Rockbolts y cables (2)

Rocoso

Rockbolts mecánicamente anclados

Los anclajes de rockbolt de concha de expansión vienen en una amplia variedad de estilos, pero el principio básico de operación es el mismo en todos estos anclajes. Como se muestra en la Figura 2, los componentes de un ancla de carcasa de expansión típica son un cono cónico con un hilo interno y un par de cuñas mantenidas en su lugar con una fianza. El cono se atornilla en el extremo roscado del perno y todo el conjunto se inserta en el orificio que se ha perforado para recibir el rockbolt. La longitud del orificio debe ser al menos 100 mm más larga que el perno, de lo contrario, la fianza se desalojará al ser forzada contra el extremo del agujero. Una vez que el ensamblaje está en su lugar, un tirón afilado en el extremo del perno asentará el ancla. Apretar el perno forzará el cono más en la cuña aumentando así la fuerza de anclaje.

Estos anclajes de caparazón de expansión funcionan bien en la roca dura, pero no son muy efectivos en rocas muy articuladas y en rocas suaves, debido a la deformación y la falla de la roca en contacto con los agarres de cuña. En tales rocas, se recomienda el uso de anclajes de cartucho de resina, descritos más adelante en este capítulo.

En el otro extremo del rockbolt del ancla, se puede usar una cabeza fija o un extremo roscado y un sistema de tuercas. En cualquier caso, se requiere alguna forma de placa frontal para distribuir la carga del perno sobre la cara de la roca. Además, se necesita una lavadora cónica o un asiento cónico para compensar el hecho de que la cara de la roca rara vez está en ángulo recto con el perno. Una amplia variedad de placas frontales y lavadoras cónicas o aboviadas están disponibles en los proveedores de Rockbolt.

En general, los roscas en rockbolts deben ser lo más gruesos posible y deben rodarse en lugar de cortar. Un hilo fino se daña fácilmente y causará problemas de instalación en un entorno subterráneo típico. Una rosca de corte debilita el perno y no es inusual ver pernos con roscas cortadas que han fallado en la primera rosca en la parte posterior de la tuerca. Desafortunadamente, los pernos de rosca enrollada son más caras de fabricar y el costo adicional tiende a limitar su aplicación a situaciones donde se requieren pernos de alta resistencia.

La tensión de los rockbolts es importante para garantizar que todos los componentes estén en contacto y que se aplique una fuerza positiva a la roca. En el caso de los pernos de 'seguridad' ligeros, la cantidad de tensión aplicada no es crítica y aprieta la tuerca con una llave convencional o con una llave de par neumática es adecuada. Cuando se requieren los pernos para llevar una carga significativa, generalmente se recomienda que se instale una tensión de aproximadamente el 70% de la capacidad del perno. Esto proporciona una carga conocida con una reserva en caso de carga adicional inducida por desplazamientos en la masa de roca.

Una de las causas principales de la falla de rockbolt es la oxidación o la corrosión y esto puede contrarrestarse llenando el vacío entre el perno y la pared del pozo con lechada. Si bien esto no es necesario en las aplicaciones de soporte temporal, la lechada debe considerarse cuando sea probable que el agua subterránea inducirá la corrosión o cuando los pernos se requieran para realizar una función de soporte 'permanente'.

El método tradicional de lechada de rocas en el pozo es usar un tubo de lechada corto para alimentar la lechada en el orificio y un tubo de respiración de diámetro más pequeño, que se extiende hasta el extremo del orificio, para sangrar el aire del orificio. El tubo de respiración generalmente se pegan al vástago del perno y esto tiende a causar problemas porque este tubo y sus accesorios pueden dañarse durante el transporte o la inserción en el agujero. Además, la placa frontal debe perforarse para acomodar los dos tubos. Sellar el sistema para la inyección de lechada puede ser un problema.

Muchas de estas dificultades se superan mediante el uso de un perno de núcleo hueco. Si bien es más caro que los pernos convencionales, estos pernos huecos hacen que el proceso de lechada sea mucho más confiable y debe considerarse donde se requieran instalaciones permanentes de rockbolt. La lechada debe inyectarse a través de un tubo de lechada corto insertado en el collar del orificio y el orificio central en el perno debe usarse como un tubo de respiración. Al instalar estos pernos en los pozos de depósito, la lechada debe alimentarse a través del perno hasta el extremo del orificio y el tubo corto utilizado como tubo de respiración.

Dado que el propósito principal de la lechada de pernos anclados mecánicamente es evitar la corrosión y bloquear el ancla mecánica en su lugar, el requisito de resistencia para la lechada no es tan importante como lo es en el caso de las pícaras o cables de lechada (que se discutirá más adelante). La lechada debe ser fácilmente bombeable sin ser demasiado fluida y una relación de agua/cemento típica de 0.4 a 0.5 es un buen punto de partida para una mezcla de lechada para esta aplicación. Es más importante asegurarse de que el espacio anular entre el perno y la pared del pozo se llenen completamente de lechada. El bombeo debe continuarse hasta que haya una clara indicación de que el aire ha dejado de sangrar a través del tubo de respiración o que se ve que la lechada regresa a través de este tubo.