Maquinas perforadoras convencionales y mecanizadas
rondy Darwin Pallani Compi Ingeniería de Minas
Ing° Maximo Mayta
INTRODUCCION La labor de perforación tiene diversas aristas, dependiendo de su objetivo final. Asimismo, combina variadas tecnologías que se debe conocer para optar por la mejor solución. Se entiende como perforación en minería la acción o acto que, a través de medios mecánicos, tiene como finalidad construir un agujero. Para que esto se logre debe extraerse todo el material destruido dentro del agujero mediante la utilización de aire comprimido o agua. En este punto es donde se produce la diferencia entre lo que es la perforación de exploración y la de producción. En el primer caso la materia que se extrae sirve con el propósito de analizar y poder determinar tipos, calidades y cantidades de mineral para la eventual explotación del yacimiento. La perforación de producción, en tanto, tiene por finalidad cargar los agujeros con explosivos y generar la voladura para poder quebrar la roca y así ir avanzando con la explotación de la mina.
I. LA PERFORACION 1.1. LA PERFORACIÓN: PRINCIPIO Y COMO SE REALIZA
La perforación, sea cualquiera el método con que se lleve a cabo , se basa en el mismo principio, o sea en la percusión y el giro continuo de un barreno, de tal manera que cada giro produce un corte en la roca en diferente posición. El resultado final será la perforación de un taladro , cuyo diámetro será igual al diámetro máximo del filo cortante. Su propósito es abrir en la roca o mineral huecos cilíndricos llamados taladros, que están destinados a alojar o colocar explosivo y sus accesorios en su interior. En la práctica minera se requiere crear o perforar huecos cilíndricos en la roca con diferentes objetivos: • Exploración y reconocimiento de yacimientos o depósitos
minerales; cantidad y calidad. • Estudios geotécnicos; propiedades de la roca. • Inserción y detonación de cargas ex plosivas con fines de
fragmentación. • Colocación de elementos de refuerzo
.Para crear un hueco cilíndrico en un sólido es necesario aplicar energía. En un sentido amplio y según el principio físico utilizado para aplicar la energía requerida, un sólido puede ser horadado recurriendo a diferentes métodos de perforación. Se pueden distinguir así los siguientes: • Mecánicos • Térmicos • Hidráulicos
• Ondas (sonoras o luminosas) • Otros
En los trabajos concernientes a la excavación de rocas, hoy en día se utilizan exclusivamente sistemas de perforación que se basan en la aplicación de energía mediante métodos mecánicos. 1.2. OBJETIVO DE LA PERFORACIÓN. ¿PARA QUE SE PERFORA? La perforación se hace con el objetivo de arrancar o volar la máxima cantidad de roca o mineral situando el explosivo en el lugar apropiado (en este caso el taladro), a fin de lograr el objetivo con el mínimo de explosivos que se pueda. En otras palabras, la perforación se hace con el objeto de volar cierta porción de roca o mineral, ya sea en un frente o en un stope o tajeo, para lo cual analizamos primero la roca y luego perforamos una serie de taladros, de modo que nos permita usar relativamente poco explosivo para poder volar un gran volumen. 1.3.OPERACIONES ANTES DE PROSEGUIR TRABAJOS DE PERFORACION • Como el frente debe estar disparado hay que Ventilar la
labor, para eliminar los gases de la voladura; • Desatar las rocas sueltas para evitar accidentes; • Realizar trabajos de sostenimiento si es necesario; • Revisión del frent e, para ver si hay tiros fallados, cortados o
han quemado completamente;
• De haber tiros fallados o cortados, recargar el taladro y
disparar, nunca perforar al lado del taladro o en el mismo taladro; • De estar impedido hacer disparos secundarios, proce der a
descargar a presión de agua el taladro con tiro cortado; • Limpieza del material disparado.
1.4. TIPOS DE PERFORACION 1.4.1. Manual 1.4.2. Perforación neumática 1.4.3. Perforación eléctrica 1.4.4. Perforación hidráulica 1.4.1. PERFORACION MANUAL: Se realiza mediante el empleo de un barreno usado con la finalidad de facilitar su extracción y rotación. El barreno es sostenido por el ayudante, mientras que el otro golpea con una comba, luego se hace girar un cierto ángulo para proseguir con el proceso de perforación. Este proceso también lo realiza una sola persona, dentro de la minería artesanal. 1.4.2. PERFORACION NEUMATICA Se realiza mediante el empleo de una perforadora convencional; usando como energía el aire comprimido, para realizar huecos de diámetro pequeño con los barrenos integrales que poseen una punta de bisel (cincel); que se encarga de triturar la roca al interior del taladro.
En cada golpe que la perforadora da al barreno y mediante el giro automático hace que la roca sea rota en un circulo que corresponde a su diámetro; produciéndose así un taladro 1.4.3. PERFORACIÓN ELÉCTRICA Se realiza empleando energía eléctrica, que un generador lo provee y para ello se emplea una perforadora con un barreno helicoidal, que puede realizar taladros de hasta 90 cm de longitud, siendo el problema principal el sostenimiento de la perforadora para mantenerla fija en la posición de la perforación. 1.4.4. PERFORACIÓN HIDRÁULICA Se realiza mediante el empleo de equipos altamente sofisticados, robotizados, de gran capacidad de avance y performance. Utiliza la energía hidráulica para la trasmisión, control de fuerzas y movimientos en la perforación. Además, cuenta con un tablero de control computarizado, equipado con un software de perforación donde se grafica el trazo de perforación requerido. La gran ventaja de estos equipos es su gran precisión y paralelismo en la perforación. Por su gran rendimiento, es requerido por la gran minería. 1.5. TIPOS DE PERFORADORAS CONVENCIONALES NEUMATICAS
a. Jack Leg.- 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; utiliza una barra de avance para sostener la perforadora y proporcionar comodidad de manipulación al perforista.
b. Jack Hammer.- Perforadoras usadas para la construcción de piques, realizando la perforación vertical o inclinada hacia abajo; el avance se da mediante el peso propio de la perforadora.
c. Stoper.- Perforadora que se emplea para la construcción de chimeneas y tajeado en labores de explotaciOn(perforación vertical hacia arriba). Está constituido por un equipo perforador adosado a la barra de avance que hace una unidad sólida y compacta.
Especificaciones de stoper
ACCESORIOS PARA LA PERFORACION
1. Barreno.- (juego) 3 pies (patero), 5 pies (seguidor).
2. Saca barrenos.- construido de un barreno roto, que encaja perfectamente en el hexagonal del barreno, para hacer la función de una llave, a fin de mover el barreno plantado. 3. Cucharilla.- Sirve para limpiar del taladro las partículas de roca o mineral, que se encuentran dentro. 4. Atacador de madera.- Sirve para cebar el taladro y aumentar la densidad del explosivo. 5. Botella de aceite.- (para la lubricadora de la perforadora).
6. Llave Stilson. 7. Tanque de agua.- o Botella de Perforación, sirve para realizar el barrido del taladro, así como el enfriamiento del barreno y evitar el polvo durante la perforación. 8. Mangueras para agua y Aire .- (1/2” y 3/4”). 9.bro cas
Maquinas perforadoras mecanizadas JUMBO FRONTAL (BOOMER)
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. 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
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
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.
conclusiones Dentro de los procedimientos mineros, la actividad de Perforación es una de las más incidentes en el avance de operación general, vale la pena considerar que cuando se perfora se hace difícil debido a las exigentes condiciones del terreno, es a causa de esto que se requiere de cierta maquinaria adecuada para su ejecución. Por esta razón, gran parte de la operación minera se basa en los equipos, principalmente por la gran cantidad y variabilidad de recursos involucrados en estos, ya que a pesar de su costo, ofrece mejora de la economía del negocio.
recomendaciones • Inversión y Mantenimiento : La hidráulica es mas costosa y
de mantenimiento mas compleja
Seguridad – Ambientales: La hidráulica es más segura ya que en general se puede operar a distancia y con comandos, emite menos ruido. Operacionales: La hidráulica tiene mayor rendimiento y se puede automatizar mejor que la neumática Económicas: La hidráulica tiene “en general” menor costo/metro que la neumática Referencias bibliográficas Curso de voladura y perforación de la san marcos
