DISEÑO DE ELEMENTOS DE SOSTENIMIENTO CON PERNOS DE ANCLAJE

1. DISEÑO DE ELEMENTOS DE SOSTENIMIENTO CON PERNOS DE
ANCLAJE
El sistema de sostenimiento con pernos de anclaje en un macizo rocoso es controlar la
estabilidad de los bloques y cuñas potencialmente inestables.
CLASIFICACION DE LOS PERNOS DE ANCLAJE
a. Pernos por adherencia
• Pernos helicoidales
• Cable bolting
• Anclaje a base de cemento
b. Pernos por fricción
• Pernos Split set
• Pernos de expansión
• Pernos de cabeza de expansión
• swellex

2. Pernos helicoidales: son barras laminadas en caliente con resaltes en forma de rosca
helicoidal de amplio paso. el diseño de hilo permite colocar una tuerca que puede
rodar longitudinalmente por los resaltes a lo largo de la barra.

3. Perno Split Set: en el taladro el tubo ejerce presión radial contra la roca, su contacto es
longitudinal y provee un inmediato soporte al macizo rocoso.

4. PARTES DE UN PERNO DE ANCLAJE ACTIVO Y PASIVO
Perno activo: El perno de roca activo funciona como un anclaje: está unido a la roca por
la punta, tiene un fuste libre y una cabeza con placa.
Pernos pasivos: se adhiere a la roca a lo largo de toda su longitud, y actúa de manera
similar a las armaduras del concreto; desarrolla su trabajo una vez que el macizo
rocoso empieza a deformarse.

5. CRITERIOS PARA INSTALACIÓN DE PERNOS ANCLAJE
 Verifica que la zona de trabajo se encuentre despejada al operar el equipo, de
acuerdo a las normas de seguridad correspondiente.
 Ubica la máquina perforadora en posición de aliñamiento para iniciar la
perforación, de acuerdo al tipo de perforación a realzar.
 Inicia la perforación, de acuerdo a la secuencia de perforación establecida, de
acuerdo a las normas de seguridad.
 Perfora en puntos señalados, verificando durante la operación la lubricación y
correcto funcionamiento de la maquina perforadora.
 Seleccione los aceros de perforación de acuerdo a las dimensiones y
especificaciones técnicas de la operación a realizar.
 Coloca el perno en el dispositivo de la máquina perforadora.
 Introduce los elementos para la fijación del perno (resinas, inyección de lechada)
 Cierra las válvulas de aire y agua, al concluir la perforación.

6. ANCLAJEDE UN BLOQUE CON COHESIONEN LOS CONTACTOS
Para este caso para anclar el bloque de roca,
el número de pernos que es necesario colocar
estará definido por la siguiente relación matemática.
Donde:
N = número de pernos, colocados con una inclinación (º)
W = peso del bloque de roca
f = Coeficiente de seguridad, comprendido entre 1.5 y 3
Φ = Angulo de fricción en la superficie del contacto, de inclinación β.
c = cohesión en la superficie del contacto de inclinación β.
B = fuerza vertical que puede soportar un pernos.
A = longitud del contacto afectado por el deslizamiento.
𝑁=
𝑊 𝑓.𝑠𝑒𝑛𝛽−cos𝛽.𝑡𝑎𝑔𝜙 −𝑐.𝐴
𝐵(cos𝛼.𝑡𝑎𝑔𝜙+𝑓.𝑠𝑒𝑛𝛼)

7. SOSTENIMIENTO DE UN BLOQUE INESTABLE ANCLADO AL TECHO DE ROCA SOLIDA
El máximo peso que puede soportar un perno está dado por la siguiente expresión
matemática:
𝑊 = 𝐹. 𝑠. 𝑐. ℎ. 𝜌
Donde:
F = Coeficiente de seguridad, comprendido entre 1.5 y 3
s = Espaciado transversal de los pernos
c = espaciado longitudinal de los pernos
h = espesor de los estratos de roca que deben ser anclados
ρ = densidad de la roca

8. INSTALACIÓNDE PERNOSEN ESTRATOS HORIZONTALESY INCLINADOS

9. SOSTENIMIENTOCONPERNOSHELICOIDALES

10. DISEÑODE ELEMENTOSDE SOSTENIMIENTOCON MALLASELECTROSOLDADAS
La malla metálica principalmente es utilizada para los siguientes tres fines: primero, para
prevenir la caída de rocas ubicadas entre los pernos de roca, actuando en este caso como
sostenimiento de la superficie de la roca; segundo, para retener los trozos de roca caída
desde la superficie ubicada entre los pernos, actuando en este caso como un elemento de
seguridad; y tercero, como refuerzo del shotcrete. Existen dos tipos de mallas: la malla
eslabonada y la malla electrosoldada.

11. PROCEDIMIENTOS PARA SUS INSTALACION
 Señalar el área donde deberá instalarse la malla.
 Desatar todo bloque suelto del área donde se instalará la malla.
 Presentar la malla utilizando de ser necesario gatas o puntales.
 Anclar definitivamente con pernos de roca.
 Asegurar la malla utilizando la misma platina del perno, si éste aún no ha sido instalado, o
arandelas a presión o segunda platina de retén y tuerca, si el perno ya fue instalado.
 Acomodar o moldear la malla a la forma de la superficie de la roca utilizando ganchos de fierro
corrugado de 3/8”, colocados en taladros de 0.5 m de longitud.
 Evitar en lo posible superficies con la malla suelta, especialmente cuando se contempla la
aplicación del shotcrete sobre la misma.
 Los traslapes entre mallas serán como mínimo 20 cm y deben estar asegurados con pernos de
anclaje, con un amarre inicial de alambre #8.
 En áreas de altos esfuerzos, deben eliminarse los empalmes horizontales de la malla metálica
en el tercio inferior de los hastiales, estos traslapes deben efectuarse a una altura mínima de 2.5
m respecto al nivel del piso. Los empalmes verticales en estos casos deben reforzarse con
varillas de fierro corrugado de 3/8” y 0.7 m de longitud.
 Cuando el uso de la malla es puntual, se puede recortar la malla para su manipulación sencilla.
 La malla es muy propensa a dañarse fácilmente con la voladura, siendo recomendable
reemplazarla, recortando los pedazos dañados y colocando una nueva.

12. ENLAZADOCONCABLESY VOLADURAS DERELAJAMIENTO
En labores de avance ubicadas en ambientes de muy altos esfuerzos, propensas a
ocurrencias de reventazones o estallidos de rocas, el sostenimiento adecuado es en
base a pernos cementados o con resina y malla. Para minimizar los efectos de las
reventazones o estallidos de roca, en adición a los pernos y malla se suele utilizar
cables enlazados

13. DISEÑO DE ELEMENTOS DE SOSTENIMIENTO CON RELLENO HIDRAULICO
Uno de los elementos ampliamente usados como medio de sostenimiento artificial
en el minado subterráneo, es el relleno colocado en los tajeos vacíos.

14. PREPARACIÓN DEL RELLENO HIDRAULICO
Para la preparación del material de relleno hidráulico, se someten a varios procesos y análisis
dependiendo de la calidad de roca de la mina; en general se someten a análisis
granulométrico, densidad, porcentaje de solidos; a fin de obtener un producto ideal para el
relleno y así garantizar la resistencia a la compresión.
ACCESORIOS DE RELLENO HIDRAULICO
 Bomba
 Válvulas
 Tuberías
 Hidrociclon

15. APLICACIÓN DEL RELLENO HIDRAULICO
 Proveer una plataforma de trabajo.
 Evitar el movimiento y caída de las rocas.
 Facilitar la recuperación de pilares.
 Evitar o minimizar la subsidencia.
 Estabilizar el macizo rocoso en las minas, reduciendo la posibilidad de estallidos de roca.
 Controlar y prevenir incendios en las minas.
 Minimizar la deposición de relaves o material rocoso en superficie ayudado al control
ambiental.

16. FACTORESMEDIOAMBIENTALES

17. FACTORESMEDIOAMBIENTALES