Sostenimiento Sostenimien to en Minería Subterránea
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Ing. Rogelio Rosales Ramos
SOSTENIMIENTO EN MINERIA SUBTERRANEA 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.
SOSTENIMIENTO EN MINERIA SUBTERRANEA 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.
Selección entre refuerzo y soporte Evert Hoek (2004) Existe una confusión entre lo que es un soporte de roca y un refuerzo de roca. Refuerzo de roca generalmente consisten en sistemas de empernado o cables que proveen un refuerzo a la masa rocosa aumentando la resistencia friccional entre bloques que la componen.
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Soporte, consistente en cerchas de acero
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o concreto, shotcrete o cuadros de madera, son diseñados para estabilizar la masa rocosa mediante el control del colapso progresivo o deformación de la misma. En términos simples se dice que el refuerzo en un sistema “activo” activo” mientras pasivo”. que el soporte es uno “pasivo”
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SOSTENIMIENTO SOSTENIMIENTO CON MADERA El sostenimiento sostenimiento con madera tiene por por objeto mantener abiertas las labores labores mineras durante la explotaciòn , compensando el equilibrio inestable de las masas de roca que soporta .
CLASES DE TERRENO El conocimiento de las diversas clases de terrenos es fundamental para el enmaderador a fin de terminar la necesidad de sostenimiento de las labores . Desde un puntos de vista practico podemos dividir los terrenos en cuatro clases.
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1-Terreno compacto 3-Terreno arcilloso : Constituido por rocas Es el formado por casi elásticas que se cristales o por deforman bajo la particulas bien presión cementadas 2- Terreno fracturado Muestra una serie 4- Terreno suave : El cual esta formado de planos por fragmentos paralelos de gruesos o finos o una discontinuidades mezcla de ambos como los planos de tamaños estratificacion en la roca sedimentaria
CLASES DE TERRENOS TERRENO FRACTURADO
TERRENO COMPACTO
ZONA DE PERTURACIONES
AREA DE INFLUENCIA
EQUILIBRIO DINAMICO
TERRENO SUAVE
TERRENO ARCILLOSO
SOSTENIMIENTO SEGÚN LA CLASE DE TERRENO „
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Terreno compacto : no requiere sostenimiento sino la formacion de una buena bóveda auto sostenida . Terreno fracturado : exige solo un sostenimiento ligero , esta clase de terrenos es mas resistente en direccion perpendicular a las rajaduras o planos de discontinuidad que en dirección paralela a los mismos . Terreno suave : requiere de tipo pesado . En esta clase de terrenos las presiones son mayores cuando mas fino es el tamaño de los fragmentos . Terreno arcilloso : exige un sostenimiento estremadamente resistente o estructuras flexibles capaces de adaptarse a las presiones que se desarrollan .
GRADOS DE SOSTENIMIENTO NO REQUIERE LIGERO PERNOS DE ROCA TERRENO COMPACTO
TERRENO FRACTURADO
PESADO CUADROS DE MADERA EXTREMADAMENTE RESISTENTE CONCRETO ARMADO
TERRENO SUAVE
TERRENO ARCILLOSO
TIEMPO DE VIDA DE LA MADERA „
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La madera es el material mas barato que puede utilizarse . En la mayoría de casos es satisfactorio ; desde el punto de vista de su resistencia , pero su corta duración es la característica desfavorable . La duración de la madera en la mina es muy variable , pues depende de las condiciones en que trabaje , por ejemplo: La madera seca ; dura mas . La madera descortezada , dura mas que aquella que conserve la corteza . La madera “curada” ( tratada con productos químicos para evitar su descomposición ) dura mas que la que no ha sido tratada . La madera en una zona bien ventilada dura mas que en una zona húmeda y caliente . PUEDE ESTIMARSE QUE LA MADERA TIENE UNA VIDA QUE FLUCTUA ENTRE UNO OTRE AÑOS .
CUADROS DE MADERA
Son un tipo de estructura de Sostenimiento de acuerdo al tipo de terreno y a condiciones especiales de cada Mina. Se utilizan en labores horizontales e inclinados. Su dimensión está de acuerdo al diseño de la labor.
TIPOS DE CUADROS CUADROS RECTOS.
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CUADROS CONICOS .
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CUADROS COJOS.
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CUADRO RECTO „
Son usados cuando la mayor presión procede del techo, están compuestos por tres piezas, un sombrero y dos postes, asegurados con bloques y cuñas , en donde los postes forman un angulo de 90º con el sombrero.
CUADRO RECTO
CUADROS CONICOS „
Son usados cuando la mayor presión procede de los hastíales, la diferencia con los cuadros rectos, solo radica en el hecho de que los cuadros cónicos se reduce la longitud del sombrero , inclinando los postes, del tal manera de formar un Angulo de 78º a 82º, respecto al piso, quedando el cuadrado de forma trapezoidal.
CUADROS CONICOS
CUADRO CONICO: SI LAS PRESIONES DEL TECHO SON IMPORTANTES SE REDUCE LA LONGITUD DEL SOMBRERO
CUADROS COJOS „
Estos están compuestos por solo un poste y un sombrero, se utilizan en vetas angostas menores de 3 m de potencia, su uso permite ganar espacio de trabajo pueden ser verticales o inclinados ,según el buzamiento de la estructura mineralizada , estos cuadros deben adecuarse a la forma de la excavación para que cada elemento trabaje de acuerdo a las presiones ejercidas por el terreno.
CUADRO COJO
ELEMENTOS DE UN CUADRO TIRANTES
SOMBRERO
POSTES
Sostenimiento en Labores Mine
SOLERA
SOSTENIMIENTO DE LABORES HORIZONTALES TIPOS DE ESTRUCTURAS DE SOSTENIMIENTO :
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Labores horizontales se emplean principalmente , los sgtes tipos : - Cuadros de madera - Cuadros de madera reforzados „
SOPORTAN ESFUERZOS COMBINADOS DE COMPRESION Y FLEXION
SOLERA SOMETIDA EN SUS EXTREMOS A ESFUERZO DE COMPRESION PERPENDICULAR A SUS FIBRAS
Sostenimiento en Labores Mineras Subterráneas
TERRENOS A+R CILLOSOS Y + MOLIDOS LA SOLERA TRABAJA LA FLEXION
TERRENO POCO RESISTENTE LAS PRESIONES HACIA EL PISO SON DESIGUALES
Sostenimiento en Labores Mineras Subterráneas
SE PRODUCEN ESFUERZOS DE CORTE VERTICAL Y DEBEN SER PERPENDICULAR A SUS FIBRAS.
VISTA DE FRENTE
EN TERRENO POCO RESISTENTE SE USA SOLERA
CUADROS LONGITUDINALES DE SOMBRERO LARGO , SE USA EN TERRENOS MOLIDOS O ARCILLOSOS.
SI LA MADERA FALLARA EN LOS 6 O 9 MESES ES CONVENIENTE USAR SOMBRERO DE ACERO
ELEMENTOS AUXILIARES DE SOSTENIMIENTO „
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Son alguna piezas de madera que , generalmente complementan el trabajo de la estructura de sostenimiento ; ya sea transmitiendo las cargas , o fijando una pieza hasta que las presiones la sujetan definitivamente o evitando la caída de pequeños trozos de techo o las hastíales sobre la labor , etc. . Bloques o blocks. Cuñas . Encribados o “emparrillados”. Longarina.
LA MADERA TIENE UNA MAYOR RESISTENSIA A LA COMPRESION PARALELA A SUS FIBRAS
CUANDO EL CUADRO ES CONICO LA CARGA TRANSMITIDA AL POSTE ES MAYOR Y TAMBIEN SE DESARROLLA UNA FUERZA HORIZONTAL QUE TIENDE A FLEXIONAR LA CABEZA DEL POSTE A MAYOR INCLINACION DEL POSTE LA CARGA TRANSMITIDA A ESTE ES MAYOR Y TAMBIEN LA CARGA DE FLEXION VA AUMENTANDO
CUÑA : SIRVE PARA MANTENER
EN SU LUGAR LOS ELEMENTOS DE SOSTENIMIENTO LIMITE DEL ANGULO 15º A 20º
USO DE LA CUÑA
USO DE LAS CUÑAS
ENCRIBADOS ( EMPARRILLADOS) : ES
NECESARIO CUANDO EL TECHO DE UNA LABOR HORIZONTAL SE HALLA ELEVADO MUCHO .
LONGARINA: Se usa cuando se va a comunicar una chimenea o
tajeo a un nivel superior y se coloca debajo de la solera.
TIPOS DE ESTRUCTURA DE SOSTENIMIENTO Aunque la variedad de estructuras en esta clase de labores ( chimenea y tajeos ) 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. „
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HERRAMIENTAS Y ACCESORIOS PARA ARMAR UN CUADRO •
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JUEGO DE BARRETILLAS CORVINA FORMON PUNTAS MARTILLO DE 6 Lbs. CORDELES AZUELA
PROCEDIMIENTOS PARA ARMAR UN CUADRO
1.- Marcar el Centro de la labor IDENTIFICAR LOS PUNTO S DE DIRECCION Y COLOCAR LOS CORDELES SUSPENDIDOS Y ORIENTAR AL TOPE DE LA LABOR LOS PUNTOS Y MARCAR EL CENTRO DE LA LABOR
2.- Marcar los puntos de Gradiente COLOCAR LOS CORDELES EN LOS PUNTOS DE GRADIENTE Y ORIENTAR HACIA EL TOPE DE LA LABOR
3.- Picar las patillas
PATILLAS
DE ACUERDO A LA UBICACIÓN DE LOS ELEMENTOS Y DEL COMPORTAMIENTO DEL TERRENO, PICAR LAS PATILLAS CON LA LONGITUD NECESARIA
4.- Colocar los elementos REALIZADO LAS PATILLAS CORTAR TODOS LOS ELEMENTOS DE ACUERDO A LA DISTANCIAS OBTENIDAS EN EL PICADO DE PATILLAS
5.- Nivelación del Cuadro COLOCADO LOS ELEMENTOS: POSTES Y EL SOMBRERO, COLOCAR LOS CORDELES EN LOS EXTREMOS DEL SOMBRERO; Y A LA ALTURA DEL PUNTO DE GRADIENTE MEDIR LAS DISTANCIAS DEL POSTE AL CORDEL.
6.- Bloquear y Enrejar NIVELADO LOS ELEMENTOS BLOQUEAR EN PRIMER LUGAR EL SOMBRERO A LAS LAS CAJAS Y LUEGO COLOCAR LOS TIRANTES. PRIMERO SE DEBE ENCRIBAR EL TECHO Y ENREJAR LOS HASTIALES Sostenimiento e Subterráneas
PUNTALES Son elementos mas simples y de uso mas frecuente en el sostenimiento de labores inclinadas . Generalmente se emplean puntales de madera .( cuartones de 5”x 6”, 6” x 8” , 8” x
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10” ) o redondos de 8” a 12 “ de diametro
con longitud de 5` a 10`.
PROCEDIMIENTO PARA COLOCAR PUNTALES „
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Colocar y marcar 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
NOTA : cuando el puntal es muy largo o las cajas son muy paradas será necesario preparar previamente un andante apoyado sobre 2 puntales inferiores.
SI LOS PUNTALES VAN HA SOPORTAR PRESION LATERAL , POR MINERAL O DESMONTE CONVIENE QUE EL FONDO DE LAS PATILLAS TENGA INCLINACION ADECUADA EN TAL SENTIDO .FIG 2
PUNTALES
Sostenimiento en Labores Mineras
PRECAUCIONES ANTES DE CUALQUIER TAREA POR SU SEGURIDAD
COMPROBAR LA VENTILACION : DESATAR EL TECHO HASTIALES Y FRENTES SOSTENER PROVISIONALMENTE COLOCAR EL GUARDA CABEZA LIMPIAR EL PISO TRAER LA MADERA
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