Weber Mining, amplia gama de tecnologías innovadoras y de alto rendimiento para el contacto del subsuelo

Relleno de cavidad con espuma
Las condiciones geológicas y los impactos relacionados con la minería pueden provocar caídos de rocas o derrumbes a gran escala, lo que desafía a cada operador minero. Estas cavidades pueden detener la producción e impedir la extracción de mineral. Para prevenir problemas más graves, continuar la producción con el mínimo retraso y restaurar la seguridad en el lugar de trabajo, es necesario rellenar esas cavidades lo antes posible. Weber Mining ofrece productos de espuma fenólica y silicato con diferentes características técnicas para soluciones individuales en minería y túneles.

Figura 1. Primer llenado de cavidad desde el suelo encima de rocas caídas.

Relleno de cavidades causado por caídas de roca
Las espumas de relleno de cavidades permiten una solución rentable, que ahorra tiempo y que es segura. La espuma se bombea en la cavidad con una bomba neumática con una proporción de mezcla preestablecida de los dos componentes, resina y catalizador. Una pistola mezcladora mezcla los componentes poco antes de que el producto salga de la tubería. La espuma comienza a expandirse inmediatamente, lo que permite un rápido llenado de la cavidad con un mínimo de producto. Las espumas de relleno de cavidades permiten una solución rentable, que ahorra tiempo y que es segura.

Espumas fenólicas ROCSIL® FOAM
Las espumas fenólicas son espumas de 2 componentes de alta expansión diseñadas para llenar rápidamente grandes huecos y cavidades. Los beneficios de esta tecnología son el ahorro de tiempo y el aumento de la seguridad en comparación con el llenado clásico. Diseñada en los años 80, especialmente para el relleno de cavidades cuando el techo se derrumba, la tecnología ha sido mejorada con diferentes ratios de expansión, química más segura y mayor vida útil de los componentes. Weber Mining tiene diez variantes diferentes disponibles para cada requerimiento específico.

Figura 2: Excavación e instalación de marcos debajo del techo de espuma 

Estudio de caso del uso de espuma para rellenar grandes cavidades:
La mina necesitaba conectar dos galerías (acceso A y acceso B) para mejorar el tráfico. Este nuevo acceso es crítico ya que la mina tiene sus oficinas subterráneas y talleres mecánicos en acceso A. El acceso directo permitiría acomodar el área recién desarrollada en acceso B.

La mina comenzó el desarrollo de su galería desde el acceso A hacia el acceso B; desafortunadamente, durante el desarrollo de la galería, a solo 30 metros de la conexión, se produjo un colapso de rocas que creó una cavidad de 600 m3. Dado que el derrumbe de rocas continuaba, no era posible la instalación de marcos. Se considero un método alternativo para estabilizar la cavidad y minimizar la exposición del personal, mejorando así la seguridad del operador.

Figura 3,4: Segunda inyección de espuma.

Para solucionar el problema, la mina decidió utilizar la espuma fenólica de Weber Mining, que es una técnica utilizada con éxito en minas de roca dura en todo el mundo. Se empleó el procedimiento de Weber Mining, con su propio equipo y personal técnico para garantizar el éxito del proyecto. El equipo de Weber Mining inició la inyección desde un lugar seguro, a 10 metros del caído de roca, instalando un conjunto de cuatro tubos de inyección con diferentes longitudes dentro de la cavidad para garantizar un llenado completo. La inyección comenzó desde el piso de la galería, con una primera lanza de inyección de 4 metros. A medida que el llenado continúa y la espuma sube dentro de la cavidad, se utilizan las lanzas de inyección previamente instaladas, con un mejor alcance más arriba dentro del caído. La expansión del Rocsil® dentro de la cavidad en un lugar confinado ejerce una presión positiva hacia las paredes de la cavidad, que permite la presurización del llenado. Esta presurización ejerce una fuerza resultante sobre las paredes circundantes y proporciona una función de soporte activa. Una vez la recuperación de la galería terminada, la espuma Rocsil®, aparte de proteger el soporte de cualquier caído adicional, permite una mejor transferencia de carga sobre los marcos. Esa distribución de carga optimizar la fuerza del soporte después colocado.

La cavidad de 600 m3 se llenó en sólo 8 horas, desde un solo lugar de inyección, sin exponer a ningún personal minero a un área insegura. 

Figura 3,4: Segunda inyección de espuma.

A partir de ahí, la mina tuvo que seguir un estricto proceso de excavación consistente en excavar 1 metro de galería con rocas caídas y espumas, instalar marcos y concreto proyectado antes de excavar de nuevo. El proceso permite a la mina recuperar la galería rápidamente sin estar expuesta a más caídas de roca, ya que el techo está compuesto de espuma.

Durante la recuperación de la galería en el acceso A, la mina siguió desarrollando el acceso B. Desafortunadamente, el techo del acceso B también colapsó, creando un vacío que alcanzó la cavidad que Weber Mining había llenado previamente en el acceso A, lo que generó una zona completamente colapsada entre los dos accesos que se debían conectar. Debido al difícil acceso y al tamaño del vacío (más de 25 metros de altura), se implementó un proceso iterativo de llenado de cavidades y excavación en lugar de un llenado de cavidad de una sola vez. Para llenar la cavidad, se colocaron dos juegos de tubos de inyección en diferentes lugares. El primer conjunto se colocó en el centro de la cavidad, cerca de la parte superior, mientras que el segundo se colocó en el lado derecho. 

Debido al tamaño de la cavidad y a la caída continua de rocas, era imposible calcular el volumen exacto de espuma necesario para asegurar la estabilización. Weber Mining trajo una cantidad inicial conservadora de resinas a la mina, y como la cavidad resultó ser más grande de lo asumido, se suministró más resina en menos de 12 horas. Con una tasa de expansión de 40 veces, la cantidad de resina necesaria es reducida, lo que facilitó la finalización del trabajo.

Después de llenar la primera parte de la cavidad, la mina comenzó a excavar a través de las rocas caídas y la espuma, colocando marcos cada metro con concreto proyectado antes de continuar. Después de ocho metros de excavación, Weber Mining llenó el resto del vacío utilizando la misma estrategia. Con el consumo de resinas, se estimó que el volumen del vacío era de casi 1.500 m3 al final. La primera inyección duró 5 horas, mientras que la segunda tuvo que llevarse a cabo en dos turnos durante 11 horas.

Figura 5: Conexión entre el acceso A y B bajo techo de espuma

La estabilización se evidenció por las lecturas de medidores de presión diferencial y la observación directa y las mediciones subterráneas realizadas por los equipos de operación de la mina, cuando empezaron a excavar la roca caída sobre la cual se inyectó la espuma y se pudo colocar los marcos sin dificultad y con un techo de espuma estable.

Después de aproximadamente dos meses, las dos galerías pudieron conectarse sin incidentes, accidentes o lesiones. La zona colapsada entre las dos galerías está ahora protegida por un techo de espuma, proporcionando un camino seguro y a largo plazo para el tráfico pesado.

Las condiciones geológicas y los impactos relacionados con la minería pueden provocar caídos de rocas o derrumbes a gran escala, lo que desafía a cada operador minero. Estas cavidades pueden detener la producción e impedir la extracción de mineral. Para prevenir problemas más graves, continuar la producción con el mínimo retraso y restaurar la seguridad en el lugar de trabajo, es necesario rellenar esas cavidades lo antes posible. Weber Mining ofrece productos de espuma fenólica y silicato con diferentes características técnicas para soluciones individuales en minería y túneles.

Relleno de cavidades causado por caídas de roca
Las espumas de relleno de cavidades permiten una solución rentable, que ahorra tiempo y que es segura. La espuma se bombea en la cavidad con una bomba neumática con una proporción de mezcla preestablecida de los dos componentes, resina y catalizador. Una pistola mezcladora mezcla los componentes poco antes de que el producto salga de la tubería. La espuma comienza a expandirse inmediatamente, lo que permite un rápido llenado de la cavidad con un mínimo de producto. Las espumas de relleno de cavidades permiten una solución rentable, que ahorra tiempo y que es segura.

Figura 6: Conexión entre el acceso A y B bajo techo de espuma.

Espumas fenólicas ROCSIL® FOAM
Las espumas fenólicas son espumas de 2 componentes de alta expansión diseñadas para llenar rápidamente grandes huecos y cavidades. Los beneficios de esta tecnología son el ahorro de tiempo y el aumento de la seguridad en comparación con el llenado clásico. Diseñada en los años 80, especialmente para el relleno de cavidades cuando el techo se derrumba, la tecnología ha sido mejorada con diferentes ratios de expansión, química más segura y mayor vida útil de los componentes. Weber Mining tiene diez variantes diferentes disponibles para cada requerimiento específico.

Estudio de caso del uso de espuma para rellenar grandes cavidades:
La mina necesitaba conectar dos galerías (acceso A y acceso B) para mejorar el tráfico. Este nuevo acceso es crítico ya que la mina tiene sus oficinas subterráneas y talleres mecánicos en acceso A. El acceso directo permitiría acomodar el área recién desarrollada en acceso B.

La mina comenzó el desarrollo de su galería desde el acceso A hacia el acceso B; desafortunadamente, durante el desarrollo de la galería, a solo 30 metros de la conexión, se produjo un colapso de rocas que creó una cavidad de 600 m3. Dado que el derrumbe de rocas continuaba, no era posible la instalación de marcos. Se considero un método alternativo para estabilizar la cavidad y minimizar la exposición del personal, mejorando así la seguridad del operador.

Para solucionar el problema, la mina decidió utilizar la espuma fenólica de Weber Mining, que es una técnica utilizada con éxito en minas de roca dura en todo el mundo. Se empleó el procedimiento de Weber Mining, con su propio equipo y personal técnico para garantizar el éxito del proyecto. El equipo de Weber Mining inició la inyección desde un lugar seguro, a 10 metros del caído de roca, instalando un conjunto de cuatro tubos de inyección con diferentes longitudes dentro de la cavidad para garantizar un llenado completo. La inyección comenzó desde el piso de la galería, con una primera lanza de inyección de 4 metros. A medida que el llenado continúa y la espuma sube dentro de la cavidad, se utilizan las lanzas de inyección previamente instaladas, con un mejor alcance más arriba dentro del caído. La expansión del Rocsil® dentro de la cavidad en un lugar confinado ejerce una presión positiva hacia las paredes de la cavidad, que permite la presurización del llenado. Esta presurización ejerce una fuerza resultante sobre las paredes circundantes y proporciona una función de soporte activa. Una vez la recuperación de la galería terminada, la espuma Rocsil®, aparte de proteger el soporte de cualquier caído adicional, permite una mejor transferencia de carga sobre los marcos. Esa distribución de carga optimizar la fuerza del soporte después colocado.

La cavidad de 600 m3 se llenó en sólo 8 horas, desde un solo lugar de inyección, sin exponer a ningún personal minero a un área insegura. 

A partir de ahí, la mina tuvo que seguir un estricto proceso de excavación consistente en excavar 1 metro de galería con rocas caídas y espumas, instalar marcos y concreto proyectado antes de excavar de nuevo. El proceso permite a la mina recuperar la galería rápidamente sin estar expuesta a más caídas de roca, ya que el techo está compuesto de espuma.

Durante la recuperación de la galería en el acceso A, la mina siguió desarrollando el acceso B. Desafortunadamente, el techo del acceso B también colapsó, creando un vacío que alcanzó la cavidad que Weber Mining había llenado previamente en el acceso A, lo que generó una zona completamente colapsada entre los dos accesos que se debían conectar. Debido al difícil acceso y al tamaño del vacío (más de 25 metros de altura), se implementó un proceso iterativo de llenado de cavidades y excavación en lugar de un llenado de cavidad de una sola vez. Para llenar la cavidad, se colocaron dos juegos de tubos de inyección en diferentes lugares. El primer conjunto se colocó en el centro de la cavidad, cerca de la parte superior, mientras que el segundo se colocó en el lado derecho. 

Debido al tamaño de la cavidad y a la caída continua de rocas, era imposible calcular el volumen exacto de espuma necesario para asegurar la estabilización. Weber Mining trajo una cantidad inicial conservadora de resinas a la mina, y como la cavidad resultó ser más grande de lo asumido, se suministró más resina en menos de 12 horas. Con una tasa de expansión de 40 veces, la cantidad de resina necesaria es reducida, lo que facilitó la finalización del trabajo.

Después de llenar la primera parte de la cavidad, la mina comenzó a excavar a través de las rocas caídas y la espuma, colocando marcos cada metro con concreto proyectado antes de continuar. Después de ocho metros de excavación, Weber Mining llenó el resto del vacío utilizando la misma estrategia. Con el consumo de resinas, se estimó que el volumen del vacío era de casi 1.500 m3 al final. La primera inyección duró 5 horas, mientras que la segunda tuvo que llevarse a cabo en dos turnos durante 11 horas.

La estabilización se evidenció por las lecturas de medidores de presión diferencial y la observación directa y las mediciones subterráneas realizadas por los equipos de operación de la mina, cuando empezaron a excavar la roca caída sobre la cual se inyectó la espuma y se pudo colocar los marcos sin dificultad y con un techo de espuma estable.

Después de aproximadamente dos meses, las dos galerías pudieron conectarse sin incidentes, accidentes o lesiones. La zona colapsada entre las dos galerías está ahora protegida por un techo de espuma, proporcionando un camino seguro y a largo plazo para el tráfico pesado.