APLICACIONES DE MECÁNICA DE ROCASEN MINAS SUBTERRÁNEAS

7.0 INTRODUCCIÓN

A menudo, la decisión se toma sin un conocimiento profundo de las condiciones del terreno.
Ignorar los hechos relacionados con las condiciones del suelo antes de emprender cualquier
actividad minera podría dar lugar a situaciones adversas. Es imprescindible que las condiciones
del terreno cumplan con los estándares requeridos antes de realizar paradas abiertas o
métodos de soporte mínimo, tales como la contracción.

La elección de un método de minería subterránea debe adaptarse a las condiciones del suelo si
la operación minera debe tener éxito. El énfasis debe ponerse en evaluar objetivamente
métodos de minería y elegir el método más compatible con las condiciones del suelo.

7.1 HUNDIMIENTO DE BLOQUES

La excavación por bloques es históricamente uno de los métodos de minería subterránea a

granel de menor costo. Es porque de esto, se debe completar una evaluación detallada de la
mecánica de rocas del cuerpo mineral para determinar su idoneidad.

Las principales consideraciones para determinar si un cuerpo de mineral es adecuado o no

para el bloque espeleología son: geología local, resistencia de la roca, hidrología, estrés de la
roca antes de la mina, geometría del cuerpo del mineral y Características de la roca de
cobertura.

Según el alcance del proyecto y las limitaciones de tiempo, se debe contratar a un ingeniero de
minas calificado involucrado con el fin de recopilar e interpretar los datos utilizados para
tomar la decisión final con respecto a la cobrabilidad de un cuerpo mineralizado. Los esfuerzos
de planificación minera para proyectos de hundimiento de bloques deben involucrar
ingenieros con experiencia práctica en los parámetros que están bajo consideración para cada
particular proyecto.

7.2 PARADA EN POZO (SUBNIVEL)

Este método de detención, junto con sus variaciones de detención por subnivel, retroceso
vertical del cráter (VCR) o terminación rebanado, es especialmente adecuado para cuerpos
minerales con las siguientes características:

a) La roca en los cuerpos minerales y en el terreno anfitrión es razonablemente competente.

b) Las zonas de mineral tienen dimensiones horizontales y verticales relativamente grandes.

c) El número y el tamaño de las zonas estériles o estériles dentro del cuerpo mineralizado es
mínimo.

Cuando las condiciones son favorables para el taponamiento de barrenos, este método
producirá un rendimiento razonablemente bajo. Costos de minería porque puede ser
altamente mecanizada y dar como resultado una buena productividad por empleado. Pozos de
voladura de gran diámetro combinados con modernos equipos de volcado de carga (LHD) con
motor diésel por lo general se puede utilizar con una buena ventaja cuando se emplea este
método de parada.
7.3 DETENCIÓN DE LA CONTRACCION

La reducción por contracción es el método preferido para extraer depósitos de vetas

relativamente angostas con buzamiento pronunciado que tengan roca competente para la
pared superior y la pared inferior. Sin embargo, este método requiere que

60 a 70 por ciento del mineral quebrado se deje en el rebaje hasta que se complete la
extracción del rebaje, ya que la pila de mineral roto sirve como plataforma de trabajo para los
mineros. En consecuencia, los ingresos totales de la el mineral quebrado se retrasa hasta algún
tiempo después de que se completa cada rebaje. Además, los minerales que son susceptibles a
la oxidación rápida tras la exposición al aire generalmente no se consideran para detener la
contracción.

7.4 PARADA DE CORTE Y RELLENO

Los rebajes de corte y relleno a menudo pueden estar altamente mecanizados para que la
productividad de los empleados sea buena, pero el mineral la producción de cada rebaje debe
interrumpirse periódicamente para permitir la colocación de materiales de relleno.

Se debe disponer de un número suficiente de rebajes para que la producción de la mina no se

vea afectada por de las operaciones de relleno. El material de relleno por lo general consiste
en relaves concentradores deslamados, y puede aumentarse con lodo de desecho del
desarrollo de la mina o con arena y grava superficiales. Cemento se agrega comúnmente al
material de relleno para ayudar a estabilizarlo, ya sea para proporcionar un piso de trabajo
sólido o para hacer un techo seguro para detenerlo por debajo. La colocación hidráulica del
relleno es la más común práctica, con el material preparado en una planta de superficie y
transportado bajo tierra a través de tuberías.

7.5 PARADA ABIERTA

El transporte de la roca rota hasta el nivel de acarreo puede ser solo por gravedad o utilizando
bluseros donde el buzamiento de las zonas de mineral es demasiado plano para permitir el 100
por ciento de movimiento por gravedad del mineral volado. La excavación abierta de pequeños
depósitos permite una alta selectividad del material a extraer, pero la producción diaria es
generalmente muy limitada en las minas que lo emplean como método principal de extracción.
Se utiliza comúnmente como un método de barrido para recuperar el mineral que de otro
modo podría perderse a mayores minas donde los principales métodos de producción se basan
en sistemas de taponamiento por contracción o barreno. Él es un sistema de minería
comúnmente empleado en minas de metales preciosos más pequeñas donde las condiciones
del suelo son bueno, y el yacimiento consta de pequeños brotes de mineral. Prevalece
especialmente en muchos países menos desarrollados países donde las regulaciones mineras
son menos estrictas, los costos laborales más bajos y el equipo minero es relativamente alto
precio.

7.5.1 Espeleología por subnivel

Las principales desventajas del hundimiento del subnivel es la alta dilución resultante del
mineral causada por derrumbe de material de desecho de las paredes y el costo de desarrollo
relativamente alto para poner la mina en producción. Dado que el hundimiento del subnivel
induce la falla de la roca de la pared y la sobrecarga, el hundimiento de la superficie resulta en
ubicar todas las estructuras permanentes fuera del área de influencia.

Las minas de hundimiento subnivel se prestan a la mecanización y las actividades mineras

pueden especializarse con formación impartida al personal subterráneo. Las actividades
mineras en cada nivel son similares, es decir, desarrollo de los niveles, perforaciones de
producción en los niveles intermedios y voladuras de producción con extracción de mineral en
los niveles superiores.

7.5.2 Detención de habitaciones y pilares

Los depósitos de mineral de inmersión tabulares y planas en roca competente generalmente

se extraen por medio de cámaras y pilares. Si la zona de mineral es continua a lo largo de
largas distancias, se puede establecer un patrón regular de pilares de soporte. Si las zonas de
mineral son erráticas, se pueden dejar pilares de soporte aleatorios en áreas de desechos o
material de baja calidad. La principal ventaja del rebaje de cámaras y pilares es que se adapta
fácilmente a los equipos de minería mecanizados, lo que da como resultado una alta
productividad a un costo relativamente bajo por tonelada de material.

La principal desventaja de la minería de cámaras y pilares es que un una gran área del techo
está continuamente expuesta donde las actividades laborales o el movimiento de hombres y
suministros están llevado a cabo.

7.6 MÉTODOS DE PARADA DIVERSOS

Tres sistemas de taponado que se usaban comúnmente en el pasado, pero debido a su trabajo
intensivo las características que ya no se favorecen son los métodos de ajuste cuadrado, corte
superior y recuperación. El conjunto cuadrado y los métodos de corte superior se utilizan en
terrenos extremadamente pobres donde otros métodos de extracción no son práctico. Ambos
métodos requieren grandes cantidades de madera y mano de obra experimentada para ser
utilizados con éxito implementado. Debido a la gran cantidad de madera utilizada, ambos
métodos presentan un riesgo de incendio definido por toda la mina. Las características del
rebanado superior y el encuadre impiden la mecanización de sus operaciones, por lo que su
aplicación se limita a yacimientos de muy alta ley. Reanudar es un método para detener en el
que el mineral se rompe y se elimina primero, seguido de la voladura de los desechos o
viceversa. Generalmente el material que se rompe más fácilmente se chorrea primero. Los
desechos triturados se dejan en el rebaje como relleno y como piso de tablones colocado
sobre el relleno para evitar la mezcla de mineral y desechos. Resuena es aplicable donde el
mineral no es congelado a las paredes del rebaje y funciona mejor si hay una diferencia
considerable entre la dureza del mineral y las rocas de la pared. El método requiere mucha
mano de obra y rara vez se practica ya, excepto en yacimientos de oro y plata de vetas
angostas de muy alta ley.

7.6.1 Esfuerzos in situ e inducidos

La roca en profundidad está sujeta a tensiones resultantes del peso de los estratos supra
yacentes y de tensiones encerradas de origen tectónico. Cuando se excava una abertura en
esta roca, el campo de tensiones es se interrumpe localmente y se induce un nuevo conjunto
de tensiones en la roca que rodea la abertura. Conocimiento de las magnitudes y direcciones
de estos esfuerzos in situ e inducidos es un componente esencial de diseño de excavaciones
subterráneas ya que, en muchos casos, cuando se supera la resistencia de la roca, la
inestabilidad resultante tiene graves consecuencias en el comportamiento de las excavaciones.
Este Capítulo trata con la cuestión de las tensiones in situ y también con los cambios de
tensión que se inducen cuando los túneles o las cavernas están excavadas en roca estresada.
Problemas, asociados con la falla de la roca alrededor del subsuelo aberturas y con el diseño
de apoyo para estas aberturas, se tratará en capítulos posteriores. El La presentación que sigue
pretende cubrir sólo aquellos temas que son esenciales para que el lector los comprenda saber
cuándo se trata del análisis de la inestabilidad inducida por estrés y el diseño de soporte para
estabilizar la roca en estas condiciones.

7.6.2 Métodos de ensayo de roca in situ

Las pruebas de muestras a escala de laboratorio no representan las propiedades de la roca in

situ debido a factores geológicos, como estratificación, fracturas, diaclasas, fallas,
plegamientos y microscópicos y megascópicos en homogeneidades. Este problema se puede
resolver mediante el uso de mediciones in situ para conocer las propiedades de in situ rocas
Para resolver el problema de la estabilidad de la estructura en rocas, la precisión de la tensión
y la deformación la determinación debe ser consistente con la roca in situ. Muestra
recolectada de rocas uniformes y masivas, la resistencia a la compresión y a la tracción medida
a escala de laboratorio no debe variar mucho de espécimen a espécimen. En la minería, el área
adyacente siempre afecta la resistencia de la roca. Por lo tanto, cambios en las tensiones
deben medirse con gran precisión.

Las mediciones de la tensión de la roca a menudo son solo una parte de proyectos más
grandes, y SINTEF es uno de ellos organización de investigación que ofrece y proporciona
mediciones de deformación de rocas (extensómetro de pozo y mediciones de convergencia de
túneles), pruebas de pernos de roca, modelado numérico y pruebas civiles y mineras.

Soluciones de ingeniería en general. Varios códigos de modelado numérico 2D y 3D de última

generación están disponibles.

7.6.3 Fracturación hidráulica para la determinación de la tensión de la roca

La técnica de fracturación hidráulica se utiliza para determinar la tensión de la roca in situ en

un plano perpendicular al pozo. Esto se hace mediante la aplicación de presión de fluido
(normalmente agua) en una prueba sección en un pozo aislado por empacadores hasta que la
roca falla por tensión. Las presiones de fluido requeridas para generar, propagar, sostener y
reabrir fracturas por tracción en la roca se registran en función del tiempo, y estos pueden
estar relacionados con la magnitud del campo de tensión existente. Las direcciones de la
tensión medida son normalmente se logra observando y midiendo la orientación de la fractura
inducida hidráulicamente plano mediante el uso de un llamado packer de impresión. La
hidrofractura inducida está orientada paralelamente a la mayor tensión principal secundaria
σH en un plano perpendicular al pozo.

7.6.4 Determinación de la tensión absoluta

El método flatjack implica la colocación de dos pasadores fijados en la pared de una

excavación. El la distancia, d, se mide con precisión. Se corta una ranura en la roca entre los
pasadores. Si el estrés normal es compresivo, los pasadores se moverán juntos a medida que
se corta la ranura. Luego se coloca el flatjack y se enlecha en el hueco. Se han empleado el
método de deformación del pozo, el método flatjack, el método de propagación por varios
investigadores para determinar la tensión absoluta en la roca.

7.6.5 Determinación de tensiones in situ por el método Flatjack

El método está destinado a la determinación de la tensión de la roca paralela y cerca de la roca

expuesta superficie en una excavación. Cada medición determina el estrés en una sola
dirección y por lo tanto se requiere un mínimo de seis mediciones en direcciones
independientes para determinar la roca medidor de estrés.

7.7 EQUIPO

7.7.1 Procedimientos de prueba

Después de configurar los LVDT en la posición de la ranura marcada, se toman lecturas para la
separación inicial de los alfileres Luego se corta la ranura perforando una serie de orificios de
42 mm a lo largo de la ranura hasta una profundidad ligeramente más que el ancho del
flatjack. Luego se mide la dirección de la ranura usando una brújula magnética. Más Se toman
conjuntos de lecturas de desplazamiento después de cortar la ranura para registrar la cantidad
de cierre de la ranura. El Flatjack luego se inserta completamente y se enlecha. Una vez
fraguada la lechada, una bomba hidráulica aumenta la presión en el gato plano. La presión es
aumenta gradualmente y se anota la lectura para cada incremento de presión. Se aumenta la
presión hasta que la separación de los pasadores es la misma que antes de cortar la ranura. La
presión a la que se logra se denomina como presión de cancelación. Después de lograr la
presión de cancelación, toda la configuración se mueve a la siguiente posición de la ranura y se
repite todo el procedimiento. Se recomienda realizar seis números de prueba flatjack en un
sitio para conocer el estado de estrés en el sitio.

7.7.2 Procedimiento y resultados de la evaluación de estrés

El programa de análisis GENSIM se utiliza para calcular la magnitud y la dirección de los

principales tensiones sobre la base de la siguiente ecuación:

σh = (P - n2 σV) / (m2 + l2 σH/σh)

Donde, l, m & n son los cosenos de la dirección del plano de fractura inducida en relación con
el eje de tensión principal. Los cálculos de estrés para cada sitio se realizan utilizando todas las
presiones de cancelación datos y variando la relación σH/σh y la dirección de ataque de σH en
el plano horizontal.

7.8 DETERMINACIÓN DE LA DEFORMABILIDAD IN SITU DE LA ROCA POR GOODMAN

PRUEBA DE JACK

El Goodman Jack es una sonda de pozo con placas de apoyo rígidas móviles para la medición
de la pared deformación en función de la tensión aplicada. Datos obtenidos de las medidas
carga-deformación da los módulos de roca directamente. La sonda está diseñada para usarse
en un pozo NX (76 mm). La presión hidráulica se transmite a la roca a través de las placas
móviles. Desplazamiento de dos LVDT los transductores están montados dentro del gato en
cada extremo de las placas móviles.

7.8.1 Aplicación de la prueba de Goodman Jack

Las pruebas de Goodman Jack encuentran las siguientes aplicaciones:

a) Estas pruebas son requeridas durante el diseño de grandes excavaciones subterráneas ya

que tales pruebas proporcionar la deformabilidad del macizo rocoso.

b) Estimación de la eficiencia de inyección

c) Estimación de la anisotropía de las rocas.

d) Estimación del comportamiento de la roca durante el proceso frecuente de carga y

descarga.

7.8.2 Preparativos del sitio

El gato está diseñado para usarse en pozos de tamaño NX que tienen un diámetro nominal de
76,2 mm. Él se debe perforar el pozo para que se puedan seleccionar las zonas apropiadas
mediante la inspección de los núcleos.

7.8.3 Procedimiento de prueba

El gato Goodman se inserta en el pozo hasta la profundidad de prueba deseada. La potencia

del indicador es cambia a la posición ON y la válvula de la bomba está en posición extendida.
La presión es entonces aplicada hasta que el gato se expande contra los lados del pozo. La
lectura del medidor se observa mientras él la placa de presión del gato se está extendiendo
hasta la lectura cero. Cuando el contacto con el lado del gato es hecho, se aumenta la presión
hasta que el manómetro indique un valor igual al primer incremento. Se realizan diez
incrementos de este tipo. Se anota la lectura del medidor para ambos LVDT. La presión se
mantiene constante con el mango de la bomba registrando la lectura del medidor cada
minuto. Esto se continúa hasta que el el desplazamiento se hizo constante. El pico de presión
se alcanza en tres ciclos (aproximadamente 30, 60 y 100% del máximo). Durante cada ciclo, la
presión varía en al menos diez incrementos y decrementos iguales. Al final de cada ciclo, la
presión vuelve a la presión de asiento inicial. Las pruebas se pueden realizar en diferentes
direcciones para determinar el aniso tropismo de la roca.

7.9 DETERMINACIÓN DE LA PERMEABILIDAD IN SITU DE LA ROCA POR DOBLE

PRUEBA DE PERMEABILIDAD DEL EMPAQUETADOR

La permeabilidad del macizo rocoso es una característica importante en la evaluación de la

entrada de agua subterránea en labores subterráneas. Además, el método se utiliza para
evaluar la necesidad de lechada de cimentación comprende cálculos de valores Luego para
cada una de las cinco pruebas en aumento y luego decrecimiento presiones seguido de la
interpretación del patrón de resultados, y por lo tanto la selección de un apropiado
permeabilidad representativa.

7.9.1 Aplicación de la prueba de permeabilidad

Las aplicaciones típicas incluyen la evaluación de cimientos para decidir cuándo se justifica la
lechada estimación del caudal de agua subterránea en las obras subterráneas.

7.9.2 Preparación del sitio

El sistema Doublé Packer está diseñado para usarse en pozos de tamaño NX que tienen un
diámetro nominal de 76,2 mm. Se debe perforar el pozo para que se puedan seleccionar las
zonas adecuadas mediante la inspección de los núcleos.

7.9.3 Equipo a desplegar

El equipo de prueba de permeabilidad de doble empacador está diseñado para pruebas de

permeabilidad rápidas y confiables en pozos Los ensayos se realizan en la zona entre los dos
packers regulando el caudal de agua desde la superficie y recopilando los datos mediante un
sistema de adquisición de datos en línea.

7.9.4 Procedimiento de prueba

Se registran los núcleos para las pruebas y se seleccionan las profundidades adecuadas para las
pruebas de permeabilidad. El intervalo de prueba (tubería perforada de 1 m) con el conjunto
de doble obturador se baja a la profundidad deseada y ambos packers se inflan con gas
nitrógeno. La presión máxima deseable se logra en cada prueba intervalo pasando por etapas
de baja y media presión. El caudal se manipula para mantener la presión constante durante 10
minutos a la presión deseada. A continuación, la presión se reduce en dos etapas hasta cero.

7.10 DETERMINACION DE LA DEFORMBILIDAD DE LA ROCA MEDIANTE ENSAYO DE CARGA DE

PLACA

Los macizos rocosos son conjuntos heterogéneos y generalmente discontinuos de material.

Como resultado la escala de un experimento determina hasta cierto punto la validez del
experimento. Comparaciones de campo in situ pruebas con resultados de pruebas de
laboratorio en la misma roca muestran que las pruebas de laboratorio sin falta sobrestiman el
comportamiento de deformabilidad de los macizos rocosos a un factor de 5 a 15.
7.10.1 Aplicación de la prueba de carga de placa

Las pruebas de carga de placas encuentran las siguientes aplicaciones

a) Estas pruebas son requeridas durante el diseño de grandes excavaciones subterráneas ya

que tales pruebas proporcionar la deformabilidad del macizo rocoso.

b) Estimación de la eficiencia de inyección

c) Estimación de la anisotropía de las rocas.

d) Estimación del comportamiento de la roca durante procesos frecuentes de carga y descarga.

Tanto el módulo de elasticidad como el módulo de deformación se pueden calcular con la

misma fórmula como sigue: dónde,

E or D = (1- u2) *∆ F /∆ S

E: Módulo de elasticidad (kgf /cm2)

D: Módulo de deformación (kgf /cm2)

7.10.2 Preparativos del sitio

Las áreas de prueba se seleccionan cuidadosamente y todas las rocas sueltas se eliminan con
martillos picadores y taladros. Un área con un diámetro de 1,50 m (ligeramente más grande
que 2 veces el diámetro de la almohadilla de prueba, que es de 55 cm) se prepara en cada sitio
para reducir la influencia restrictiva de la roca adyacente. Dos los orificios de instrumentación
de 76 mm de diámetro cada uno se perforan en la superficie de prueba preparada
manteniendo el orificio superior lo más coaxial posible con el orificio inferior.

Dos plataformas de concreto (una arriba y otra abajo) con un diámetro de 55 cm y un espesor
de 12,70 cm se preparan en cada sitio con una mezcla de cemento de fraguado rápido y
agregados y se dejan curar durante veintiocho días. Las almohadillas se hacen planas y
paralelas entre sí.

7.11 DETERMINACIÓN DEL DESPLAZAMIENTO MEDIANTE CINTA EXTENSÓMETRO

El extensómetro de cinta mide de forma rápida y precisa los cambios de distancia entre dos
puntos de referencia apunta en cualquier dirección. Las aplicaciones típicas son la medición de:

• Pandeo del techo de la mina y cierre del túnel

• Desplazamiento de taludes y estructuras inestables

• Magnitud del comportamiento del suelo durante la excavación

7.11.1 Características

• Diseño ligero y resistente

• Medición rápida y operación de un solo hombre

• Diseño optimizado para proteger la cinta de acero de daños

• Versión completa de acero disponible bajo pedido

El extensómetro de cinta es un instrumento portátil para medir el desplazamiento entre pares

de referencia espárragos inyectados en perforaciones poco profundas en la estructura de la
excavación. Los pernos se fijan permanentemente a proporcionar un punto de fijación preciso
en la superficie de la estructura. Los pernos de extensión desmontables están disponibles para
fijar en lugares donde, por ejemplo, se aplica hormigón proyectado adicional a la superficie a
monitorear. El extensómetro de cinta consiste básicamente en una cinta topográfica de acero
con orificio perforado cargada en un carrete fijado al cuerpo del instrumento. Incorpora
mecanismo tensor de la cinta así como dial /sistema de medición de distancia basado en
indicadores digitales. Se proporcionan dos ganchos, uno en el móvil extremo en la cinta y el
otro en el marco del carrete. Tensado de la cinta a una carga predeterminada se hace
fácilmente girando el collar moreteado grande hasta que dos líneas de referencia estén
alineadas con precisión.

7.11.2 Instalación de puntos de referencia

Los puntos de referencia son cáncamos de acero inoxidable que se enroscan en anclajes de
expansión o comentables.

Los puntos de referencia también se pueden atornillar a la estructura. Los puntos de referencia
se colocan para revelar la magnitud y dirección de los movimientos. Los dibujos a continuación
muestran ubicaciones típicas como referencia puntos. Dado que cada sitio tiene condiciones
únicas, el patrón de sus puntos de referencia puede no parecerse los ilustrados.

El sistema de gancho y cáncamo puede adaptarse a casi cualquier ángulo de la cinta. Sin
embargo, es importante proteger los puntos una vez instalados, ya que cualquier cambio en la
posición o el estado de los puntos afectarán a la respetabilidad del sistema.

7.11.3 Toma de lecturas

A. Permita suficiente tiempo para que el instrumento se ajuste a la temperatura ambiente en

la estación de medición.

B. Desenganche la cinta del pasado y deslícela fuera de la ranura de la punta. Verifica que la
manivela de la cinta esté lista y que la cinta se puede desenrollar.

C. Gire el collarín de tensión hasta que la escala móvil indique 1" o 25 mm. Para medir solo la
convergencia, el sería necesario girar el collar hasta que la escala móvil indique 2" o 50 mm. No
gire el collar más lejos o el dial puede dañarse.

7.12 DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA AL CORTE IN SITU DE LA ROCA POR MEDIO DIRECTO

PRUEBA DE CORTE
La resistencia al corte del macizo rocoso es uno de los parámetros más importantes utilizados
en el diseño. La cizalla los parámetros de fuerza no se pueden predecir sobre la base de
historias de casos y en cualquier sistema de clasificación.

Por lo tanto, la viabilidad de realizar ensayos de corte in situ no puede evitarse debido a la
variación de la roca propiedades de masa en diferentes sitios. La mejor manera de evaluar los
parámetros de resistencia al corte es realizando una prueba de corte in situ. El procedimiento
para realizar los ensayos de cizallamiento in situ se describe en ISRM (1974) e IS 7746-(1975).
La resistencia al corte del hormigón a la roca depende de varios factores, como la resistencia
del hormigón, la resistencia de roca, saturación, tasa de carga, tasa de corte, etc.

7.12.1 Aplicación de ensayo de corte in situ

Las aplicaciones típicas incluyen

• Resistencia al corte de la roca de cimentación de presas

• Resistencia al corte de la interfaz roca-concreto para cimientos de presas

• Diseño de excavaciones subterráneas

Esta prueba mide la resistencia máxima y residual al corte directo como una función del
esfuerzo normal al plano cortado.

7.12.3 Equipo a implementar

a) Equipo de carga normal

(i) Placa de acero: 700 mm x 700 mm x 350 mm

(ii) Rodillo de acero: 500 mm x 500 mm

(iii) Placa base RAM Jack: 505 mm de diámetro

(iv) Botones RAM Jack: 3 Nos.

(v) Columnas de extensión: para adaptarse a túneles de 1,5 a 3,0 m de altura

(Vi) RAM Jackes: Capacidad 100 toneladas

(vii) Placa de apoyo: 505 mm de diámetro

(viii) Bomba hidráulica: funcionamiento a 10 000 psi

(ix) Mangueras con colector: 20 m de longitud

b) Equipo de carga de corte

(i) Gato de carga de cizalla: capacidad de 300 toneladas

(ii) Célula de carga: capacidad de 300 toneladas

(iii) Bomba hidráulica: funcionamiento a 10 000 psi

(iv) Manguera: 20 Ms

c) Equipos de Medición de Deformación.

(i) Indicadores de cuadrante: 0,01 mm LC

(ii) LVDT: con entrada de 12 V CC

d) Sistema de Adquisición de Datos (Tarjeta PCMCIA)

(i) Canales digitales: 16 de un solo extremo o 8 diferenciales

(ii) Salidas analógicas: 4 canales

(iii) E/S digital: 8 canales

(iv) Resolución: 12 bits

(v) Tasa de muestreo: 5 Kb/s a 500 Kb/s

7.12.4 Procedimiento de prueba

a) Instalación del Equipo Normal de Carga

Una placa de tamaño 700 mm x 700 mm x 350 mm se coloca sobre el bloque de hormigón. Un
sistema de rodillos es entonces colocado en la parte superior del plato. Un plato con un lado
cuadrado y la otra parte circular de 50.50 cm. Luego, el diámetro se coloca sobre el sistema de
cojinetes de rodillos con la placa base del gato de ariete. Tres números de RAM jacos cada uno
de 100 toneladas de capacidad se coloca sobre la placa base del gato RAM con los asientos
esféricos. La extensión las columnas se colocan una encima de otra hasta la parte superior
dejando suficiente espacio para acomodar una placa de apoyo, una placa de distribución de
carga del mismo diámetro que la inferior y un tablero de partículas. Todos los gatos son
conectados con una bomba eléctrica con un interruptor de palanca para producir una carga
normal constante. Una presión transductor conectado a la bomba eléctrica está conectado con
el sistema de adquisición de datos en línea.

b) Instalación del Equipo de Carga de Corte

Un gato de 300 toneladas se coloca inclinado a la superficie de corte del bloque de hormigón
(interfaz hormigón-roca). El otro lado del gato se coloca contra una plataforma de concreto
hecha especialmente contra la pared del túnel para recibir la reacción de la pared. Se instala
una celda de carga de 300 toneladas entre el bloque de roca y el gato diseñado para carga de
corte. La carga de corte se produce mediante un sistema de bomba manual.

c) Instalación del Equipo de Medición de Deformación

Un marco de medición con cuatro relojes comparadores sirven para medir el asentamiento del
cuerpo de prueba por la normal carga. Los cuatro indicadores de cuadrante que están
montados en el marco miden el desplazamiento de corte del bloque de prueba causada por la
fuerza cortante aplicada. Cuatro indicadores de cuadrante más están montados en el marco
que monitorean el desplazamiento lateral del bloque durante el corte. El marco de medición
está hecho de acero galvanizado rígido tuberías, que están ancladas en la formación rocosa a
una distancia adecuada del lugar de la prueba.

7.13 INDICADOR DE CONVERGENCIA

El monitoreo de estratos es fundamental para evaluar el desempeño del techo atornillado por
cable. Para ello, el indicador de convergencia, se utilizan cables extensómetros e
instrumentados.

El indicador de convergencia es un instrumento simple que consiste de una varilla graduada

encajada en un tubo. Tiene un recuento mínimo de 0,5 a 1 mm, y el movimiento telescópico es
para una longitud de 2 a 4 m. La referencia de los puntos de medición (“estaciones”). Son
varillas metálicas lechadas en techo y piso. Mediciones se toman simplemente estirando la
varilla telescópica entre los puntos de referencia, y leer las graduaciones en la vara.

7.14 SOPORTE DE ROCAS

El objetivo principal de un sistema de apoyo es movilizar y conservar la resistencia inherente

de la roca masa para que se vuelva autosuficiente. El soporte de roca generalmente combina
los efectos del refuerzo, por elementos tales como espigas, pernos de roca y cables tensados y
soporte con conjuntos de hormigón proyectado, malla y acero que llevan cargas de bloques de
roca individuales aislados por discontinuidades estructurales o zonas de roca suelta. Estas
notas están destinadas a ayudar al ingeniero de soporte subterráneo en la elección del más
apropiado y el que es más fácil de instalar, lo que impartiría tanto refuerzo como apoyo. Si es
posible, la instalación del soporte de roca debe realizarse como parte integral del ciclo de
excavación para mejorar los aspectos autosuficientes de la mejora del macizo rocoso. La
elección del tipo de soporte a instalar en excavaciones subterráneas depende de la extensión
de la zona de roca suelta o fracturada que rodea esa excavación.