Máquinas perforación minería subterránea
Introducción La perforación de roca es un procedimiento fundamental para arrancar mineral en la minería subterránea. La perforación tiene una gama de aplicaciones grande y variable, por eso hoy se tiene distintos dispositivos diseñados para tratar con distintas distintas maneras m aneras de perforar roca.
2
CICLO DE MINADO
3
LOS TIPOS DE PERFORADORAS COMUNES EXISTENTES EN EL MERCADO SON: PERFORADORAS
LIGERAS
PERFORADORAS DE AVANCE
PERFORADORAS PARA LA PERFORACIÓN DE BARRENOS LARGOS
PERFORADORA CON MARTILLO EN EL FONDO (DTH)
4
Perforadoras neumáticas Consta básicamente de: Elemento
portabarrenas Dispositivo retenedor de las varillas de perforación Pistón Válvula reguladora del paso de aire Mecanismo de rotación Sistema de barrido
5
PERFORADORAS NEUMÁTICAS O LIVIANAS JACK HAMMER
JACK LEG
STOPER 6
JACK HAMMER Utilizada para la perforación vertical o inclinada hacia abajo. AVANCE MEDIANTE EL PESO PROPIO DE LA PERFORADORA.
CONSUMO DE AIRE: 50 – 100 l/s DIAMETRO PERFORACION: 22 – 45 mm LONGITUDES: 400 – 6400 mm
7
ALGUNAS CARACTERÍSTICAS… Peso:
17kg a 23 kg Perforación de 22-45 mm de diámetro Frecuencia: 2040 a 2100 golpes por minuto Rotación: 130 a 170 rpm VENTAJAS: -Procedimiento rápido ( de 30 a 100 metros al día ) Para rocas duras no muy permeables DESVENTAJAS: - Alto nivel sonoro Mala recuperación de muestra a una profundidad determinada después de las primeras decenas de metros. Desvió de la perforación por la flexibilidad del varillaje 8
DESVIACION DE LOS BARRENOS
9
JACK LEG
10
perforadora
Perforadora con barra de avance que puede ser usada para realizar taladros horizontales e inclinados, se usa mayormente para la construcción de galerías, subniveles, Rampas
convencional
neumática. Basada
en las acciones de rotación y percusión
11
S A C I N C E T S G E E N L K O I C C A A J C I F I C E P S E
ESPECIFICACIONES
MÉTRICO
Carrera del pistón
73.25mm
Carrera útil del pistón
66.7mm
Frecuencia de impacto
2250.0g/m
Longitud de la perforadora
686.0mm
Peso de la perforadora
33.0kg
Peso de la pierna
15.0kg
Carrera de la pierna de avance Diámetro interior del cilindro de avance
1270.0mm
Consumo de aire (620 kPa/90 psi)
67.0mm
4.9 m3
12
Ventajas: Fácil de usar Útil para perforación de tiros cortos Rápida mantención Bajo precio Adaptable a cualquier tipo de roca Se adopta a cualquier tipo de terreno
•
•
•
•
•
•
Desventajas: Peligro al no controlar bien la válvula de circuito de aire No recomendable para tiros largos Crea un pobre ambiente para el operador (perforación ruidosa, contacto directo con el polvo) Limitante con la altura de la sección •
•
•
•
13
STOPER Perforadora que se emplea para la construcción de chimeneas y tajeado en labores de explotación (perforación vertical hacia arriba).
14
S A C I N C E T S R E E N P O I O C T S A C I F I C E P S E
ESPECIFICACIONES
MÉTRICO
Diámetro del cilindro
79.4mm
Carrera del pistón
73.25mm
Carrera útil del pistón
66.7mm
Frecuencia de impacto
2250.0g/m
Longitud de la perforadora Peso de la perforadora incluyendo la pierna de avance
1549.0mm
Diámetro interior del cilindro avance
69.8mm
Consumo de aire (620 kPa/90 psi)
40.8kg
4.9 m3
15
JACK LEG V/S STOPER JACK LEG
STOPER
73.25mm
73.25mm
Frecuencia de impacto
2250.0g/m
2250.0g/m
Longitud de la perforadora Peso de la perforadora
686.0mm
1549.0mm
33.0kg
40.8kg
Peso de la pierna
15.0kg
-------------
Carrera de la pierna de avance Diámetro interior del cilindro de avance Consumo de aire (620 kPa/90 psi)
1270.0mm
--------------
67.0mm
69.8mm
4.9 m3
4.9 m3
ESPECIFICACIONES Carrera del pistón
16
BAJO PERFIL
FRONTEO
PERFORACION PARA MINERIA SUBTERRANEA
TALADROS LARGOS
EMPERNADORES
TUNELERIA
17
JUMBO FRONTAL (BOOMER)
18
DEPENDIENDO DE LA UTILIDAD HABLAREMOS DE JUMBOS DE AVANCE Y PRODUCCIÓN.
EXISTEN LOS ELÉCTRICOS Y CON MOTOR DIESEL.
PUEDEN SER MONTADOS SOBRE RIELES O SOBRE RUEDAS.
EXISTEN DE 1 BRAZO HASTA 4 BRAZOS DEPENDIENDO DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA LABOR.
EL ÁREA DE TRABAJO VA DESDE LOS 6 A 210 METROS CUADRADOS.
19
Deslizadera y perforadora Carrete del cable
armario
cabina canasto Motor eléctrico
20
Aplicaciones en labores subterráneas Avance
de túneles y galerías
Bulonaje y Banqueo Minería
perforación transversal
con barrenos horizontales
por Cut and Fill
21
características
1 brazo
2 brazos
3 brazos
Sección de excavación
6-31 m2
8-45 m2
206 m²
Longitud largo /Ancho
10 / 2 metros
12/2 metros
17/3
Altura min/Max con techo de protección
2/3 metros
2/3 metros
Peso
10-14 toneladas
12-20 toneladas
45 toneladas
Consumo de agua
Prom. 1.1 l/s
140 l/min; max 260-380 l/min
210 l/min; max: 390-570 l/min
Potencia del motor diesel instalado
42 Kw
55 Kw
22
DIAMETROS DE PERFORACION ACONSEJADOS EN FUNCION DE LA SECCION DEL TUNEL
23
24
SECCIONES HASTA 206 M²
BOOMER XE4 C
25
Los Jumbos de perforación dan mecanización a las operaciones de perforación, y tienen la capacidad de posesionar perforadoras de avance para perforar perforar barrenos según las órdenes del operario
26
Jumbo robotizado el control informático permite medir todos los parámetros de perforación y adaptarlos a las necesidades requeridas y además con la utilización de sensores y servoválvulas permite situar los barrenos en su posición exacta, evitando las imprecisiones que son provocadas por errores humanos. Las ventajas de la tecnología en los jumbos de perforación son: -Ahorro de mano de obra -Menor tiempo de perforación -Menor sobreperforación -Control de la operación -Ahorro en varillaje y explosivos -Menores costos de excavación y seguridad en el trabajo 27
CARACTERISTICAS DE CONSUMO DE AGUA EN PERFORACION MANUAL MANUAL Y JUMBO
Fuente: www.cazalac.org
28
JUMBO PARA TUNELERIA AXERA 7-260 T
29
AXERA 8-290
30
EMPERNADORES BOLTEC SL
LONGITUDES DE BULÓN DE 1,5 A 1,8 METROS Y ALTURAS DE TECHO DE HASTA 2,5 METROS.
SISTEMA DE PERFORACION Lub. air consump. (at 3 bar): 6 l/s Water consumption : 1.25 l/s Weight: 75 kg
31
BOLTEC MD
LONGITUDES DE BULÓN DE 1,5 A 3,5 METROS Y ALTURAS DE TECHO DE HASTA 9,5 METROS.
SISTEMA DE PERFORACION • Lub. air consump. (at 3 bar): 6 l/s • Water consumption: 1.25 l/s • Weight: 75 kg
32
BAJO PERFIL QUASAR 1F
33
PERFORACIÓN DE BARRENOS Jumbo Radial (Simba) Utilizado
principalmente en minería subterránea. Son
equipos que funcionan con energía eléctrica y aceite hidráulico. Montados
sobre ruedas.
Rendimiento
en condiciones optimas es de 6000 a 8000 mts. mensuales barrenados.
34
SIMBA 1252 DIÁMETROS DE PERFORACIÓN EN EL RANGO DE DIÁMETROS DE 51 A 89 MM
CARRUSEL CON CAPACIDAD DE 17+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 32 M. SISTEMA
TOP-HAMMER
35
MARTILLO HIDRAULICO Lub. air consump. (at 3 bar): 5 l/s Water consumption: 50 l/min Weight: 171 kg
36
SIMBA M3 C
RANGO
DE DIÁMETROS DE PERFORACIÓN DE 51 A 89 MM EQUIPADO CON
UN MARTILLO EN CABEZA CARRUSEL
MARTILLO HIDRAULICO Lub. air consump: (at 3 bar) 8 l/s Water consumption: 100 –250 l/min Weight: 171 kg
CON CAPACIDAD DE 17+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 32 M O 27+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 51 M.
37
SIMBA W6 C-ITH
PARA
GALERÍAS MEDIANAS A GRANDES EN EL RANGO DE DIÁMETROS DE PERFORACIÓN DE 89 A 165 MM ADAPTADO PARA EQUIPAR
MARTILLOS EN FONDO CARRUSEL
CON CAPACIDAD DE 35+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 63 M.
38
39
DOWN THE HOLE (DTH) Minería
subterránea en el área de producción. Diámetro de perforación entre 50 y 210 mm. Montado sobre orugas. Velocidad de traslado entre 1 y 3.8 km/hr Capacidad de trabajar en zonas irregulares y vencer pendientes. Barrido del barreno(agua o aire) Poseen martillo en fondo. Este método de perforación está indicado para rocas duras y diámetros superiores a los 150 mm. 40
CONSIDERACIONES La perforadora hidráulica es un producto probado, superior a la perforadora neumática en términos de rendimiento, fiabilidad, consumo de energía, ambiente y costos operacionales.
Las perforadoras con rendimientos mas altos son mas pesadas y deben ser montadas en alguna forma de estructura, equipo de perforación, o Jumbo de perforación.
La perforadora DTH permite la perforación de barrenos mucho más largos que las perforadoras con martillo en cabeza.
41
WAGON DRILL
DISEÑADA PARA PERFORAR CON MARTILLO DE FONDO DE 2”, 3” Y 4”, EN DIAMETRO DE 2 ¾ “ (70 MM) HASTA 5” (127 MM).
42
TRACK DRILL HIDRAULICO
DIAMETRO
PERFORACION:
64-102 MM MAXIMA
INCLINACION DE TRABAJO: 30°
43
Métodos de Construcción de chimeneas ALIMAK
RAISE BORER
DIAMETROS:
VERTICAL CRATER RETREAT
DIAMETROS: 2 – 3 M
BLIND HOLE
44
ALIMAK
45
BLIND HOLE
Blind Hole
47
Características Equipos Raise Boring • Diámetro piloto desde 121/4 a 15”. • Diámetro chimenea desde
1.5 a 6.0 m. • Empuje escariado 1920 kN.
Blind Hole • Diámetro piloto desde 9 a 9 7/8 ”. • Diámetro chimenea desde 0.6 a
1,5 m. • Empuje escariado 1285 kN.
48
Rendimientos Raise Boring
Blind Hole
Nominal 12 – 20 m/día.
Nominal 7 m/día.
Operacional 4 m/turno.
Operacional 0,49 m/hora (9 m/día).
49
Ventajas
Desventajas
Alta seguridad.
Elevada inversión.
Productividad elevada.
Alto costo por metro.
Paredes lisas.
Poca flexibilidad.
Sin sobre-excavación.
Dificultades en rocas en malas condiciones.
Rendimiento de avance elevado.
Personal especializado.
Posibilidad de excavaciones inclinadas.
Acondicionamiento de la postura.
50
Aplicaciones Raise Boring •
Chimeneas de ventilación.
•
Piques de traspaso.
•
Chimeneas de servicio y acceso.
Blind Hole •
Chimeneas piloto para zanjas.
•
Drenaje o servicio.
•
Chimeneas para Slot.
51
PERFORADORAS DE CHIMENEAS ROBBINS 73RH/AC/VF
DIÁMETROS DE 1,5 A 3,1 METROS.
52
PERFORADORAS DE CHIMENEAS Robbins 97RDC DIÁMETROS RECOMENDADO ES DE 2,4 A 5,0 M.
•
Chimeneas de ventilación.
•
Piques de traspaso.
•
Chimeneas de servicio y acceso.
53
54
En la perforación de sondaje se puede definir dos grandes rubros: a) Diamantina, en la que al producirse la perforación lo que se extrae es un testigo de roca. b) Circulación Reversa, donde se destruye absolutamente la roca y se saca un detrito.
Ocasionalmente se combinan ambos métodos en yacimientos que tienen una sobrecarga estéril donde no es necesario muestrear la primera parte del pozo, por tanto se recurre primero a la perforación con circulación reversa, que es más rápida y económica, para posteriormente continuar con la diamantina.
55
CARACTERÍSTICAS DE TIPOS DE SONDAJES Diamantina
Circulación reversa
Segunda etapa
Primera etapa
Recupera un trozo de roca (testigo) Costo de 2 a 3 veces superior
Recupera detritos
utiliza tanto en superficie como en interior mina
Rendimiento 3 veces mayor (Rápida y económica)
Se
Ha sido principalmente de superficie, por los malos resultados desde el punto de vista de la calidad de la información de la muestra cuando se ha utilizado en minas subterráneas 56
SONDAJE CON DIAMANTINA La abertura en el extremo de la broca diamantada permite cortar un testigo sólido de roca que se desplaza hacia arriba en la tubería de perforación y se recupera luego en la superficie. Estándares básicos de barras de perforación 7/8 pulgadas (EX) (Diámetro) 13/16 pulgada (AX) 1 5/8pulgadas (BX) 21/8 pulgadas (NX). La mayoría de barras de perforación son de10 pies de largo (3,048 m). Después de los primeros 10 pies de perforación, se atornilla una nueva sección de tubo en el extremo superior y así sucesivamente.
Cabezal de perforación de diamantina
57
SONDAS SUBTERRANEAS con diamantina Especificaciones técnicas Capacidad de profundidad Tamaño barra de perforación Par máx.
960 m
A-N
700 Nm
Velocidad máx.
1800 rpm
Altura
1470 mm
Longitud
4150 mm
Peso
1500 kg
Longitud de avance
850 m
Anchura
950 cm
58
El diseño pequeño y compacto de la sonda subterránea Diamec 232 es ideal para utilizar la máquina en túneles y galerías estrechas.
59
DIAMEC U8 sonda
subterránea más
potente avance
con un cilindro hidráulico telescópico permite una perforación fiable de sondeos rectos
60
DIAMEC U6 V/S DIAMEC U8 DIAMEC U6 Capacidad de profundidad
DIAMEC U8
960 m
2000 m
Velocidad máx.
1800 rpm
1200 rpm
Altura
1470 mm
1488 mm
Longitud
4150 mm
5050 mm
Peso
1500 kg
2500 kg
Longitud de avance
850 m
1800 m
Anchura
950 cm
1162 cm
61
Sonda subterránea con una gran movilidad Altura: 2926.00 mm Velocidad máx.: 1800.00 rpm Longitud de avance: 850.00 m Anchura: 1740.00 cm Capacidad de profundidad: 1000.00 m Longitud: 8691.00 mm Peso: 12500.00 kg
62
SONDAS SUPERFICIE con diamantina Christensen CT 2 0
63
CS-4002 Capacidad maxima:2450 m ha marcado nuevos récords de profundidad en la perforación de pozos diamantinos al perforar el pozo RD 8001 de 2.052,95 m de profundidad, en el área de Pampa Escondida de Minera Escondida. (1800 mts antiguo record)
SONDAJE CON AIRE REVERSO La roca molida (cuttings) se recoge continuamente a medida que avanza la perforación y constituyen la muestra del subsuelo.
Estándares básicos de barras de perforación Diámetro: 6" (15,2 cm) 8" (20,3 cm) 20 pies de largo (6,096 m). Cada barra es muy pesada y requiere el uso de una grúa o “winche” para levantarla y
colocarla sobre el agujero de perforación
65
Schramm T685WS Taladro Montado en Camión GRAN
RESISTENCIA
MONTADO MOTOR
SOBRE CAMIÓN
EN CUBIERTA DE 760 HP
(567 KW)
66
Drilltech D40K EQUIPADAS
CON MOTORES DIESEL DE 600 HP PROFUNDIDADES
DE 600
MTS
67
EQUIPOS DE SERVICIO Empernadores (necesitan de la perforación) Jumbos para shotcrete Acuñadores
68
JUMBO PARA SHOTCRETE
69
JUMBO CABLES DE ACERO
Minería continua construcción de túneles sin perforación y tronadura (TBM)
71
TUNEL BORING MACHINE (TBM) Aéreas máximas : 70-300 m2 aprox. Profundidad :mayores a 25 km Diámetro : 1 - 19.5 mts Cabezal cortador , un sistema de empuje y un equipo de apoyo •
•
•
•
-Trabajo en menor tiempo y de mayor calidad a Fin de cuentas sale mas barato que hacerlo por Perforación y voladura - Producen una pared de los túneles lisa