Geotecnia y Fortificacion - 01

GEOTECNIA Y FORTIFICACION – 01

2014

CURSO FORMACION DE EXPERTOS EN SEGURIDAD MINERA SERNAGEOMIN

ACUÑADURA - ACTIVIDAD PREVIA PARA FORTIFICAR EN FORMA SEGURA Temas a tratar: •Definiciones, conceptos y aspectos legales de la Acuñadura.

•Acuñadura manual. •Acuñadura manual con jaula. •Acuñadura mecanizada. • •

Acuñadura con agua a alta presión Riesgos asociados a la acuñadura

ACUÑADURA - ACTIVIDAD PREVIA PARA FORTIFICAR EN FORMA SEGURA Definiciones Mineras de Acuñadura: - Técnica para detectar y botar toda roca o planchón que se encuentre suelto, o con posibilidades de soltarse, para evitar que estos caigan en forma imprevista. - Actividad destinada a detectar y hacer caer rocas o planchones que se encuentren abiertos, ligeramente desprendidos del techo o las cajas y que puedan caer de improviso. - Labor que consiste en desprender roca suelta desde zonas agrietadas, que al desprenderse y caer repentinamente pueden ocasionar graves consecuencias.

ACUÑADURA - ACTIVIDAD PREVIA PARA FORTIFICAR EN FORMA SEGURA • En las operaciones subterráneas, el trabajador se encuentra expuesto a este riesgo, desde el momento en que entre a los túneles, hasta salir de ellos. • En la minería subterránea Chilena, la mayor ocurrencia de accidentes, se debe a caídas de rocas, ya sea desde el techo de las galerías o sus costados. • Del total de accidentes ocurridos por caída de rocas, aproximadamente el 50% producen lesiones incapacitantes a los trabajadores.

ASPECTOS LEGALES ASOCIADAS A LA ACUÑADURA El D.S. 72, Reglamento de Seguridad Minera (1985), modificado por el D.S.132, publicado el 2004, precisa lo siguiente: Art. 158. Toda galería que no esté fortificada, debe ser inspeccionada periódicamente a objeto de evaluar sus condiciones de estabilidad y requerimientos de "acuñadura", debiendo realizarse de inmediato las medidas correctivas ante cualquier anormalidad detectada. En aquellas galerías fortificadas, deberá inspeccionarse el estado de la fortificación con el fin de tomar las medidas adecuadas cuando se encuentren anomalías en dicha fortificación. Art. 160. En los piques para tránsito de personal y materiales que no estén protegidos o fortificados, se deberá disponer la acuñadura permanente a través de personal instruido y preparado para tales fines.

ASPECTOS LEGALES ASOCIADAS A LA ACUÑADURA El D.S. 72, Reglamento de Seguridad Minera (1985), modificado por el D.S.132, publicado el 2004, precisa lo siguiente: Art. 161. Se prohíbe trabajar o acceder a cualquier lugar de la mina que no esté debidamente fortificada, sin previamente acuñar. Art. 162. La operación de acuñadura tendrá carácter permanente en toda mina y cada vez que se ingrese a una galería o cámara de producción, después de una tronada, además, de la ventilación, se deberá chequear minuciosamente el estado de la fortificación y acuñadura.

ACUÑADURA - UNA ETAPA DEL CICLO DESARROLLO DE TUNELES

La tronadura de la frente activa estructuras que generan cuñas y/o dejan rocas sueltas, en cajas o techos del túnel, lo cual genera un riesgo de caída de rocas.

ACUÑADURA - ACTIVIDAD PREVIA PARA FORTIFICAR EN FORMA SEGURA

- Herramientas personales

Cintas de Confinamiento - Herramientas e instrumentos de apoyo Barretilla de Seguridad para largo adecuado de labor Pala - Materiales Mangueras de agua

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SOLICITAR AUTORIZACIÓN

NO PASAR

SOLICITAR AUTORIZACIÓN

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BARRETILLA PARA ACUÑADURA - La herramienta básica para la acuñadura es la Barretilla de Seguridad. - Fabricada de material liviano (cañería de fierro o aluminio de alta resistencia), firme y rígido. - Sus extremos sonde acero, uno en punta y otro en forma de palanca, ambas reemplazables. - La longitud depende de la sección de la galería. En el mercado se encuentran desde 1,8 metros (6´), 2,4 metros (8´) hasta 5 metros. - Puede incorporar una protección de manos (círculo de goma), que protege al operador ante la eventualidad de caer o resbalar una roca.

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¿ PORQUE SE DEBE ACUÑAR ?

- Cuando se desarrolla una galería, se rompe el equilibrio en que

se encontraba el macizo rocoso. -Este desequilibrio se manifiesta

generando grietas en el

contorno de la galería, especialmente en techo y cajas. - Las estructuras presentes pueden generar cuñas, que al caer en

forma repentina y descontrolada generan graves accidentes. - La cuñas se deben identificar y posteriormente botarlas o fortificarlas.

Estructuras Geológicas

Cuña Inestable

Cuña estabilizada

ACUÑADURA - ACTIVIDAD PREVIA PARA FORTIFICAR EN FORMA SEGURA ¿CUÁNDO SE DEBE ACUÑAR?

En todo momento se debe estar inspeccionando y acuñando.

ACUÑADURA - ACTIVIDAD PREVIA PARA FORTIFICAR EN FORMA SEGURA

DESPRENDER EL PLANCHON Si el planchón no cede con la barretilla, se sugiere: - Asegurarlo con perno lechado o split set, siempre que esto se realice con equipo mecanizado.

- Cachorrearlo, siendo esto una alternativa extrema. - Utilizar equipo mecanizado, si se encuentra disponible.

ACUÑADURA - ACTIVIDAD PREVIA PARA FORTIFICAR EN FORMA SEGURA ¿DÓNDE SE DEBE ACUÑAR?  En lugares donde se ha tronado, galerías de tránsito, etc.  En un desarrollo horizontal, se debe acuñar 20 mts antes de la frente quemada.

Localización de la zona a acuñar Lavar labor para observar posibles planchones, teniendo cuidado de no situarse donde pudieran haber rocas sueltas.

ACUÑADURA - ACTIVIDAD PREVIA PARA FORTIFICAR EN FORMA SEGURA

Detección de planchones: Identificar todo lo que se encuentre suelto y botarlo.

- Sonido hueco, implica cerro bombeado y planchones sueltos. - Sonido metálico, implica cerro firme. - Importante lavar previamente las cajas, para identificar fallas y grietas.

NO ACUÑAR OPORTUNA Y ADECUADAMENTE Es el más torpe de los accidentes. Se produce al considerar que la acuñadura es una actividad innecesaria o una pérdida de tiempo.

Causa: exagerada confianza o desconocimiento de la importancia de la acuñadura.

ACUÑAR EN FORMA DEFICIENTE Se produce cuando los trabajadores sólo hacen un examen visual de la zona de riesgo. Se limitan a botar solo aquellas piedras que a simple vista se aprecian sueltas.

ACUÑADURA INCORRECTA Accidentes que ocurren cuando la acuñadura se ejecuta en forma incorrecta. Ejemplos: - Personal se ubica bajo la línea de caída de planchones. - Planchones rebotan contra otras rocas.

- Rocas se proyectan hacia el trabajador, deslizándose por la barretilla.

USO INADECUADO DE BARRETILLA

Ejemplos de uso inadecuado de herramientas de acuñadura:

-El minero utiliza barretillas muy cortas. - El minero trabaja sobre superficies improvisadas o inadecuadas para alcanzar zonas de mayor altura.

ACUÑADURA - ACTIVIDAD PREVIA PARA FORTIFICAR EN FORMA SEGURA

ACUÑADURA MANUAL CON JAULA

ACUÑADURA - ACTIVIDAD PREVIA PARA FORTIFICAR EN FORMA SEGURA EQUIPOS PARA ACUÑADURA MANIPULADOR TELESCOPICO

ACUÑADURA - ACTIVIDAD PREVIA PARA FORTIFICAR EN FORMA SEGURA

Alcance

1.200 Kg Neto

Altura

JAULA DE SEGURIDAD: El equipo debe ser capaz de soportar una carga neta (sin considerar peso jaula de seguridad) de 1.200 kg a 2.000 mm de altura como condición de operación.

ACTIVIDADES A DESARROLLAR EN LA ACUÑADURA MANUAL CON JAULA

Utilización de equipo de protección personal. Chequear gases, instalar iluminación. Revisar acuñadores y equipo de levante. Delimitar el área de trabajo. Regar frente para realizar la acuñadura. Instalar equipo de levante, subir al canastillo. Acuñar Techos y cajas Bajar del equipo de levante..

EQUIPO ACUÑADOR MECANIZADO

ANTECEDENTES DE ACUÑADURA MECANIZADA - Martillo hidráulico NO DEBE generar sobre excavación - Scaler debe atacar la roca usando brazo Telescópico, que trabaja en conjunto con un martillo hidráulico, rascando la superficie de la roca, desprendiendo solamente las rocas potencialmente sueltas. - El control de la potencia de rotura del martillo y la frecuencia de impacto lo debe tener el operador en Cabina.

-Elevada productividad y eficiencia respecto de acuñado manual (10:1). -Eliminación del riesgo potencial por caída de rocas para el personal que ejecuta esta labor. - Cabina cerrada climatizada aislada del ruido y protegida contra impacto de rocas. - Buena iluminación y visión completa del lugar de trabajo.-

Desventajas de la Acuñadura Mecanizada: - El martillo hidráulico podría transferir energía a la roca, generando daños en paredes y techo. - En roca blanda se puede producir una sobre-excavación y/o un proceso de acuñado permanente.

EVOLUCION ACUÑADURA MANUAL Y MECANIZADA EN SUIZA Acuñadura manual Acuñadura mecanizada

ACUÑADURA CON CHORRO DE AGUA

• Para reducir los riegos asociados a la acuñadura manual, en Colorado School of mines, USA, se desarrolló un “acuñador con chorro de agua”. “High pressure water jet scaling”. • El prototipo de “Acuñador con chorro de agua”, entrega una presión de 19 Mpa (2750 psi) con 0,045 m3/min (12 gpm). • Los principales elementos del “Acuñador con chorro de agua” fueron: estanque de agua, bomba de alta presión, mangueras, válvulas y pistón para trabajar a alta presión, brazo telescópico manipulado desde la cabina del vehículo. • Se evaluó el efecto de la limpieza de la paredes de la roca, con agua a alta presión, sobre las fuerzas de adhesión del shotcrete.

MECANISMOS DE FALLA DEL SHOTCRETE

Figura 6: Dos tipos básicos de falla del shotcrete: a) Falla por mala adhesión.

b) Caída de shotcrete y roca, producto de activación de estructuras o roca debil

PRESION DE AGUA v/s FUERZA DE ADHESION ENTRE DEL SHOTCRETE

Fuerza de adhesión del shotcrete v/s presión de agua utilizada para tratar la superficie de la pared de roca.

VENTAJAS ACUÑADURA CON CHORRO DE AGUA • Ventajas del sistema de “acuñadura con chorro de agua”: 1.- Reduce el tiempo de acuñadura. 2.- Reduce el daño, tanto a la roca como a los equipos. 3.- Incrementa la fuerza de adhesión entre el shotcrete y la roca.  Saca al minero del área de caída de rocas, que es donde se producen los accidentes.  La “acuñadura con chorro de agua” limpia totalmente las paredes del túnel, con lo cual se obtiene una mejor adhesión del shotcrete.  Con una buena adhesión del shotcrete a la roca, se ha logrado reducir el espesor de la capa de shotcrete, manteniendo su capacidad de soporte.

RIESGOS Y MEDIDAS DE CONTROL EN LA ACUÑADURA 1.- Caída de Colpas o Planchoneo.

- Acuñar antes, durante y después, utilizando el equipo acuñador adecuado. - Regular la cantidad de explosivo especialmente en los contornos.

utilizado

en

la

tronadura,

- Iluminación del lugar de trabajo. - Lavado de cajas y ventilación de túneles. - Efectuar cursos de capacitación en acuñadura, para trabajadores y supervisores. - Adecuada mantención de sistemas de fortificación y soporte. - Uso de Tronadura controlada, especialmente en contornos. - Asesorías de expertos (geólogos, geomecánicos) - Inspecciones planeadas en terreno, periódicas.

RIESGOS Y MEDIDAS DE CONTROL EN LA ACUÑADURA

2.- Atropellamiento.  Utilizar y respetar cintas de confinamiento o bloqueo.  Conocimiento y aplicación de normas y procedimientos de tránsito subterráneo.

3.- Proyección de Partículas.  Uso de elementos de protección personal: casco, lentes.

CONCLUSIONES ACUÑADURA - En el ciclo de desarrollo de túneles hay variadas actividades, siendo la acuñadura una de las que genera mayores accidentes. - Esta actividad requiere de una especialización, capacitación y control permanente de las actividades involucradas.

- Debemos formar expertos en acuñadura, así como hay especializaciones en el manejo de explosivos, operación de equipos, etc. - En toda aquella faena en que se dispone de una equipo de levante con jaula o un acuñador mecanizado se debe evitar la acuñadura manual.