CURSO: MECANICA DE ROCAS II

TEMA: SOSTENIMIENTO CON CUADRO DE MADERA

DOCENTE: Ing. Agapito Flores Justo INTEGRANTES:CORI CORDOVA, RODRIGO ALVAROCONDORI QUISPE, SIMEONAQUISE CORNEJO, ROBINSONCOAGUILA APAZA, JUAN CARLOS

SOSTENIMIENTO CON MADERA

El sostenimiento con madera tiene por objeto mantener abiertas las labores mineras durante la explotacin , compensando el equilibrio inestable de las masas de roca que soporta .

1- Terreno compacto : Es el formado por cristales o por particulas bien cementadas

2- Terreno fracturado :

Muestra una serie de planos paralelos de discontinuidades como los planos de estratificacion en la roca sedimentaria3-Terreno arcilloso : Constituido por rocas casi elsticas que se deforman bajo la presin .

4- Terreno suave : El cual esta formado por fragmentos gruesos o finos o una mezcla de ambos tamaos CLASES DE TERRENO

CLASES DE TERRENOS

SOSTENIMIENTO SEGN LA CLASE DE TERRENOTerreno compacto : no requiere sostenimiento sino la formacion de una buena bveda auto sostenida .

Terreno fracturado : exige solo un sostenimiento ligero , esta clase de terrenos es mas resistente en direccion perpendicular a las rajaduras o planos de discontinuidad que en direccin paralela a los mismos .

Terreno suave : requiere de tipo pesado . En esta clase de terrenos las presiones son mayores cuando mas fino es el tamao de los fragmentos .

Terreno arcilloso : exige un sostenimiento estremadamente resistente o estructuras flexibles capaces de adaptarse a las presiones que se desarrollan .

GRADOS DE SOSTENIMIENTO

TIEMPO DE VIDA DE LA MADERALa madera es el material mas barato que puede utilizarse . En la mayora de casos es satisfactorio ; desde el punto de vista de su resistencia , pero su corta duracin es la caracterstica desfavorable .La duracin de la madera en la mina es muy variable , pues depende de las condiciones en que trabaje , por ejemplo:

La madera seca ; dura mas .La madera descortezada , dura mas que aquella que conserve la corteza .La madera curada ( tratada con productos qumicos para evitar su descomposicin ) dura mas que la que no ha sido tratada .La madera en una zona bien ventilada dura mas que en una zona hmeda y caliente .

_ PUEDE ESTIMARSE QUE LA MADERA TIENE UNA VIDA QUE FLUCTUA ENTRE UNO A TRES AOS .

VENTAJAS Y DESVENTAJASVENTAJASEs ligera, se transporta, corta, maneja y coloca fcilmente como soporte en la mina.La piezas rotas se pueden volver a utilizar para calces, cuas, bloques, relleno, etc.

DESVENTAJASLas resistencias mecnicas (flexin, tensin, pandeo, compresin y cortante) dependen de las estructuras fibrosas y de los defectos naturales que son propios de la madera. La humedad tiene un efecto muy marcado en la resistencia.La madera es un material fcilmente combustible, por lo que el fuego podra propagarse rpidamente por los cuadros y producir gases venenosos.

TIPOS DE MADERA UTILIZADA EN MINA.La madera para sostenimiento de mina debe ser de fibras largas de tal manera que tengan elasticidad as como resistencia.Un puntal debe ser lo suficientemente fuerte para doblarse sin romperse, dando a los mineros una advertencia sonora en caso de que vaya a fallar.Las maderas muy suaves tales como el ciprs y el sauce tienen una gran elasticidad, pero no tienen resistencia para soportar elevadas presiones. Las maderas duras como el roble resisten a elevadas presiones pero se rompern luego de doblarse muy poco.

TIPOS DE MADERA UTILIZADA EN MINA.EUCALIPTOEn verde es blanda y pesada, con un peso especfico de 1.10 a 1.22 T/m; seca es dura y muy resistente a los esfuerzos paralelos a las fibras. Muy duradera an enterrada, poco atacable por insectos y con gran resistencia a la pudricin.

CUADROS DE MADERASon un tipo de estructura de Sostenimiento de acuerdo al tipo de terreno y a condiciones especiales de cada Mina.Se utilizan en labores horizontales e inclinados.Su dimensin est de acuerdo al diseo de la labor.

TIPOS DE CUADROSCUADROS RECTOS.

CUADROS CONICOS .

CUADROS COJOS.

CUADRO RECTO

Son usados cuando la mayor presin procede del techo, estn compuestos por tres piezas, un sombrero y dos postes, asegurados con bloques y cuas , en donde los postes forman un angulo de 90 con el sombrero.

CUADRO RECTO

CUADROS CONICOS Son usados cuando la mayor presin procede de los hastales, la diferencia con los cuadros rectos, solo radica en el hecho de que los cuadros cnicos se reduce la longitud del sombrero , inclinando los postes, del tal manera de formar un Angulo de 78 a 82, respecto al piso, quedando el cuadrado de forma trapezoidal.

CUADROS CONICOS

CUADROS COJOS Estos estn compuestos por solo un poste y un sombrero, se utilizan en vetas angostas menores de 3 m de potencia, su uso permite ganar espacio de trabajo pueden ser verticales o inclinados ,segn el buzamiento de la estructura mineralizada , estos cuadros deben adecuarse a la forma de la excavacin para que cada elemento trabaje de acuerdo a las presiones ejercidas por el terreno.

CUADRO COJO

ELEMENTOS DE UN CUADROSOMBREROPOSTESTIRANTESSOLERA

TIRANTESSOMBREROPOSTESENRREJADOBLOKPATILLA

ELEMENTOS AUXILIARES DE SOSTENIMIENTOSon alguna piezas de madera que , generalmente complementan el trabajo de la estructura de sostenimiento ; ya sea transmitiendo las cargas , o fijando una pieza hasta que las presiones la sujetan definitivamente o evitando la cada de pequeos trozos de techo o las hastales sobre la labor , etc. .

Bloques o blocks.Cuas .Encribados o emparrillados.

LOS BLOQUES : SIRVEN PARA MANTENER FIRMEMENTE LAS ESTRUCTURAS DE SOSTENIMIENTO HASTA QUE SEAN FIJADOS POR LA PROPIA PRESION DEL TERRENO TRANSMITEN LAS CARGAS DEL TERRENO A LAS PIEZAS DE SOSTENIMIENTO .

CUANDO EL CUADRO ES CONICO LA CARGA TRANSMITIDA AL POSTE ES MAYOR Y TAMBIEN SE DESARROLLA UNA FUERZA HORIZONTAL QUE TIENDE A FLEXIONAR LA CABEZA DEL POSTE A MAYOR INCLINACION DEL POSTE LA CARGA TRANSMITIDA A ESTE ES MAYOR Y TAMBIEN LA CARGA DE FLEXION VA AUMENTANDO

CUA : SIRVE PARA MANTENER EN SU LUGAR LOS ELEMENTOS DE SOSTENIMIENTO LIMITE DEL ANGULO 15 A 20

USO DE LA CUA

USO DE LAS CUAS

ENCRIBADOS ( EMPARRILLADOS) : ES NECESARIO CUANDO EL TECHO DE UNA LABOR HORIZONTAL SE HALLA ELEVADO MUCHO .

TIPOS DE ESTRUCTURA DE SOSTENIMIENTO Aunque la variedad de estructuras en esta clase de labores ( chimenea y tajeos ) no es tanto como en las labores horizontales. Conviene establecer una clasificacin segn los elementos de sostenimiento empleados consideramos los siguientes tipos :CUADROS DE MADERA.PUNTALES.

HERRAMIENTAS Y ACCESORIOS PARA ARMAR UN CUADRO JUEGO DE BARRETILLAS CORVINA FORMON PUNTAS MARTILLO DE 6 Lbs. CORDELES AZUELA

PROCEDIMIENTOS PARA ARMAR UNCUADRO

1.- Marcar el Centro de la labor IDENTIFICAR LOS PUNTOS DE DIRECCION Y COLOCAR LOS CORDELES SUSPENDIDOS Y ORIENTAR AL TOPE DE LA LABOR LOS PUNTOS Y MARCAR EL CENTRO DE LA LABOR

2.- Marcar los puntos de GradienteCOLOCAR LOSCORDELES EN LOS PUNTOS DE GRADIENTE Y ORIENTAR HACIA EL TOPE DE LA LABOR

3.- Picar las patillasDE ACUERDO A LA UBICACIN DE LOS ELEMENTOS Y DEL COMPORTAMIENTO DEL TERRENO, PICAR LAS PATILLAS CON LA LONGITUD NECESARIA

4 Colocar los elementosRealizado las patillas cortar todos los elementos de acuerdo a la distancias obtenidas en el picado de patillas

5.- Nivelacin del CuadroCOLOCADO LOS ELEMENTOS: POSTES Y EL SOMBRERO, COLOCAR LOS CORDELES EN LOS EXTREMOS DEL SOMBRERO; Y A LA ALTURA DEL PUNTO DE GRADIENTE MEDIR LAS DISTANCIAS DEL POSTE AL CORDEL.

6.- Bloquear y EnrejarNIVELADO LOS ELEMENTOS BLOQUEAR EN PRIMER LUGAR EL SOMBRERO A LAS CAJAS Y LUEGO COLOCAR LOS TIRANTES.PRIMERO SE DEBE ENCRIBAR EL TECHO Y ENREJAR LOS HASTIALES

PUNTALES Son elementos mas simples y de uso mas frecuente en el sostenimiento de labores inclinadas . Generalmente se emplean puntales de madera .( cuartones de 5x 6, 6 x 8 , 8 x 10 ) o redondos de 8 a 12 de diametro con longitud de 5` a 10`.

PUNTALES

Resistencia Mecnica:

Factor

Evaluacin de las Presiones.Frmula de Protodyakonov.h=l/f f=c/100

t=h qt=ta

Pt=4/3lha

Cargas sobre un marco de madera.

Donde:h= altura de la carga (m).l=mitad del ancho de la galera.f= Coeficiente de Protodyakonov.c= Resistencia a la compresin de la roca (Kg/cm2)= Densidad de la roca(tn/m3)t= Presin sobre el ademe (ton/m2)qt=carga por unidad de longitud (ton/m)a= Distancia entre los marcos de madera(m)Pt= Carga total que produce el domo parablico. (ton)

Coeficientes de Protodyakonov

EJEMPLO: Calcular la carga unitaria, la carga total que soporta un marco de madera de 1.8 m de ancho, espaciado a intervalos de 1m, perforado en arcilla calcrea cuya resistencia es de 300 kg/cm2 y densidad 2.5 ton/m3.l= 1.8/2=0.9 mh= 0.9/3= 0.3 mt= 2.5*0.3= 0.75 t/m2

Presin sobre el ademe:qt= 0.75*1= 0.75 t/m

Carga Total:Pt= 4/3*0.9*0.3*1*2.5= 0.9 ton.

Cargas sobre un marco de madera segn Everlingh=altura de la carga (m).= factor de carga que depende de las formaciones rocosas

EJEMPLO: Calcular la carga unitaria, la carga total que soporta un marco de madera de 1.8 m de ancho, espaciado a intervalos de 1m, perforado en arcilla calcrea cuya resistencia es de 300 kg/cm2 y densidad 2.5 ton/m3, = 0.25 se tiene:

h= 0.25*1.8= 0.45 m

t= 2.5*0.45= 1.125 t/m2

Presin sobre el ademe:qt= 1.125 *1= 1.125 t/m

Carga Total:Pt= 0.25*(1.8)^2*0.5*2.5= 1.0125 ton.

ESPACIAMIENTO DE CUADROS La longitud de los tirantes determina la distancia entre cuadros de la labor. Elespaciamiento depende, principalmente de la clase de terreno a sostener. A manera de gua pueden recomendarse los siguientes espaciamientos: Terrenos fracturados : de 5 a 6 pies. Terrenos quebrados (alterados) : de 3 a 4 pies. Terrenos molidos o arcillosos : de 2 a 3 pies

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