Innovando tecnología de sostenimiento subterráneo

El objetivo principal de cualquier sistema de sostenimiento subterráneo es la contención del macizo rocoso lo más rápido posible. Este propósito ha llevado a desarrollar los elementos de soporte pre-tensionados como sistema de sostenimiento, los cuales originan que una carga activa e inmediata sea aplicada al macizo rocoso.

El pre-tensionamiento generalmente tiene ventajas inherentes sobre los sistemas de sostenimiento pasivos. La carga activa suministrada por el pre-tensionamiento cierra las separaciones en la roca e incrementa la fuerza de la fricción a lo largo de estratos, junturas y planos de fracturas. Esta acción mejora el [ilink url=»https://revistaseguridadminera.com/operaciones-mineras/sostenimiento/seleccion-de-sistemas-de-refuerzo-de-roca/»]autosoporte de la roca[/ilink] .

El pre-tensionado ha sido practicado desde los comienzos del sostenimiento subterráneo. La mayoría de los sostenimientos son pasivos y el cerramiento o movimiento de la roca caja debe producirse para que estos elementos pasivos empiecen a desarrollar carga. En el caso de los puntales de madera, se requiere un cerramiento del 5 al 10% antes que este desarrolle cierta capacidad de sostenimiento, y aproximadamente un 40% de cerramiento para que estos alcancen su máxima capacidad de carga. Esta respuesta tan lenta puede ocasionar daños al macizo rocoso, además de disloque de bloques de roca, y el subsecuente desatado de la estructura rocosa de la caja techo con implicancias para la seguridad de los trabajadores.

El desarrollo de bajo-costo (“bolsas inflables” que funcionan como elementos pretensionados fáciles de instalar), otorgan cargas de soporte activas para una amplia variedad de [ilink url=»https://revistaseguridadminera.com/operaciones-mineras/sostenimiento/optimizacion-de-los-recursos-de-sostenimiento/»]sistemas de sostenimiento[/ilink] que previamente utilizaban sólo sostenimiento pasivo en las diferentes operaciones mineras.

Desarrollada al final de los años 90, esta nueva generación de elementos pretensionados llenados con agua se han propagado rápidamente en la industria minera de grandes profundidades. En Sudáfrica, donde la voladura es aún el método de extracción predominante, se utilizan miles de estos productos diariamente.

La pre-carga -puntales de madera y el cribbing (woodpack)- ayudan a mantener el soporte en su lugar durante la carga dinámica asociada con la voladura.

Recientemente, esta tecnología ha sido introducida en las [ilink url=»https://revistaseguridadminera.com/operaciones-mineras/sostenimiento/sostenimiento-temporal-en-mineria-subterranea/»]operaciones mineras subterráneas[/ilink] en el Perú. El uso del agua como medio de pre-tensionado tiene ventajas sobre los sistemas basados en la fragua de cemento y resina utilizados en el pasado. Por un lado, el agua está disponible generalmente en las minas, eliminando la necesidad de [ilink url=»https://revistaseguridadminera.com/transporte-en-mineria/monitoreo-de-transporte-de-materiales-peligrosos/»]transportar materiales adicionales[/ilink] .

Y por otro lado, el pre-tensionado se puede repetir, reinflando los elementos si es necesario, para eliminar el debilitamiento de la estructura de soporte. Los elementos pretensionados hidráulicos trabajan bajo el principio que un diafragma sellado de acero deformable es inflado con agua presurizada, lo cual convierte la energía hidráulica en una carga activa sobre el macizo rocoso una vez que se ha instalado el sostenimiento.

La utilización de diafragmas de acero para pre-tensionar los puntales de madera se intentó por primera vez en 1978 en la mina de oro Winkelhaak en Sudáfrica. Aunque las cargas alcanzadas fueron las adecuadas y técnicamente la prueba resultó un éxito, la idea fue abandonada debido al alto costo de los elementos pre-tensionados en esa época. Años después, en 1997, New Concept Mining desarrolló un nuevo diseño al que denominó Jackpot. Su introducción al mercado desde entonces, ha convertido a este dispositivo en el más popular para el pre-tensionado de puntales de madera.

Subsecuentemente al desarrollo del Jackpot, elementos planos rectangulares y circulares (Jackpacks) fueron desarrollados para pre-tensionar sostenimientos tipo cribbing (woodpack) que son empleados para reemplazar a los pilares.

[box]Artículo publicado en Revista Seguridad Minera Nº 64[/box]