Soluciones de Tecnología de Materiales

Pernos Auto Perforantes MAI SDAde Atlas Copco

Un miembro del Grupo Orica

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El ancla Auto-perforante MAI de Atlas Copco es una solución para anclaje de

condiciones de suelos inestables tales como arena, grava, limo, y arcillas, y en

formaciones de rocas fracturadas suaves a medias.

Para proyectos que enfrentan tales condiciones de suelo Las anclas auto-per-

forantes MAI SDA deberían ser consideradas como la principal solución en la

productividad.

La solución MAI SDA está diseñada para una instalación optimizada, adaptada

a las necesidades del proyecto.

Al perforar un tiro en suelo que está colapsando o en roca suelta, con una var-

illa de sacrificio y una barra hueca, y después de la operación de perforación

inyectando fraguado cementoso o resina dentro de la barra hueca y en la cavi-

dad circundante, el ancla auto-perforante MAI SDA es una solución superior

en la productividad.

Un ancla auto-perforante MAI SDA esta conformada por:

una tuerca hexagonal

una placa de soporte

acoplamientos de extensión, si el ancla está conformada por varias secciones

de perno de anclaje

perno(s) de anclaje(s) hueco(s)

una varilla de sacrificio

Anclas Auto Perforantes MAI

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La ilustración anterior muestra las tres áreas de aplicación de MAI SDA.

Estabilización de pendiente

MAI SDA se utiliza para estabilizar formaciones de roca/suelo inestable.

Las condiciones de suelo no consolidado o erosionado favorece la técnica SDA

por ser un método de instalación rápido y simple comparado con los métodos

tradicionales.

Bases con micropilas

Las micropilas MAI SDA se pueden definir como pilas perforadas, compuestas

de fraguado inyectado perno de anclaje MAI SDA como refuerzo de acero.

Se pueden instalar en sitios con espacio limitado utilizando equipo de per-

foración liviano, se pueden instalar en la mayoría de las distintas condiciones de

suelo incluyendo roca y son adecuados para cargas de tensión y de compresión.

La gran ventaja es la perforación y fragua (cementada o fraga) combinada ha-

ciendo posible altas producciones de apilamiento.

Tunelería

Las anclas MAI SDA son la solución más económica para refuerzo de la circun-

ferencia de un túnel y soporte avanzado de techo para excavación de túnel en

condiciones de roca de overburden o sobrecapa y roca suave fracturada.

Aplicación de MAI SDA

Sujetador de suelo

Base para protección de

Es

tabilización de terraplén

Estructuras de muro d

e contención

Micr

opilas para base tensada.

Mic

roap

ilamiento/Apuntalam

iento de base

Mic

roap

ilamiento para prevenir f otación

Es

tabilización de portales de túnel

Mar

ch

avente, f erros para af r m

ar el techo Estabilización de frente

Perno pre anclaje

Apilamiento raíz

Anc

laje

radial sistemático

Esta

biliz

ació

n de

p

endiente

Tunelería

Base con micropilas

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Equipo MAI SDA – Varillas de sacrifcio

Varillas de sacrifcio

La varilla de sacrificio es la parte más crucial del sistema de anclaje y es respon-

sable por la productividad de la instalación. Atlas Copco MAI ofrece una amplia

gama de varillas para adaptarse mejor a la geología cambiante encontrada du-

rante los proyectos. Con el fin de mejorar el rendimiento y la rentabilidad, se

recopilan datos de proyectos llevados a cabo alrededor del mundo y se incorpo-

ran al diseño con el objetivo de mejorar el índice de penetración y la calidad de

la broca y reducir los costos por fabricación y por aplicación.

La selección de varillas

Una exitosa instalación del sistema SDA depende de la selección de la varilla

más adecuada. En comparación con los tipos de varilla convencionales ofrecidas

globalmente para un máximo rendimiento por roca o suelo, los criterios a seguir

para definir las varillas SDA deben considerar los siguientes factores:

Alta calidad para una vida útil limitada

Longitud MAI SDA instalada

Geología

Geometría

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Pernos de anclaje huecos

El perno de anclaje se caracteriza por un diámetro interno hueco para enjuague,

o perforación y fragua simultánea, y tiene un hilo izquierdo para conexión con

mecanización estándar para perforación. Esta hecho de tubería de acero de

pared gruesa estándar API, laminado en frío a un perfil de hilo de cuerda es-

tándar ISO. El proceso de laminación refina la estructura cristalina del acero,

incrementando el límite elástico, y produciendo una varilla de perforación du-

radera adecuada para un amplio rango de aplicaciones. La varilla fileteada con

hélices estándar del perno de anclaje produce un excelente lazo entre la barra y

la fragua y también permite una conexión a todas las torres de perforación Atlas

Copco y a un amplio rango de accesorios de varilla, barra de tiro.

Acoplamientos de extensión

El acoplamiento posee un diseño patentado que permite una total transmisión

de la energía entre cada barra, reduciendo pérdidas y garantizando una máxi-

ma energía de percusión en la varilla. Permite el correcto asentamiento de cada

barra dentro del conector, todas las barras son achaflanadas con precisión para

permitir que el extremo de la barra tenga contacto cuerpo a cuerpo.

Placas de soporte

Las placas de soporte son placas de acero forjada con un agujero

central, permitiendo una articulación de siete grados en todas

las direcciones. Todas las partes funcionales son constantemente

sometidas a prueba, en línea con la rigurosa política de aseg-

uramiento de la calidad de Atlas Copco.

Equipo MAI SDA - Ancla Hueca

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Tuercas hexagonales

Las tuercas hexagonales son manufacturadas con acero de alta precisión con

bordes achaflanados en ambos extremos, y templadas para cumplir con las sev-

eras demandas de las especificaciones para anclas y con las operaciones diarias

del trabajo en ambiente subterráneo. Todas las tuercas exceden la resistencia

extrema de la barra.

Anclas galvanizadas

La corrosión es un proceso

muy complejo, y los índices

de corrosión son muy duros de predecir con precisión. Sin

embargo, las evaluaciones analíticas pueden ser útiles para

recomendar la necesidad de tener pernos de anclaje prote-

gidos de corrosión. Por esta razón Atlas Copco ha desarrol-

lado una protección galvanizada en caliente contra la cor-

rosión. Todo el rango de barras y accesorios SDA se encuen-

tra disponible con esta protección de la corrosión.

MAI SDA - Equipo Adicional

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Espaciador de Abertura.

Un espaciador de abertura se encuentra disponible para aplicaciones

especializadas. Para uso general el centralizador no es necesario ya

que se engancha durante la rotación e interfiere con la circulación

de la fragua en el tiro. Sin embargo, el uso de un centralizador no

garantiza completa cobertura de la fragua a lo largo de la longitud

de la barra ya que es imposible controlar la fragua dentro del tiro.

Cajas de acoplamiento

Fabricadas de acero de pared gruesa que es mecanizado y cementa-

do, las cajas de acoplamiento son usadas en lugares donde hay mu-

cho desgaste, típicamente debajo de la transmisión del martillo. Un

torque de bloqueo es normalmente aplicado a la caja de acoplamiento en la unión permanente para evitar

que se suelte cuando se agregan barras de anclaje adicionales. Todas las cajas de acoplamiento son entrega-

das con un puente para actuar como una detención central. Cuando se utiliza un reductor, es decir,vástago

R38 para transmisión para instalar la barra de ancla R32, se debería aplicar un torque de bloqueo al ex-

tremo de R38 para evitar que la barra R32

vaya a la cámara R38. No es recomendable

aumentar los mecanismos de transmisión

ya que el torque adicional sobrecarga a la

menor transmisión.

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Vástagos

Percusión giratoria es el método preferido de insta-

lación. Un martillo hidráulico o un martillo neumático

es lo adecuado. Para transferir la rotación y percusión

desde el martillo a los sistemas de la barra, se necesita

un adaptador de vástago. Atlas Copco ofrece un am-

plio rango de distintos adaptadores de vástagos para

distintos martillos.

Acoplamiento de fragua

Después de usar los medios estándares de enjuague

(agua o aire), se debe llevar a cabo la fragua. Para

conectar la manguera para la fragua desde la bomba

con la barra de la ancla, se debe usar el acoplamiento

de la fragua. El acoplamiento de la fragua va a ser

removido y reutilizado después que se haya llevado a

cabo el proceso de fragua.

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Instalación manual

El esquema anterior explica las etapas en el trabajo para la instalación manual de las anclas MAI SDA.

Instalación semi-mecanizada

La industria del anclaje o bulonaje tiene una demanda por mayor eficiencia y calidad en la instalación de

pernos. Además cada vez se vuelve más importante una mayor seguridad mediante la minimización del trabajo

en áreas sin protección para los contratistas cuando instalan pernos en condiciones difíciles de roca/suelo.

Un cambio desde el método convencional post fragua a una instalación semi-mecanizada utilizando el mé-

todo Adaptador Integrado de Inyección Rotatoria (IRIA por Integrated Rotary Injection Adapter) entrega un

proceso adaptable de instalación, que ofrece un solución mejorada y como tal brinda valor agregado al cliente:

La instalación SDA viene a ser un ciclo de trabajo que se realiza solamente por el mecanismo de perforación.

No hay ciclo adicional de trabajo por post fragua

Menor costo de operación por equipo adicional (plataformas de trabajo, etc.)

Mejor ajuste del proceso de instalación respeto a la geología cambiante

Selección flexible y ajuste del medio de enjuague, de acuerdo a lo necesitado (agua, aire o fragua)

Instalación MAI SDA

Guía

Fragua

Agarre Extensión Perforación a través

Poniendo bajo tensión con

tuerca

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Mejor calidad de fragua

Mejor relleno de anillo de tiro debido al proceso inmediato de mezcla

Transferencia consistente de carga sobre toda la longitud del perno entre suelo/roca y perno

Mejoramiento en la protección contra la corrosión extendiendo la vida útil

La opción de introducir estabilización de alta velocidad de suelos con SDA versus soluciones

de perforación de tiro cubierto

No se necesita de equipo de perforación separado, la misma dotación de personal

No subcontratistas y no inversiones en equipo capital

Entregando tecnología para introducir formulas de fragua de conservación de alta velocidad

Las contrapresiones durante una fragua pueden ser absorbidas por el mecanismo de perforación y por el

boomer, permitiendo así mayores presiones de fragua y permitiendo menores factores W/C que reduzcan

el tiempo de conservación (curing time), entregando una carga de SDA antes y más alta, resultando en

menor periodo de tiempo de excavación

Instalación MAI SDA

Guía Agarre

Fragua con IRIA

Extensión Perforación a través

Poniendo bajo tensión con

tuerca

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Datos Técnicos

* Por favor encontrar más detalles respecto a las varillas en nuestro folleto “Pernos Auto Perforantes MAI - Especificaciones SDA y Accesorios.“

Unit R32 L R32 N R32 S R38N R51L R51 N T76 N T76 S

Pernos de Anclaje

Diámetro exterior mm 32 32 32 38 51 51 76 76

Diámetro interno mm 21,5 18,5 15,0 19,0 36,0 33,0 51,0 45

Área de corte transversal mm2 304 396 488 717 776 939 1835 2400

Máximo esfuerzo de tracción (tensión) kN 210 280 360 500 550 800 1600 1900

Carga de deformación kN 160 230 280 400 450 630 1200 1500

Peso por m kg 2,9 3,4 4,1 6,0 7,0 8,4 15,0 19,7

Acoplamientos de extensión

Diámetro mm 42 42 42 51 63 63 95 95

Longitud mm 145 145 190 220 140 190 200 200

Peso kg 0,8 0,8 1,0 1,7 1,2 1,9 6,4 6,4

Tuercas Muttern

Tamaño clave mm 46 46 46 50 75 75 100 100

Longitud mm 45 45 45 50 70 70 80 80

Peso kg 0,4 0,4 0,4 0,4 1,6 1,6 3,6 3,6

Placas de anclaje

Dimensiones mm 150x150 200x200 200x200 200x200 200x200 250x250 250x250 250x250

Espesor mm 8 10 12 12 30 40 40 60

Diámetro del orificio mm 35 35 35 41 60 60 80 80

Peso kg 1,4 3,1 3,7 3,6 8,8 18,5 18,0 26,9

Bohrkronen Varillas*

X Varilla transversal forjada R32/51 R32/51 R32/51 - - - - -

XX Varilla transversal de dos fases - - - R38/110 R51/110 R51/110 T76/175 T76/175

EX Varilla transversal endurecidaR32/51R32/76

R32/51R32/76

R32/51R32/76

R38/76R38/90

- - T76/130 T76/130

EXX Varilla transversal de carburo de R32/51 R32/51 R32/51 - - - - -

EC Varilla tri-creciente endurecida R32/51 R32/51 R32/51 - - - - -

ECC Broca tri-creciente de carburo de R32/51 R32/51 R32/51 - - - - -

EY Varilla tri-creciente endurecida R32/76 R32/76 R32/76 R38/76 - - - -

EYY Varilla tri-creciente endurecida R32/76 R32/76 R32/76R38/76R38/90

- - - -

ES-F Varilla de botón endurecida R32/51 R32/51 R32/51 R38/76 R51/110 R51/110 - -

ES-D Varilla de botón endurecida - - - - R51/115 R51/115 - -

ESS-FVarilla de botón de carburo de tungsteno

R32/51 R32/51 R32/51 R38/76 R51/110 R51/110 T76/120 T76/120

ESS-DVarilla de botón de carburo de tungsteno

- - - R38/115 R51/115 R51/115 - -

Cabezal de transmisión

R32/65 R32/65 R32/65 - - - - -

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Septiembre 2009

Cooperación de Ingeniería de Exploración y

Geotécnica de Atlas Copco, Märsta, Suecia y

de Minova International, Melbourne, Australia

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