PRESENTACIÓN FORTIFICACIÓN UNIVERSIDAD DE CHILE V.0.0 2008.ppt

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DSI Mining & TunnelingDSI Mining & Tunneling

SOPROFINT

FORTIFICACIÓN.

MINERÍA Y TÚNELES.


SOPROFINT. CHILE

TEMARIO

0.0 DSI1.0 Fortificación. Mecanismo de accion.

2.0- Tipos de fortificacion : (cables, pernos, marcos, etc)3.0- Determinación de resistencias en terreno y laboratorio.4.0- Catalogo de elementos (Costos). 5.0- Instalación de elementos de fortificación.6.0- Nuevas tecnologias.


SOPROFINT. CHILE

LOS OBJETIVOS BÁSICOS DE DSI CONSISTEN EN:

DESARROLLAR, FABRICAR Y SUMINISTRAR PRODUCTOS Y SISTEMAS DE CALIDAD SUPERIOR.

DSI ESTÁ EN POSICIÓN DE OFRECER A LOS MERCADOS NACIONALES E INTERNACIONALES UNA GAMA COMPLETA DE PRODUCTOS DE SOSTENIMIENTO QUE SE APOYAN EN INNOVACIÓN Y SOPORTE TÉCNICO.


SOPROFINT. CHILE

DSI Mining & Tunneling: Divisiones Actuales


SOPROFINT

1.0 FORTIFICACIÓN.MECANISMOS DE ACCIÓN.

El objetivo principal del diseño de un sistema de estabilización es lograr que el macizo rocoso se autosoporte.

Refuerzo del macizo rocoso, consiste en introducir en el interior del macizo rocoso el elemento estabilizador, que prevenga la separación y deslizamiento de bloques a lo largo de planos de debilidad al interior de la roca.

Soporte del macizo rocoso, consiste en instalar en el interior de la excavación un sistema que lo estabilice.


SOPROFINT

CLASIFICACIÓN DE LA FORTIFICACIÓNTEMPORALIDAD.

CLASIFICACIÓN DE LA FORTIFICACIÓNFUNCIONALIDAD.


SOPROFINT

2.0 Tipos de Fortificación.PERNOS

El objetivo principal del diseño de un sistema de estabilización es lograr que el macizo rocoso se autosoporte.

Los pernos cumplen la función de anclar y confinar el macizo rocoso.


SOPROFINT

PERNOS

CONFINAMIENTO.


SOPROFINT

PERNOS


SOPROFINT MINERÍAPERNOS

Figura 1 Sistema de anclaje

Clasificación de los pernos según el mecanismo en el que se fundamentan: Adherencia y Fricción


SOPROFINTPERNOS ANCLADOS POR FRICCIÓN

CABEZA DE EXPANSIÓN (MECÁNICOS).

Desventajas.Bajo nivel de fuerza axial que puede soportar (20 Ton).Sensible al diámetro de perforación.Importante pérdida de carga que se produce al poco tiempo de colocarlos, debido, sobre todo, al efecto de las vibraciones

Barato, totalmente mecanizable en su colocación y que presenta la gran ventaja de la alta deformación ( 14%).

Dcabeza: 35 mm.

Dbarra entre 16 y 25 mm).

ALTA PRESIÓN DE CONTACTO.



FRICTION BOLT (SPLIT SET).

Descripción. Unidad SB-39 SB-46

Longitud. m Hasta 3.0 Hasta 3.2

Diámetro exterior del tubo mm 39,5 46,5

Diámetro parte ahusada. mm 30 35

Espesor mínimo del tubo mm 2,3 3,0

Diámetro anillo. mm 8.0 8.0

Grado del acero. ASTM A1011 (*) Grado 60 ASTM A1011 (*) Grado 60

Límite de Fluencia. MPa. 410 410

Límite de Ruptura. MPa. 520 520

Peso Tubo. Kg/m 1.78 2.68

Diámetro perforación. mm 35 - 38 41 - 45

Capacidad por m lineal. Ton. 2 a 4 6 a 9

BAJA PRESIÓN DE CONTACTO.

CASO 1. DIÁMETRO



OMEGA BOLT (SWELLEX).

Tipo

Espesor mm.

D antes de inflarmm

Dperforación mm

1 2 25,5 32 a 43

2 3 36 39 a 52

BAJA PRESIÓN DE CONTACTO.

Características Técnicas

Longitud Variable Máx. 8.0 m

Espesor 2 mm

Diámetro nominal tubo 41 mm

Diámetro Perforación 32-38mm

Presión Inflado 30 Mpa

Dimensión placa 150 x150 x6 mm

Carga Rotura Min. 100 kN Alargamiento > 20 %

INSTALACIÓN.

• Introducir el perno en la perforación, manual o con la ayuda de una herramienta mecánica.

• Conectar el perno a una bomba que le inyecte agua a alta presión. El tiempo estándar de inflado es de 10 segundos por metro de perno.

• La bomba debe parase al alcanzar los 30 MPa (300 bar). Así el sostenimiento de roca es inmediato y se alcanza la máxima adherencia a la roca.


SOPROFINTPERNOS ANCLADOS POR ADHERENCIA.

SAFEROCK.

Este nuevo diseño se basa principalmente en dos aspectos:Aumento de la altura del filete o resalte de los pernos de 1,6 a 2,1 mm.Fabricación de una tuerca más robusta, aumentado su longitud de 37 a 42 mm. (Aumento del paso) y disminuyendo su diámetro de 48 a 45 mm.

Ventajas sistema SAFEROCK.Mejor desempeño como conjunto.Carga de ruptura aumenta en un 40%.Aumenta el coeficiente sísmico.Alargamiento del perno sube de 2 a 20%.Se mantiene el hexágono de la tuerca.Aumenta adherencia del perno con la lechada.Deformación del perno antes de la ruptura.

Desventajas sistema SAFEROCK.Aumenta el peso de la tuerca en un 15%.Baja productividad en la fabricación de tuercas debido a su mayor tamaño, robustez y peso.



SAFEROCK.

Diametro mm Sección cm2 Fluencia ton Maxima ton Fluencia ton Maxima ton Fluencia ton Maxima ton22 3,801 10,6 16,7 16,0 23,9 19,8 26,225 4,909 13,7 21,6 20,6 30,9 25,5 33,919 2,835 7,9 12,5 11,9 17,9 14,7 19,616 2,011 5,6 8,8 8,4 12,7 10,5 13,936 10,179 28,5 44,8 42,8 64,1 52,9 70,2

A440-280 A630-420 Grado 75



SAFEROCK.


SOPROFINT

PERNOS ANCLADOS POR ADHERENCIA.CABLES.

Sección Longitudinal Sección Transversal

Sección Longitudinal Sección Transversal

Cable liso simple

Cable liso doble con espaciadores

Cable birdcage

Cable bulbo

Cable con casquillo circular

Cable con casquillo hexagonal

Cable con cubierta epóxica o encapsulado

Cable simple con separador


SOPROFINTPERNOS ANCLADOS POR ADHERENCIA.CABLES.



Planchuela estándar

Aumento capacidad de retención

Reducción de la rigidez inicial



MEJORA DEL CICLO DE PRETENSADO DE CABLES.

La actividad de pretensado de cables en SCM Atacama Kozan, hasta antes del apoyo técnico de DSI-SOPROFINT se realizaba en un período mínimo de 48 horas, aplicando una carga máxima de 5 Ton. Con el apoyo técnico y uso de los productos DSI-SOPROFINT, se logró realizar la misma actividad en 2,5 horas y aplicando una carga de 10 Ton. Esto implicó una mejora del tiempo en el ciclo de pretensado de cables de 95%, lo cual permite e induce a mejorar el resto de las actividades asociadas del ciclo operativo de la mina.

Los productos incorporados para poder lograr esta mejora son un cemento especial DSI de alta resistencia y rápido fraguado, más los tapones de las cámaras de pretensado, Tapones Buxplug Innicon



MEJORA DEL CICLO DE PRETENSADO DE CABLES.


SISTEMAS ESPECIALES DE PERNOS CABLES ANCLADOS POR ADHERENCIA.CABLES.

SOPROFINT


SOPROFINTSISTEMAS ESPECIALES DE PERNOS CABLES ANCLADOS POR ADHERENCIA.

CABLES.


SOPROFINT

CABLES


SOPROFINTPERNOS ANCLADOS POR ADHERENCIA.AGENTES ADHERENTES. CARTUCHOS DE RESINAS.

VENTAJAS COMPARATIVAS.•Mayor velocidad de endurecimiento, especialmente en los primeros minutos. •Mejores resistencias mecánicas a cualquier edad. •Evita errores en la dosificación por mezcla de los componentes en terreno y pérdidas de material. •No requiere de mano de obra especializada. Solamente tener claridad en los tiempos de rotación.•No requiere de maquinaria para su colocación. •Evita el escurrimiento del grout y posible desplazamiento de la barra de anclaje, incluso sobre cabeza, no requiriendo calafateo.

Dperforación = D barra + (10 a 15 ) mm.Dcartucho = D perforación – ( 6 a 8 ) mm.

Pasta resina

catalizador


SOPROFINTPERNOS ANCLADOS POR ADHERENCIA.AGENTES ADHERENTES. CARTUCHOS DE RESINAS.

Pasta resina

catalizador

4- . Colocación Tuerca

3- . Aplicación Torque

2- Colocacion Barra

1.- I nserción Cartuchos

APLICACIÓN.


SOPROFINTPERNOS ANCLADOS POR

ADHERENCIA.AGENTES ADHERENTES.

CARTUCHOS DE CEMENTO.

RESISTENCIA AL CORTE EN BARRAS HELICOIDALES ANCLADAS CON PROCRET 600

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96

Edad ( horas )

Res

iste

nci

a (

kg/c

m2

) P-600 UR

P-600 R

P-600 L

VENTAJAS COMPARATIVASRespecto a los cartuchos de resina de poliéster:

• Elimina el riesgo de falta de homogeneización y no endurecimiento por mezclado deficiente.• Permite su uso en presencia de agua a presión moderada, sin alterar sus propiedades

mecánicas.• No contamina ni emite olores o gases dañinos a la salud, por lo que no requiere de protecciones

especiales durante su manipulación.• Menor precio unitario.

Respecto a las LECHADAS DE CEMENTO tradicionales (Sistema más usado en Chile):

• Mayor velocidad de endurecimiento, especialmente en las primeras horas.• Mejores resistencias mecánicas a cualquier edad.• Evita errores en la dosificación por mezcla de los componentes en terreno y pérdidas de

material.• No requiere de mano de obra especializada.• No requiere de maquinaria para su colocación y elimina la necesidad de transporte y acopio de

materiales en terreno.• Evita el escurrimiento del grout y posible desplazamiento de la barra de anclaje, incluso sobre

cabeza, no requiriendo calafateo.


SOPROFINT

PERNOS ANCLADOS POR ADHERENCIA.AGENTES ADHERENTES. CARTUCHOS DE CEMENTO.

TipoPROCRET-600 LPROCRET-600 RPROCRET-600 UR

VelocidadNORMALRAPIDO

ULTRA RAPIDO

Tº usoALTA

MEDIA / ALTABAJA

Diámetro (mm)4038353228

Largo (mm)300300 300300 300

Consumo (cm3)377340288 241 185

APLICACIÓN.

•Sumergir los cartuchos ha utilizar por cada perforación, en un recipiente con agua limpia, y mantenerlos sumergidos hasta que dejen de burbujear (aproximadamente 1,5 minuto).

•Retirar del agua los cartuchos ya hidratados, e introducirlos dentro de la perforación, ayudándose de una varilla o utilizando una pistola de inyección.

•Colocar la barra o perno de anclaje mediante un dispositivo mecanizado (jumbo, perforadora con pie de avance, empernadora, etc.).

D perforación = D barra + (10 a 20) mm.D cartucho = D perforación - (6 a 8) mm.


SOPROFINT

3.0- Determinación de resistencias en terreno y laboratorio.

Ftensado FFaaddhheerreenncciiaa

Por equilibrio de fuerzas:Ftensado = Fadherencia

Ftensado = As * fs Fadherencia = * L * * d

Donde As = área de acerofs = tensión del acero = tensión de adherenciaL = longitud de anclajed = diámetro de la barra

EN LA PRÁCTICA GENERALMENTE LA Ftensado SE PRUEBA EN LABORATORIO Y LA Fadherencia EN TERRENO.


SOPROFINT


TERRENO.La comprobación de la fuerza axial que resiste el anclaje es un ensayo que ha sido normalizado por la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas. Consiste en someter a un perno anclado a una carga axial predeterminada mediante un equipo de tracción.

Durante la prueba se incrementa la fuerza axial de tracción, en intervalos regulares, hasta alcanzar el límite fijado previamente y constatar que se establece un equilibrio en el que se mantiene la fuerza aplicada y el perno no desliza.


SOPROFINT


LABORATORIO SPLIT BOLT (SPLIT SET).


SOPROFINT

3.0- Determinación de resistencias en terreno y laboratorio.LABORATORIO SPLIT BOLT (SPLIT SET).


SOPROFINT


LABORATORIO. SPLIT BOLT (SPLIT SET). CASO: COLAPSO EN MINA MARLIN.


SOPROFINT

3.0- Determinación de resistencias en terreno y laboratorio.LABORATORIO. CABLES.


SOPROFINT

3.0- Determinación de resistencias en terreno y laboratorio.LABORATORIO. PLANCHUELAS.


SOPROFINT

Sistema autoperforante para reforzamiento.

TÚNELESPRODUCTOS ESPECIALES.


SOPROFINT

Perno autoperforforante.

Malas condiciones de terreno. Suelos cohesivos y no cohesivos Perforaciones inestables

PERNOS AUTOPERFORANTES.


SOPROFINT

IBO - planchuela IBO - tuerca IBO - perno con hilo exterior IBO - copla con hilo interior IBO - bit de perforación



SOPROFINT



SOPROFINT

PasoAnclajes de inyección convencionales

1Perforación

Borehole drilling

2Limpieza de la perforación

Borehole cleaning

(3)Reperforación

Redrilling

4Insertar el anclaje

Anchor insertion

5Inyección

Injection

(6)Tensado

Tensioning



SOPROFINT

1 PerforaciónBorehole drilling

(6) TensadoTensioning

4 Insertar el anclajeAnchor insertion

5 InyecciónInjection

(3) ReperforaciónRedrilling

2Limpieza de la perforaciónBorehole cleaning



SOPROFINT

PasoAnclajes de inyección convencionales

1Perforacion

Borehole drilling

2Limpieza de la perforacion

Borehole cleaning

(3)Reperforación

Redrilling

4Insertar el anclaje

Anchor insertion

5Inyección

Injection

(6)Tensado

Tensioning

Paso IBO - pernos autoperforante

1

Perforación e instalación simultania

Simultaneous drilling and installation

2Inyección

Injection

(3)Tensado

Tensioning


COMPARACIÓN SISTEMA CONVENCIONAL VS AUTOPERFORANTE.


SOPROFINT

1 Perforación e instalación simultaniaSimultaneous drilling and installation

2 InyecciónInjection

(3) TensadoTensioning



SOPROFINT

Tipo de pernoAnchor type

UnidadUnit

R32L R32N R32S R38N R51L R51N

Diámetro exteriorOuter diameter [mm] 32 32 32 38 51 51

Carga máxima de extensiónMax. tensile load

[kN] 200 280 360 500 500 800

Carga de producciónYield load [kN] 160 230 280 400 450 630

PesoWeight [kg/m] 2,7 3,4 4,1 6,1 7,0 8,4

Longitudes estándares de barraStandard lengths IBO - anchor bar

[mm] 2000 3000 4000

Dimensiones estándares de planchuelaStandard dimensions IBO - anchor plate

[mm]150 x 150 x

8

180 x180 x

8

200 x200 x

10

200 x200 x

12

200 x200 x30



SOPROFINT

PasoPernos de frición convencionales

1Perforacion

Borehole drilling

2Limpieza de la perforacion

Borehole cleaning

(3)Reperforación

Redrilling

4Instalación del perno

Bolt installation

(5)

Problemas por flexión del perno

Problems due to bolt bending

PasoAT – Power SetPernos Autoperforante de Fricción

StepAT – Power-Set

Self-drilling Friction Bolts

1

Perforación e instalación simultania


SISTEMA AUTOPERFORANTE DE FRICCIÓN. POWER SET


SOPROFINT

Perno Power Set (1) Planchuela (2)

Bit de perforación (3)

Barra de perforación (4) Adaptador (6) con Anillo de Impacto (5)

Diferentes bit según las condiciones Tuned to rock mass conditions

POWER SET


SOPROFINT

Power Set bit de perforaciónPower Set drill bit

Barra de perforaciónPower Set drill rod

PlanchuelaBolt plate

Adaptador con anillo de impactoPower Set Adapter plus impact ring

Perno Power Set Power Set Friction Bolt

1

4

2

3

5

POWER SET


SOPROFINT

ParámetroParameter

UnidadUnit

Tipo 1Type 1

Tipo 2Type 2

Diámetro de tubo x espesorSteel tube diameter x wall thickness

[mm] 50 x 3.75 50 x 5.0

Característica carga máximaCharacteristic max. tensile load

[kN] 330 300

Valor de tipp para resistencia al corteGuiding value shear force (in-situ)

[kg] 370 - 470 360 - 420

LongitudDelivery length

[m] 1.0 – 4.0

POWER SET


SOPROFINT

Sistema de paraguas de tubo.


SOPROFINT

Sin soporte antes de excavar No support ahead of the face

Instalación de pilotes cortosInstallation of short spiles

Instalación de sistema de paraguas con tubos Installation of a pipe umbrella

Instalación de sistema de paraguas con tubos y pernosInstallation of a pipe umbrella and face bolts

Falla en terreno Ground Failure

PRODUCTOS ESPECIALES.SISTEMA DE PARAGUAS CON TUBOS.


SOPROFINT

PasoSistema convencional de Tubos

StepConventional Overburden Drilling Systems

1Perforación

Borehole drilling

2Limpieza de la perforación

Borehole cleaning

(3)Reperforación

Redrilling

4Instalación del tubo

Tube Installation

(5)Lechada

Grouting

Paso AT - Sistema de Tubos

StepAT - Pipe Overburden Drilling System

1

Perforación e instalación simultanea


(2)Lechada

Grouting

PRODUCTOS ESPECIALES.COMPARACIÓN SISTEMA CONVENCIONAL VS SISTEMA DE TUBOS.


SOPROFINTPRODUCTOS ESPECIALES.

COMPONENTES DEL SISTEMA DE PARAGUAS DE TUBO.

Unidad de perforación (1) Tubos (2) AT - Unidad de

Automatizacion (3) Equipo suplementario (4)

Tubo inicialInitial Casing Tube

Un bit por perforaciónSingle-use drill bit

Zapata de impactoImpact Shoe

Anillio de impactoImpact ring

Adaptador con válvula de barridoAdapter with flushingvalve


SOPROFINTPRODUCTOS ESPECIALES.

APLICACIONES.APERTURA DE TÚNELES

TÚNELES EN CONDICIONES DE TERRENOS DE MALA CALIDAD.TÚNELES EN FALLAS.AREA DE TRABAJO NO SEGURA.EXCAVACIONES EN CIUDADES.ESTABILIZACIÓN DE ZONAS COLAPSADAS.


SOPROFINT

Estándar Standard

AT 76 - 76.1 x 5.6 mm AT 89 - 88.9 x 6.3 mm AT 114 - 114.3 x 6.3 mm AT 139 - 139.7 x 8.0 mm

Diferentes dimensiones disponibles Longitud del tubos: 3.0 m

Conexión de tubos con hilos

4.0 PRODUCTOS ESPECIALES.COMPONENTES DEL SISTEMA DE PARAGUAS DE TUBO.


SOPROFINT

¡¡¡¡¡¡¡¡¡ MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN ¡¡¡¡¡¡¡

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