Propiedades Pernos de Roca Inflables

1

PROPIEDADES MECANICAS Y DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABES CARGADOS Y DESCARGADOS MSc. Ing. Emiliano Mauro Giraldo Paredez Docente de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM)

I. INTRODUCCION

Entre los meses de Setiembre de 2010 y Abril de 2011, se desarroll un trabajo de investigacin sobre las cualidades de sostenimiento de 4 tipos de pernos de roca, entre ellos: Split Sets, Barras Helicoidales, Hydrabolts y Swellex, para lo cual, se hicieron las pruebas de arranque (pull test) en la Unidad Minera Reliquias de la Cia. Minera Castrovirreyna (Huancavelica). Entre los 4 tipos de pernos estudiados, los que demostraron tener mayor capacidad de anclaje, fueron los Hydrabolts (Giraldo, 2011). Esa ventaja comparativa, es la que motiv para realizar la presente investigacin, sobre las causas por las cuales, los Hydrabolts tienen mayor capacidad de sostenimiento que sus similares.

Con el propsito antes indicado, se plante hacer un estudio comparativo de la resistencia a la compresin y deformacin de los pernos Hydrabolts, su capacidad de sostenimiento, entre otros. Para lo cual, en atencin a nuestra solicitud, la Ca. New Concept Mining, puso a nuestra disposicin 36 pernos Hydrabolt de 6 pies, los que luego de inflarlos a 25 MPa, 18 quedaron con agua a presin en su interior (cargados) y los 18 restantes sin agua (descargados). Las pruebas de compresin se llevaron a cabo en el Laboratorio de Materiales de la Pontificia Universidad Catlica del Per (PUCP), que cuenta entre otras, con la prensa hidrulica marca Zwick / Roell modelo SP 600, que tiene una capacidad de carga de 600 KN (60 TM).

Previamente se estableci, que las pruebas se llevaran a cabo en 6 posiciones sobre los pernos, 3 con la costura de la soldadura en posicin horizontal (0) y 3 en posicin vertical (90), para las 2 condiciones cargado y descargado, y a fin de establecer una base de datos que den resultados confiables, se hicieron 3 pruebas de cada caso, totalizando 36 pruebas y en ningn caso, se hizo ms de una prueba sobre un mismo perno. Las posiciones donde comprimieron las mordazas de la prensa, se marcaron adecuadamente a 16 cm de cada extremo y uno al centro. Adicionalmente, se hizo un ensayo sobre un Swellex Estndar inflado (Atlas Copco, 2010; Ros, 2005).

Para las pruebas de compresin de los Hydrabolts cargados, se limit a 400 KN de carga,

por temor del personal de laboratorio de la PUCP a que estallen violentamente, sin embargo, slo un Hydrabolt se destruyo, el resto solo qued deformado sin llegar a destruirse. En caso de los Hydrabolts descargados, las cargas mximas aplicadas estuvieron por el orden de 50 KN. Los resultados de los ensayos fueron reportados por la PUCP; para el caso de los Hydrabolts cargados nicamente report la mxima carga aplicada ms no el lmite elstico; pero en el caso de los Hydrabolts descargados, adems de ello, report las cargas en el lmite elstico.

Con los datos reportados por la PUCP y los registrados por el autor, se hicieron los clculos y anlisis para establecer las bondades de estos elementos de sostenimiento. Entre otros aspectos, se analizaron la deformacin diametral de los pernos, tanto vertical como horizontal, las cargas en el lmite elstico y mximas aplicadas, lmite elstico en caso de los Hydrabolts cargados, capacidad de recuperacin de forma y deformaciones diferenciales.

Los resultados indican que los pernos Hydrabolts cargados tienen mayores ventajas que los descargados, incluyendo al Swellex (similar a un hydrabolt descargado) en cuanto a capacidad, resistencia, deformacin y recuperacin de forma como de detalla en los captulos II, III, IV y V. En base a lo detallado en dichos captulos, se arriban a las conclusiones que se presenta en el captulo VI.

II. ASPECTOS GENERALES

2.1 OBJETIVO DEL ESTUDIO 1) Determinar la deformacin diametral de

los pernos Hydrabolts al aplicar compresin.

2) Determinar el comportamiento de los pernos Hydrabolts cargados y descargados.

3) Comparar la capacidad de sostenimiento de los Hydrabolts cargados y descargados.

2.2 La capacidad de anclaje de los pernos

Hydrabolts, se debe al agua a presin retenida en su interior.

2.3 CARACTERISTICAS DE LOS PERNOS HIDRABOLTS UTILIZADOS Los 48 pernos Hydrabolts usados para las

pruebas fueron proporcionados por la Ca. New Concept Mining Per, del modelo HYDRABOLT 29 (New Concept Mining, URL 2010), con 29 mm de dimetro y todos de 6 pies de longitud (1,8 m) y espesor de la pared del tubo de 2 mm.

2

Foto N 2-1: Marcado de los pernos Hydrabolts cargados y

descargados en su cabeza

Foto N 3-2: Cola del Hydrabolt en compresin con soldadura a 90 (cdigo CO-90-2)

III DISCUSION DE LOS RESULTADOS 3.1 DEFORMACIN VERTICAL DE LOS

HYDRABOLTS BAJO LA PRENSA Como puede observarse en dichos

grficos, la carga pico alcanzado con los Hydrabolts cargados es alrededor de 400 KN y esto por suspensin de las pruebas antes que el perno se destruya, mientras que en los descargados fue alrededor de 50 KN o sea 8 veces menor.

Adicionalmente, haciendo el anlisis para cargas comunes de 0, 20 y 40 KN (nicos valores comunes que pueden ser comparados) a ambas condiciones de los Hydrabolts, cargados y descargados, se obtienen los valores que presenta el cuadro N 3-1, destacando que para 40 KN de carga los Hydrabolts cargados se encuentran en estado de deformacin elstica, mientras que los descargados en deformacin plstica, graficando los valores mostrados en dicho cuadro se obtiene el grfico N 3-3, donde se visualiza que las reducciones diametrales de los Hydrabolts descargados son ms vertiginosas que las de los cargados.

Grfico N 3-1: Deformacin diametral de los pernos

Hydrabolts cargados Vs. Carga aplicada en sus diferentes tramos ensayados.

Grfico N 3-2: Deformacin diametral de los pernos

Hydrabolts descargados Vs. Carga aplicada en sus diferentes tramos ensayados

3.2 CARGAS Y DEFORMACIONES EN EL

LIMITE ELASTICO DE LOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

En vista de que la PUCP no report los lmites elsticos para el caso de los Hydrabolts cargados, indicando que su comportamiento era atpico, por lo cual, fue necesario hacer una anlisis diferencial de su deformacin, cuyo resultado se presenta en el grfico N 3-4, del que se puede deducir que la carga en el lmite elstico para los Hydrabolts cargados es 120 KN, casi en todos los casos (salvo con un valor errtico de 100 KN para en ensayo en el centro del Hydrabolt con la lnea de soldadura en posicin horizontal). Las cargas en el lmite elstico para los Hydrabolts descargados fueron reportadas por la PUCP.

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

Deformacin(aplastamiento)

(mm)

Cargaaplicada(kN)

DEFORMACINVERTICALDELOSHYDRABOLTSCARGADOSVsCARGAAPLICADA

Cabezasoldadurahorizontal(0)

20

25

30

35

40

45

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Deformacinde

lperno

(aplastamiento)

(mm)

Cargaaplicada(kN)

DEFORMACINVERTICALDELPERNOVsCARGAAPLICADA

CabezaconsoldadurahorizontalCabezaconsoldaduraverticalCentroconsoldadurahorizontalCentroconsoldaduraverticalColaconsoldadurahorizontalColaconsoldaduravertical

3

Cuadro N 3-1: Deformacin diametral para cargas de 0, 20 y 40 KN sobre Hydrabolts cargados y descargados en funcin de la posicin de compresin

Posicin de la compresin

Deformacin diametral en funcin de la carga aplicada

(mm) 0 20 40

Cabeza con soldadura horizontal cargado 40,30 38,71 37,46

Cabeza con soldadura vertical argado 40,30 37,62 35,91

Centro con soldadura horizontal cargado 40,50 39,02 37,79

Centro con soldadura vertical cargado 40,50 39,25 38,28

Cola con soldadura horizontal cargado 40,90 39,25 37,97

Cola con soldadura vertical cargado 40,90 38,58 37,27

Cabeza con soldadura horizontal descargado 40,10 38,59 33,07

Cabeza con soldadura vertical descargado 40,10 37,78 34,90

Centro con soldadura horizontal descargado 41,10 39,72 37,34

Centro con soldadura vertical descargado 41,10 38,55 34,96

Cola con soldadura horizontal descargado 40,50 39,11 37,09

Cola con soldadura vertical descargado 40,50 38,90 36,13

Grfico N 3-3: Variacin del dimetro en diferentes zonas

de los Hydrabolts cargados y descargados para cargas hasta 40 KN

En base a la informacin anterior, se

obtiene el grfico N 5-5, donde se observa la gran diferencia que existe entre el comportamiento de los Hydrabolts cargados respecto a los descargados. La carga promedio en el lmite elstico sera 120 KN y 36,8 KN, para los Hydrabolts cargados y descargados respectivamente, es decir los Hydrabolts cargados son 326 % ms resistentes a la deformacin que los descargados. Esto significa que si un Hydrabolt cargado es aplastado por un

bloque de roca de hasta 12 TM, no sufrir deformacin, mientras que el descargado quedar completamente aplastado y de estar instalado dentro del taladro, quedar deformado perdiendo su capacidad de anclaje, este caso equivaldra al comportamiento del Swellex.

Grfico N 3-4: Deformacin diferencial de los dimetros de los

Hydrabolts Vs. carga para visualizar el lmite elstico

Grfico N 3-5: Cargas en el lmite elstico de los Hydrabolts

cargados y descargados en sus diferentes zonas

Asimismo, el grfico N 3-6 ilustra las deformaciones de los Hydrabolts en su lmite elstico, donde se puede destacar que, a pesar de la baja carga (36,8 KN en promedio) a la que los Hydrabolts descargados alcanzan el lmite elstico, su deformacin ya es muy superior al de los Hydrabolts cargados que alcanzan el lmite elstico a 120 KN de carga. Tal es as que, en promedio hay una diferencia de deformacin entre los cargados y descargados de 6 mm, es decir, la deformacin de los Hydrabolts descargados es 120 % mayor. Esta propiedad de los Hydrabolts cargados, garantizarn un anclaje permanente y constante del macizo rocoso, toda vez que generarn un perfecto arco de sostenimiento y los efectos de las ondas vibracionales de las voladuras sern absorbidos y

41.10

39.72

37.34

30.00

32.00

34.00

36.00

38.00

40.00

42.00

0 20 40

Redu

ccionde

ldimetro

(mm)

Cargaaplicada(kN)

DEFORMACIONDIAMETRALDELHYDRABOLTVsCARGAAPLICADA

cabezaconsoldadurahorizontalcargadoCabezaconsoldaduraverticalcargadoCentroconsoldadurahorizontalcargadoCentroconsoldaduraverticalcargadoColaconsoldadurahorizontalcargadoColaconsoldaduraverticalcargadoCabezaconsoldadurahorizontaldescargadoCabezaconsoldaduraverticaldescargadoCentroconsoldadurahorizontaldescargadoCentroconsoldaduraverticaldescargadoColaconsoldadurahorizontaldescargadoColaconsoldaduraverticaldescargado

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

Dife

rencialdede

form

acin(m

m)

Carga aplicada (kN)

DIFERENCIALDELAEFORMACINVERTICALDELHYDRABOLTCARGADOVsCARGA

Centrosoldadurahorizontal(0)

Cabezasoldaduravertical(90)

Centrosoldadurahorizontal(0)

Centrosoldaduravertical(90)

Colasoldadurahorizontal(0)

Colasoldaduravertical(90)

120.0 120.0 120.0 120.0 120.0 120.0

33.7 38.8 36.5 38.8 36.0 37.1

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

Cabezaconsoldadurahorizontal

(0)

Cabezaconsoldadura

vertical(90)

Centroconsoldadura

horizontl(0)

Centroconsoldadura

vertical(90)

Colaconsoldadurahorizontal

(0)

Colaconsoldadura

vertical(90)

Cargaap

licad

a(kN)

Posicindelacompresin

CARGAENELLIMITEELASTICOVsPOSICINSOBREELPERNO

Hydraboltscargados

Hydraboltsdescargados

4

amortiguados convenientemente sin afectar la calidad de anclaje de los Hydrabolts cargados.

Grfico N 3-6: Deformacin diametral de los Hydrabolts

cargados y descargados en su lmite elstico de acuerdo a la posicin de la compresin

3.3 DEFORMACIN DIAMETRAL Y SU

RECUPERACION EN LOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

Este anlisis se ha realizado para las

cargas mximas aplicadas tanto a los Hydrabolts cargados como descargados. La carga pico aplicada a los Hydrabolts cargados alcanz un poco ms de 400 KN, mientras que en los descargados 50 KN. En el grfico N 3-7, se puede apreciar que, a pesar que la deformacin en los Hydrabolts cargados es mayor, su recuperacin es superior a la de los Hydrabolts descargados.

Por ejemplo, durante la compresin en la

cola de los pernos con la lnea de soldadura horizontal: En el caso de los Hydrabolts cargados, en la prensa (400 KN de carga) se registr un aplastamiento equivalente a 18,05 mm, pero luego de retirarlo de ella se registr 32,58 mm, es decir, recuperaron en 14,53 mm su forma inicial; mientras que para los Hydrabolts descargados, en la prensa (50 KN de carga) se registr 23,10 mm y fuera de ella 27 mm (se recuper en 3,9 mm). Esto significa que el Hydrabolt cargado tiene una capacidad 373 % mayor que el Hydrabolt descargado o Swellex para recuperar su forma. Esta caracterstica ratifica una vez ms, las cualidades de sostenimiento de los Hydrabolts cargados, detallados en el punto anterior.

Grfico N 3-7: Recuperacin de forma por los Hydrabolts

cargados y descargados para las cargas pico aplicadas en diferentes zonas del perno.

3.4 RECUPERACION DE FORMA DESPUES

DE LA CARGA PICO El presente anlisis se ha hecho analizando las diferenciales de deformacin correspondientes a las carga pico aplicadas en las zonas establecidas sobre los Hydrabolts. As, para los Hydrabolts cargados a una carga de 400 KN y para los descargados 50 KN, ambos casos en deformacin plstica; a pesar de esa diferencia de carga sometida en caso de los cargados (800 % mayor) respecto a los descargados, los Hydrabolts cargados recuperan su forma en promedio 12 mm, mientras que los Hydrabolts descargados lo hacen en 5,4 mm, valor que es menos de la mitad del caso del Hydrabolt cargado, como ilustra el grfico N 3-8. 5.5 ANALISIS COMPARATIVO FINAL Y

SIMULADO DE LOS PERNOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

Con lo tratado en los captulos y tpicos anteriores, y con la idea de ilustrar mejor las cualidades de los pernos Hydrabolts cargados y descargados, se ha elaborado las lminas N 2, 3 y 4, presentados en los anexos D, E y F, simulando un sostenimiento idealizado en un tnel, cuya explicacin resumida se presenta en el cuadro N 3-2. Finalmente, todo lo antes expuesto se sintetiza en el cuadro N 3-3, que resume las caractersticas ms importantes y cualidades de sostenimiento de los pernos Hydrabolts cargados y descargados.

30.79

28.63

30.93

31.74

31.2130.60

37.3

35.1

38.3

33.7

38.037.5

26.00

28.00

30.00

32.00

34.00

36.00

38.00

40.00


(0)

Cabezaconsoldaduravertical(90)

Centroconsoldadurahorizontl

(0)

Centroconsoldaduravertical(90)


(0)

Colaconsoldaduravertical(90)

Deformacin

diametral(mm)

Posicindelacompresin

DEFORMACINDIAMETRALENELLIMITEELASTICOVsPOSICINDELACOMPRESION

Hydraboltscargados

Hydraboltsdescargados

17.8919.45

17.4018.73 18.05 18.29

26.95

30.59

28.64

30.04

32.58 32.58

22.72

24.51

22.26 22.3623.10 22.70

26.81 30.0128.72

30.74

27.00 26.92

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00


(0)



(0)



(0)


Deformacindiam

etral(mm)

Posicindelacompresinensobreelperno

DEFORMACIONDIAMETRALBAJOLAPRENSAYFUERADEELLAVsPOSICIONDELACOMPRESIN

CargadobajolaprensaCargadofueradelaprensaDescargadobajolaprensaDescargadofueradelaprensa

5

Grfico N 3-8: Valores de recuperacin de forma despus del

sometimiento de los Hydrabolts cargados y vacos a cargas pico bajo la prensa: cargados a 400 KN y Descargados a 50 KN de acuerdo a la posicin de la deformacin.

Cuadro N 3-2: Explicacin sucinta del contenido de las

lminas N 2, 3 y 4 (anexos ) Suponiendo que los bloque inestables B1, B2 Y B3 pesan 12 TM cada uno y que los bloques B2 y B3 estn separados por una fisura sub vertical, luego se tiene la siguiente comparacin: PERNOS HYDRABOLTS

CARGADOS PERNOS HYDRABOLTS

DESCARGADOS Si el bloque B1 de 12 TM se apoya sobre el Hydrabolt cargado, no le suceder absolutamente nada, dado que se encuentra en su lmite elstico (120 KN). Por consiguiente, el bloque no se desplazar ms de 1 mm, pero gracias a la actuacin del Hydrabolt vecino, se anular ese mnimo desplazamiento, mejor dicho se compensar por dicha actuacin.

Si el bloque B1 que pesa 12 TM se apoya sobre el Hydrabolt descargado o Swellex, los aplastar completamente, dado que sus lmites elsticos son 3,68 y 3,9 TM respectivamente; sin posibilidad de recuperar su forma, por haber superado en ms de 3 veces su lmite elstico. Por consiguiente, el bloque B1 descender una altura equivalente al aplastamiento de estos pernos, es decir, no menos de 17 mm.

El bloque B2 gracias a las fuerzas compresivas de los Hydrabolts vecinos, la fisura no se ensanchar, en consecuencia, el bloque B2 no se mover de su lugar.

Como consecuencia del desplazamiento del bloque B1 (no menos de 17 mm), la fisura entre los bloques B2 y B3 se ensanchar, porque los pernos vecinos son incapaces de producir fuerzas compresivas. Como consecuencia de ello, el bloque B2 sufrir un corrimiento e inclusive aplastando al Hydrabolt adyacente con un componente de su peso.

Como hay una cooperacin de Hydrabolt a Hydrabolt, el bloque B3 no se mover de su lugar, dado que las fuerzas compresivas entre los pernos, evitan que las fisuras se ensanchen.

Como se ha sentado el bloque B1 y consecuentemente el bloque B2, el bloque B3 caer inevitablemente, aun cuando la longitud efectiva de anclaje del Hydrabolt o Swellex adyacentes, estn activas.

Cuadro N 3-3: Cuadro comparativo de los pernos Hydrabolts cargados y descargados

PARAMETROS COMPARATIVOS

VALORES / APRECIACION

HYDRABOLTS CARGADOS

HYDRABOLTS DESCARGADOS

Presin de inflado (Mpa) 25 25

Presin en el interior del Hydrabolt despus del inflado (Mpa) 25 1 atm (0,1013 Mpa)

Carga en el lmite elstico ( TM ) 12 3,68

Dimetro deformado en el lmite elstico (mm), (dimetro inicial = 40,5 mm)

39,3 36,2

Carga pico aplicada ( TM ) 400 50

Dimetro deformado despus de la carga pico (mm) aplicada en el centro de los Hydrabolts

18,05 23,1

Recuperacin de la forma inicial del dimetro, despus de la accin de la carga pico, desde la deformacin plstica (mm)

12 5,4

Consecuencia de colocar un Hydrabolt bajo un bloque de roca de 12 TM de peso

Slo deformacin elstica

Completamente aplastado

Consecuencia de colocar un Hydrabolt bajo un bloque de roca hasta 40 TM de peso

Deformacin plstica, con capacidad de recuperar su

forma en 30 %

Completamente aplastado, con nula

capacidad de recuperar su forma

Fuerzas activas a lo largo del taladro como consecuencia de la presin activa en el interior del Hydrabolt cargado.

S No

Capacidad para evitar la formacin de fisuras o reducir la separacin entre bloques de roca por las ya existentes.

Alta Baja

Fuerza de rozamiento en el contacto con las paredes de los taladros Alta Baja

IV CONCLUSIONES

1) La capacidad de sostenimiento de

los pernos Hydrabolts, se debe al agua a presin retenida en su interior.

2) El comportamiento de los Hydrabolts cargados es muy diferente a los descargados, en cuanto a resistencia, deformacin y evidencia del lmite elstico.

3) Del anlisis de la deformacin diferencial de los Hydrabolts cargados, se concluye que el lmite elstico se presenta bajo una carga de 120 KN, y de los reportes de la PUCP se deduce lo propio para los Hydrabolts descargados en 36,8 KN. Es decir, los Hydrabolts cargados son 326 % ms resistentes a la deformacin plstica. Asimismo, el Swellex alcanza el lmite elstico a una carga de 38,97 KN (3,897 TM), lo cual quiere decir que el Hydrabolt cargado es 308 % ms resistente a ser deformado que el Swellex.

4) La deformacin en el lmite elstico para los Hydrabolts cargados (a 120 KN), es menor que para los descargados (a 36,8 KN) en 6 mm. Debido a esta propiedad, los Hydrabolts cargados, garantizan un anclaje permanente y constante del macizo, generando un arco de sostenimiento y no se vern afectados por los efectos de las voladuras.

5) Para las cargas pico alcanzadas en los ensayos de 50 KN para los Hydrabolts descargados y 400 KN para los cargados, es decir, 800 % mayor, los Hydrabolts cargados tienen 373 % ms capacidad para recuperar su

9.06

11.15 11.23 11.31

14.53 14.29

4.09

5.506.46

8.39

3.90 4.22

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00


(0)



(0)



(0)


Recupe

racin

deform

a(m

m)

Posicindeladeformacin

RECUPERACIONDEFORMASDESPUESDECARGASMAXIMASVsPOSICINDELACOMPRESIN

Hydrabolts

6

forma inicial que los descargados, estando en deformacin plstica. Asimismo, 326 % ms capacidad estando en deformacin elstica, debido exclusivamente a la presin del agua retenida en su interior.

6) Los Hydrabolts cargados muestran una resistencia ms uniforme en toda su longitud que los descargados y en menor magnitud.

7) Cuando el Hydrabolt cargado alcanza su lmite elstico a 120 KN, se produce una deformacin plstica pico para una carga de 140 KN, luego del cual, el Hydrabolt gracias al agua retenida a presin en su interior, inmediatamente trata de recuperar su forma inicial, estabilizndose su deformacin a partir de 160 KN de carga, a partir del cual se mantiene una deformacin constante de 1 mm por cada 20 KN de carga, hasta ms de 400 KN, fenmeno que no se presenta en los Hydrabolts descargados o el Swellex, que no tienen mucha capacidad para recuperar su forma inicial.

8) Los pernos Hydrabolts cargados, tienen mayor capacidad de adherencia a las paredes de los taladros (mayor fuerza de friccin) que los Hydrabolts descargados, debido a la fuerza compresiva radial que genera el agua retenida en su interior a la presin de 25 MPa. Asimismo, previene la formacin de grietas o fisuras en el macizo rocoso, y sobre las ya existentes, reduce su separacin y dependiendo del material de relleno entre ellas, pueden juntar los bloques evitando su cada por el incremento de friccin entre los planos de junturas. REFERENCIAS Atlas Copco (2010). Swellex Mn 12. Atlas Copco Reinforcement. Giraldo Paredez, Emiliano Mauro (2011). Capacidad de Sostenimiento de los Pernos de Roca en funcin de sus Longitudes. Facultad de Ingeniera Geolgica, Minera, Metalrgica y Geogrfica de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima-Per. New Concept Mining. Hydrabolt. [En lnea]

URL 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 Ingeniera de Materiales (4ta ed.). Editorial Mc Graw- Hill Interamericana, Espaa.

7

ANEXO A

POSICIN DE LAS MORDAZAS DE LA PRENSA SOBRE LOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

Univerdad Nacional Mayor de San MarcosFacultad de Ingeniera Geolgica, Minera, Metalrgica y Geogrfica

estudio: PROPIEDADES MECANICAS Y DE SOSTENIMIENTO DE LOSPERNOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

Responsable:Ing. Emiliano Mauro Giraldo Paredez

Lamina N

Fecha:

1

Junio, 2011

Mordaza de la prensa

Lnea de la soldadura

Dimensiones de la mordaza de la prensa

POSICIONES DE LAS MORDAZAS SOBRELOS HYDRABOLTS INFLADOS

Modelos de posicionamiento de las mordazas de la prensa en Hydrabolts con soldadura horizontal (0)

RESUMEN DEL NUMERO DE PRUEBASCONDICION DE

PERNOPOSICION DE LA

SOLDADURAPOSICION SOBRE EL

HYDRABOLTNUM. DEPRUEBAS

NUM. TOTALDE PRUEBAS

CARGADO

Horizontal (0)CABEZA 3

18

CENTRO 3

COLA 3

Vertical (90)CABEZA 3

CENTRO 3

COLA 3

DESCARGADO

Horizontal (0)CABEZA 3

18

CENTRO 3

COLA 3

Vertical (90)CABEZA 3

CENTRO 3

COLA 3

Cabeza

Cola

Hydrabolt inflado a 25 MPa

Vlvula anti retorno

8

ANEXO C MODELO DE REPORTES DE LA PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU

a) Hydrabolt cargado b) Hydrabolt descargado

ANEXO D

ANALISIS COMPARATIVO DE RESISTENCIA Y CAPACIDAD DE ANCLAJE DE LOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

Eestudio: PROPIEDADES MECANICAS Y DE SOSTENIMIENTODE LOS PERNOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

ANALISIS COMPARATIVO DE RESISTENCIAY CAPACIDAD DE ANCLJE

Por:MSc. Ing. Emiliano Mauro Giraldo Paredez

Lamina N

Fecha:

2

Junio, 2011

HYDRABOLTS CARGADOS HYDRABOLTS DESCARGADOS

FSLongitu

d de ann

claje

P = 1

atm

(0,10

13 M

Pa)

FS1

FS1FS

FS

P = 25 MPa

Longitud de annclaje

FS1

P = 1 atm (0,1013 MPa)

FS1

FS1FS

FS

P = 25 MPa

Longitud efectiva de annclaje(Bond length)


Long

itud

de ann

claje

Bloque ines

table Bloque inestable Bloque inestableBloque

inesta

ble

Grieta

Fisura

Grieta

B1 B1

B2

B3 B3

B2

W W

Macizo rocoso inalterado Macizo rocoso inalterado

TUNEL

FS = Fuerza de friccin en Hydrabolts cargadosFS1 = Fuerza de friccin en Hydrabolts descargados

Bi = Bloques de roca inestables

W = Peso de los bloques inestables

WW W

FisuraW

9

ANEXO E

ANALISIS COMPARTIVO DE RESISTENCIA Y CAPACIDAD DE ANCLAJE DE LOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESSCARGADOS DETALLE EN LA CORONA DEL TUNEL

Eestudio: PROPIEDADES MECANICAS Y DE SOSTENIMIENTODE LOS PERNOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

ANALISIS COMPARATIVO DE RESISTENCIAY CAPACIDAD DE ANCLJE - DETALLE EN LACORONA DEL TNELPor:MSc. Ing. Emiliano Mauro Giraldo Paredez

Lamina N

Fecha:

3

Junio, 2011

HYDRABOLTS CARGADOS HYDRABOLTS DESCARGADOS

FSLongitu

d de annclaje

P = 1

atm

(0,10

13 M

Pa)

FS1

FS1FS

FS

P = 25 MPa


FS1

Long

itud

de an

nclaj

e

Bloque ines

table

Bloque

inesta

ble

Grieta

Fisura

Grieta

B1

B2

B3 B3

B2

Macizo

rocos

o inalte

rado Macizo rocoso inalterado

FS = Fuerza de friccin en Hydrabolts cargadosFS1 = Fuerza de friccin en Hydrabolts descargados

Bi = Bloques de roca inestables

W = Peso de los bloques inestables

W

WW

FisuraW

Bloque inestable

Bloque inestable

Ca

da d

el b

loqu

e

Fuerzas compresivas

Corri

mien

to y

cada

TNEL

ANEXO F ANALISIS COMPARTIVO DE RESISTENCIA Y CAPACIDAD DE ANCLAJE DE LOS HYDRABOLTS

CARGADOS Y DESCARGADOS DETALLE DE PRESIONES Y FUERZAS

Estudio: PROPIEDADES MECANICAS Y DE SOSTENIMIENTO DELOS PERNOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

ANALISIS COMPARATIVO DE RESISTENCIAY CAPACIDAD DE ANCLJE

Por:MSc. Ing. Emiliano Mauro Giraldo Paredez

Lamina N

Fecha:

4

Junio, 2011

FS

FS

P = 25 MPa


Bloque inestable

Macizo rocoso inalterado

B2

FS

FS1

P = 1 atm (0,1013 MPa)

FS1

FS1

Bloque inestable

Bloque inestable

Bloque inestable


FisurasFuerzas compresivascontra las fisuras

HYDRABOLTSDESCARGADOS

HYDRABOLTSCARGADOS

FS1 = Fuerza de friccin en hydrabolts descargados

FS = Fuerza de friccin en hydrabolts cargados

Grieta

TaladrosGrieta

B1

B3

B3

B2

Propiedades Pernos de Roca Inflables

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