Diseño y Evaluación de Los Ademes de Madera

January 19, 2023 | Author: Anonymous | Category: N/A
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Diseño y evaluación de los ademes de madera, en la empresa C.I CARMINAL CARMINALES ES  en el municipio de Fredonia.  

YUVER DARIO RAMIREZ ALVAREZ UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLIN FACULTAD DE MINAS INGENIERIA DE MINAS Y METALURGIA 2009.

Page 2  Trabajo de Grado para Optar al Título de Ingeniero de Minas y Metalurgia Director JORGE MARTIN MOLINA ESCOBAR Ingeniero de Minas y Metalurgia UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA. SEDE MEDELLIN. FACULTAD DE MINAS. INGENIERIA DE MINAS Y METALURGIA. 2009

Page 3   Infinitas gracias a todas a todas las personas que de una u otra forma   intervinieron para la elaboración de este trabajo, y de manera especial   al ingeniero Martin Torres, profesor Jorge Martin Molina, personal del   laboratorio de Estructuras de la Universidad Nacional de Colombia,  entre otros, que con sus aportes y experiencia enriquecieron de manera    significativa esta labor. 

Page 4  TABLA DE CONTENIDO.

LISTA DE TABLAS. ........................ .................................. ..................... ...................... ..................... .................... ..................... ..................... .................... .............. .... VII LISTA DE FIGURAS...................... FIGURAS................................ ................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... .................. ............. VIII RESUMEN...............................................................................................................................X ABSTRACT............................................................................................................................. XI 1.INTRODUCCIÓN.................. 1.INTRODUCCIÓN......... ................... ................... ................... ................... ................. ................... ..................... ..................... ................... ................ ........ 12 1.1OBJETIVOS...................................................................................................................... 13 1.1.1 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL................... GENERAL.......... .................. ................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... ............. .... 13 13 1.1.2 ESPECÍFICOS .................... ............ ................... ................... .................. ................... .................. ............................. ..................... 1.1.3 ALCANCES .................................................................................................................. 13 2. DESCRIPCION DE LA MINA EL BLOQUE ................... .............................. ..................... ..................... ................... .................... ............ 14 2.1 UBICACIÓN Y CLIMA. ...................... ................................. .................... ................. ................... ..................... ..................... ................... ................. ........... 1 4 2.2 GEOLOGÍA...................................................................................................................... 14 2.2.1 GEOLOGÍA REGIONAL .................... ............................... ..................... ................... ................... ................... .................. ................... ................. ....... 14 2.2.2 GEOLOGÍA LOCAL.................... LOCAL.............................. ................... ................... ................... ................... ................... ................... ......................... ............... 15 2.2.3 GEOLOGÍA DE LOS MANTOS DE CARBÓN........... C ARBÓN.................... .................... ................... ................... ..................... .............. 16 2.2.4 RECURSOS DE CARBÓN .................... ............................. ................... ................... .................. ................... ................... ................... ............... ..... 16 2.3 MINERÍA.......................................................................................................................... 17 2.3.1 ARRANQUE DEL MINERAL ..................... ............................. ................. ................... .................... ................... .................. ................... .............. 18 2.3.2 CARGUE DEL MINERAL ..................... ............................... ................... ................... ................... ................... ..................... ................... ............. ..... 18

Page 5  2.3.3 TRANSPORTE DEL MINERAL .................... ............................. ................... ................... ................... ................... ................... ................. ....... 18

 

2.3.4 SOSTENIMIENTO ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ .................... ...... 19 2.3.5 VENTILACIÓN SECUNDARIA .................... .............................. .................... ................... ................... ..................... ................... ............... ....... 19 2.3.6 ILUMINACIÓN .............................................................................................................. 19 2.3.7 BOMBEO DE AGUA................... AGUA............................. ................... ................... ................... ................... ................... ................... ..................... ............... .... 19 3. GENERALIDADES SOBRE EL SOSTENIMIENTO DE MINAS. ....................... ................................. ............... ..... 20 3.1. SOSTENIMIENTO ................... ............................. ................... ................... ................... ................... ................... .................. ................... ................... ............. 20 3.1.1 EXIGENCIAS TÉCNICAS.................... TÉCNICAS.............................. ........................ ........................ .................... ................... ................... ................... ........... 20 3.1.2 EXIGENCIAS DE PRODUCCIÓN ...................... ............................... ................... ................... ................... ................... .................. ............. 20 3.1.3 EXIGENCIASDE ECONÓMICAS. ..................... ............................... ................... ..................... .......................... ......................... ................... .................. ......... 3.2 MATERIALES SOSTENIMIENTO. .......... ................... .................... ................... .................. ................... ................... .........21 21 3.3 COMPOSICIÓN DE LA MADERA ..................... .............................. ................... .................... ................... ............................ ........................ ..... 2233 4 CARACTERISTICAS INGENIERILES DE LA MADERA EMPLEADA EN LAS MINAS. .... 24 4.1.1 VENTAJAS. .................... .............................. ................... ................... ................... ................. ................... ..................... ..................... ................... ........... ........ ..... 24 4.1.2 DESVENTAJAS.................. DESVENTAJAS........................... ................... .................. ................... ................... ................... .................... ................... ..................... .............. ... 25 4.2 FACTORES QUE AFECTAN LA MADERA.......... M ADERA.................... ..................... ..................... ................... ................... .................. ........ 25 4.3 DEFECTOS DE LA MADERA. ........................ .................................... ........................ ...................... ..................... ...................... ................... ........ 26 4.4 PROPIEDADES GENERALES DE LA MADERA MADER A ............................ ...................................... ................... .................. ............. .... 27 4.5 PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DE LA MADERA. ....................... .................................. ................... ............ .... 28 4.5.1 RESISTENCIA DE LA MADERA..................... MADERA............................. ................... ..................... ................... ................... ................... ............. .... 29 4.5.2 RESISTENCIA A LA TENSION...................... TENSION............................... ................... ................... ................... ............................. ....................... .... 29

Page 6  4.5.3 RESISTENCIA A LA COMPRESION. .................... ............................ ................... ..................... ................... ................... ................ ...... 32 4.5.4 RESISTENCIA AL PANDEO. ...................... ................................. ..................... .................... .................... ...................... ...................... .............. 36 4.5.5 RESISTENCIA A LA FLEXION O (MODULO DE RUPTURA). .......................... .................................... .......... 36 4.5.6 RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE. ................... ............................ ......................... ......................... .................. ......... 39 5P PRESIONES RESIONES EN LOS ADEMES DE MADERA............................. MADERA...................................... ................... ................... ................. ........ 40 5.1 EVALUACION DE PRESIONES..................................................................................... 40 5.2 PRESIONES EN GALERIAS..................... GALERIAS.............................. ................... ................... ................. ................... ................... ................... ............... .... 40 6 CONSIDERACIONES PRÁCTICAS PARA EL DISEÑO DISEÑ O DE ADEMES.......................... ADEMES.............................. .... 42 6.1 DISEÑO DE LOS ADEMES DE MADERA. ............................... ........................................ ................... ................... .................. ........... 47 6.1.1 MARCOS DE MADERA EN LOS TUNELES.......... T UNELES..................... ..................... ................... ................... ................... .............. ..... 47 6.1.2 PARA EL MARCO DE MADERA..................... MADERA.............................. ................... ..................... ............................ .......................... .............. ..... 47 6.1.3 PARA EL DISEÑO DEL CAPIZ DE MADERA........................... MADERA.................................... ................... ................... ................ ....... 47 6.1.4 DISEÑO DE LAS PALANCAS. ...................... ............................... ................... ................... ................... ................... .................. ................ ....... 4 7 6.1.5 METODOLOGÍA UTILIZADA.................... UTILIZADA............................. .................. ................... ................... ................... ................... .................. ............ ... 48 7. MÉTODOS PARA ELEVAR LA VIDA DE UTIL DE LA FORTIFICACIÓN DE MADERA. .............................................................................................................................. 55 8. RESULTADOS Y ANÁLISIS.................. ANÁLISIS............................. ................... ................. ................... ................... ................... ................... .................. ........... 57 9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................... .............................. ................... ................... ..................... ................... ......... 60 10. BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................ 62

Page 7  LISTA DE TABLAS. TABLA 1. RECURSOS CARBONÍFEROS DE LA MINA EL BLOQUE. ........................ ................................ ........ 17 TABLA 2 COEFICIENTE DE CALIDAD CONSTRUCTIVA PARA DIFERENTES MATERIALES. ....................................................................................................................... 22 TABLA 3 VALORES PROMEDIO DE LAS PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DEL PINO. ..................................................................................................................................... 29 TABLA 4.RESISTENCIA A LA TENSIÓN DE ALGUNOS MATERIALES. ........................... ............................. 30 TABLA 5. ETAPAS PARA EL DISEÑO DE ADEMES ........................... .................................... .................. ................... .............. .... 43

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LISTA DE FIGURAS. FIGURA 1. ESQUEMA GENERAL DE EXPLOTACIÓN MINA EL BLOQUE. ....................... ....................... 18 FIGURA 2 CORTE TRANSVERSAL DEL TRONCO T RONCO DE UN U N ÁRBOL. ............................ .................................. ...... 23 FIGURA 3.EFECTO DEL MEDIO AMBIENTE EN EL CONTENIDO DE AGUA DE LA MADERA. .............................................................................................................................. 26 FIGURA 4 DEFECTOS ESTRUCTURALES Y NATURALES EN LA MADERA. M ADERA. .................. .................. 27 FIGURA 5.TENSIONES PERMISIBLES SEGÚN TSIMBAREVICH........................ TSIMBAREVICH.................................. .............. .... 29 FIGURA 6.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA TENSIÓN Y LA DIRECCIÓN DE LA FIBRA......................................................................................................................... FIGURA 7.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA TENSIÓN Y LA DENSIDAD 31 RELATIVA. ............................................................................................................................ 31 FIGURA 8.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA TENSIÓN Y EL CONTENIDO CON TENIDO DE HUMEDAD....................................................................................................................... 32 FIGURA 9.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN(O APLASTAMIENTO) DE LA MADERA DE PINO Y EL ÁNGULO DE FIBRA. ........................ ........................ 33 FIGURA 10.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN(O EL APLASTAMIENTO) Y LA DENSIDAD RELATIVA A DIFERENTES CONTENIDOS DE HUMEDAD............................................................................................................................. 34 FIGURA 11.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN(O APLASTAMIENTO) Y EL CONTENIDO DE HUMEDAD PARA VARIAS ESPECIES ARBORÍCOLAS.................... ARBORÍCOLAS.......... ................... .................... ................... ................... ..................... ................... ................... ................... .................... .................... ......... 34 FIGURA 12.EFECTO DE LA HUMEDAD EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN(O APLASTAMIENTO) DE LA MADERA. .................................. ............................................ ................... ......... 35 FIGURA 13.HUMEDAD VS. CAPACIDAD DE SOPORTE DE CARGA DE LA MADERA. .............................................................................................................................. 35 FIGURA 14.RESISTENCIA AL PANDEO(O PANDEO) DE LA MADERA GENERALMENTE EMPLEADA EN LAS MINAS. ............................ ..................................... ................... ................... .................. ......... 36 FIGURA 15.EFECTOS DE LA DIRECCIÓN DE LA FIBRA SOBRE LA RESISTENCIA ALA TENSIÓN, COMPRESIÓN, Y FLEXIÓN DE LA MADERA............................... MADERA........................................ ............. .... 37

Page 9  FIGURA 16.EFECTOS DE LA HUMEDAD Y DE LA TEMPERATURA EN LA RESISTENCIA ALA FLEXIÓN DE LA MADERA...................... MADERA................................. ..................... ................... .................. ............... ...... 38 FIGURA 17 DIÁMETRO DE NUDOS VERSUS ESFUERZO FLEXIONANTE........... F LEXIONANTE................... ............ 38 FIGURA 18.EFECTOS DE LA DURACIÓN DE LA CARGA EN LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN LA MADERA...................... MADERA................................. ................... ................. ................... ..................... ..................... ................... .................. ........... 39 FIGURA 19.EFECTO DEL CONTENIDO DE HUMEDAD EN LA RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE EN LA MADERA.................... MADERA............................... .................... ................... ................... ................... ................ ...... 40 FIGURA 20.ESQUEMA DEL CÁLCULO DE LA PRESIÓN ACTUANTE POR EL TECHO SEGÚN PROTODIAKONOV....................... PROTODIAKONOV................................... ....................... .................... ................... .................. .................. .......... 41 FIGURA 21.REACCIONES Y CARGAS PRESENTES EN UNA FORTIFICACIÓN TRAPEZOIDAL...................................................................................................................... 41 FIGURA 22.PARTES PRINCIPALES DE PUERTAS DE MADERA DE SOSTENIMIENTO. ................................................................................................................ 44 FIGURA 23.TIPOS DE REFUERZO PARA PUERTAS DE MADERA. ................................ ................................ 46

Page 10  RESUMEN Autor: Yuver Darío Ramírez Álvarez. Director: Jorge Martín Molina Escobar Trabajo Dirigido de Grado, Ingeniería de Minas y Metalurgia Facultad de Minas Universidad de Colombia Realizado enNacional el Semestre 01  –  2009  2009Sede Medellín

 

La empresa C.I Carminales, localizada en el municipio de Fredonia, es una mina que se dedica a la explotación de carbón mineral procedente de la cuenca carbonífera del Sinifaná. En su afán de incrementar su nivel técnico y de mecanización, ha de decidido cidido realizar un estudio general al tipo de sostenimiento sostenimiento o fortificación. Actualmente en su mayoría de trabajos, que consiste en ademes de madera tipo puerta alemana; la empresa quiere saber si este tipo de sostenimiento sostenimiento es adecuado para sus trabajos con el fin de brindarle la mayor seguridad posible a sus trabajadores en la explotación, vías de transporte, entre otros, teniendo en cuenta también que en la mina, debido a la formación geológica donde sepor encuentran mantos explotados, se del presentan encajantes poco competentes lo que la los caída o desprendimiento techo rocas representa un peligro potencial. Este proyecto se inicia por la necesidad de estudiar las propiedades generales de la madera empleada para la fortificación de vías en minería, y para p ara evaluar el manejo de la madera en la empresa, determinando puntos críticos, observando algunas ventajas y desventajas en su utilización; en el cálculo de las dimensiones del sostenimiento, y  para ello se trabajaron trabajaron aspectos aspectos muy teóricos teóricos que después fueron comparados comparados con las condiciones de la empresa. Con el presente p resente trabajo se analizaron varios  parámetros que influyen en el sostenimiento sostenimiento de minas como como la evaluación de  presiones y cargas actuantes tanto tanto por el por el el techo (verticales) (verticales) como las las laterales(horizontales), laterales(hor izontales), capacidades de soporte de postes, y se graficaron algunos ensayos de maderas representando curvas de esfuerzo contra deformación con varios contenidos de humedad, para así analizar su comportamiento en diferentes lugares de la mina, al realizar los modelos teóricos y compararlos con las condiciones actuales de la mina se obtuvieron resultados muy satisfactorios, por último se realizan unas recomendaciones importantes importantes sobre el manejo del recurso maderero a fin de aumentar la vida útil, teniendo conceptos de racionalización y tratando se disminuir el consumo de madera en la empresa, además se trata de determinar las características y requisitos generales que debe cumplir la madera para ser utilizada en los diferentes sitios de trabajo según las diferentes necesidades y requerimientos específicos de estos. PALABRAS CLAVES: Sostenimiento, ademes, fortificaciones fortificaciones mineras, madera.

Page 11  ABSTRACT.

Autor: Yuver Darío Ramírez Álvarez. Director: Jorge Martín Molina Escobar Trabajo Dirigido de Grado, Ingeniería de Minas y Metalurgia Facultad de Minas Universidad de Colombia Realizado enNacional el Semestre 01  –  2009  2009Sede Medellín C.I Carminales is a company, located in the town of Fredonia, Antioquia - Colombia, is a mine that is dedicated to the extraction of coal from the coalfields of Sinifaná. In an effort to increase its technical level and mechanization, has decided to conduct a comprehensivee study of the comprehensiv t he type of support. Currently the majority of work, which is in addition to wood type door German, the company wants to know if this kind of support is appropriate for their work in order to provide the greatest possible security for their workers in the explotation, transportation, transportation, among others. Taking into account also that in the mine, due to the geological formation where the mantles are exploited, there are little rocks over the explotation, responsible for the fall or dislodgement of the roof represented

 

a  potential danger. this project was initiated by the need to study the general properties of the wood used for the fortification fortification of roads in mining and to evaluate the management of wood in the company, identifying critical critical points, having some advantages and disadvantages in their use in calculating the dimensions of support, and this worked very theorists who were then compared with the conditions of the company. In this paper we analyzed several parameters supportand of mine the assessment of pressures and loads acting onthat both,influence the roof r oof the (vertical) lateralas(horizontal), abilities, support  poles, and some some trials are graphically depicted depicted timber representing representing efforts efforts against deflection curves with various humidity contents, to analyze its behavior in different  places of the the mine, to make make theoretical models models and compare with current conditions in the mine were very satisfactory results, is finally done some important recommendations recommendati ons about the management of timber resources to enhance life, taking concepts are trying to rationalize and reduce the consumption of wood in the company also seeks to identify the characteristics and requirements to be met for the wood used in different work sites according to different needs and requirements specific to these. KEY WORDS: Support, Design of support in mines, wood.

Page 12  1. INTRODUCCIÓN El presente trabajo, en su primera parte trata de definiciones básicas, algun algunos os materiales empleados empleados en fortificaciones pero realizando un especial énfasis en la madera y en su composición co mposición química, después se realizan algunos recuentos de las características característi cas ingenieriles de la madera empleada en las minas, efectuando una comparación de las principales ventajas y desventajas. Consecuentemente, Consecuentement e, se nombran los principales p rincipales factores que me afectan la madera, sus principales defectos de carácter natural, para ya entrar a comentar sobre las  propiedades generales generales de la madera madera para después adentrarnos en las propiedades físico-mecánicas físico-mecáni cas como resistencia al esfuerzo cortante, a la tensión, compresión,  pandeo, flexión flexión , entre otros detallando su comportamiento al involucrar diversas diversas variables. Ya por último se evalúan las presiones p resiones sobre el ademe o entibado, observando esquemas y parámetros para el cálculo del diseño de fortificaciones, fortificaciones, describiendo la utilidad de los diversos implementos empleados en una fortificación de madera especial para minería. Después se reseñan algunas características que se tuvieron en cuenta para el diseño del ademe de madera, también se anexan unas plantillas o hojas técnicas de la madera que se emplea generalmente en la mina y al finalizar se describen algunos métodos para elevar la vida útil o la vida de servicio, de fortificaciones de madera que se emplean en algunos países.

Page 13  1.1OBJETIVOS. 1.1.1 OBJETIVO GENERAL Estudiar, diseñar y evaluar el estado actual actual de los ademes de madera en la mina de acuerdo a recopilaciones recopilaciones bibliográficas. 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Analizar las condiciones actuales del sistema fortificación de la mina Crear una metodología de trabajo. Medir las variables que intervienen en el proceso de caracterización caracterización del sistema de sostenimien sostenimiento to depropuestas la mina. para mejorar el sistema de ademes de madera en la mina. Formular varias

 

1.1.3 ALCANCES Presentar soluciones, técnica y económicamente viables para mejorar los inconvenientes que conlleva fortificar con madera, el cual es el principal tipo de sostenimiento sostenimien to que presenta la mina El Bloque. Traer beneficios con el amplio conocimiento del tipo de sostenimiento que se presenta en la mina, para así ayudar a tomar una mejor decisión para disminuir costos en el sistema de fortificación fortificación  proporcionando las las bases para seguir seguir mejorando el sostenimiento sostenimiento de la mina. mina.

2. DESCRIPCION DE LA MINA EL BLOQUE El titular de contrato de exploración y explotación No 05-001-98 es la empresa GEOMINAS S.A., quien desde hace mas 20 años ha explotado el carbón mineral, este tipo de carbón es caracterizado como bituminoso, y presenta un poder calorífico de 11.000 BTU, actualmente la empresa posee una producción aproximada de 7.000 toneladas mensuales y cuenta con un personal de 200 trabajadores distribuidos en 2 turnos. 2.1 UBICACIÓN Y CLIMA. Según GEOMINAS (2002) La mina “El Bloque” está localizado en la vereda de Jonás del municipio de Fredonia,   departamento de Antioquia, Antioquia, y tiene una extensión de 289,16 Ha El acceso al lugar de la explotación se hace desde Medellín por la vía conocida como la Troncal del Café hasta el corregimiento de Camilocé; se continúa por la carretera que conduce al municipio de Fredonia y a unos 5 Km se desvía hacia la izquierda para llegar a la mina El Bloque. El clima de la zona se caracteriza por tener una temperatura promedio de 24ºC y una  precipitación de 2.000 mm. La bocamina se encuentra en la cota 1181 m.s.n.m. m.s.n.m. 2.2 GEOLOGÍA Según GEOMINAS (2002) 2.2.1 GEOLOGÍA REGIONAL A nivel regional se distinguen tres unidades litológicas principales que están constituida por la Formación Amagá o Terciario Carbonífero de Antioquia, que está limitada al Este por rocas paleozoicas del Complejo Polimetamórfico o Grupo Ayurá Montebellos de la Cordillera Central y también por el Stock Granítico de Amagá. Esta composición geológica esta complementada complementada con depósitos de vertiente y aluviales que ocurren en laderas y drenajes principales.

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Page 15  2.2.2 LOCAL En el GEOLOGÍA área del contrato se distinguen una unidad morfológica caracterizada por  pendientes moderadas, moderadas, de geoformas geoformas redondeadas, controladas controladas por las pendientes estructuraless que se inclinan hacia él SE y que están constituidas por suelos estructurale residuales o por los estratos del basamento rocoso. Los predios del contrato están conformados geológicamente en su mayor extensión  por las rocas o estratos del Terciario Carbonífero Carbonífero de Antioquia o Formación Amagá Amagá y  por coberturas recientes compuestas compuestas por depósitos depósitos de flujo de lodo lodo y escombros y depósitos aluviales restringidos restringidos a los cauces principales. La descripción de los estratos geológicos desde el más reciente hasta el más antiguo es: Depósitos de flujo de lodo: Están distribuidos en toda el área, aunque restringidos a zonas de antiguos y actuales asentamientos del terreno. Los flujos constituyen cobertura de materiales transportados por gravedad aprovechando las inclinaciones del terreno en el sector y depositados d epositados a lo largo de las laderas, estos materiales lluviosos; su composición es preferiblemente arcillosa de consistencia plástica; su espesor es Aluviales: desconocido. Depósitos En general, se encuentran restringidos al cauce de la quebrada

 

Piedras Verdes; están constituidos por cantos polimícticos de rocas ígneas y volcánicas, esquistos y otras sedimentarias en una matriz arenosa. Formación Amagá o Terciario Carbonífero de Antioquia: Toda la extensión del área del contrato está cubierta por las rocas del Terciario Carbonífero de Antioquia o Formación Amagá, en especial por los Miembros Medio o Carbonífero y el Superior; una pequeña franja de los estratos del Miembro Inferior aflora adyacente al eje de un anticlinal fallado detectado hacia el extremos oriental del área y en el extremo sureste de la quebrada Piedras Verdes (por fuera del área del contrato). Miembro Superior: hacia parte Occidental del área; miembro se caracteriza por estarAflora formado porlauna secuencia monótona de este areniscas y limonitas arcillosas dispuestas en estratos ínter estratificados estratificados muy potentes y homogéneos de color gris y también como gradaciones. Miembro Medio: Es el nivel productivo de la Formación Amagá, caracterizado por la  presencia de varias varias cintas de carbón y mantos explotables. Su composición litológica litológica consta de areniscas, limonitas, arcillolitas arcillolitas y mantos de carbón; en esta secuencia son comunes los cambios de facies entre areniscas y arcillas. Se encuentran alojados en este miembro tres mantos de carbón con mayor importancia económica económica en el área del contrato, que se extraen en la mina vecina Carbones Nechí y corresponden a los mantos superiores de la secuencia regional de la cuenca con espesores entre 1.10 y 1.40 m.

Page 16  Miembro Inferior: La exposición del miembro inferior en el área del contrato está muy restringida hacia la quebrada Piedras Verdes en el extremo suroeste y en el flanco Este del anticlinal fallado, donde las fallas F3 y el sinclinal F4 ponen en contacto este miembro con el inferior. Se caracteriza por presentar una secuencia potente de areniscas conglomeraticas y limonitas arcillosas. Complejo Polimetamórfico Polimetamórfico de la Cordillera Central: Se localiza en el extremo noreste del contrato y constituye un cuerpo alargado con dirección norte-sur, que está en contacto fallado con las rocas sedimentarias de la formación Amagá a través del sobre escurrimientoo de Piedecuesta. Su edad ha sido estimada como paleozoica en los escurrimient estudios regionales. 2.2.3 GEOLOGÍA DE LOS MANTOS DE CARBÓN Los mantos tienen una clara continuidad estructural tanto en el buzamiento como en el rumbo, especialmente especialmente en el sector comprendido por las estructuras mayores: entre el eje del sinclinal Amagá y el anticlinal a nticlinal fallado. La descripción detallada de los mantos es: Manto La Capotera: Es el manto superior de la secuencia; aunque no se le conocieron manifestaciones manifestaci ones superficiales en el área del contrato. Es un manto muy irregular, discontinuo en el rumbo y con espesores muy variables, por lo que no se considera explotable. Manto 1: Es el más atractivo de la secuencia debido a su espesor y constituye una clara guía de correlación por causa de la presencia constante de intercalación arcillosa a 29 cm de su techo. Manto 2: Se encuentra normalmente entre 1.4 y 16 m estratigráficos por debajo del Manto 1; su espesor varía entre 1.0 m a 1.35 m. El manto carece de intercalaciones,  pero localmente localmente puede presentar hacia el piso piso dos intercalaciones intercalaciones de Lutita de 2.9 y 6.8 cm. Manto 3: Esta situado a unos 14 m por debajo del Manto 2; su espesor alcanza los 1.21 m y carece de intercalaciones. intercalaciones. 2.2.4 RECURSOS DE CARBÓN Para el cálculo de los recursos geológicos correspondientes correspondientes al área del contrato 05001-98 se consideraron únicamente las capas de carbón donde se puede desarrollar técnicamente explota explotación, ción, cálculos esto corresponde mantoso sector 1, 2 y 3correspondido con un espesor acumulado dela3.67 m. Estos se limitanaallosbloque entre

 

el límite occidental del contrato y la traza de la Falla 2, a partir de la cual se definió la ausencia de estos mantos hacia el oriente. Los recursos de carbón medidos en este  bloque se muestran muestran en la Tabla 1:

Page 17  Recursos Básicos (ton) Manto Medidos Inferidos Indicados 1 596.988 913.862 827.363 2 498.454 1.033.596 978.572 3 445.810 895.889 855.443 TOTAL 1.541.253 2.843.348 2.661.378 TABLA 1. RECURSOS CARBONÍFEROS DE LA MINA EL BLOQUE. Fuente: GEOMINAS (2002) 2.3 MINERÍA. Los mantos actualmente en explotación son manto manto 1 2 y 3, los cuales tienen un espesor promedio de 1.3 m. El acceso al manto 1 se realiza a través una cruzada de área 3.69 m2 y 60 m de longitud, donde se desarrolla el 70% de la explotación. Al manto 3 se accede a través de una cruzada en roca de 124 m de longitud, la cual  parte del nivel nivel 10. A lo largo largo de la cruzada se corta el manto manto 2, el cual se había explotado anteriormente. anteriormente. La mina se distribuye en clavadas de transporte, las cuales se utilizan para el transporte de carbón desde los frentes de explotación a la bocamina. Niveles, que sirven para acceder a los tambores de explotación de donde se extrae el carbón. Contra niveles que se utilizan para llevar o devolver el aire de los tambores de explotación y extremos finales de los niveles. La mina tiene activo el siguiente desarrollo de galerías: 4 clavadas de transporte, 7 niveles y 5 contra niveles y un subnivel de ventilación, 2 clavadas para el tránsito de personal. El método de explotación usado es el de “V” invertida (ver Figura 1), el cual es una   adaptación del método de cámaras y pilares, el cual se inicia desarrollando desde la clavada de transporte. Cada 15 m se hacen tambores de producción para pr preparar eparar los  bloques de explotación. explotación. La distancia distancia entre niveles niveles es de 120 m, m, de los cuales cuales 40 m son considerados como pilar barrera para proteger las vías de transporte y niveles de los

esfuerzos inducidos por la explotación y los otros 80 m son explotados.

Page 18  FIGURA 1. ESQUEMA GENERAL DE EXPLOTACIÓN MINA EL BLOQUE. Según GEOMINAS (2002) A continuación se describen las operaciones unitarias y auxiliares realizadas en la mina: 2.3.1 ARRANQUE DEL MINERAL. Durante el avance de las labores mineras se producen dos tipos de material: el carbón mineral y el material estéril, procedente de la roca encajante de los estratos carboníferos. En los frentes productivos, en la mayoría de los casos, el carbón se arranca mediante picos (manual); pero en aquellos casos en los cuales la dureza del carbón no lo permite se hace con explosivos, se usa ANFO e Indugel, con un consumo especifico de 0.9 Kg por voladura en los frentes de explotación. El desarrollo de la minay se con perforación con barrena helicoidal en hace su mayoría se realizayenvoladura. carbón. La perforación es eléctrica

 

2.3.2 CARGUE DEL MINERAL El cargue de material se limita al carbón, ya que se produce poco estéril y se evita transportarlo a superficie. Lo que se produce en estéril se almacena en bolsillos hechos en carbón y de 10 m de longitud. Dentro de la mina el cargue se da por tres sectores principales: en los frentes de arranque productivo, en las intercepciones del tambor con el nivel del mismo y en las tolvas de almacenamiento interno. 2.3.3 TRANSPORTE DEL MINERAL El carbón se transporte mediante canales de PVC (polivinilo de cloruro) desde los frenteslasdeclavadas explotación a los niveles, desde niveles en el carbón lleva por en coches hasta principales y de estas se los transporta coches se jalados malacates a superficie. Los coches utilizados son tienen capacidad para 1.2 toneladas de carbón.

Page 19  2.3.4 SOSTENIMIENTO En la mina la mayor parte del sostenimiento se hace con madera tipo pino patula, pino ciprés o eucalipto. En las clavadas principales, cruzadas y niveles de explotación se asegura mediante puertas alemanas cuya densidad depende de las condiciones de inestabilidad del techo. En promedio puede considerarse la instalación de una puerta  por cada metro metro de avance, en los frentes de explotación se sostiene con tacos de pino y guadua acompañado de tablas (orillo) usados provisionalmente para mantener segura la explotación, estos se distribuyen aproximadamente un taco por metro cuadrado de techo. 2.3.5 VENTILACIÓN SECUNDARIA En los diferentes frentes de avance, el aire se hace llegar mediante la instalación de ventiladores auxiliares auxiliares en los niveles y clavadas, lo más cerca posible de dicho frente, conectados a ductos plásticos que parte de cada ventilador; por lo general de 18  pulgadas de diámetro. diámetro. Las otras galerías son ventiladas ventiladas por el circuito principal principal de ventilación. 2.3.6 ILUMINACIÓN Todo el personal de la mina se le entrega una lámpara para su iluminación personal 2.3.7 BOMBEO DE AGUA En la operación existen 5 estaciones de bombeo de agua usadas para sacar el agua de los niveles a la superficie y no tener acumulaciones internas de agua. En la explotación laboran aproximadamente 100 personas en un turno de trabajo, se trabajan dos turnos por día de 8 horas cada uno, empezando a las 6:00 am y terminando a las 2:00 pm el primer turno, el segundo empieza a las 3:00 pm y termina a las 11:00 pm.

Page 20  3. GENERALIDADES SOBRE EL SOSTENIMIENTO DE MINAS. A continuación se presentan algunas variables o parámetros importantes a considerar en el sostenimiento de minas, algunos materiales empleados y comparaciones realizadas con la mina. 3.1. SOSTENIMIENTO La fortificación o sostenimiento de minas es una construcción artificial que se hace en las excavaciones subterráneas para prevenir la destrucción de las rocas circundantes y preservar las dimensiones de la sección transversal. La fortificación fortificación de minas, como una obra más de ingeniería, debe satisfacer una serie de exigencias técnicas, técnicas,  productivas y económicas. Es decir el entibado debe ser simple, fuerte, barato, y efectivo. 3.1.1 EXIGENCIAS TÉCNICAS. Debe la fortificación debe estar capacitada para asimilar carga que sobre ser ellaresistente: va a actuar.

 

Debe ser estable: la fortificación debe conservar la forma que se le proyecta aun bajo la acción de las cargas. Debe ser duradera: Su vida de servicio debe estar acorde con la vida de servicio de la excavación. 3.1.2 EXIGENCIAS DE PRODUCCIÓN. Debe ofrecer la menor resistencia posible al paso del aire. Debe ocupar en la excavación el menor espacio posible. Debe ser segura ante el peligro de incendio.  No debe entorpecer lospor procesos produc productivos. Debe estar constituida elementos quetivos. se puedan preparar en la superficie y que se  puedan instalar instalar por medios fáciles fáciles o mecanizados. mecanizados.

Page 21  3.1.3 EXIGENCIAS ECONÓMICAS. El costo inicial y los gastos de mantenimiento mantenimiento durante el periodo de explotación deben ser mínimos. La mayoría de trabajos de fortificación de las excavaciones mineras son costosos, laboriosos y los menos mecanizados de todos los ciclos del laboreo, por eso es sumamente importante, importante, si es necesario fortificar una excavación elegir correctamente la construcción de la fortificación, la cual no debe ser solamente económica, sino que además asegure las condiciones de trabajo en la excavación, durante el transcurso de todo el plazo de servicio. La fortificación de las minas se clasifica según una serie de criterios: Tipo de material usado en su construcción c onstrucción (madera, hormigón, hormigón, armado de metal, entre otros). Carácter de su trabajo: rígida, flexible. Característica Característi ca constructiva: fortificación de cuadro o continua. Vida de servicio: fortificación fortificación temporal o permanente. Condiciones de trabajo: condiciones normales y condiciones especiales. Por el tipo de excavación: excavación permanente, permanente, preparatoria o de arranque. 3.2 MATERIALES DE SOSTENIMIENTO. Para la fortificación en minería hay que tener en cuenta las condiciones donde se van a trabajar (carga variable con el tiempo, acción de la atmósfera minera, agua subterránea, limitación limitación de espacio, entre otros.), por eso en lo posible debemos emplear materiales materiales lo más ligeros posible, y que ocasionen poco trabajo a la hora de instalar la fortificación; fortificación; los materiales que se empleen e mpleen debe poseer alta resistencia, tener un costo no muy alto, ser estables y duraderos. Para la valoración de las cualidades constructivas de un material, se emplea el llamado coeficiente de calidad constructiva – X- el cual se calcula por la siguiente expresión:

Page 22   I    R   X   v  c



γ 

= Donde: X= coeficiente de calidad constructiva Rc =limite de resistencia a compresión del material [MPa] γv  =masa volumétrica [kg/m^3] I=longitud del elemento.

 

En este caso para elementos con una longitud de 1 m tenemos que: Coeficiente de calidad Limite de cálculo de la resistencia Constructiva Material Masa Volumétrica Compresión Tracción Flexión Compresión kg/m3  [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] Pino 700 13 10 0,019 0,019 Acero ct 0,5 7850 270 270 0,034 0,034 Madera  plastificada  plastifica da 1300 106 250 0,082 0,13 TABLA 2 COEFICIENTE DE CALIDAD CONSTRUCTIVA PARA DIFERENTES MATERIALES. Como vemos la resistencia de la madera (pino), que es la que empleamos en la mina conjuntamente con el eucalipto, tiene un valor bajo de coeficiente de calidad constructiva,, lo que no es bueno para fortificar excavaciones con un plazo largo de constructiva servicio, además las condiciones condiciones de la mina hacen que la vida útil o de servicio de la madera no sean muy grandes, hay que aclarar que en todos los sectores de la mina no se presentan las mismas condiciones por lo que en algunas partes la madera  podría ser la mejor mejor opción.

Page 23  Por estas razones es que al elegir el material de fortificación, deben valorarse todo un conjunto de aspectos: vida útil o plazo p lazo de servicio, magnitud y forma que actúa la  presión minera, minera, condiciones en que se va a trabajar trabajar la fortificación fortificación y el factor factor económico. 3.3 COMPOSICIÓN DE LA MADERA La madera es una materia que como cualquier ser vivo está compuesta íntegramente  por células (unidas (unidas mediante una membrana de lignina) que le proporcionan las las diferentes propiedades físico-químicas, físico-químicas, formando además la unidad básica de su constitución constitución. la madera son elementos complejos queysecuyas encuentran formados por. Las doscélulas tipos dedecomponentes (Primarios (Prim arios y Secundarios),

 

cantidades varían según el tipo de árbol de que se trate. Los elementos llamados llamados Primarios, están compuestos por celulosa que es un polisacárido que forma las  paredes de las células células de la madera, madera, estas células células se llaman llaman fibras, y la la lignina es una sustancia cementante de la madera, el cual es un polímero de unidades de fenilpropano, la pectina es un material gelatinoso y feculento que une las paredes de las células y es muy susceptible a la hinchazón y al a contracción, como resultado del contacto con agua. Los elementos llamados Secundarios son importantes impregnaciones, impregnacion es, extrañas a la propia pared celular, FIGURA CORTE TRANSVERSAL DEL TRONCO DE UN ÁRBOL. Las células2vivientes forman una capa delgada, en el exterior  precisamente debajo de la corteza del árbol, año tras año estas capas mueren y forman los estratos o capas de edad, que es la parte dura de la madera que es la sección esencial de la misma. Estructuras fibrosas.

Page 24  También está compuesta por otras sustancias como el duramen, que es la parte inmediata a la médula o corazón, formado por madera dura y consistente impregnada de tanino y de lignina, que le comunica la coloración rosa.; La albura que es denominada la madera joven, posee más sabia y se transforma con el tiempo en duramen al ser sustituido el almidón por tanino, que se fija en la membrana celular, volviéndola más densa e imputrescible y por último la corteza cuya función es la  protección y aislamiento de los los tejidos del árbol de los agentes agentes atmosféricos. atmosféricos. La corteza es la cubierta protectora del árbol y puede variar de gruesa a delgada pero siempre es impermeable. 4 CARACTERISTICAS INGENIERILES DE LA MADERA EMPLEADA EN LAS MINAS. Los ademes de madera, son todavía un material básico de soporte para muchas minas en donde no se utiliza el acero, generalmente por aspectos económicos. La resistencia de la madera para las minas se estudia principalmente con respecto a los esfuerzos de tensión, compresión, flexión y esfuerzo cortante. La madera es un material de peso ligero, fácilmente transportable transportable y que se maneja con facilidad en los sistemas de ademe. Un caso especifico es el roble que tiene una densidad promedio de 0.73 g/cm3 y una resistencia a la flexión de 1200 kg/cm 2, es 11 veces más ligera pero 2 veces más frágil que el acero. Esto hace que la madera sea un material económico cuando se usa en ademes o fortificaciones cuya vida útil sea corta. La madera posee tanto ventajas como desventajas cuando se utiliza en las minas. Algunas de estas son: 4.1.1 VENTAJAS. Es ligera ya que su peso es menor comparándola con otros materiales de sostenimiento sostenimien to como el acero, se transporta, corta maneja y coloca fácilmente como ademe en la mina. Cuando se somete a esfuerzos de compresión y tracción se rompe a lo largo de estructuras fibrosas fibrosas precisas, dando señales visuales y audibles antes de que falle completamente (esto ha hecho que los mineros consideren a la madera con una ventaja sicológica sobre el acero).Las piezas rotas si no están muy deterioradas se pueden volver a emplear. Presenta un alto grado de deformabilidad, lo que permite,

 

a pesar de ser constructivamente constructivamente rígida, asimilar asimilar algunas deformaciones. deformaciones. En general tiene bajo costo, comparándola con otros tipos de fortificaciones. fortificaciones.

Page 25  4.1.2 DESVENTAJAS. Las resistencias mecánicas (flexión, tensión, pandeo, compresión y cortante) dependen de las estructuras fibrosas y de los defectos naturales que son propios de la madera.aLa tiene un muy marcado en la resistencia. Muchos hongos afectan la humedad madera cuando hayefecto condiciones de humedad disminuyendo considerablemente considerablem ente su resistencia, su relación con otros materiales es poco duradera comparándola con otros tipos de fortificación. Su instalación en excavaciones que  posean una sección sección curva es muy muy compleja. La madera es un material fácilmente combustible (4000-4500 calorías/gramo). Su resistencia al fuego es alta, ya que a su mala conductividad térmica se une la  presencia de agua agua en su constitución, constitución, lo que la la hace aún más resistente resistente hasta que la  pierde. 4.2 FACTORES QUE AFECTAN LA MADERA. AGUA: el agua es el componente más importante de la madera, alrededor del 25% del contenido del agua está en las células vivas y el 75% restante está en los huecos de las fibras. Un árbol recientemente cortado contiene contiene del 35% al 50% de agua. La perdida de agua en los huecos se debe al temperatura y a la humedad relativa del medio ambiente, por ejemplo en condiciones normales (20ºC y 80% de humedad relativa) el contenido de agua es cerca del 20%, se considera seca cualquier madera que tenga menos de esta cantidad o porcentaje de agua, mientras que la tenga más de 30% de agua se considera húmeda, en la figura 3 podemos observar el efecto del medio ambiente en el contenido de agua de la madera.

Page 26  FIGURA 3.EFECTO DEL MEDIO AMBIENTE EN EL CONTENIDO DE AGUA DE LA MADERA. 4.3 DEFECTOS DE LA MADERA. Como material natural que es, la madera tiene muchas defectos causados por las condiciones de su crecimiento, los nudos, las bases de los árboles afectan la resistencia a la flexión, además, los anillos de crecimiento pueden no estar concéntricos debido a las condiciones del viento y del sol, y las condiciones de secado  pueden formar formar grietas, en la la figura 4 podemos podemos observar algunos algunos defectos estructurales estructurales y naturales en la madera.

Page 27  FIGURA 4 DEFECTOS ESTRUCTURALES Y NATURALES EN LA MADERA. MADERA . Agentes atmosféricos expuestos en la mina En algunos sectores se produce el debilitamiento estructural de la madera por exceso de humedad el cual se vuelve en un ambiente propicio donde proliferan los hongos, los cuales son vegetales inferiores de talla microscópica cuyo cuerpo está formado por filamentos llamados hifas. hifas. Se difunden por el aire por medio de esporas de color verde que se producen a millones (polinización (polinización Anemófila), y que germinan en cualquier lugar idóneo para su desarrollo al cabo de una hora, repitiéndose el proceso de difusión y nueva germinación. Se alimentan de sustancias orgánicas que transforman. Los que lo hacen de la madera -viva o muerta- se denominan hongos xilófagos y los hay de varios tipos según afecten a ésta, como por ejemplo los cromógenos, que son los responsables de modificar elicas. colorPara de lalamadera. También a afectarysus  propiedades mecánicas mecánicas y dinámicas. dinám subsistencia subsistencia necesitan necesllegan itan oxígeno, una una

 

adecuada temperatura temperatura (20º-25ºC) (20º -25ºC) y abundante agua (humedad ambiente, 50-60% H.R.), y con estas condiciones pueden degradar la madera hasta su total destrucción. 4.4 PROPIEDADES GENERALES DE LA MADERA • Anisotropía: Comportamiento diferente en las tres direcciones del espacio   (longitud, anchura, espesor), respecto a las presiones y fuerzas a que se vea sometida. Las propiedades físicas y mecánicas de la madera no son las mismas en todas las direcciones que pasan por un punto determinado. Podemos definir tres direcciones  principales entangencial. que se definen y miden midenaxial las propiedades madera, de quecrecimiento son la axial, axial,del la radial y laen La dirección es paralela adelaladirección árbol (dirección de las fibras). La radial es perpendicular a la axial y corta al eje del árbol. La dirección tangencial es normal a las dos anteriores.

Page 28  • Elasticidad: La madera se deforma bajo presiones o compresiones, volviendo   a su primitivo estado cuando estas dejan de actuar. Esta propiedad también está presente inclusive cuando la madera está seca. Recordemos que si se pasa de la zona elástica a la zona plástica ya las deformaciones serán permanentes. • Plasticidad: Capacidad de deformación al ser sometida a cargas pesadas   durante cierto tiempo. • Higroscopicidad: Debido a su gran porosidad la madera absorbe o cede agua del y al ambiente que lo circunda, según éste sea húmedo o seco. La madera no obstante posee una cierta cantidad de agua estimada en un 20% - 30% de su peso, muy difícil que la pierda totalmente. • Movimientos de tracción -turgencia: Por su anisotropía la madera se hincha y/o se contrae produciéndose variaciones dimensionales. Los efectos producidos  por esta propiedad propiedad pueden evaluarse evaluarse por ejemplo en en torno a un 0.2 % en el sentido transversal, por cada 1% de variación ambiental de la humedad relativa. Esta variación es mucho más importante en el sentido tangencial. • Propiedades Térmicas: Como todos los materiales, la madera se dilata con el   calor y contrae al descender la temperatura, pero este e ste efecto no suele notarse  pues la elevación elevación de temperatura temperatura lleva consigo consigo una disminución de la humedad. La transmisión de calor dependerá de la humedad, del peso específico y de la especie.  No obstante, se se efectúa mejor la transmisión transmisión en la dirección dirección de las fibras que en las direcciones perpendiculares perpendiculares a ésta. • Propiedades Eléctricas: La madera seca es un buen aislante eléctrico, su   resistividad decrece rápidamente rápidamente si aumenta la humedad. Para un grado de humedad determinado la resistividad depende de la dirección (es menor en la dirección de las fibras), de la especie (es mayor en especies que contienen aceites y resinas) y del peso específico (crece al aumentar el mismo). 4.5 PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DE LA MADERA. Las propiedades físico-mecánicas de cualquier variedad de madera están condicionadas en gran medida por su humedad, habitualmente estas propiedades son referidas para la madera seca al aire o sea para aproximadamente un 15% de humedad, en la tabla 3 y figura 5 podemos observar algunas características generales de la madera empleada en la mina.

Page 29  Limite de resistencia para la humedad de 15%,MPa Masa volumétrica 15% de humedad para un

 

MADERA g/cm3  a compresión según largo de las fibras a flexión estática a tracción según las fibras Pino 0,53 44 79 110-160 TABLA 3 VALORES PROMEDIO DE LAS PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DEL PINO.

Resistencia a compresión compresión Resistencia a Flexión

MPa MPa Tipo de excavación Pino Roble Pino Roble excavaciones por las que pasa aire fresco 10 9 11,5 10 Excavaciones preparatorias en condiciones medias. 10 8 10,5 9 Excavaciones en ventilación. 8 6 8,5 7 FIGURA 5.TENSIONES PERMISIBLES SEGÚN TSIMBAREVICH. 4.5.1 RESISTENCIA DE LA MADERA. La madera en las minas está sujeta a la flexión, compresión, pandeo y al cizallamiento, cizallami ento, a continuación veremos una descripción de estos tipos de propiedades. 4.5.2 RESISTENCIA A LA TENSION. La resistencia máxima de la madera es a la tensión, especialmente la que es paralela a la estructura fibrosa. Una madera con unas condiciones optimas de secado (12% aprox.) puede alcanzar un máximo de 3000 Kg/cm 2, pero tenemos que tener en cuenta que la relación de la

 

dirección de la carga con el ángulo de la fibra tienen un efecto muy marcado en la resistencia a la tensión.

Page 30  En la tabla 4 podemos observar la resistencia a la tensión de algunos materiales y en la figura 6 la relación entre la resistencia a la tensión y la dirección de la fibra. Resistencia a la tensión Material (Kg./cm2) Alambre de acero 32000 Maderas coníferas(pino) 500-1500 Maderas de hoja ancha 200-2600 Bambú 1000-2300 TABLA 4.RESISTENCIA A LA TENSIÓN DE ALGUNOS MATERIALES.

FIGURA 6.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA TENSIÓN Y LA DIRECCIÓN DE LA FIBRA. La densidad tiene relación positiva con respecto a la resistencia a la tensión, esto lo  podemos observar observar en la figura 7 en la cual se se muestra la relación relación entre la resistencia resistencia a la tensión y la densidad relativa. FIGURA 7.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA TENSIÓN Y LA DENSIDAD RELATIVA.

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Page 32  Por el contrario la humedad hace decrecer la resistencia resistencia a la tensión, muchos investigadores han indicado que por un aumento desde el 10% del contenido humedad, hasta el punto de saturación de la fibra, la resistencia a la tensión disminuye linealmente como se muestra en la figura 8. FIGURA 8.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA TENSIÓN Y EL CONTENIDO DE HUMEDAD Según el U.S Forest Products Laboratory (Laboratorio para productos forestales de Estados unidos), si hay un incremento de 1% en el contenido de humedad se reduce la resistencia a la tensión a lo largo de la fibra en casi un 3%.Según muchos investigadores, la resistencia resistencia máxima a la tensión se alcanza cuando el contenido de humedad está entre el 8% y 10%. Además, los nudos y las muescas también reducen la resistencia de la madera,  puesto que la fibra se deforma deforma al pasar en torno torno a ellos, las fibras de los los nudos forman forman un ángulo recto con las de madera. 4.5.3 RESISTENCIA A LA COMPRESION. La máxima resistencia a la compresión desempeña un papel importante en la utilización de la madera, para los maderos secados al aire la máxima resistencia a la compresión paralela al fibra alcanza en promedio solo cerca del 50% de la resistencia a la tensión a lo largo de la misma fibra, el comportamiento diferente de la madera a la tensión y a la compresión co mpresión puede explicarse por su estructura fibrosa.

 

Page 33  Las fibras bien cementadas y acuñadas soportan esfuerzos a la tensión muy altos, sometidos a compresión probablemente probablemente se presente un pandeo inicial de las fibras individuales al empezar la ruptura. El efecto del ángulo de carga con la dirección de la fibra es más notable en la resistencia a la compresión que en la resistencia a la tensión, en la figura 9 podemos observar la relación entre la resistencia a la compresión de la madera de pino y el ángulo de fibra. Donde µ=contenido de humedad FIGURA 9.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN(O APLASTAMIENTO) DE LA MADERA DE PINO Y EL ÁNGULO DE FIBRA. La resistencia a la compresión de la madera a lo largo de la fibra se incrementa con la densidad, esto lo podemos observar en la figura 10.

Page 34  FIGURA 10.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Y LA DENSIDAD RELATIVA A DIFERENTES CONTENIDOS DE HUMEDAD. El contenido de humedad es el factor más importante en la resistencia a la compresión de la madera. Como el agua se deposita entre las micelas, causa una reducción en las fuerzas intercelulares de atracción y por lo tanto en la cohesión. A continuación en la figura 11 se muestra la relación entre la resistencia a la compresión y el contenido de humedad en varias especies arborícolas: FIGURA 11.RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN(O APLASTAMIENTO) Y EL CONTENIDO DE HUMEDAD PARA VARIAS ESPECIES ARBORÍCOLAS.

Page 35  Después de que el contenido de humedad alcanza alrededor del 18%, la resistencia no difiere mucho y se vuelve casi constante conservando ya una tendencia, pero el  problema es que si tiene alto alto contenido de humedad humedad el esfuerzo esfuerzo de compresión se me reduce a casi la mitad (para un ≥18% de contenido de humedad la madera reduce a   casi la mitad la capacidad de soportar esfuerzo a compresión que si la madera estuviera seca.), este comportamiento comportamiento lo podemos observar en la figura12. FIGURA 12.EFECTO DE LA HUMEDAD EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LA MADERA. También podemos observar el efecto marcado de la humedad en la disminución de soporte de carga, después importancia, importancia , ver figura 13.del 15% de humedad el efecto ya casi no presenta FIGURA 13.HUMEDAD VS. CAPACIDAD DE SOPORTE DE CARGA DE LA MADERA.

Page 36  El efecto de los nudos y de las muescas en la resistencia a la compresión no es tan grande como sobre la resistencia a la tensión, sin embargo, este problema no deberá subestimarse. 4.5.4 RESISTENCIA AL PANDEO. Esta resistencia se mide paralelamente a las fibras, en el eje de la madera, según el diámetro y la longitud aproximada podremos calcular la resistencia al pandeo según la siguiente tabla: FIGURA 14.RESISTENCIA AL PANDEO DE LA MADERA EMPLEADA EN LAS LA S MINAS. 4.5.5 RESISTENCIA A LA FLEXION O (MODULO DE RUPTURA). Los maderos horizontales están sujetos al esfuerzo a la flexión cuando las fibras

 

superiores están sometidas sometidas a compresión y las fibras inferiores a tensión. El eje neutro se sitúa más cerca del lado de la tensión que del lado del a compresión, porque la resistencia a la tensión es mucho más alta que la resistencia a la compresión. El modulo de ruptura se mide cargando una viga en el centro, al cargarla, la deflexión se mide y se grafica, después se compara y se concluye que hay varias zonas de deformación, la primera es la zona elástica en donde la carga y la deflexión son  proporcionales después esta relación relación continua pero en menor grado, hasta que se rompe la fibra más alejada, la ruptura no es repentina, si no que se propaga de fibra a fibra deformando el madero. Este comportamiento típico o característico característico de la madera por eso es que da indicaciones visuales y auditivas previas a la fractura, mientras la madera soporta aun cierta carga, lo que da tiempo suficiente para cambiar oportunament oportunamentee los ademes en las minas

Page 37  La dirección u orientación en relación con la carga, afecta también el esfuerzo a flexión. Ver figura 15,16. FIGURA 15.EFECTOS DE LA DIRECCIÓN DE LA FIBRA SOBRE LA RESISTENCIA A LA TENSIÓN, COMPRESIÓN, Y FLEXIÓN DE LA MADERA. (Podemos ver que la resistencia a la compresión es la menos afectada por la dirección de la fibra.)

Page 38  FIGURA 16.EFECTOS DE LA HUMEDAD Y DE LA TEMPERATURA EN LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN DE LA MADERA. En la figura anterior podemos ver que se presenta una reducción proporcional o de carácter lineal. FIGURA 17 DIÁMETRO DE NUDOS VS. ESFUERZO FLEXIONANTE.

Page 39  Los nudos reducen considerablemente los módulos de ruptura de la madera si se localizan en la zona de tensión, cerca de la sección transversal critica, también  podemos observar observar que el diámetro diámetro de los nudos reduce considerablemente considerablemente la resistencia a la flexión, observar figura 17. La duración de los esfuerzos (fatiga) afecta gradualmente de la madera y podemos observar que la capacidad de soporte por carga en la madera, baja a 60% después de 10 a 20 días. Observar figura 18. FIGURA 18.EFECTOS DE LA DURACIÓN DE LA CARGA EN LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN LA MADERA. 4.5.6 RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE. La resistencia máxima al cortante de la madera es notablemente más bajo que la resistencia a la torsión. Según el Wood Handbook (Manual de la madera), para elementos de madera sólida, el cortante máximo permisible por torsión puede tomarse como el esfuerzo cortante paralelo al a fibra, y pueden utilizarse 2/3 de este valor como el esfuerzo cortante permisible por torsión en el límite proporcional. El esfuerzo cortante perpendicular a la fibra, es alrededor de tres a cuatro veces más alto que el  paralelo a la fibra. fibra. Observar figura figura 19.

Page 40  FIGURA 19.EFECTO DEL CONTENIDO DE HUMEDAD EN LA RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE EN LA MADERA. 5 PRESIONES EN LOS ADEMES DE MADERA. A continuación se enumeran principioslabásicos consideraciones deben el tener en cuenta para evaluar olos cuantificar presiónyque se ejerce sobreque el se entibado,

 

cálculo de estos parámetros esta soportado en archivos adjuntos de Microsoft Excel. 5.1 EVALUACION DE PRESIONES. Existen dos principios en el diseño de ademes de madera: 1-Los ademes deberán soportar las cargas con seguridad. 2-La cantidad de material y de mano de obra se deberá restringir a un mínimo (factor de economía). 5.2 PRESIONES EN GALERIAS. Según muchos investigadores, la presión en un túnel o galería tiene la forma de una  bóveda parabólico. parabólico. (Cem 1987) Enenloselfundamentos farchivo undamentos teóricos teóric se presentan presentan una serie(domo) de ecuaciones que(Cemal, seránal,mostradas adjunto deos Microsoft Excel. En la evaluación de presiones en galerías intervienen formulas teóricas las cuales son demasiado complicadas e intervienen muchas variables, por eso se emplean formulas que me arrojan valores aproximados.

Page 41  FIGURA 20.ESQUEMA DEL CÁLCULO DE LA PRESIÓN ACTUANTE POR EL TECHO SEGÚN PROTODIAKONOV. FIGURA 21.REACCIONES Y CARGAS PRESENTES EN UNA FORTIFICACIÓN TRAPEZOIDAL.

Page 42  CARGA EN TECHO Y LADOS. Consideración: Las presiones laterales en la roca dura son muy pequeñas o insignificantes insignificant es (por lo cual solo se empleara carga por el techo), en cambio en rocas fracturadas ejercen una presión lateral hasta dos veces superior a la carga de techo. En esta imagen podemos observar el efecto de la presión lateral en las puertas de madera. 6 CONSIDERACIONES PRÁCTICAS PARA EL DISEÑO DE ADEMES Cuando se observa el diseño de sistemas de soporte es necesario considerar un sin número de factores, estos incluyen: o La calidad y propiedades (resistencia, deformación, deformación, dependencia del tiempo,  meteorización)) de la roca encajante o circundante. meteorización o Uniones, planos de corte y diaclasas.  o Condiciones hidrogeológicas.   o Campo de esfuerzos   o Esfuerzos totales alrededor de la cavidad sin soporte.  

Page 43  Deformaciones dependientes del tiempo.   o Puntos de vista buenos técnica y económicamente. económicamente.   Etapas para el cálculo del diseño d iseño de ademes: ILUSTRACION 5. ETAPAS PARA EL DISEÑO DE ADEMES La forma más representativa de la fortificación de madera en las excavaciones horizontales es la de cuadro o portada. El cuadro o portada consta de un sombrero o Capiz y de los peones o apoyos también conocidos como palancas, algunas veces cuando se presenta afloramientos por el piso como consecuencia de presiones laterales, se colocan soleras, esto únicamente cuando se presentan presiones mineras en este tipo de dirección. o

Sistema de ademe Experiencia, conocimientos técnicos Ecuaciones y métodos

 

matemáticos Cargas teóricas, hipótesis; mediciones in situ Verificación de detalles, consumo óptimo del material Simplificación del sistema de ademe Determinación de las cargas que actúan en el sistema Análisis estático bajo las cargas que actúan; reacciones de la sección Diseño para el mayor esfuerzo Condiciones del techo,  piso, material disponible, mano de obra

Page 44  FIGURA 22.PARTES PRINCIPALES DE PUERTAS DE MADERA DE SOSTENIMIENTO. a) cuadro sin solera.  b) cuadro con solera. solera. La fortificación de madera se usa mucho en secciones rectangulares y trapezoidales trapezoidales,, aunque puede usarse también en secciones de forma poligonal y de formas irregulares. Los elementos de fortificación de madera habitualmente tienen forma circular con diámetros variables que pueden ir de 10 hasta 40 cm. Los cuadros de fortificación fortificación  pueden colocarse uno al lado del otro (fortificación (fortificación continua) o a una cierta cierta distancia unos de otros (fortificación espaciada). Esta distancia entre cuadros según documentos encontrados oscila entre 0.5 y 1.2 m; esta distancia depende de d e los esfuerzos locales, cuando los empujes son muy fuertes se pueden colocar poco espaciados (las distancia es entonces del orden de 0.35 m, en casos más favorables, no se debe sobrepasar nunca de 1.50 m). Cuando empleamos la fortificación espaciada, por lo general, el techo y las partes superiores de los lados, se encaman, es decir, se revisten con tablas, después se rellenan con pedazos de roca los espacios que queden entre la roca y el encamado, lo cual, garantiza una distribución más uniforme de la presión minera y por ende un mejor trabajo de la fortificación. fortificación. Cabezal = Capiz =Sombrero Postes laterales = Palancas = Peones Solera

Page 45  La fortificación de madera habitualmente es rígida produciéndose solo una pequeña flexibilidad a causa deútil las el deformaciones que experimenta madera, hay ocasiones que se hace empleo de cuadros que poseanlauna ciertapero flexibilidad

 

constructiva; constructiv a; en tales casos esto se puede obtener por una de las variantes siguientes: • Colocar entre el sombrero y los peones algunos elementos flexibles.   • Afinar el extremo infe rior de los peones para facilitar su penetración en el

 piso, la cual puede llegar a 10-12 cm si la roca es blanda. La fortificación de madera con cuadros normales se emplea habitualmente en los casos en que la presión minera actúa relativamente simét simétrica rica y no es muy grande, mientras que en aquellos casos en que la presión sea muy grande y el cuadro de fortificación fortifica ción no sea lo suficientemente resistente resistente se hace necesario usar los cuadros reforzados. Una es delalaque formas de refuerzo queun se apoyo empleaintermedio cuando la que presión por el techo es grande consiste en colocar se denomina mainel. Con esto la capacidad portadora de la fortificación fortificación se eleva 3 o 4 veces, el  problema con este elemento (el (el mainel), es que estorba mucho mucho en la sección sección de la excavación. Otras formas de refuerzos que se utilizan, cuando actúa presión minera con el techo y los lados, son aquellos que emplean las vigas de refuerzo por el techo y los lados. En la figura 24 a, b, c, d, e, f podemos observar los diferentes tipos de refuerzo que se emplean en las puertas de madera.

Page 46  FIGURA 23.TIPOS DE REFUERZO PARA PUERTAS DE MADERA. Las desventajas de la fortificación reforzada de madera son las siguientes: o Alto consumo de madera.   o

 

Disminución significati va al delpaso áreadel útilaire. de la o Aumento de lasignificativa resistencia   excavación. Por estas desventajas es que en la mayoría de los casos en que el cuadro normal no sea capaz de resistir la presión minera no se utiliza el cuadro reforzado de madera, sino que se pasa a fortificar con otro material más resistente.

Page 47  6.1 DISEÑO DE LOS ADEMES DE MADERA. El diseño de los sistemas de ademes de madera sigue ciertos pasos: primero, se hacen esquemas del sistema, después se evalúa la presión por diferentes formulas, formulas, después se calculan los momentos, esfuerzos y las secciones que están sometidas a estos momentos y a estos esfuerzos. 6.1.1 MARCOS DE MADERA EN LOS TUNELES. El diseño de los marcos en los túneles consiste en encontrar el tamaño o diámetro apropiado para los capis, palancas y revestimientos. Se hallan cargas aproximadas que actúan sobre el ademe, se hallan momentos flectores o de flexión, después se calculan diámetros aproximados, y se obtiene también resistencias resistencias a compresión, después se analizan de acuerdo a la ccarga arga diámetros aproximados de encamado o revestimiento revestimiento (forro). 6.1.2 PARA EL MARCO DE MADERA. El marco de madera trabaja como una viga simple que se apoya en ambos extremos con carga uniformemente distribuida. 6.1.3 PARA EL DISEÑO DEL CAPIZ DE MADERA. La principal consideración es que el cabezal está sujeto a flexión, el momento y esfuerzo se calculan en el archivo adjunto de hoja de Microsoft Excel. 6.1.4 DISEÑO DE LAS PALANCAS. Los postes laterales de los ademes de madera están sometidos a presiones de los lados y a las reacciones en sus extremos. Por lo tanto para su diseño se deberá evaluar los esfuerzos a flexión y compresión. Generalmente en la práctica, para los postes se utilizan los mismos diámetros que del cabezal, pero sin embargo, se verifican con otros cálculos. También se tienen algunas teorías como las siguientes:

 

Postulado de M.M Protodiakonov: sobre el avance horizontal, en su techo se forma una bóveda parabólica de destrozamiento, el peso de las rocas contenidas dentro de esta bóveda es numéricamente igual a la magnitud de la presión subterránea sobre la entibación.

Page 48  Algunas consideraciones: • Estarocas teoríacompactas dapactas resultados muy aproximados para rocas mullidas pero    para com por lo general general los resultados resultados son inferiores inf eriores yalsueltas, valor real,  pero ha tenido gran acogida en la práctica. • No tiene en cuenta los cambios de presión al crecer la profundidad del avance.   • El carácter muy condicional del coeficiente f que pa rticipa en la formula y la carencia de métodos confiables para su determinación. 6.1.5 METODOLOGÍA UTILIZADA Teniendo en cuenta reseñas bibliográficas de sostenimiento de minas se realizarán los cálculos pertinentes para la mina el Bloque. Posteriormente se realizara un caracterización del estado actual en que se encuentra la madera del mina y al final con  base en los cálculos cálculos realizados y de todas las variables variables involucradas involucradas se hará una evaluación del estado de sostenimiento y un análisis de los resultados, como ultimo se sacaran conclusiones y recomendaciones que la mina deberá tener en cuenta. Cálculos. La bibliografía existente de sostenimiento de minas es muy poca y la mayoría  presenta inconvenientes inconvenientes en el manejo manejo de unidades y de traducción al idioma español, español, debido a esto se escogió los fundamentos teóricos propuestos según Blanco(1993), ya que son de fácil entendimiento de los datos y las unidades se relacionan  perfectamente.  perfectament e.

Page 49  Ejemplo “Calculo de una fortificación de forma trapezoidal de madera cuando solo actúa  carga por el techo. “ 

Page 50  Page 51  Page 52  Page 53  Page 54  Page 55  El revestimiento o forrado persigue los siguientes objetivos: • Seguridad: Se deben colocar más juntos mientras mas débil sea el terreno.   • Constituir un colchón o encamado amortiguador para repartir uniformemente la  

 presión de los terrenos sobre la la puerta e impedir impedir que las asperezas de la roca roca concentren localmente la presión (o presión de carácter puntual). • Agrega una cierta elasticidad al sostenimiento porque está constituido de  

 

madera menos resistente que trabaja perpendicularmente perpendicularmente a las fibras puede comprimirse y permitir una deformación de los terrenos durante el periodo que comprimirse sigue a su colocación, esta elasticidad se aumenta llenando con piedras el vacio entre la roca y el forro. Otra característica importan importante te es que el forrado asegura la elasticidad necesaria entre la puerta y las rocas. 7. MÉTODOS PARA ELEVAR LA VIDA DE UTIL DE LA FORTIFICACIÓN DE MADERA. La vida de servicio de la fortificación de madera depende de la variedad y calidad de la madera usada,para de la humedad y dede laslacondiciones Las medidas aumentar la bajo vida la demina servicio fortificacióndedeventilación. madera son: o El empleo de madera sana y seca.   o La garantía de una buena ventilación de la excavación.   o La existencia de un buen drenaje dr enaje para las rocas circundantes.  o En lo posible utilización de antisépticos. 

Page 56  De las vías para aumentar la vida de servicio de la madera la más usada es el tratamiento con antisépticos, antisépticos, lo que aumenta la estabilidad, ante la pudrición y disminuye su capacidad de absorción de agua, a causa de la cual una madera tratada con antisépticos puede durar dos o tres veces más que una sin tratar. El tratamiento con antisépticos consiste en introducir en los poros de la madera una solución química especial (el antiséptico), la cual crea un medio en el que no se pueden desarrollar los hongos. pero El antiséptico queperjudicial se empleepara debeelser lo suficientemente para su los hongos, no debe ser hombre, además debetoxico conservar toxicidad después de un largo tiempo de tratada la madera, no afectar las propiedades físico-mecánicas físico-mecáni cas de ella y no provocar la corrosión en los elementos metálicos. metálicos. Existen muchos tipos de antisépticos, sin embargo, para el tratamiento de la fortificación fortifica ción de minas se emplean preferentemente antisépticos en soluciones acuosas como son: Fluoruro de sodio (FNa). Cloruro de zinc (Cl2Zn). Sillico-fluoruro Sillico-fluor uro de sodio (Na2S1F6).

Page 57  8. RESULTADOS Y ANÁLISIS. Se tomaron 23 muestras aleatorias representativas de maderos empleados para la elaboración de puertas de madera, y dio como resultado 13 cm Aproximadamente, en los cálculos hechos para carga que actúa solo por el techo presentamos un factor de seguridad bastante alto (en los cálculos realizados nos dio como resultado(8.6 cm), en la mina es 13 cm aproximadamente, si se presentara carga por techo y por los lados se estaría cumpliendo con las expectativas(en los cálculos realizados(12,65 cm.), en la mina es 13 cm aproximadamente. Para la carga que actúa por techo y por los lados también se cumple con los requerimientos teóricos (12.66 cm) Diámetro de 23 muestras de maderos empleados en la mina. En la mina principalmente se presenta carga por el techo, lo que nos indica que nos encontramos con un diámetro y longitudes óptimas de capiz de la madera empleada en la mina, todos los resultados se muestran en el archivo adjunto de Excel.

Page 58  En los cálculos realizados para el forro o revestimiento revestimiento dio un espesor e spesor de 1.24 cm  para el caso de la la mina, generalmente generalmente los entibadores cortan el orillo (o fracciones de madera) del orden de 3 cm. lo que garantiza un revestimiento que cumple las condiciones.

 

Al comparar los resultados y fundamentos hallados teóricamente, y confrontarlos con las condiciones de la mina se cumple de que: EXIGENCIAS TECNICAS: La fortificación empleada en la mina está capacitada para asimilar carga que sobre ella va a actuar. Es estable, ya que conserva la forma que se le proyecta aun con acción de las cargas. EXIGENCIAS DE PRODUCCION: El estado actual de los niveles y otros sectores de la mina, en conjunto con la implementación implement ación de la entibación garantizan lasdel medidas paso aire. óptimas para:

✓ Ofrecer la menor resistencia posible al ✓ Ocupar

en la excavación el menor espacio posible. ✓ No debe entorpecer los procesos productivos. ✓ Está constituida por elementos que se pueden preparar en la superficie y que se pueden instalar por medios fáciles. ✓ Asegurar las condiciones de trabajo en la excavación, durante el transcurso de todo el plazo de servicio. La resistencia de la madera (pino), que es la que empleamos en la mina conjuntamente con el eucalipto, tiene un valor bajo de coeficiente de calidad constructiva,, lo que no es bueno para fortificar excavaciones con un plazo largo de constructiva servicio, además las condiciones condiciones de la mina hacen que la vida útil o de servicio de la madera no sean muy altas, hay que aclarar que en todos los sectores de la mina no se  presentan las mismas mismas condiciones condiciones por lo que en algunas partes la madera madera podría ser la mejor opción. Sin embargo en la actualidad en los trabajos principales y de largo plazo de operación se está empleando arcos de acero los cuales poseen propiedades mecánicas muy  buenas, los cuales garantizan la preservación de niveles importantes importantes por tiempos tiempos muy prolongados. La presencia de agua subterránea es uno de los principales factores que afectan la madera, principalmente principalmente en las partes inferiores, en la mina hay pocos sectores donde se observa presencia de aguas subterráneas, subterráneas, pero donde hay presencia de agua se realiza lo posible para extraerla mediante sistemas de bombeo, tratando así de garantizar que el agua me afecte muy poco a el sistema de entibación.

Page 59  Como material natural que es, cualquier tipo de madera presenta defectos naturales,  por eso en la mina mina se trata de adquirir madera madera que se encuentre encuentre en optimas condiciones para la entibación, que se encuentre en condiciones de secado favorables y que la madera sea lo más uniforme posible. En recorridos realizados en la mina se evidencia poca presencia de hongos que afectan la madera, excepto en los retornos de aire viciado donde se presenta una alta humedad relativa lo que me facilita la existencia de hongos. El tipo de fortificación empleado empleado en la mina es de tipo continuo (Los cuadros de fortificación fortifica ción se colocan uno al lado del otro) ver foto, por recomendaciones teóricas se deben colocar con una distancia de separación desde 0.5 m y si hay gran presencia de presiones y esfuerzos desde 0.35 m con una distancia máxima de separación de 1.2m -1.5m , en la mina se ha invertido mucho en este tipo de fortificaciones de madera; para así garantizar la seguridad de todo el personal, en los niveles y otros sitios de trabajo. Adicionalmentee en el techo y las partes superiores de los lados, se encaman, o sea Adicionalment que se les colocan forros o revestimientos revestimientos cuyo objetivo principal es constituir un colchón o encamado amortiguador para repartir uniformemente la presión de los terrenos sobre la puerta e impedir que las asperezas de la roca se concentren localmente la sostenimiento presión (o presión de carácter puntual)dey dar ta mbién también unaresistente cierta que elasticidad al sostenimien to porque está constituido madera menos

 

trabaja perpendicularmente perpendicularmente a las fibras, puede comprimirse y permitir una deformación de los terrenos durante el periodo dinámico que sigue a su colocación, esta elasticidad se aumenta llenando con piedras el vació entre la roca y el forro, permitiendo permitiendo así que el forrado asegure la elasticidad necesaria entre la puerta y las rocas, garantizando más seguridad para el personal que labora en la mina. Tipo de sostenimiento sostenimiento o fortificación fortificación continúa. En la mina generalmente en los niveles se utilizan la fortificación de madera con cuadros normales debido a que la presión minera actúa relativamen relativamente te simétrica, mientras quecuadros en los tambores porón seguridad del generalmente personal que labora estos(mainel). lugares se emplean de fortificación fortificaci reforzados con tresenpatas

Page 60  En donde sea posible es recomendable canalizar el agua subterránea, para así garantizar que no interactué en la parte inferior de la entibación de madera. Canalización o drenaje de aguas en el interior de la mina. 9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES o La madera que se seca adecuadamente dura más que la verde, la   descortezada más que la que conserva la corteza, la madera que se conserva constantementee en zonas bien ventiladas puede durar indefinidamen constantement indefinidamente, te, la madera en cambio en una atmósfera húmeda y caliente se descompondrá rápidamente, la madera sometida alternativamente a atmósferas húmedas y secas se estropea rápidamente, la madera sometida a efectos biológicos tiene vidaLaútil corta.influye en las características especie características de secado, especialmente en función   de densidad, generalmente, la madera de baja densidad se seca en forma relativamente relativamen te rápida, en cambio la madera de alta densidad se seca lentamente o La vida útil de una madera está determinada, de una parte, por aspectos  inherentes a su naturaleza, y de otra, por las condiciones especiales de servicio; la durabilidad depende también de las condiciones de utilización por ejemplo, la madera será más susceptible a ser atacada en condiciones cálidas y húmedas que en climas fríos y secos. o En estudios realizados en trabajos de grado de maderas en la región se afirma   que gran porcentaje de madera que llega a la región es muy joven y son más susceptibles a el ataque de hongos e insectos y además tienen menos  propiedades mecánicas mecánicas que la madera madera adulta, además además presenta un alto alto contenido de humedad (>30%). o

Page 61  La madera en la mina constituye un sistema de fortificación bueno excepto en   lugares donde circulan las corrientes de aire viciado ya que se presenta un alto contenido de humedad y me favorece la presencia de hongos, para estos lugares actualmente se están destinando otro tipo de fortificación como lo son los arcos de acero que hasta ahora han respondido muy bien a esfuerzos y  presiones en la mina. o Para mejorar la condición de la madera que se presentan en la mina se debe   construir un lugar especial para así facilitar el control de humedad y garantizar unas condiciones de secado optimas contribuyendo así a mayor durabilidad de esta recurso en la mina almacenamiento de la madera debe ser un terreno alto,   o El lugar ideal para el almacenamiento razonablemente parejo, con buen desagüe y que no esté rodeado por árboles altos o edificios que me puedan propiciar ambientes más húmedos y que obstaculizan notablemente notablemente la entrada de luz solar. o Un seguimiento mediante el registro y control de los lugares además del tipo   o

 

de fortificación empleado, pueden ayudar a tomar buenas decisiones a la hora de escoger la mejor decisión en sostenimiento.

Page 62  10. BIBLIOGRAFÍA • Fortificación de excavaciones horizontales; Blanco Torres, Roberto.1993.   • Diseño de además en minas; Biron Cemal, Arioglu Ergin, 1987, Editorial  

Limusa, México D.F • Laboratorio de productos forestales.1984.Estudio de propiedades Físico   mecánicas y trabajabilidad del Pinus Patula. Universidad Nacional de Colombia. Seccional Medellin.39p • Laboratorio de productos forestales. Universidad Nacional de Colombia. 1989 .

Madera: Boletín técnico informativo informativo sobre Tecnología de Maderas. Volumen VIII N°1. Medellín, Colombia.55p

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