metodos de sostenimiento por pernos cables

ESTRUCTURAS Y CONSTRUCCION MINAS-UNAMBA 2014-II

MINAS-UNAMBA: Por los futuros emprendedores del desarrollo minero de nuestro Apurímac Pág. 1

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA

BASTIDAS APURÍMAC

ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE ING. MINAS

ESTRUCTURAS Y CONSTRUCION

TEMA : SOSTENIMIENTO CON PERNOS CABLES

DOCENTE : Ing. CÁRDENAS CATALÁN JOSÉ

ESTUDIANTE : Sr. ESPINOZA HUAYAPA EDWARD ELÍAS

CÓDIGO : 081131



Contenido I. INTRODUCCION 3

II. METODO DE SOSTENIMIENTO CABLES DE ACERO (PERNOS

CABLES) 4

1. PERNO EN CABLE 4

2. VENTAJAS GEOMECANICAS Y OPERACIONALES 4

3. ELEMENTOS PARA LA FORTIFICACION CABLES LISOS 4

4. STRAMS MULTITORONES ELEMENTOS PARA

FORTIFICACIÓN 4

5. CABLES 0,5’’ Y 0,6’’ BIRDCAGE Y MINICAGE 5

6. TIPOS JM CABLE BOLT 6

7. TIPOS JM CABLE BOLT 6

7.1 PROPIEDADES MECÁNICAS BARRIL-CUÑA JENNMAR 7

8. CABEZAL MULTITORÓN 8

8.1 MATERIAL: Acero según las siguientes características 8

9. PERNO EN CABLE (COMPONENTES) 9

9.1 SUS PRINCIPALES USOS SON: 9

9.2 CABLE – SLING (DESCRIPCION) 10

9.3REQUISITOS DEL CABLE 10

9.4 CABLES PARA ANCLAJE 11

9.5 PERNO DE CABLE LISO 11

9.6 PERNO CABLE DESTRENZADO 12

9.7 PERNO MINI –CABLE 12

10. VENTAJAS, GEOMECANICAS Y OPERACIONES 12

11. ACCESORIOS DEL PERNO CABLE 13

A. Dispositivo de fijación en la punta; estilo

convencional. 13

B. Dispositivo de fijación en la punta: estilo anzuelo.

13

C. Cuña y barril 0.5”, 0.6” y 0.7 para tensar el cable.

14

D. Cuña y barril 0.6” y 0.7 para tensar el cable. 14

E. Conector de cable doble de 0.6” y 0.7” 15

F. Perno de cable rotable pasivo; para la instalación

de resina 15

G. Perno de cable rotable pasivo; para la instalación

de resina 16

12. INSTALACIÓN DEL PERNO CABLE 16

12.1 ANCLAJE DEL PERNO CABLE 16

12.2 PASOS PARA LA INSTALACIÓN 17

12.3 MORTERO DE CEMENTO 18

12.4 MORTERO DE RESINA 18

12.5 CARTUCHOS DE CEMENTO 19

12.6 INSTALACIÓN DE LOS CARTUCHOS DE CEMENTO 19

13. INSTALACIÓN DE CABLE PARA LECHADA 21

14. FORTIFICACIÓN CON CABLES DE ACERO 22

15. FORTIFICACIÓN LABORES SUBTERRANEAS 24

16. REFORZAMIENTO DE PILARES 24

17. REFORZAMIENTO DE PILARES (CABLES SLING) 25

18. REFORZAMIENTO EN REBAJES (CABLES SLING) 27

19. ESTABILIDAD DE BANCOS A CIELO ABIERTO. 27

20. COEFICIENTE DE SEGURIDAD 29

21. EL ALMA DEL CABLE 29

22. PREFORMADO 30

23. LAS PRINCIPALES VENTAJAS DE LOS CABLES

PREFORMADOS SON: 30

III. VENTAJAS 30

IV. DESVENTAJAS 30

V. CONCLUSION 31

VI. FABRICAS DE PERNOS CABLES 32

1. MINOVA (PERNO DE CABLE) 32

2. CABLES POST-TENSIONADOS (PT) 34

3. PERNO DE CABLE HI-TEN 35



I. INTRODUCCION

Los sistemas de fortificación en las minas, como los sistemas de

sostenimientos rígidos, flexibles, protectores de roca y sistemas mixtos, son

usados con el fin de dar sostenimiento a las excavaciones y otorgar estabilidad

durante la operación y vida útil de ellas, no obstante, existen sistemas que sin ser

una fortificación previenen algún accidente como es caso de acuñadora.

Los pernos cables es una técnica de fortificación de resiente data, consiste en

reforzar macizos rocosos mediante el empleo de cables de acero que cumplen la

función de un verdadero perno en barrenos rellenos con cemento.

Uno de los grandes desafíos a los que se enfrenta constantemente la minería es

sostener las rocas para evitar derrumbes, de forma que los operarios puedan realizar

su trabajo en condiciones óptimas.

La seguridad es un ingrediente sustancial en el desarrollo de las operaciones

mineras, elemento que podrá ser garantizado en la medida que se utilicen materiales

y procedimientos que permitan darle mayor estabilidad a la roca, sin alterar la

capacidad de resistencia del macizo rocoso en el entorno cercano a la excavación

realizada.

Si tenemos en cuenta que el desprendimiento de rocas es una de las mayores

causales de accidentes en las unidades mineras, con mayor razón debemos asumir

seriamente la aplicación de técnicas y el uso de equipos óptimos que permitan un

sostenimiento seguro y eficiente de la roca.

Conocer al detalle las condiciones de la roca y aplicar los métodos más idóneos

permiten reducir en proporciones considerables el riesgo de un accidente. El mercado

ofrece diferentes herramientas y sistemas que facitan un sostenimiento de roca

adecuado.



II. METODO DE SOSTENIMIENTO CABLES DE ACERO (PERNOS CABLES)

1. PERNO EN CABLE

Cables de acero de baja relajación en diámetro de 06”, el cual es utilizado para

el refuerzo de excavaciones subterráneas de grandes magnitudes y en estabilización

de taludes. Se fabrican según norma ASTM A 416, 270 k y en tres campos de

configuración geométrica, liso (plain), y con bulbos espaciados Minicage y Birdcage.

2. VENTAJAS GEOMECANICAS Y OPERACIONALES

El sistema de fortificación con pernos cables es de alta flexibilidad con gran

capacidad de soporte en macizos rocosos, se pueden fabricar en distintas longitudes

y configuraciones de acuerdo a los requerimientos del cliente, es competente y

durable. Se aplica con lechada y en conjunto se hace altamente resistente y si se

requiere pueden ser utilizados dobles o triples. Pueden ser usados como anclaje

pasivo o activo (tensado) y se considera un anclaje de tipo permanente.

Para las faenas de tensado de Strams, hemos desarrollado diversos

componentes como: Gato Hidráulico de 86 Toneladas, debidamente Certificado,

junto con los siguientes accesorios:

Bomba Hidráulica.

Visualizador Digital de Cota.

Manómetro Digital.

El cable standart esta conformado por seis alambres enrollados alrededor de

un séptimo denominado “alma” o torón, esta disposición nos entrega un cable con un

diámetro nominal de 15.2 mm (0.6“).

3. ELEMENTOS PARA LA FORTIFICACION CABLES LISOS

4. STRAMS MULTITORONES ELEMENTOS PARA FORTIFICACIÓN

Los Stram Multitorones son Productos destinados a la Fortificación de Muros,

Taludes, etc...



La confección de este elemento radica principalmente en la utilización de

Cables de Acero Diámetro 0.6”, siete Hebras, Grado 270 Norma ASTM A – 416 de

baja Relajación, Cabezales Multitorones, Cuñas, etc. El largo del Stram, cantidad de

Tendones, además de sus componentes como Vainas de Protección inyectadas con

grasa, o al desnudo, Mangueras de Inyección y Despiche, Separadores, y otros

accesorios, están relacionados directamente con el Proyecto de Fortificación.

Silla de Tensado.

Griper de Tensado.

Clavador de Cuñas.

Elementos de Monitoreo y Seguimiento.

Acero negro o galvanizado.

5. CABLES 0,5’’ Y 0,6’’ BIRDCAGE Y MINICAGE



6. TIPOS JM CABLE BOLT

Diferentes configuraciones, accesorios, planchuelas, tipos de Cage para cada

perno, orientados a las necesidades de cada cliente.

7. TIPOS JM CABLE BOLT

El Conjunto Barril/Cuña para cable de Acero de Ø0.6” es un Producto de

Fortificación, cuyo diseño se desarrolló en base a Cálculos Teóricos de resistencia

usando Método de Elementos Finito.

Posteriormente los Prototipos fueron sometidos a Ensayos de Laboratorio

aplicándoles un 25% más sobre el límite de Fluencia teórico del Cable. De acuerdo a

la Norma ASTM A 416, exige un límite de Fluencias para un Cable Ø0.6, siete



Hebras, Grado 270 de 22.587 Kgrs. Por lo que el conjunto Barril/Cuña debe resistir

mínimo 28.234 Kgrs. El Depto. de Calidad de Jennmar cuenta con los Registros

donde se demuestra el cumplimiento, con creces, de esa exigencia, (Ensayo de

Comprensión Nº 914.545 del Dictuc).

El Barril está confeccionado en Acero de alta Resistencia y buena Tenacidad,

la Cuña está confeccionada en Acero Resulfurado, la presencia de Pb, S y alto Mn,

le permiten alcanzar una adecuada microestructura. El perfil del diente más el

Tratamiento Térmico de ese elemento, impiden el deslizamiento del Cable una vez

aplicada la carga.

La confección de ambos elementos se logra por medio de Máquinas de Control

Numérico con Tecnología de punta.

7.1 PROPIEDADES MECÁNICAS BARRIL-CUÑA JENNMAR

Tolerancias para diámetro mayor de Barril: ±0,05 mm

Tolerancia para largo total Barril: ±0,2 mm

Tolerancias para diámetro mayor de Cuña: ±0,05 mm

Conjunto Barril-‐Cuña bajo norma DIN 7168 GM



8. CABEZAL MULTITORÓN

La confección de ambos elementos se logra por medio de Máquinas de Control

Numérico con Tecnología de punta.

Este elemento es parte fundamental en los sistemas de anclaje y sostenimiento

por cables. Es la base en donde se instalan las cuñas que fijan los cables luego de

ser tensados.

En general los cabezales multitorones son ocupados con cuñas estándar (0,5;

0,6; 0,7) en anclajes con cable de: roca, taludes, muros, pilotes, vigas de post

tensado, etc. Para la confección de estos elementos se utilizan aceros al carbono de

alta calidad. Jennmar ha desarrollado la fabricación de cabezales desde 2 a 19

torones en modelos según requerimientos del cliente.

Los cabezales más requeridos son los de 3, 4, 5, 7, 9 y 12 torones.

8.1 MATERIAL: Acero según las siguientes características



9. PERNO EN CABLE (COMPONENTES)

El cable: Torón, revelado de esfuerzos, grado 270K. Especificación ASTM-A-416-

80, diámetro 15.8mm (5/8””).

Barril de cuña con tuerca hexagonal: En acero G-5, colocada en un extremo para

soportar (distancia entre caras planas de la tuerca = 38mm). Centrados fabricados

con chapa de acero. Tubo rigidizador y protector de cable (cédula 40).

9.1 SUS PRINCIPALES USOS SON:

En métodos de rellenos Cut and Fill, Chimeneas VCR y sub Level Stoping.

Refuerzos de pilares (Room and Pilar)

En chimeneas, cavernas y túneles permanentes de grandes dimensiones.

En bancos de minería a tajo abierto y canteras


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9.2 CABLE – SLING (DESCRIPCION)

1. Cable de 5/8 de diámetro, 270 K, de longitud variable (según diseño y claros).

2. Seis cartuchos de cemento de 30 mm de diámetro 320 mm de longitud.

3. Dos anclas de Fricción de Tubo Ranurado de 390 mm de diámetro 1.20 m ó

1.50 m de longitud. 4. Dos barriles de cuña para cables de 5/8”” de diámetro, ajustables a la longitud

de los barrenos.

9.3REQUISITOS DEL CABLE

Flexibilidad.

Resistencia a la abrasión.

Resistencia a la compresión.

Resistencia a la rotación.

Resistencia a la corrosión.



9.4 CABLES PARA ANCLAJE

El anclaje con cable dirigido a estabilizar grandes masas rocosas en longitudes

que van desde los 3.00 metros hasta los 30.00 metros o mas, se utiliza

principalmente para soportar aperturas subterráneas permanentes y en taludes

permiten incrementar el ángulo de inclinación.

9.5 PERNO DE CABLE LISO

Perno fabricado con alambres de alto carbono (EHT) toronado y termo

mecánicamente tratado con un proceso de baja relajación que en la actualidad esta

siendo utilizado tanto en minería subterránea como cielo abierto para la

estabilización y control de grandes masas de roca y suelos.

Cables Standard fabricado con seis alambres de acero enrollando a un séptimo

al que se le denomina alma, esta disposición nos entrega un cable con un diámetro

nominal de 0.6 pulgadas. Puede ser instalado en perforaciones de 38 mm como

mínimo.



9.6 PERNO CABLE DESTRENZADO

Conocido como bircage. Cable

Standard fabricado con 7 torones de

acero en un diámetro de 0.6".

El cable ha sido destrenzado en

toda su longitud, con ello se

consigue incrementar la capacidad

de transferencia de carga.

Puede ser

instalado

en

perforacion

es de 57

mm como

mínimo.

En

requerimie

ntos de

mayor

resistencia

a la

tracción y

transferenc

ia de

carga,

existe la

alternativa de instalar cables dobles,

liso o destrenzado con lo cual se

duplica su capacidad de soporte de

50 ton.

9.7 PERNO MINI –CABLE

Cable Standard fabricado con 7 torones

de acero en un diámetro de 0.6".

El Mincaged es un bulbo con las hebras

abiertas de 26 a 28 mm, espaciado a lo

largo del cable, cada bulbo produce un

efecto de planchuela dentro de la

perforación de anillo centralizador. Puede

ser instalado en perforaciones de 45 mm

como mínimo

10. VENTAJAS, GEOMECANICAS Y OPERACIONES

El sistema de fortificación con Pernos Cables otorga una alta resistencia y flexibilidad con gran capacidad de soporte en macizos rocosos, se pueden fabricar en distintas longitudes de acuerdo a los requerimientos del cliente, es competente y durable. Se aplica con lechada y en conjunto, se hace altamente resistente; y si se requiere pueden ser utilizados dobles o triples. Puede ser usado como anclaje pasivo (sin tensar) y activo (tensado), y se considera un anclaje de tipo permanente.



11. ACCESORIOS DEL PERNO CABLE

A. Dispositivo de fijación en la punta; estilo convencional.

Para fijar el perno de cable antes del mortero

2 traviesas 3/4" x 23/4" (19 mm x 70 mm).

Adecuadas para un orificio de 2" (51 mm) a 2.5" (64 mm)

Se pueden pedir por separado e instalarse in situ

En pedido de fábrica, las traviesas se quitan para el envío

No está disponible para pernos de cable dobles

B. Dispositivo de fijación en la punta: estilo anzuelo.

Ganchos estampados en tubería de acero

Los ganchos se pueden doblar para admitir cualquier tamaño del orificio para pernos de cable simples o dobles

El accesorio mantiene los cables dobles juntos



C. Cuña y barril 0.5”, 0.6” y 0.7 para tensar el cable.

Probado para plena carga del perno de cable

Ø 11/4" (32 mm) para pernos de cable de 0.5"

Ø 11/2" (38 mm) para pernos de cable de 0.6"

Con cuñas de sujeción de 2 piezas

Disponible galvanizado

Tapón de plástico opcional para fijar las cuñas durante el envío

D. Cuña y barril 0.6” y 0.7 para tensar el cable.

Probado para plena carga del perno de cable

Ø 2" (51 mm) lado con domo

Con cuñas de sujeción de 2 piezas

Cuñas disponibles con o sin ranura y resorte de retención

Disponible galvanizado

Tapón de plástico opcional para fijar las cuñas durante el envío



E. Conector de cable doble de 0.6” y 0.7”

probado para plena carga de perno de cable

se usa para unir cables en eslingas o armaduras

se usa para envolver pilares defectuosos

necesita 2 juegos de cuñas (incluidas)

F. Perno de cable rotable pasivo; para la instalación de resina

Disponible con terminales para 4 ó 12 toneladas

Facilidad de instalación, no hay que mezclar cemento

Disipa el “impacto”

Mantiene la adherencia entre cable y resina

Soporte en un solo paso

El diámetro del bulbo y su espaciamiento es variable

Ideal para espacios confinados

Resistencia al corte superior para un soporte de un solo paso

Mayor capacidad a la tensión

Se instala con “resina strand loc dealta resistencia y baja viscosidad”

La resina tiene una resistencia a la compresión que excede 100 MPa

Módulo de Yound 11-13 MPa

Cartucho de resina según lo requiera el cliente



G. Perno de cable rotable pasivo; para la instalación de resina

Cable de 0.6" y 0.7" disponible

Anclado con resina

Los bulbos proporcionan la mezcla y el anclaje de la resina

Acepta 1 buje macho de 1/8" cuadrado o hexagonal.

Disponible normal o galvanizado

Cable disponible en cualquier longitud

Montado en la fábrica

El barril y la cuña, constituyen el sistema de anclaje externo del cable, ya que al

interior del macizo, dicha función la cumple la lechada. En conjunto ambos

sistemas, permiten que se realice la transferencia de carga de la roca al cable.

Las planchuelas cumplen la función de permitir el trabajo en conjunto del

cable con el sistema de fortificación (malla o malla–schotcrete), formando parte

también del sistema de anclaje del cable, colaborando en la transferencia de la

carga al cable.

Los separadores permiten contar con la máxima fuerza de adherencia al

reducir vacíos y discontinuidades en la lechada interior. Su utilizan en la instalación

de cables dobles, los que permiten, en comparación a los cables simples, aumentar

la capacidad de carga del conjunto.

12. INSTALACIÓN DEL PERNO CABLE

Los cables se instalan en las perforaciones de manera mecánica o bien

manualmente. En el primer caso se cuenta con equipos especialmente diseñados

para este efecto, que incluyen transporte del cable, su instalación, y la preparación

y bombeo de lechada de cemento en la perforación. Considerando su flexibilidad y

reduciendo peso unitario, su instalación en la perforación se puede realizar

manualmente con excelentes rendimientos y a bajo costo.

12.1 ANCLAJE DEL PERNO CABLE

Para mejorar su capacidad de refuerzo, los elementos de fortificación deben

tensarse una vez que han sido anclados. Posteriormente, los cables se cementan

en toda su longitud consiguiéndose un mayor confinamiento y protección a la



corrosión. Si no se quiere alta rigidez del cable, no es necesario cementarlos en

toda su extensión.

Existen dos tipos de anclajes que se utilizaran de acuerdo a la resistencia de

la roca y diámetro de la perforación. Uno de ellos consiste en la utilización de

cable destrenzado en el extremo que va en el interior de la perforación, con lo

cual se obtiene una mayor supe rficie de adherencia con el cemento.

El segundo tipo consiste en un sistema de placas de fierro que se expanden

mecánicamente adhiriéndose a la pared de la perforación. Este último elemento

se emplea en rocas de resistencia media a alta, de forma que no se destruyan

con la presión puntual que se genera.

12.2 PASOS PARA LA INSTALACIÓN

Se introducen cada cable en forma natural, inicialmente 3 cartuchos de

cemento (1” 1-1/4” o de resina en el barreno perforado en la roca.

En seguida se introduce manualmente el Perno - Cable, hasta donde inicia el

tubo rigidizado.

El último tramo de Perno - Cable se introduce utilizando una máquina.

Se termina de introducir el Perno - Cable cuando la placa de soporte está en

contacto con la roca.



12.3 MORTERO DE CEMENTO

Los morteros cementicios MEYCO MASTERBOND 1, son cartuchos

preparados para una rápida instalación de las barras de anclaje, pernos de rosca

continua o para cables de anclaje (BASF, 2009). Vienen cubiertos por un

envoltorio de plástico muy fino, conteniendo la mezcla de cemento con los

componentes que facilitan su rápido fraguado. Se presentan en cajas de 25

cartuchos de 30 mm de diámetro o cajas de 10 cartuchos para 44 mm de

diámetro (Química Suiza, URL).

Los cartuchos de cemento CEM-CON de Castem, diseñados para la

instalación de pernos de anclaje, es una mezcla de cemento, arena fina, aditivos

y acelerantes. Se presentan en 2 tipos: CEM-COM NORMAL, cuyo tiempo de

fraguado es de 24 horas y CEM-COM RAPIDO, con un tiempo de fraguado de 8

horas. Vienen empacados en cajas de 50 cartuchos de 30 x 305 mm, haciendo

un peso aproximado de 17,5 Kg. Para su aplicación, los cartuchos deben

sumergirse en agua por espacio de 5 a 10 minutos para alcanzar la proporción

agua/ cemento de 0,3/1. Los cartuchos CEM-CON NORMAL pueden

permanecer sumergidos dentro del agua hasta por 1 hora, mientras que los

CEM-COM RAPIDO máximo por 30 minutos (Castem, URL).

12.4 MORTERO DE RESINA

Todos los morteros de resina tienen ciertas características comunes, como: Rápido fraguado, resistencia a los ácidos, poder de fijación en la roca, resistente al agua, protegen de la corrosión al perno, entre otros. Entre otras marcas, se pueden citar las siguientes: Lokset de Geoinyecta, EUCO 9000 Y EMCOR (Geoinyecta, URL; Química Suiza, URL; Emcor, URL).



12.5 CARTUCHOS DE CEMENTO

Loa cartuchos de cemento son un nuevo de sistema de anclaje limpio,

simple y seguro para anclar con varillas corrugadas, pernos de rosca continua o

en ocasiones con cable. Los cartuchos de cemento fraguan con rapidez y en

corto tiempo y pueden soportar esfuerzos.

No se requiere rotación y equipo especial de anclaje, lo que significa un

costo total de anclaje mucho mas bajo, comparad o con otros métodos

existentes en otro mercado.

Son productos fabricados con una base de geo-textil, que contiene una

mezcla de cemento, aditivos acelerantes de fraguado y fibras de polipropileno.

Este nuevo método de anclaje garantiza la máxima resistencia de la mezcla,

así como el total llenado de barreno por la mezcla y el ancla.

12.6 INSTALACIÓN DE LOS CARTUCHOS DE CEMENTO

Se repite el proceso anterior para el otro extremo del cable. Las anclas del

tubo ranurado, una vez instaladas, ejercerán una fuerza contra las paredes del

barreno, de ¾ a 1.5 toneladas por pie de tubo. Se puede tensar el cable con la

misma maquina de pierna empujando el tubo hasta que el cable quede tenso o

se puede instalar cuñas de madera de 8” 6” 4” para este propósito.



13. INSTALACIÓN DE CABLE PARA LECHADA

Se utiliza lechada de relación agua – cemento igual a 0.3, la que presenta

facilidades para el bombeo, buena adherencia al cable y a la roca, bajas posibilidades

de cuarteo, y resistencia a la tracción de 70 Mpa a los 40 días de fraguado. Ante

condiciones operacionales adversas se puede utilizar aceleradores de fraguado,

reductores de viscosidad y retardadores de perdida de agua, mejorando las

condiciones de la lechada.

En el mercado existen equipos portátiles de alto rendimiento y capacidad que

permite la preparación y bombeo de la lechada, requiriendo solamente aire

comprimido para su operación.



14. FORTIFICACIÓN CON CABLES DE ACERO

Un cable de acero es un conjunto de alambres de acero,

retorcidos helicoidalmente, que constituyen una cuerda de metal apta para resistir

esfuerzos de tracción con apropiadas cualidades de flexibilidad.

El cable de acero esta formado por tres componentes básicos.

Aunque pocos en número, estos varían tanto en complejidad como en

configuración de modo de producir cables con propósitos y características bienes

pecíficas .

Los tres componentes básicos del diseño de un cable de acero normal son:

los alambres que forman el cordón.

los cordones.

el alma.

Los alambres son las unidades básicas de la construcción del cable de acero.

Los mismos se arrollan alrededor de un centro en un modo específico en una o más

capas, de manera de formar lo que se denomina un “cordón”. Los cordones se

arrollan alrededor de otro centro llamado “alma” y de esta manera se conforma el

cable de acero. La forma más simple de representar un cable de acero es por su

sección transversal:



Este sistema ha sido utilizado en refuerzos de estructuras rocosas de obras

civiles en los pasados 20 ó 30 años. Este sistema fue introducido en la industria

minera hace unos 15 a 20 años, teniendo un notable desarrollo en sistemas sin

pretensión.

Hay varios hechos en el uso del cable flexible respecto de la barra de

acero o acero tratado que lo hacen particular. Por ejemplo, la variación del largo del

barreno no le afecta por cuanto el cable puede ser instalado en cualquier longitud y en

galerías estrechas, tiene una alta capacidad de soporte de carga, con un costo más

reducido y por último se presta notablemente para la mecanización.

Su uso como elemento de anclaje está creciendo rápidamente y son utilizados

en sistemas permanentes de fortificación. En ingeniería civil ha tenido notable

desarrollo. El cable normalmente utilizado corresponde al tipo 15,2 mm x 7 torones.

Su principal campo de aplicación son en el control de bloques inestables,

tales como: excavaciones de gran tamaño, puntos de extracción, piques de traspaso,

intersecciones de galerías.

Una vez instalados y anclados pueden tensarse por medio de herramientas

especiales, con lo cual se obtiene mayor estabilidad de la roca al lograr un

reforzamiento adicional. Posteriormente se cementan en toda su longitud (o

no) consiguiéndose un mayor confinamiento y protección a la corrosión. La

función principal del cemento o resina es la de transferir la carga de la roca al cable,

además de cumplir con la función de anclaje cable-macizo.

Fortificación con resina



15. FORTIFICACIÓN LABORES SUBTERRANEAS

Se puede reforzar con cables tanto excavaciones de carácter permanente como

galerías de desarrollo. En el primer caso es recomendable realizar la fortificación

principal a partir de la labor piloto, para que una vez alcanzada la sección definitiva se

instale pernos, malla o shotcrete como reforzamiento secundario en lugares puntuales

de la excavación y en refuerzo de labores de desarrollo principalmente en aquellos

macizos rocosos que presentan significativas variaciones de esfuerzo, deformaciones

o daños por tronadura.

Usado en áreas donde el escurrimiento de material tronado afecta severamente la

estabilidad de los Pts de carguío. El uso de cables aumenta la vida útil de la labor

minimizando a la probabilidad de desprendimiento repentino del techo. Se debe usar

cable de 50 Toneladas y cables de 8 a 10 metros de longitud sin tensión y

cementados en su longitud.

16. REFORZAMIENTO DE PILARES

En los pilares se presentan altas concentraciones de esfuerzos, que sumados a

las existencias de fallas, traen como consecuencia su destrucción total por estallidos o

bien el alejamiento de su cara.

El refuerzo por medio de cables aumenta su capacidad de resistencia, controla

sus aspectos estructurales y permite minimizar su espesor.

Los pilares entre grandes cámaras de producción se pueden reforzar desde

galerías emplazadas en el propio pilar. La aplicación general es la utilización de

cables de 50 toneladas de capacidad, instalados sin tensión y cementados en toda su

extensión.



Los grandes esfuerzos presentes en pilares, coronas o puentes se pueden

controlar a través de cables, que permiten que el cable se deforme controladamente

liberando tensiones acumuladas. Uso de cable de 50 Tons., cementados totalmente y

sin tensión.

Los cables para el refuerzo de pilares en cámaras de menores dimensiones se

instalan desde estas últimas; la capacidad de los cables es de 25 Tons., totalmente

cementadas y sin tensión. Otra alternativa es enzunchar el pilar tensando los cables

aprovechando su alta capacidad de deformación elástica. Se recomienda el uso de

cables de 25 a 50Tons, anclado con cemento y sometido a tensión.

17. REFORZAMIENTO DE PILARES (CABLES SLING)

Con el fin de reforzar un pilar cuando esté atravesando por una falla geológica, o

cuando por una sobre carga en el pilar haya desprendimientos de roca en la periferia

de este el empleo del Sistema Cable – Sling permite cinchar al pilar en todo su

perímetro y absorber los esfuerzos que se presenta.



18. REFORZAMIENTO EN REBAJES (CABLES SLING) Cuando el ángulo de buzamiento presenta problemas de estabilización, las tablas de

Rebaje se pueden estabilizar con los Sistema Cable – Sling; también cuando se presenten

cuerpos de roca con alto riesgo de caer, se pueden asegurar con este sistema.

19. ESTABILIDAD DE BANCOS A CIELO ABIERTO.

El uso de cables en minería a cielo abierto permite estabilizar exitosamente las

crestas y paredes de los bancos, mejorándose la seguridad del trabajo.



Por otro lado, un buen programa de reforzamiento con cables es particularmente

relevante en el diseño del Pit final, dado que permite incrementar el ángulo de talud

manteniéndolo estable, reduciendo en consecuencia los costos de producción por

disminución del volumen de extracción de lastre de la mina.



20. COEFICIENTE DE SEGURIDAD

Es muy importante considerar siempre un factor de seguridad al elegir un cable

para una carga determinada. Normalmente se recomienda un factor de seguridad 6 a

1 dependiendo todo de su aplicación. Cuando se trata de cables para ascensor o algo

similar el factor de seguridad aumenta hasta un factor de 12 a 1.

21. EL ALMA DEL CABLE

El alma del cable sirve como soporte a los torones que están enrollados a su

alrededor. El alma se fabrica de diversos materiales dependiendo del trabajo a

realizar por el cable, siendo los mas comunes: el alma independiente del cable,

fabricados con alambres de acero dispuestos generalmente en construcción 7*7;

almas de torón que están formadas por un torón igual a los demás que componen el

cable; y almas de fibra, que pueden ser vegetales o sintéticas.

El alma del cable de acero se utiliza para aplicaciones donde el cable esta sujeto

a severos aplastamientos, o cuando el cable trabaja en lugares que existan elevadas

temperaturas. Los cables con alma de fibra se usan en aquellas aplicaciones en que

los cables no están expuestos a las condiciones antes señaladas. Estos cables son

mas fáciles de manejar y más elásticos.



22. PREFORMADO

El preformado se utiliza para darles a los alambres y torones la helicoidal o forma

que tendrán en el cable terminado, de manera que al cortar el cable los alambres

permanezcan en su lugar. Esta operación le da al cable mayor vida ya que le quita a

los alambres, los esfuerzos entre uno y otro al obligarlos a mantener una posición

forzada dentro del cable, los alambres sin preformar al romperlos saltaran en forma de

púas. En un cable preformado los alambres permanecen en su lugar.

23. LAS PRINCIPALES VENTAJAS DE LOS CABLES PREFORMADOS SON:

Mayor flexibilidad, ya que al curvarse no se sumarán las tensiones internas de

fabricación al esfuerzo de flexión debido al arrollamiento en poleas y tambores.

Esto equivale por tanto a una reducción de los esfuerzos de flexión.

Evita efectos de cortadura, al no enredarse las puntas de alambre que se

rompen por fatiga, no quedan éstas aprisionadas entre el cable y las gargantas

de las poleas, evitándose así que corten otros alambres.

Mayor duración, consecuencia de las dos ventajas anteriores.

Fácil manejo. Al cortar un cable preformado los cordones y alambres

permanecen en su sitio al no tener tendencia a descablearse y desenrollarse

formando cocas.

Facilita el uso del arrollamiento Lang, al reducir los inconvenientes más propios

de dicho arrollamiento, hace posible adaptarlo en mayor número de aplicaciones.

III. VENTAJAS

Costo reducido

Correctamente instalado, es un componente y durable sistema de refuerzo. Puede

ser instalado de cualquier largo en áreas estrechas.

Entrega una alta capacidad de carga en cualquier tipo de roca.

Alta capacidad a la corrosión.

Una vez anclados pueden tensarse por medio de herramientas especiales.

Cables (liso, minicaged y birdcaged), sostenimiento de acero de frentes largas

IV. DESVENTAJAS

Una pretensión del cable sólo puede ser posible con una instalación especial.

El uso de cemento estándar requiere de varios días de fraguado, antes que el cable

pueda tomar carga.



V. CONCLUSION

Los sistemas de pernos y cables se usan para solucionar problemas de estabilidad local, alrededor de una excavación construida en macizo rocoso fracturado o en el que se espera un cierto grado de fractura, producto de los esfuerzos inducidos por la propia construcción. Estos sistemas actúan para dar respuesta al principal fenómeno de falla que se presenta en los desplazamientos y rotaciones de los bloques pre-formados, producto de las discontinuidades en cualquiera de sus tipos que aparecen en el macizo rocoso. La relación entre capacidad y longitud de los tres sistemas, es diferenciada y se muestra en la figura.

El diseño de refuerzo de rocas es un problema complejo que debe realizarse bajo normas y procedimientos serios, tomando en cuenta tanto la geometría de las discontinuidades y las fuerzas como los desplazamientos que pueden ocurrir.

Así han aparecido reglas, car tas, procedimientos y esquemas de clasificación de masas de roca (Barton et al., 1974, Bieniawski, 1976). En general, son procedimientos simples, rápidos, muy populares y de alguna forma se puede decir que han sido exitosos.

El desarrollo de los sistemas de pernos y cables tienden a dar énfasis a la rigidez para enfrentar diferentes ambientes geomecánico.

Estos esquemas muestran la diferencia del comportamiento que depende de cómo el refuerzo intercepta una discontinuidad y qué vector de desplazamiento asociado a la discontinuidad es obtenido. Por supuesto, diferentes componentes del sistema operan con diferentes eficiencias en los distintos casos mostrados. Por ejemplo, experiencias han mostrado que los cables son más efectivos en tensión y toleran respuestas de corte; por otro lado; los estabilizadores de fricción requieren una carga significativa de cor te para alcanzar su eficiencia. Un elemento pretensionado no puede tolerar compresión porque esto reduce la tensión y puede ocasionar una pérdida total del collar de retención.

Se denomina Sistema de Refuerzo a todos aquellos elementos estructurales fabricados preferentemente en acero, que van embebidos con lechada o resina al interior de una perforación realizada en la roca o suelo, tales como pernos de anclaje y cables, y que permiten modificar la resistencia mecánica de las discontinuidades y estructuras geológicas presentes en el macizo rocoso, mediante un trabajo de transferencia de carga.



VI. FABRICAS DE PERNOS CABLES

1. MINOVA (PERNO DE CABLE)

Versatilidad y Desempeño Extraordinario

Movimientos naturales en el estrato de roca pueden amenazar la seguridad en el área de trabajo. Los Pernos de Cable de Minova están diseñados para trabajar a pesar de los movimientos laterales en el estrato.

Los Pernos de Cable amalgaman una resistencia más alta que la de los pernos tradicionales con una incomparable flexibilidad para ajustarse al movimiento de los estratos de roca.

Los Pernos de Cable se utilizan donde el soporte de terreno estándar es marginal o inadecuado. Las áreas comunes de aplicación incluyen: compuertas de salida, orificios de purga, sala de recuperación, sala de preparación, compuertas de entrada, intersecciones y otras áreas de la mina donde se necesite soporte adicional.

Minova está en la vanguardia de la tecnología de pernos de cable de bajo perfil.

Conveniencia. Seguridad. Eficiencia.

Utiliza el equipo de pernado existente. Reduce o elimina la necesidad de costosos soportes de estacones (cribas)

o verticales.

Disponible en dispositivos largos de una pieza de cualquier altura.

Reduce los costos al mejorar la ventilación

Fortalece y refuerza las estructuras de techo

Un avance significativo en la tecnología de soporte de techos

Disponible con dos diámetros

Cable galvanizado disponible para aplicaciones donde los períodos pasivos son mayores de un año

El exclusivo sistema de “bulbing” provee mejorías en la mezcla de resina y el anclaje

Disponible en sistemas pasivos o pos-tensados

Procedimiento de instalación:

Haga la perforación del diámetro y la profundidad adecuada.

Introduzca el cartucho de resina Minova apropiado.

Es de suma importancia que los cartuchos de resina se introduzcan hasta la parte superior de la perforación antes de romper los cartuchos. Esto se logra empujando a mano el cartucho con el Perno de Cable.

Gire el Perno de Cable hasta la parte superior de la perforación. Puede que sea necesario empujar el Perno de Cable a mano (o con la máquina de pernado) antes de que se pueda introducir la cabeza de perno en una llave curvada.



Una vez la Placa de Soporte llegue al techo, gire el perno para asegurar

que la resina se mezcla completamente. Gire el cable sólo en la dirección de las manecillas del reloj.

Detenga la rotación.

Aplique toda la fuerza con la máquina de pernado y mantenga constante hasta que la resina se fije.

Consulte con su Representante de Ventas Técnico de Minova para requisitos específicos de mezcla y fijación.



2. CABLES POST-TENSIONADOS (PT)



3. PERNO DE CABLE HI-TEN

metodos de sostenimiento por pernos cables

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