Artículos, documentos técnicos y presentaciones
Conferencia: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Sur de Australia
Autores: Brendan Crompton y Greig Knox
Fecha: del 30 de agosto al 1 de septiembre de 2022
Resumen: Se indican las especificaciones de un perno, como la capacidad del perno nuevo el día de su producción. Los pernos para el sostenimiento de roca se prueban específicamente de forma cuasiestática (replicando el cierre) o dinámica (replicando la sismicidad), dependiendo de las condiciones previstas con el entorno de la mina. Aunque esta prueba es valiosa, es probable que un perno sujeto a un movimiento rápido del suelo (sismicidad) se someta primero a algún nivel de cierre lento. Un estudio anterior investigó la posible correlación entre la elongación cuasiestática de un bulón antes de la carga dinámica y la capacidad dinámica residual. Los resultados de esta investigación indicaron que existe una correlación entre la capacidad dinámica residual y la energía absorbida en condición cuasiestática cuando el perno se alarga de forma axial. Se planteó que considerar la capacidad de energía total de un perno sería un enfoque conservador, ya que la energía absorbida por un perno en perfectas condiciones durante un único impulso dinámico provoca la ruptura del perno. El conjunto de muestras de la investigación se limitó a una sola configuración de bulón con una longitud y un diámetro fijos, por lo tanto, se comprobó que los resultados no deben extrapolarse a otras versiones de este sistema u otros sistemas de sostenimiento del terreno. Esta investigación se basará en el trabajo anterior repitiendo el régimen de pruebas en un bulón de mayor diámetro con la misma configuración. Los resultados se analizarán para identificar cómo afecta el diámetro de un bulón a la energía y la capacidad de elongación de los bulones bajo una carga combinada cuasiestática y dinámica. Esta información ayudará enormemente a los profesionales geotécnicos con el diseño de sistemas de apoyo, la selección de productos y la toma de decisiones relacionadas con el reacondicionamiento de un sistema de sostenimiento instalado.
Enlace de descarga: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_07_Crompton/
Conferencia: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Sur de Australia
Autor(es): Rual Abreuy Greig Knox
Fecha: del 30 de agosto al 1 de septiembre de 2022
Resumen: En los últimos años, el sector del sostenimiento del terreno presta cada vez más atención a los bulones autoperforantes (SDA). Esta atención incluye estudios y ensayos de campo en la mina de Oyu Tolgoi en Mongolia y la mina de Malmberget en Suecia, que han destacado la tasa de éxito de la instalación de SDA en masas rocosas fracturadas. Los problemas típicos asociados con la instalación de bulones en tales condiciones incluyen los cierres de barrenos y barrenos reventados, lo que genera en una reducción de la tasa de éxito de la instalación de pernos y la capacidad de soporte lograda. Para mejorar la eficacia de la instalación en masas rocosas fracturadas, un SDA sustituye a la barrena convencional necesaria para perforar el orificio de soporte, al combinar la barrena y el bulón en un solo componente. Esto elimina la necesidad de equipos para alternar entre una operación de perforación y la inserción de pernos, ya que un SDA combina estos procesos tradicionalmente independientes en uno solo. Para condiciones de terreno con compresión y sísmicamente activo, los SDA ofrecen un rendimiento adicional derivado de las propiedades mecánicas dúctiles del perno del que se producen estos anclajes. Sin embargo, este diseño de perno provoca que el SDA se someta a la carga de percusión normalmente aplicada a la barrena durante la operación de perforación, lo que puede afectar el rendimiento del perno. Esta investigación cuantifica la influencia de esta perforación con percusión en el rendimiento de un SDA cuando se somete a una carga dinámica. Se perforó con un grupo experimental de pernos en cuarcita que, a continuación, se sometieron a pruebas de impacto en un laboratorio. El rendimiento de estas muestras se comparó con un grupo de control de muestras que no había sido sometido anteriormente a fuerzas de perforación. Esta investigación proporciona información sobre el rendimiento in situ de un bulón autoperforante.
Enlace de descarga: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_09_Abreu/
Conferencia: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Sur de Australia
Autor(es): Greig Knox y John Hadjigeorgiou (Universidad de Toronto, Canadá)
Fecha: del 30 de agosto al 1 de septiembre de 2022
Resumen: La instalación tradicional de bulones con lechada requiere la perforación previa de un orificio de soporte, seguido de la instalación de una lechada de cemento o resina. A continuación, el bulón se inserta en la lechada. En terrenos con mucho estrés o deficientes, la presencia de fracturas, características de cizallamiento y roca alterada puede provocar el desmoronamiento del orificio de soporte, causando obstrucciones y pérdidas de lechada. En consecuencia, los orificios de soporte a menudo se vuelven a perforar, lo que da como resultado orificios sobredimensionados, un aumento de los tiempos de instalación y una mala calidad de la instalación. La sustitución del tren de varillaje convencional por un anclaje autoperforante (SDA) mejora la calidad y la velocidad de avance de la instalación. Estas son consideraciones críticas en terrenos deficientes. El SDA está acoplado al martillo, perfora a profundidad, luego se desacopla y se aplica una lechada posterior. Este método de instalación en un solo paso supera los retos de la perforación en roca fracturada, donde los cierres de barrenos y las pérdidas de lechada son habituales. Las ventajas operativas de la aplicación de un sistema de un solo paso con bulones autoperforantes se han demostrado recientemente en dos operaciones de excavación, la mina de Oyu Tolgoi, en Mongolia, y la mina de Malmberget, en Suecia. Un SDA ofrece un rendimiento adicional cuando se trabaja en terrenos con compresión o sísmicos. Hay pocos datos sobre la respuesta de los bulones autoperforantes a la carga de tracción y cizallamiento en condiciones de laboratorio controladas. El programa experimental llevado a cabo ha investigado el comportamiento de un SDA bajo cargas de tracción y cizallamiento. Esto permite una mejor comprensión de la respuesta de los bulones autoperforantes bajo un único mecanismo de carga y puede proporcionar una indicación del rendimiento en rocas con mucho estrés y fracturadas en operaciones con hundimientos y minas subterráneas profundas.
Enlace de descarga: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_12_Knox/
Publicado en: Rock Mechanics and Rock Engineering (2022)
Autor(es): Greig Knox y John Hadjigeorgiou
Fecha: 26 de junio de 2022
Resumen: Las minas profundas y de alto estrés son susceptibles a la sismicidad inducida por la minería, lo que puede suponer un reto para los equipos de sostenimiento del suelo instalados. En estas condiciones sísmicas, los bulones convencionales (como los bulones mecánicos), las barras de acero totalmente inyectadas y los bulones de fricción suelen ser inadecuados. Esto ha llevado al desarrollo de varios bulones absorbedores de energía de alto rendimiento que pueden soportar grandes cargas y adaptarse a grandes deformaciones. En esta modalidad, los bulones de paleta absorbedores de energía se utilizan mucho en minas con actividad sísmica. Generalmente, el rendimiento de los bulones absorbedores de energía se determina por el método de prueba de impacto, que consiste en dejar caer una masa conocida desde una altura determinada para transferir la energía cinética de la masa en caída al bulón instalado en un tubo de acero. Todas las pruebas de impacto emplean una de estas dos configuraciones: tubo continuo y tubo dividido. La configuración de tubo continuo simula una carga de impacto aplicada directamente sobre la placa del bulón, mientras que el tubo dividido representa una condición de carga en un bulón cuando un bloque de roca es expulsado por un empuje con impacto. Sin embargo, en el pasado no se había examinado la influencia de la ubicación de la división a lo largo del tubo de prueba sobre el comportamiento de los bulones absorbedores de energía. En este documento técnico se presentan los resultados de un exhaustivo programa de pruebas en el que se demostró que la ubicación de la división dentro del tubo controlaba tanto el desplazamiento máximo de la placa como la energía disipada registrada antes de la rotura del bulón. Esto tiene una influencia significativa en el rendimiento de los bulones de paleta absorbedores de energía en condiciones de carga de impacto.
Enlace de descarga: https://link.springer.com/article/10.1007/s00603-022-02945-1
Conferencia: Breaking new ground: A Modern approach of destress strategies in deep (mass) mining, Johannesburgo (Sudáfrica)
Autor(es): Greig Knox
Fecha: 7 de abril de 2022
Resumen: Los productos de sostenimiento de roca se suelen probar en laboratorios en condiciones de carga singulares. En esta presentación se exploran las ventajas y las limitaciones de los métodos de comprobación convencionales para el sostenimiento del terreno y se presentan nuevas metodologías de comprobación destinadas a mejorar la comprensión de la industria sobre el comportamiento del sostenimiento del terreno en la aplicación.
Enlace de descarga: https://sanire.co.za/documents/events/breaking-new-ground/860-ep-gs-multi-modal-loading-of-rock-reinforcement-under-controlled-conditions
Conferencia: Ground Support 2019, Sudbury (Canadá)
Autor(es): Greig Knox y Adrian Berghorst
Fecha: 23-25 de octubre de 2019
Resumen: Se indican las especificaciones de un perno, como la capacidad del mismo en perfectas condiciones el día de la entrega a la mina. Varios factores provocan la degradación de la capacidad de un perno. Los factores como la calidad de la instalación, la corrosión y el movimiento del suelo, entre otros, reducen la capacidad residual de un sistema. Es importante comprender los efectos de la degradación de un perno a la hora de determinar el riesgo de una excavación. Los pernos para el sostenimiento de roca se prueban específicamente de forma cuasiestática (cierre) o dinámica (sismicidad), dependiendo de las condiciones previstas con el entorno de la mina. Aunque esta prueba es valiosa, es probable que un perno sujeto a un movimiento rápido del suelo (sismicidad) se someta primero a algún nivel de cierre lento. Este artículo sirve de base para el futuro trabajo en la determinación de la capacidad residual de un perno, y su objetivo es determinar la capacidad dinámica residual de un perno alargado axialmente. Las muestras se alargaron axialmente de forma cuasiestática y se fijaron en su lugar antes de someterse a un único impulso dinámico, lo que provocó la rotura del perno.
Enlace de descarga: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1925_14_Knox
Conferencia: Deep Mining 2019, Muldersdrift (Sudáfrica)
Autor(es): Brendan Crompton
Fecha: 24-25 de junio de 2019
Resumen: El uso de pernos con lechada de resina es una práctica habitual para el sostenimiento del terreno dentro de la industria minera y hay varios diseños de pernos disponibles. La fuerza de soporte de un perno con lechada de resina suele estar limitada por el espacio anular de resina entre el perno y el barreno. Normalmente, la mezcla eficaz de la resina se consigue garantizando que el espacio anular de resina no supere un límite máximo especificado. Por lo tanto, en algunos casos, el diámetro del perno está determinado por el espacio anular máximo permitido de resina y el diámetro mínimo del barreno que se puede perforar, no por los requisitos de diseño del sostenimiento. La instalación de pernos con cápsulas de resina es propensa a que el envoltorio de la cápsula envuelva el perno instalado, lo que separa el perno de la perforación y compromete la mezcla de la resina que rodea el perno. En este artículo se documenta una investigación práctica sobre la eficacia de los diseños típicos de pernos de resina en grandes instalaciones de espacios anulares y el desarrollo de un diseño de perno mejorado para estos casos.
Enlace de descarga https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1952_13_Crompton
Conferencia: ARMA 2019, Nueva York (EE. UU.)
Autor(es): Adrian Berghorst y Greig Knox
Fecha: 23-26 de junio de 2019
Resumen: New Concept Mining (NCM) ha implementado el comprobador de impacto dinámico (DIT) para realizar pruebas dinámicas de bulones en laboratorio. El DIT permite que NCM avance rápidamente por el ciclo de investigación y desarrollo de nuevos bulones. Esto permite un tiempo de comercialización más corto y una comprensión completa del rendimiento de los bulones. Además de estos beneficios, el DIT se utiliza de varias maneras interesantes para mejorar la comprensión del rendimiento del sostenimiento dinámico del terreno en la industria minera. Se ofrece un ejemplo en el que se ha utilizado la base de datos de pruebas dinámicas para analizar el rendimiento cuantitativo de un bulón Vulcan durante un evento sísmico subterráneo.
Conferencia: ARMA 2019, Nueva York (EE. UU.)
Autor(es): Adrian Berghorst y Greig Knox
Fecha: 23-26 de junio de 2019
Resumen: New Concept Mining (NCM) ha implementado el comprobador de impacto dinámico (DIT) para realizar pruebas dinámicas de bulones en laboratorio. El DIT permite que NCM avance rápidamente por el ciclo de investigación y desarrollo de nuevos bulones. Esto permite un tiempo de comercialización más corto y una comprensión completa del rendimiento de los bulones. Además de estos beneficios, el DIT se utiliza de varias maneras interesantes para mejorar la comprensión del rendimiento del sostenimiento dinámico del terreno en la industria minera. Se ofrece un ejemplo en el que se ha utilizado la base de datos de pruebas dinámicas para analizar el rendimiento cuantitativo de un bulón Vulcan durante un evento sísmico subterráneo.
Conferencia: Caving 2018, Vancouver (Canadá)
Autor(es): Adrian Berghorst
Fecha: 17 de octubre de 2018
Resumen: Una presentación del seminario sobre las tendencias actuales y futuras en la calificación del sostenimiento dinámico del terreno para minas subterráneas. La industria minera dispone de varios servicios por lo que respecta a la calificación del sostenimiento del terreno para entornos dinámicos en el medio subterráneo actual. Sin embargo, ¿son suficientes? ¿Y cuál es el futuro de la calificación del sostenimiento del terreno para este aspecto esencial de la minería en el mundo moderno?
Conferencia: Caving 2018, Vancouver (Canadá)
Autor(es): Greig Know, Adrian Berghorst y Pieter de Bruin
Fecha: 17 de octubre de 2018
Resumen: Las pruebas de laboratorio dinámicas permiten a los desarrolladores de bulones aplicar impulsos de energía a un bulón para aproximarse a algunos aspectos de carga que experimentaría el bulón durante una rotura de roca en una mina subterránea. Estos datos se pueden utilizar para comparar el rendimiento dinámico de un bulón, proporcionando a los ingenieros geotécnicos información útil para diseñar el sistema de sostenimiento del terreno necesario. Habitualmente, se usan dos configuraciones de muestras generales en este tipo de pruebas dinámicas: la prueba de tubo dividido y la prueba de tubo continuo. En este artículo se resume una tercera configuración: una prueba de varios tubos divididos.
Enlace de descarga: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1815_58_Knox
Conferencia: Rock Mechanics – Experiments, Theories and Applications
Autor(es): Koos Bosman (Open House Management Solutions), Martin Cawood y Adrian Berghorst
Fecha: 2018
Resumen: La capacidad de un bulón sujeto a un impulso de energía varía en función de la magnitud del impulso de energía aplicado. Este documento explora la relación entre la magnitud del impulso de energía aplicado a un bulón y la capacidad dinámica resultante. El resultado de esta investigación muestra que para una determinada velocidad de impacto existe una relación lineal entre la magnitud de los impulsos individuales de energía aplicados a un bulón y la capacidad dinámica resultante del bulón. La capacidad dinámica de un bulón no es un valor constante. Durante esta investigación, también se examinó la relación entre la magnitud del impulso y el desplazamiento resultante del bulón.
Conferencia: RocDyn-3, Trondheim (Noruega)
Autor(es): Greig Knox y Adrian Berghorst
Fecha: 26 de junio de 2018
Resumen: Se conocen las limitaciones del método de prueba de carga axial dinámica; sin embargo, el DIT proporciona una plataforma eficiente en la que se puede comparar un gran número de sistemas de sostenimiento de pernos en condiciones controladas con una mayor agilidad. Durante el rápido desarrollo de nuevos bulones, es crucial cuantificar los efectos de las altas velocidades de deformación ejercidas por las roturas de roca en los sistemas de sostenimiento del terreno, y el DIT proporciona esta capacidad.
