LAS MAQUINARIAS Y EQUIPOS CON LAS QUE SE TRABAJA EN LA MINERA A CIELO ABIERTOMETODOS Y EQUIPOS DE PERFORACIONExisten distintos mtodos de perforacin de rocas, diferenciados principalmente por el tipo de energa que utiliza (Ej. mecnicos, trmicos, hidrulicos, etc.). En minera y en obras civiles, la perforacin se realiza, actualmente, utilizando energa mecnica.

METODOS DE PERFORACION DE ROCASActualmente, en trabajos de minera tanto a rajo abierto como en minera subterrnea y en obras civiles, la perforacin se realiza utilizando energa mecnica, lo que define distintos mtodos de perforacin y componentes de perforacin.Los principales componentes de un sistema de perforacin de este tipo son:Perforadora, fuente de energa mecnica.- Varillaje, medio de transmisin de dicha energa.- Broca o bit, herramienta til que ejerce energa sobre la roca.- Barrido, efecta la limpieza y evacuacin del detrito producido.CLASIFICACION DE LA PERFORACIONESSegn el mtodo mecnico de perforacinMETODOS ROTOPERCUTIVOSSon muy utilizados en labores subterrneos y trabajos menores en minera a cielo abierto (precorte), tanto si el martillo se sita en la cabeza como en el fondo de la perforacin. En este mtodo tiene lugar la accin combinada de percusin, rotacin, barrido y empuje.PERFORACION ROTOPERCUTIVACorresponde al sistema ms clsico de perforacin de rocas, utilizado desde el siglo XIX. En este tipo de perforacin se emplea la accin combinada de percusin, rotacin, empuje y barrido, ya sea en equipos manuales para labores menores (pequea minera y obras civiles de poca envergadura) o mecanizados (principalmente en minera subterrnea de gran escala y en obras civiles de gran envergadura, como la construccin de una caverna o tnel carretero.Las principales ventajas de este mtodo de perforacin en comparacin al mtodo rotativo, son:. Es aplicable a todos los tipos de roca, desde las ms blandas hasta las ms duras.. Permite una amplia gama de dimetros de perforacin (desde 1 hasta 8)..en el caso de perforacin mecanizad, los equipos tienen gran movilidad (la perforadora puede ser montada en camiones sobre ruedas).. Requiere de una persona para operar la perforadora.METODOS ROTATIVOSSe subdividen en dos grupos, segn si la penetracin en la roca se realiza por trituracin (triconos) o por corte (brocas especiales). El primer sistema se aplica en rocas de dureza media a alta y el segundo en rocas blandas. En este tipo de perforacin no existe la percusin.Segn el tipo de maquinariaPERFORACION MANUALEn este tipo de perforacin se usan equipos ligeros operados por perforistas. Este mtodo se utiliza en trabajos de pequea envergadura, donde, principalmente por dimensiones, no es posible usar otras mquinas o no se justifica econmicamente su empleo.PERFORACION MECANIZADAEn una perforacin mecanizada, los equipos van montados sobre estructuras llamadas orugas, desde donde el operador controla en forma cmoda todos los parmetros de perforacin.Segn el tipo de trabajoPERFORACION DE BANQUEOPerforaciones verticales o inclinadas utilizadas preferentemente en proyectos a cielo abierto y minera subterrnea (L.B.H.). Este tipo de perforacin se emplea, en general, para la minera cielo abierto y para algunos mtodos de explotacin subterrnea, como el hundimiento por subniveles.PERFORACION DE AVANCE DE GALERIAS Y TUNELESPerforaciones preferentemente horizontales llevadas a cabo en forma manual o mecanizada. Los equipos y mtodos varan segn el sistema de explotacin, pero por lo general, para minera en gran escala subterrnea se utilizan los equipos de perforacin llamados jumbos, que poseen desde uno a tres o ms brazos de perforacin y permiten realizar las labores de manera rpida y automatizada.PERFORACIN DE PRODUCCIONCon este nombre se conoce al conjunto de trabajos de extraccin del mineral que se realiza en explotaciones mineras. Una perforacin de produccin que estn previamente establecidos.PERFORACION DE CHIMINEAS Y PIQUESSe trata de las labores verticales, que son muy utilizadas en minera subterrnea y en obras civiles. En ellas se emplean mtodos de perforaciones especiales, entre los cuales destacan el Raise Boring y la jaula trepadora Alimak.PERFORACION CON SOSTENIMIENTO DE ROCASEste tipo de perforacin se emplea principalmente en labores subterrneos cuando se requiere colocar pernos de anclaje, y realiza como mtodo de fortificacin para dar as estabilidad al macizo rocoso.EQUIPOS DE PERFORACIN MANUALEs el sistema de perforacin ms convencional de perforacin, utilizado por lo general para labores puntuales y obras de pequea escala debido principalmente a la facilidad en la instalacin de la perforadora y a los requerimientos mnimos de energa para funcionar (un compresor porttil). Esto permite realizar labores de perforacin en zonas de difcil acceso sin que sea necesario personal muy experimentado para la operacin y mantencin de las perforadoras, lo que significa un menor costo por metro perforado.- Perforacin manual con martillo en cabezaEste sistema de perforacin se puede calificar como el mas clsico o convencional, y aunque su empleo por accionamiento se vio limitado por los martillos en fondo y equipos rotativos, la aparicin de los martillos hidrulicos en la dcada de los setenta lo ha hecho resurgir, ampliando su campo de aplicacin.- Perforadoras neumticasEn este tipo de perforadoras, el martillo es accionado por el aire comprimido. Los principales componentes de este sistema son:. Cilindro cerrado con una tapa delantera que dispone de una abertura axial donde va colocado el elemento portabarras, as como un dispositivo retenedor de barras de perforacin.. El pistn, que con su movimiento alternado golpea el vstago o culata a travs de la cual se transmite la onda de choque a las barras.. La vlvula, que regula el paso de aire comprimido en un volumen determinado y de manera alternativa a la parte anterior y posterior del pistn.. El mecanismo de rotacin, ya sea de barra estriada o de rotacin independiente.. El sistema de barrido, que consiste en un tubo que permite el paso del aire hasta el interior de las barras.Caractersticas principalesLas longitudes de perforacin que se alcanzan mediante este sistema de perforacin neumtico suelen no superar los 30 m debido a las importantes prdidas de energa en la transmisin de las ondas de choque y desviaciones que tienen lugar en la perforacin.

- Perforacin mecanizadaLa necesidad de incrementar los dimetros de perforacin (sobre 3) para responder a mayores ritmos de produccin en las faenas mineras, y el desarrollo tecnolgico en el mbito de la automatizacin de las operaciones introdujeron importantes cambios a la perforacin de rocas. La mecanizacin utiliza sistemas que permiten relacionar los valores de las variables de rotacin, empuje, percusin, barrido con los de las variables dependientes de la roca (dureza, resistencia) y con las posibilidades de los equipos de perforacin, en funcin de una mayor velocidad de penetracin y mayo rendimiento, que en definitiva llevan a un menor costo por metro perforado.- Perforadoras hidrulicas con martillo en cabeza (O.T.H)A finales de los aos sesenta y comienzo de los setenta tuvo lugar un gran avance tecnolgico en la perforacin de rocas a causa del desarrollo de los martillos hidrulicos.Una perforadora hidrulica consta bsicamente de los mismos elementos que una neumtica. Sin embrago, la principal diferencia entre ambos sistemas radica en que las perforadoras hidrulicas utilizan un motor que acta sobre un grupo de bombas, las que suministran un caudal de aceite que acciona los componentes de rotacin y movimiento alternativo del pistn.

Principales caractersticas

- perforadoras con martillo en fondo (D.T.H)Los martillos que poseen estos tipos fueron desarrollados por Stenuick en 1951, y desde entonces se han venido utilizando tanto en minas a cielo abierto como en minas subterrneas asociadas al uso de mtodos de explotacin de tiros largos (L.B.H) y (V.C.R).Actualmente, en el caso de obras de superficie, este mtodo de perforacin est indicado para rocas duras y dimetros superiores a los 150 mm.Las velocidades de rotacin recomendadas varan en funcin del tipo de roca. Los valores se sealan en la siguiente tabla:

En la prctica, puede ajustarse la velocidad de rotacin a la de avance utilizado la siguiente expresin:Velocidad de rotacin (RPM)=1.66 x velocidad de penetracin (m/h)En cuanto al tamao de las barras, estas deben tener dimensiones adecuadas que permitan la correcta evacuacin de los detritos por el espacio anular que queda entre ellas y la pared del barreno. Los dimetros recomendados en funcin del dimetro de perforacin se sealan en la siguiente tabla:

Dimensiones y caractersticas principalesEn la siguiente tabla se sealan las principales caractersticas de algunos martillos en fondo:

- PLAN DE VOLADURAEste plan est basado en el tamao de fragmentado que deseamos tener, y la primera condicin es la chancadora, acepta un fragmento de 60cm como tamao mximo, la segunda restriccin que tenemos es la dureza de la roca, la cual nos obliga a utilizar explosivos de alta velocidad de detonacin, o cual eleva el costo de explosivos, sin embargo en el contexto general si obtenemos una buena fragmentacin el gasto elevado en explosivos se ve recuperado en el menor trabajo de la chancadora, la cual requiere de menor energa para triturar los fragmentos. Otras condicin son la temporadas de lluvias, que obliga a utilizar ANFO pesado con mayor proporcin de emulsin para que el explosivo sea resistente al agua, mnimo 72 horas en el taladro.ESTADISTICA PARA EL MATERIAL A VOLAR En esta parte se muestra los tonelajes que debemos disparar abastecer los equipos de carguo, por lo tanto debemos de volar tanto mineral y desmonte como nos solicita el plan de largo plazo.El mineral y desmonte que debemos disparar esta discriminado por cada tipo de roca tanto en la zona de mineral como en desmonte, lo cual nos permite ahorrar en el uso de explosivo.Cada malla antes de ser volada es monitoreada a travs de la velocidad de penetracin de la perforacin, con este factor se obtiene la resistencia un-axial de la roca, cada mala se desarrolla su ndice de volabilidad para afinar el factor de carga, el tamao del fragmento promedio que vamos a obtener para cada tipo de roca y tipo de explosivo a utilizar para ese propsito.LOS CICLOS Y TIEMPOS DE CARGUO Y ACARREO DE MINERAL Y DESMONTECICLO DE CARGUOEs el tiempo que invierte la mquina en cada ciclo de carguo, se mide fcilmente con ayuda de un cronmetro. Se debe medir el tiempo de varios ciclos para obtener el ciclo medio.El tiempo del ciclo depende de varios factores: De la relacin en la capacidad del equipo de carguo y el equipo de acarreo. Normalmente esta relacin es de 3-5:1 es decir que el cargador debe depositar 3/5 cucharones a la volqueta para que quede llena. De la calidad de la voladura Del factor de llenado De la habilidad del operador Estado del piso en el rea de carguoCICLO DE ACARREO O TRANSPORTEEs el tiempo que transcurre desde el momento en que la volqueta inicia su movimiento hacia el cargador para ser llenada, hasta que regresa del botadero y est lista para comenzar otro ciclo. Existen 5 componentes del tiempo total requerido para realizar un ciclo de transporte. Cada uno de estos componentes tiene algunos factores que determinan el tiempo que cada uno requiere.- Carguo- Transporte- Descargue- Retorno- Demoras / esperaCARGUIO Y TRANSPORTE EN UNA MINA A CIELO ABIERTOTipo de Equipos de CarguoLos equipos de cargue empleados ms frecuentemente en Minera a Cielo Abierto se pueden dividir en dos grandes grupos:* Estticos* MovimientoEstticos: Equipos que poseen como medio de traccin orugas y que por consiguiente permanecen largos periodos de tiempo en un mismo sitio. Entre estos equipos tenemos: a) Retroexcavadorasb) Palas Frontalesc) Palas elctricasMovimiento: Equipos que poseen ruedas para su traslacin. En este tipo de equipos su ciclo de cargue es ms desarrollado por cuanto que tiene que hacer varios movimientos, para poder llenar un cucharn de material en el equipo de acarreo en este tipo de equipo pertenecen los cargadores.Mtodos de carguoExisten varios mtodos de cargue, los ms usados en minera son: Carguo Doble Carguo SencilloCarguo Doble: En este mtodo los camiones se ubican a ambos lados de la mquina, y el equipo de cargue va realizando alternamente la operacin con este mtodo se consiguen mayores productividades y rendimientos pero se requiere una gran destreza y conocimiento de los operadores.Carguo Sencillo: Cuando el sitio de cargue se hace difcil por las condiciones del terreno o por el espacio reducido es necesario hacer un carguo sencillo.En este mtodo el equipo de acarreo solo se ubica por uno de los lados del equipo de cargue preferentemente por el lado visible de este.El Inconveniente de este mtodo es que baja la productividad del equipo de carguo.TRANSPORTESistemas de TransporteEl transporte o acarreo de materiales y minerales en una mina a Cielo Abierto es muy variado dependiendo de las distancias al botadero o planta de beneficio, del material que se est acarreando de los volmenes de produccin entre otros.De los sistemas de transporte ms utilizados tenemos:A. VolquetasB. Banda TransportadoraC. trenesD. cable areo Volquetas: Las volquetas es el equipo de acarreo ms utilizado actualmente. El aumento de las capacidades de estos equipos se ha incrementado aceleradamente en los ltimos aos.En el ao 1.965 la volqueta de mayor capacidad era de 80 toneladas mientras en la actualidad es normal trabajar con capacidades de 170 y 240 toneladas.El avance de estas capacidades se debe a varios factores:a) Motores ms potentesb) Transmisiones automticasc) Llantas de mayor resistenciad) El diseo de las tolvase) Nuevos sistemas de frenosf) El avance de la hidrulicaEl inconveniente de este tipo de transporte es su distancia de acarreo. Cuando la distancia pasa de 4 Km., este tipo d acarreo se hace antieconmico y se debe pensar en otro tipo de transporte.Bandas Transportadoras: Sistema de transporte utilizado en minera de materiales de baja densidad como lignitos, potasa, etc.Una de las ventajas de este sistema es que se pueden transportar materiales a grande distancias (10 - 12 Km.) pero su desventaja es su limitada capacidad cuando los bloques a trasladar son muy grandes, aunque el avance de la tecnologa, ha creado la posibilidad de tener trituradoras, mviles en los sitios de explotacin con el fin de disminuir el dimetro de las rocas (trituracin Primaria) y de esta manera pueden ser transportadas con este sistema.Las bandas transportadoras tambin han incrementado sus producciones horarias debido a ciertos factores como:a) Motores ms potentesb) Incremento de las velocidadesc) Ancho de la bandad) Trituracin primaria antes de transporte.Ferrocarril: Sistema de transporte utilizado en aos pasados para evacuar el material de los sitios de extraccin a los botaderos o plantas trituradoras. Pero debido a los problemas acarreados en el traslado de la carrilera en el banco de trabajo o el traslado de esta a un nivel inferior o superior, hizo que este sistema disminuyera en uso.Actualmente su uso se centra principalmente para el transporte del mineral a los Centros de comercializacin como puertos para su exportacin.Cable Areo: Sistema de transporte ms barato que hoy se acomoda o utiliza en aquellos sitios donde la topografa es muy accidentado y donde se hace difcil el acceso o la construccin de vas.La desventaja es que su mantenimiento es muy complicado debido a su estructura misma y que consta de torres ubicadas a determinar distancia y lugares a veces difciles.