Los pernos Swellex, son usados en la fortificación de tunelería y de labores mineras. en este informe veras de que se trata el método de Swellex, lo necesario para su instalación, y los cálculos ingenieriles que requieres para calcular tanto la cantidad, la distancia de apernado. en este caso solo se toma la fortificación básica, sin malla, de gradiente a gradiente, espero sea un gran aporte a la comunidad de SlideShare. atte Hernan O Brito. et ing en minas.

1. MINERIA
Y
METALURGIA
PERNO SWELLEX
Labores Mineras de Fortificación.
NOMBRE: Hernán Brito
Luis Astorga.
CARRERA: Ingeniería en minas.
ASIGNATURA: Labores mineras de fortificación.
PROFESOR: Eduardo Solar Alvarado.
FECHA: 04-Ene-2018.

2. 3
Tabla decontenido
1.- CONTENIDO PAGINA
1 INTRODUCCION: 5
2 FORTIFICACION: 6
2.1 ¿QUÉ ES LA FORTIFICACIÓN? 6
2.1.1 ARTICULO 157 DS 132: 6
2.2 ARTICULO 166 DS 132: 6
3 SWELLEX: 8
3.1 ACERCA DE SWELLEX 8
3.2 INSTALACIÓN 9
3.3 CARACTERÍSTICAS DE LOS SWELLEX 10
3.4 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS 10
4 BOMBAS SWELLEX 11
4.1 BOMBA NEUMÁTICA SWELLEX 11
4.1.1 BOMBA NEUMÁTICA PSP 300 11
4.1.2 BOMBA ELÉCTRICA ESP 12
4.1.3 BOMBA HIDRÁULICA HSP A51 12
5 CALCULO PARA FORTIFICACION DESARROLLO NIVEL 70 13
5.1 DATOS 13
5.2 CALCULO DE PERNOS 13
5.3 CALCULO MATERIALES A UTILIZAR. 13
5.3.1 PERNOS TOTALES 13
5.4 COSTOS FORTIFICACIÓN NIVEL 70 14
5.5 TIEMPOS DE FORTIFICACIÓN. 14
5.5.1 CASO A 14
5.5.2 CASO B 15
5.6 PERFIL DE LABOR MINERA CON PERNOS SWELLEX 16
6 CONCLUSION 17

3. 4
INDICE DE ILUSTRACIONES:
Ilustración 1 (Swellex antes y despues de ser usado).................................................................................................................8
Ilustración 2 (Instalación de perno Swellex).................................................................................................................................9
Ilustración 3 (Bomba Swellex neumatica)..................................................................................................................................11
Ilustración 4 (Sistema de bomba eléctrica)................................................................................................................................12
Ilustración 5 (Bomba Hidráulica)..................................................................................................................................................12
Ilustración 6 (Calculo de los pernos de Gradiente a Gradiente dando como resultante 13 pernos Swellex) .............13
Ilustración 7 (Nivel 70 por desarrollar) .......................................................................................................................................14
Ilustración 8 (Perfil de labor, nivel 70 con instalacion radial de pernos Swellex) .............................................................16
INDICE DE TABLA:
Tabla 1 (Especificaciones Tecnicas Swellex) ..............................................................................................................................10
Tabla 2 (Costo de Fortificación e insumos) ................................................................................................................................14

4. 5
1 INTRODUCCION:
El sistema de anclaje de pernos Swellex desde introducción hace 25 años, ha obtenido un
amplio reconocimiento en la industria minera. Swellex es un perno de anclaje
confeccionado de un tubo soldado doblado sobre sí y sellado en un extremo. Este se
expande utilizando un flujo de agua de alta presión el cual entregado por una bomba
especial (véase capitulo 4). El perno se expande al interior de un tiro (Ilustración 1), y el
proceso de instalación es fácil y muy similar al de otros pernos de anclaje (Split Set). Esto
hace de Swellex algo accesible para todos los operadores. Cabe mencionar que la
instalación del Swellex genera costos relativamente moderados, por lo que no es una de
los métodos de fortificación más económica (véase tabla 2).

5. 6
2 FORTIFICACION:
2.1 ¿Qué es la Fortificación?
La fortificación consiste básicamente en recubrir o reforzar el entorno de una labor
subterránea, mediante algún elemento de sustento, tales como marcos, mallas, pernos,
shotcrete, o una combinación de ellos.
La fortificación en labores mineras, es una actividad que constituye una importante
contribución a la seguridad en labores subterráneas, por lo tanto, los encargados de esta
importante labor minera tienen una gran responsabilidad y deben estar seguros de que su
trabajo esté bien hecho.
La fortificación en labores mineras tiene los siguientes objetivos básicos:
• Evitar derrumbes.
• Proteger a los trabajadores, equipos, herramientas y materiales.
• Evitar deformaciones de las labores subterráneas.
2.1.1 Articulo 157 DS 132:
El Reglamento de Seguridad Minera (D.S. No132, Capitulo Sexto “Fortificación”,
articulo 157) Indica que:
“Los trabajos subterráneos deben ser provistos, sin retardo, del sostenimiento más
adecuado a la naturaleza del terreno y solamente podrán quedar sin fortificación los
sectores en los cualeslas mediciones,los ensayos, su análisisy laexperiencia en sectores
de comportamiento conocido, hayan demostrado su condición de autosoporte
consecuente con la presencia de presiones que se mantienen por debajo de los límites
críticos que la roca natural es capaz de soportar.”
2.2 Articulo 166 DS 132:
Este articulo habla esencialmente de los medios de fortificación.
Para el caso de apernado y malla, se deberán cumplir a lo menos los siguientes requisitos
mínimos:
a) Uso de materiales (malla y perno) de calidad probada y certificada.
b) Colocación de pernos de manera uniforme, cuyas longitudes y espaciamientos hayan
sido calculados con criterio técnico.
c) En la colocación de pernos con cabeza de expansión, el apriete de latuerca debe ser
tan firme como para verificar que el anclaje trabaje, absorba la primera deformación y
genere en la roca una fatiga de compresión vertical que impida su ruptura.

6. 7
d) En caso de utilización de golillas “planchuelas” o similar, la dimensión mínima
dependerá de la resistencia a la compresión de la roca y del objetivo de la planchuela.
e) El elemento ligante aplicado en la colocación de pernos de anclaje repartido, debe
emplearse encapsulado o inyectado cuidando que este elemento ligante se encuentre en
buenas condiciones de uso.
f) Cuando se usen pernos en que la sujeción dependa de la fricción generada por la
deformación radial del perno (split-set o swellex) el diámetro de la perforación debe ser el
adecuado.
g) En los pernos que se coloquen usando como elemento ligante cartuchos
de resina, todo el largo del perno debe quedar ligado a la perforación.
h) En caso de usar pernos o cables pretensados en los cuales se utilice resina como
elemento ligante, la resina de la parte de anclaje debe tener una velocidad de fraguado
inferior a la de la columna, de manera que permita su pretensado.
i) En el uso de cables postensados la grasa o tubo de polietileno no debe afectar el sector
de anclaje, de manera de permitir un anclaje correcto.
j) En la infraestructura de acceso, cavernas y talleres, cuya duración va a ser superior a
tres años, no se puede usar pernos de fricción o cualquier

7. 8
3 SWELLEX:
3.1 Acerca de Swellex
Elperno deanclajeSwellex estásellado en un extremo; el
otro extremo está equipado con una boquilla especial usada
para inflación mediante bomba. La expansión del perno, al
interior del tiro, crea un roce y un ancla interlocking, lo que
entrega soportea todala columna y soportea todala longitud
del tiro.
Debido aestemecanismo deanclaje,elperno Swellexse puede
adaptar a una amplia variedad de rocas y entrega una
capacidad de anclaje buena a excelente. El perfil del acero
puede adaptar movimientos de despojamiento sin falla.
Es un sistema simple, esto puede explicar su
rendimiento. El operador simplemente perfora en la roca,
inserta el perno y lo infla a una presión pre-determinada
utilizando un sistema de inflación especialmente diseñado. La
bomba se detiene cuando alcanza la presión de inflación
recomendada que garantiza la calidad de la instalación. Los
pernos de anclaje Swellex pueden fácilmente ser puestos a
prueba en cualquier momento para controlar el rendimiento.
Ilustración 1 (Swellex antes y despues de ser
usado)

8. 9
3.2 Instalación
Ilustración 2 (Instalación de perno Swellex)
El procedimiento de instalación del perno swellex en que una vez perforado el
taladro con un diámetro entre 32 a 39 mm de diámetro, se introduce el tubo en la boquilla
del brazo de instalación por el casquillo de inflado, luego se introduce el tubo en el taladro
siendo el perno swellex de menor tamaño con un diámetro original de 41 mm.
Se procede con aplicar agua a alta presión para inflar el tubo mediante una bomba, esto
normalmente puede durar unos pocos segundos, cuando la presión llega a 30 MPa, la
bomba se detiene automáticamente, así el swellex queda expandido en toda su longitud
dentro del taladro, debido al proceso de inflado la longitud del perno se reduce por
contracción

9. 10
3.3 Características de los Swellex
 Rapidez de instalación
 Refuerzo inmediato de la roca
 Alta capacidad de anclaje
 Insensibles a las vibraciones
 Se adaptan a las irregularidades del taladro
 Expansión por agua
 Controlables después de la instalación
 Instalación simple y cómoda
 No requieren elementos de adherencia
 Amplio rango de aplicación
3.4 Especificaciones técnicas
Tabla 1 (Especificaciones Tecnicas Swellex)

10. 11
4 Bombas Swellex
Para hacer una buena elección del tipo de bomba a utilizar es recomendable comparar
los distintos requisitos y verificar cual es la más adecuada en su uso. Para la instalación
en un equipo de perforación hidráulico, favorece a las bombas hidráulicas, aunque las
eléctricas y neumáticas también pueden ser una buena opción, ya que son fáciles de
instalar en la mayoría de los equipos de perforación y equipos de bolunado
4.1 Bomba neumática Swellex
Las bombas neumáticas Swellex, es una bomba de agua de alta presión bastante
usada en instalaciones de perno de anclaje Swellex. Tiene una unidad de bomba
integrada, que es un booster de presión formado por un cilindro de aire doble. Se requiere
de una toma de presión de aire de 5 bar para inflar pernos hasta a 300 bar. El tiempo de
expansión para un perno de anclaje estándar Swellex de 4,0 m de largo es alrededor de
70 segundos.
Como referencia téngase en cuenta las siguientes bombas.
4.1.1 Bomba Neumática PSP 300
 Bomba neumática
 Instalación manual
 Tiempo: Swellex 2.4m -> 35 seg.
Ilustración 3 (Bomba Swellex neumática)

11. 12
4.1.2 Bomba Eléctrica ESP
 Bomba eléctrica
 Bomba rápida (alto flujo 18l/min)
 Sistema de control de Expansión
 Instalación mecanizada
 Tiempo Swellex 2.4m -> 13 seg
Ilustración 4 (Sistema de bomba eléctrica)
4.1.3 Bomba Hidráulica HSP A51
 Bomba hidráulica.
 Bomba rápida.
 Sistema de control de Expansión.
 Instalación mecanizada.
 Tiempo Swellex 2.4m → 19 seg.
Ilustración 5 (Bomba Hidráulica)

12. 13
5 CALCULO PARA FORTIFICACION DESARROLLO NIVEL 70
5.1 Datos
Nivel 70 desarrollo galería fortificación Perno Swellex gradiente a gradiente Pattern 1x1.
Sección de Labor 6 metros de ancho por 5 metros de altura.
Longitud total labor de desarrollo: 134.5 mts, (considerando desde 0 mts).
Estado desarrollo: Por desarrollar.
Tronadura = 3,8 x 90% de efectividad = 3,42 mts de avance por tronadura.
5.2 Calculo de pernos
Ilustración 6 (Calculo de los pernos de Gradiente a Gradiente dando como resultante 13 pernos Swellex)
5.3 Calculo Materiales a utilizar.
5.3.1 Pernos totales
Pt = 13p x 134.5 mts.
Pt = 1749 unidades de pernos Swellex.
Considerando la cantidad de perno se usará la misma cantidad de planchuelas.
Según cotizaciones el tapón viene incluido con el perno Swellex.

13. 14
5.4 Costos Fortificación Nivel 70
Tabla 2 (Costo de Fortificación e insumos)
 Precios propuestos en peso chileno.
5.5 Tiempos de fortificación.
5.5.1 Caso A
Se considera una tronadura por turno con dos turnos predispuestos, en el caso A y B.
El avance de la tronadura efectiva al 90% es de 3,42 metros por turno.
Ilustración 7 (Nivel 70 por desarrollar)
INSUMO CANTIDAD COSTO UNITARIO TOTAL
Perno Swellex 1749 $26.700 $46.698.300
Planchuela 200mm x 200mm 1749 $1.600 $2.798.400
COSTO POR METRO DE AVANCE: $ 368.005.-
Costo fortificación $49.496.700

14. 15
Considerando las marcas amarillas (Ilustración 7) que es el avance de cada
tronadura (en total 33), para cubrir la longitud total del avance.
Se requieren 17 días para lograr el avance completo considerando turnos A y B (día y
noche) además, C y D (De día y de noche), alternados respectivamente. trabajando todos
los días.
Se debe tener en cuenta que el operario de fortificación se demora 70 segundos por perno
instalado, considerando que este va sin malla. Para lo cual, limpia la labor se comenzará
con el procedimiento de Desatado con el fin de mantener la seguridad del grupo humano,
luego de llevar a cabo el desatado se comienza con la perforación radial de 13 Tiros de
perforación por metro de avance, luego de la perforación, de al menos 39 tiros de 2,6 mts
de longitud cada uno se procede a la instalación del perno Swellex, demorando 46 minutos
en los 3,42 mts.
Esto quiere decir que en cada turno de trabajo se puede llevar a cabo, posterior a la
tronadura, remoción del material, y posterior desatado la fortificación, para lo cual la labor
de desarrollo completa (los 134.5 mts) estaría fortificada en 17 días.
5.5.2 Caso B
Se considera una tronadura por turno con solo un turno A y B solo de día. trabajando
todos los días.
El avance de la tronadura efectiva al 90% es de 3,42 metros por turno.
Para lo cual según la ilustración 7. Se tienen que llevar a cabo 33 tronaduras, para lo cual
se considera lo siguiente:
En efectuar la tronadura dado que para este caso solo se considera un turno, se demoraría
33 días en estar listo el desarrollo.
Considerando 70 segundo en la instalación del perno, perforación de fortificación y todo
lo anterior nombrado en el caso a (5.5.1).

15. 16
5.6 Perfil de labor minera con pernos Swellex
Ilustración 8 (Perfil de labor, nivel 70 con instalacion radial de pernos Swellex)
SIMBOLOGÍA:
Linea de Gradiente.
Planchuela adosada a la
roca.
Perno Swellex instalado.

16. 17
6 CONCLUSION
El perno Swellex, es considerado una manera revolucionaria y sencilla de fortificar en
minería y tunelería, generando beneficios generalmente en el tiempo de avance. Este al
ser mediante fricción, se instala en la roca ya perforada y se infla a presión mediante
bomba, comenzando a trabajar posterior a la instalación.
No es una de las fortificaciones más económicas ver su principal competidor el perno Split
Set, además se considera como una fortificación temporal, pero es rápida, práctica, pero
no sostenible en el tiempo, dado a la corrosión de los pernos. Pero cumple su cometido.
Considerando todo lo anterior, la fortificación es muy importante, dado que de ella
dependen vidas humanas, prevención de accidentes geotécnicos, brindar seguridad y
evitar pérdidas de materiales y equipos, dejamos la siguiente cita.
“La seguridad descansa en la premisa que no puede lograrse producción eficiente, ni
progreso industrial mientras exista la amenaza de un accidente sobre el trabajador”.
Stanley Jarret.