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Sistemas de Sostenimientos de Rocas
La seguridad es un ingrediente sustancial en el desarrollo de las operaciones mineras, elemento que podrá ser garantizado en la medida que se utilicen materiales y procedimientos que permitan darle mayor estabilidad a la roca, sin alterar la capacidad de resistencia del macizo rocoso en el entorno cercano a la excavación realizada.
Si tenemos en cuenta que el desprendimiento de rocas es una de las mayores causales de accidentes en las unidades mineras, con mayor razón debemos asumir seriamente la aplicación de técnicas y el uso de equipos óptimos que permitan un sostenimiento seguro y eficiente de la roca.
Conocer al detalle las condiciones de la roca y aplicar los métodos más idóneos permiten reducir en proporciones considerables el riesgo de un accidente. El mercado ofrece diferentes herramientas y sistemas que facilitan un sostenimiento de roca adecuado.
Una de las mayores causas para la ocurrencia de accidentes en minería subterránea es la caída de rocas. Por tal motivo, se deben realizar gestiones preventivas para el sostenimiento de las labores generando, así, la seguridad en las actividades mineras. El sostenimiento activo en excavaciones subterráneas son un conjunto de procedimientos y materiales utilizados para mejorar la estabilidad y mantener la capacidad resistente a solicitación del macizo rocoso en las cercanías al perímetro de la excavación. La tendencia actual en el mundo es lograr el autosostenimento de la roca, procurando conservar la resistencia natural de la misma, tratando de movilizar los esfuerzos hacia los bordes de la excavación. Generalmente la solución consiste en combinar varios tipos de sostenimiento.
Tipos de sistemas
El Ing. Luciano Lopez, Gerente Regional para Latinoamérica de Construcción Subterránea de BASF, comentó que por mucho tiempo los sistemas de soporte de roca fueron “pasivos” y de “piso a techo” como los marcos de madera y acero; posteriormente apareció otro sistema pasivo empleado hasta ahora como la malla de acero. Con el desarrollo de la mecánica de rocas y un mayor conocimiento e instrumentación de las excavaciones mineras y civiles otros métodos llamados “activos” como los pernos de techo, pernos de fricción, los pernos con plancha llegando hasta el concreto lanzado primero por vía seca y los últimos 15 años -en el país- por vía húmeda. Otros sistemas de soporte de rocas en minería subterránea como el backfill son sistemas activos que generalmente han tenido que ser considerados desde la concepción de la mina para su aplicación durante el periodo de explotación de la mina.
Luis Alberto Ruiz Valer, Especialista de Producto Exploraciones y Geomecánica de Atlas Copco, sostuvo que en el tema de sostenimiento de rocas para túneles existe una gran variedad de soportes, dependiendo el diseño que tenga el túnel, el tipo de roca donde se está excavando el túnel, se colocan diferentes tipos de sostenimientos.
Agregó que Los sostenimientos al tener distintas tipas aplicaciones deben tener una evaluación previa – parte geomecánica más que todo- donde se evalúa el terreno, se toman ciertas y diseña un sostenimiento especifico.
Ahora, de la amplia gama de elementos de sostenimiento que hay, lo normal que se tiene en el Perú, es roca alterada, roca complicada por el tema de la Cordillera de Los Andes por lo que ya se tiene tipos de sostenimientos ya estandarizados para los túneles sea para minería o para la construcción.
Por su parte John Oré, Jefe de Negocios Mineria de Sika Perú, indicó que El sostenimiento hace que las piezas o bloques rocosos interactúen y se entrelacen formando una masa rocosa estable alrededor de la excavación.
En masas rocosas masivas o levemente fracturadas con excavaciones bien perfiladas, habrá una mínima necesidad de sostenimiento. En masas rocosas fracturadas o estratificadas con excavaciones bien perfiladas, habrá un incremento en la necesidad de sostenimiento.
Es importante que todo el personal de la mina esté en capacidad de reconocer los diferentes tipos de sostenimiento, el por qué de su utilización, los procedimientos de su instalación y darse cuenta cuando es necesario hacer ajustes y cambios en los sistemas de sostenimiento para beneficiar a todo el personal de la mina.
Criterios para escoger el mejor sistema
El representante de BASF indicó que en minería los labores permanentes tales como chimeneas, estaciones de carguío, transporte, rampas, estaciones de chancado de mineral, cavernas para mantenimiento de equipos, subestaciones eléctricas, necesitan un sistema de estabilización segura durante la vida útil de la mina.
De manera similar ocurre en excavaciones de obras civiles que emplean muchos sistemas de estabilización. La diferencia entre ambos es que las aberturas mineras tienden a tener grandes deformaciones como resultado de los esfuerzos inducidos debido al progreso del minado.
Entonces todos los criterios empleados están enfocados en estabilizar de manera segura el macizo rocoso para soportar las operaciones durante su vida útil.
Por su parte el representante de Atlas Copco indicó que Los criterios se basan en temas empíricos que son las experiencias y las valoraciones que se da al tipo de terreno o de la roca y que ésta va desde la antigüedad de la formación de la roca, presencia de agua, presencia de fallas, discontinuidades, longitud o dirección que tiene el túnel con respecto a estas fallas geológicas y, ahí una va evaluando y valorizando el tipo de terreno y ese trabajo siempre lo hace un geomecánico o un geotecnista que casi siempre en las unidades mineras existe un área de geomecanica que hace una valoración al macizo rocoso por el cual está atravesando el túnel y hace la recomendación de sostenimiento; básicamente en un túnel lo que tiene que evitarse que este se derrumbe porque el fin del sostenimiento pueda derrumbarse y pueda causar pérdidas de vidas o daños materiales. Entonces, hay cierto factor de seguridad que el geomecanico debe colocar para garantizar que el túnel que se está haciendo y el sostenimiento que se coloca no van a ocasionar problemas.
Hay ciertos métodos que puede ser el Rock Mass Rating (RMR), el Rock Quality Designation (RQD) que son una serie de valoraciones que se le da al macizo rocoso teniendo en cuenta ciertos números que se valoriza al tipo de terreno.
El representante de Sika indicó que el refuerzo fortalece un macizo rocoso aumentando la resistencia al corte a lo largo de las discontinuidades, incrementando el trabado entre bloques individuales y evitando el desprendimiento de bloques sueltos. La formación de una zona reforzada debe mantener su integridad y permitir la redistribución de esfuerzos alrededor de la excavación.
Avances tecnológicos
El ingeniero Lopez señaló que el avance de los sistemas de rocas en minería, ha venido de la mano con la mecanización de la mina, el paso a mayores secciones, la profundización de la mina implican mayores retos para la explotación; se ha pasado de los arcos de madera de piso a techo como soporte pasivo a sistemas activos como pernos y concreto lanzado por vía húmeda, la inclusión de fibras en la matriz de concreto; desarrollado ampliamente en nuestro medio los últimos 15 años.
Proceso de instalación
El representante de Atlas Copco sostuvo que lo estándar en el Perú es utilizar pernos de 2.10 metros. El tiempo es prácticamente minino porque si se instala con un sistema automatizado, entre la perforación e instalación no te debe demorar más de un minuto.
Puede variar un poco la longitud puede demorar un poco más, pero acá en el país, ya esta estandarizados y la mayoría de minas usan pernos de metro y medio o de dos metros diez, más no, porque la longitud del perno va directamente proporcional al nacho del túnel y la mayoría de estos están estandarizados
El mercado lo que pide es tener eficiencia en los costos. Mientras se tenga un producto que te de bajo costo por metro sostenido y una lata calidad, el mercado irá por ese lado.
Seguridad
El representante de Basf sostuvo que los sistemas de soporte de rocas deben caracterizarse por brindar seguridad en todo el proceso desde la elección, el costo previsto, la instalación y la puesta en operación para buena estabilización garantizada durante el periodo de vida útil considerado. Procediendo de esta manera la seguridad estará garantizada.
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