Perforación - Galerías y Rampas

Servicio Nacional de Geología y Técnico de Minas – SERGEOTECMIN Proyecto “Capacitación de Mineros en Escuela minera de Chiripujio”

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MANUAL DE ENTRENAMIENTO MINERO SECCIÓN SECC IÓN II

PERFORACIÓN - GALERÍAS Y RAMPAS

1. ASPE ASPECT CTOS OS GENE GENERALE RALES S La perforación es uno de los trabajos más importantes en la minería y es necesario que todos los mineros estén capacitados en el manejo de las perforadoras y poder realizar trabajo trabajo s simples simples con ellas. Para Para este trabajo se requi req uiere ere n dos personas personas:: el maestro perforista perforista y su s u ayudante perforista

2. EQUIPO EQUIPOS, S, HERRAM ERRAMIE IENTAS NTAS Y MATERIALE MATERIALES S 2.1.

EQ UI POS Existen equipos de perforación manuales y montados sobre estructuras que se desplazan sobre rieles o sobre llantas. En la minería chica y cooperativizada solamente se usan las perforadoras manuales. En este sentido, en esta primera parte hablaremos solame solame nte de las perforadoras manuales. Los tipos de per foradoras que se usan en la minería minería chica y cooperativizada son: son : -

La perforadora Ja Jack leg La perforadora Stoper

Estos equipos son accionados mediante aire comprimido y requieren también suministro de agua. Las principales tareas del agua so n: -

Evitar la fo formació n d e polvo Mante ner la broca fría Eli Elimina minarr part partíículas culas sóli sólida das, s, resu result ltan ante tess de la perf perfor orac ación ión..

Ambas Ambas perforadoras t ienen rotación a la izquierda. En las figuras 1 y 2 podemos apreciar ap reciar las dos perforadoras manuales ind icadas y sus principales principales partes. Para perforación de galerías, intermedios, intermedios, rampas, ramp as, etc. se usa la perforadora perforadora Jackleg. Jackle g.

2.2.

HERRAM RAMIENTAS TAS Las herramientas que debe tener te ner cada perforista p erforista son las siguientes: -

Juego ego de bar barrrenos enos (0.60 0.60m m, 1.20m 1.20m,, 1.80 1.80m m, 240m) 240m).. Man Manguer gueraa par para aire aire compr comprim imid ido o de de 1” de diá diám metro etro y 20 m de larg largo. o. Mangu anguer eraa par paraa agua agua de ½” ½” de de diám diámet etrro y 20 20 m de lar largo.

Edgar B. Alcalá Cruz - Arturo Beltrán Alfonso - Alfredo Alfredo Flores Corrales


Fig. 1 Perforadora Stoper Edgar B. Alcalá Cruz - Arturo Beltrán Alfonso - Alfredo Flores Corrales

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Fig. 2 Perforadora Jackleg -

Lubricadora Escalara metálica Taqueador Espadilla Picota Pala Combo de 8 lb Llave Stilson de 12” Prensa para mangueras Sacabarrenos Extensión de pistón

Lubricadora BLG 30

Edgar B. Alcalá Cruz - Arturo Beltrán Alfonso - Alfredo Flores Corrales

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2.3

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MATERIALES -

Aceite Tiza

3. INSTALACIÓN DE SERVICIOS Como ya mencionamos anteriormente, para operar las perforadoras se requiere aire comprimido, a gua y en lo posib le energía eléctrica, para poder iluminar el frente de trabajo. Las cañerías para aire y agua deben estar a una distancia de 18 m del frente de perforación y la instalación de los rieles debe estar hasta el tope.

4. PREPARACIÓN DEL LUGAR DE TRABAJO Las tareas que se deben rea lizar para tener listo el lugar de trabajo son: -

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Tojea r el área de trabajo Lavar el área de trabajo con agua (Fig. 3). Inspeccionar la zona de trabajo y ver si hay tiros quedados o fallados, marcarlos con tiza y tomar las medidas necesarias para eliminar el peligro. Lavar completamente los taladros quedados o fallados, recargarlos y volar nuevamente. Nivelar la parte donde trabajará la máquina perforadora. Verificar si las cañerías para aire y agua se encuentran a 18 m del frente de perforación, en caso de que estén más lejos, se las debe acercar. Pedir al supervisor que controle la presión del aire. La presión del aire óptima reco mendada fluctúa entre 85 y 95 PSI (libras por pulgada cuadrada). Presiones mayores de 100 PSI pueden causar desgaste prematuro e incluso fracturas en algunas partes de la máquina. Presiones inferiores a 80 PSI tienen un efecto negativo sobre la velocidad de penetración, y a presiones de 60 PSI o menos el re ndimiento es casi nulo. También se debe tener en cuenta que el caudal de aire debe ser el adecuado. La presión del aire debe medirse cuando el equipo está trabajando (Fig. 4) El agua debe mantenerse con una presión máxima de 10 a 15 PSI menos que la presión de aire y no menor de 40 PSI para lo cual es necesario el uso de un manómetro.

EL SUPERVISOR SERÁ RESPONSABLE DEL CONTROL DE LA PRESIÓN DE AIRE Y AGUA

POR NINGUN MOTIVO PERFORE EN SECO



Fig. 3 Lavado del tope con agua

Fig. 4 Control de la presión con manómetro


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El aire comprimido debe ser en volumen y presión el adecuado, libre de condensados y partículas sólidas. La red de distribución de aire y agua no deben tener escapes. La red de aire comprimido debe tener trampas para retener los condensados y sólidos. El costo por pérd idas del aire comprimido por los escapes de la red es co nsiderable (Fig. 5).

Fig. 5 Relación diámetro de agujero – fuga de aire 5. PREPARACIÓN DEL EQUIPO Para la preparación del equipo de perforación se deben seguir los siguientes pasos: -

Trasladas la máquina perforadora al frente de trabajo (Fig. 6). Conectar las mangueras de 1” y ½” a la red de distribución de aire comprimido y agua. Abrir las válvulas de aire y agua breveme nte para limpiar las mangueras. Cerrar las válvulas. Llenar la lubricadora con aceite. Revisar y limpiar los cedazos de ingreso de aire y agua de la perforadora. Colocar una pequeña cantidad de aceite en el niple de la máquina perforadora q ue se conecta con la manguera de 1”. Colocar el juego de barrenos al lado de la perforadora con la broca en el piso (Fig. 6) Colocar la escalera metálica en el piso, perpendicular al tope y pegado a él. Colocar el pistón de la perforadora sobre la escalera metálica para tener apoyo. El supervisor marcará el esquema de taladros en el frente de perforación.



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Fig. 6 Equipos y materiales en el frente de trabajo 6. PRUEBA DEL EQUIPO DE PERFORACIÓN -

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Revise que la válvula de control de avance y la palanca de control múltiple estén completamente cerrados, girados completamente en dirección contraria a las agujas del reloj. Abra las válvulas de aire y a gua Abra la palanca de mando múltiple unas dos o tres etapas Revise e l flujo de a ire y agua Cierre las válvulas completamente.

7. ACOPLE DE LOS BARRENOS -

El perforista sostiene la máquina y su ayudante introduce el barreno de 0.60 m al porta barreno de la perforadora (Fig. 7). El ayudante baja el seguro del porta barreno (Fig. 8).



Fig. 7 Acople del barreno

Fig. 8 Asegurar el barreno Edgar B. Alcalá Cruz - Arturo Beltrán Alfonso - Alfredo Flores Corrales

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8. MANEJO DE LA PERFORADORA -

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El perforista soporta el pistón de la máquina contra su cadera derecha y coloca la mano derecha sobre la palanca de contro l múltiple y la mano izquierda en la empuñadura del co ntrol de a vance. El ayudante sostiene la punta del barreno contra la marca del taladro y soporta al mismo justo detrás de la broca (Fig. 9). El perforista da un mínimo de presión al p istón y abre el control de mando múltiple dos o tres etapas para comenzar la perforación. Cuando la perforadora haya avanzado aproximadamente unos 4 cm, el ayudante puede retirarse. El operador puede abrir la palanca de mando múltiple y la válvula de control de avance del pistón completamente y se inicia la perforación plenamente. Concluida la perforación con el barreno de 0.60 m, se para la máquina, se levanta el soporte del barreno y se separa la máquina del barreno unos 10 cm y se coloca la máquina ligeramente a un lado. El ayudante saca el barreno de 0.60 m e introduce el barreno de 1.20 m y se continúa con la perforación hasta llegar a una profundidad de 2.40 m. Tomar en cuenta que los taladros del arranque deben ser paralelos entre sí y paralelos a las paredes de la galería. Los taladros del techo deben ser horizontales y paralelos a los del arranque. Los de la parte central levemente inclinados hacia arriba y los del piso levemente inclinados hacia abajo. Los taladros de los lados levemente abiertos. El taladro del lado de la cuneta debe ser un poco más inclinado hacia abajo para facilitar la construcción de la cuneta. Durante todo el tiempo de perforación controle el techo y las paredes. Tojee cuantas veces crea conveniente.

9. VELOCIDAD DE PENETRACIÓN La velocidad de pe netración depende de: -

Calidad de los barrenos (nuevos, afilados, gastados, etc.). Calidad del aire comprimido (Buena o mala presión) Calidad del s uministro de agua

El supervisor debe controlar si los barrenos están o no afilados. Debe contar con la plantilla para controlar el estado de la broca de bisel. El supervisor debe contar con un manómetro que le permita medir la presió n del aire comprimido.



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Fig. 9 Emboquillado del taladro 10. ESQUEMAS DE PERFORACIÓN En la industria minera se usan muchos esquemas de perforación, cuyo empleo depende de: -

Sección de la labor Calidad de la roca Calidad del explosivo El tamaño de grano a obtener (grueso, fino, etc.).

El esquema de perforación tiene normalmente 3 elementos. El arranque, las ayudas y los desquinches. En las galerías o rampas tenemos solamente una cara l ibre y el arranque tiene justamente la misión de crear una nueva cara libre para facilitar el arranque de la roca sólida. Las ayudas, como su nombre indica, ayudan a ampliar la cara libre y finalmente los desquinches ayudan a lograr la sección definitiva de la labor minera.



10.1

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TIPOS DE ARRANQUE Fundamentalmente se conocen dos tipos de arranque: -

Arranque inclinado Arranque paralelo

El arranque inclinado consiste en perforar taladros inclinados para lograr una pequeña cavidad. Dentro de los arranques inclinados se conocen: -

Arranq ue cónico (Fig. 10) Arranque cuña (Fig.11) Arranque escalo nado (Fig.12)

Este tipo de arranques son de fácil comprensión para el perforista, pero son de difícil e jecución. El arranque paralelo consiste en la perforación de taladros paralelos. Dentro de este tipo de arranques tenemos: -

Arranque con taladros paralelos del mismo largo (Fig.13) Arranque con taladros paralelos de diferente largo (Fig.14) Arranque con taladros paralelos del mismo largo con taladros sin carga (Fig.15) Arranque con taladros paralelos y taladros de diámetro mayor sin carga (Fig.16)

La perforación de taladros paralelos es relativamente sencilla. Perforistas sin mucha experiencia pueden llegar rápidamente a mejorar rendimientos con la ayuda de este tipo de arranques. La ventaja principal es que dependen en menor grado del ancho y sección de la galería. El lar go del barreno se aprovecha completamente. En la F ig. 17 podemos observar a lgunos diseños de arranques.



Fig. 10 Arranque Cono

Fig. 11 Arranque Cuña


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Fig. 12 Arranque plano dirigido hacia abajo

Fig. 13 Arranque con taladros paralelos del mismo largo Edgar B. Alcalá Cruz - Arturo Beltrán Alfonso - Alfredo Flores Corrales

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Fig. 14 Arranque con taladros paralelos de diferente largo

Fig. 15 Arranque con taladros paralelos del mismo largo co n taladros sin carga


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Fig. 16 Arranque con taladros paralelos y taladros de diámetro mayor

Fig. 17 Diseño de arranques Edgar B. Alcalá Cruz - Arturo Beltrán Alfonso - Alfredo Flores Corrales

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