Capacidad Sost Pernos Longitud Mauro Giraldo
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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA E.A.P. DE INGENIERIA DE MINAS CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCION DE SUS LONGITUDES POR: MSc. ING. EMILIANO MAURO GIRALDO PAREDEZ AREQUIPA – PERU, 2011
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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA
Y METALURGICAE.A.P. DE INGENIERIA DE MINAS
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCION DE SUS LONGITUDES
POR:MSc. ING. EMILIANO MAURO GIRALDO PAREDEZ
AREQUIPA – PERU, 2011
INTRODUCCION Y ASPECTOS GENERALES
INTRODUCCION
1.1 ANTECEDENTES
LA RELACIÓN ENTRE LA CAPACIDAD DE ANCLAJE DE UN PERNO DE ROCA Y SU LONGITUD, NO ES LINEAL.
a) DETERMINAR LA CARGA QUE PUEDESOPORTAR CADA PIE DE LONGITUD
1.2 HIPOTESIS
1.3 OBJETIVOS
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
SOPORTAR CADA PIE DE LONGITUDEFECTIVA DE ANCLAJE DE LOS PERNOS.
b) TIEMPOS TOTALES PARA LA ACTUACIONDE CADA TIPO DE PERNO, DESPUES DESU INSTALACION EN UN MACIZOROCOSO.
c) SIMULAR LOS COSTOS DE LOS PERNOSINSTALADOS POR METRO CUADRADOSOSTENIDO, SEGÚN LAS CONDICIONESDE TRABAJO DE LA MINA RELIQUIAS
EAP ING. MINAS
INTRODUCCION Y ASPECTOS GENERALES
a) SPLIT SET (PRODAC)b) BARRAS HELICOIDALES (ACEROS AREQUIPA)c) HYDRABOLTS (NEW CONCEPT MINING)d) SWELLEX (ATLAS COPCO)
CIA MINERA CASTROVIRREYNA – UnidadReliquias, Crucero 752 Nivel 642, Zona deEstériles – Veta Matacaballo.
1.4 TIPOS DE PERNOS ESTUDIADOS:
1.5 AREA DE PRUEBAS:
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
a) PERFORACIÓN:Perforadoras tipo Jackleg (Castrovirreyna)
a) PULL TEST: Equipo Hidráulico (BombaManual Power Team, manómetro ENERPACEN GF – 813P, dial RCH 302.
b) OTROS: Vernier digital, cámara, filmadora,etc.
Mina Reliquias
1.6 EQUIPO UTILIZADO:
AREA DE PRUEBAS, AUSPICIADORES, NUMEROS DE PRUEBAS,LONGITUDES EFECTIVAS DE ANCLAJE (LE) DE 1, 2, 3 Y 4 PIES,ELABORACION DE PLANOS DE PERFORACIÓN, ELABORACIÓN DEFORMATOS, LOGISTICA, ETC.
Taller metal mecánico - Campus de la UNMSM
a) PREPARACIÓN DE LOS
2.1 PLANIFICACION DEL ESTUDIO:
2.2 PREPARACION DE LOS PERNOS:
PLANIFICACION Y PREPARACION
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
a) PREPARACIÓN DE LOS PERNOS SPLIT SETS
b) PREPARACIÓN DE LAS BARRAS HELICOIDALES
c) PREPARACION DE LOS PERNOS HYDRABOLTS
d) PREPARACION DE LOS PERNOS SWELLEX
PLANIFICACION Y PREPARACION
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
CASO: SPLIT SET PARA LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJE DE 4 PIES
CASO: BARRA HELICOIDAL PARA LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJE 4 PIES
DETERMINACION DE LA LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJE
PLANIFICACION Y PREPARACION
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
CASO: BARRA HELICOIDAL PARA LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJE 4 PIES
CASO: HYDRABOLT DE 6´ PARA LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJE DE 4 PIES
Caso: SWELLEX DE 7´ PARA LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJA DE 4PIES
Tubo de estrangulamiento (34 mm, e = 2 mm)
PERNOS EXPEDITOS PARA LAS PRUEBAS (UNMSM)
PLANIFICACION Y PREPARACION
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
2.3 PERFORACION DE LOS TALADROS :
a) TALADROS PARA LOS SPLIT SETS, Ф = 38 mm, H = LE + 1 pie
b) TALADROS PARA LAS BARRAS HELICOIDALES: Ф = 36 mm,H = LE + 2,46 cm.
c) TALADROS PARA HYDRABOLTS Y SWELLEX (Ф=41 y 38. H = Variable)
LONG DE
ANCL
LONG.DEL
HYDR.
DIAM.DE
TALAD.
PROF. DE
TALAD.
NUM. DE
LONG DE
ANCL.
LONG DE
SWEL
DIAM. DE
TALAD.
PROF DE
TAL.
NUM. DE
PLANIFICACION Y PREPARACION
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
ANCL(pies)
HYDR. (pies)
TALAD. (mm)
TALAD. (m)
DE TALAD
1 641 1,37
438 0,43
2 641 1,07
438 0,73
3 641 0,77
438 1,03
4 641 0,47
438 1,33
ANCL.(pies)
SWEL (pies)
TALAD. (mm)
TAL. (m)
DE TALAD
1 541 0,98
338 0,52
2 741 1,28
338 0,82
3 741 0,98
338 1,12
4 741 0,68
338 1,42
3.1 TIEMPOS DE INSTALACION DE LOS PERNOS Y PRUEBAS DE PULL TEST ( 28 Y 29 DE MARZO):
PERNOTiempo de instalación
(min.)
Tiempo transcurrido desde la instalación hasta la prueba de
arranque (promedio)SPLIT SET 14 5,2 HELICOIDAL C/ RESINA
1818
HELICOIDAL C/ CEMENTO 29,7HYDRABOLT 30 2SWELLEX 33 3,8
EJECUCION DE LAS PRUEBAS
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
Instalación de Split Set Arranque de una Barra Helicoidal
3.2 REGISTRO DE DATOS DURANTE LAS PRUEBAS DE PULL TEST:
Long. efectiva
de anclaje (pies)
Lectura de Carga en manómetro
(ton)
Elongación del sistema(mm) OBSERVACIONES
MODELO DE REGISTRO DE DATOS : CASO SPLIT SETS DE 1 y 2 PIES DELONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJE.
EJECUCION DE LAS PRUEBAS
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
(pies)
11 2 3 3,5 1,0 2,0 2,8 3,0
Empezó a jalarse con 3,5 ton de carga
1 2 2,5 1,0 2,5 3,5Empezó a jalarse con 2,5 ton de carga
2
1 2 3 4 2,0 4,0 7,0 15,0Empezó a jalarse con 4 ton de carga
2 3 4 5 6 1,0 3,0 8,0 9,0 10,0Empezó a jalarse con 6 ton de carga
1 2 3 4 5 1,0 1,5 2,0 2,2 4,0Empezó a jalarse con 5 ton de carga
4.1 CARGAS PICO REGISTRADAS Y CORRECCION SEGÚN CALIBRACION DEL EQUIPO HIDRAULICO y EL MANÓMETRO POR LA UNI
DISCUCION Y RESULTADOS
Con cemento
Con resina
Con cemento
Con resina S
well
ex
Lo
ng
. efe
ctiv
a
de a
ncla
je
(pie
s)
Cargas pico promedio registradas en el manómetro =x (ton)
Cargas pico promedio ajustadas según calibración del manómetro por
la UNI , Y = 0,75x (ton)
Sp
lit
Set Helicoidal
Hyd
rab
olt
Sw
ell
ex
Sp
lit
Set Helicoidal
Hyd
rab
olt
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
1 3.00 14.00 1.50 18.00 9.00 2.25 10.50 1.13 13.50 6.75
2 5.00 10.67 5.75 21.00 14.67 3.75 8.00 4.31 15.75 11.00
3 6.00 18.67 19.50 21.67 16.33 4.50 14.00 14.63 16.25 12.25
4 8.00 16.33 21.00 21.33 19.00 6.00 12.25 15.75 16.00 14.25
4.2 CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS 4 SISTEMAS DE PERNOS EN FUNCION DE SUS LONGITUDES EFECTIVAS
10.50
14.00
12.25
14.6315.75
13.50
15.7516.25 16.00
11.00 12.25
14.25
12.00
14.00
16.00
18.00
Car
ga p
ico
ante
s de
ced
er e
l per
no (
ton)
CAPACIDAD DE ANCLAJE Vs LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJE DEL PERNO
Split set
DISCUCION Y RESULTADOS
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
2.25 3.754.50
6.00
10.50
8.00
1.13
4.31
6.75
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
1 2 3 4
Car
ga p
ico
ante
s de
ced
er e
l per
no (
ton)
Longitud efectiva de anclaje (pies)
Split setHelicoidal con cementoHelicoidal con resinaHydraboltSwellex
4.3 ELONGACION DE LOS 4 SISTEMAS DE PERNOS
9.4
13
10
12
14
16
18d
el
sist
em
a (m
m)
ELONGACION DEL SISTEMA Vs CARGA APLICADA PARA 1 PIE DE
ANCLAJE
Split set
Helicoidal con cemento
Helicoidal con resina
Hydrabolt
Swellex
DISCUCION Y RESULTADOS
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
1.25
3
0
1.52.25
2.9 3.15
4.7
9.4
00.67 1.07
1.61.95 2.45 3.2 3.4
3.95
2.553.9
0
2
4
6
8
1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5
Elo
ng
aci
ón
de
l si
ste
ma
Carga Aplicada (ton)
Swellex
4.4 RESUMEN COMPARATIVO ENTRE LOS SISTEMAS DE PERNOS:
PARAMETROS COMPARATIVOSSPLIT SET
HELICOIDAL C/CEMENTO
HELICOIDAL C/RESINA
HYDRABOLT SWELLEX
CAPACIDAD DE 1 PIE DE LE (ton) 2,25 10,5 1,13 13,5 6,75
UNIFORMIDAD EN EL ANCLAJE UNIF. IRREG. IRREG. UNIF. UNIF.
PRESION RADIAL Baja Nula Nula Alta Baja
DISCUCION Y RESULTADOS
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
PRESION RADIAL Baja Nula Nula Alta Baja
REQUERIMIENTO DE MORTERO NO SI SI NO NO
REQUER. DE BOMBA HIDRONEUM. No No No SI SI
ELONGACION, LE=1´ Y 1,5 ton (mm)
1,2 1,5 13 0,0 2,55
TIEMPO DE ESPERA PARA QUE EL SISTEMA SOSTENGA EL MACIZO ROCOSO (Hr)
0 24 0,05 0 0
C. DE SOST. CON PERNOS 7´ (caso Reliquias) ($/m2)
17,52 20,77 50,67 10,95 38,27
5.1 La capacidad de anclaje de los pernos de roca no guarda una relación lineal consu longitud (Demostración de la hipótesis del estudio).
5.2 Los pernos Split Set, Hydrabolts y Swellex proporcionan anclajes más uniformes.
5.3 Los pernos de menor y mayor capacidad de anclaje son el Spl it Set y el Hydrabolt,respectivamente. La mayor capacidad se obtiene debido a las fuerzas radialesque ejerce el agua a presión, retenida en el interior de este p erno.
5.4 Los pernos Split sets, Hydrabolts y Swellex, sostienen i nmediatamente despuésde su instalación . Las Barras Helicoidales dependerán del mortero empleado .
CONCLUSIONES
de su instalación . Las Barras Helicoidales dependerán del mortero empleado .
5.5 La capacidad de anclaje de las Barras Helicoidales está i nfluenciado en formadeterminante por el material de acoplamiento (mortero).
5.6 La elongación de los sistemas de anclaje, tienden a guard ar una relación linealcon la carga aplicada. Los sistemas que muestran mayor y meno r elongaciónson los pernos Split Set e Hydrabolts, respectivamente.
5.7 El perno de más bajo costo por m 2 sostenido es el Perno Hydrabolt y el de másalto costo es la Barra Helicoidal instalado con resina (real idades encontradas enel área de estudio).
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION
Universidad Nacional Mayor de San MarcosFacultad de Ingeniería Geológica, Minera, Metalúrgica y
GeográficaE.A.P. DE INGENIERIA DE MINAS
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION
M.Sc. ING. EMILIANO MAURO GIRALDO PAREDEZ
CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA EN FUNCIÓN DE SUS LONGITUDES - EMGP
