UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO Facultad de Ingeniería de Minas CURSO: PERFORACIÓN Y VOLADURA DE ROCAS PARTE I
FUNDAMENTOS BÁSICOS SOBRE LA PERFORACIÓN DE ROCAS Dr. Alfredo Cámac Torres 2013
ASPECTOS BÁSICOS DE GEOLOGÍA APLICADOS A LA PERFORACIÓN
LA CORTEZA TERRESTRE
1. Fondo marino: Caliza, arena, lodo 2. Vetas de minerales: galena, blenda, pirita, cobre. 3. Sedimentos residuales: bauxita, lateritas, arcillas. 4. Sedimentos detríticos: cuarzo, arenisca. 5. Vetas de minerales oxidados: azurita, malaquita, cuprita. 6. Lecho de río, sedimentos fluviales: oro, platino, casiterita, zirconio 7. Rocas volcánicas: basalto andesita, cuarzo, mica, feldespatos. 8. Arenisca metamórfica: cuarcitas 9. Caliza metamórfica: calcita, dolomita, mármol. 10.Pizarras metamórficas: mica, granate, feldespato. 11.Zonas de contacto: horblenda, sulfuros
DUREZA DE LOS MINERALES SEGÚN ESCALA DE MOHS
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
TALCO : Fácilmente triturado entre los dedos. YESO : Fácilmente rayado con la uña. CALCITA, MICA : Difícilmente rayado con la uña FLORITA : Fácilmente rayado con una cuchilla. APATITO, HORBLENDA : Eficazmente rayado con una cuchilla. FELDESPATOS : Difícilmente rayado con una cuchilla. CUARZO : Raya el vidrio, rayado con aceros especiales. 8. TOPACIO : Raya el vidrio, rayado con berilio, agua marina. 9. CORINDON : Raya el vidrio, rayado con diamante. 10.DIAMANTE : Raya el vidrio Los minerales más comunes que forman una roca son: cuarzo, calcita, feldespatos, horblenda, mica y clorita
CLASIFICACIÓN GEOLÓGICA DE LAS ROCAS
ROCAS IGNEAS:
Proceden del magma interior fundido, presentándose como intrusiones y lavas solidificados y cristalizados. Enfriamiento lento, altas presiones y a gran profundidad, forman grandes cristales y grano grueso: granito, monzonita.
ROCAS SEDIMENTARIAS: Se formaron por la desintegración de rocas
preexistentes, cuyos detritos fueron transportados, acumulados y compactados en extensas cuencas marinas durante mucho tiempo; también se forma por la descomposición y acumulación de vegetales y vida animal. Se presentan en forma estratificada o bandeadas.
ROCAS METAMÓRFICAS: Se forman a partir de
rocas ígneas o sedimentarias. La influencia de la presión, temperatura o del intercambio de elementos con el ambiente circundante que transforma su estructura y composición.
CLASIFICACIÓN GENERALIZADA DE ROCAS PARA VOLADURA TENACES
INTERMEDIAS Riolita Andesita Dacita Traquita Fonolita Obsidiana (vidrio volcánico) Toba y brecha volcánica Arenisca cementada Pizarra metamórfica Caliza – Dolomita
FRIABLES Rocas alteradas varias Serpentina Yeso-Anhidrita Pizarra-Filita Lutita-Arcilla compacta Conglomerado y brecha no compactada
Mármol – Baritina
Arenisca
Andesita – Dacitas frescas
Conglomerado cementado
Pómez – Tufita
Pórfidos duros: dikes y lamprófidos duros y densos
Pórfido de cobre
Minerales de hierro
Cuarzo con oro - Wolframio
Minerales de cobre, plomo, zinc y estaño
Suelos compactos
Gneiss Granito-Gabro Aplita Sienita-Monzonita Diorita-Garnodiorita Basalto – Dolerita Norita Caliza silicificada Cuarcita – Chert Hematina silícea – Hornfeld Minerales de hierro densos (magnetita – pirrotita)
Carbón – Antracita Marga Caliza ligera Travertino
Gabro: Constituida por minerales densos y oscuros. Es una roca pobre en sílice, habitualmente está compuesta por feldespato, olivino y otros. Presenta un tamaño de grano grueso.
PLUTONICAS
Diorita: Suele presentar colores blanconegro o gris-verdosos. Está compuesta fundamentalmente por feldespatos, biotita y otros. Presenta granos grandes.
PLUTONICAS
Sienita: De color rosado (rosa-negro). Compuesta por minerales poco densos y de colores claros, como silicatos ricos en sílice (feldespatos), se caracteriza por no tener cuarzo. Tiene un tamaño de grano similar al del granito.
PLUTONICAS
Granito: De colores claros a intermedios (blanco-negro). Está compuesto por cuarzo (sílice pura) y silicatos ricos en sílice: feldespatos ( ortosa) y micas (blanca o moscovita y negra o biotita). Presenta un tamaño de grano de grueso a muy grueso, debido a un enfriamiento lento del magma. PLUTONICAS
Basalto: Tiene colores oscuros, gris oscuro a negro. Su composición es pobre en sílice, encontrándose feldespatos o el olivino. Presentan cristales pequeños debido a que han sufrido un rápido enfriamiento.
VOLCANICAS
Obsidiana: De color negro brillante, gracias a esa cualidad, antes de la llegada de los españoles a México los mayas y aztecas fabricaban espejos con ella. Es una roca rica en sílice. Presenta un tamaño de grano fino debido a su enfriamiento rápido.
VOLCANICAS
Pumita (piedra pómez): Tienen un color que puede ir del blanco grisáceo, hasta el amarillo pálido. Es rica en sílice. Roca de baja densidad, presenta un aspecto poroso, esponjoso o espumoso (a veces se denomina espuma volcánica). Su textura es vítrea debido al enfriamiento rápido del magma en contacto con el aire.
VOLCANICAS
Andesita: Es una roca oscura, negra a grisverdosa. De composición intermedia entre el basalto y la riolita, está compuesta de feldespatos, biotita y otros minerales. Se caracteriza por presentar un grano fino.
VOLCANICAS
Pórfido con hornblenda: De color grisáceo con cristales verdosos tubulares. Está constituido por una matriz amorfa de cuarzo-feldespato, con cristales de hornblenda (silicato muy abundante en rocas ígneas).
FILONEANAS
Pegmatita: Su color es claro, blanco, rosado o crema, (según el color de la ortosa). Su composición química es muy similar a la del granito. Tienen un grano muy grueso.
FILONEANAS
PLUTÓNICAS
CONGLOMERADOS: Formadas por fragmentos de otras rocas preexistentes. Presentan claramente trozos de rocas llamados clastos (granos o cantos) y cemento uniéndolos. Cuando no hay cemento aparecen materiales sueltos como las gravas, arenas y limos; en este caso se consideran en sentido amplio rocas sedimentarias detríticas no cementadas. Los clastos más abundantes son los de cuarzo, al ser el mineral más abundante de la corteza y tener gran resistencia a la alteración química y física.
GRANITE
DIABASE
DOLOMITIC LIMESTONE
AMPHOBOLITE
GNEISS
SANDSTONE
CALIZAS
CLASIFICACIÓN DE LA ROCA SEGÚN PROPIEDADES GEOMECÁNICAS
TIPO ROCA ROCA ROCA ROCA ROCA
I II III IV V
CONDICIONES Muy competente Muy competente a medianamente competente Medianamente competente Medianamente competente a incompetente Incompetente a muy incompetente
CLASIFICACIÓN PRÁCTICA PARA VOLADURA
1. Dura 2. Intermedia 3. Suave
CLASIFICACIÓN DE LA ROCA SEGÚN PROPIEDADES GEOMECÁNICAS
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LA ROCA
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
Densidad o peso específico Compacidad y porosidad Humedad e inhibición Dureza y tenacidad Impedancia de la roca Resistencia a la compresión y tensión Grado de fisuramiento Variabilidad Textura y estructura geológica Coeficiente de expansión o esponjamiento Perforabilidad Abrasividad Radio de Poisson Módulo de Young o de elástisidad Fricción interna Velocidad de onda longitudinal
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
A. B. C. D. E.
Estratificación o bandeamiento Esquistocidad Fractura Fallas Contactos
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
SISTEMAS DE FRACTURAS CON RESPECTO AL EJE DE UN TÚNEL
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
ESTRUCTURA DE LA ROCA Y EFECTOS EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA
CONCEPTOS PREVIOS SOBRE PERFORACIÓN
¿QUÉ ES UN TALADRO? (Blast hole)
Es una cavidad cilíndrica generado en la roca por un equipo de perforación, pueden ser de diferentes diámetros y longitudes, cuya finalidad es para depositar en su interior cargas explosivas que, al detonar fragmente a la roca a un tamaño deseado
RELACIÓN ENTRE LA VELOCIDAD DE PERFORACIÓN Y TIPO DE ROCA
En la masa rocosa se establece un estado de esfuerzos alrededor del punto de contacto, el cual va aumentando conforme se incrementa la carga compresiva o de impacto. La roca, alrededor del punto de contacto se fragmenta continuamente hasta quedar pulverizada, y la zona circundante del contacto se convierte en zona de fracturas
RELACIÓN ENTRE LA VELOCIDAD DE PERFORACIÓN Y TIPO DE ROCA
VELOCIDAD DE PENETRACIÓN Velocidad de penetración se entiende como la longitud de taladro perforado por una unidad de tiempo, por ejemplo 3pies/min, 1m/min. La velocidad de penetración no solamente depende de : Dureza de la roca Tipo de equipo de perforación Aplicación de fuerza de empuje Velocidad de rotación y percusión Diámetro de taladro Buen estado de las brocas Del barrido o limpieza de los detritos del taladro con aire comprimido y/o con agua a presión. Longitud del taladro Orientación o dirección de los taladros Del operador
TECNOLOGÍAS PARA PERFORACIÓN DE ROCAS Métodos de perforación: La perforación de roca actualmente es aún mecánica por rotación-percusión, y lo será por buen tiempo más. Se está experimentando la futura tecnología de perforación con nuevos métodos: -Perforación por rotación-percusión (Actualmente por buen tiempo) -Perforación por implosión (Ondas de choque de alta energía). -Perforación explosiva (Cargas dirigidas tipo jet piercing). -Perforación química (Productos químicos como fluoruros). - Perforación por chorro continuo cavitante (Chorros de agua en alta presión para astillar la roca por cavitación). -Perforación por flama dirigida (Llama a alta temperatura, dirigida). - Perforación con medios de corte, ejemplo: rayos láser, rayos electrónicos, plasma (Gases ionizados calientes para socavar la roca vaporizándola). - Perforación por arco eléctrico y diferencia de potencial o desintegración
PERFORACIÓN CON ENERGÍA NEUMÁTICA
Se realiza mediante el empleo de una perforadora convencional; usando como energía el aire comprimido, para realizar taladros de diámetro pequeño con los barrenos integrales que poseen una punta de bisel (cincel); que se encarga de impactar y 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 círculo que corresponde a su diámetro; produciéndose así una cavidad cilíndrica que es el taladro
PERFORACIÓN CON ENERGÍA 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
PERFORACIÓN CON ENERGÍA 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.
PERFORACIÓN HIDRÁULICA CARACTERÍSTICAS Y VENTAJAS Características típicas de estos equipos. Presión de Trabajo 7.5 a 25 MPa Frecuencia de golpeo 2000-5000 golpes/min Velocidad de rotación 0 a 500 RPM Consumo relativo de aire 0.6-0.9 (m 3/min. cm diámetro)
VENTAJAS Menor consumo de energía: Las hidráulicas trabajan con fluidos a presiones muy superiores a las accionadas neumáticamente, el uso de la energía es más eficiente, siendo necesario sólo 1/3 de la que se consume con los equipos neumáticos. Menor costo de accesorios de perforación: La forma de la onda de choque es mucho más uniforme en los martillos hidráulicos que en los neumáticos, donde se producen niveles de tensión muy elevados que son el origen de la fatiga sobre el acero En la práctica: se ha comprobado que la vida útil de las barras se incrementan en un 20% para perforadoras hidráulicas. Mayor capacidad de perforación: Debido a la mejor transmisión de energía de la onda, las velocidades de penetración de las perforadoras hidráulicas son de un 50% a un 100% mayores que los equipos neumáticos. Mejores condiciones ambientales: Los niveles de ruido en una perforadora hidráulica son sensiblemente menores a los generados por una neumática, debido a la ausencia del escape de aire. Diseño: La hidráulica ha permitido un mejor diseño de los equipos, haciendo que las condiciones generales de trabajo y seguridad sean mucho más favorables. Mayor elasticidad de la operación: Es posible variar dentro de la perforadora la presión de accionamiento del sistema, la energía por golpe y frecuencia de percusión. Mayor facilidad para la automatización: Estos equipos son mucho más aptos para la automatización de operaciones, tales como el cambio de varillaje, mecanismos antiatranque, etc.
LIMITACIONES
• Mayor inversión inicial • Reparaciones más complejas
y costosas que en las perforadoras neumáticas, requiriéndose una mejor organización y formación de personal de mantenimiento. ¿C u ál s elec c io n aría Us ted ?
OPERATING COST FOR HIDRAULIC vs NEUMATIC DRILL IN HARD ROCK
PRINCIPIOS DE LA PERFORACIÓN DE ROCAS
1. PERFORACIÓN POR: PERCUSIÓN - ROTACIÓN
Se realiza por golpe que se transmite por una barra a la broca y este impacta en la roca, y un al mismo tiempo debe girar. Energía: Aire comprimido, hidráulico, eléctrico o electrohidráulico. Usado en todo tipo de roca, ya sea en perforación convencional o martillo de fondo. Ejemplo: Jackleg, stopper, DTH, jumbos, track drills, simba, LHWD, otros.
1. PERFORACIÓN POR: PERCUSIÓN - ROTACIÓN
TRANSMISIÓN DE LA ENERGÍA .- La energía es transmitida desde la perforadora, a través del acero hasta la broca (insertos de carburo de tungsteno) y de éste hasta la roca que la tritura. La energía cinética se transmite a la barra en forma de una onda de choque. La onda de choque se mueve a una velocidad aprox. de 5000m/s, con una frecuencia de impactos de más de 3000 impactos/min.
1. PERFORACIÓN POR: PERCUSIÓN - ROTACIÓN
ROTACIÓN: La rotación hace girar la broca entre impactos sucesivos, tiene como misión hacer que ésta actúe sobre puntos distintos de la roca en el fondo del taladro. En cada tipo de roca, existe una velocidad óptima de rotación, para la cual, se producen los detritos de mayor tamaño al aprovechar la superficie libre del taladro que se crea en cada impacto. •Pérdida de energía en la unión de barras (8% a 10%) • Onda de choque que llega a la broca, parte se refleja
1. PERFORACIÓN POR: PERCUSIÓN - ROTACIÓN
AVANCE: En la perforación convencional, la máquina está sobre una barra de avance; en una perforación mecanizada la perforadora está montada en una montura y corre a lo largo de un alimentador de avance. Para una DTH, el motor de rotación está localizado en el avance y el mecanismo de impacto esta directamente sobre la broca acompañando a la misma dentro del taladro.
IMPORTANTE •Empuje Insuficiente baja la velocidad de
penetración, produce mayor desgaste •Empuje excesivo baja la velocidad de
penetración, dificulta desenroscado de barras y aumenta desviación de taladros
2. PERFORACIÓN POR: ROTACIÓN -TRITURACIÓN - EMPUJE
Este es un método de intenso desarrollo en la actualidad, se usa en operaciones en tajos abiertos, en rocas más duras, se puede aplicar en rocas de hasta con una compresibilidad de hasta 5000 Kg/cm 2. Usan brocas tricónicas y son de gran diámetro.
2. PERFORACIÓN POR: ROTACIÓN -TRITURACIÓN - EMPUJE
El operador posiciona su equipo en los puntos especificados en el diagrama de perforación Se inicia la perforación con las especificaciones de velocidad de rotación, pulldown (empuje) y velocidad del aire de barrido según características de la roca a perforar. La adición de una nueva barra se realiza por medio de la misma máquina (carrusel de barras). Finalizada la perforación se procede a retirar el set de aceros desde el taladro (izamiento), y el equipo se retira hacia otro punto.
2. PERFORACIÓN POR: ROTACIÓN -TRITURACIÓN - EMPUJE
EMPUJE (PULLDOWN) vs VELOCIDAD DE ROTACIÓN SEGÚN TIPO DE ROCA
TIPO DE ROCA
EMPUJE PULLDOWN
VELOCIDAD DE ROTACIÓN
Dura
Mayor
Menor
Suave
Menor
Mayor
2. PERFORACIÓN POR: ROTACIÓN -TRITURACIÓN - EMPUJE
TRANSMISIÓN DE LA ENERGÍA . Es transmitida hasta la roca a través de los tubos o barras de acero, los que puestos en rotación fuerzan la broca contra la roca para obtener la trituración
2. PERFORACIÓN POR: ROTACIÓN -TRITURACIÓN - EMPUJE
AVANCE: La fuerza de avance es utilizada para presionar constantemente los botones de la broca contra la roca, a diferencia de percusión que se realiza la penetración por la onda de choque
3. PERFORACIÓN POR: ROTACIÓN - CORTE
Existen equipos de perforación para rocas de dureza media a blanda y de una compresibilidad de roca de hasta 1500 Kg/cm 2. Ejem: Los roadheader. Hay otros equipos con principio de rotación-corte para rocas de mayor dureza como los Tunnel Boring Machine (TBM) y los Raise Borer para chimeneas
3. PERFORACIÓN POR: ROTACIÓN - CORTE
TRANSMISION DE LA ENERGÍA.- La energía es transmitida por los brazos de acero, tubos de acero o tracción, que mediante rotación y presión fuerzan a los insertos contra la roca. El filo de los insertos genera una presión en la roca, la que a su vez lo quiebra y desprende en trozos. AVANCE: La fuerza de avance deberá mantener los insertos de la broca o head (Roadheader ), del disco cortante (TBM) y el “ reamer ” o escariador (Raise Borer) en contacto continuo con la roca durante la rotación.
4. PERFORACIÓN POR: ROTACIÓN - ABRASIÓN
Este principio, es usado en perforaciones de prospección cuando se desea obtener un testigo. En este caso, se usa una broca en forma de anillo con insertos de diamante que, al girar corta a la roca generando testigos en forma cilíndrica.
4. PERFORACIÓN POR: ROTACIÓN - ABRASIÓN
REMOCIÓN DE DETRITOS 1. BARRIDO POR AGUA 2. BARRIDO POR AIRE 3. BARRIDO POR ESPUMA BARRIDO INSUFICIENTE: •Mayor riesgo de que la barra o broca se atasque. (en fisuras) •Poca eliminación de detritos implica menor impacto. •Menor velocidad de penetración. •Mayor desgaste diametral de la broca. •Mayor daño en los aceros de perforación.
REMOCIÓN DE DETRITUS BARRIDO: Para que la perforación resulte eficaz, es necesario que el fondo de la perforación se mantenga constantemente limpio evacuando el detrito justo después de su formación. Si esto no se realiza, se consumirá una gran cantidad de energía en la trituración de esas partículas traduciéndose en desgastes y pérdidas de rendimientos, además del riesgo de atascos. IMPORTANTE •El barrido con aire se utiliza en trabajos a
cielo abierto, donde el polvo producido puede eliminarse por medio de captadores. El barrido con agua es el sistema más utilizado en perforación subterránea que sirve además para suprimir el polvo •Las partículas se evacuan por el espacio
anular comprendido entre las barras y la pared de la perforación •Importancia del detritos como material de
taco y como muestreo
CUALIDADES DE LOS TALADROS DIÁMETRO DEL TALADRO
RECTITUD O DESVIACIÓN
LONGITUD DEL TALADRO
ESTABILIDAD DEL TALADRO
Dirección de foliación
BARRENOS Y BROCAS
BARRENOS Y BROCAS
BARRENOS Y BROCAS
TIPOS DE BARRENOS 1. Barrenos integrales
2. Barrenos simples con brocas descartables (Cono o rosca)
3. Barrenos extensibles
1. BARRENOS INTEGRALES
SERIE DE BARRENOS INTEGRALES
1
2
3
PATERO: 2-3’ SEGUIDOR: 5’
PASADOR: 7’ a más
1
> 2 > 3
2. BARRENOS SIMPLES CON BROCAS DESCARTABLES Barrenos simples con terminal en cono o rosca para el empate con la broca y permite mayor rendimiento que los barrenos integrales
3. BARRENOS EXTENSIBLES Son barras roscadas, pueden unirse formando un tren de barras para perforar taladros largos, las barras tienen rosca y se unen mediante coplas
Copla
Adaptador de culata
3. BARRENOS EXTENSIBLES
TIPOS DE BROCAS Según la forma del inserto: Inserto tipo cincel Inserto con botones Brocas tricónicas El de botones y tricónicos tienen formas secundarias que serán usadas de acuerdo al tipo de roca, por ejemplo con insertos o botones redondos para roca dura y con botones alargadas para roca suave
TIPOS DE BROCAS Según impacto en la roca: - De corte: Generalmente empleadas en perforación de producción con diámetros menores, entre 1” a 6” ,
dispositivo de corte cincel o botones. -Rotatorias: Brocas tricónicas, formadas por tres conos dentados acoplados a un cuerpo fijo o carcasa. Estos conos giran libremente alrededor del eje de la broca cuando ésta entra en movimiento triturando a la roca. Son de gran díametro de 6” a 15”.
- Diamantinas: Empleadas en prospección geológica generalmente huecas para permitir la extracción de roca o mineral que va siendo perforado (testigo), tienen insertos muy finos de diamante embebidos en una masa o matriz fundida, dura.
PARTES DE UNA BROCA DESCARTABLE
Brocas descartables
BROCAS TRICÓNICAS
BROCAS TRICÓNICAS
BROCAS TRICÓNICAS
PARTES INTERNAS DE BROCA TRICÓNICA
Conjunto de rodamientos con infiltraciones de plata
Cojinetes de bola, aseguran la retención del cono
Sello en la superficie de contacto cono/muñón Boquillas que dirigen el flujo al fondo del taladro
Sistema de compensación que incluye un depósito de grasa y un sistema de cojinete/sello
PARTES EXTERNAS DE BROCAS TRICÓNICAS
PARTES EXTERNAS E INTERNAS DE UNA BROCA TRICÓNICA
OTROS TIPOS DE BROCAS 8 1/2 y 121/4 pulg 81/2
121/4
81/2
121/4
81/2
121/4
BROCAS PARA EQUIPO DTH
S R E M A E R Y S A C O R B , S O N E R R A B
APLICACIONES DE LA PERFORACIÓN EN MINERÍA
1. Perforación manual 2. Perforación mecanizada 3. Perforación secundaria 4. Perforación para desarrollo subterráneo (horizontal, inclinado y vertical) 5. Perforación de producción subterráneo y superficial. 6. Perforación para sostenimiento 7. Perforación para exploración
RECTITUD Y DESVIACIÓN DE LOS TALADROS En tajo abierto: Son de gran diámetro, se perfora en bancos hacia abajo, pueden ser errores de espaciamiento entre taladros, desviación, irregularidades en diámetro interior por terreno suave o incompetente, orientación de los taladros, caída de detritos y errores de sobreperforación (normalmente varía entre 10 a 12% bajo el nivel del piso del banco).
RECTITUD Y DESVIACIÓN DE LOS TALADROS Fallas de perforación en taladros de pequeño diámetro en subterráneo Los errores son significativos, especialmente si afectan al arranque o salida del disparo. Entre ellos tenemos: a. En arranques Insuficiente diámetro o número de taladros de alivio. .
RECTITUD Y DESVIACIÓN DE LOS TALADROS b. Desviaciones en el paralelismo En este caso el burden no se mantiene uniforme, resulta mayor al fondo lo que afecta al fracturamiento y al avance. Este problema es determinante en los arranques y en la periferia (techos) de túneles y galerías.
RECTITUD Y DESVIACIÓN DE LOS TALADROS c. Espaciamientos irregulares entre taladros Propician fragmentación gruesa o soplado del explosivo.
RECTITUD Y DESVIACIÓN DE LOS TALADROS d. La irregular longitud de taladros Influye en el avance (especialmente si el de alivio es muy corto) y también determina una nueva cara muy irregular.
RECTITUD Y DESVIACIÓN DE LOS TALADROS e. Intercepción de taladros Afecta a la distribución de la carga explosiva en el cuerpo de la roca a romper.
RECTITUD Y DESVIACIÓN DE LOS TALADROS f. Mayor número de taladros que los necesarios o diámetros muy grandes; pueden determinar sobrecarga, que impactará a la roca circundante, provoca el fly rock .
DIRECCIÓN DE LA PERFORACIÓN - MINA SUBTERRÁNEA La dirección de perforación perforación en el minado minado para producción, producción, varía principalmente según el método método de explotación, explotación, potencia de la estructura mineralizada, mineralizada, tipo de equipo a utilizar, y pueden ser: a. Perforación en dirección vertical o inclinada hacia arriba ( Upper drill ) b. Perforación en dirección horizontal ( breasting) c. Taladros largos ( Radial, abanico y paralelo)
DIRECCIÓN DE LA PERFORACIÓN - MINA SUBTERRÁNEA a) La perforación en dirección vertical o inclinada (Upper drill) Ventajas: 1.La perforación y la limpieza del disparo son operaciones independientes 2.Permite alto grado de uso del equipo y facilita el planeamiento del trabajo. 3. Voladura Voladura con mayor número de taladros, aumentando la eficiencia. Desventajas: 1. La altura del corte después del disparo. 2. Su rigidez, que da problemas cuando los límites de vetas son ir regulares. 3. Buen control en la perforación para evitar techo disparejo y r ocas sueltas
DIRECCIÓN DE LA PERFORACIÓN - MINA SUBTERRÁNEA b) La perforación horizontal (Breasting) - Ventajas: - La altura del tajeo se reduce después del disparo haciendo fácil el desatado del techo y mejorando la estabilidad. - La estabilidad del techo del tajeo, se mejora con voladura controlada ( smooth blasting) - Permite controlar fácilmente la dilución - La perforación horizontal es más eficiente cuanto mayor sea el tamaño del disparo, el ancho del tajeo de ninguna manera puede ser más amplio que el cuerpo del mineral. - Los equipos de perforación pueden ser convencionales o mecanizados - Mejor resultado de la perforación horizontal se obtiene con jumbos y con relleno hidráulico - Incrementa la productividad al permitir aumentar la mecanización. - Incrementa la seguridad al reducir la altura de los cortes y mejorar su estabilidad.
DIRECCIÓN DE LA PERFORACIÓN - MINA SUBTERRÁNEA c. Taladros largos ( Radial, abanico y paralelo) La orientación de los taladros en forma radial o en anillo (Ring), en abanico (Fan) o en paralelo, va depender del buzamiento, potencia del yacimiento, tipo de roca, método de explotación y equipo adecuado.
Abanico (Fan)
Paralelo
Radial o anillo (Ring)
Inclinados
A Í R E N I M N E N Ó I C A R O F R E P A L E D S E N O I C A C I L P A
A I C N E R E L F A S I N R A E R T T A E M D E A D M E T S I S