Ejercicios de Perforación y Tronadura Con Soluciones

Ejercicios de Perforación y Tronadura 1.- Calcular la energía cinética (Ec) y la potencia (PM) de una perforadora hidráulica que tiene las siguientes características: Presión de trabajo: 200 bar Carrera del pistón: 80 mm Diámetro del pistón: 60 mm Frecuencia de impacto: 80 Hz Respuesta:

 =  ×  ×  Se debe convertir la presión de trabajo de bar a kg-f/m2, para tener todas las unidades en me tros. 1 bar = 10197,16 kg-f/m2 200 bar = 200 x 10197,16 = 2.039.432,5 kg-f/m2 Ap = π r2 = 3,1416 x 302 = 2827 mm2 = 0,002827 m2 lp = 80 mm = 0,08 m Por lo tanto: Ec= 2039432,5 x 0,002827 x 0,08 = 461,23 kg-f/m Si ng es 80 Hz, entonces significa que en un segundo se producen 80 ciclos (avances y retrocesos del pistón), lo que significa que da 40 golpes por segundo, y en 1 minuto se producen 2.400 golpes. PM = Ec ng = 461,23 x 2400 = 1.106.952 kg-f/m Sabiendo que 1 kg-f/m = 0,00000272 KW/h, entonces PM = 3 KW/h 2.- Determinar el empuje mínimo necesario para perforar una roca de 210 MPa de resistencia a la compresión, usando una perforadora rotativa con boca de 4 pulgadas. Respuesta: Sabiendo que 1 MPa es igual a 145 ,04 libras/pulg2, entonces:

210 MPa = 30.458,4 libras/pulg2 El empuje mínimo está dado por: Em = 28,5 RC D = 28,5 x 30458,4 x 4 = 3.472.257,6 libras/pulgada

3.- Calcular la velocidad de penetración en roca dura y suave de un martillo hidráulico que tiene las siguientes características: Presión de trabajo: 180 bar (roca suave) Presión de trabajo: 150 bar (roc a dura) Carrera del pistón: 450 mm Diámetro del pistón: 60 mm Frecuencia de impacto: 102 Hz Diámetro boca: 45 mm, 48 mm, 51mm, 54 mm, 57 mm, 60 mm, 63 mm y 66 mm Construya una tabla con los valores indicados y un gráfico que repre sente los resultados. Convirtiendo a valores métricos: 180 bar = 1835488,8 kg-f/m2 150 bar = 1529574 kg-f/m2 450 mm = 0,45 m 60 mm = 0,06 m a) Cálculo para roca suave: Ec = pm Ap lp = 1835488,8 x 0,002827 x 0,45 = 2335 kg-f/m Convirtiendo kg-f/m a KW 1 kg-f/m = 0,009806 Ec = 22,897 KW b) Cálculo para roca dura: Ec = pm Ap lp = 1529574 x 0,002827 x 0,45 = 1945,85 kg-f/m Convirtiendo kg-f/m a KW

Ec = Pc = 19,08 KW Reemplazando valores en la fórmula de velocidad de penetración para perforadora rotopercutiva, se confecciona la tabla y dibuja el gráfico: Diámetro de broca 45 48 51 54 57 60 63 66

Velocidad de perforación Roca suave Roca dura m/min m/min 3,44 2,87 3,14 2,62 2,89 2,41 2,67 2,22 2,47 2,06 2,30 1,92 2,15 1,79 2,01 1,68

 = 31 × (,4) Pc = potencia de impacto (KW) D = diámetro del taladro (mm) Vp = velocidad de penetración perforadora rotopercutiva (m/mm) El gráfico debe ser algo igual a esto, pero con los valores corre spondientes:

Línea negra roca suave; línea roja roca dura.