Engineering of reinforced shotcrete to support brittle rocks in underground excavations

• Autores: Toledo Garay, Fernando Enrique, Romero Baylon, Alfonso Alberto, León Delgado, Elard Felipe
• Formato: artículo
• Fecha de Publicación: 2016
• Institución: Universidad Nacional Mayor de San Marcos
• Repositorio: Revista UNMSM - IIGEO
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:ojs.csi.unmsm:article/12956
• Enlace del recurso: https://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/iigeo/article/view/12956
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: reinforced gunite; reinforced concrete; rock stability; mining operations; Gunitado reforzado; concreto armado; estabilidad de las rocas; operaciones mineras

The most economical and safest support in tunnels and mining work applied up to now in Peru, was the one put into practice in the Cobriza Mine, called Sot-Fer (name given by the miners: due to the metallic confusion of steel by iron) and until now not disseminated in Peru, for unknown reasons. This method of applying reinforced concrete in tunnels and mining works, through the Gunitado or Shotcrete, is the product of the research work, in the Cobriza mine started with the determination of the workloads of the weak rocks constituting the gables of the great mantle of sulfides of 25m of power with Cu, Ag and Bi values. These rocks, which are slates, were studied crystallographically, reaching the conclusion that they crystallize in the Hexagonal system, Rhombohedral division, Hexagonal Scalenodermic class, positive Rhombohedron form {h0hl}. When the ternary axis of the rhombohedron coincides with the vertical axis of the tunnel or the ramp, collapse is generated, losing the full support of the base; if this case does not happen, the rock is self-supporting and does not require support, with this evidence and the specific gravity of the shale the work loads of the support structures were calculated. Supported in ACI 318-81 and in the analysis of arched structures, presented in the books of Timoshenko (Volume II, pp: 97-109) and Olivera López (pp: 127-139); the workloads having been calculated under the proposals of Stagg (pp: 103-124 and 193-222) and Hock (pp: 183-201). Construction steel reinforced shotcrete for underground engineering application is totally different from NMA (New Austrian Method) successfully applied in many countries of the world. This method of applying reinforced concrete using shotcrete is much more efficient, lower cost and more versatile than NMA to adapt to eventual changes in rock stability that occur in mining operations; precisely in the immersion of the steel within the concrete mass.
El sostenimiento más económico y seguro en túneles y labores minares hasta ahora aplicado en el Perú, fue el puesto en práctica en la Mina Cobriza, denominado Sot-Fer (nombre puesto por los mineros: debido a la confusión metálica del acero por el hierro) y hasta ahora no difundido en el Perú, por razones desconocidas. Este método de aplicación del concreto armado en túneles y labores mineras, mediante el Gunitado o Shotcrete, es producto del trabajo de investigación, en la mina Cobriza iniciado con la determinación de las cargas de trabajo de las rocas deleznables constituyentes de los hastiales del gran manto de sulfuros de 25m de potencia con valores de Cu, Ag y Bi. Estas rocas que son pizarras, fueron estudiadas cristalográficamente, llegándose a la conclusión que se cristalizan en el sistema Hexagonal, división Romboédrico, clase Escalenoérdeica Hexagonal, forma Romboedro positivo {h0hl}. Cuando el eje ternario del romboedro coincide con el eje vertical del túnel o la rampa, se genera el colapso, al perder el sustento completo de la base; si no sucede este caso, la roca se auto soporta y no requiere sostenimiento, con esta evidencia y la gravedad específica de la pizarra se calcularon las cargas de trabajo de las estructuras de soporte. Sustentado en el ACI 318-81 y en el análisis de estructuras en arcos, presentados en los libros de Timoshenko (Tomo II, pp: 97-109) y Olivera López (pp: 127-139); habiéndose calculado las cargas de trabajo bajo las propuesta de Stagg (pp: 103-124 y 193-222) y Hock (pp: 183-201). El shotcrete reforzado con acero de construcción para la aplicación en ingeniería subterránea es totalmente distinto al NMA (nuevo método austriaco) aplicado con éxito en muchos países del mundo. Este método de aplicación del concreto armado mediante el shotcrete, es mucho más eficiente, de menor costo y con mayor versatilidad que el NMA para adaptarse a eventuales cambios de la estabilidad de las rocas que se presentan en las operaciones mineras; precisamente en la inmersión del acero dentro de la masa de concreto.