianos, con RMR mayor o igual a 40 Pueden ser instalados en áreas estrechas. Métodos de sostenimiento por cable bolting Parámetros Geotécnicos : Grado de meteorización, peso unitario, porosidad, resistencia, isotropía, dureza, plasticidad, etc. Los Cablebolts son usados en minas subterráneas para: • Proveer al personal y equipos de un ambiente de trabajo seguro dentro de la mina. • Incrementar la estabilidad del macizo rocoso. • Control de la dilución. Shotchete SHOTCRETE VENTAJAS DEL CONCRETO LANZADO. La fibra . cuando se emplea en tuneleria. Aumentan significativamente la tenacidad del material. a la abrasión y al desgaste • Fácil colocación • No requiere de formaletas o encofrados Componentes: El cemento que se utiliza normalmente es el Pórtland Estándar Tipo I D is e n o C o n c r e to L a n z a d o A g re g a d o s C e m e n to Agua A d ic io n e s A d itiv o s A c e le r a n te s G ra d a c io n T ip o C o n te n id o d e M in e ra le s M ic r o S ilic a P la s tific a n te s T ip o P e tro g r a fia C o m p o s ic io n pH P u z o la n a s E s ta b iliz a d o re s C a n tid a d F o rm a F in u ra F ly a s h A g e n te s d e B o m b e o C o n te n id o A lc a li Hum edad C a n tid a d F ib ra s C u ra d o r In te g ra l L u g a r d e A d ic io n VENTAJAS DEL CONCRETO LANZADO REFORZADO CON FIBRAS. Mayor resistencia contra impactos.• Aplicación a cualquier altura ya que el concreto de adhiere inmediatamente y sostiene su propio peso. Mayor resistencia a la abrasión y a la erosión. Menor mano de obra especializada. • Puede aplicarse sobre superficies irregulares • Buena adherencia al substrato • Configuración totalmente flexible • Menor permeabilidad • Buena resistencia al ataque químico. Distribución homogénea del refuerzo de fibra en el concreto proyectado Alta resistencia a la tensión y flexión Mayor seguridad debido a la deformación postfisuración Mejora de la adherencia. • todos los tipos de fibra son adecuados para el concreto proyectado. la fibra de acero es generalmente más apropiada. Menor tiempo de colocación Menor tiempo del terreno inestable expuesto. • Relación agua/cemento controlada. • Bajos costos en desgaste de equipo y energía. VENTAJAS • Mayor capacidad. Evaluación de mezclas en shotcrete Se deben realizar los siguientes ensayos: • Pruebas de Slump. • Inversión en equipos es mayor.de carbono tiene propiedades ideales pero es completamente inviable económicamente para utilización en concreto proyectado convencional. • Menor rebote (1/2 de via seca). El concreto proyectado por flujo denso es el proceso más reciente y permite alto desempeño. • Adecuado para refuerzo con fibras de acero. • Largo limitado para la manguera de concreto. • Nivel de polvo (1/10 de vía seca). La fibra polimérica se usa principalmente en reparaciones de concreto ya que mejora la cohesión interna del concreto proyectado y reduce la fisuración por retracción durante el desarrollo de resistencia temprana. Las fibras plásticas mejoran la resistencia al fuego del concreto en general. • Porcentaje de aire retenido. cemento. Temperatura SOTCRETE VIA HUMEDA • El concreto proyectado vía húmeda implica el suministro de una mezcla lista y manejable de concreto proyectado compuesta por agregado. Para la proyección por vía húmeda se mezcla con aire y con acelerantes de fraguado. Proceso de Lanzado vía Húmeda . El concreto proyectado vía húmeda puede transportarse en flujo denso o flujo diluido. • Necesita aditivos para concreto y acelerante. DESVENTAJAS • Manguera y boquilla pesadas para lanzado manual. Generaciones modernas de fibras sintéticas han aparecido ahora en las aplicaciones tradicionales de la fibra de acero. La fibra de vidrio es adecuada solamente en aplicaciones especiales de partícula fina y tiene que satisfacer requerimientos especiales por su comportamiento a largo plazo. agua y aditivos de concreto proyectado. • Peso unitario. SHOTCRETE VÍA SECA. pero este material puede suministrarse también mediante flujo diluido empleando máquinas adecuadas. • Bombas helicoidales. El tubo de acero de alta resistencia tiene una ranura a lo largo de su longitud. El concreto proyectado se transporta usando aire comprimido. El sistema estabilizador Split set tiene solo dos partes. cemento. uso de acelerantes libres de álcalis y aditivos reductores de agua de alto rendimiento. adicion de microsilice/fibras. Lanzado vía Seca En el concreto proyectado vía seca se hace el transporte mediante procesos de flujo diluido. El llamado concreto bombeable en flujo denso. SOSTENIMIENTO CON ESTABILIZADOR DE FRICCION O SPLIT SET TIPO DE ROCA: BUENA A REGULAR. un tubo y la placa de apoyo. En el proceso de lanzado vía seca en lugar de aceleradores de fraguado pueden usarse cementos especiales de rápido endurecimiento que fraguan en muy corto tiempo después de humedecerlos con agua.El suministro por flujo denso es estándar y muy común para el concreto proyectado vía húmeda. el concreto proyectado vía seca se mezcla con agua y acelerantes de fraguado en la boquilla y luego se aplica. • Maquinas de rotor • Máquinas de cámara de compresión • Máquinas helicoidales • La forma mas prometedora de conseguir alta durablidad del shotcrete es utilizar una combinación de factores: – Baja relación agua/aglomerante. y el otro tiene una brida de anillo soldada para sostener la placa. El concreto proyectado vía seca es una mezcla lista de concreto proyectado compuesta por agregado. un extremo es disminuido gradualmente por una fácil inserción. se suministra mediante: • Bombas dúplex. . Esta mezcla lista está o completamente seca (polvo seco) o está humedecida por la humedad del agregado. Para la operación de proyectado. tipo de cemento. cualquier aditivo de concreto proyectado sin agua. El proceso de flujo diluido debe emplearse para el suministro del concreto proyectado vía seca. • Bombas de prensa (bomba de rotor). MALLAS METALICAS .3 kg/m y la longitud es generalmente de 5 o 7 pies. la carga de tonelada que puede soportar cada perno Split set es de 1 ton /pie. no presionado Inspección visual Instalación fácil y rápida Carga de roca en compresión El empalme incrementa con el cambio de roca Sostenimiento radial y axial activo Concentración de mínimos esfuerzos Mantiene la presión de la placa No sobre esfuerza el taladro Efectivo en cualquier ángulo Asistencia técnica por personal experimentado Instalación de la malla más rápida CUANDO NO UTILIZAR UN PERNO SPLIT SET. el cual corroería el Split set rápidamente.En rocas intensamente fracturadas o macizos rocosos malos (tipo IV). VENTAJAS DEL SPLIT SET Sostenimiento confiable Sostenimiento de longitud completa Mantiene el sostenimiento incluso si la placa de apoyo es desenganchado Probado por millones de instalaciones No mezclado. Antes de colocar el perno Split set se debe Definir si será sistemático o puntual (ocasional) la instalación. En roca intensamente fracturada y débil no es recomendable su uso. usualmente conformando sistemas combinados de refuerzo en terrenos de calidad regular. el peso de cada Split set es de 1. En zonas donde existe cuñas de gran peso (en dicho caso se recomienda pernos helicoidales) CONCLUSIONES: Los Split sets son utilizados mayormente para reforzamiento temporal. En zonas donde exista aguas acidas. ventilar y desatar la zona a sostener y perforar el taladro (siempre debe ser un poco más largo que el Split Set). 0 m de ancho. Procedimientos de instalación Para su instalación se debe tener en cuenta los siguientes aspectos importantes: Señalar el área donde deberá instalarse la malla. Asegurar la malla utilizando la misma platina del perno. El sostenimiento con mallas metálicas se utilizan en rocas III-B. . La malla metálica principalmente es utilizada para los siguientes tres fines: 1º. Acomodar o moldear la malla a la forma de la superficie de la roca utilizando ganchos de fierro corrugado de 3/8”. Desatar todo bloque suelto del área donde se instalará la malla. Existen dos tipos de mallas: la malla eslabonada (romboidal) y la malla electrosoldada. Anclar definitivamente con pernos de roca. Los rollos tienen 25 m de longitud x 2. son externos al macizo rocoso y soportan cualquier movimiento interno de la roca.La malla electrosoldada consiste en una cuadrícula de alambres soldados en sus intersecciones. si el perno ya fue instalado. generalmente de # 10/08. Esta malla es recomendada para su uso como refuerzo del concreto lanzado (shotcrete). CONCLUSIONES Las mallas metálicas son sistemas de sostenimiento de apoyo pasivo.para prevenir la caída de rocas ubicadas entre los pernos de roca.0 m de ancho y las planchas usualmente tienen 3. con cocadas de 4”x4”.5 m de longitud. y 3º. o arandelas a presión o segunda platina de retén y tuerca.0 m de longitud x 2. colocados en taladros de 0. especialmente cuando se contempla la aplicación del shotcrete sobre la misma. actuando en este caso como sostenimiento de la superficie de la roca. para retener los trozos de roca caída desde la superficie ubicada entre los pernos. actuando en este caso como un elemento de seguridad.como refuerzo del shotcrete. acompañados con pernos de sujeción. construidas en material de acero negro que pueden ser galvanizada. si éste aún no ha sido instalado. Existen dos tipos de mallas: la malla eslabonada y la malla electrosoldada. 2º-. Evitar en lo posible superficies con la malla suelta. La malla viene en rollos o en planchas. Presentar la malla utilizando de ser necesario gatas o puntales. con longitudes variables (de 5' a 12'). que son los más utilizados en la industria minera. Según las técnicas de anclaje que se utilizan. Dentro de este tipo de pernos. el perno trabaja a carga completa en más o menos 5 minutos. podemos agruparlos de la siguiente manera: pernos anclados mecánicamente. para el caso de los pernos anclados por fricción consideramos a los split sets y los swellex. que es confinado dentro del taladro por medio de cemento (en cartuchos o inyectados). la instalación de las mallas metálicas pueden ser manuales como también automatizadas. los de mayor utilización en el país son: la varilla de fierro corrugado. Para el caso de los pernos cementados o con resina consideramos a las varillas de fierro corrugadas y las barras helicoidales. fricción y fijación. con un extremo biselado. generalmente de 20 mm de diámetro y la barra helicoidal de 22 mm de diámetro. Varios tipos de pernos muestran solo diferencias menores en su diseño y son básicamente variedades de un mismo concepto. Aquí presentamos los pernos representativos de cada grupo. pernos de varillas cementados o con resina y pernos anclados por fricción. . SOSTENIMIENTO CON BARRAS HELICOIDALES Y VARILLAS CORRUGADAS PERNO DE ROCA Actualmente hay diferentes tipos de pernos de roca. El anclaje entre la varilla y la roca es proporcionado a lo largo de la longitud completa del elemento de refuerzo. TIPOS DE PERNOS Pernos cementados o con resina Barras helicoidales Varillas de fierro PERNOS DE VARILLA CEMENTADOS O CON RESINA Consiste en una varilla de fierro o acero. La capacidad de anclaje de las varillas de fierro corrugado es del orden de 12 TM Cuando se usa resina. sea ésta de fraguado rápido (menos de 30 segundos) o fraguado lento (2 a 4 minutos). resina (en cartuchos) o resina y cemento. permitiendo así pretensar el perno e instalarlo en presencia de filtraciones de agua. por tres mecanismos: adhesión química. no requiere de protección adicional contra la corrosión.El diámetro del taladro es crucial para el mezclado y fraguado de la resina. al mismo tiempo que le asegura la adherencia permanente a la roca. incluso en estratos rocosos de calidad geotécnica regular. • La inyección de lechada o resina protege a la barra de la corrosión. BARRA HELICOIDAL Estas se utilizan en labores permanentes La barra helicoidal ha sido diseñada para reforzar y preservar la resistencia natural que presentan los estratos rocosos. Para usos habituales.6 a 12 m de longitud o más (en piezas conectables). VENTAJAS • El sistema barra helicoidal. que en sección tiene una forma de C . que actúa en colaboración con un sistema de fijación formado por una placa perforada de acero y una tuerca INSTALACIÓN • Puede realizarse con perforadora manual neumática o jumbo electrohidraulico. para varillas de 20 mm el diámetro máximo debe ser 32 mm. por lo que se puede transmitir cargas elevadas a través de la barra. en ambientes de baja agresividad. • La longitud de perforación debe ser menor a la longitud del perno para permitir la instalación del sistema de fijación plancha tuerca. suelos o taludes. Si se decide por resina los pernos a usar tienen un corte a bisel de 45° para facilitar la rotura de los cartuchos. el cual es plegado durante su fabricación para crear una unidad de 25 a 28 mm de diámetro. • El diámetro de instalación no es crítico para su instalación. HYDRABOLT El perno está formado por un tubo de acero de 2 mm de espesor y con un diámetro original de 41 mm y puede tener de 0. permite desarrollar un anclaje de alta resistencia en un amplio rango de calidades de roca. Consiste en una barra de acero con resaltes en forma de hilo helicoidal de amplio paso. A diferencia de otros diseños. • Uso en rocas y suelos. la corrosión interna es auto-inhibidor CON LA ROCA MUY INCOMPETENTE Y LABOR ALTAMENTE INESTABLE Partes: PLACA DE REPARTO Su capacidad de carga es de 2Tn y con el nuevo diseño llega alcanzar 7. Gracias a esta rapidez . • Amplio rango de expansión. en el caso del Hydrabolt.La resistencia final a la tracción del tubo de acero es de 10-12 toneladas. Como se selló el Hydrabolt instalado. el cual infla al mismo y lo pone en contacto con las paredes del taladro. • La carga se distribuye uniformemente a lo largo del interior de hueco. • Ninguna de las partes se pierde en el transporte.5tn cuya dimensión es de 150mm VENTAJAS • Rápido y fácil para instalar. • No es afectado por vibraciones de explosiones. el Hydrabolt incorpora una válvula de retención para evitar que el fluido deba ser liberado una vez que se retira la boquilla de inflado. adaptándose a las irregularidades de la superficie del taladro. • Se puede re-inflar. Este sistema proporciona un mejor agarre como la sujeción en el interior del agujero se adapta a la forma. • Presurización es hecha remotamente. el tamaño y las irregularidades del agujero y distribuye la fuerza de apriete uniformemente por toda la longitud del agujero. de hecho. • No requiere aplicación de resina y cemento. Se requiere de una bomba de agua a alta presión para la instalación. DESVENTAJAS • Relativamente costoso • Se requiere de una bomba para la instalación. así se consigue el anclaje. El proceso de inflado dura unos pocos segundos. el tiempo de inflado para el HYDRABOLT es de 15 segundos por metro de perno cuando es mecanizado y de 25 segundos por metro de perno cuando es manual. Conclusiones La varilla tiene que ser activada por inyección de agua a alta presión (aproximadamente 30 MPa ó 300 bar) al interior del tubo plegado. • Proveen soporte inmediato. reduce su separación y dependiendo del material de relleno entre ellas. Asimismo. pueden juntar los bloques evitando su caída por el incremento de fricción entre los planos de junturas.de colocación se consigue a su vez un avance más rápido en el frente de las labores. . debido a la fuerza compresiva radial que genera el agua retenida en su interior a la presión de 25 MPa. Los pernos HYDRABOLT cargados. y sobre las ya existentes. tienen mayor capacidad de adherencia a las paredes de los taladros donde se instalan (mayor fuerza de fricción) que los descargados. previene la formación de grietas o fisuras en el macizo rocoso.