perforacion y voladura i- tema 07

PERFORACIÓN Y VOLADURA I

Ing. Benjamín Manuel Ramos Aranda

Setiembre del 2015

UNIDAD I - MÉTODOS Y EQUIPOS

DE PERFORACIÓN.

TEMA Nº 7 – MAQUINAS PERFORADORAS ROTOPERCUTIVA MANUALES Y

ACCESORIOS.

Analiza la aplicación en mina de los diferentes

tipos de perforadoras rotopercutivas manuales

y sus accesorios.

Seleccionar un tipo de perforadora manual de

acuerdo a las características del método de

trabajo ya sea en mina como en civil.

PROPOSITO DE CLASE:

PERFORADORAS ROTOPERCUTIVA S MANUALES Y ACCESORIOS.

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

INTRODUCCION

PERFORADORAS ROTOPERCUTIVA MANUALES Y ACCESORIOS.

Perforación manual: Equipos ligeros operados por

perforistas. Utilizados en trabajos de pequeña

envergadura donde principalmente por

dimensiones no es posible utilizar otras máquinas o

no está justificado económicamente su empleo.

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TIPOS DE MAQUINAS MANUALES

STOPER

JACK - LEG

PICK - HAMMER

JACK - HAMER

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PICK - HAMMER

Perforadora manual

rompe pavimentos

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JACK - HAMER

Perforan hacia abajo

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• 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 – 640 mm

JACK - HAMER

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Características principales

• Peso: 17kg a 23 kg

• Frecuencia: 2040 a 2100 golpes por

minuto

• Rotación: 130 a 170 rpm

VENTAJAS:

Para rocas duras no muy permeables

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Desventajas

Alto nivel sonoro

Desvió de la perforación por la flexibilidad del varillaje

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PARTES DE LA STOPER

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USO DE LA STOPER

Estas máquinas son

empleadas para

perforar chimeneas

verticales ó con

poca inclinación y

tajeo en labores de

explotación

(perforación

vertical hacia

arriba).

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Características principales

• Especificaciones

Diámetro del cilindro 79.40 mm

Carrera del pistón 73.25 mm

Carrera útil del pistón 66.70 mm

Frecuencia de impacto 2250.00 gol/min

Longitud de la perforadora 1549.00 mm

Peso incluyendo la pata de avance 40.80 kg

Diámetro interior del cilindro avance 69.80 mm

Consumo de aire (620 kPa/90 psi) 4.90 m3

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JACK - LEG

Perforan horizontal e inclinada hacia

abajo ó arriba

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USO DE LA JACK - LEG

Estas máquinas son empleadas

para perforar galerías, sub-niveles

y tajeos.

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Características principales

• Especificaciones

Longitud de la perforadora 686.00 mm

Peso de la perforadora 33.00 kg

Carrera del pistón 73.25 mm

Carrera útil del pistón 66.70 mm

Frecuencia de impacto 2250.00 golpes/min

Peso de la Pata 15.00 kg

Carrera de la pata de avance 270.00 mm

Ø interior del cilindro de avance 67.00 mm

Consumo de aire (620 kPa/90 psi) 4.90 m3

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• 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

Ventajas:

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• Peligro al no controlar bien la válvula de circuito de aire

• No recomendable para tiros largos

• perforación ruidosa, contacto directo con el polvo y agua

• Limitante con la altura de la sección

Desventajas:

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ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DE

UNA MAQUINA NEUMÁTICA MANUAL

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CONSTRUCCION BASICA DE UNA

PERFORADORA

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FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA.

Cuando se acciona la llave de

mando de la perforadora hacia

adelante, el aire comprimido penetra

a la máquina por la culata, poniendo

en movimiento al martillo hacia

adelante y atrás y golpeando al

barreno.

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FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA.

Asimismo, un mecanismo especial

lo hace girar, de modo que cada

golpe del martillo se produce en una

posición distinta el barreno.

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FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA.

El agua penetra por la aguja en el

hueco del barreno y va hasta el

fondo del taladro donde forma un

barro con el polvo extrayéndolo

hacia afuera.

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FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA.

Para un mismo diámetro del barreno,

cuanto mayor sea la fuerza del golpe del

martillo, tanto mayor será la velocidad

de penetración del barreno; asimismo,

cuanto mayor sea el número de golpes

por minuto, tanto mayor será el avance.

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PARTES DE UNA MÁQUINA

PERFORADORA.

Toda máquina perforadora se

divide en tres partes principales:

El frontal,

El cilindro

La cabeza

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PARTES DE UNA MÁQUINA PERFORADORA.

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EL FRONTAL

Que consta de:

1)La bocina que tiene por objeto recibir la espiga

del barreno y girar.

2)La grampa con sus resortes, que va al extremo

del frontal y sujeta el barreno.

3)En la parte interior del frontal está el martillo

que golpea el extremo ó culata del barreno.

4)Las dos orejas donde se ajustan las tuercas de

los tirantes.

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EL CILINDRO

1) Dos guías laterales donde asientan los tirantes.

2) Un Hueco por donde sale el aire después de

haber echo mover el martillo. En algunos

modelos, además, hay un tapón con rosca por

donde se puede echar el aceite para la

lubricación.

3) En el interior del cilindro se encuentra los

mecanismos que producen el golpe y rotación

del barreno. Pistón, Chuck, Bushing, etc.

Es la parte más alargada de la máquina y en ella

podemos ver:

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LA CABEZA

Comprende las siguientes partes:

1. Los conductos de entrada del aire y agua con

sus conexiones y cedazos.

2. La válvula de mando para soplar y poner en

funcionamiento la perforadora.

.

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LA CABEZA Continuación

3. La aguja de agua se introduce en la máquina por

el extremo libre de la cabeza y va asegurada por

un tapón con rosca, el agua recorre la aguja a lo

largo de la máquina y por el centro de esta hasta

llegar a la espiga del barreno.

4. En la cabeza se hallan las cabezas de los tirantes,

que en las Stoper aseguran la pata o empujador

con la perforadora, haciendo una sola pieza; y en

las Jack-leg aseguran la manilla o empuñadura.

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PEFORADORA JACK LEG Y

ACCESORIOS

Perforadora Jack Leg (Atlas Copco)

1.- Manguera de aire; 2.- Manguera de agua; 3.- Lubricador

(chanchita); 4.- Empujador neumático

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DIAGRAMA DE MAQUINA PERFORADORA

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EMPUJADORES

LOS EMPUJADORES O

PATAS NEUMATICAS

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LOS EMPUJADORES TAMBIEN

SON CONOCIDOS COMO:

PATA NEUMATICA

AVANCE NEUMATICO

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LOS EMPUJADORES O

PATAS NEUMATICAS

Consiste en un cilindro o tubo con

un pistón dentro, teniendo el

extremo inferior del pie una uña y

una punta al centro, con el objeto de

que se asienten en el piso.

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DIAGRAMA DE EMPUJADOR O

AVANCE NEUMATICO

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

LOS EMPUJADORES O

PATAS NEUMATICAS

En la Stoper el mando se

hace desde la misma

perforadora, con la

misma válvula de aire y

también tiene un mango

que sirve para sujetar la

máquina durante la

operación.

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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

1549.0mm

Peso de la perforadora incluyendo la pierna de

avance

40.8kg

Diámetro interior del cilindro avance

69.8mm

Consumo de aire (620 kPa/90 psi)

4.9 m3

38

ESP

ECIF

ICA

CIO

NES

TEC

NIC

AS

STO

PER

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JACK LEG V/S STOPER ESPECIFICACIONES Carrera del pistón

Frecuencia de impacto

Longitud de la perforadora

Peso de la perforadora

Peso de la pata de avance

Carrera de la pata de avance

Diámetro interior del cilindro de avance

Consumo de aire (620 kPa/90 psi)

JACK LEG STOPER

73.25mm 73.25mm

2250.0g/m 2250.0g/m

686.0mm

1549.0mm

33.0kg

40.8kg

15.0kg

-------------

1270.0mm

--------------

67.0mm

69.8mm

4.9 m3

4.9 m3

39 Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

En la Jack Leg, se

maneja desde la misma

perforadora porque va

conectada directamente

por la parte del cabezal

en otras el pie de

avance puede tener su

propia válvula. El pie de

avance tiene su

agarradera que facilita

su manejo y transporte.

LOS EMPUJADORES O

PATAS NEUMATICAS

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

LOS EMPUJADORES O

PATAS NEUMATICAS

El trabajo del empujador de avance es:

Ejercer permanentemente un empuje sobre el

barreno, para mantener la broca en contacto con

la roca y facilitar la penetración.

Soportar el peso de la máquina perforadora.

Absorber una parte del retroceso.

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ACCESORIOS DE LA PERFORADORA

Son los siguientes:

Mangueras y conexiones.

Lubricador

Barrenos

Brocas

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MANGUERAS Y CONEXIONES

Una manguera es compuesta básicamente

por tres partes:

Tubo interno

Carcaza

Cubierta

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TUBO INTERNO

Tiene por finalidad conducir el

material y resistir la acción del

mismo.

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CARCAZA

Soporta la carga (presión de trabajo), la flexión

y otros esfuerzos a los que es sometida:

Está echa con espirales de alambre de acero

cobreado.

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CUBIERTA

Su función es proteger la carcaza contra

cualquier acción externa que pueda dañarla

(abrasión, lluvia, sol calor, aceite, grasa,

etc.)

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

MANGUERAS Y CONEXIONES

Para la perforación

empleamos las

mangueras de aire y

agua de 1" Y 3/4" de

diámetro

respectivamente con

sus respectivas

conexiones.

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

INSTALACION CORRECTA DE MANGUERAS

Recomendaciones:

Para la manguera de aire el diámetro

mínimo debe ser de 1”

Para la manguera de agua el diámetro

mínimo debe ser de 3/4”

La longitud máxima de mangueras debe ser

de 20 metros

No se debe perforar con manguera

enrollada.

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

INSTALACION CORRECTA DE MANGUERAS

Si se cumplen las recomendaciones

anteriores se consigue las siguientes

VENTAJAS:

Menor perdida de presión por menor

longitud de mangueras

Mayor presión, mayor velocidad de

perforación en menor tiempo

Menor manipuleo de mangueras

Menor peso de mangueras para el

transporte. Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

CONEXIONES

Conexión tipo Sierra

Abrazadera con tuercas

y tornillos duplos

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CONEXIONES

Enganche Rápido Conexiones Spray

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LUBRICADOR

La lubricación de la

perforadora se hace mediante

unos dispositivos llamados

lubricadores,(chanchitas), que

son unos depósitos pequeños

que se intercalan en la

manguera de aire y que una

vez llenos de aceite, aseguran

una alimentación constante de

aceite a la máquina.

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

Algunos de estos lubricadores son

automáticos, o sea que cuando se termina su

contenido de aceite, se corta el paso del aire.

LUBRICADOR

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

ESQUEMA DE UN LUBRICADOR

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BARRENOS

• Es una varilla de acero,

que tiene por objeto

trasmitir el golpe de la

máquina al terreno

donde se realiza la

perforación, debido a

que en su extremo, está

provisto de uno o más

filos cortantes de

mayor dureza que la

roca.

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Barreno Integral

Barra Cónica

Barra Roscada

(Tunelera y Extensión)

Barra Macho/Hembra

(M/f)

Barra-Tubo

CLASIFICACION GENERAL

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PARTES DEL BARRENO INTEGRAL

Orificio de

Barrido

+/- 6,5mm

(1/4”)

Carburizado

Núcleo interior

Capa Exterior

Carburizada

Hexágono Recortado

Broca Sección de Barra Superficie de Impacto

Culatín

Espiga- 108mm

(4-1/4”)

Collarín

Orificio de

barrido Pastilla o

Inserto

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PARTES DEL BARRENO INTEGRAL

1.- ESPIGA, Es la parte del barreno que entra en

la bocina, cuyo extremo denominado culatín

recibe los golpes del martillo. La longitud de la

espiga es de 4 ¼”.

El Culatín es de forma circular plana y a

escuadra con el eje del barreno, al centro del

culatín se encuentra el hueco de entrada de la

aguja de agua de la máquina.

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PARTES DEL BARRENO INTEGRAL

2.- Collarín, Es la prominencia o anillo que sirve

para mantener el barreno en una solo posición

dentro de la bocina de la máquina, a fin de que el

golpe a la carrera del martillo no varíe.

Gracias a la grampa de la máquina, también

permite sacar los barrenos de los taladros ya

perforados.

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PARTES DEL BARRENO INTEGRAL

3.- Agujero de soplado, es el agujero que permite el

pase de agua ó aire hacia la broca.

4.- Sección de la barra ó vástago, es el cuerpo de

barreno y de longitud variada.

5.- Broca, es el dispositivo de corte y tiene una

pastilla en forma de cincel , cruz ó botones.

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

CÓMO TRABAJAN LOS BARRENOS

El barreno es el accesorio de la máquina que

realmente hace la perforación en la siguiente

forma:

a.La espiga, dentro de la bocina de la máquina,

recibe el golpe del martillo.

b.Transmite el golpe al terreno por intermedio de

la pastilla o broca.

c.El filo de corte de la pastilla o de la broca,

produce un corte en el fondo del taladro.

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CÓMO TRABAJAN LOS BARRENOS

d. La bocina de la máquina hace girar al barreno

a una nueva posición durante el retroceso del

martillo.

e. Se produce un nuevo golpe y por consiguiente

un nuevo corte; y, así, sucesivamente.

f. Los sucesivos cortes producen un material

fino de deshecho de la roca.

g. El agua que circula continuamente desde la

máquina a través del barreno llega al fondo del

taladro realizando el barrido del deshecho. Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

JUEGO DE BARRENOS

La perforación de un taladro de cierta

longitud no se hace con un solo barreno, sino

que es necesario usar varios barrenos,

empezándose la perforación con el menos

largo y de mayor diámetro de filo cortante, y

siguiéndose después con los barrenos más

largos y de menor diámetro cada vez.

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

JUEGO DE BARRENOS

El objeto de este método es hacer frente a la

reducción del diámetro, consecuencia del desgaste

por el rozamiento, y conservar así la diferencia que

debe haber siempre entre los barrenos de un juego.

Un juego de barrenos integrales normalmente

consta de las siguientes piezas:

Nombre del barreno

longitud Diámetros

Pies Metros Nuevo Descarte

Patero

Seguidor

Pasador

3 pies (2’ 7”)

5 pies (5’ 2”)

8 pies (7’ 10”)

(o.80m)

(1.60m)

(2.40m)

40mm

39mm

38mm

32mm

31mm

30mm

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BROCAS

Es el dispositivo de corte y tiene una

pastilla en forma de cincel o cruz. Esta es

de una aleación de Tungsteno y Cobalto,

duro y resistente al desgaste

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

TIPOS DE BROCAS DE BARRENOS

INTEGRALES

Cincel

Cruz

Botones

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BROCA EN CINCEL

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

BROCA EN CRUZ

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

BROCA DE BOTONES

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CALIBRACION DE BROCAS

Docente: Ing. Benjamín M. Ramos Aranda

CALIBRACION DE BROCAS

Controle el ángulo del inserto de 110º con la

plantilla.

El radio de curvatura se ajusta según las

condiciones de perforación. El valor de 80 mm. De

la plantilla es adecuado como valor mínimo.

Controle el diámetro de la broca y clasifíquela en

la serie correspondiente al nuevo diámetro.

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HERRAMIENTAS QUE DEBE LLEVAR EL

PERFORISTA.

Juego de barretillas para desatar,

(5’ y 8’).

Llave Stillson de 14“.

Llave saca barrenos.

Pico y lampa.

Combo.

Cuchara de cobre de 6’.

Soplete con su válvula.

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Atacador de madera.

Punzón de madera.

Cuchilla.

Fósforos.

Cordel o pita.

Cuñas de madera.

Etc

HERRAMIENTAS QUE DEBE LLEVAR EL

PERFORISTA.

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