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CAPITULO V5.- EQUIPOS E INSTRUMENTOS

En el presente Capitulo se detalla una serie de equipos e instrumentos deLaboratorio de Mecánica de Rocas.

5.1.- PREPARACION DE PROBETAS:

La preparación de probetas, de muestras rocosas y minerales, se realiza

mediante la Sonda Sacatestigos y la Cortadora de Disco Diamantino con susrespectivos accesorios.

5.1.1.- SONDA SACATESTIGOS

La sonda sacatestigos tiene como objetivo primordial la obtención de probetasde roca y/o mineral, En la Foto Nº 1 se aprecia la sonda sacatestigosperforando una muestra de acuerdo al programa de ensayos a ejecutarse paraun determinado Estudio de Mecánica de Rocas. Esta maquina se caracterizapor ser manual y automática.

Foto Nº 1

En la Foto Nº 2 se aprecia la Maquina Sonda Sacatestigos refrentando unaprobeta para ser ensayada de acuerdo a los estándares el ISRM., por ejemplo:

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para el ensayo de Compresión Simple y/o Uniaxial, para el ensayo deConstantes Elasticas, para el ensayo Triaxial. Donde se requiere que las basessuperior e inferior de las probetas, tienen que estar refrentadas, por la razón

que al momento de ejecutar el ensayo la carga aplicada debe seruniformemente repartida en toda la superficie de ambas bases.

Foto Nº 2 En la Foto Nº 3 se aprecia Brocas de diferentes diámetros (2”, 3”, 3.5”, 4”, 5”),Nivelador, tornillo de ajuste para cada diámetro de probeta, ajustador detuercas, refrentadora y accesorio para refrentar.

Foto Nº 3

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En la Foto Nº 4 se aprecia el equipo completo para el refrentado, que se instalaen la Sonda Sacatestigos.

Foto Nº 4

5.1.2.- CORTADORA DE DISCO DIAMANTINO

El objetivo de la Cortadora de disco diamantino es dimensionar a cada probetade roca y/o mineral, en su longitud en relación a su diámetro, que resulta de laperforación con la sonda sacatestigos, de acuerdo a los estándares (Relaciónde Esbeltez) de cada uno de los ensayos ha ejecutarse en el programaplanificado.

En la Foto Nº 5 se puede apreciar a la Cortadora de disco diamantino, maquinaque se caracteriza por ser manual y automática.

Foto Nº 5

En la Foto Nº 6 se aprecia una probeta rocosa cortándose de acuerdo a surelación de esbeltez (L/D), sobre la cual será realizado el ensayo de laboratoriopara la determinación de sus propiedades fisico-mecanicas.

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Foto Nº 6

5.2.- ENSAYOS Y MEDICIONES EN LABORATORIO

5.2.1.- PROPIEDADES FÍSICAS

La determinación de las propiedades físicas se basa en el establecimiento delos pesos y volumen de la probeta de roca y/o mineral, siendo los equipos yaccesorios en la mayoría de los casos los de un laboratorio químico y/ometalúrgico. Y están constituidas por:

Una balanza de precisión en grs.Un horno ventilado.Vasos de precipitación.Lunas de reloj.Tenazas de fierro.Agua destilada.

5.2.2.- PROPIEDADES MECANICAS

5.2.2.1.- MAQUINA DE COMPRESIÓN DE ROCAS

La determinación de las propiedades mecánicas, como es el caso de losensayos de compresión simple y/ uniaxial, ensayo de tracción indirectabrasilero, ensayo Triaxial, ensayo para la determinación de constanteselásticas, son ejecutados en la Maquina de Compresión de Rocas, con lafinalidad de determinar las características de deformabilidad y de rotura de laroca y/o mineral, en compresión.

En la Foto Nº 7 se aprecia a la maquina de compresión de rocas, consta de trespartes importantes al lado derecho un tablero decontrol de carga; caracterizada por su capacidad de carga en este caso lamaquina tiene una capacidad de 100 Tn. métricas, en el centro se ubica laparte de la maquina donde se ejecutan los ensayos, caracterizado por doscolumnas con roscado sin fin y un puente con sus respectivos platos paraejecutar el ensayo y en la parte izquierda se encuentra un tablero donde seencuentra los manómetros y llaves para ejecutar el ensayo Triaxial, con su 

respectivo compresor, esta maquina se caracteriza por ser alimentada porcorriente eléctrica trifásica.

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Foto Nº 7

5.2.2.2.- MAQUINA DE CORTE DIRECTO

En esta maquina portátil se ejecuta el ensayo de corte directo sobrediscontinuidades, cuyo objetivo es la determinación de los parámetrosfriccionantes: Cohesión “C” y ángulo de fricción “øi” basica y residual.

En la Foto Nº 8 se puede apreciar la maquina de corte directo, constituida pordos gatas hidráulicas, una caja metálica para los moldes de concreto, con susrespectivos accesorios.

Foto Nº 8

5.2.2.3.- MAQUINA DE CARGA PUNTUAL

Esta Maquina portátil se caracteriza por ser una pequeña prensa hidráulicaprovista de “conos de carga” entre cuyos vértices se colocan probetas de roca y/o mineral, sometiéndolas a cargas compresivas, según la disposición de laprobeta entre conos se mide ya sea el índice Franklin o el índice Louis, éstosasisten al ingeniero en la caracterización de la resistencia mecánica ycomportamiento más probable de la roca, puesto que pueden ser

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correlacionados experimentalmente a la resistencia compresiva uniaxial y a laresistencia a la tracción.

En la Foto Nº 9 se puede apreciar la maquina portátil de carga puntual, cuyoscomponentes son: la gata hidráulica, un manómetro de lectura de carga en lbs,un ajustador de la probeta.

Foto Nº 9

5.3.- ENSAYOS Y MEDICIONES IN-SITU

5.3.1.- SISMOGRAFO

Utilizando ondas ultrasónicas que se hacen propagar en el medio rocoso, serealizan mediciones de las velocidades de ondas longitudinales y transversales,a partir de los cuales se determinan las constantes elásticas dinámicas: Modulode Elasticidad Dinámico “Ed” y Relación de Poisson Dinámico “?d”. Se usa paratal fin un sismógrafo que puede efectuar mediciones en la misma operaciónminera.

En la Foto Nº 10, se aprecia el sismógrafo en el tajo Raúl Rojas de la Unidadminera de Cerro de Pasco, durante la fase minera unitaria de Voladura.

Foto Nº 10

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5.3.2.- MAQUINA DE ARRANQUE DE PERNOS

La maquina de arranque de pernos permite determinar la capacidad de carga ode anclaje de los pernos de roca (anclaje puntual o repartido) en undeterminado macizo rocoso, mediante el ensayo del “Pull Test”, esta capacidadde anclaje de un perno de roca (Rock Bolt), esta determinado por 4 aspectosimportantes: Longitud del perno, diámetro del taladro, tiempo de instalación ycalidad del macizo rocoso, además permite controlar su comportamiento delperno de roca durante y después de su instalación.

En la Foto Nº 11 se aprecia a los componentes de la maquina de arranque depernos (Rock Bolt Tester), la gata hidráulica, los puentes, bomba

hidráulica, pistón con el arrancador del perno y un guía de orientación de laperforación del taladro.

Foto Nº 11

En la Foto Nº 12 se aprecia el ensayo de arranque de pernos en la minaHuanzala de la Compañía Minera Santa Luisa, ensayo ejecutado sobre unperno cementado en el Nivel APN, Nivel principal de extracción.

Foto Nº 12

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5.3.3.- EXTENSOMETRO DE VARRILLAS E INCLINOMETRO

Las mediciones de desplazamientos en el interior del macizo rocoso se realizancon el fin de controlar los desplazamientos o movimientos relativos dentro delmacizo rocoso asociados con problemas de inestabilidad o durante la ejecuciónde labores mineras subterráneas y superficiales, instrumentándose taladros degran profundidad, utilizando un Extensometro Mecánico y/o Hidráulico deVarillas de Anclaje Múltiple, con el cual se evalúa los desplazamientos midiendolos cambios progresivos de la componente axial de la deformación y unInclinómetro para evaluar

los desplazamientos horizontales, a través de los cambios progresivos en el

ángulo de inclinación del taladro vertical instrumentado, producido comoresultado de la deformación de la masa rocosa.

5.3.4.- EXTENSOMETRO

En la Foto Nº 13 se aprecia a los componentes del extensometro hidráulico devarillas y sus accesorios, tubo de anclaje, placas de medición y dirección,equipos de medición, gata hidráulica y cableado, accesorios de la cabeza delectura.

Foto Nº 13

5.3.5.- INCLINÓMETROS

En la Foto Nº 14 se aprecia a los componentes del inclinómetro y susaccesorios: canales de aluminio, instrumento de medición, batería, instrumentode lectura, cables y accesorios de medición.

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Foto Nº 14

5.3.6.- EXTENSOMETRO DE CINTA Y BARRA TELESCOPICA

El objetivo es medir la convergencia o expansión, es decir las variaciones de las

distancias en función del tiempo, entre los puntos de referencia situados sobreel contorno de una excavación  subterránea, siendo estas medicionesimportantes para el control de deformaciones en estudios relacionados alcomportamiento del macizo rocoso y al diseño de excavaciones subterráneas :utilizando el extensometro de cinta y la Barra telescópica extensometrica.

5.3.6.1.- EXTENSOMETRO DE CINTA

En la Foto Nº 15 se aprecia, ejecutándose mediciones de convergencia, utilizando el extensometro de cinta, en el by pass 725, de la Rampa norte del

Nivel 1870, de la mina San Vicente de la Compañía Minera San Ignacio deMorococha.

Foto Nº 15

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5.3.6.2.- BARRA TELESCOPICA EXTENSOMETRICA

En la Foto Nº 16 se aprecia, realizándose mediciones entre dos puntos (techo-

piso) de la labor minera subterránea, con la Barra telescópica extensometrica,con el objeto de ver su comportamiento del techo respecto al piso de laexcavación, dichas mediciones se realizan en la Mina Juanita de la CompañíaMinera Perubar S.A.

Foto Nº 16

5.3.7.- MARTILLO SCHMIDT DE DUREZA

Denominado también esclerómetro o martillo estandarizado, nos permiteobtener valores de dureza de la roca por el procedimiento del rebote; con el finde determinar en forma rápida valores aproximados de parámetros de diseñocomo la estimación de la resistencia compresiva, en función a la densidad de laroca.

5.3.8.- PIEZOMETROS

Un sistema adecuado de instalación y diseño de piezómetros proporcionaráinformación para tomar decisiones referentes a:- Propiedades geológicas e hidrológicas de acuíferos.- La superficie potenciométrica del acuífero de interés.- Datos sobre la calidad del agua a lo largo de la vida de la mina.- Migración de contaminantes tales como drenaje de aguas ácidas.- La necesidad de piezómetros adicionales o el abandono deaquellos existentes.

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5.3.9.- ESTACION TOTAL

El control de la Subsidencia (Estabilidad de taludes, control superficial de

labores mineras subterráneas), juega un papel muy importante en el procesode extracción de minerales. Existen varias fuentes que pueden producir elcolapso total o parcial de un determinado sector de la operación, el cual asu vez alteraría elproceso de producción. Es necesario llevar un control continuo de estosefectos, ya que al no poder ser evitados pueden al menos ser controlados. Unade las técnicas que es muy conveniente aplicar es los puntos de monitoreo, yaque cada uno de estos refleja en forma rápida y eficaz la tendencia aldesplazamiento de los bloques de material a los que representan. El problemaconsistirá en la velocidad con la cual serán procesados los datos obtenidos enel campo y la interpretación de estos. Para lo cual se hará uso de una estacióntotal, constituida por un teodolito electrónico, un distanciometro, prismas, portaprismas, trípodes y demás accesorios de topografía.

En la Foto Nº 17 se aprecia el punto fijo (punto Nº1), del control de subsidenciaen la mina Graciela, para el control del comportamiento de las labores minerassubterráneas de la mina Juanita (Block 18),

Foto Nº 17

En la Foto Nº 18 se aprecia los puntos de monitoreo, del blocK 18, ubicados enlos bordes de la carretera central, mediante prismas.

Foto Nº 18

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