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    Métodos y equipos de

    perforación I

    ESCUELA DE INGENIERIADE MINAS

    Ing Manue! "igueroa Ga!iano

    MA#UINARIA MINERA

    1Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    Existen distintos métodos de perforación de rocas,diferenciados principalmente por el tipo de energía

    que utilizan (Ej: mecánicos, térmicos, hidráulicos,etc. . En minería ! en o"ras ci#iles la perforación serealiza, actualmente, utilizando energía mecánica.

    IN$R%DUCCI&N

    2Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    PERFORACION TERMICA (JET PIERCING)

    El origen de este método se remonta a $%&', cuando tores lointentó aplicar en )lemania en una mina con #etas de cuarzo. En ladécada de los a*os + se lle#aron a ca"o experiencias en los!acimientos de taconitas en la zona de -esa"i, ! fue después de$% ' cuando, con el empleo de quemadores con dise*o especial seconsiguió realizar una perforación eficiente ! con altosrendimientos, "asada en la decrepitación de la roca en lugar de sufusión, gracias a los rápidos cam"ios de, temperatura producidospor el #apor de agua ! los gases de com"ustión, que a su #ezsir#en para e#acuar los detritus producidos.

    )ctualmente, este método ha perdido campo de aplicación frente alas grandes perforadoras rotati#as, quedando su empleo reducidoal corte de rocas ornamentales.

    3Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    Proceso de Perforación TérmicaEl proceso de penetración depende de una característica de lasrocas que se denomina decrepita"ilidad ( palla"ilit! ! que se "asa

    en la diferente capacidad de dilatación con la temperatura de loscristales constitu!entes de las rocas./as propiedades que afectan a la decrepita"ilidad de las rocas sonmu! complejas, pero puede esta"lecerse la siguiente relación:

    “To” es a !em"era!#ra cr$!ica a a c#a a roca "asa a ser " %s!ica&'e n a ec#ación an!erior* as rocas ser%n m%s f%ci men!e "erfora+ es cones!e mé!odo c#ando,

    • E-is!a #na a !a di a!ación !érmica "or de+a.o de /00 1 C&• A !a dif#si2idad !érmica a !em"era!#ras inferiores a os 3004C&• Es!r#c!#ra in!er ran# ar 5omo énea sin "rod#c!os de a !eración* arci as*cao ines* micas* e!c&

    • Red#cido "orcen!a.e de minera es + andos de +a.a !em"era!#ra de f#sión odescom"osición& 4Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    El equipo "ásico o quemadorconsiste en una cámara decom"ustión, donde se atomiza el

    com"usti"le (gas0oil que semezcla con el oxígeno al seralimentados "ajo presión. Elin!ector incrementa la #elocidad desalida de los gases de com"ustión.

    /a temperatura de la llama puedellegar en el extremo del quemadora los +. 12 cuando se in!ectaoxígeno ! a los &. 12 si es airecomprimido.El agua de refrigeración alrededordel quemador e#ita su fusión !a!uda en su escape como #apor alaumentar los gases ! la presión dee#acuación de los detritus .

    Sección de un Quemador 5Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    Ing. Manuel Figueroa Galiano 6

    ' ( Descripción de perforadoras

    ' ( ' )erforadora *gnea o $ér+ica ,-et piercing. c/orrota!adrante0

    a Caracter1sticasConsiste en preparar el taladro desintegrando las rocas con un chorro degases a 2 200°C y a una elocidad supers!nica de 1 "00 #$s yalternados con chorros de agua y por giro de la colu#na de per%oraci!n.

    &a per%oradora est' e(uipada con siste#as auto#'ticos (ue #antienenla distancia !pti#a entre el #echero y el %ondo del taladro y regulan laproporci!n de co#)usti)les.

    *e han logrado aperturar taladros de 1" a 22 c#. +e di'#etro y hasta20 . +e longitud.

    &a elocidad de per%oraci!n llega hasta 15 #$hora.

    ,n escala industrial s!lo es utili-ada en e plotaci!n a cielo a)ierto.

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    7/58Ing. Manuel Figueroa Galiano /

    erosene o petr!leo consu#o de 150 gl$horageno consu#o de 350 # $hora

    gua consu#o de 3 # $hora

    , isten per%oradoras (ue utili-an 'cido n trico7 aire co#pri#ido y o genoc Co+ponentes

    M2sti!Dispositi3os de ad+isión deo41geno. 5erosene y aguaMecanis+o rotati3o ,67 +otorese!éctricos0Reductor de R)M8ari!!a9e o :arra de perforación ;'inc/e con ca=!es deacero y po!easDepósito de agua. 5erosene yo41geno

    Ca!entador de agua:o+=as de i+pu!sión de agua.5erosene y o41geno"!uidó+etros ,contro! deconsu+o de agua. 5erosene yo41geno0Manó+etros ,contro! de presiónde agua. 5erosene y o41geno0)!atafor+a so=re orugasCa=ina y ta=!ero de contro!

    Siste+a auto+2tico de distancia+ec/ero?fondo de! ta!adro

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    Cor!e de rocase utiliza en canteras de granito ornamental en la fase primaria de

    independización de "loques del macizo rocoso, a"riendo rozas ocanales trans#ersales a los "ancos de explotación de una anchurade 3 a 4 mm ! una profundidad que puede llegar a los $ m.Ventajas :

    5osi"ilidad de perforar formaciones mu! duras ! a"rasi#as.6acilidad para ensanchar los "arrenos.Eliminación parcial del arranque con#encional con explosi#os enrocas ornamentales.

    )ltas #elocidades de perforación en rocas que decrepitan "ien.

    Desventajas:/as máquinas compara"les a las grandes perforadoras rotati#asson caras.El costo de la energía es mu! alto.Ele#ado ni#el de ruido ! poco control so"re el pol#o producido &

    "Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    ,l 9erosene y o geno gaseoso son aportados por conductos dela colu#na de per%oraci!n a la c'#ara de co#)usti!n7alcan-ando altas te#peraturas y estos productos deco#)usti!n son proyectados desde las )o(uillas del #echerode reacci!n con una elocidad supers!nica y %unden la roca7para luego reci)ir una inyecci!n de agua %r a (ue agrietan laroca esta agua es transportada por la colu#na deper%oraci!n : si la energ a cin;tica ele ada de los chorros degas proporciona el arran(ue de las part culas desintegradas dela roca.

    &os productos de co#)usti!n y el apor de agua engendradosdurante la per%oraci!n an e acuando la roca desintegrada del%ondo del taladro a supereto al #'stil.

    d& F#ncionamien!o&

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    /a distri"ución porcentual de los costos, de acuerdo con elurface -ining, es la siguiente:

    78xigeno999999999999999999 +$.-ano de o"ra999999999999999. $ .2oncesión de patente99999999999.. $$.

    as0 oil99.999999999999999.. $ .

    Escariadores99999999999999...... $ .+Energía999999999999999999 $.+-antenimiento999999999999999 $4.

    )gua9999999999999999999. .

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    PERFORACION CON C7ORRO 8E AG9A/os equipos constan "ásicamente de una central hidráulicaaccionada por un motor eléctrico, ! acoplada a una "om"a

    hidráulica de alta presión, que a su #ez acciona un multiplicador depresión, constituido por un pistón de do"le efecto ! mo#imientoalternati#o, capaz de realizar entre 3 ! 4 ciclos por minuto. El efecto multiplicador se consigue por la diferencia relati#a desuperficies acti#as del pistón, uno de los cuales impulsa el agua atra#és de una "oquilla in!ectora de zafiro sintético con un orificio de

    .$ a $ mm de diámetro. )ctualmente, en minería se utilizan en el corte de rocasornamentales ! en la perforación de "arrenos para anclaje endiámetros de & ! +& mm.

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    Mé!odos de "erforación de rocas )ctualmente, en tra"ajos de minería tanto a tajo a"ierto comoen minería su"terránea ! en o"ras ci#iles, la perforación serealiza utilizando energía mecánica, lo que define distintosmétodos de perforación ! componentes de perforación.

    :os "rinci"a es com"onen!es de #n sis!ema de"erforación de es!e !i"o son,

    a) 5erforadora, fuente de energía mecánica.

    +) ;arillaje, medio de transmisión de dicha energía.

    c)

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    C asificación de as "erforaciones;& 'e n e mé!odo mec%nico de "erforación

    a) Mé!odos ro!o"erc#!i2os, son mu! utilizados en la"oressu"terráneas ! tra"ajos menores en minería a cielo a"ierto(precorte , tanto si el martillo se sit=a en la ca"eza como en elfondo de la perforación. En este método tiene lugar la accióncom"inada de percusión, rotación, "arrido ! empuje.Perforación ro!o"erc#!i2a, corresponde al sistema másclásico de perforación de rocas, utilizado desde el siglo >?>.En este tipo de perforación se emplea la acción com"inada depercusión, rotación, empuje ! "arrido, !a sea en equiposmanuales para la"ores menores (peque*a minería ! o"rasci#iles de poca en#ergadura o mecanizados( principalmenteen minería su"terránea de gran escala minas su"terráneas !en o"ras ci#iles de gran en#ergadura, como la construcción de

    una ca#erna o t=nel carretero. 15Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    /as principales #entajas de este método de perforación, encomparación al método rotati#o, son:

    0 5ermite una amplia gama de diámetros de perforación(desde $@ hasta 4@ .

    0 Es aplica"le a todos los tipos de roca, desde "landas hastaduras.

    0 En el caso de perforación mecanizada, los equipos tienengran mo#ilidad (puede ser montada la perforadora encamiones so"re ruedas .

    0 Aequiere de una persona para operar la perforadora.

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    +) Mé!odos ro!a!i2os, se su"di#iden en dos grupos, seg=n sila penetración en la roca se realiza por trituración (triconos opor corte ("rocas especiales . El primer sistema se aplica en

    rocas de dureza media a alta ! el segundo en rocas "landas.En este tipo de perforación no existe la percusión.

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    +) Perforación mecani>ada, en una perforación mecanizada,los equipos #an montados so"re estructuras llamadas orugas,desde donde el operador controla en forma cómoda todos los

    parámetros de perforación.

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    ?& 'e n e !i"o de !ra+a.o

    a) Perforación de +an=#eo, perforaciones #erticales o

    inclinadas utilizadas preferentemente en pro!ectos a cieloa"ierto ! minería su"terránea (/.

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    +) Perforación de a2ance de a er$as @ ! ne es, perforaciones preferentemente horizontales lle#adas a ca"oen forma manual o mecanizada. /os equipos ! métodos

    #arían seg=n el sistema de explotación, pero por lo generalpara minería en gran escala su"terránea se utilizan losequipos de perforación llamados @jum"os@, que poseendesde uno a tres o más "razos de perforación ! permiten

    realizar las la"ores en forma rápida ! automatizada

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    c) Perforación de "rod#cción , con este nom"re se conoceel conjunto de los tra"ajos de extracción del mineral que serealiza en las explotaciones mineras. Cna perforación de

    producción corresponde a la que se ejecuta para cumplir losprogramas de producción que están pre#iamenteesta"lecidos.

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    d) Perforación de c5imeneas @ "i=#es , se trata de lasla"ores #erticales, que son mu! utilizadas en mineríasu"terránea ! en o"ras ci#iles. En ellas se emplean métodos

    de perforación especiales, entre los cuales destacan el Aaise

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    e) Perforación con rec#+rimien!o , se utiliza por ejemplo, enperforación de pozos de captación de aguas ! perforacionessu"marinas.

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    /os recu"rimientos pueden estar formados por lechos naturales dearcillas, arenas, gra#as, etc., así como por rellenos de materialescompactados o no, escolleras, pedraplenes, etc.

    /a perforación puede realizarse, como se #erá a continuación, conmartillo en ca"eza o martillo en fondo ! consiste en atra#esar elrecu"rimiento al mismo tiempo que se lle#a a ca"o la entu"ación,para proseguir después el "arrenado en la roca compacta.

    Cna característica importante de estas técnicas es que el "arrido

    de"e ser mu! eficaz, pudiendo realizarse a tra#és de un adaptadoro espiga con circulación central de fluido, o por medio de unaca"eza de "arrido independiente o lateral, en cu!o caso la presióndel fluido de"e ser ma!or.

    /os dos métodos desarrollados se conocen por O8 @ O8E . 25Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    Mé!odo O8En este caso la entu"ación se realiza por percusión !rotación utilizando para ello un tu"o exterior dere#estimiento cu!o extremo inferior monta una coronade car"uro de tungsteno. ?nteriormente, se dispone deun #arillaje con#encional cu!a prolongación se lle#a aca"o con manguitos independientes de los tu"os.Fanto los tu"os como el #arillaje se conectan al

    martillo mediante un adaptador de culata especial quetransfiere la rotación ! la percusión a am"os.

    Fig.1 Equipo de Perforación OD

    Fig. . Operaciones en e! sistema OD

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    Mé!odo O8E (O2er+#rden 8ri in Bi!5 !5e Eccen!ric)En este método la entu"ación se efect=a gracias a las #i"raciones dela perforadora ! al propio peso de la tu"ería.

    El equipo consiste en una "roca escariadora excéntrica que ejecutaun taladro de un cali"re ma!or que el del tu"o exterior que desciendea medida que a#anza la perforación. Cna #ez alcanzada laprofundidad pre#ista, la sarta gira en sentido contrario, de modo quela "roca escariadora se #uel#e concéntrica perdiendo diámetro,pudiendo así extraerse por el interior de la tu"ería de re#estimiento.

    ) continuación, se introduce el #arillaje con#encional ! se contin=a laperforación .

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    f) Perforación con sos!enimien!o de rocas, este tipo deperforación se utiliza principalmente en la"ores su"terráneascuando se requiere colocar pernos de anclaje, ! se realiza

    como método de fortificación para dar así esta"ilidad al macizorocoso.

    2"Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    E=#i"os de Perforación man#a &

    istema de perforación más con#encional de perforación,utilizado mu! frecuentemente para la"ores puntuales ! o"rasde peque*a escala de"ido principalmente a la facilidad en lainstalación de la perforadora ! los requerimientos mínimos deenergía para funcionar (un compresor portátil . Esto permiterealizar la"ores de perforación en zonas de difícil acceso sin

    que sea necesario personal mu! experimentado para laoperación ! mantención de las perforadoras, lo que significaun menor costo por metro perforado.

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    Perforación man#a con mar!i o en ca+e>a

    Este sistema de perforación se puede calificar como el másclásico o con#encional, ! aunque su empleo poraccionamiento se #io limitado por los martillos en fondo !equipos rotati#os, la aparición de los martillos hidráulicos en ladécada de los setenta lo ha hecho resurgir, ampliando su

    campo de aplicación.

    30Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    Perforadoras ne#m%!icasEn este tipo de perforadoras, el martillo es accionado por airecomprimido. /os principales componentes de este sistema

    son:2ilindro cerrado con una tapa delantera que dispone de unaa"ertura axial donde #a colocado el elemento porta"arras, asícomo un dispositi#o retenedor de "arras de perforación.

    El pistón, que con su mo#imiento alternado golpea el #ástagoo culata a tra#és de la cual se transmite la onda de choque alas "arras.

    /a #ál#ula, que regula el paso de aire comprimido en un

    #olumen determinado ! de manera alternati#a a la parteanterior ! posterior del pistón.El mecanismo de rotación, !a sea de "arra estriada o derotación independiente.El sistema de "arrido, que consiste en un tu"o que permite elpaso del aire hasta el interior de las "arras. 31Ing. Manuel Figueroa Galiano

    Accesorios

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    Accesorios

    a& Em"#.adores, son los accesorios utilizados para dar elempuje que requiere la perforadora.

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    +& arrenos in!e ra es, es elconjunto de "arras que unen lafuente de energía mecánica(pistón con la roca medianteel "it. /as "arras integralesestán constituidas por unculatín que está en contactodirecto con el pistón de laperforadora ! una "arra que #aunida a la "roca o "it, que es elelemento que está en contacto

    con la roca. Este dispositi#o esel que ejerce el mecanismo defractura ! a#ance so"re elmacizo rocoso .

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    Carac!er$s!icas "rinci"a es/as longitudes de perforación que se alcanzan mediante estesistema de perforación neumático suelen no superar los + mde"ido a las importantes pérdidas de energía en la transmisiónde la onda de choque ! des#iaciones que tienen lugar en laperforación.

    Característica Valores

    Aelación diámetro pistónGdiámetro de perforación $HG$,' mmGmm

    2arrera del pistón +H 0 %H mm

    6recuencia de golpeo $H a + golpesGmin.

    ;elocidad de rotación 0 A5-

    2onsumo relati#o de aire &,$ 0 &,4 (m+Gmin cm. diámetro

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    El campo de aplicación de las perforadoras neumáticas de

    martillo en ca"eza se ha ido estrechando cada #ez más haciaperforaciones cortas 0de longitudes entre + ! $H m, !diámetros entre H mm a $ mm0, fundamentalmente de"idoa que la frecuencia de impactos ! la forma de la onda dechoque que se transmite con pistones de gran diámetroconlle#an a un ele#ado consumo de aire comprimido (&,m+Gmin por cada centímetro de diámetro ! a fuertesdesgastes que se producen en todos los accesorios ("arras,manguitos, "rocas, etc. . Estas características constitu!en laprincipal des#entaja de las perforadoras neumáticas.

    Io o"stante, estos equipos presentan a=n numerosas#entajas

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    0 ran simplicidad de manejo.

    0 6ia"ilidad ! "ajo costo de mantenimiento.

    0 6acilidad de reparación.

    0

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    Perforación Mecani>ada

    /a necesidad de incrementar los diámetros de perforación(so"re +@ para responder a ma!ores ritmos de producción enlos tra"ajos mineros, ! el desarrollo tecnológico en el ám"itode la automatización de las operaciones introdujeronimportantes cam"ios a la perforación de rocas.

    /a mecanización utiliza sistemas que permiten relacionar los#alores de las #aria"les de rotación, empuje, percusión,

    "arrido con los de las #aria"les dependientes de la roca(dureza, resistencia ! con las posi"ilidades de los equipos deperforación, en función de una ma!or #elocidad de penetración! ma!or rendimiento, que en definiti#a lle#an a un menor costo

    por metro perforado. 3/Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    Perforadoras 5idr%# icas con mar!i o en ca+e>a (O&T&7)

    ) finales de los a*os sesenta ! comienzo de los setenta tu#o

    lugar un gran a#ance tecnológico en la perforación de rocas acausa del desarrollo de los martillos hidráulicos.

    Cna perforadora hidráulica consta "ásicamente de los mismoselementos que una neumática. in em"argo, la principaldiferencia entre am"os sistemas radica en que las perforadorashidráulicas utilizan un motor que act=a so"re un grupo de"om"as, las que suministran un caudal de aceite que accionalos componentes de rotación ! mo#imiento alternati#o del pistón.

    3"Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    )unque en un principio la introducción de estos equipos fuemás importante en tra"ajos su"terráneos, con el tiempo sehan ido imponiendo en los tra"ajos de perforación desuperficie, complementando a las perforadoras neumáticas./a perforación hidráulica supone una superioridad tecnológicaen relación con la perforadora neumática de"ido a las

    siguientes características:Menor cons#mo de ener $a,

    /as perforadoras hidráulicas tra"ajan con fluidos a presionesmu! superiores a las accionadas neumáticamente !, además,las caídas de presión son mucho menores. 5or lo tanto, lautilización de la energía es más eficiente, siendo necesariosólo $G+ de energía de la que se consume con los equipos

    neumático 38Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    Menor cos!o de accesorios de "erforación , en los martilloshidráulicos la transmisión de energía se efect=a por medio depistones más alargados ! de menor diámetro que los de losmartillos neumáticos. /a fatiga generada en las "arrasdepende de la sección ! del tama*o del pistón. /a forma de la

    onda de choque es mucho más uniforme en los martilloshidráulicos que en los neumáticos, donde se producen ni#elesde tensión mu! ele#ados que son el origen de la fatiga so"reel acero ! de una serie de ondas secundarias de "ajocontenido energético. En la práctica, se ha compro"ado que la#ida =til de la sarta se incrementa en & 7 para perforadorashidráulicas.

    40Ing. Manuel Figueroa Galiano

    http://www.codelcoeduca.cl/divisiones/definiciones/s.htmlhttp://www.codelcoeduca.cl/divisiones/definiciones/s.html

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    Ma@or ca"acidad de "erforación , de"ido a la mejor

    transmisión de energía de la onda, las #elocidades depenetración de las perforadoras hidráulicas son entre H 7 !$ 7 ma!ores que en los equipos neumáticos.

    Me.ores condiciones am+ien!a es , los ni#eles de ruido enuna perforadora hidráulica son sensi"lemente menores alos generados por una neumática de"ido a la ausencia delescape de aire. )demás, la tecnología de la perforadorahidráulica ha logrado el desarrollo de mejores dise*os deequipos, haciendo que las condiciones generales de tra"ajo! seguridad sean mucho más fa#ora"les.

    41Ing. Manuel Figueroa Galiano

    d d d ó

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    Ma@or e as!icidad de a o"eración, en la perforadorahidráulica es posi"le #ariar la presión de accionamiento delsistema, la energía por golpe ! la frecuencia de percusión

    Ma@or faci idad "ara a a#!oma!i>ación, estos equipos sonmucho más aptos para la automatización de operaciones, talescomo el cam"io de #arillaje ! mecanismos antiatranque, entreotros .

    5or el contrario, los incon#enientes que presentan son:

    -a!or in#ersión inicial, de"ido a todos los componentesasociados a la perforadora, a su sistema de a#ance

    automático ! a las características de las fuentes de energíaque utiliza (energía eléctrica e hidráulica .Aeparaciones más complejas ! costosas que en lasperforadoras neumáticas, requiriéndose una mejor

    organización ! formación de personal de mantenimiento 42Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    Característica Unidades

    5resión de tra"ajo ',H 0 &H -5a

    5otencia de impacto 3 0 & DJ

    6recuencia de golpeo & 0 H golpesGmin

    ;elocidad de rotación $ 0 H A5-

    2onsumo relati#o de aire ,30 ,% (m+Gmin. cm diámetro

    Princi"a es carac!er$s!icas

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    P f d !i f d (8&T&7)

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    Perforadoras con mar!i o en fondo (8&T&7)

    /os martillos que poseen estos equipos fueron desarrolladospor tenuicD en $%H$, ! desde entonces se han #enidoutilizando tanto en minas a cielo a"ierto como en minassu"terráneas asociadas al uso de métodos de explotación detaladroslargos (/.

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    El funcionamiento de un martillo en fondo se "asa en que elpistón golpea directamente a la "roca durante la perforación,generalmente con una frecuencia de golpeo que oscila entre3 ! $.3 golpes por minutos.

    El fluido de accionamiento es aire comprimido, que sesuministra a tra#és de un tu"o que constitu!e el soporte !hace girar el martillo. /a rotación es efectuada por un simplemotor neumático o hidráulico, montado en el carro situado ensuperficie (figura anterior .

    /a limpieza del detrito se efect=a por el escape del aire del

    martillo a tra#és de los orificios de la "roca.

    45Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    2onsiderando la posi"le percusión en #acío de los martillos,que implica una pérdida de energía, los martillos de estasperforadoras suelen ir pro#istos de un sistema de protección,que cierra el paso del aire al cilindro cuando la "roca no seapo!a en la roca del fondo del taladro.

    En el caso de la perforación de rocas en presencia de agua,puede ocurrir que la columna de agua disminu!a elrendimiento de la perforación, por lo que es aconseja"ledisponer de un compresor con una presión de aire suficientepara proceder a la e#acuación del líquido.

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    En cuanto al empuje, una regla práctica es la de aproximarsea los 4H Dg por cada centímetro de diámetro.

    Cn empuje excesi#o no aumentará la penetración sino queacelerará los desgastes de la "roca ! aumentará losesfuerzos so"re el sistema de rotación. 2uando se perfore aalta presión (en rocas de gran resistencia como un granito seprecisará al inicio una fuerza de a#ance adicional parasuperar el efecto de contraempuje del aire del fondo de laperforación.

    5or el contrario, cuando la profundidad de perforación seagrande (so"re & metros ! el n=mero de tu"os sea tal quesupere el peso recomendado, será necesario entonces que elperforista accione la retención ! rotación para mantener unempuje óptimo so"re la "roca.

    4/Ing. Manuel Figueroa Galiano

    /as #elocidades de rotación recomendadas #arían en función

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    Velocidades de rotación aconsejadasen función del tipo de roca

    Tipo de roca Velocidad de rotación (RPM)

    -u! "landa 03

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    Diámetros recomendados en función deldiámetro de perforación

    Diámetro de perforación (mm) Diámetro de las barras (mm)

    $ &0$$H '3

    $&'0$ $ &

    $H&0$3H $$

    & $H&

    En cuanto al tama*o de las "arras, éstas de"en tenerdimensiones adecuadas que permitan la correcta e#acuación

    de los detritos por el espacio anular que queda entre ellas ! lapared del "arreno. /os diámetros recomendados en funcióndel diámetro de perforación se se*alan en la siguiente ta"la:

    48Ing. Manuel Figueroa Galiano

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    - /a perforación con martillo en fondo presenta #entajas enrelación con la utilización del martillo en ca"eza:

    - /a #elocidad de penetración se mantiene prácticamente

    constante a medida que aumenta la profundidad de laperforación.

    -

    /os desgastes de las "rocas son menores que con martilloen ca"eza de"ido a que el aire de accionamiento que pasaa tra#és de la "roca limpiando la superficie del fondoasciende eficazmente por el peque*o espacio anular quequeda entre la tu"ería ! la pared del pozo.

    0

    0 /a #ida =til de las "arras es más larga en relación con lasutilizadas con martillo en ca"eza.

    - El consumo de aire es más "ajo que con martillo en ca"ezaneumático.

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    - El ni#el de ruido en la zona de tra"ajo es inferior al estar elmartillo dentro de la perforación.

    El martillo en fondo presenta ciertos incon#enientes respectodel martillo en ca"eza, los que se se*alan a continuación:

    - 2ada martillo está dise*ado para una gama de diámetrosmu! estrecha, que oscila entre $& ! so"re & mm.

    0 El diámetro más peque*o está limitado por lasdimensiones del martillo con un rendimiento acepta"le,

    que en la actualidad es de unos '3 mm.-

    Existe un riesgo de pérdida del martillo dentro de los"arrenos por desprendimientos de roca.

    - e precisan compresores de alta presión con ele#adosconsumos energéticos.

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    8imensiones @ carac!er$s!icas "rinci"a es

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    8i%me!rosrecomendadosen f#nción dedi%me!ro de"erforación

    Características Dimensiones

    Kiámetro deperforación (mm $ $&H $H & +

    Kiámetro del pistón(mm 'H %$ $ 4 $ 4 &$3

    2arrera del pistón(mm $ $ & $ & $ $

    5eso del martillo (Dg +4,H 34,H $ 3 $'' 3&

    2onsumo de aire(m+Gmin a $ -5a ,' 3,' $ ,$ $',$ &4,&

    @

    En la siguiente ta"la se se*alan las principales características dealgunos martillos en fondo:

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    Accesorios de "erforación en e=#i"os mecani>ados8es i>aderas

    Cno de los accesorios que sir#en para alojar el elemento deperforación (pistón ! realizar el a#ance en forma mecanizadaes la llamada @deslizadera@, la cual #a montada en los "razosde los jum"os ! a la que se puede incorporar un conjunto de

    aparatos automatizados e integrados al panel de control deloperador.a& 8es i>aderas de cadena, este sistema de a#ance estáformado por una cadena que se desplaza por dos canales !que es arrastrada por un motor neumático o hidráulico, seg=nel fluido que se utilice en el accionamiento del martillo, atra#és de un reductor ! pi*ón de ataque. /a cadena act=aso"re la cuna del martillo que se desplaza so"re el ladosuperior de la deslizadera.

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    Este sistema es mu! utilizado tanto en equipos de superficiecomo su"terráneos de"ido a su "ajo precio, a la facilidad dereparación ! a la posi"ilidad de lograr grandes longitudes deperforación. )lgunos incon#enientes de este sistema son losma!ores desgastes en am"ientes a"rasi#os, el peligro querepresenta si se rompe la cadena perforando hacia arri"a ! ladificultad de conseguir un a#ance sua#e cuando las

    penetraciones son peque*as.

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    +& 8es i>aderas de !orni o, en estas deslizaderas el a#ancese produce al girar el tornillo accionado por un motorneumático. Este tornillo es de peque*o diámetro en relacióncon su longitud ! está sujeto a esfuerzos de pandeo !#i"raciones durante la perforación. 5or esta razón, no sonusuales longitudes superiores a los $,4 m.

    /as principales #entajas de este sistema son: una fuerza dea#ance más regular ! sua#e, ! gran resistencia al desgaste.

    e trata, además, de un sistema menos #oluminoso ! másseguro que el de cadenas.

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    in em"argo, los incon#enientes que presentan son: un altoprecio, ma!or dificultad de reparaci ! n ! longitudes limitadas.

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