ELEMENTOS DE ANCLAJE EN ROCAS
Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
ANCLA DE TUBO RANURADO
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ESTABILIZADOR DE ROCAS EN EXCAVACIONES SUBTERRANEAS • El ancla de fricción de tubo ranurado está integrada por dos partes; una correspondiente al tubo y la otra a la placa exterior de soporte. El tubo está fabricado en acero de alta resistencia (L. E. 55000 lb/in2) y tiene una ranura a todo lo largo que le permite reducir su diámetro al ser introducido en un barreno previamente taladrado en la roca. En un extremo tiene soldado un anillo que le permite soportar la placa exterior y los esfuerzos que presentan al detener la roca. El tubo, al quedar introducido en un barreno de menor diámetro, transmite esfuerzos radiales de compresión a la roca a todo la largo del barreno de la misma.
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FUERZAS RADIALES
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CAPACIDAD DE SOPORTE • El ancla de fricción de tubo ranurado permite un soporte inmediato el cual se va incrementando en función del tiempo. Las pruebas de extracción efectuadas han arrojado resultados promedio de entre 0.6 y 1.2 toneladas por pie de longitud en tubos de 39 mm de diámetro • Este tipo de anclaje incrementa su capacidad de soporte cuando existen movimientos en la roca ocasionados por explosiones cercanas o por deformaciones • La placa exterior permite un soporte adicional de la roca que queda expuesta. • El incremento de capacidad de carga en función del tiempo permite que un ancla de fricción de tubo ranurado de 39 mm de diámetro pueda soportar en roca caliza una carga promedio de 9 toneladas. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
INSTALACIÓN • La instalación de este tipo de anclaje es muy sencilla ya que se puede usar prácticamente el mismo equipo con el cual se hizo el barreno, utilizando además el zanco adaptador para empujar el ancla. • Para instalar el ancla, primero se le coloca la placa y enseguida se alinea el tubo con el barreno introduciéndolo con la máquina de perforación hasta que la placa quede en contacto con la roca. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
MÁQUINAS PARA INSTALACIÓN • Para instalar las anclas de tubo ranurado, se puede usar cualquier perforadora de pierna o equipo hidráulico de barrenación, como se indica en la siguiente tabla:
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RECOMENDACIONES PARA ASEGURAR LA CALIDAD DE LA INSTALACIÓN 1.- Hacer el barreno correctamente. 2.- Barrenar el diámetro adecuado. 3.- Barrenar la longitud acorde con el ancla. 4.- Usar el dispositivo apropiado para instalar . 5. Parar la introducción del ancla cuando la placa esté firme contra la roca Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
VENTAJAS ADICIONALES DEL ANCLA DE TUBO RANURADO (ATR)
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INSPECCIÓN • El anclaje de tubo ranurado es el único sistema de anclaje que permite ser inspeccionado de inmediato con sólo mirar la reducción de la ranura del ancla dentro del barreno.
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SEGURIDAD DEL SOPORTE DE LA PLACA DEL ANCLA DE TUBO RANURADO • El exclusivo diseño del anillo que soporta la placa, impide que éste se desprenda del ancla como sucede con otros diseños existentes en el mercado que tienen un anillo que con el efecto de la percusión de la máquina al introducir el ancla, éste se desprende de la misma, fallando el soporte que proporciona la placa. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
USO DEL TUBO RANURADO CON MALLA DE ACERO • Cuando se requiere instalar malla de acero en roca muy fracturada o dañada su calidad por el intemperismo, el uso del ancla de tubo ranurado soportando a la malla, permite una instalación rápida, segura y definitiva, que no requerirá de soporte adicional
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ANCLAJE COMBINADO SPLIT BAR
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PERNO DE ANCLAJE CON ROSCA CONTINUA • El perno de rosca continua a todo lo largo de la barra de acero es el sistema más completo para anclar o estabilizar roca que se utiliza actualmente. Combina la mayoría de las ventajas de los demás sistemas de anclaje en uso. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
GENERALIDADES • El perno o ancla consiste en una barra de acero de alta resistencia Grado 100 (límite elástico de 7,000 kg-f/cm2.) Con una rosca de diseño especial de 5 hilos por pulgada. Tanto la cresta como la raíz o valle de la rosca están redondeadas con el fin de eliminar las partes con filos y hacer seguro el manejo e instalación, además de permitir un ajuste preciso con la tuerca. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
GENERALIDADES
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CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y CAPACIDADES DE SOPORTE CARACTERISTICAS NÚMERO
•
Área Sección Transversal (mm)2
DIAMETROS
5 6 7 8 10 5/8" 3/4" 7/8" 1" 1 ½" 198 285 388 507 1,134
Resistencia mínima a la tensión en tons. en límite elástico de 7,000 Kg/cm2. Elongación 10%
13
20
27
35
80
Resistencia mínima a la ruptura en tons. en límite mínimo 7,600 Kg/cm2.
15
21
29
38
86
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CARACTERISTICAS • Más económica por tonelada de soporte que la varilla corrugada. • 25 % más resistente que la varilla corrugada Grado 60. • Superior a la varilla en las pruebas de extracción. • Rosca en toda la extensión, o si desea, sólo en una longitud del ancla. • Mayor adherencia con el mortero de cemento que la varilla corrugada. • Rosca laminada en frío. • Rosca concéntrica de 360 grados. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
INSTALACIÓN GENERAL
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INSTALACIÓN CON CARTUCHOS DE CEMENTO • La instalación es de manera similar a la de los cartuchos de resina, con la diferencia de que los cartuchos de cemento se tienen que saturar en agua, previamente a su introducción en el barreno. • Las ventajas de este sistema son la economía y la facilidad de instalación, ya que no se requiere aplicar rotación al perno. Los cartuchos son económicos y no perecederos. • La desventaja de la instalación con cartuchos de cemento es que no se puede aplicar tensión al perno antes de dos horas a menos que se introduzca un cartucho inicial de fraguado rápido. • Este sistema se puede instalar con máquina de pierna o con máquina ancladora. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
VENTAJAS DEL USO DEL PERNO DE ANCLAJE CON ROSCA CONTINUA • Al tener el ancla, rosca continua a todo lo largo, siempre se podrá aplicar tensión para activar el anclaje. • La placa de acero de soporte siempre podrá estar en contacto con la roca, logrando mayor soporte. • Se puede instalar malla de acero sin ninguna dificultad. • La adherencia con la pasta de cemento o con la resina, es mucho mayor que en la varilla corrugada, logrando anclas de muy alta resistencia en rocas de mala calidad. • Al tener la placa de acero un domo semiesférico y una rondana de la tuerca, también semiesférica, se logra una junta universal en la que la placa siempre quedará ajustada a la roca, sin importar el ángulo de inclinación del perno de anclaje con respecto a la roca expuesta. • Por último, la ventaja más importante es que se logra un anclaje óptimo a un bajo costo, ya que el precio del perno de anclaje con rosca continua es similar al de la varilla corrugada, con la ventaja adicional del perno roscado, que se entrega recto y cortado a la longitud que se solicite. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
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CABLES PARA ANCLAJE • El anclaje con cable dirigido a estabilizar grandes masas rocosas en longitudes que van desde los 3.00 metros hasta 30.00 metros o más, se utiliza principalmente para soportar aperturas subterráneas permanentes y en taludes permiten incrementar el ángulo de inclinación
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PERNO CABLE (COMPONENTES) • 1- Cable - Torón, relevado de esfuerzos, Grado 270 K. Especificación ASTM-A416-80, diámetro 15.8 mm (5/8”). • 2- Barril de Cuña con tuerca hexagonal, en acero G-5, colocada en un extremo para soportar placa (distancia entre caras planas de la tuerca = 38 mm). • 3- Centradores fabricados con chapa de acero. • 4- Tubo rigidizador y protector del cable (cédula 40). Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
INSTALACIÓN • 1- Se introducen cartuchos de cemento o de resina en el barreno perforado en la roca. • 2- En seguida se introduce manualmente el Perno Cable, hasta donde inicia el tubo rigidizador. • 3- El último tramo de Perno - Cable se introduce utilizando una máquina perforadora de pierna. • 4- Se termina de introducir el Perno - Cable cuando la placa de soporte está en contacto con la roca. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Y QUÍMICAS • MATERIAL TORÓN 6 en 1 Grado 270K ESPECIFICACIÓN ASTM - A 416 – 80 LONGITUDES DISPONIBLES 3.00 m; 3.50m; 4.00m; 5.00m • ANALISIS QUIMICO • ELEMENTO % Carbono 0.800 – 0.820 Manganeso 1.600 – 0.700 Silicio 0.180 – 0.200 Fósforo menor que 0.015 Azufre menor que 0.010
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CABLE – SLING (DESCRIPCIÓN) • 1- Cable de 5/8” de
diámetro, Grado 270 K, de longitud variable (según diseño y claros). • 2- 6 Cartuchos de cemento de 30 mm de diámetro x 320 mm de longitud. • 3- Dos anclas de Fricción de Tubo Ranurado de 390 mm de diámetro x 1.20 m ó 1.50 m de longitud. • 4- Dos barriles de cuña para cable de 5/8” de diámetro, ajustables a la longitud de los barrenos. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
PROCESO DE INSTALACIÓN • Se coloca cada cable en forma manual, introduciendo inicialmente 3 cartuchos de 1’ x 11/4” en uno de los barrenos de 8’, dados con inclinación de 45 grados a 50 cm de distancia de las tablas. Los cartuchos previamente se han saturado de agua al sumergirlos 3 minutos dentro de una cubeta de 20 litros. En seguida, los cartuchos se introducen hasta el fondo del barreno con un fainero de 1” de diámetro, cuidando de empujarlos con fuerza para que no se salgan bajo la acción de la gravedad. Se introduce ahora un extremo del cable en forma manual dentro del barreno hasta donde sea posible. El resto del cable se forza hacia el interior del barreno empujando el ancla de tubo ranurado con una máquina de pierna. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
INSTALACIÓN • Se repite el proceso anterior para el otro extremo del cable. Las anclas de 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 máquina de pierna empujando el tubo hasta que el cable quede tenso o se pueden instalar cuñas de madera de 8” x 6” x 4” para este propósito.
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PILARES • Con el fin de reforzar un pilar cuando esté atravesado por una falla geológica, o cuando por una sobre carga en el pilar haya desprendimientos de roca en la periferia de éste. El empleo del sistema Cable - Sling permite cinchar al pilar en todo su perímetro y absorber los esfuerzos que se presenten. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
REBAJES • Cuando el ángulo de buzamiento presenta problemas de estabilización, las tablas del Rebaje se pueden estabilizar con los sistemas de Cable - Slings; también cuando se presenten cuerpos de roca con alto riesgo de caer, se pueden asegurar con este sistema.
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CERCHAS MINERAS • Cinchado y sostenimiento de bloques. • Refuerzos de pilares. • En terrenos esquistosos evita la convergencia de las paredes y la penetración de la cabeza del ancla en el macizo. • Previene la ampliación de fracturamiento. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
INSTALACIÓN • Puede instalarse con todos los tipos de ancla: ancla de tubo ranurado; perno de rosca continua; swellex; varilla corrugada. Debe instalarse perpendicularmente a las discontinuidades. • Puede utilizarse tanto en el cielo como en las tablas. Y entre la roca y la placa de apoyo del ancla
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CARTUCHOS DE CEMENTO •
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Los CARTUCHOS DE CEMENTO son un nuevo sistema de anclaje limpio, simple y seguro para anclar con varillas corrugadas, perno de rosca continua o en ocasiones con cable. Los CARTUCHOS DE CEMENTO fraguan con rapidez y en corto tiempo pueden soportar esfuerzos. No se requiere rotación ni equipo especial de anclaje, lo que significa un costo total de anclaje mucho más bajo, comparado con otros métodos existentes en el mercado. Son un producto fabricado con un envase de geotextil, 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 del barreno por la mezcla y el ancla. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
PROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN
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Los cartuchos de cemento han sido diseñados para anclaje con varillas corrugadas de refuerzo, pernos de anclaje de rosca continua o cables. Tienen una longitud de 320 mm.
CARTUCHO DE CEMENTO
25 mm
31 mm
36 mm
DIAMETRO DEL BARRENOPARA ANCLA DE 3l4 “
35 mm (1”3\8”)
38 – 44 mm (1 1\2” – 1 3\4”)
44 – 48 mm (1 3\4” – 1 7\8” )
DIAMETRO DE BARRENO PARA ANCLA DE 1”
38 – 44 mm 44 – 48 mm (1 1\2” – 1 (1 3\4” – 1 3\4”) 7\8” )
48 – 51 mm (1 7\8” – 2”)
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Ancla de fricción de varilla corrugada con cartuchos de cemento
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MALLA MINERA •
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Control de caídos y refuerzo del concreto lanzado. Soporta mayor capacidad de carga que la malla ciclónica tejida. Diseñada para ser instalada en forma práctica con máquina de pierna o máquina ancladora. Permite formar la losa con el concreto lanzado ya que al no ser galvanizada tiene mejor adherencia con el cemento que la malla ciclónica. La abertura permite el paso del concreto lanzado y le sirve de elemento de refuerzo. La placa de soporte del ancla sujeta la malla en forma resistente. Los paneles de malla de 1.20 m x 3.30 m, o a la medida indicada por el cliente, permiten ser transportados dentro de la mina, o túneles, de manera ágil y práctica. La instalación es rápida y con poco personal.
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ANCLAS PARA EL SERVICIO • Estos pernos se usan para colgar tubería, cables, cadenas y ductos de ventilación, entre otras aplicaciones. • Especificaciones: Materiales: Acero alto carbono. G - 100 Diámetros de la barra: 5/8”, 3/4”, 7/8”. Conchas de Expansión: Se incluyen. Mexicana de Anclas Mineras, S. A. de C. V.
BARRAS PARA AMACIZAR • Novedosa barra para amacizar ligera y robusta, con piezas intercambiables; mango de aluminio de aleación especial; coas y puntas de acero aleado resistente a la abrasión. Más económica que otros diseños existentes en el mercado. Diseño exclusivo con terminales roscadas que permiten un ensamble práctico, rápido y seguro.
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BARRAS DE AMACIZAR • 1. Mango de Aluminio de Aleación de Alta Resistencia. 2. Casquillo exterior de refuerzo del extremo de la barra. 3. Casquillo interior roscado. 4. Coa de acero hexagonal de 1”, con extremo roscado. 5. Punta de acero hexagonal de 1”, con extremo roscado.
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