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• Carlos Arevalo

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JELSIN ALFONSO ALVAREZ MARTINEZ 1180591 MARTHA YANETH FLOREZ GARCIA 1180592 EVELIN AMARIZ GAMBOA GARCIA 1180659 LUIS MIGUEL SUAREZ 1180719

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es el proceso por el cual materiales de desecho, ( desperdicios metalúrgicos o agregados preparados) son colocados en la mina subterránea como elemento de sostenimiento.

reduce los desperdicios en superficie reduce hundimiento de la superficie aumenta la extracción subterránea reduce el riesgo por explosión de rocas soporte mejorado para las excavaciones

mineras y superficie de trabajo. aumenta la seguridad del trabajador

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Relleno hidráulico(slurry fills)

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Relleno mecánico o rocas(rock fills)

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Relleno tipo pasta(paste fill)

Material que es transportado en forma de pulpa por tuberías, Este puede ser relave, arenas glaciares o materiales de tipo granular

Proveer una plataforma de trabajo Evitar el movimiento y caída de roca Facilitar la recuperación de pilares Estabilizar el macizo rocoso en la

minas, reduciendo la posibilidad de estallidos de roca Minimizar la deposición de relaves o material rocoso en superficie ayudando al control ambiental

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Porosidad (n) N=Vv/Vt

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Relación de vacíos (e) e=Vv/Vs

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Contenido de humedad (w) W=(Mw/Ms) *100

 Cohesión

(c)  Fricción interna (ϕ)

Velocidad de percolación

es una medida de la velocidad con que el agua pasa a través del material de relleno. Teóricamente se puede calcular con la siguiente expresión: Vp= (D10* 100/6)2 V.P= se expresa en cm/hora D10= se expresa en micrómetros

hace referencia a como esta compuesto el material de relleno, en función de los elementos de la tabla periódica y de los compuestos o minerales.

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la velocidad relativa entre un fluido y un sólido que se produce por la acción de un campo de fuerza externo como el gravitatorio o uno centrífugo

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La prueba del Slump consiste en depositar la pulpa dentro de un cono, luego se retira el cono de metal y se mide el cono formado por el material en el momento que se descarga el relleno; la altura de este cono debe ser de para que se puedan depositar y acomodar en el tajeo.

 Densidad

relativa

Expresa el estado de compactación de relleno arenoso Esta en función de 3 factores principales: 1. Forma de los granos 2. Granulometría 3. La manera de depositarse.

En forma de partículas alrededor de los granos b) Ocupando parte o todos los vacíos entre los granos del material Consolidación Compactación Cementación compresibilidad a)

Contribuye a maximizar la vida útil de los botaderos y asi mismo se minimiza el impacto ambiental  El transporte en tuberías es mucho mas económico, eficiente y rápido que con otro tipo de transporte  Por la granulometría del material que es de fácil control permite una alta resistencia al movimiento de cajas 

Requiere una alta inversión de capital  La introducción de agua en el relleno a una mina es un problema si el drenaje se realiza por bombeo  El agua de drenaje siempre arrastra finos los cuales se depositan en las labores rellenadas 

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Se llama relleno de rocas o detrítico es un relleno convencional cuyo material procede de la disgregación de los cuerpos de baja ley o estériles (frentes, labores pobres, etc.). Procedente de diferentes labores realizados en el interior mina.

 Dentro de la mina   

De las cajas De tajeos antiguos rellenados De labores que se apertura pobres en estéril

 En superficie  

De tajeos abiertos Material detrítico de cerros

Es netamente ascendente Requiere el uso de taladros y explosivos, aunque puede ser con la ayuda de rastrillos, palas mecánicas, tractores, entre otros.  Su transporte requiere, carros mineros, palas, tolvas, equipos de bajo perfil, entre otros.  

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Características que debe reunir el material para relleno detrítico

No debe adherirse a los dispositivos de transporte (control del grado de humedad).  La producción de polvo no debe afectar al ambiente de trabajo (control de humedad).  Su granulometría debe ser tal que no permita los espacios o poros entre los trozos y facilite el “empaquetado” de las cajas.  Debe tener un peso específico tal que permita la compresión del material por su propio peso. 

El material requerido es de fácil adquisición.  El costo del material requerido es económico  El material no requiere pasar por un proceso complejo de selección  Su aplicación no requiere de conocimientos sofisticados se puede decir que es un método sencillo 

El proceso de aplicación consume demasiado tiempo del personal.  Requiere el esparcimiento del material ya sea manual o mecánicamente pues este no se acomoda ni busca su nivel.  No presenta la rigidez ni compactación necesaria de sus componentes por ende es más inseguro 

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La compactación depende de una serie de características y condicionantes propias del método de compactación que se utilice, de las condiciones en que se ponga el suelo antes de compactarlo y otras que se mencionan en este inciso. En rigor esas características siguen siendo válidas para los procesos de compactación en el laboratorio.

Se emplean cuatro métodos principales de compactación:  compactación por impacto  compactación estática o por presión  compactación por vibración  compactación por amasado

Arenas suelos gruesos

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El comportamiento esfuerzo-deformación de una arena suelta y una arena compacta difieren radicalmente, Las arenas fuertemente compactadas muestran comportamientos netamente frágiles, en tanto que el mismo material suelto ostenta comportamientos claramente plásticos.

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Calcular el volumen de la muestra.(Vol)

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Pesar la muestra totalmente seca. (W)

•Aplicar la formula

peso seco: W / V

Se define como una masa pastosa capaz de ser bombeada y transportada a través de tuberías, compuestas de partículas detríticas (relave), cemento, agua y un agente químico llamado floculante.

Ayudar en la recuperación de tajeos secundarios adyacentes  Proporcionar sostenimiento regional y limitar la subsidencia  Proporcionar un método de depositacion de relaves 

Relave libre de impurezas orgánicas.  Adecuada relación con un contenido del 15 % de partículas que pasan por la malla 635  Velocidad de sedimentación.  Granulometría continua. 

Mezcla de relave con cemento  Es un producto bombeable  Este relleno posee resistencia  El fraguado de la mezcla ocurre en menor tiempo 

Se requiere un alto costo de inversión  El costo de mantenimiento y operación es alto  Se requiere de personal capacitado para su manipulación  El nivel de automatización es alto y por tanto caro 

Por vía hidráulica: por medio de tuberías donde el relleno es una lechada o una pasta.  Mecánicamente: por medio de cintas transportadoras o camiones.  por gravedad.  Neumático. 

Los escudos marchantes están diseñados principalmente para asegurar el espacio del frente largo durante la explotación en los mantos bajos, de medio y de un gran espesor. Cumplen la función de un soporte del manto superior (techo) por encima de la zona de trabajo del frente largo.

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Estructura de base Estemples hidráulicos. Cumbreras. Escudo de derrumbe. Mecanismo de biela. Dispositivo de desplazamiento. Sistema hidráulico de control.

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El mayor campo de aplicabilidad de los escudos marchantes es en tajos medianos y potentes, acompañados de cepillos, rozadoras o panzer. Aplicabilidad

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Soportan grandes presiones. Requiere poco mantenimiento. Brindan espacios de trabajo amplios y seguros. Requiere poco personal para su manipulación. Larga vida útil.

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Costo de inversión muy elevado. Persona capacitado para su mantenimiento y manipulación.

Se Realiza una explotación mediante tajo largo. ( AT) Ancho del tajo = 300 m ( e ) Potencia del manto = 2 m ( LTr ) Longitud de trabajo = 3.5 ( ht) Techo inmediato = 8e ( 𝜸 ) Peso especifico techo = 2.6 Ton/𝑚3 Capacidad nominal = Caterpillar (100 Ton/𝑚2 ) Astroj ( 80 Ton/𝑚2 ) Otro ( 60 Ton/𝑚2 ) Ancho del escudo= 1.5 m

𝝈𝒕 = (LTr) x ( AT) x ( ht ) x ( 𝜸 ) 𝜎𝑡 = (3.5m)(300m)(16m)(2.6 Ton/𝑚3 ) 𝜎𝑡 = 43680 Ton Carga a soportar por 𝒎𝟐 . 43680 𝑇𝑜𝑛 1050𝑚2

= 41,6 Ton/𝑚2

Cantidad de escudos 300 𝑚 1.5 𝑚

= 200

Factor de seguridad 60 𝑇𝑜𝑛/𝑚2 41,6 𝑇𝑜𝑛/𝑚2

= 1.44

 ESTEMPLE

DE BOMBA INDIVIDUAL(DFHI, MWN 32t)  ESTEMPLES HIDRAULICOS DE BOMBA COLECTIVA (DFH, MAC 08 ... 50)

•DFHI(TEDESA) Estas son el resultado de la necesidad de entibar el taller de arranque o excavación

•Fabricadas por

acero de alto límite de elástico para reducir paso tubos pistón protegido contra la corrosión mediante galvanizado electrónico •Válvulas de deslizamiento y recuperación fabricadas bajo diseños exclusivos d bajo rozamiento y presión compensada que asegura una gran presión en el funcionamiento de las mismas •Protección del tubo cilíndrico de los impactos del hundimiento mediante otro tubo protector exterior •Diseño que permite la rápida sustitución de cualquier componente, reduciendo gastos de mantenimiento •Los cálculos y ensayos están realizados de acuerdo con las norma UNE 22.711 y UNE 22.710 •Homologadas por el ministerio de industria y energía español El laboratorio oficial Madariaga mediante dictamen técnico, y la comisión de seguridad minera, han hecho constar que la mamposta DFHI cumple todas la especificaciones actualmente establecidas por el reglamento general de normas básicas de seguridad minera y las instrucciones técnicas complementarias que lo desarrollan

•carga nominal: 20 a25 ton •máxima longitud abierta 1.900 mm •carga colocación (aprox) 5ton •máximo cargador 1.000 mm

Caperuza Tapa de aireación Accionamiento Tubo pistón Rascador Anillo guía Tope fin de carrera Alambre de unión Bomba Válvula de

desplazamiento Collarín Anillo de fracción Tubo cilíndrico Válvula de recuperación Protección sistema

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Las mampostas o estemples se colocan girando la palanca de accionamiento alternativa de izquierda a derecha esto produce se extensión hasta hacer contacto con el techo. Debe tenerse la precaución de dejar el accionamiento en el lado opuesto al hundimiento para después no tener dificultades con la recuperación.

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La recuperación se realiza introduciendo la placa de accionamiento en el eje y tirado hacia abajo. También podemos empujar con la otra hacia abajo para realizar la maniobra más rápidamente.

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El estemple MWN 32t con sistema de circuito cerrado se destina para ser utilizado como entibación hasta el frente de arranque y apoyos en las capas de poca inclinación con potencias de 1,35 y 2,5 m. Es un estemple de bomba individual destinado para trabajar en labores subterráneas clasificadas con “Condición de peligrosidad 2” (atmósfera potencialmente explosiva), con las prescripciones de uso previstas en el Reglamento General de Normas Básicas de Seguridad Minera.

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Las mampostas hidráulicas de acero tipo DFH pertenecen al grupo de las mampostas con alineación central (sistema abierto) Para la fabricación de estas mampostas se utilizan de alto limite elástico y materiales de obturación de gran calidad papa altas presiones. Todos los componentes están protegidos contra la corrosión mediante galvanización electrolíticas Las válvulas de carga-descarga y seguridad van montadas en un cartucho, lo cual posibilita una fácil y rápida sustitución en e mismo lugar de la explotación subterránea en caso de avería

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Consiste básicamente en un tubo cilíndrico y en un pistón. El pistón se extiende hasta la altura requerida Inyectando un fluido hidráulico a través de la pistola de colocación. Para colocar la mamposta en carga se conecta la pistola a la válvula de carga y se asegura con la orejeta. Al apretar el gatillo la emulsión proveniente de la red de bombeo acciona la válvula de carga entrando en la camera de presión de la mamposta. Cuando se suelta el gatillo se puede desmontar la pistola.

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Una vez colocada la mamposta, cuando el techo de la explotación baja, la presión de la emulsión aumenta hasta alcanzar la carga nominal (presión de tarado de la válvula d seguridad). En ese momento entra en funcionamiento la válvula de seguridad expulsando emulsión y haciendo que la mamposta se relaja hasta que la presión vuelve a disminuir por debajo de los valores a los que esta tarada la válvula de seguridad. Este proceso se repite siempre que la carga que soporta la mamposta supera el valor se du carga nominal.

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Para proceder a la recuperación de la mamposta se aplica la llave de recuperación en la misma válvula de carga, asegurándola con la orejeta de enclavamiento. Al girar la palanca hacia arriba se presiona el obturador de la válvula, abriéndola y permitiendo la salida de la emulsión. De esta forma la mamposta desciende soltándose del techo. Un muelle recuperador facilita y acelera del descenso del tubo pistón durante el proceso de recuperación.

Capitel Cartucho válvula Anillo de apoyo Anillo guía Muelle de recuperación  Tubo pistón  Tubo cilíndrico  Collarín  Anillo de fricción  Placa base     

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ALARGADORES: todas las mampostas pueden ser prolongadas en su longitud mediante alargadores colocados en su parte superior o inferior.Para mampostas con carga nominal de 40 tom. La longitud total (mamposta más alargador) no debe exceder de 3.000 mm.

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PLACAS BASE ESPECIALES: para evitar el hundimiento de la mamposta en muros o suelos blandos se han diseñado placas base suplementaria con diferentes diámetros. Se trata de conseguir que la presión ejercida por la mamposta sobre el terreno sea menor que la carga de rotura del mismo. Esto se logra aumentando la superficie de apoyo de la mamposta contra el muro es decir empleando placas base de mayor diámetro.

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PISTOLA DE COLOCACION :Se utiliza para montajes y puertas en carga de la mamposta hidráulica. Una vez colocada en la válvula de carga y asegurarla con la orejeta se acciona el gatillo haciendo que la emulsión abra la válvula y entre tiene accionado hasta la total puesta en carga al soltarlo la tubería de presión se cierra automáticamente pudiendo ratigar la pistola.

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PALANCA DE RECUPERACION: se utiliza para la recuperación de la mamposta al accionar mecánicamente contar el cierre de la válvula de carga FLIUDO HIDRAULICO: para la puesta en carga de la, mamposta se utiliza como fluido hidráulico una emulsión de agua con aceite (2 al 5%).

SOSTENIMIENTO POR DOVELAS

Las dovelas son elementos prefabricados de concreto, que se atornillan entre sí, formando un anillo troncocónico" Se consideran sistemas alternativos de revestimiento, utilizados cuando la excavación es realizada de forma automatizada a través de la utilización de maquinas conocidas como TBM (tunnel boring machine).

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La dovela del centro, que cierra el arco, se llama clave. Las dovelas (basales) de los extremos y que reciben el peso, se llaman salmer (la primera dovela del arranque). La parte interior de una dovela se llama intradós el lomo que no se ve por estar dentro de la construcción, trasdós.

En el caso de realizar una excavación con máquina tuneladora tipo “escudo”, se emplean dovelas prefabricadas que funcionan como un método de soporte pasivo. Las dovelas se instalan formando un “anillo” al final del escudo de la máquina tuneladora.

En general las etapas de fabricación de dovelas son: • armado de canastas • alistamiento delos moldes • aplicación de desmoldante y cierre de la formaleta • vaciado del concreto, • aplicación de vapor, • desmolde y volteado de dovelas • colocación de accesorios • almacenamiento y el transporte de dovelas al sitio de la obra

El armado de las canastas de refuerzo convencional requiere de mucha mano de obra o de costosos equipos si se hace de manera semiautomática, por lo que algunos proyectos han utilizado fibras de macrorefuerzo"

El alistamiento de los moldes consiste en verificar las dimensiones, la nivelación, los empaques y los vibradores, para asegurar que al momento de realizar el vaciado se obtengan dovelas con la geometría establecida

La aplicación del desmoldante se hace antes de colocar la armadura dentro del molde para prevenir que el concreto se adhiera al molde y se presenten desportilladuras indeseables

El cierre de la formaleta se hace posterior al colocado de la armadura dentro del molde y es uno de los momentos más críticos para asegurar la calidad de las dovelas por cuanto en caso de que no se realice de manera controlada podría moldearse una dovela por fuera de especificaciones que no permita ensamblar los anillos dentro de las tolerancias establecidas.

El vaciado del concreto se hace de manera continua mientras permanecen encendidos los vibradores de los moldes.

La aplicación de vapor se hace de acuerdo con curvas establecidas por cada fabricante en la que en términos generales se establece un gradiente máximo de temperatura de 15º por hora para evitar choques térmicos.

Para el desmolde y volteado de las dovelas se requiere que se haya alcanzado la resistencia a compresión para manipulación establecida por el diseño estructural y que, la diferencia de temperatura de las dovelas con el medio ambiente, no sea superior a los 15º ,en caso de que se hayan curado con vapor

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La dovela de solera: colocada siempre en la misma posición, en la parte inferior del túnel y que se suele llevar incorporada la plataforma de vías y una canaleta de desagüe. Dovelas adyacentes: de distintos tamaños para evitar juntas en forma de cruz, y que predominen las juntas en forma de T, más seguras ante posibles filtraciones.

Dovelas de contrallave: simétricas y con un borde inclinado, colocadas de forma adyacente a la llave 

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Dovelasde clave o llave: l a última pieza en ser colo cada, completa el anillo, es colocada por encima del eje horizontal y en muchas ocasiones situadas en forma alternativa al eje vertical.

Las dovelas que se colocan como revestimiento de los túneles.  Aportan la resistencia del túnel a presiones externas.  Constituyen el recubrimiento interno del túnel y proporcionan soporte axial a la máquina TBM para asegurar el avance del túnel. 

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Rápida fabricación de los segmentos. Larga vida útil hasta de 100 años. Fácil instalación y manipulación. Alta resistencia a la compresión y tracción. Fácil transporte. Estética agradable. Rendimiento alto en avance. Impermeabilidad de la labor.

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Deterioro del material por corrosión en fisuras.

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El número de dovelas para conformar los anillos y la calidad de los materiales son definidos de acuerdo con la geometría y el diseño del túnel, de manera que para cada proyecto se establecen unas especificaciones determi nadas para las dovelas, que requieren de moldes únicos para cada túnel dependiendo de las condiciones del túnel, se acostumbra a utilizar anillos universales conformados por 6 a 11 dovelas, de las cuales hay una más pequeña que permite cerrar el anillos los extremos de los anillos no son paralelos lo que permite al túnel tener diferentes alineaciones la fabricación de las dovelas requiere

Cada proyecto requiere de especificaciones diferentes para las dovelas que conforman los anillos. Estas diferencias están enfocadas principalmente en la geometría y la calidad de los materiales, por lo que se requiere para su fabricación formaletas precisas y de geometría exacta que no den pie a desviaciones.   

Tamaños estándar= longitud 3.18 m y ancho 1.5 m espesor 0.4 m Capacidad a la Compresión 61,4 Mpa Capacidad a la tracción 9 Mpa

Para realizar estos cálculos, debemos tener información previa como diámetro de la excavación, estudios geotécnicos, cálculo de carga a soportar, entre otro. Hallar la carga a soportar. Esta la podemos hallar usando las principales teorías empíricas para la determinación de cargas: ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦

Teoría de Ritter Teoría de Engesser Teoría de Kommerell Teoría de Bierbaumer Teoría de Terzaghi Teoría de Protodyakonov

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P = Carga total que soporta la excavación B = Ancho del túnel C = Cohesión ɣ = Peso especifico del terreno

Hp = Altura de la parábola

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Calculo del total de dovelas

Donde perimetro :

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Capacidad portante de cada dovela.

Carga a soportar x f.s 

Calculo del total de dovelas