WO2022203525A1 - Sistema para realizar la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerias - Google Patents

Sistema para realizar la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerias Download PDF

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WO2022203525A1
WO2022203525A1 PCT/PE2021/000005 PE2021000005W WO2022203525A1 WO 2022203525 A1 WO2022203525 A1 WO 2022203525A1 PE 2021000005 W PE2021000005 W PE 2021000005W WO 2022203525 A1 WO2022203525 A1 WO 2022203525A1
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WO
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galleries
tunnels
fortifying
guides
bolting
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Application number
PCT/PE2021/000005
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English (en)
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Inventor
James VALENZUELA MURRILLO
Original Assignee
Resemin S.A.
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/74—Means for anchoring structural elements or bulkheads
    • E02D5/80—Ground anchors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection

Definitions

  • the present invention is included in the technical field of electrohydraulic machines for fortifying and supporting roofs in tunnels and galleries. More specifically, it refers to an electrohydraulic system that can be mounted on mobile equipment to support and fortify roofs.
  • the proposal is characterized by carrying out rock drilling or drilling activities to insert elements or fastening bolts into the previously machined holes.
  • it has the ability to inject cartridges with resin for the adherence of the fastening elements to the ceiling.
  • the cyclical work of these activities is known as fortification and support in roofs and boxes of tunnels and galleries.
  • the present system that performs the fortification and support of roofs has a new beam design with the ability to move the drilling and bolting device by independent longitudinally parallel and adjacent advancement tables that exchange position by means of a radial displacement for the operation.
  • This new configuration provides the mobile equipment with simplicity in the arrangement, operation and maintenance of system elements, in relation to other mobile equipment on the market.
  • the present invention consists of a system that performs the fortification and support of roofs, comprising: a rock drilling device; a bolting device, whose main function is to insert a roof fastening bolt into the machined hole providing stability to a certain area of the roof; a solid, lightened and longitudinally elongated beam that has been arranged with two pairs of longitudinally and adjacent elongated and parallel guides for the displacement of the drilling and bolting devices.
  • a sheet of easy-to-replace and low-cost alloy steel is pressure assembled, which is used as a wear element in order to protect, preserve and qualify the feed beam as a perpetual component in the system. drilling and bolting.
  • the new double beam design the recurring task of adjusting the center point of the drilling and bolting devices is eliminated, achieving a 10% reduction in time compared to existing competitive models for each installed bolt cycle, which gives us greater productivity in a working day.
  • the system that performs support and fortification has two hydraulic motors, two transmission chains and a pinion for each advance motor. This set of transmission elements are responsible for transmitting the displacement to the drilling and bolting devices.
  • the proposed model has a double-rod hydraulic cylinder that fulfills the function of moving in three sequential and concentric positions that allows the support and fortification cycle to be carried out with rock anchor bolts.
  • the first position complies with putting the drilling unit into operation so that it can perform the machining of the hole on the surface of the ceiling, tunnel boxes or gallery. Furthermore, in this position by means of the semi-automatic bolt feeding system, the bolting device is loaded.
  • the second position is neutral or optionally, the system can include a cartridge launching system that has the function of injecting resin or cement under pressure to adhere the bolts that will be inserted in the previously machined hole.
  • the bolting device is operatively located so that it slides through the solid beam and inserts the previously loaded fastening bolt to achieve the fortification of a certain area.
  • the system that performs the fortification and support of roofs also has a semi-automatic system, which we will call the bolt feeding system, which has the ability to use two types of bolts, with a load capacity of 10 units for each model, which allows us to carry out the support in different terrains without the need to make any changes in the bolt feeding system.
  • the bolt feeding system which has the ability to use two types of bolts, with a load capacity of 10 units for each model, which allows us to carry out the support in different terrains without the need to make any changes in the bolt feeding system.
  • it has two toothed plates, located at the ends of a cylindrical shaft with variable length, depending on the length of the bolts to be used, arranged parallel to the double beam.
  • a hydraulic motor which transmits rotation to the cylindrical axis and allows inserting a bolt on two guide arms. The function of both arms is to support and align the loaded bolt with the bolting device. This operation is performed when the double rod cylinder is in the first position (drilling position).
  • the present invention is characterized by simplicity of assembly with efficient and reliable operational result. This distribution and reduction of elements translates into time savings in the fortification and maintenance process or an increase in productivity per workday. In addition, by using fewer elements, maintenance costs and man hours are reduced, reaching a high level of reliability and availability of the equipment.
  • Figure 1 Shows the exploded view of the beam module of the system for support and fortification of roofs, where 1 represents a drilling device, 2 a bolting device, 3 an elongated beam with two parallel guides, 4 a first table where the drilling device is attached and slides along the beam, 5 a second table where the bolting device is attached and slides along the beam, 6 a transmission chain for moving the drilling device, 7 a transmission chain for the displacement of the bolting device, 8 a hydraulic motor in charge of generating torque for the movement of the drilling device, 9 a hydraulic motor in charge of generating torque for the movement of the bolting device, 10 a support of the anchored advance hydraulic motors at one end of the beam, 11 a central front hoist, located at the other end of the beam, 12 a guide tube for the cartridge launching system .
  • Figure 2 Shows the front view of the double beam profile of the system, where 3 represents the profile of an elongated beam with two pairs of parallel guides and with the ability to move a drilling device and a bolting device, 24 represents a first pair of guides on the left side, 25 represents a second pair of guides on the right side, 26 represents the wear elements that are installed in each guide of the elongated beam.
  • Figure 3 Shows an isometric view of the system, where 13 represents three pivoting supports, 14 a secondary pivoting axis, 15 a main pivoting axis, 16 a main support of the entire System.
  • the latter is a component through which it will be mounted to the arm of a carrier vehicle.
  • Figure 4 Shows the isometric view of the bolt feeding system, where 27 corresponds to a cylindrical axis; 17 corresponds to two toothed plates, 18 to two C-shaped supports, which prevent the bolts from coming out of the cavity of the toothed plates.
  • Figure 5 Shows a side view of the system, where 19 shows the double rod cylinder, 13 two pivoting supports and 16 a main support of the System.
  • Figures 6 and 7 Show an isometric view of the system, where 20 shows the drilling and bolting beam, 21 the cartridge launching system, 22 the bolt feeding system, 23 shows the main support of the system.
  • the figures show a drilling and bolting system characterized by its simplicity and robustness, which must be installed on mobile equipment that has a hydraulic carrying arm and that has the capacity to transport said system.
  • the mobile equipment and the carrier arm are not shown in the figures.
  • the present invention consists of a system for the support and fortification of roofs and galleries comprising: a drilling device (1); a bolting device (2); and a solid beam, lightened and longitudinally elongated (3).
  • a drilling device (1) a bolting device (2)
  • a solid beam, lightened and longitudinally elongated (3) One of the ends of the beam (3) has a front centralizer (11) whose function is to align and support a bar in the drilling position.
  • At the other end of the beam (3) it has two hydraulic motors (8) and (9); which through two transmission chains (6) and (7) and two chain hardening sprockets can transform the rotational energy into linear displacement to the drilling (1) and bolting (2) devices.
  • the profile of the beam (3) has two guide pairs parallel to the central axis (15), where the drilling device (1) mounted on a table (4) moves on the first pair of right side guides (25) and the bolted device (2) mounted on a table (5) moves longitudinally on the second pair of left side guides (24). Projecting the axis of each pair of guides, they intersect and generate an opening angle of 119°. This angle and point of intersection allow the bolting device (2) to position itself where the drilling device (1) was located by pivoting and moving it angularly.
  • the described operation is carried out thanks to the following elements: a central axis (15) that is anchored by the main support (16); three pivoting supports (13) on which the beam (3) will be assembled; the three pivoting supports (13) are attached to the central axis (15) and distributed symmetrically.
  • the pivoting supports (13) also support a secondary axis (14) that is arranged parallel to the central axis (15).
  • the function of the secondary axis is to pivot the 3 supports (13) simultaneously and thereby change the position of the beam. This movement and change of positions of the beam is achieved by means of a double rod hydraulic cylinder (19); that allows up to 3 positions.
  • the first position complies with putting the drilling unit (1) into operation so that it can perform the machining of the hole in the surface of the ceiling, tunnel or gallery. Also, in this position, it is where the semi-automatic bolt feeding system (22) works, which can use two types of bolts with a load capacity of up to 20 units. The purpose of this system is to prevent the operator from exposing himself to risk areas of crushing due to falling rocks when loading bolts in the bolting device line.
  • the bolt feeding system (22) has a cylindrical axis (27) arranged parallel to the beam (3). In addition, it has two toothed plates (17); assembled parallel to each other and arranged transversely to the hollow cylindrical axis (27).
  • a hydraulic motor that transmits rotation to the cylindrical shaft (27) and allows a bolt to be inserted on two guide arms. The function of both arms is to support and align the loaded bolt with the bolting device (2). This operation is performed when the double rod cylinder is in the first position (drilling position).
  • the beam When activating the hydraulic cylinder (19), the beam changes to the second position, where a cartridge launching system (21) has a hydraulic cylinder, whose function is to position and approach the guide tube (12) towards the previously machined hole. .
  • the operator using pressurized air, injects a resin cartridge into the drilled hole in order to serve as cement to fix the bolts and carry out the support.
  • the hydraulic cylinder (19) is activated for the second time and the beam (3) changes to the third position that places the bolting device (2) in the operative position. Then, by means of the hydraulic motor (9), it allows the bolting device (2) to advance and inserts the bolt that has already been preloaded in the first position.
  • the system is characterized by the simplicity of the mechanisms, reducing the mechanical and hydraulic elements, improving the performance of the equipment, reducing regulations and technical assistance and thereby increasing the mechanical availability and operating times per bolt cycle.

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Abstract

La presente invención está relacionada a un sistema que realiza la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerías, el cual comprende un dispositivo de perforación; un dispositivo de empernado; una viga que tiene 2 pares de guías y mesas de avance adyacentes y paralelas longitudinalmente; elementos de desgaste instalados a presión en todas las guías y longitud de la viga; un conjunto de elementos de transmisión que por medio de dos cadenas de transmisión, dos piñones templadores y dos motores hidráulicos permiten el desplazamiento; dos brazos guía; y un dispositivo hidráulico para pivotear la viga. Asimismo, dicho sistema cuenta con un sistema de alimentación de pernos que comprende un eje cilíndrico de longitud variable, un dispositivo hidráulico generador de torque que hace girar al eje cilíndrico y dos platos dentados dispuestos de manera paralela, con la capacidad de cargar dos tipos distintos de pernos, permitiendo realizar el sostenimiento en dos tipos de terrenos distintos

Description

SISTEMA PARA REALIZAR LA FORTIFICACIÓN Y EL SOSTENIMIENTO DE TECHOS EN TÚNELES Y GALERÍAS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención está incluida en el campo técnico de máquinas electrohidráulicas para realizar fortificación y sostenimiento de techos en túneles y galerías. De manera más concreta, se refiere a un sistema electrohidráulico que puede ser montado sobre un equipo móvil para realizar el sostenimiento y fortificación de techos.
La propuesta se caracteriza por realizar actividades de taladrado o perforación de rocas para insertar elementos o pernos de sujeción en los agujeros previamente mecanizados. Opcionalmente, cuenta con la capacidad de inyectar cartuchos con resina para la adherencia de los elementos de sujeción al techo. Al trabajo cíclico de estas actividades se le conoce como fortificación y sostenimiento en techos y cajas de túneles y galerías.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Se conoce que actualmente en el mercado se dispone de equipos móviles, que llevan mecanismos similares al del propuesto para realizar el sostenimiento de techos en túneles y galerías, pudiendo ser tanto para minería subterránea como para construcción civil.
Estos equipos poseen un dispositivo de perforación que mediante un sistema de transmisión que consta de actuadores lineales y cables de acero, es deslizado a lo largo de una viga mientras va realizando un agujero en la roca. Al terminar el agujero y retornar a su posición inicial, se activa un actuador mecánico o hidráulico para que desplace de manera radial al dispositivo de perforación y su respectiva viga, lo que da lugar a un dispositivo de empernado con una segunda viga de características similares a la primera. Seguido a ello, el operador dispone de manera manual un elemento de sujeción de roca sobre dos dispositivos que tienen la función de soportar y alinear el perno con el dispositivo de empernado. Finalmente, el elemento de anclaje será insertado en el agujero. La repetición de este ciclo perforación-empernado en una determinada área del túnel o galería se le conoce como “sostenimiento o fortificación de techos".
La tarea principal de estos equipos es asegurar y fortificar las rocas del techo y cajas de los túneles y galerías para controlar y evitar accidentes de aplastamiento por caída de l rocas. Este proceso se debe realizar de manera sencilla y segura para los operadores, con un equipo eficaz y versátil que permita superar los problemas recurrentes tales como el desalineamiento de los puntos de perforación y empernado, el acceso restringido a superficies irregulares en el techo de los túneles, así como la poca maniobrabilidad en áreas relativamente estrechas. Por ello, es necesario contar con una configuración sencilla y de fácil mantenimiento, resistente y duradera que requiera menor paradas de mantenimiento y menos elementos de recambio.
Es por ello, que con el fin de solucionar alguno de los principales problemas como el desalineamiento de los puntos de perforación y empernado, existen patentes como se describe en US 4,158,520 que cuenta con un dispositivo de perforación y un dispositivo de empernado, que son intercambiables y se desplazan en una sola viga alargada de alimentación. Debido a ello, el centro del dispositivo de perforación y el dispositivo de empernado son concéntricos, reduciendo así el tiempo y la repetitiva maniobra de regulación. La patente US 4,158,520 describe que, cuando el dispositivo de perforación está en posición operativa en la viga de alimentación, el dispositivo de empernado cuelga al costado de la viga de alimentación y viceversa. La desventaja del sistema descrito en dicha patente es que, para lograr esta configuración de alta complejidad de mecanismos articulados, necesita cuantiosos elementos mecánicos e hidráulicos. Por ello, requerirá incrementar los tiempos de mantenimiento, las asistencias técnicas mecánicas, y/o paradas no programadas que afectan la productividad y la disponibilidad del equipo.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Teniendo como referencia la problemática de los equipos existentes en el mercado y encontrado los puntos débiles en la patente US 4,158,520, mencionada en el estado de la técnica, se presenta la presente invención. El presente sistema que realiza la fortificación y el sostenimiento de techos posee un nuevo diseño de viga con la capacidad para desplazar al dispositivo de perforación y empernado por mesas de avance independientes, paralelas longitudinalmente y adyacentes que se intercambian de posición mediante un desplazamiento radial para la operación. Esta nueva configuración le brinda al equipo móvil simplicidad en la disposición, operación y mantenimiento de elementos del sistema, con relación a otros equipos móviles existentes en el mercado.
La presente invención consiste en un sistema que realiza la fortificación y el sostenimiento de techos que comprende: un dispositivo para perforación de roca; un dispositivo de empernado, cuya función principal es insertar un perno de sujeción de techos en el agujero mecanizado brindando estabilidad a una determinada área del techo; una viga sólida, aligerada y alargada longitudinalmente que ha sido dispuesta con dos pares de guías alargadas y paralelas longitudinalmente y adyacentes para el desplazamiento de los dispositivos de perforación y empernado. Encima de cada guía alargada se ensambla a presión una lámina de acero aleado de fácil recambio y bajo costo, que es utilizado como elemento de desgaste con el fin de proteger, preservar y calificar a la viga de alimentación como un componente perpetuo en el sistema de perforación y empernado. Con el nuevo diseño de viga doble, se elimina la tarea recurrente de regulación del punto centro de los dispositivos de perforación y de empernado, logrando reducir el tiempo en un 10% respecto a los modelos existentes de la competencia por cada ciclo de perno instalado, lo que nos brinda mayor productividad en una jornada de trabajo.
El sistema que realiza sostenimiento y fortificación cuenta con dos motores hidráulicos, dos cadenas de transmisión y un piñón para cada motor de avance. Este conjunto de elementos de transmisión son los encargados de trasmitir el desplazamiento a los dispositivos de perforación y empernado. Además, el modelo propuesto posee un cilindro hidráulico de doble vástago que cumple con la función de moverse en tres posiciones secuenciales y concéntricas que permite realizar el ciclo de sostenimiento y fortificación con pernos de anclaje de roca. La primera posición cumple con poner operativa la unidad de perforación y que pueda realizar el mecanizado del agujero en la superficie del techo, cajas del túnel o galería. Además, en esta posición mediante el sistema semiautomático de alimentación de pernos, se carga al dispositivo de empernado. La segunda posición es neutral u opcionalmente, el sistema puede incluir un sistema de lanzado de cartucho que tiene la función de inyectar a presión resina o cemento para adherir los pernos que serán insertados en el agujero mecanizado previamente. En la tercera posición se ubica de manera operativa el dispositivo de empernado para que se deslice a través de la viga solida e inserte el perno de sujeción previamente cargado para lograr la fortificación de un área determinada.
El Sistema que realiza la fortificación y el sostenimiento de techos también cuenta con un sistema semi automático, al cual llamaremos sistema de alimentación de pernos, que tiene la capacidad de utilizar dos tipos de pernos, con una capacidad de carga 10 unidades por cada modelo, lo que nos permite realizar el sostenimiento en terrenos distintos sin la necesidad de realizar algún cambio en el sistema de alimentación de pernos. Además, cuenta con dos platos dentados, ubicados en los extremos de un eje cilindrico con longitud variable, dependiendo de la longitud de pernos a utilizar, dispuesto de manera paralela a la viga doble. Un motor hidráulico, que transmite rotación al eje cilindrico y permite insertar un perno sobre dos brazos guía. La función de ambos brazos es soportar y alinear el perno cargado con el dispositivo de empernado. Esta operación se realiza cuando el cilindro de doble vástago se encuentra en la primera posición (posición de perforación).
Según lo descrito, se entiende que la presente invención se caracteriza por la simplicidad del ensamble con resultado operacional eficiente y confiable. Esta distribución y reducción de elementos se traduce en un ahorro de tiempo en el proceso de fortificación y sostenimiento o un aumento de productividad por jornada de trabajo. Además, al utilizar una menor cantidad de elementos, se reducen los costos de mantenimiento, horas hombre, alcanzando un alto nivel de confiabilidad y disponibilidad del equipo.
DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
A fin de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de figuras en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, representan lo siguiente:
Figura 1 : Muestra el despiece del módulo de la viga del sistema para realizar sostenimiento y fortificación de techos, donde 1 representa a un dispositivo de perforación, 2 a un dispositivo de empernado, 3 a una viga alargada con dos guías paralelas, 4 una primera mesa donde se sujeta el dispositivo de perforación y desliza por la viga, 5 una segunda mesa donde se sujeta el dispositivo de empernado y desliza por la viga, 6 una cadena de transmisión para el desplazamiento del dispositivo de perforación, 7 a una cadena de transmisión para el desplazamiento del dispositivo de empernado, 8 un motor hidráulico encargado de generar torque para el movimiento del dispositivo de perforación, 9 un motor hidráulico encargado de generar torque para el movimiento del dispositivo de empernado, 10 un soporte de los motores hidráulicos de avance anclado en un extremo de la viga, 11 un central izador frontal, situado en el otro extremo de la viga, 12 un tubo guía para el sistema de lanzado de cartucho.
Figura 2: Muestra la vista frontal del perfil de viga doble del sistema, donde 3 representa perfil de una viga alargada con dos pares de guías paralelas y con capacidad de desplazar a un dispositivo de perforación y un dispositivo de empernado, 24 representa un primer par de guías del lado izquierdo, 25 representa un segundo par de guías del lado derecho, 26 representa a los elementos de desgaste que va instalado en cada guía de la viga alargada.
Figura 3: Muestra una vista isométrica del sistema, donde 13 representa a tres soportes pivotantes, 14 a un eje secundario de pivotante, 15 a un eje principal pivotante, 16 a un soporte principal de todo el Sistema. Además, este último es componente por donde será montado al brazo de un vehículo portador.
Figura 4: Muestra la vista isométrica del sistema de alimentación de pernos, donde 27 corresponde a un eje cilindrico; 17 corresponde a dos platos dentados, 18 a dos soportes en forma de C, que evitan que los pernos salgan de la cavidad de los platos dentados.
Figura 5: Muestra una vista lateral del sistema, donde 19 muestra el cilindro doble vástago, 13 dos soportes pivotantes y 16 un soporte principal del Sistema.
Figuras 6 y 7: Muestran una vista isométrica del sistema, donde 20 muestra la viga de perforación y empernado, 21 el sistema de lanzado de cartucho, 22 el sistema de alimentación de pernos, 23 muestra el soporte principal del sistema.
DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERENTE DE REALIZACIÓN
Las figuras muestran un sistema de perforación y de empernado caracterizado por su simplicidad y robustez, el cual debe estar instalado sobre un equipo móvil que disponga de un brazo portador hidráulico y que tenga la capacidad de transportar dicho sistema. El equipo móvil y el brazo portador no son mostrados en las figuras.
La presente invención consiste en un sistema para el sostenimiento y fortificación de techos y galerías que comprende: un dispositivo de perforación (1); un dispositivo de empernado (2); y una viga sólida, aligerada y alargada longitudinalmente (3). Uno de los extremos de la viga (3) lleva un centralizador frontal (11) que tiene como función alinear y soportar una barra en la posición de perforación. En el otro extremo de la viga (3) cuenta con dos motores hidráulicos (8) y (9); los que mediante dos cadenas de transmisión (6) y (7) y dos piñones templadores de cadena pueden transformar la energía rotación en desplazamiento lineal a los dispositivos de perforación (1) y empernado (2). El perfil de la viga (3) presenta dos pares de guía paralelas al eje central (15), donde el dispositivo de perforación (1) montado sobre una mesa (4) se desplaza sobre el primer par de guías del lado derecho (25) y el dispositivo empernado (2) montado sobre una mesa (5) se desplaza de manera longitudinal sobre el segundo par de guías del lado izquierdo (24). Al proyectar el eje de cada par de guías, se interceptan y generan un ángulo de abertura de 119°. Este ángulo y punto de intersección permiten que, al pivotear y desplazarlo angularmente, el dispositivo de empernado (2) se posicione donde se encontraba el dispositivo de perforación (1). La operación descrita se lleva a cabo gracias a los siguientes elementos: un eje central (15) que es anclado por el soporte principal (16); tres soportes pivotantes (13) sobre los cuales será ensamblada la viga (3); los tres soportes pivotantes (13) están sujetos al eje central (15) y distribuidos simétricamente. Los soportes pivotantes (13) también sujetan a un eje secundario (14) que está dispuesto de manera paralela al eje central (15). La función del eje secundario es pivotear a los 3 soportes (13) de manera simultánea y con ello cambiar de posición a la viga. Este movimiento y cambio de posiciones de la viga, es logrado mediante un cilindro hidráulico de doble vástago (19); que permite tener hasta 3 posiciones. Donde, la primera posición cumple con poner operativa la unidad de perforación (1) para que pueda realizar el mecanizado del agujero en la superficie del techo, túnel o galería. También, en esta posición, es donde funciona el sistema de alimentación de pernos (22) semi automático que puede utilizar dos tipos de pernos con capacidad de carga de hasta 20 unidades. Este sistema tiene como finalidad de evitar que el operador se exponga a zonas de riesgo de aplastamiento por caída de rocas al momento de hacer el carguío de pernos en la línea del dispositivo de empernado.
El sistema de alimentación de pernos (22) dispone de un eje cilindrico (27) dispuesto de manera paralela a la viga (3). Además, cuenta con dos platos dentados (17); ensamblados de manera paralela entre sí y dispuestos de manera transversal al eje cilindrico hueco (27). Un motor hidráulico que transmite rotación al eje cilindrico (27) y permite insertar un perno sobre dos brazos guía. La función de ambos brazos es soportar y alinear el perno cargado con el dispositivo de empernado (2). Esta operación se realiza cuando el cilindro de doble vástago se encuentra en la primera posición (posición de perforación).
Al accionar el cilindro hidráulico (19), la viga cambia a la segunda posición, donde un sistema de lanzado de cartucho (21) cuenta con un cilindro hidráulico, cuya función es posicionar y aproximar el tubo guía (12) hacia el agujero previamente mecanizado. El operador, mediante aire a presión, inyecta un cartucho de resina adentro del agujero perforado con la finalidad de que sirva como cemento para fijar los pernos y realizar el sostenimiento. Se acciona por segunda vez el cilindro hidráulico (19) y la viga (3) cambia a la tercera posición que ubica en posición operativa al dispositivo de empernado (2). Luego, mediante el motor hidráulico (9), permite el avance del dispositivo de empernado (2) e inserta el perno que ya ha sido precargado en la primera posición. Para concluir, como se muestra en la modalidad preferente de la invención, el sistema se caracteriza por la simplicidad de los mecanismos, disminuir los elementos mecánicos e hidráulicos, mejorar el performance del equipo, reducir las regulaciones y asistencias técnicas y con ello, incrementar la disponibilidad mecánica y tiempos de operación por ciclo de perno.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Sistema para realizar la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerías, que comprende: un dispositivo de perforación (1) que genera un agujero; un dispositivo de empernado (2) que inserta un perno de sujeción de techos en dicho agujero; una viga alargada (3) que comprende guías (24, 25) por donde se desplaza el dispositivo de perforación (1) y el dispositivo de empernado (2); un conjunto de elementos de transmisión (6, 7, 8, 9) para avance y retroceso del dispositivo de perforación (1) y del dispositivo de empernado (2); y un conjunto de elementos hidráulicos (13, 14, 15, 16) para pivotear la viga y seleccionar la posición de perforación, empernado e inyección de un cartucho de resina;
CARACTERIZADO PORQUE las guías comprenden: un primer par de guías (24) por donde se desplaza el dispositivo de perforación, y una primera mesa de avance (4) donde se sujeta el dispositivo de perforación y desliza por la viga; y un segundo par de guías (25) por donde se desplaza el dispositivo de empernado, y una segunda mesa de avance (5) donde se sujeta el dispositivo de empernado y desliza por la viga; donde ambas mesas y ambos pares de guías son adyacentes y paralelas longitudinalmente entre sí.
2. Sistema para realizar la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerías, de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADO PORQUE el conjunto de elementos de transmisión comprende dos cadenas de transmisión (6, 7), dos motores hidráulicos (8, 9), y un piñón templador de cadena para cada motor.
3. Sistema para realizar la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerías, de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADO PORQUE el conjunto de elementos hidráulicos comprende tres soportes pivotantes (13) distribuidos simétricamente sobre los que se ensambla la viga (3), un eje central principal pivotante (15) que sujeta los tres soportes pivotantes (13), un eje secundario pivotante (14) sujetado por los tres soportes pivotantes (13) y dispuesto de manera paralela al eje central principal pivotante (15), y un soporte principal (16, 23) de todo el sistema.
4. Sistema para realizar la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerías, de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADO PORQUE comprende un cilindro hidráulico de doble vástago (19) que cumple con la función de moverse en tres posiciones secuenciales y concéntricas para realizar el ciclo de fortificación y de sostenimiento de techos.
5. Sistema para realizar la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerías, de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADO PORQUE uno de los extremos de la viga (3) lleva un centralizador frontal (11) que tiene como función alinear y soportar una barra en la posición de perforación.
6. Sistema para realizar la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerías, de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADO PORQUE comprende unos elementos de desgaste (26) instalados a presión encima del primer (24) y del segundo (25) pares de guías y en la longitud de la viga alargada (3).
7. Sistema para realizar la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerías, de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADO PORQUE comprende un sistema de alimentación de pernos (22) que comprende: un eje cilindrico (27) de longitud variable según la longitud del perno de sujeción a trabajar y dispuesto de manera paralela a la viga (3); un motor hidráulico generador de torque que hace girar el eje cilindrico (27); y dos platos dentados (17) dispuestos de manera paralela en los extremos del eje cilindrico (27), que tienen la capacidad de cargar dos tipos distintos de pernos, 10 unidades por cada tipo, permitiendo realizar el sostenimiento en dos tipos de terrenos distintos.
8. Sistema para realizar la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerías, de acuerdo a las reivindicaciones 1 y 7 CARACTERIZADO PORQUE comprende dos brazos guía que sujetan y alinean el perno de sujeción con el dispositivo de empernado.
9. Sistema para realizar la fortificación y el sostenimiento de techos en túneles y galerías, de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADO PORQUE comprende un sistema de lanzado de cartucho de resina (21) que cuenta con un cilindro hidráulico para posicionar y aproximar un tubo guía (12) hacia el agujero que inyecta un cartucho de resina dentro de dicho agujero.
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