CURSO: EQUIPO MINERO PROFESOR: MSc. ING. EMILIANO MAURO GIRALDO PAREDEZ UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA, METALÚRGICA Y GEOGRÁFICA E. A. P. DE INGENIERIA DE MINAS LIMA PERU-2012 TEMA: EQUIPOS DE CARGUIO Y/O ACARREO
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
CURSO:
EQUIPO MINERO
PROFESOR:
MSc. ING. EMILIANO MAURO GIRALDO PAREDEZ
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA, METALÚRGICA Y GEOGRÁFICA
E. A. P. DE INGENIERIA DE MINAS
LIMA PERU-2012
TEMA:
EQUIPOS DE CARGUIO Y/O ACARREO
1.1 INTRODUCCION:Este estudio se plantea frente a los resultados ventajosos
de los pernos inflables respecto a sus similares en las pruebas de campo llevadas a cabo en la mina Reliquias (Castrovirreyna), durante el presente año. Para tal efecto se estudiarán 2 tipos de pernos inflables Swellex e Hydrabolt, realizando pruebas de laboratorio y campo, a fin de determinar sus propiedades mecánicas y capacidad de anclaje.
Los resultados de este estudio, servirán como marco de referencia para la selección de los pernos de roca más adecuadas de acuerdo a las propiedades geomecánicas del terreno y el tiempo de actuación de los mismos, después de su instalación.
I. INFORMACION GENERAL DEL ESTUDIO
EFECTO DE LA PRESIÓN DEL AGUA EN EL INTERIOR DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABLES SOBRE SU CAPACIDAD DE ANCLAJE
2.1 ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACION CIENTIFICA, TECNICA Y HUMANISTICA:
• No hay un estudio precedente o similar al estudio planteado.• Los resultados de la investigación 2011, sobre la longitud
efectiva de anclaje (bond lenght) de 4 tipos de pernos de roca.
II. DESCRIPCION DEL ESTUDIO
EFECTO DE LA PRESIÓN DEL AGUA EN EL INTERIOR DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABLES SOBRE SU CAPACIDAD DE ANCLAJE
1 2 3 40.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
2.25 3.754.50
6.00
10.50
8.00
14.00
12.25
1.13
4.31
14.6315.75
13.50
15.75 16.25 16.00
6.75
11.00 12.25
14.25
CAPACIDAD DE ANCLAJE Vs LONGITUD EFECTIVA DE AN-CLAJE DEL PERNO
Split setHelicoidal con cementoHelicoidal con resinaHydraboltSwellex
Longitud efectiva de anclaje (pies)
Car
ga
pic
o a
nte
s d
e ce
der
el
per
no
(to
n)
2.2 JUSTIFICACION:• La mayoría de accidentes en las labores subterráneas es por la
caída de rocas sin sostenimiento, caso emblemático es mina San José de Chile. También por la selección y aplicación inadecuada de pernos de roca.
II. DESCRIPCION DEL ESTUDIO
EFECTO DE LA PRESIÓN DEL AGUA EN EL INTERIOR DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABLES SOBRE SU CAPACIDAD DE ANCLAJE
• Contribución de la UNMSM, en la solución de problemas de sostenimiento de excavaciones en un macizo rocoso, que coadyuven a salvar vidas humanas y daños a los equipos y conservación de la propia excavación.
• Los resultados permitirán establecer ecuaciones matemáticas para determinar la longitud adecuada de pernos, en función de las condiciones geomecánicas del terreno y tipo de perno.
2.3 HIPOTESIS:La capacidad de anclaje de los pernos inflables cargados, se debe al agua a presión retenida en su interior.
II. DESCRIPCION DEL ESTUDIO
EFECTO DE LA PRESIÓN DEL AGUA EN EL INTERIOR DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABLES SOBRE SU CAPACIDAD DE ANCLAJE
2.4 OBJETIVOS:1. Determinar la deformación diametral de los pernos inflables al
aplicar compresión.2. Determinar el comportamiento de los pernos inflables
cargados y descargados.3. Comparar la capacidad de sostenimiento de los pernos
inflables cargados y descargados.
2.5 METAS ESPECIFICAS:• Determinar las propiedades mecánicas de los pernos inflables
cargados y descargados, mediante pruebas de compresión en un laboratorio de materiales.
• Complementar los resultados del estudio con los obtenidos en la Mina Reliquias, para establecer ecuaciones para determinar la longitud de pernos para cada situación de sostenimiento.
• Establecer una metodología de selección de pernos de roca en función de las propiedades geomecánicas del terreno.
II. DESCRIPCION DEL ESTUDIO
EFECTO DE LA PRESIÓN DEL AGUA EN EL INTERIOR DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABLES SOBRE SU CAPACIDAD DE ANCLAJE
2.6 CONTRIBUCIÓN E IMPACTO:• Sostenimiento eficaz de un macizo rocoso, garantizando
labores seguras para el personal y maquinaria, es decir sin accidentes por caída de rocas.
• Disponibilidad de tablas, ábacos y ecuaciones que facilitarán la selección de pernos de roca más adecuados.
• Diámetros de los taladro óptimos para la instalación de los pernos de roca.
2.7 METODOLOGIA DE TRABAJO:• Investigación bibliográfica sobre pernos inflables, comportam. de los macizos rocosos fracturados a la compresión y propiedades de los aceros.
• Gestionar ante los fabricantes y proveedores, pernos de roca inflables. Asimismo, equipos y accesorios para su inflado.
• Gestión a las empresas mineras para hacer pruebas de campo con distintos diámetros de taladro.
• Planificación y ejecución de las pruebas de laboratorio y campo, toma de datos estadísticos.
• Procesamiento de datos de laboratorio y campo.• Consolidación de los resultados de laboratorio y campo,
conducentes a establecer las causas de capacidad de anclaje de los pernos inflables.
• Discusión de resultados del estudio.• Elaboración del informe final.• Presentación del informe técnico, final y económico.
II. DESCRIPCION DEL ESTUDIO
EFECTO DE LA PRESIÓN DEL AGUA EN EL INTERIOR DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABLES SOBRE SU CAPACIDAD DE ANCLAJE
2.8 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES:
II. DESCRIPCION DEL ESTUDIO
EFECTO DE LA PRESIÓN DEL AGUA EN EL INTERIOR DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABLES SOBRE SU CAPACIDAD DE ANCLAJE
ACTIVIDADMESES
E F M A M J J A S O N D
1. Investigación bibliográfica X X X X X 2. Visita a proveedores y gestión de pernos de roca
X X X
3. Gestión de visita a minas X X X
4. Planificación de las pruebas de laboratorio y campo
X X
5. Ejecución de pruebas de laboratorio y campo X X 6. Procesamiento de datos reportados por el laboratorio y registrados en el campo
X X
7. Consolidación de datos de campo y laboratorio
X X
8. Análisis y discusión de resultados X X
9. Elaboración del informe final X X 10. Presentación del informe final y sustentación
X
11. Rendición de cuentas X X
12. Informe Técnico al CSI X
2.9 PRESUPUESTO:
II. DESCRIPCION DEL ESTUDIO
EFECTO DE LA PRESIÓN DEL AGUA EN EL INTERIOR DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABLES SOBRE SU CAPACIDAD DE ANCLAJE
PARTIDA DESCRIPCIÓN MONTO (S/.) PORCENTAJE (%)
BIENES2.3.15.11 Repuestos y accesorios 600 7,50
2.3.15.12 Papelería en general, útiles y Materiales de Oficina 800 10,00
2.3.15.41 Electricidad, iluminación y electrónica 250 3,132.3.15.99.9 Otros (CD, diskette, USB, etec.) 300 3,752.3.16.199 Otros accesorios y respuestos 350 4,38
2.3.18.21 Materiales, insumos, instrumental y accesorios 200 2,50
2.3.199.199 Otros bienes 300 3,75SUB - TOTAL BIENES 2800 35,00
SERVICIOS2.321.21 Pasjes y gastos de transporte (interior) 1700 21,252.3.21.22 Viáticos y asignación por comisión 500 6,252.3.21.299 Otros gastos (movilidad local) 500 6,252.3.22.23 Srvicio de internet 200 2,502.3.22.31 Correos y servicios de mensajería 100 1,25
2.3.22.44 Servicios de impresiones, encuadernación y empastado 200 2,50
2.3.27.1199 Sevicios diversos 1500 18,752.3.27.43 Soporte técnico 300 3,752.3.27.499 Otros servicios e informática 200 2,50
SUB - TOTAL SERVICIOS 5200 65,00TOTAL 8000 100,00
2.10 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
II. DESCRIPCION DEL ESTUDIO
EFECTO DE LA PRESIÓN DEL AGUA EN EL INTERIOR DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABLES SOBRE SU CAPACIDAD DE ANCLAJE
. Atlas Copco (2010). Swellex Mn 12. Atlas Copco Reinforcement. Giraldo Paredez, Emiliano Mauro (2011). Capacidad de Sostenimiento de los Pernos de Roca en función de sus Longitudes. PERUMIN – 30 CONVENCION MINERA, Arequipa – Perú.
Giraldo Paredez, Emiliano Mauro (2011). Variabilidad de Sostenimiento de un Macizo Rocoso Vs. Longitud de Pernos de Roca. IIGEO - IGMMG – UNMSM.
New Concept Mining. Hydrabolt. [En línea] URL<WWW.ncm.co.za> Consulta, 20 de Oct. 2010. Ros Esteban, Antonio (2005). Bulones SWELLEX. Tipos de Anclajes (pag. 230 – 254). Smith, William F, y Hashemi, Javad (2006). Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales (4ta ed.). Editorial Mc Graw- Hill Interamericana, España.
EFECTO DE LA PRESIÓN DEL AGUA EN EL INTERIOR DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABLES SOBRE SU CAPACIDAD DE ANCLAJE
PARTICIPANTE CARGO Grado Académico
Título Profesional
Tipo de participante
Emiliano Mauro Giraldo Paredez
Docente Magister Ing. de Minas Responsable
Oswaldo Ortiz Sánchez
Docente
Doctor Ing. de Minas
Miembro ATomás Gallarday Bocanegra Magister Ing. Geólogo
Teófilo Allende Ccahuana Magister Ing. Geólogo
Wilfredo Braulio Blas Gusmán Bachiller Ing. Geólogo
Maritza Edith Campian LazoDocente
Bachiller Ing. GeólogoMiembro BCarlos Amado Gutierrez
GuardiaMagister Abogado
Jorge Luis Concepción Gamarra Alumno de
post gradoBachiller Ing. de Minas
ColaboradorMelo Tito Landeo Bachiller Ing. de MinasEdward Jonatan Chirinos Peralta
Alumno de pre grado
ColaboradorEdgar A. Contreras Modesto Jose Huacachino Presentación
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION
M.Sc. ING. EMILIANO MAURO GIRALDO PAREDEZ
Universidad Nacional Mayor de San MarcosFacultad de Ingeniería Geológica, Minera, Metalúrgica y
GeográficaE.A.P. DE INGENIERIA DE MINAS
2.1 ANTECEDENTES:
1.2 HIPOTESIS
LA RELACIÓN ENTRE LA CAPACIDAD DE ANCLAJE DE UN PERNO DE ROCA Y SU LONGITUD, NO ES LINEAL.
1.3 OBJETIVOS a) DETERMINAR LA CARGA QUE PUEDE
SOPORTAR CADA PIE DE LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJE DE LOS PERNOS.
b) TIEMPOS TOTALES PARA LA ACTUACION DE CADA TIPO DE PERNO, DESPUES DE SU INSTALACION EN UN MACIZO ROCOSO.c) SIMULAR LOS COSTOS DE LOS PERNOS
INSTALADOS POR METRO CUADRADO SOSTENIDO, SEGÚN LAS CONDICIONES DE TRABAJO DE LA MINA RELIQUIAS
II. DESCRIPCION DEL ESTUDIO
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
INTRODUCCION Y ASPECTOS GENERALES
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
1.4 TIPOS DE PERNOS ESTUDIADOS:
a)SPLIT SET (PRODAC)b)BARRAS HELICOIDALES (ACEROS
AREQUIPA)c)HYDRABOLTS (NEW CONCEPT MINING)d)SWELLEX (ATLAS COPCO)
1.5 AREA DE PRUEBAS:
CIA MINERA CASTROVIRREYNA – Unidad Reliquias, Crucero 752 Nivel 642, Zona de Estériles – Veta Matacaballo.
1.6 EQUIPO UTILIZADO:
a) PERFORACIÓN:Perforadoras tipo Jackleg (Castrovirreyna)
b) PULL TEST: Equipo Hidráulico (Bomba Manual Power Team, manómetro ENERPAC EN GF – 813P, dial RCH 302.
c) OTROS: Vernier, digital, cámara, filmadora, etc.
MINA RELIQUIAS
PLANIFICACION Y PREPARACION
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
2.1 PLANIFICACION DEL ESTUDIO:
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 DE FORMATOS, LOGISTICA, ETC.
2.2 PREPARACION DE LOS PERNOS:
Taller metal mecánico - Campus de la UNMSM
a) PREPARACIÓN DE LOS PERNOS SPLIT SETS
b) PREPARACIÓN DE LAS BARRAS HELICOIDALES
PLANIFICACION Y PREPARACION
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
c) PREPARACION DE LOS PERNOS HYDRABOLTS
d) PREPARACION DE LOS PERNOS SWELLEX
PLANIFICACION Y PREPARACION
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
DETERMINACION DE LA LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJE
CASO: SPLIT SET PARA LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJ E DE 4 PIES
CASO: BARRA HELICOIDAL PARA LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJ E 4 PIES
CASO: HYDRABOLT DE 6 ́PARA LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJ E DE 4 PIES
Caso: SWELLEX DE 7 ́PARA LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJ A DE 4PIESTubo de estrangulamiento (34 mm, e = 2 mm)
PLANIFICACION Y PREPARACION
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
PERNOS EXPEDITOS PARA LAS PRUEBAS (UNMSM)
PLANIFICACION Y PREPARACION
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - 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(pies)
LONG.DEL
HYDR. (pies)
DIAM.DE
TALAD. (mm)
PROF. DE
TALAD. (m)
NUM. 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
LONG DE
ANCL.(pies)
LONG DE
SWEL (pies)
DIAM. DE
TALAD. (mm)
PROF DE
TAL. (m)
NUM. 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
EJECUCION DE LAS PRUEBAS
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
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
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
DISCUCION Y RESULTADOS
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
4.2 CAPACIDAD DE SOSTENIMIENTO DE LOS 4 SISTEMAS DE PERNOS EN FUNCION DE SUS LONGITUDES EFECTIVAS
1 2 3 40.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
2.25 3.754.50
6.00
10.50
8.00
14.00
12.25
1.13
4.31
14.6315.75
13.50
15.75 16.25 16.00
6.75
11.00 12.25
14.25
CAPACIDAD DE ANCLAJE Vs LONGITUD EFECTIVA DE ANCLAJE DEL PERNO
Split setHelicoidal con cementoHelicoidal con resinaHydraboltSwellex
Longitud efectiva de anclaje (pies)
Ca
rga
pic
o a
nte
s d
e c
ed
er
el p
ern
o (
ton
)
DISCUCION Y RESULTADOS
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
4.3 ELONGACION DE LOS 4 SISTEMAS DE PERNOS
1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.50
2
4
6
8
10
12
14
16
18
1.25
3
0
1.52.25
2.9 3.15
4.7
9.4
13
00.6700000000000031.07 1.6 1.95 2.45 3.2 3.4 3.95
2.553.9
ELONGACION DEL SISTEMA Vs CARGA APLICADA PARA 1 PIE DE ANCLAJE
Split set
Helicoidal con cemento
Helicoidal con resina
Hydrabolt
Swellex
Carga Aplicada (ton)
Elon
gaci
ón d
el si
stem
a (m
m)
DISCUCION Y RESULTADOS
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
4.4 RESUMEN COMPARATIVO ENTRE LOS SISTEMAS DE PERNOS:
PARAMETROS COMPARATIVOS SPLIT 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
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 0,0 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
CONCLUSIONES
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
5.1 La capacidad de anclaje de los pernos de roca no guarda una relación lineal con su 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 Split Set y el Hydrabolt, respectivamente. La mayor capacidad se obtiene debido a las fuerzas radiales que ejerce el agua a presión, retenida en el interior de este perno.
5.4 Los pernos Split sets, Hydrabolts y Swellex, sostienen inmediatamente después de su instalación. Las Barras Helicoidales dependerán del mortero empleado.
5.5 La capacidad de anclaje de las Barras Helicoidales está influenciado en forma determinante por el material de acoplamiento (mortero).
5.6 La elongación de los sistemas de anclaje, tienden a guardar una relación lineal con la carga aplicada. Los sistemas que muestran mayor y menor elongación son los pernos Split Set e Hydrabolts, respectivamente.
5.7 El perno de más bajo costo por m2 sostenido es el Perno Hydrabolt y el de más alto costo es la Barra Helicoidal instalado con resina (realidades encontradas en el área de estudio).
VARIABILIDAD DE SOSTENIMIENTO DE UN MACIZO ROCOSO Vs LONGITUD DE PERNOS DE ROCA - EMGP
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION
M.Sc. ING. EMILIANO MAURO GIRALDO PAREDEZ
Universidad Nacional Mayor de San MarcosFacultad de Ingeniería Geológica, Minera, Metalúrgica y