Interaccin entre roca y soporte el empernado de roca es proporcionar reforzamiento de la manera ms eficiente posible y al mnimo costo, esta meta puede ser lograda solamente optimizando la longitud de los pernos, la densidad de pernos y la tensin aplicada al momento de la instalacin.Tipos de Soporte.Pernos de Anclaje.Se utilizan para impedir la desintegracin de la roca, reduciendo sus desplazamientos. En roca homognea competente el papel principal de los pernos es resistir los desprendimientos de bloques o placas en puntos crticos, los cuales pueden ser vitales para evitar la desintegracin del terreno, (control de bloques o cuas inestables).Pernos de Anclaje (Cont). La fuerza con la que tensiona la barra del perno sujeta la capa formando un bloque. Los estratos de roca dbil pueden suspenderse por medio de pernos en materiales ms resistentes, o varios planos estratificados pueden empernarse formando una especie de grampa. Los elementos de refuerzo pueden ser barras de acero de construccin, pernos de rocas o cables de acero pretensados. El propsito del refuerzo ser, por lo tanto, el de aplicar cargas a la roca de tal manera que su resistencia al corte a lo largo de los planos de debilidad aumenteRequisitos de los pernos Debe ser resistente. La roca debe ser resistente y continua en una escala limitada, para proveer un medio de anclaje firme a los pernos. Se recomienda, sin embargo, que en general, los pernos sean cementados a lo largo de toda su extensin. Los pernos debern tener una longitud adecuada, a fin de crear una zona de pre compresin de extensin suficiente, alrededor o a lo largo de la estructura, de tal forma que contrarreste los esfuerzos de falla, debiendo anclarse los pernos de roca lejos de la zona en la que ocurran esfuerzos de traccin.Tipos de PernosSe estima que el tipo ms popular (en algo del 60% de las minas) es el perno mecnico, seguido por el perno de resina, el cual se emplea en alrededor del 30% de las minas. El10% restante emplean otros tipos de pernos como estabilizadores de friccin (split sets), pernos de tensin en el techo, etc.Tipos de Pernos (Cont). Anclaje Puntual: Pernos mariposa Anclaje Repartido: Perno cementado, Perno con resina Mecnico: Split Set, Swelllex. Anclaje Combinado: Pernos KirunaPernos de Anclaje Mecnico Los pernos de anclaje mecnico, tambin conocidos como pernos de anclaje puntual, son los de empleo ms extensivo en el reforzamiento de excavaciones subterrneas. Se recomienda este tipo de perno para el reforzamiento de labores a corto y mediano plazo, en donde no se prev el empleo de un reforzamiento de naturaleza ms permanente. Se debe hacer notar que existe una gran variedad de diseos de celdas de expansin, y que todas estas trabajan bastante bien en todo tipo de terrenos, excepto en aquellos muy suaves.Procedimientos y Normas de Colocacin.El uso de los pernos ser para asegurar individualmente bloques definidos en labores de roca de buena calidad o sistemticos en rocas regulares o malas, para generar elEfecto arco en toda la seccin, Efecto viga en el techo yEfecto columna en paredes o pilares.En los pernos sistemticos se controlar la distribucin, forma de colocacin y orientacin con respecto a las paredes y techo de la seccin; perno mal orientado, no ser aprobado.Los dimetros de perforacin sern controlados y los pernos colocados con brocas de mayor dimetro, no sern aprobados.Pernos Cementados El ms difundido en el presente es el anclaje longitudinal, del cual el anclaje con lechada de cemento se usa ms por su facilidad de aplicacin y bajo costo. La lechada de cemento, no obstante, tiene deficiencias para su aplicacin en anclaje debido a su baja resistencia a la tensin y corte, contraccin volumtrica al fraguar, baja capacidad de adherencia, prolongado perodo de fraguado, baja resistencia a la corrosin, a la humedad, al intemperismo y a las vibraciones.Pernos Cementados (Cont).La colocacin de un perno anclado mediante cartuchos de cemento se debe hacer de la forma siguiente: Inmersin de los cartuchos de cemento en agua para iniciar su hidratacin Introduccin de los cartuchos de cemento en el taladro en el que va a anclarse el perno Introduccin de la barra del perno mediante percusin Por otra parte, la tensin de adherencia que se consigue con los morteros de cemento es sensiblemente menor que la que se logra con los de resina, ya que est comprendida entre 0,5 y 3 Mpa. Adems el tiempo de fraguado de los morteros de cemento es mucho mayor en varias horas que los de resina.Pernos a Resina (Cont).Para que se realice el proceso de fraguado hay que proceder de la siguiente forma: Introducir los cartuchos de resina en el taladro en el que se va a anclar el perno. Introducir el perno en el taladro mediante un movimiento de rotacin y avance. Al llegar al final del taladro debe mantenerse la rotacin, para asegurar la buena mezcla de la resina y el catalizador, hasta que salga el mortero por la boca del taladro.Pernos a Resina (Cont). El anclaje mediante morteros a base de resina es eficaz y no presenta problemas hay que tener bastante cuidado en rellenar con cartuchos los espacios vacos entre la barra y el taladro y asegurar la rotacin para mezclar la resina y el catalizador. El tiempo de fraguado es menor a 2 minutos y puede regularse durante la fabricacin de los cartuchos. El aspecto ms critico para conseguir un buen anclaje est constituido por la diferencia entre los dimetros del perno y los del taladro, ello debe ser inferior a 10 mm. caso contrario el anclaje ser deficiente por la dificultad de la mezcla de la resina y el catalizador.Pernos a Resina (Cont).Para que se realice el proceso de fraguado hay que proceder de la siguiente forma: Introducir los cartuchos de resina en el taladro en el que se va a anclar el perno. Introducir el perno en el taladro mediante un movimiento de rotacin y avance. Al llegar al final del taladro debe mantenerse la rotacin, para asegurar la buena mezcla de la resina y el catalizador, hasta que salga el mortero por la boca del taladro.Pernos Swellex Los pernos Swellex, desarrollados por Atlas Copco, estn constituidos por un doble tubo de chapa que se infla con agua a presin, una vez introducido en el taladro, para adaptarse a la superficie lateral del terreno, tal como se observa en la figura.Pernos Swellex (Cont). Los pernos Swellex se fabrican en dos tipos, el Standard Swellex con chapas de 2 mm de espesor y un dimetro antes de ser inflado de 25.5 mm, y el Super Swellex, que tiene un grosor de chapa de 3 mm y un dimetro antes de ser inflado de 36 mm. Los Standard Swellex deben colocarse en taladros cuyo dimetro est comprendido entre 32 y 43 mm; mientras que los Super Swellex estn preparados para ser colocados en taladros cuyo dimetro est comprendido entre 39 y 53 mm.Pernos Swellex (Cont). Los Yielding Standard Swellex consiguen resistir una fuerza axial de algo mas de 8 t, que se eleva a 19 t en el caso de los Yielding Super Swellex. Ambos tiene una capacidad muy elevada de deslizar, manteniendo la carga, que junto con su gran fiabilidad de anclaje, son sus mejores caractersticas.MODO DE INSTALACION Una vez perforado el taladro, se introduce el tubo en la boquilla del brazo deinstalacin por el casquillo de inflado. Luego se introduce el tubo en el taladro. Hecho esto, mediante la bomba se aplica agua a alta presin para inflar el tubo, proceso que dura unos pocos segundos.Cuando la presin del agua llega a 30 MPa, la bomba se para automticamente, quedando el swellex expandido en toda su longitud dentro del taladro. Debido al proceso de inflado, la longitud del perno se reduce por contraccin, lo cual produce un empuje de la placa de reparto contra la roca con una tensin axial de 20 KN.