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SOSTENIMIENTO EN MINERIA SUBTERRANEA DISEÑO PARA SOSTENIMIENTO SOSTENIMIENTO CON CUADROS DE MADERA

 ALEX

GODOFREDO, GODOFREDO, MAMANI MAMANI CHAMBI

FELIPE MAMANI MAMANI OVIEDO VIII TARDE

“B”

P U N O – P E R Ú

2018

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS

SOSTENIMIENTO EN MINERÍA SUBTERRÁNEA En toda explotación minera, el sostenimiento de las labores es un trabajo adicional de alto costo que reduce la velocidad de avance y/o producción pero que a la vez es un proceso esencial para proteger de accidentes a personal y al equipo. El sostenimiento en minería subterránea es muy importante, ya que por la naturaleza del trabajo toda labor que se hace en el interior de la mina se realiza en espacios vacíos, inestables producto de la rotura de la roca o mineral extraído; para lograr que se mantenga nuevamente estable la zona y en condiciones de trabajarla, la zona debe d e redistribuir sus fuerzas, para ello es necesario apoyar inmediatamente con el refuerzo o el sostenimiento adecuado, considerando el tipo de roca, fallas con relleno, fallas abiertas, etc. El objetivo del sostenimiento es proteger al personal, equipos y asegurar la estabilidad de las excavaciones del macizo rocoso. Ningún sostenimiento puede pretend er impedir las deformaciones debido a los movimientos de los terrenos, pues no tiene resistencia suficiente para hacerlo

Tipos de estructuras de sostenimiento Figura 1: Sostenimiento con cuadros de madera

En la mina actualmente se realiza el sostenimiento con cuadros de madera en terrenos tipo IVA a IVB es decir en terrenos cuyo RMR se encuentra en el rango de 20 a 40.

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Aunque la variedad de estructuras en distintas clases de labores no es tanto como en las labores horizontales. Conviene establecer una clasificación según los elementos de sostenimiento empleados consideramos los siguientes tipos: 

Cuadros de madera



Puntales

Puntales 

Son elementos más simples y de uso mas frecuente en el sostenimiento de labores inclinadas.



Generalmente se emplean puntales de madera o redondos de 8” a 9” de diámetro con longitud de tres metros.

Procedimiento para colocar puntales Colocar y marca el sitio Desatar el techo Desquinchar el piso Hacer la plantilla en la caja piso Cortar la plantilla Medir el largo del puntal Preparar el puntal Colocar el puntal Cuando el puntal es muy largo o las cajas muy paradas será necesario preparar previamente un andante apoyado sobre 2 puntales inferiores. Diseño de Sostenimiento El sostenimiento que se emplea en las diferentes labores son los cuadros de madera, puntales de seguridad y puntales de guardacabeza.

A. Armado de cuadros de tres elementos en galerías y cruceros

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El sostenimiento más usado es el de cuadros de madera eucalipto de tres elementos y están conformados por dos postes inclinados y un sombrero que se coloca de manera horizontal dando una forma cónica. Los sombreros son 8”, 9” de diámetro por 1.20 m, 1.50 m, 2.10 m de longitud y destajes en los extremos. Los tirantes deben de ser de 6” de diámetro por 1.10 m de longitud. Las rajas son de 1.25 m de longitud y topes de 8” de diámetro por 40 cm de longitud, dependiendo de la distancia que hay entre el sombrero y el hastial.

B. Colocación de puntales de seguridad El sostenimiento más confiable en las labores de producción, son poste de 6” y 7” a 8” de diámetro que se colocan perpendicularmente a la caja techo o a la caja más débil, previniendo así cualquier desplome de roca y debe ser inspeccionado diariamente.

C. Colocación de puntales en línea Estos puntales se usan generalmente cuando existe amenaza de caída de rocas de la c corona de una labor, generalmente en cruceros, galerías y chimeneas donde se coloca dos puntales transversalmente a la dirección de la labor y pegado al tope de la corona.

D. Colocación de puntales de avance Son usados en el armado de camino y buzón de una chimenea, se coloca puntales a lo ancho de la sección de la chimenea a 1 m de distancia de las anteriores, encima de los puntales se colocan tablas en forma de plataformas para perforar y armar el siguiente puntal de avance y para continuar con los cuadros de la chimenea.

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Figura 2: Sostenimiento en labores horizontales, conjunto de cuadros de madera para ensamble en poste y sombrero

En la siguiente figura 03 se muestran dos tipos de plantillas para puntales o sombreros que han sido aplicadas ampliamente en minería mundial. Se usa por lo general solo con sombreros de galería, también se emplea con sobreros de cuadros de tajeo

Figura 3: ubicación de las plantillas y cuñas Skipe for hanging on headoard Abou t 1 3/4 Times the width of te cap " 4 a " 3

Skipe to hang headboard on cap

" 0 2 t u

2" o b

CAP

A

Additio nal Headboards

First hea dboard

a) Squeeze Headding Spike See (a)

2" Additio nal Headboards

First head board

b) Plain Heading

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Figura 4: Aumento de Tablas en sombrero

Figura 5: Sistema de encofrado Blocking

Lagging Manway

Lining if to be used for chute

Lagging

a t e l l p W a Blocking To center of timber e r m i d e s a v i d h e t r e s t d n e n C e t h b o

1"

1" Dap 8"x8" or 10"x10" timber To center of timber

Drift Set

t s o P

1" 1"

E n d P l a t e

1" 2"

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Figura 6: Juego de ejes para eje vertical

a t e l l p l W a D i v i d e r

E n d P l a t e t s o P

Plenty of Threads on each bolt Hanging bolt 3/4" to 1" dia 2"x2" lagging strip Hanging bolt holes

Post Dowel hole D

Wall Plate - Top D

Detail for divider end

Wall Plate SIde

D

Line Up centers of bolts washers

End Plate Top

Divider Top

End Plate Side

Divider Side

1" to 2"

Detail For divider end

1" Tie or Girt D”/2

Cap

D/2

D”

(D-2x)

1" to 2"

x=1 1/2"

Cap

1" to 2" D”

1"

x=1 1/2"

D”

a) Square set for resisting side pressure Caps butt against each other

t s o P

1"

D”

p C a ”

x

Post

1"

1"

Girt x/2"

1" D”

1" 1"

D”

b) Square set for resisting top pressure. Posts buff against each other

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Son sombreros en los tajeos (un método incorrectamente clasificado como explotación por conjunto de cuadros, pero mas correctamente conocido por puntual y relleno) necesitan plantillas aplastantes, plantillas planas como las que se ve en la figura. De acuerdo con el ancho de la veta, estos sombreros pueden llegar a 16 – 18 pulgadas. Ocasionalmente se colocan pedazos muy pequeños de puntales en los extremos de los sombreros para llegar a las cajas en los lugares extra anchos o para reducir la cantidad de plantillas y bloques.

Figura 7: plantillas y bloques

Se muestra una plantilla de aplaste, la que tiene un fin concreto. A medida que aumenta la presión de las cajas, las plantillas, que forman una estructura como de una caja fallan gradualmente para formar una masa solida de madera rota, y cuando se llega a la condición ( con todo los miembros de la plantilla en contacto íntimo entre sí), las plantillas deformadas de ambos extremos deben de ser sombrero quedara destruido en ultimo caso.

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Figura 8: plantilla de aplaste

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Carga de la roca Hp en pies de roca sobre el techo de soporte en galarias de ancho B y altura Ht a una altura mayor que 1.5 (B + Ht) pies



Se asume que el techo este situado bajo la napa freática, si el techo está permanentemente por encima de esta, los valore para se pueden reducir

Figura 9:

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Figura 10:

Figura 11:

Figura 12:

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CONSTRUCCION DE ECHADEROS La figura ofrece sugerencias para seleccionar detalles de echaderos. los echaderos de la figura se usan donde el soporte del terreno es necesario. Generalmente es posible sostener el peso d e la columna principal de mineral roto sobre la roca sólida, mejor que sobre el piso enmaderado de echadero.

Figura 13: como construir el echadero

ENMADERADO CON CONJUNTOS DE CUADROS Como se indica en las siguientes figuras, los cuad ros son diseñados ya sea para cargar sobre el poste o sobre el sombrero. Si la carga del terreno actúa bajo un ángulo tal que los componentes ejercen una fuerte presión tanto sobre el poste como sobre el sombrero, entonces será necesario un cuadro más completo. Cuando es seleccionado un diseño de cuadros, uno debe adoptar aquel que tenga el menor numero de destajes aumenta poco a la resistencia del cuadro y hace difícil su armado. Mas aun, es difícil establecer contacto y sostén entre las muchas caras (en realidad muchas caras pueden prevenir un máximo soporte).

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Es importante recordar que solo 3 piezas de cuadro se usan para describir un conjunto de cuadros o para expresar su eficiencia y economía.

Figura 14: enmaderado con cuadros y sus partes de aplicación

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BIBLIOGRAFIA 

HERNAN AMADOR ESCALANTE GUERRA (2017). Tesis Mejoramiento del sistema de sostenimiento, con madera, mediante pernos split set y malla electrosoldada en labores de explotación de la empresa “Macdesa” – Arequipa.

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W. W. STALEY. MOSCOW RUSIA (1962 Timbering and support for underground workings for small mines.

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