CALCULO Y DISE O DE LA FORTIFICACION ACERO EN UN TUNEL Y EN LABORES SUBTERRANEAS MINERAS MINA CALIFORNIA

CALCULO Y DISEÑO DE LA FORTIFICACION (ACERO), EN UN TUNEL Y EN LABORES SUBTERRANEAS MINERAS, MINA CALIFORNIA


















GUSTAVO SIERRA ALBARRACIN
JAIME LUIS BECERRA JULIO


















UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA “UPTC”
ESCUELA DE INGENIERIA EN MINAS, BOYACA
SOSTENIMIENTO DE MINAS
SOGAMOSO
15/06/2010
CALCULO Y DISEÑO DE LA FORTIFICACION (ACERO), EN UN TUNEL Y ENLABORES SUBTERRANEAS MINERAS, MINA CALIFORNIA








GUSTAVO SIERRA ALBARRACIN
JAIME LUIS BECERRA JULIO







Proyecto realizado como requisito de aplicación en el área de sostenimiento de minas









ING. JAIME WILLIAM JOJOA MUÑOZ









UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA “UPTC”
ESCUELA DE INGENIERIA EN MINAS, BOYACA
SOSTENIMIENTO DE MINAS
SOGAMOSO
15/06/2010
CONTENIDORESUMEN 5
INTRODUCCIÓN 6
OBJETIVOS 7
OBJETIVO GENERAL 7
OBJETIVOS ESPECIFICOS 7
1 CALCULO Y DISEÑO DE LA FORTIFICACION (ACERO), EN UN TUNEL Y EN LABORES SUBTERRANEAS MINERAS, MINA CALIFORNIA 8
1.1 GENERALIDADES 8
1.1.1 Localización y vías de acceso 8
1.1.2 Geología 8
1.1.2.1 Geología local 8
1.1.3 Parámetros iniciales para el cálculo de la presión minera 10
1.1.3.1 Propiedades físico mecánicas del mantode carbón y sus respaldos 10
1.1.4 Modelo grafico para cálculo de presión minera en el túnel 10
1.1.5 Calculo de la presión minera 13
1.1.6 Esfuerzos alrededor de la excavación según la teoría de Kirsch 13
1.1.7 Análisis del túnel mediante el programa Rocsupport 16
1.2 CALCULO DE LA FORTIFICACION 18
1.2.1 Labores mineras donde se va a calcular la fortificación 18
1.2.2 Calculo de lafortificación en el Túnel inclinado (Fortificación Rígida) 20
1.2.3 Calculo de la fortificación para pórticos (Cruces de vías) 25
1.2.3.1 Determinación del tipo de perfil de las vigas de techo 27
1.2.3.2 Determinación tipo de perfil techo del pórtico 29
1.2.4 Calculo de la fortificación para un Túnel con arco deslizante 31
1.2.5 Cálculo y Diseño de pernos de anclaje para cuñas inestables en el túnel horizontal34
CONCLUSIONES 40
BIBLIOGRAFIA 41







LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Localización de la mina California 9
Figura 2. Modelo gráfico: Características geológicas 10
Figura 3. Modelo gráfico: Discontinuidades presentes 11
Figura 4. Modelo gráfico: Bloques posibles a desprenderse. 11
Figura 5. Modelo gráfico: Bóveda de carga generada. 12
Figura 6. Resultado del tipo de comportamiento del macizo pormedio del programa RocLab 14
Figura 7. Zona plástica generada en el túnel circular 16
Figura 8. Curva de convergencia del túnel 17
Figura 9. Zona plástica del túnel con sostenimiento 17
Figura 10. Curva de convergencia del túnel 18
Figura 11. Labores mineras donde se va a calcular la fortificación. 19
Figura 12. Dimensionamiento del túnel horizontal e inclinado 19
Figura 13. Dimensionamiento paracruces de vías 20
Figura 14. Representación de las fuerzas sobre el túnel inclinado 20
Figura 15. Arco rígido de acero para sostenimiento en el túnel inclinado 21
Figura 16. Modelo estático del arco rígido de acero. 22
Figura 17. Momentos y cargas normales en el arco rígido 23
Figura 18. Dimensionamiento del pórtico a colocar en el cruce de vías 26
Figura 19. Diagrama estático del pórtico 26
Figura20. Distribución de las vigas de techo 27
Figura 21. Modelo estático de la viga de techo con momento y cortante máximos 28
Figura 22. Modelo estático, momento y cortante máximo en el techo del pórtico 29
Figura 23. Arcos cedentes Toussaint – Heinzmann 31
Figura 24. Estructura a colocar en el túnel con arco deslizante 32
Figura 25. Modelo grafico de la cuña a desprenderse 35
Figura 26. Análisisestático de la cuña y el perno de anclaje 36


LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Propiedades físico – mecánicas del manto de carbón y sus respaldos 10
Tabla 2. Presiones mineras verticales obtenidas. 13
Tabla 3. Resultados de los esfuerzos alrededor de la excavación, para un comportamiento elástico. 15
Tabla 4. Momentos y carga normal en el arco rígido de acero 23
Tabla 5. Características de las vigas en...