ALTERNATIVAS DE EXPLOTACION

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Figura 14. Razón de explotación para pilares con asentamiento gradual del techo.

[pic 7]

Fuente. Datos de estudio.

Figura 16. Esquema para el cálculo de esfuerzos en el pilar debido a su inclinación.[pic 8]

Fuente. Datos de Estudio.

- Área tributaria del pilar (AT)

AT = (Wp + Wg) ( Wp’ + Wt) (11)

Donde,

Wp = Ancho del pilar en el buzamiento (30m)

Wg = Ancho de la galería (2,8m)

Wp’ = Ancho del pilar en el rumbo (30m)

Wt = Ancho del tambor (1,5m)

AT = 1.033,2 m2 del pilar de explotación.

- La fuerza vertical que se produce sobre el pilar (Pv)

Pv = ﻻ*H*AT*Cosα (12)

Donde,

ﻻ = Densidad del techo (1,71Ton/m3)

H = Profundidad (130m)

AT = Área tributaria (1.033,2 m2)

α = Buzamiento del manto (56°)

Pv = 128.435,63 Ton

Esta fuerza vertical se descompone en una componente normal y una componente cortante.

- Componente normal (Nv)

Nv = ﻻ*H*AT*Cos2α (13)

Donde,

ﻻ = Densidad del techo (1,71 Ton/m3)

H = Profundidad (130m)

AT = Área tributaria (1.033,2 m2)

α = Buzamiento del manto (56°)

Nv = 71.820,29 Ton

- Componente cortante ( Tv)

Tv = (1/2)*ﻻ*H*AT*Sen2α (14)

Tv = 106.477,96 Ton

La fuerza horizontal es ocasionada por el empuje de terrenos (λo), para este caso según el tipo de respaldo es 0,45.

Ph = λo* ﻻ*H*AT*Senα (15)

Ph = 85.686,14 Ton

Esta fuerza horizontal se descompone en una componente normal y una cortante.

- Componente normal (Nh)

Nh = λo* ﻻ *H*AT*Sen2α (16)

Nh = 71.037,03 Ton

- Componente cortante (Th)

Th = -(1/2)*λo* ﻻ *H*AT*Sen2α (17)

Th = - 47.915,08 Ton

El signo negativo indica que va en sentido contrario con la componente cortante de la fuerza vertical, se suman las componentes para hallar el valor de la fuera cortante y la fuerza normal.

- Fuerza normal

N = Nv + Nh (18)

Donde,

Nv = Componente normal de la fuerza vertical (Ton)

Nh = Componente normal de la fuerza horizontal (Ton)

N = 71.820,29 Ton + 71.037,03 Ton

N = 142.857,32 Ton

- Fuerza cortante

T = Tv + Th (19)

Donde,

Tv = Componente normal de la fuerza vertical (Ton)

Th = Componente normal de la fuerza horizontal (Ton)

T = 106.477,96 Ton - 47.915,08 Ton

T = 58.562,88 Ton

Es necesario calcular los diferentes factores de seguridad que se producen tanto en el pilar de explotación como para la cámara, a medida que avanza la labor de arranque, con el fin de realizar estos cálculos se parte de la razón de explotación empezando en una Ra = 0% y terminando en una Ra = 60% (Véase Figura 14).

Factor de seguridad en el pilar de explotación.

Determinación de la resistencia de los pilares δp. Es esencial para calcular la resistencia de los pilares tener en cuenta las propiedades de las rocas y la naturaleza de las superficies de contacto, como también el efecto del tamaño. Volumen y forma. Para el cálculo de la resistencia del pilar se utiliza la fórmula de Obert – Duvall y Wong.

(20)[pic 9]

Donde,

δp = Resistencia del pilar (t/m2)

δci = Resistencia a la compresión simple del carbón (1644 Ton/m2)

Wp = Ancho del pilar (m)

hp = Altura del pilar (2,5m)

- Área del pilar (Ap)

Ap = Lpb*Wp (21)

Donde,

Lpb = Longitud del pilar en el buzamiento (m)

Wp = Ancho del pilar (m)

- Esfuerzo normal (δn)

(22)[pic 10]

Donde,

N = Fuerza normal (Ton)

Ap = Área del pilar (m2)

- Esfuerzo cortante (ζT)

ζT = (23)[pic 11]

Donde,

T = Fuerza cortante (Ton)

Ap = Área del pilar (m2)

- Factor de seguridad. Se calcula por la expresión,

(24)[pic