p y t 2014 2 eer 1 perforacion
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FUNDAMENTOS DETECNOLOGIA MINERA
MI 4070
PERFORACION Y VOLADURA
2014-2EDUARDO EGUILLOR RECABARRENeeguillor@perfochile.cl
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ANTECEDENTES
CATEDRA: EDUARDO EGUILLOR RECABARREN
AUXILIAR: MARIA CAMILA GRIGALIUNAS
PROFESORES:
CATEDRA: MARTES
AUXILIAR: VIERNES
HORARIO:
CONTROLES: 1 POR TEMA Y 1 EXAMEN PROYECTO: 1 AVANCE POR TEMA
EVALUACION:
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OPERACIONES UNITARIAS
PERFORACION VOLADURA CARGUIO TRANSPORTE VENTILACION
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PERFORACION Y VOLADURA
CARGA DEEXPLOSIVO
VOLADURA
VENTILACION
ACUADURACARGUIO Y
TRANSPORTE
FORTIFICACION
MARCADO
PERFORACION
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PERFORACION
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PERFORACION
ABRASION
PRIMERA FASE DE LAPERFORACION, ES EL
RESULTADO DEINSUFICIENTE PESOSOBRE EL BIT
APLASTAMIENTO
DEFORMACIONELASTICA
ASTILLAMIENTO
EN ESTA ETAPA LAVELOCIDAD DE
ROTACION ES LAMISMA, PEROAPLICANDO UNMAYOR PESO SOBREEL BIT, GENERANDOPENETRACION DELINSERTO
ROCA PULVERIZADA
FATIGA
EN ESTA ETAPA SEAUMENTA EL PESO
SONBRE EL BITPROVOCANDOFALLA DE LA ROCA,SOBREPASANDO SURESISTENCIA A LACOMPRESIONSIMPLE
CRATER
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PERFORACION
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PERFORACION
PARA VOLADURAS
EXPLORACION
DRENAJES
SOSTENIMIENTO
POZOS DE AGUA
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PERFORACION
CONVERTIR LA ENERGIA ORIGINAL EN ENERGIA DE IMPACTO
MAQUINA PERFORADORA
TRANSMITIR LA ENERGIA DESDE LA PERFORADORA A LAROCA
BARRAS
APLICAR LA ENERGIA MECANICA DISPONIBLE
HERRAMIENTA DE PERFORACION
SACAR EL DETRITUS, ENFRIAR HERRAMIENTA.
FLUIDO DE CIRCULACION
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PERFORACION
METODO
ROTACION
PERCUSION
FUENTE DE ENERGIA
NEUMATICA
HIDRAULICA ELECTRICA
DIESEL
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EQUIPOS
PERFORADORAS
PERCUSION
TOP HAMMERMECANISMO DEIMPACTO Y
ROTACION AFUERADEL HOYO
ROCA DURA AMEDIA-DURA EN
UG Y TUNELES
DOWN THEHOLE
MECANISMO DEIMPACTO EN EL
HOYO, ROTACIONINDEPENDIENTE
ROCA DURA AMEDIA-DURA EN
SUPERFICIE Y UG
ROTARY
APLASTAMIENTO ROLLER BIT
ROCAS SUAVES AMEDIO-DURAS EN
TUNELES UG YSUPERFICIE
CIZALLE DRAG BIT
ROCAS SUAVES AMEDIO-DURAS EN
TUNELES UG YSUPERFICIE
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ENERGIA
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METODOS
DIFERENTES APLICACIONES REQUIEREN
DIFERENTES EQUIPOS Y RENDIMIENTOS PERFORACION ROTATORIA (ROTARY)
DOWN THE HOLE (DTH)
MARTILLO EN CABEZA (TOP HAMMER)
METODOS DE PERFORACION
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ROTARY
ROTACION MEDIANTE MOTORES HIDRAULICOS OELECTRICOS A TRAVES DE UNA CAJA DEENGRANAJES, LLAMADA CABEZAL, LA QUE SUBE Y
BAJA POR EL SISTEMA DE ALIMENTACION DE LATORRE, GENERANDO EL PULL DOWN REQUERIDOPARA DAR PESO AL BIT, EL BARRIDO SE EFECTUA ATRAVES DE LA PARED DEL POZO Y LA BARRANORMALMENTE A TRAVES DE AIRE COMPRIMIDO
de90 a 165 mm
PRINCIPIO ROTARY
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DTH
EL MARTILLO ESTA SITUADO EN EL FONDO DEL POZO,EN CONTACTO DIRECTO CON EL BIT. EL PISTON DELMARTILLO GOLPEA EL BIT RESULTANDO EN UNAEFICIENTE TRANSFERENCIA DE ENERGIA DE IMPACTO
CON MINIMA PERDIDA. EL METODO ELAMPLIAMENTE EN TIROS LARGOS, NO SOLO PARAVOLADURA, TAMBIEN PARA POZOS DE AGUA, GAS,PETROLEO Y POZOS GEOTERMALES. TAMBIEN ESUSADO EN EXPLORACION MEDIANTE AIRE REVERSO
RAJO: 89 mm a 200 mm SUBTERRANEA: 89 mm a 165 mm
PRINCIPIO DTH
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DTH
La velocidad de penetracin semantiene prcticamente constante a
medida que aumenta la profundidad. Los desgastes de las brocas son
menores que con Top Hammer.
Vida ms larga de las barras.
Desviaciones de los tiros muy
pequeas, por lo que son apropiadospara perforaciones de gran longitud.
Se requiere una velocidad derotacin menor que en otrosmtodos de perforacin.
VENTAJAS
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DTHSISTEMA NEUMATICO DTH
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DTH
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DTH
Velocidad de Rotacin(/)=,o(/)
VELOCIDAD DE AVANCE PRACTICA DIAM. PERF. V/S DIAM. BARRAS
CARACTERISTICAS
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TOP HAMMER
EN TERMINOS SIMPLES ESTE SISTEMA VUELVE ALGOLPE MANUAL AL FINAL DE UNA BARRA DE ACEROCON UN MARTILLO. COMO RETROCESO HACE SALTARLA BARRA Y ES ROTADA PARA ASEGURAR QUE ELHOYO ES REDONDO. EN FORMA SIMILAR LA ENERGIADE IMPACTO DEL PISTON ES TRASMITIDA AL BITCOMO ONDA DE CHOQUE. EL CUTTING ESREMOVIDO A TRAVES DE AGUA O AIRE.
RAJO: 51 mm A 127 mm
SUBTERRANEA: 35mm A 89 mm
PRINCIPIO TOP HAMMER
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COMPARACION TOP HAMMER
La diferencia ms importante entre ambos sistemas es
que en lugar de utilizar aire comprimido generado porun compresor accionado por un motor disel o elctrico,para el accionamiento del motor de rotacin y paraproducir el movimiento alternativo del pistn, un motoracta sobre un grupo de bombas que suministran uncaudal de aceite que acciona aquellos componentes.
DIFERENCIA ENTRE TOP HAMMERHIDRAULICO Y NEUMATICO
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TOP HAMMER
FUNCIONAMIENTO
MECANUISMO DE PERCUSION
DISPOSITIVO DE DISTRIBUCION DE AIRE
MECANISMO DE ROTACION
MECANISMO DE EMPUJE O AVANCE
DISPOSITIVO DE BARRIDO DISPOSITIVO DE LUBRICACION
SISTEMA NEUMATICO
TOP HAMMER
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TOP HAMMER
FUNCIONAMIENTO
MECANUISMO DE PERCUSION
DISPOSITIVO DE DISTRIBUCION DE AIRE
MECANISMO DE ROTACION
MECANISMO DE EMPUJE O AVANCE
DISPOSITIVO DE BARRIDO DISPOSITIVO DE LUBRICACION
SISTEMA HIDRAULICO
TOP HAMMER
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ENERGIA
BAJO COSTO
SON LAS MAS UTILIZADAS
PARA CUALQUIER TIPO DE ROCA
RUIDOSAS
GENERAN MUCHO POLVO POCO EFICIENTES
PERFORADORAS NEUMATICAS
ALTA PENETRACION HASTA 50% MAS
MAYOR DURACION DE ACCESORIOS 20 % MAS
ALTA PRODUCTIVIDAD
MENOR RUIDO ACEITE HIDRAULICO SOBRE EL PISTON
POSEEN MOTOR DE ROTACION POR SEPARADO
MENOR CONSUMO DE ENERGIA 1:3
PERFORADORAS HIDRAULICAS
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ENERGIA
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ENERGIA
PERCUCION NEUMATICA
PERCUCION HIDRAULICA
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PERFORACION PERCUTIVA
PROTODIAKONOV (1962)U. S. BUREAU OF MINES
PERFORACION PERCUSION NEUMATICA
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PERFORACION PERCUTIVA
=1/2(2)=
DONDE:= Masa del pistn= Velocidad mxima del pistn= Presin del fluido de trabajo (dentro delcilindro)= Superficie de la cara del pistn.= Desplazamiento del pistn
ENERGIA CINETICA
POTENCIA DEL MARTILLO == Frecuencia de impactos=(()/())1/2
=(()3/21/2)/1/2
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PERFORACION PERCUTIVA
CRS = 0,52,5 (ROCA MENOS COMPETENTE A MAS COMPETENTE)
VELOCIDAD DE AVANCEEN FUNCION DE LAS PROPIEDADES DE LA ROCA
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COMPARACION METODOS
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APLICACIONES
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DESVIACION
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DESARROLLO
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DESARROLLO
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COMPARACION
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APLICACIONES
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APLICACION
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APLICACION
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PERFORACION SUBTERRANEA
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PERFORACION SUBTERRANEA
JUMBO DESARROLLO
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PERFORACION SUBTERRANEA
PRODUCCION
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PERFORACION SUBTERRANEA
SIMBA PRODUCCION
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PERFORACION PRODUCCIONOPEN PIT
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PERFORACION OPEN PIT
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PERFORACION OPEN PIT
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PERFORACION OPEN PIT
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PERFORACION OPEN PIT
a) FORMULA EMPIRICA
b) ENSAYOS DE LABORATORIO METODO DE LA ENERGIA
ESPECIFICA (USBM)
INDICE DE PERFORABILIDAD (DRI)
VELOCIDAD DE PENETRACION
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VELOCIDAD DE PENETRACION
FORMULA EMPIRICA
ROCAS CON RESISTENCIA A LACOMPRESION MAYOR QUE 80 MPA
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VELOCIDAD DE PENETRACIONVELOCIDAD DE PENETRACION
METODO DE USBM
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VELOCIDAD DE PENETRACIOND.R.I. DRILLING RATE INDEX
ENSAYO DE FRAGILIDAD ENSAYO DE PERFORACION
Una fraccin representativa de 500 g de la muestra.
Valor medio del porcentaje de muestra menor de 11,2 mm,denominando al valor obtenido S20
Con una broca de 8,5 mm de dimetro y 110de ngulo debisel, sometida a un empuje sobre la roca de 20 kg y
hacindola girar 280 revoluciones, se efectan de 4 a 8perforaciones en cada probeta. La longitud media de los
taladros expresada en dcimas de milmetro constituye elllamado valor SJ
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D.R.I.
SJ Y S20
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D.R.I.
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VELOCIDAD MEDIA DE PERFORACION
VELOCIDADES MEDIDAS ENAVANCE DE TUNELES
VLOCIDADES PARA DIFERENTESALTURAS DE BANCO CONSIDERANDOEMBOQUILLADO Y MOVIMIENTO DEBARRAS
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COSTO DE PERFORACION
COSTOS DIRECTOS
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PERFORACION ROTARY
Los dimetros de perforacin en minera paracielo abierto van desde 6"a 121/4
(152a311mm).La mayora de las grandes perforadoras vanmontadas sobre orugas planas, ya que staspueden soportar mayores cargas y transmitirmenor presin al suelo en el desplazamiento.El principal inconveniente del montaje sobreorugas es su baja velocidad de traslacin,2a3km/h.
Las fuentes primarias de energa pueden ser:motores disel o elctricos.Con dimetros de perforacin por encima delas 9 suelen ser elctricas
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EQUIPOS ROTARY
HERRAMIENTAS ROTARY
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Trpanos cortantes:
Roca blanda
Trpanos triturantes:
Tres rodillos cnicos condientestriconos
HERRAMIENTAS ROTARY
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VARIABLES DE OPERACION Velocidad de rotacin (rpm)
Fuerza de empuje
Dimetro de perforacin
Velocidad y caudal del aire de barrido
Desgaste de los trpanos
Dureza o resistencia de la roca
VELOCIDAD Y CAUDAL DE AIRE
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VELOCIDAD Y CAUDAL DE AIRE
Aire de barrido tiene tres objetivos: Remocin o barrido del detritus desde el fondo del tiro.
Extraccin del detritus hacia afuera.
Refrigeracin y lubricacin de los rodamientos del tricono.
Velocidad ascensional:
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VLOCIDAD Y CAUDAL DE AIRE
Presin del aire de barrido: refrigerar herramienta Caudal de aire:
Q = rea de la seccin transversal x Velocidad de flujo
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VLOCIDAD Y CAUDAL DE AIRE
CONSUMO DE ENERGIA
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CONSUMO DE ENERGIA
Potencia necesaria para larotacin: T es el torque
N es el nmero de vueltas porminuto, es inversamente
proporcional a la dureza de laroca
CONSUMO DE ENERGIA
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CONSUMO DE ENERGIA
Potencia para el empuje: Para dimetros de 8 a 12 pulgadas,
en rocas medianas a duras (Sc80 a 200 Mpa), se registran
velocidades del orden de 20 a 10[m/hr]
CONSUMO DE ENERGIA
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CONSUMO DE ENERGIA
Potencia por aire debarrido
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FUNDAMENTOS DETECNOLOGIA MINERA
MI 4070
PERFORACION Y VOLADURA2014-2
EDUARDO EGUILLOR RECABARRENeeguillor@perfochile.cl
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