Técnicas Esenciales de Subbarrenación y Fortificación en Operaciones Mineras

Subbarrenación

Es un término que define la profundidad adicional a la cual la perforadora dará el barreno por debajo del nivel de piso propuesto. Esto se realiza para asegurar que se mantenga el nivel de piso establecido en operaciones a cielo abierto. Se calcula utilizando la siguiente ecuación:

Sb = 0.3 * Bp

Donde Sb es la subbarrenación y Bp es presumiblemente una variable relacionada con la perforación (como el burden o espaciamiento, aunque no se especifica en el texto original).

Fortificación

La fortificación en las minas es una construcción artificial que se realiza en las excavaciones subterráneas para prevenir la destrucción o el colapso de los túneles. La elección del tipo de fortificación depende de varios factores:

• Tipo de material rocoso.
• Características del trabajo a realizar.
• Vida de servicio esperada de la excavación.
• Condiciones de trabajo (humedad, esfuerzos, etc.).
• Tipo de excavación (permanente, de preparación o de arranque).

Tipos de Fortificación

1. Fortificación Rígida

Son aquellas que sostienen sin permitir ningún movimiento significativo de la roca circundante. Deben ser lo bastante resistentes para sujetar los bloques que puedan desprenderse. Este tipo de fortificaciones se utiliza en condiciones de:

• Inestabilidad tectónica o movimientos del macizo rocoso.
• Mala calidad de la roca.
• Trabajos antiguos donde la resistencia natural de la roca se ha perdido.

2. Fortificación Flexible

Estas permiten ciertas deformaciones controladas de la roca. Al permitir esta deformación, se alivian los esfuerzos acumulados en el macizo rocoso y, paradójicamente, al deformarse, mejoran sus propiedades resistentes y su capacidad de soporte.

3. Fortificación con Pernos

Los pernos pueden ser de anclaje puntual o de anclaje repartido.

• Anclaje Puntual: Los pernos se sujetan principalmente en el fondo de la perforación mediante cabezas expansibles mecánicas o mediante la inyección de cartuchos de cemento o resina en el extremo interior.
• Anclaje Repartido: Se utilizan pernos de fricción (como Split Sets o Swellex) o barras corrugadas que se anclan a lo largo de toda la perforación mediante inyecciones de cemento o resina. En este caso, el perno resiste el peso de un bloque de roca, ya que el esfuerzo se reparte a lo largo de toda su longitud por adherencia.

En algunos casos, se utilizan pernos y cables para aplicar una mayor tensión, introduciendo fuerzas de compresión en la roca por medio de placas de reparto.

4. Grouting

Consiste en la inyección de lechadas de cemento o resinas químicas que tienen un tiempo de fraguado determinado. El objetivo es que el material inyectado penetre en las fisuras y grietas de la roca y, posteriormente, se consolide, mejorando la cohesión y resistencia del macizo rocoso.

La presión de inyección debe estudiarse cuidadosamente de acuerdo con las características de las fisuras o grietas. El grouting se usa principalmente para:

• Sellar fisuras y reducir filtraciones de agua, evitando así el deterioro de las rocas por efecto del agua, el oxígeno que transporta y la intemperización.
• Consolidar terrenos fracturados.

En fortificación, también se utiliza el hormigón proyectado (shotcrete), que, aunque se aplica de forma distinta al grouting, cumple funciones similares de soporte y sellado. Al aplicarse como una capa delgada, ofrece soporte inmediato. A menudo se combina con malla de alambrón (armadura) para proporcionar una resistencia combinada muy buena en los túneles.

5. Fortificación de Madera

La madera es un material tradicionalmente utilizado y relativamente barato que puede ser satisfactorio en muchas minas desde el punto de vista de la resistencia inicial. Sin embargo, su corta duración es su característica más desfavorable.

La vida útil de la viga de madera en las minas es muy variable y depende de las condiciones ambientales y del tratamiento:

1. La madera seca dura más que la húmeda.
2. La madera descortezada dura más que la que conserva la corteza.
3. La madera curada (tratada con productos químicos para evitar su descomposición) dura más que las maderas no tratadas.
4. La madera instalada en zonas bien ventiladas dura más que en zonas húmedas y calientes.

Se puede estimar que la vida útil de la madera en fortificaciones mineras varía generalmente entre uno y cinco años, dependiendo de estos factores.