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Pernos Auto Perforantes MAI SDA
de Atlas Copco
Soluciones de Tecnología de Materiales
Un miembro del Grupo Orica
Anclas Auto Perforantes MAI
El ancla Auto-perforante MAI de Atlas Copco es una solución para anclaje de
condiciones de suelos inestables tales como arena, grava, limo, y arcillas, y en
formaciones de rocas fracturadas suaves a medias.
Para proyectos que enfrentan tales condiciones de suelo Las anclas auto-perforantes MAI SDA deberían ser consideradas como la principal solución en la
productividad.
La solución MAI SDA está diseñada para una instalación optimizada, adaptada
a las necesidades del proyecto.
Al perforar un tiro en suelo que está colapsando o en roca suelta, con una varilla de sacrificio y una barra hueca, y después de la operación de perforación
inyectando fraguado cementoso o resina dentro de la barra hueca y en la cavidad circundante, el ancla auto-perforante MAI SDA es una solución superior
en la productividad.
Un ancla auto-perforante MAI SDA esta conformada por:
una tuerca hexagonal
una placa de soporte
acoplamientos de extensión, si el ancla está conformada por varias secciones
de perno de anclaje
perno(s) de anclaje(s) hueco(s)
una varilla de sacrificio
2
se
Mi
c
Micro
ap
i
B
pre anc
laj
rno
Pe
n
p
de
n
Es
Micro
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ara prote
ep
cc
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e
nd
ió
Sujet
ad
te
en
di
n
e
ría
Aplicación de MAI SDA
La ilustración anterior muestra las tres áreas de aplicación de MAI SDA.
Estabilización de pendiente
MAI SDA se utiliza para estabilizar formaciones de roca/suelo inestable.
Las condiciones de suelo no consolidado o erosionado favorece la técnica SDA
por ser un método de instalación rápido y simple comparado con los métodos
tradicionales.
Bases con micropilas
Las micropilas MAI SDA se pueden definir como pilas perforadas, compuestas
de fraguado inyectado perno de anclaje MAI SDA como refuerzo de acero.
Se pueden instalar en sitios con espacio limitado utilizando equipo de perforación liviano, se pueden instalar en la mayoría de las distintas condiciones de
suelo incluyendo roca y son adecuados para cargas de tensión y de compresión.
La gran ventaja es la perforación y fragua (cementada o fraga) combinada haciendo posible altas producciones de apilamiento.
Tunelería
Las anclas MAI SDA son la solución más económica para refuerzo de la circunferencia de un túnel y soporte avanzado de techo para excavación de túnel en
condiciones de roca de overburden o sobrecapa y roca suave fracturada.
3
Equipo MAI SDA – Varillas de sacrificio
Varillas de sacrificio
La varilla de sacrificio es la parte más crucial del sistema de anclaje y es responsable por la productividad de la instalación. Atlas Copco MAI ofrece una amplia
gama de varillas para adaptarse mejor a la geología cambiante encontrada durante los proyectos. Con el fin de mejorar el rendimiento y la rentabilidad, se
recopilan datos de proyectos llevados a cabo alrededor del mundo y se incorporan al diseño con el objetivo de mejorar el índice de penetración y la calidad de
la broca y reducir los costos por fabricación y por aplicación.
La selección de varillas
Una exitosa instalación del sistema SDA depende de la selección de la varilla
más adecuada. En comparación con los tipos de varilla convencionales ofrecidas
globalmente para un máximo rendimiento por roca o suelo, los criterios a seguir
para definir las varillas SDA deben considerar los siguientes factores:
4
Alta calidad para una vida útil limitada
Longitud MAI SDA instalada
Geología
Geometría
Equipo MAI SDA Ancla Hueca
Pernos de anclaje huecos
El perno de anclaje se caracteriza por un diámetro interno hueco para enjuague,
o perforación y fragua simultánea, y tiene un hilo izquierdo para conexión con
mecanización estándar para perforación. Esta hecho de tubería de acero de
pared gruesa estándar API, laminado en frío a un perfil de hilo de cuerda estándar ISO. El proceso de laminación refina la estructura cristalina del acero,
incrementando el límite elástico, y produciendo una varilla de perforación duradera adecuada para un amplio rango de aplicaciones. La varilla fileteada con
hélices estándar del perno de anclaje produce un excelente lazo entre la barra y
la fragua y también permite una conexión a todas las torres de perforación Atlas
Copco y a un amplio rango de accesorios de varilla, barra de tiro.
Acoplamientos de extensión
El acoplamiento posee un diseño patentado que permite una total transmisión
de la energía entre cada barra, reduciendo pérdidas y garantizando una máxima energía de percusión en la varilla. Permite el correcto asentamiento de cada
barra dentro del conector, todas las barras son achaflanadas con precisión para
permitir que el extremo de la barra tenga contacto cuerpo a cuerpo.
Placas de soporte
Las placas de soporte son placas de acero forjada con un agujero
central, permitiendo una articulación de siete grados en todas
las direcciones. Todas las partes funcionales son constantemente
sometidas a prueba, en línea con la rigurosa política de aseguramiento de la calidad de Atlas Copco.
5
MAI SDA - Equipo Adicional
Tuercas hexagonales
Las tuercas hexagonales son manufacturadas con acero de alta precisión con
bordes achaflanados en ambos extremos, y templadas para cumplir con las severas demandas de las especificaciones para anclas y con las operaciones diarias
del trabajo en ambiente subterráneo. Todas las tuercas exceden la resistencia
extrema de la barra.
Anclas galvanizadas
La corrosión es un proceso
muy complejo, y los índices
de corrosión son muy duros de predecir con precisión. Sin
embargo, las evaluaciones analíticas pueden ser útiles para
recomendar la necesidad de tener pernos de anclaje protegidos de corrosión. Por esta razón Atlas Copco ha desarrollado una protección galvanizada en caliente contra la corrosión. Todo el rango de barras y accesorios SDA se encuentra disponible con esta protección de la corrosión.
6
Espaciador de Abertura.
Un espaciador de abertura se encuentra disponible para aplicaciones
especializadas. Para uso general el centralizador no es necesario ya
que se engancha durante la rotación e interfiere con la circulación
de la fragua en el tiro. Sin embargo, el uso de un centralizador no
garantiza completa cobertura de la fragua a lo largo de la longitud
de la barra ya que es imposible controlar la fragua dentro del tiro.
Cajas de acoplamiento
Fabricadas de acero de pared gruesa que es mecanizado y cementado, las cajas de acoplamiento son usadas en lugares donde hay mucho desgaste, típicamente debajo de la transmisión del martillo. Un
torque de bloqueo es normalmente aplicado a la caja de acoplamiento en la unión permanente para evitar
que se suelte cuando se agregan barras de anclaje adicionales. Todas las cajas de acoplamiento son entregadas con un puente para actuar como una detención central. Cuando se utiliza un reductor, es decir,vástago
R38 para transmisión para instalar la barra de ancla R32, se debería aplicar un torque de bloqueo al extremo de R38 para evitar que la barra R32
vaya a la cámara R38. No es recomendable
aumentar los mecanismos de transmisión
ya que el torque adicional sobrecarga a la
menor transmisión.
7
Vástagos
Percusión giratoria es el método preferido de instalación. Un martillo hidráulico o un martillo neumático
es lo adecuado. Para transferir la rotación y percusión
desde el martillo a los sistemas de la barra, se necesita
un adaptador de vástago. Atlas Copco ofrece un amplio rango de distintos adaptadores de vástagos para
distintos martillos.
Acoplamiento de fragua
Después de usar los medios estándares de enjuague
(agua o aire), se debe llevar a cabo la fragua. Para
conectar la manguera para la fragua desde la bomba
con la barra de la ancla, se debe usar el acoplamiento
de la fragua. El acoplamiento de la fragua va a ser
removido y reutilizado después que se haya llevado a
cabo el proceso de fragua.
8
Guía
Agarre
Fragua
Extensión
Perforación
a través
Poniendo bajo
tensión con
tuerca
Instalación MAI SDA
Instalación manual
El esquema anterior explica las etapas en el trabajo para la instalación manual de las anclas MAI SDA.
Instalación semi-mecanizada
La industria del anclaje o bulonaje tiene una demanda por mayor eficiencia y calidad en la instalación de
pernos. Además cada vez se vuelve más importante una mayor seguridad mediante la minimización del trabajo
en áreas sin protección para los contratistas cuando instalan pernos en condiciones difíciles de roca/suelo.
Un cambio desde el método convencional post fragua a una instalación semi-mecanizada utilizando el método Adaptador Integrado de Inyección Rotatoria (IRIA por Integrated Rotary Injection Adapter) entrega un
proceso adaptable de instalación, que ofrece un solución mejorada y como tal brinda valor agregado al cliente:
La instalación SDA viene a ser un ciclo de trabajo que se realiza solamente por el mecanismo de perforación.
No hay ciclo adicional de trabajo por post fragua
Menor costo de operación por equipo adicional (plataformas de trabajo, etc.)
Mejor ajuste del proceso de instalación respeto a la geología cambiante
Selección flexible y ajuste del medio de enjuague, de acuerdo a lo necesitado (agua, aire o fragua)
9
Guía
Agarre
Perforación
a través
Extensión
Poniendo bajo
tensión con
tuerca
Fragua con IRIA
Instalación MAI SDA
Mejor calidad de fragua
Mejor relleno de anillo de tiro debido al proceso inmediato de mezcla
Transferencia consistente de carga sobre toda la longitud del perno entre suelo/roca y perno
Mejoramiento en la protección contra la corrosión extendiendo la vida útil
La opción de introducir estabilización de alta velocidad de suelos con SDA versus soluciones
de perforación de tiro cubierto
No se necesita de equipo de perforación separado, la misma dotación de personal
No subcontratistas y no inversiones en equipo capital
Entregando tecnología para introducir formulas de fragua de conservación de alta velocidad
Las contrapresiones durante una fragua pueden ser absorbidas por el mecanismo de perforación y por el
boomer, permitiendo así mayores presiones de fragua y permitiendo menores factores W/C que reduzcan
el tiempo de conservación (curing time), entregando una carga de SDA antes y más alta, resultando en
menor periodo de tiempo de excavación
10
Datos Técnicos
Unit
R32 L
R32 N
R32 S
R38N
R51L
R51 N
T76 N
T76 S
Diámetro exterior
mm
32
32
32
38
51
51
76
76
Diámetro interno
mm
21,5
18,5
15,0
19,0
36,0
33,0
51,0
45
Área de corte transversal
mm2
304
396
488
717
776
939
1835
2400
Máximo esfuerzo de tracción (tensión)
kN
210
280
360
500
550
800
1600
1900
Carga de deformación
kN
160
230
280
400
450
630
1200
1500
Peso por m
kg
2,9
3,4
4,1
6,0
7,0
8,4
15,0
19,7
Pernos de Anclaje
Acoplamientos de extensión
Diámetro
mm
42
42
42
51
63
63
95
95
Longitud
mm
145
145
190
220
140
190
200
200
kg
0,8
0,8
1,0
1,7
1,2
1,9
6,4
6,4
100
Peso
Tuercas Muttern
Tamaño clave
mm
46
46
46
50
75
75
100
Longitud
mm
45
45
45
50
70
70
80
80
kg
0,4
0,4
0,4
0,4
1,6
1,6
3,6
3,6
mm
150x150
200x200
200x200
200x200
200x200
250x250
250x250
250x250
Peso
Placas de anclaje
Dimensiones
Espesor
mm
8
10
12
12
30
40
40
60
Diámetro del orificio
mm
35
35
35
41
60
60
80
80
kg
1,4
3,1
3,7
3,6
8,8
18,5
18,0
26,9
R32/51
R32/51
R32/51
-
-
-
-
-
Peso
Bohrkronen Varillas*
X
Varilla transversal forjada
XX
Varilla transversal de dos fases
-
-
-
EX
Varilla transversal endurecida
R32/51
R32/76
R32/51
R32/76
R32/51
R32/76
R38/76
R38/90
-
-
EXX
Varilla transversal de carburo de
R32/51
R32/51
R32/51
-
-
-
-
-
EC
Varilla tri-creciente endurecida
R32/51
R32/51
R32/51
-
-
-
-
-
ECC
Broca tri-creciente de carburo de
R32/51
R32/51
R32/51
-
-
-
-
-
EY
Varilla tri-creciente endurecida
R32/76
R32/76
R32/76
R38/76
-
-
-
-
EYY
Varilla tri-creciente endurecida
R32/76
R32/76
R32/76
R38/76
R38/90
-
-
-
-
ES-F
Varilla de botón endurecida
R32/51
R32/51
R32/51
R38/76
R51/110 R51/110
-
-
ES-D
Varilla de botón endurecida
-
-
-
-
R51/115 R51/115
-
-
ESS-F
Varilla de botón de
carburo de tungsteno
R32/51
R32/51
R32/51
R38/76
ESS-D
Varilla de botón de
carburo de tungsteno
-
-
-
R32/65
R32/65
R32/65
Cabezal de
transmisión
R38/110 R51/110 R51/110 T76/175 T76/175
R51/110 R51/110 T76/120 T76/120
R38/115 R51/115 R51/115
-
T76/130 T76/130
-
-
-
-
-
-
* Por favor encontrar más detalles respecto a las varillas en nuestro folleto “Pernos Auto Perforantes MAI - Especificaciones SDA y Accesorios.“
11
Cooperación de Ingeniería de Exploración y
Geotécnica de Atlas Copco, Märsta, Suecia y
de Minova International, Melbourne, Australia
Minova Américas
150 Carley Court
Georgetown KY 40324 USA
Teléfono
1 800 520 6621
Fax 1 502 863 1374
Electrónico [email protected]
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Septiembre 2009