UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA ESCUELA DE INGENIERÍA DE MINAS

SOSTENIMIENTO DE LABORES MINERAS Página 1

Articulo Técnico N° 4 SOSTENIMIENTO ACTIVO

PERNOS (SISTEMA SWELLEX)

Sistema desarrollado en Suecia por la empresa Atlas Copco entre los años 1977 y 1980 por el departamento de investigación de Atlas Copco en Suecia. A partir de 1982 salió como producto al mercado. FORMA DE TRABAJO

Este tipo de pernos trabajo por fricción. También llamados pernos friccional. El sistema Swellex consiste en unos pernos de acero tubular, que han sido plegados hacia dentro en toda su longitud con el fin de reducir su diámetro, un brazo de instalación y una bomba de inyección de agua (neumática, hidraúlica o eléctrica) de alta presión.

Figura 1. Fuerzas que actúan al instalar los pernos Swellex

De esta forma, una vez expandido el perno, se genera una tensión de contacto entre el perno y la pared del taladro, actuando dos tipos de fuerzas diferentes: Una presión o fuerza radial perpendicular a su eje en toda su longitud y una fuerza de rozamiento estático o fricción también en toda so longitud (esta fuerza depende del tipo y estructura de la roca y de la dimensión del taladro.

Figura 3. Proceso de trabajo del perno Swellex

FRABRICACION La fabricación de los bulones se hace en dos etapas: Primero la chapa de acero, se enrolla conformado tubos que son soldados en toda su longitud. A continuación se pliega mecánicamente en toda su longitud de forma que se reduce el diámetro del tubo, obteniendo un perfil un perfil nuevo. El diámetro de los extremos es reducido aún más con el fin de colocar los casquillos y a continuación son soldados. El perno Swellex presenta en ambos extremos unos casquillos cerrados mediante soldadura, de los cuales, el inferior, más robusto, posee un reborde para la sujeción de la placa de asiento, así como un pequeño orificio que permite la inyección de agua. Especificaciones técnicas del perno Swellex: Diámetro: 27 mm Diámetro taladro: 35-38 mm Carga de rotura: 120 KN Deformación máxima: 15% Peso: 2 Kg/ml Resistencia a la tracción: 100 – 300 KN TIPOS DE SWELLEX Se comercializan siete tipos de pernos Swellex: El Swellex Mn12, el Swellex Mn24, el Swellex Plasticoated, el Swellex Mn16, el Swellex Mn24C conectable, el Swellex Mn24H y el híbrido. A su vez se clasifican en tres tipos: Tipo Swellex:

Estándar.

Midi.

Super. Tipo Swellex de Manganeso:

Mn12.

Mn16.

Mn24.

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INSTALACION Todos los tipos de Swellex citados anteriormente presentan una serie de características comunes: Una de ellas es que presentan una gran rapidez en su instalación. Es un sistema que permite que la seguridad en el lugar de trabajo sea alta. La instalación es muy simple y cómoda y no depende de la habilidad o criterio del operario. En ella sólo se utiliza agua, con lo que no se produce contaminación con productos químicos nocivos. La instalación de los pernos Swellex puede ser:

Manual.

Semimanual.

Totamente mecanizada. APLICACIONES Tienen un amplio rango de aplicación en los diferentes tipos de roca, pueden utilizarse tanto en roca dura como en roca blanda o fisurada. Cuando los pernos Swellex se instalan en roca muy fisurada las tensiones radiales incrementan las fuerzas de contacto entre los bloques de roca que rodean al perno, provocando un incremento en la resistencia de la masa rocosa. Proporcionan una consolidación inmediata alrededor del mismo produciendo un aumento en la resistencia del material y una mejor capacidad de sostenimiento del terreno. Al producirse la compactación del terreno, los pernos conforman un arco portante y en conjunto constituyen una bóveda de sostenimiento.

Figura 3. Rango de materiales en los que se pueden usar

Swellex

Ventajas de usar Swellex:

• Es perno activo que desde el momento de su instalación actúa.

• Funcionamiento prácticamente perfecto, con gran variedad de terrenos.

• Insensible a las vibraciones de las voladuras • Es buen tensionador de la malla. • En roca de formación estratificada y dura

funciona excelente llegando hasta 20 TN de carga de rotura

• Se adecua a las sinuosidades del taladro lográndose un mayor contacto a la fricción con la pared del taladro.

Desventajas de usar Swellex:

• Relativamente costoso. • Requiere una bomba de instalación. • Protección de corrosión requerida para la

instalación a largo plazo.

Alumno : Antony Fernández Quispe Curso : Sostenimiento de labores

Mineras Ciclo : VII Fecha : 05/06/2012