Perforacion en Mineria Subterranea
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PERFORACIÓN EN MINERÍA SUBTERRÁNEA
Saber, Saber hacer, Saber ser
2014
Curso
Evaluación de Competencias
PERFORACIÓN EN MINERÍA SUBTERRÁNEA Nombre del estudiante:
El presente documento es una lista de conocimientos, habilidades y destrezas que representa el estándar de las competencias que debe adquirir un trabajador. Los niveles de competencia se clasifican de acuerdo al porcentaje de las competencias alcanzadas (según CETEMIN). A. Criterios de calificación: Excelente
=
100 – 90%
Bueno
=
89 - 80%
Regular
=
79 – 70%
Malo
=
69 - 50%
Deficiente
=
49 - 0%
B. Si es necesario, el evaluador puede hacer preguntas durante la evaluación para aclarar cualquier detalle en relación a los criterios de competencia. C. El evaluador debe explicar la metodología antes del examen, y recordarles que las acciones o explicaciones deben ser precisas.
Puntaje Final Total
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Perforación en Minería Subterránea 1. La máquina perforadora y accesorios de voladura. EXCELENTE
BUENO
REGULAR
MALO
DEFICIENTE
» Maquina Perforadora Manuales. » Maquinas perforadoras Jackleg - Stoper. » Fundamentos de perforación.
Observaciones: ....................................................................................................................................
Puntaje
.............................................................................................................................................................
2. Barrenos de Perforación. EXCELENTE
BUENO
REGULAR
MALO
DEFICIENTE
» Partes principales de los Barrenos integrales. » Partes principales de los barrenos. » Importancia de afilado de los barrenos. » Utilización y tipos de brocas. » Diferencia de Brocas y barrenos integrales.
Observaciones: ....................................................................................................................................
Puntaje
.............................................................................................................................................................
3. Competencia. EXCELENTE
BUENO
REGULAR
MALO
DEFICIENTE
» Descripción de un jumbo electrohidráulico. » Describir los componentes principales de un Jumbo electrohidráulico.
Observaciones: ....................................................................................................................................
Puntaje
.............................................................................................................................................................
4. Sistemas de perforación de un Jumbo electrohidráulico. EXCELENTE
BUENO
REGULAR
MALO
DEFICIENTE
» Los principales sistemas del jumbo electrohidráulico. » Sistema Hidráulico. » Sistema eléctrico. » Procedimientos de perforación con Jumbos
electrohidráulicos. » Herramientas de perforación con jumbos electrohidráulicos.
Observaciones: ....................................................................................................................................
Puntaje
.............................................................................................................................................................
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Perforación en Minería Subterránea
TABLA DE CONTENIDOS
1. LA MAQUINA PERFORADORA – ACCESORIOS Y HERRAMIENTAS ........................ 5 2. ACEROS DE PERFORACIÓN ................................................................................. 23 3. CUIDADOS Y MANTENIMIENTO DEL EQUIPO DE PERFORACION....................... 30 4. TECNICA DE LA PERFORACION ........................................................................... 37 5. DESCRIPCIÓN DE UN JUMBO ELECTROHIDRAULICO.......................................... 40 6. PARTES PRINCIPALES.......................................................................................... 49 7. BRAZO HIDRAULICO ........................................................................................... 51 8. PERFORADORAS HIDRAULICAS .......................................................................... 60 9. SISTEMAS DE PERFORACION DEL JUMBO HIDRAULICO .................................... 64 10. PROCEDIMIENTOS DE OPERACIÓN .................................................................. 70 11. HERRAMIENTAS DE PERFORACION ................................................................. 76
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Perforación en Minería Subterránea
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LA MAQUINA PERFORADORA – ACCESORIOS Y HERRAMIENTAS
1.1. La Máquina Perforadora. Como sabemos, actualmente se usan en la mina sólo dos tipos de máquinas: la Jack-Leg y la Stoper. La JackLeg tiene como objetivo la perforación horizontal o sea la perforación de los frentes de las galerías; como el dispositivo de empuje, o sea la pata neumática, permite inclinar la perforadora hasta un ángulo bastante pronunciado, también se le usa para hacer taladros en los “stopes”. La Stoper esta diseñada para hacer perforaciones verticales o muy cerca a la vertical; así por ejemplo, en las chimeneas esta máquina es insustituible; su otro campo de aplicación son los “Stopes” de Shrinkage, Corte y Relleno, etc. Para trabajos hacia abajo, verticalmente, o muy cerca de la vertical, se usa la misma máquina Jack - Leg a la que s e le ha suprimido el empujador, y además la manija en “D” se la ha sustituido por una empuñadura en “T” para ambas manos; esta máquina recibe entonces el nombre de Jack -hammer. La antigua “Leyner” o “Drifter” que era una perforadora muy pesada que se usaba con una barra y una columna, ya no se usa hoy, debido a su excesivo peso y alto consumo de aire.
1.2 Perforación percusiva La perforación a percusión es el sistema más clásico de perforación de taladros y su aparición en el tiempo coincide con el desarrollo industrial del siglo XIX. Las primeras máquinas prototipos: Singer (1838) y Couch (1848) utilizaban vapor para su accionamiento, pero fue con la aplicación posterior del aire comprimido como fuente de energía, en la ejecución del túnel de Mont Cenis en 1861, cuando este sistema evolucionó y pasó a usarse de forma extensiva. Este hecho unido a la aparición de la dinamita constituyeron los acontecimientos decisivos en el vertiginoso desarrollo del arranque de rocas en minería y obras públicas a finales del siglo pasado.
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Perforación en Minería Subterránea El principio de perforación de estos equipos se basa en el impacto de una pieza de acero (pistón) que golpea a un útil que a su vez transmite la energía al fondo del barreno por medio de un elemento final (broca). Los equipos percusivos se clasifican en dos grandes grupos, según donde se encuentre colocado el martillo: -
Martillo en cabeza. En estas perforadoras dos de las acciones básicas, rotación y percusión, se producen fuera del taladro, transmitiéndose a través de una espiga y del varillaje hasta la broca de perforación. Los martillos pueden ser de accionamiento neumático o hidráulico.
-
Martillo en fondo. La percusión se realiza directamente sobre la broca de perforación, mientras que la rotación se efectúa en el exterior del barreno. El accionamiento del pistón se lleva a cabo neumáticamente, mientras que la rotación puede ser neumática o hidráulica.
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Perforación en Minería Subterránea Según los campos de aplicación de estas perforadoras, cielo abierto o subterráneo, las gamas de diámetro más comunes son:
TIPO DE PERFORADORA Martillo en Cabeza Martillo en Fondo
DIAMETRO DE PERFORACION CIELO ABIERTO SUBTERRANEO mm pulgadas mm 50 - 127 2” - 5” 38 - 65 75 - 200 3” - 8” 100 – 165
pulgadas 1 1/2” - 2 1/2” 4” - 6 1/2”
Las ventajas principales, que presenta la perforación Percusiva son: Es aplicable a todos los tipos de roca, desde blandas a duras. La gama de diámetros de perforación es amplia. Los equipos son versátiles, pues se adaptan bien a diferentes trabajos y tienen una gran movilidad. Necesitan un solo hombre para su manejo y operación. El mantenimiento es fácil y rápido, y El precio de adquisición no es elevado. En virtud de esas ventajas y características, los tipos de obras donde se utilizan son: En obras públicas subterráneas; túneles, cavernas de centrales hidráulicas, depósitos de residuos, etc., y de superficie; carreteras, autopistas, excavaciones industriales, etc. En minas subterráneas y en explotaciones a cielo abierto de tamaño medio y pequeño.
1.3. Fundamentos de la perforación percusiva. La perforación a percusión se basa en la combinación de las siguientes acciones: -
Percusión. Los impactos producidos por el golpeo del pistón originan unas ondas de choque que se transmiten a la broca a través del varillaje (en el martillo en cabeza) o directamente sobre ella (en el martillo en fondo).
-
Rotación. Con este movimiento se hace girar la broca para que los impactos se produzcan sobre la roca en distintas posiciones.
-
Empuje. Para mantener en contacto la broca de perforación con la roca, se ejerce un empuje sobre la sarta de perforación.
-
Barrido. El fluido de barrido permite extraer el detrito del fondo del barreno.
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Perforación en Minería Subterránea Acciones básica en la perforación percusiva El proceso de formación de las indentaciones, con el que se consigue el avance en este sistema de perforación, se divide en cinco instantes. a) Aplastamiento de las rugosidades de la roca por contacto con la broca. b) Aparición de grietas radiales, a partir de los puntos de concentración de tensiones y formación de una cuña en forma de V. c) Pulverización de la roca de la cuña, por aplastamiento. d) Desgajamiento de fragmentos mayores en las zonas adyacentes a la cuña. e) Evacuación del detrito por el fluido de barrido. Esta secuencia se repite con la misma cadencia de impactos del pistón sobre el sistema de transmisión de energía hasta la broca. El rendimiento de este proceso aumenta proporcionalmente con el tamaño de las esquirlas de roca que se liberan.
Fases de formación de una indentación. (Hartman, 1959) Percusión La energía cinética “Ec” del pistón se transmite desde el martillo hasta la broca de perforación, a través del varillaje, en forma de onda de choque. El desplazamiento de esta onda se realiza a alta velocidad y su forma depende fundamentalmente del diseño del pistón. Cuando la onda de choque alcanza la broca de perforación, una parte de la energía se transforma en trabajo haciendo penetrar el útil y el resto se refleja y retrocede a través del varillaje. La eficiencia de esta transmisión es difícil de evaluar, pues depende de muchos factores tales como: el tipo de roca, la forma PERFORACION DE ROCA POR PERCUSION Ya se ha establecido la alta cantidad de fuerza necesaria para triturar la roca. Esta alta fuerza puede ser crear por medio de gatos o de algún otro dispositivo, pero está bien claro que tal aparato puede ser muy grande e incómodo, tal como una maquina taladradora de túnel (TBM), por ejemplo. Sin embargo, usando la percusión, es posible obtener una fuerza momentánea muy alta, sin la necesidad de un martillo o de una herramienta excesivamente grande. Por ejemplo, se ha demostrado que incluso las máquinas pequeñas pueden dar la suficiente fuerza para perforar en roca agujeros de 100 milímetro de diámetro. Esto significa que es probable que la perforadora de roca por percusión sea siempre utilizada en el futuro, excepto en los casos donde sea tan grande el proyecto, o que la roca sea tan fácil de perforar, que es
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Perforación en Minería Subterránea práctico y económicamente viable utilizar la taladradora de túnel a pleno frente (full face túnel boeing machina). Pero aun en el último caso, pequeñas perforadoras de roca todavía se necesitan para perforar los agujeros para la inyección de lechada, empernado de rocas y propósitos de sondaje (exploración) de roca. Como las perforadoras y las herramientas de perforación llegan a ser más eficientes, la perforación percusiva se convertirá en un serio competidor de la perforación rotativa (que usa brocas ticónicas), aun para los agujeros de diámetro grande. Por esta razón, debemos continuar desarrollando nuestro entendimiento (y exploración) de los mecanismos que se ocultan detrás de perforación percusiva. La fuerza es necesaria para conducir una broca de perforación en roca. El producto de la fuerza y la penetración es la energía que debe ser suministrado por la máquina y transmitido a la broca de perforación en el extremo de la columna de perforación, para realizar el trabajo de triturar la roca. La energía para la máquina es provista por un aire comprimido o un sistema hidráulico. La máquina entonces convierte esta energía a la energía cinética en el pistón de la maquina. Cuando el pistón golpea el extremo de la culata de la columna de perforación, la energía cinética se convierte a la energía percusiva, la cual es transmitida a través de la columna de perforación en la forma de una onda de choque.
El mecanismo de percusión.En términos simples, el mecanismo de la percusión consiste de un pistón o un martillo que, con la ayuda del aire comprimido, el aceite hidráulico o algunos otros medios, se hace mover hacia adelante y hacia atrás. La máquina debe ser construida de modo que el pistón en su posición delantera impacte al adaptador de culata. Los parámetros importantes para un pistón de la perforadora de roca incluyen su masa, velocidad del impacto y frecuencia del impacto. La manera más eficaz de levantar la salida de una perforadora de roca es aumentar la velocidad del impacto, puesto que 10 % de aumento en velocidad del impacto dan 20 % de aumento de salida en energía. Hay un factor limitador, al menos: la velocidad del impacto no puede ser más alta que el punto en el cual la superficie del impacto se altera. Este punto se alcanza normalmente cuando las velocidades del impacto exceden 12 m/s. La forma geométrica del pistón desempeña un papel importante en cuan bien la energía es transmitida a través de la columna de perforación y a la roca. Esto significa que las máquinas con los mismos datos nominales pueden producir diferentes velocidades de penetración y vida de servicio del acero de perforación. Saber, Saber hacer, Saber ser
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Perforación en Minería Subterránea Perf oración neumática
Perf oración hidráulica
ROTACIÓN: Para que la perforación de roca ocurra, la broca de perforación debe rotar entre cada impacto del pistón de la perforadora de roca. En perforadoras manuales de roca, la rotación está generalmente conectado al retorno después de cada golpe del pistón, lo que significa que el grado de la rotación entre cada golpe está más o menos establecido. La rotación, que hace girar la broca entre impactos sucesivos, tiene como misión hacer que ésta actúe sobre puntos distintos de la roca en el fondo del taladro. En cada tipo de roca existe una velocidad óptima de rotación para la cual se producen los detritus de mayor tamaño al aprovechar la superficie libre del hueco que se crea en cada impacto. Cuando se perfora con brocas de pastillas las velocidades de rotación más usuales oscilan entre 80 y 150 r/min con unos ángulos entre indentaciones de 10° a 20°. En el caso de brocas de botones de 51 a 89 mm las velocidades deben ser más bajas, entre 40 y 60 r/min, que proporcionan ángulos de giro entre 5° y 7º; las brocas de mayor diámetro requieren velocidades incluso inferiores.
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Perforación en Minería Subterránea Velocidades de rotación para brocas de pastillas y botones. Las perforadoras de rocas montadas en equipos, generalmente tienen un motor de rotación separado que entrega un momento constante de giro (o el esfuerzo de torsión). Esto significa que la columna de perforación comienza a rotar tan pronto como el esfuerzo de torsión del motor supere “el freno” del esfuerzo de torsión causado por la fricción entre la broca y la roca, y el soportado en el acero de perforación. El esfuerzo de torsión del motor es dependiente de la resistencia a la rotación causada por la fricción entre la roca y la broca de perforación. El nivel de presión del motor y la relación a su esfuerzo de torsión, se adapta al nivel necesitado para superar la resistencia a la rotación. En general, la velocidad de rotación del motor debe ser fijada, entre cada golpe del martillo, para que la broca de perforación sea movida una distancia como lo recomendado en el siguiente cuadro: En roca abrasiva = 8 - 9 mm. En roca normal = 10 – 12 mm. Movimiento periférico recomendado, por golpe:
Fórmula para rotación:
PM=movimiento Periférico (mm) f= frecuencia de percusión (Hz) D = Diámetro de brocas (mm) De este ajuste base, es recomendable variar la velocidad de rotación hacia arriba y hacia abajo, mientras se observa la velocidad de penetración y el comportamiento general de la perforadora de roca. Un aumento en velocidad de rotación conduce a un índice más alto del desgaste diametral en la broca de perforación, pero esta desventaja puede ser aceptada si se aumenta apreciablemente la velocidad de penetración.
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Perforación en Minería Subterránea La velocidad de rotación del adaptador de culata se puede medir con la ayuda de un tacómetro manual, pero como una regla general es fácil pegar un pedazo de la cinta coloreada en la barra de perforación y contar el número de revoluciones mientras se controla el tiempo. Es importante determinar la velocidad de rotación durante la perforación, puesto que la velocidad inútil es casi siempre más alta, debido a la ausencia de la fricción contra la roca.
AVANCE O EMPUJE.En perforación por percusión, es muy importante que la broca de perforación esté en contacto con la roca cuando el adaptador de culata es golpeado por el pistón. Si no, la energía de la onda de choque no entrará en la roca, por lo que se reflejará de nuevo a la perforadora. no solamente esto dará una baja o ninguna penetración, sino que también causará fuerte desgaste a la columna de perforación y a la perforadora. Esto es porque sigue habiendo energía de la onda de choque en la columna de perforación, dando lugar a su recalentamiento y desgaste, que esta concentrado en las uniones. Un avance o empuje demasiado alto es también negativo. El riesgo de atorar la columna de perforación aumenta, y así que también origina el riesgo para la desviación del taladro. La velocidad de penetración disminuida y la vida reducida de los accesorios, son también efectos probables de ocurrir al avanzar o empujar demasiado.
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Perforación en Minería Subterránea Junto con el avance o empuje, el sistema de perforación también necesita una función de amortiguación para asegurar que siempre habrá por lo menos una pequeña fuerza de avance en el adaptador de culata en todas las condiciones. El mecanismo de amortiguación puede ser un resorte mecánico o hidráulico, el cual está situado en el avance o empuje, o ubicado en la misma perforadora de roca. La función del mecanismo de amortiguación es reestablecer el contacto entre la broca y la roca lo más rápidamente posible después de cada impacto. Un buen mecanismo de amortiguación debe también evitar que la perforadora de roca comience “rebotar” o en otra forma llegar a ser inestable. El pistón también se puede disponer para absorber la energía reflejada y retornarlo al sistema hidráulico para usarlo en el próximo golpe del pistón.
VELOCIDAD DE PENETRACION
Metros perforados/minuto 1.6
1.3 MAXIMA VELOCIDAD DE PENETRACION 1.0
0.7
0.4
(-)
(+)
(+)
FUERZA DE ENPUJE O AVANCE
BARRIDO La última función importante en perforación es el barrido, lo que es necesario para transportar los detritus fuera del agujero. Esto permite que la broca de perforación siempre triture roca fresca. El medio de barrido puede ser aire o agua, al cual a veces se agrega un aditivo para aumentar la eficiencia del barrido. Generalmente el barrido con aire permite un fondo de taladro mas limpio, y por lo tanto mayor penetración. Saber, Saber hacer, Saber ser
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Perforación en Minería Subterránea Sin embargo, el barrido con aire consume más energía y requiere la eficiente eliminación del polvo en la boca del taladro. Sin el eliminador del polvo, se amenaza la salud al dispersarse en el medio ambiente. Más aun, la deficiente capacidad de enfriar el aire significa que las uniones o empalmes de la columna de perforación se calentaran mas que con el barrido con agua. Cuando se usa alta presión para barrido con aire, hay un riesgo de erosión del acero, del cuerpo de la broca, por el efecto de “pulido por arena” de la mezcla de detritus con aire a presión. En la perforación con martillo en la cabeza (tophammer) usando brocas con diámetro de 64 mm y menores, el efecto de “pulido por arena” puede ser el factor determinante para la vida de servicio de la columna de perforación. En perforación con martillo en el fondo del taladro o down the hole (DTH), todo el aire de la máquina perforadora se utiliza a menudo para limpiar por barrido el fondo del taladro. El gran volumen resultante de aire y la alta velocidad del aire puede ser la causa de un comprensible daño por el efecto “pulido por arena”. Al diseñar las brocas de perforación, por lo tanto, se tratara de diferentes maneras de dirigir la corriente de aire lejos del cuerpo de la broca, hacia la pared del taladro. El barrido con agua esta enlazado a matar el polvo eficazmente, pero dan una penetración más baja y cierta cantidad de re-molienda de la roca que ya ha sido triturado en el fondo del taladro. Se ha demostrado que, levantando la presión del agua, casi siempre se obtiene una alta velocidad de penetración. Sin embargo, la presión tiene que ser limitada a 10-15 bar, en parte por el mayor costo de las bombas de mayor presión y en parte porque los sellos que evitan que el agua penetre a la máquina perforadora no están dimensionadas para una presión más alta, el barrido por agua también introduce un mayor riesgo del daño de la corrosión en los agujeros de barrido de la columna de perforación. Las comprensivas medidas anticorrosivas tales como aplicar capas de fosfato y cera, son por lo tanto esenciales, para evitar inaceptable corta vida de servicio. El barrido eficiente, está en gran parte, dependiente del diseño de los agujeros de barrido en la broca de perforación y el diseño de su cuerpo. Es importante que el diseño de la broca permita un buen patrón de flujo cruzado del medio de barrido para remover los detritus lo más rápidamente posible del frente de la broca. Es igualmente importante conseguir afianzar una alta velocidad del medio para remover los detritus del taladro, la limpieza también debe ser realizado con un mínimo de turbulencia. Numerosas pruebas han confirmado que los diseños de brocas con barrido frontal dan los mejores patrones de flujo cruzado y también aumenta la penetración y la vida de servicio. Solamente bajo condiciones específicas, por ejemplo al perforar en arcilla donde los agujeros frontales pueden ser obstruidos y la columna de perforación atascada, hay una necesidad de agujeros de barrido laterales. Orificios para barrido frontal.
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Perforación en Minería Subterránea Métodos de Perforación de Roca
TABLA DEL SISTEMA DE BARRIDO CON AIRE. CFM
112.9
183.6
229.5
229.5
328.4
328.4
328.4
328.4
m3/min
3.2
5.2
6.5
6.5
9.3
9.3
9.3
9.3
Diámetro varilla (mm)
32
38
38
45
45
51
87
100
Diámetro manguito (mm)
45
55
55
61
61
72
-
-
Diámetro orificio de barrido (mm)
12
14
14
17
17
21
61
76
DIAMETRO DEL TALADRO
VELOCIDAD DEL AIRE DE BARRIDO (m/s)
51 mm (2´´)
43
_
_
_
_
_
_
_
64 mm (2´´½ ´´)
2
42
52
_
_
_
_
_
76 mm (3´´)
15
24
32
37
50
_
_
_
89 mm (3´´ ½ ´´)
_
17
21
24
27
36
_
_
102 mm (4´´)
_
_
15
17
22
24
68
_
115 mm (4´´ ½ ´´)
_
_
_
12
17
18
34
69
127 mm (5´´)
_
_
_
_
13
15
19
34
140 mm (5´´ ½ ´´)
_
_
_
_
_
_
16
21
152 mm (6´´)
_
_
_
_
_
_
_
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CAUDAL
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Perforación en Minería Subterránea 1.4. Partes principales de una máquina perforadora. Hemos visto que hay dos tipos de máquinas usadas en la mina; sin que ello signifique que sean enteramente diferentes, sino que, por el contrario, el mecanismo de la perforadora es el mismo, diferenciándose solo en el sistema de empuje, pues mientras la “Jack-leg” utiliza una pata neumática separable de la perforadora, la “Stoper” lleva el empujador formando parte de la perforadora y según un mismo eje. La perforadora. Toda máquina perforadora se divide en tres partes principales: el frontal, el cilindro y la cabeza: estas tres partes van unidas entre si por medio de dos pernos alargados, con sus tuercas, llamados “tirantes” que están situados a lo largo de la máquina y a ambos lados de ella. El frontal lleva las siguientes partes: a) La bocina que tiene por objeto recibir la espiga del barreno y girar. b) La grampa con sus resortes, que va al extremo del frontal y cuyo objeto es sujetar al barreno y sacarlo de los taladros. c) En la parte interior del frontal es que el martillo golpea el extremo o la culata del barreno. d) Las dos orejas donde se ajustan las tuercas de los tirantes. El cilindro es la parte más alargada de la máquina y en ella podemos ver: a) Dos guías laterales donde se asientan los tirantes b) Un hueco por donde sale el aire después que ha hecho moverse al martillo en el interior. CABEZA
CILINDRO
FRONTAL
Partes de una máquina perforadora manual En algunos modelos, además, hay un tapón con rosca por donde se puede echar el aceite para la lubricación, lo que no es necesario si se usa un lubricador especial. En el interior del cilindro se encuentran los mecanismos que producen el golpe y la rotación del barreno, siendo la pieza más grande y costosa de una máquina.
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Perforación en Minería Subterránea La cabeza comprende las siguientes partes: a) Los conductos de entrada del aire y agua con sus conexiones y cedazos. b) La válvula de mando para poner en funcionamiento la perforadora o simplemente para “soplar”. c) 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. d) 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. Los empujadores. En la Jack-leg el pie de avance o pata neumática 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. El pie de avance puede ir conectado directamente a la perforadora por el mismo lugar en que van unidos, o mediante pequeñas mangueras; en el primer caso es manejado el pie desde la misma perforadora mediante una válvula, y en el segundo caso puede tener el pie de avance su propia válvula. El pie de avance tiene su agarradera que facilita su manejo y transporte. En las Stoper el pie de avance consiste también en un tubo con un pistón dentro, el que sobresale por la parte Inferior del cilindro teniendo una punta en el extremo, para que apoye sobre el terreno. El mando del pistón se hace desde la misma perforadora can la misma válvula de aire, y, además, la perforadora tiene un mango o manilla que sirve para sujetar la máquina durante la operación, llevando un botón que al presionarlo descarga el aire del cilindro de la pata bajando rápidamente el pistón con toda la máquina.
Jack Leg
Stoper
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Perforación en Minería Subterránea El empujador para un Jack Leg y Stoper 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. Asimismo, un mecanismo especial lo hace girar, de modo que cada golpe del martillo se produce en una posición distinta del barreno. 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. De vez en cuando es necesario ayudar con el aire la acción del agua, para lo cual se jala atrás la llave de mando. 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. Para una misma máquina, con mayor presión de aire se consigue mayor fuerza en el golpe del martillo, y, por consiguiente, mayor avance en la velocidad de perforación
1.5. Perforación con martillo en cabeza Este sistema de perforación se puede calificar como el más clásico o convencional, y aunque su empleo por accionamiento neumático se vio limitado por los martillos en fondo y equipos rotativos, la aparición de los martillos hidráulicos en la década de los setenta ha hecho resurgir de nuevo este método complementándolo y ampliándolo en su campo de aplicación. Perforadoras neumáticas Un martillo accionado por aire comprimido consta básicamente de: Un cilindro cerrado con una tapa delantera que dispone de una abertura axial donde va colocado el elemento porta barrenos, así como un dispositivo retenedor de las varillas de perforación. El pistón que con su movimiento alternativo golpea el vástago o culata a través de la cual se transmite la onda de choque a la varilla. La válvula que regula el paso de aire comprimido en volumen fijado y de forma alternativa a la parte anterior y posterior del pistón. Un mecanismo de rotación, bien de barra estriada, rueda de trinquete o de rotación independiente. El sistema de barrido que consiste en un tubo que permite el paso de agua o aire hasta el interior del varillaje. Estos elementos son comunes a todos los tipos de martillos existentes en el mercado, variando únicamente algunas características de diseño: diámetro del cilindro, longitud de la carrera del pistón, conjunto de válvulas de distribución, etc. ¿Cómo trabaja una Jack Leg? Cuando se usa una Jack.leg lo que hacemos, en primer lugar, es situar bien el pie de avance y luego al abrir la válvula de aire del pie, el pistón se levantará sosteniendo la perforadora, mientras que el cilindro del pie de avance permanecerá fijo contra el terreno apoyándose mediante la uña y la punta. Luego se empieza a perforar y a medida que el taladro se va profundizando tenemos que ir desplazando hacia adelante la perforadora, para lo cual abriremos algo más la válvula del pie de avance con lo que el pistón hará avanzar a la perforadora, o como se dice corrientemente, lo “alimentará”.
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Perforación en Minería Subterránea Una vez introducido todo el barreno detendremos la acción de la perforadora y al cerrar la válvula del pie, podremos hacer retroceder la máquina con un ligero esfuerzo, hasta sacar todo el barreno. Vemos pues que el pie de avance sirve no sólo para sostener la perforadora sino que también para regular mejor la operación de la misma. Por eso mismo, para poder sacar la máxima ventaja con una Jack-leg tenemos que saber usar correctamente el pie. Ventajas en el uso de la Jack-leg 1. Reduce los esfuerzos del perforista para sostener la perforadora, limitándose aquél a mantener una ligera presión con las manos para que la máquina no se desvíe. 2. El avance mecánico acelera las operaciones y simplifica el cambio de los barrenos. 3. Se pueden hacer perforaciones con un ángulo bastante pronunciado con relación a la horizontal. 4. Se pueden usar máquinas más pesadas y potentes. 5. El pie de avance es simple, tiene pocas partes que se desgastan; bajo costo de mantenimiento. ¿Cómo trabaja una Stoper? El manejo de una Stoper es más fácil que una Jack-leg ya que el pie de alimentación forma una sola pieza con la perforadora, de modo que los movimientos son más simples. Al abrirse la válvula de aire de la perforadora, también entra en acción el empujador o pistón, pero a diferencia del empujador de la Jack-leg, en la Stoper el pistón permanece fijo contra el suelo y el cilindro es el que se levanta junto con la perforadora. Este empuje hacia arriba es constante de modo que el barreno esté siempre en contacto con el fondo del taladro, a medida que la perforación progrese. Para poder bajar la máquina a fin de sacar el barreno del taladro, se cierra la válvula o llave de mando, y además se presiona el botón en la manilla, con lo que se acelera la bajada de la máquina ya que el aire del interior del empujador es expulsado rápidamente por el botón. La remoción o limpieza del polvo y el material fragmentado de los taladros, es más fácil cuando se perfora con una Stoper que con una Jack-leg, ya que todo este material fragmentado cae por su propio peso hacia abajo, ayudado por el agua. Por eso mismo, procurar no perforar taladros verticales a fin de que el material fragmentado y el agua de la perforación no caigan sobre el perforista.
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Perforación en Minería Subterránea Condiciones necesarias para que una máquina perforadora trabaje eficientemente. 1.
La máquina debe estar en perfectas condiciones mecánicas, o sea, con todas sus piezas completas, con un buen ajuste, y bien lubricada.
2.
Buen estado de los accesorios, como tos barrenos y sus dispositivos de corte (brocas o filos cortantes), mangueras y conexiones, lubricadores, etc.
3.
Buena presión de aire y agua, debiendo ser la presión mínima del aire 70 libras por pulgada cuadrada.
4.
El uso adecuado de la máquina por parte del perforista, siendo este punto tal vez el más importante. Un buen perforista sabrá como usar la máquina y sus demás accesorios y herramientas durante todo el proceso de la perforación, o sea que debe estar bien entrenado con relación a los siguientes puntos: a. -
Antes de la perforación Las precauciones necesarias Chequeo de todas las herramientas y accesorios La manera correcta de instalar la máquina.
b. -
Durante la perforación La posición correcta del perforista Iniciación y desarrollo de la perforación Cuidados durante la perforación
c. -
Después de la perforación Limpieza, soplado y chequeo de los taladros Cuidados con el equipo de perforación Todos estos puntos serán estudiados detalladamente en los próximos capítulos.
PRECAUCIONES ANTES DE INICIAR LA INSTACION DE LA PERFORADORA EN LA LABOR • • • • • • • • •
REALIZAR EL DESATADO DE ROCAS REGAR LA LABOR ELIMINAR TIROS CORTADOS ORDEN Y LIMPIEZA EN EL AREA DE TRABAJO VERIFIQUE EL ABASTECIMIENTO DE AGUA Y AIRE MARQUE SU MALLA DE PERFORACION ELIJA EL EMPLAZAMIENTO DE LA MAQUINA PREPARE EL LUGAR DE DESPLAZAMIENTO DE LA MAQUINA LAS HERRAMIENTAS TIENEN QUE ESTAR CERCA DE SU LABOR
PROCEDIMIENTOS PARA INSTALAR UNA MÁQUINA PERFORADORA Asegurarse que las conexiones y empalmes de la línea de aire y agua estén bien ajustadas y con abrazaderas adecuadas
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Perforación en Minería Subterránea Es peligroso que las mangueras se desconecten durante la perforación. • • • • •
Desconecte los acoples de las líneas de alimentación de aire y agua. Las mangueras de abastecimiento de aire y agua deben ser limpiadas antes de su instalación Desfogue el aire y agua con la finalidad de evacuar las impurezas que se hayan podido ingresar a las conexiones de aire y agua. Desfogar por lo menos 30 segundos Nuevamente conecte las mangueras de aire y agua en las perforadoras.
Verifique el estado de la perforadora, los pernos laterales bien ajustados, el sujeta barreno y demás componentes que no se encuentren sueltos o dañados. Que las bocinas tengan las tolerancias permitidas (chequear con calibrador) Verifique el ajuste del pie de avance de manera que la Perforadora Neumática se mueva y se maniobre fácilmente con la mano. Chequear que los barrenos o barras y brocas se encuentren en buen estado BOCINA O CHUCK INSERT Es muy importante verificar la bocina de la maquina al inicio de la perforación
Desgaste máximo de la bocina 22 mm. 22 mm
BOCINA DESGASTADA Un bocina desgastada debe cambiarse inmediatamente, ya que el pistón no impacta sobre la superficie completa del culatín y provoca despostillamiento y rotura. Además la penetración se reduce considerablemente
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Perforación en Minería Subterránea Características Técnicas de las perforadoras PHQ S250 Diámetro del cilindro: 70.4mm Carrera útil del pistón: 64.69 mm Frecuencia de Percusión: 2250 gol/min. Presión de Trabajo: 70 P.S.I optimo R.P.M: 225 Peso Perforadora: 33 Kg Peso barra de avance: 15.5 Kg Peso de la lubricadora: 5.25 kg Capacidad de Aceite: 0.75 Lt. Consumo de Agua: a 60 P.S.I 5.75 l/min Nivel de ruido: 100dsb Procedencia: Canadá Accesorios y Herramientas Los accesorios de la máquina perforadora Entre los accesorios necesarios que se usan con la perforadora, tenemos: 1. Los barrenos y brocas, de los que trataremos en el próximo capítulo en vista de su importancia. 2. Las mangueras de aire y agua de 1" Y 3/4" respectivamente con sus respectivas conexiones. 3. Lubricador y la botella para la conducción del aceite. 4. Además usamos a veces una plantilla de madera para apoyar la punta de la Stoper; tapón para proteger la entrada de aire a la máquina, etc. Herramientas Son útiles necesarias que nos facilitan enormemente el trabajo y que es obligatorio llevarlas siempre a la labor. Un buen perforista no debe olvidarse de llevar siempre las siguientes herramientas: Barretillas para desatar ( 5’ y 8’) Llave Stillson de 14" Llave sacabarrenos Pico y lampa Combo Cuchara de Cobre de 6´ Soplete con su válvula Atacador de madera Punzón de madera Cuchilla Fósforos Cordel o pita Cuñas de madera Etc.
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ACEROS DE PERFORACIÓN
El barreno es una varilla de acero que tiene por objeto transmitir el golpe de la máquina al terreno donde se realiza la perforación, produciéndose el taladrado del mismo, debido a que el extremo del barreno está provisto de uno o más filos cortantes de mayor dureza que la roca. 1.1. Tipos de barrenos. Los barrenos pueden ser de diferentes tipos según: a) b)
El acero o barra El tipo del dispositivo de corte.
Según el acero: Se usa acero del tipo hexagonal, hueco, de 7/8" de diámetro de cara a cara; el hueco está al centro. Según el dispositivo de corte: se usa el Barreno Integral y las barras cónicas con brocas descartables El que más se usa es el barreno integral que es una pastilla de metal duro soldada en una ranura en el extremo recalcado de una varilla de acero. Las Brocas descartables son brocas que entran a presión al extremo de la barra cónica. 2.2. Partes y características de los barrenos 1. La espiga. Es la parte del barreno que entra en la bocina de la máquina, cuyo extremo llamado “culatín” recibe los golpes del martillo; la longitud de la espiga debe ser de 4 ¼”. El “culatín” es de forma circular, plana y a escuadra con el eje del acero; al centro del culatin se halla el hueco de 11/32" de diámetro y además debe ser avellanado para facilitar la entrada de la aguja de agua de la máquina. Esta parte del barreno es muy importante que se halle en buenas condiciones; pues, de lo contrario, puede afectar al martillo o a la bocina de la máquina. En la espiga tenemos que controlar: a. La dureza, no debe ser más duro que el martillo b. Forma del culatín, debe ser circular, plano, a escuadra con el acero. con los bordes achaflanados y el hueco avellanado.
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Partes del Barreno Integral Superficie de Impacto Culatin
espiga - 108mm (4-1/4”)
Sección de Barra
Broca
Orificio de barrido
Collarín
Pastilla o Inserto
Orificio de Barrido +/- 6,5mm (1/4”) Carburizado
Núcleo interior
Capa Exterior Carburizada Hexágono Recortado
c. Tamaño, el largo debe ser de 4 1/4"; si la espiga es mayor disminuye la carrera al martillo y por consiguiente los golpes serán más débiles; si la espiga es de menor tamaño, sucederá lo mismo y además puede recalentarse la bocina. 2. El collarín, que es una prominencia o anillo y que sirve para mantener el barreno en una sola posición dentro de la bocina de la máquina, a fin de que el golpe o la carrera del martillo no varíe; esta posición firme del barreno se consigue, además, con la ayuda de la grampa de la máquina, quedando completamente sujetado el barreno dentro de la bocina. Aquí es conveniente advertir que cuando el barreno está apoyado contra la roca y el martillo está golpeando, la grampa de la máquina no sufre ningún impacto; pero cuando se hace trabajar la máquina con el barreno sin apoyar en la roca, la grampa de la máquina es la que recibe los golpes, por estar sujetando el barreno por el collarín, y los resortes de la grampa son los que absorben los golpes.
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Perforación en Minería Subterránea 2.
La Barra o cuerpo, es el acero hexagonal hueco de longitud variable, de acuerdo a la longitud del taladro requerido.
4.
Broca es el extremo con el dispositivo de corte, que ya vimos que puede ser con una pastilla fija al acero, o una broca, de los que hablaremos más adelante.
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. 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, forma un barro con el material molido y lo extrae del taladro, impidiendo además la formación de polvo. Además el agua enfría la pastilla o broca, impidiendo que se recaliente y se destiemple. Cuanto menor sea el diámetro del barreno, tanto mayor será la velocidad de avance de la perforación. 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. 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 Patero Seguidor Pasador
Longitud Pies 3 pies (2’ 7”) 5 pies (5’ 2”) 8 pies (7’ 10”)
Diámetros Metros (0.80m) (1.60m) (2.40m)
Nuevo 40mm 39mm 38mm
Descarte 32mm 31mm 30mm
Los Barrenos integrales Son los más usados y como dijimos antes, consisten en una pastilla en forma de cincel soldada en una ranura hecha en el extremo recalcado de la varilla de acero hexagonal; el agujero para la salida del aire o agua está situado a un costado. La pastilla es de un metal muy duro y resistente al desgaste, siendo una aleación de carburos de tungsteno y cobalto. Estos barrenos son de precio muy elevado y por lo mismo exigen un apropiado mantenimiento y además las dimensiones de la pastilla deben mantenerse dentro de un límite que se pueda comprobar con un “gauge” e special. Cuando el desgaste es mayor del permitido se debe afilar el barreno con la máquina afiladora especial, y si este afilado no se hace a tiempo y se continúa usando el barreno, se reduce Saber, Saber hacer, Saber ser
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Perforación en Minería Subterránea grandemente la vida de éste, pues se producen roturas de la pastilla al gastarse la parte inferior del soporte de la misma, o se alcanza el diámetro mínimo de la pastilla prematuramente. 2.3 Barras cónicas. Accesorios de Perforación 1.- Convencional.- Para taladros pequeños de 25 a 50 mm de diámetro
2.- Mecanizado.- Para taladros hasta 150 mm de diámetro y 20 metros de profundidad.
Varillaje Cónico Sandvik Hoy en día la tendencia en todo el mundo es perforar con productos cónicos. Desde su introducción en el mercado los productos cónicos han impactado considerablemente y se ha incrementado el número de minas donde el cambio a productos cónicos ha sido provechoso. El principio básico es de optimizar la vida útil del acero de perforación separando la broca de la barra y de esta manera obtener una máxima utilización.
Tipos cono: 12°, 11°, 7° y 4.46°
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VENTAJAS DEL VARILLAJE CÓNICO • Reduce el costo por metro perforado debido a la total utilización de la barra y broca. • Elimina el uso del taller de afilado y los costos de mano de obra. • Reduce los costos de transporte por que las barras permanecen dentro de la mina hasta su descarte. • Incremento de la velocidad de perforación el cual da como resultado más taladros por turno y mejora la productividad. • Mejor emboquillado significa mejor precisión en la perforación de taladros. • Mejor control de las dimensiones de excavación debido a taladros más rectos y exactos. • Mejora en la utilización de explosivos debido a que reduce el diámetro promedio de los taladros.
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2.4 Ocho maneras de cuidar los aceros de perforación. 1. No dejar a la intemperie para que no se oxiden o destiemplen
2.
No tratarlos duramente.
3.
No usarlos sin afilar.
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Perforación en Minería Subterránea 4.
Siga las instrucciones para el afilado
5.
No presione todo lo que pueda con la perforadora para no doblarlos y romperlos.
6.
No use una máquina con el sistema de rotación malogrado para que el barreno no se malogre.
7.
No presione todo lo que pueda con la perforadora para no plantarlo.
8.
No use los barrenos para desatar.
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CUIDADOS Y MANTENIMIENTO DEL EQUIPO DE PERFORACION
3.1. Mantenimiento General. Razones del cuidado y mantenimiento del equipo El mantenimiento del equipo de perforación es de vital importancia, ya que se trata de máquinas delicadas, de precio elevado, y que efectúan un trabajo en condiciones muy difíciles dentro de la mina. El principio fundamental del mantenimiento es el hacerlo constantemente y a intervalos regulares, de nada serviría hacerle un buen servicio al equipo ocasionalmente. El trabajo que realiza una máquina es tan duro, que no obstante el cuidado y el mantenimiento que tengamos con ella, siempre podrá presentarse un desperfecto en cualquier momento, razón demás para esmerarnos en darle un trato adecuado. Por qué debe hacerse el mantenimiento De lo dicho anteriormente, el cuidado y el mantenimiento del equipo de perforación deben hacerse por las siguientes razones: 1. 2. 3. 4.
Porque prolonga la vida de la perforadora y demás equipo. Porque se disminuyen los gastos de frecuentes reparaciones. Porque cada vez que utilicemos el equipo, obtendremos un servicio eficiente que nos ahorrará mucho tiempo, dificultades y accidentes. Porque se evita la pérdida de tiempo y de dinero en el transporte al taller de reparaciones.
3.2. Reglas para en buen mantenimiento de la perforadora, accesorios y herramientas. Antes de la operación 1.
2.
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Cuando tenga que transportar la máquina, sosténgala firmemente y tenga cuidado de no resbalar o tropezar; si la perforadora se cae o choca contra la roca, puede romperse o rajarse el frontal, la manilla, etc. Depositar la máquina y sus accesorios y herramientas en un lugar apropiado, limpio y seco, y que no esté expuesto a caídas de rocas o al alcance de la locomotora y carros en tránsito. Saber, Saber hacer, Saber ser
Perforación en Minería Subterránea 3.
Las máquinas deben colocarse paradas sobre el empujador y con las entradas de aire y agua tapadas con sus tapones, y en el caso de Jack-leg, con la bocina hacia abajo. Los barrenos deben apoyarse en el suelo sobre la pastilla a fin de evitar que se ensucien o dañen las espigas. Las mangueras se deben enrollar ordenadamente y no deben estar en las proximidades de la línea, de modo que puedan ser cogidas por los carros o locomotora. Hacer lo mismo con las herramientas, atacadores, cucharas, etc. 4. Chequear constantemente el estado de la perforadora: los tirantes deben estar bien ajustados, no debe haber pérdidas o escapes por las entradas de aire y agua, lubricar la máquina, verificar que funciona bien la rotación de la bocina y el golpe del martillo. Cualquier inconveniente que impidiera que la máquina trabaje bien, debe ser motivo para avisar temprano, a primera hora al capataz y llevar la máquina al taller para su revisión. Está absolutamente prohibido desarmar o tratar de reparar una máquina en el lugar de trabajo. 5. Chequear el estado de los barrenos, verificando el tamaño de las espigas, el collarín, el culatín. etc. No debe usarse barrenos con la pastilla sin filo, “chupados”, etc., porque harán trabajar a la máquina excesivamente y. además. Dificultan el avance de la perforación (barrenos “plantados”. barrenos rotos, etc.). 6. Las mangueras deben estar en buenas condiciones, con sus conexiones completas y sin que se produzcan escapes. Si hay pequeñas roturas, hacerlas reparar antes que se agraven y lleguen a romperse las mangueras. Las conexiones deben estar con hilos en buen estado, bien ajustadas y chequear siempre que estén limpias; aceitarlas de vez en cuando. Durante la Operación 1. Al empezar a usar el equipo se debe tratar con cuidado la máquina, los barrenos y las mangueras, no siendo necesario hacer movimientos forzados que puedan dar lugar a golpear la máquina o barrenos contra la roca.
2. Chequear constantemente que el pie de avance se halle bien apoyado sobre el piso, porque se puede mover durante el trabajo y hacer caer la perforadora. De igual modo, las mangueras deben estar dispuestas ordenadamente a fin de que no sufran quebraduras, torceduras, etc. al pisarlas o con el mismo trabajo. 3. Si al perforar un taladro el barreno avanza con dificultad, no hay que forzar la perforadora con una presión excesiva de las manos, porque podría sufrir, especialmente el frontal o el martillo. En general, la presión que debemos darle a una Jack-leg con las manos debe ser moderada; en cuanto a la Stoper, no necesita darle presión sino sólo sostenerla.
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Perforación en Minería Subterránea 4. Si un barreno se “planta” no debemos jamás golpearlo o tratar de sacado sin retirar la máquina, pues, especialmente los golpes dañan el frontal, rajándolo o rompiéndolo, lo mismo que a la grampa.
5. Cuando se use la grampa de la máquina para sacar un barreno del taladro ya perforado, no forzar demasiado y no hacer trabajar la máquina, sino apenas como para producir una pequeña vibración, pues de lo contrario se puede romper la grampa o la espiga del barreno; es indispensable chequear para este caso que los resortes de la grampa se hallen en su debida tensión o ajuste. No usar nunca este sistema para sacar un barreno “plantado”. 6. Alinear bien la máquina con el barreno, para evitar el prematuro desgaste de la bocina de la máquina; asimismo, evitar el uso de barrenos con el collarín defectuoso. 7. Empezar siempre un taladro con el “patero”, pues si usamos un barreno largo puede torcerse e incluso romperse y producir un accidente; además, la pastilla se “chupa” innecesariamente antes de tiempo y puede “plantarse” el barreno. Seguir después en orden el taladro con el “seguidor” y luego el “pasador”. 8. Empezar el taladro abriendo gradualmente la llave de mando de la perforadora y mantenerla parcialmente abierta durante el “empate”. Si se abre la válvula violentamente, puede dañarse el martillo. 9. Durante la perforación, controlar y mantener la dirección del taladro y el barreno, sin desviar la máquina, de lo contrario el barreno se tuerce y puede romperse. 10. Usar siempre agua a fin de prolongar la vida de la pastilla y evitar el polvo que daña tanto la salud del perforista como el mecanismo interior de la máquina. Graduar el agua en la gamarrilla de modo que el chorro de agua tenga 18" de longitud. 11. Usar apropiadamente las herramientas, así por ejemplo, no usar la llave Stillson para sacar un barreno plantado; no golpear con las llaves, etc.
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Perforación en Minería Subterránea Después de la operación 1. Desconectar cuidadosamente la máquina de sus accesorios, usando las herramientas apropiadas. 2. Lavar la máquina y sus accesorios; colocar el tapón de rosca en la entrada de aire y el tapón de madera en la bocina. 3. Transportar y guardar el equipo en un lugar seguro, limpio, y lejos de la acción del disparo. 4. Cualquier falla que se haya observado en el equipo durante la operación por pequeña que sea, debe reportarse al capataz a la salida de la guardia. Mantenimiento Periódico Aparte de los cuidados y el mantenimiento que tenemos que dar al equipo de perforación cada vez que lo usamos, es necesario enviar al taller la máquina con su lubricador para que le hagan una revisión y limpieza, pues con el trabajo diario se van acumulando pequeñas partículas en el mecanismo interior y además, hay piezas que deben ser reemplazadas cuando presentan bastante desgaste. Esta revisión y limpieza se acostumbra hacer cada 15 días y permite mantener el equipo siempre en óptimas condiciones. En cuanto a los barrenos, el mejor sistema es el de sacarlos todos los días y entregados a la bodega, donde un mecánico chequeará diariamente el desgaste de la pastilla, así como la espiga, separando los que se hallen en malas condiciones, para su reparación; de esta manera, se dispondrá siempre de barrenos en buen estado. Los otros accesorios, como mangueras, no es necesario sacarlos diariamente, sino cuando presenten signos de alguna avería. Las herramientas sí es obligatorio entregar a la bodega al final de la guardia. Lubricación VISCOSIDAD
ω1 ω2
TEMPERATURA
¿Qué es lubricación? Para comprender mejor lo que es la lubricación veamos antes que es el rozamiento o la fricción. Fricción o rozamiento es la resistencia que un cuerpo opone a que otro cuerpo se deslice sobre su superficie; así por ejemplo, si tenemos dos blocks de madera y tratamos de hacer deslizar uno sobre otro veremos que tenemos que hacer cierta fuerza para conseguido; esto es debido: 1º al peso del block que queremos hacer deslizar, y 2º a la fricción que hay entre las dos superficies en contacto de los dos block. Si Saber, Saber hacer, Saber ser
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Perforación en Minería Subterránea pudiéramos ver con una lupa de aumento las dos superficies, notaríamos que ambas presentan una gran rugosidad, que es lo que impide que resbalen o se deslicen. Pero si entre las dos superficies colocáramos una serie de bolas, entonces resbalarían fácilmente; el papel del lubricante es hacer el trabajo de las bolas, y en la práctica así sucede, pues las moléculas del lubricante son como pequeñas bolitas colocadas entre ambas superficies. Lubricación. Es pues, la acción de colocar un líquido (aceite) entre las superficies en contacto a fin de reducir la fricción entre las mismas; el líquido será el lubricante.
Papel del lubricante
Efectos de la fricción: Cuando dos o más superficies están en contacto y en movimiento, por ejemplo, las piezas interiores de una máquina, se producen tres hechos de mucha importancia: 1. La fricción produce desgaste de las superficies. 2. Se produce calor o calentamiento de las superficies. 3. Gran parte de la fuerza de la máquina se pierde en vencer la fricción. Podemos ver en seguida la gran importancia de la correcta lubricación de una máquina perforadora, pues, como sabemos, en el interior de la máquina hay numerosas piezas que trabajan muy juntas unas de otras y a gran velocidad, y si hiciéramos trabajar a esta máquina aunque sea unos minutos sin aceite, se produciría el desgaste inmediato del mecanismo interior. Los lubricantes. Cualquier líquido no es un buen lubricante sino que tiene que reunir ciertas condiciones, a saber: 1. Deben ser emulsificables, o sea que se mezclen con el agua formando una emulsión resistente al lavado por el agua. 2. Resistentes a altas presiones 3. Resistentes a los ácidos y a los óxidos. 4. elevado índice de viscosidad, es decir, que mantengan su consistencia como aceites aún en las más duras condiciones de trabajo. Los lubricadores. La lubricación de la perforadora se hace mediante unos dispositivos llamados lubricadores, 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. Algunos de estos lubricadores son automáticos, o sea que cuando se termina su contenido de aceite, se corta el paso del aire.
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Perforación en Minería Subterránea El tramo de manguera entre el lubricador y la máquina no debe tener más de 15 pies, pues una mayor longitud significaría mal servicio de lubricación y destrucción de la manguera por acción del aceite. Como lubricar la perforadora. 1. Limpiar las tapas del lubricador y de la botella de aceite antes de destaparlos, para evitar que entre la suciedad y malogre la máquina.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Nivel de aceite, 0.71 litros – 1 ½ pintas. Bushing de reducción de 1 ¾ a 1 pulgada. Cuerpo del lubricador, resistente a altas presiones Eje, conductos absorbentes del lubricante el cual bacía todo el contenido desde su interior, mediante un contrapeso. Eje principal directo del fluido del aire. Eje regulador del abastecimiento del lubricante. Tapa superior con conducto de desfogue de aire que ingreso al lubricador (Despresurizado)
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Perforación en Minería Subterránea 2. 1.
4.
Llenar el lubricador de aceite y asegurar el tapón. Probar la lubricación correcta poniendo la palma de la mano delante del escape. El aire debe salir, mezclado con el aceite. Al sacar un barreno de la máquina observé que el culatín o espiga tenga una película de aceite. Chequear una y otra vez durante el trabajo. Llenar el lubricador cada 2 horas de perforación, teniendo cuidado antes, de cerrar la válvula de la manguera de aire.
Consecuencias de una lubricación deficiente • Desgaste excesivo de la máquina. • La máquina puede no funcionar, o lo ‘hace defectuosamente. • La máquina puede calentar.
Antes de destapar el lubricador cerrar el aire. • •
En los períodos de descanso la máquina está expuesta a la corrosión. Trabajará despacio, sin su velocidad normal.
Consecuencias de una lubricación con aceite sucio • Las piezas interiores de la máquina pueden pegarse dificultando el funcionamiento normal de la misma. • Rápido desgaste de las piezas interiores de la máquina, al actuar el aceite como un abrasivo.
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TECNICA DE LA PERFORACION
Introducción La perforación de las rocas dentro del campo de las voladuras es la primera operación que se realiza y tiene como finalidad abrir unos huecos, con la distribución y geometría adecuada dentro de los macizos, donde alojar a las cargas de explosivo y sus accesorios iniciadores. Los sistemas de penetración de la roca que han sido desarrollados y clasificados por orden de aplicación son: a) Perforación manual. Se lleva a cabo con equipos ligeros manejados a mano por los perforistas. Se utiliza en trabajos de pequeña envergadura donde por las dimensiones no es posible utilizar otras máquinas o no está justificado económicamente su empleo. Por otro lado, los tipos de trabajo, tanto en obras de superficie como subterráneas, pueden clasificarse en los siguientes grupos: b)
Perforación de banqueo. Es el mejor método para la voladura de rocas ya que se dispone de un frente libre para la salida y proyección del material y permite una sistematización de las labores. Se utiliza tanto en proyectos de cielo abierto y subterráneo con taladros verticales, generalmente, y también horizontales, en algunos casos.
c)
Perforación de avance de galerías y túneles. Se necesita abrir un hueco inicial o cuele hacia el que sale el resto de la roca fragmentada por las demás cargas. La perforación de los taladros se puede llevar a cabo manualmente, pero la tendencia es hacia la mecanización total con el empleo de jumbos de uno o varios brazos.
d)
Perforación de producción. Este término se utiliza en las explotaciones mineras subterráneas, para aquellas labores de extracción del mineral. Los equipos y los métodos varían según los sistemas de explotación, siendo un factor común el reducido espacio disponible en las galerías para efectuar los taladros.
e)
Perforación de chimeneas. En muchos proyectos subterráneos de minería y obra pública es preciso abrir chimeneas. Aunque existe una tendencia hacia la aplicación del método Raise Boring, aún hoy se utiliza el método de taladros largos y otros sistemas especiales de perforación combinados con las voladuras.
f)
Perforación de rocas con recubrimiento. La perforación de macizos rocosos sobre los que yacen lechos de materiales sin consolidar obligan a utilizar métodos especiales de perforación con entubado. También se emplean en los trabajos de perforación y voladuras submarinas.
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Perforación en Minería Subterránea g)
Sostenimiento de rocas. En muchas obras subterráneas y algunas a cielo abierto es necesario realizar el sostenimiento de las rocas mediante el bulonado o cementado de cables, siendo la perforación la fase previa en tales trabajos.
¿Para qué se perfora? La perforación se hace con el objeto de situarse el explosivo en lugares apropiados a fin de que, con el mínimo de explosivos se pueda arrancar o volar la máxima cantidad de roca o mineral. En otras palabras, la perforación se hace con el objeto de volar cierta porción de roca o mineral ya sea en un frente o en un stope, para lo cual estudiamos primero y. luego, perforamos una serie de taladros. De modo que nos permita usar relativamente poco explosivo para poder volar un gran volumen. Por lo general, la perforación constituye la mayor parte del costo de excavación en una labor dentro de la mina, y es también la operación que toma mayor tiempo, razón por la cual debemos llevarla a cabo con rapidez y eficiencia, sin descuidar, por otra parte, de darle un trato adecuado al equipo de perforación.
Acción del explosivo: 1) en una superficie libre; 2) dentro de un taladro. El explosivo actúa de diferente manera según que se le coloque en una superficie libre o dentro de un taladro; vamos a examinar en seguida ambos casos: 1.
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Si colocamos cierta cantidad de explosivos en forma de plasta en una superficie cualquiera, por ejemplo, en un frente o en el techo de un stope, veremos que al explosionar la carga no se producirá ningún efecto en dicha superficie, debido a que la acción del explosivo es anulada por la gran resistencia de la roca, perdiéndose, además parte de la fuerza del explosivo en el aire. Si en el mejor de los casos la superficie en que colocamos el explosivo corresponde a un pequeño volumen de roca, como una piedra de tamaño regular, veremos que colocando una cantidad adecuada de explosivo podremos romper dicha piedra, debido a que la acción del explosivo es mayor que la resistencia que ofrece la roca.
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Perforación en Minería Subterránea 2.
Si en una superficie perforamos un taladro de cierta profundidad y dentro del taladro colocamos una carga explosiva adecuada, al estallar éste, tendrá un efecto rompedor que se ejercerá hacia la superficie libre (llamada también “cara libre”) produciéndose un cráter en forma de un cono; la acción del explosivo hacia el interior de la roca será anulada por la resistencia de éste. Vemos pues que la acción del explosivo es diferente cuando lo usamos dentro de taladros previamente perforados, que cuando lo usamos en una superficie libre; en el primer caso podremos aprovechar casi toda la fuerza del explosivo, y en el segundo caso su fuerza se perderá en el aire. De aquí la necesidad que tenemos de saber ubicar convenientemente los taladros que hacemos cuando vamos a ejecutar una voladura. Por otra parte, la perforación de los taladros no es tan simple y fácil, pues hay muchos factores que influyen en la ubicación, dirección y profundidad de los mismos, como por ejemplo la clase roca, el número de “caras libres”, etc. Por consiguiente, en adelante estudiaremos todos los factores que pueden influir en la perforación reuniéndolos en dos grupos, a saber:
4.1 clases de terreno Para los efectos prácticos de nuestro curso, dividiremos los terrenos en los siguientes tipos: 1. Terreno masivo, es aquel que presenta una estructura uniforme, es decir, que no hay fracturas o partes descompuestas y que, además, tiene una dureza uniforme. Este tipo de terreno es el más favorable para la perforación, pues la resistencla que ofrece a ta penetración del barreno es uniforme, permitiendo hacerse una perforación rápida y fácil.
Fracturas
Terreno fracturado 2. Terreno fracturado. Cuando hay una serie de fracturas o planos de separación, los que pueden estar paralelos en diferentes direcciones y a pequeños intervalos o a cierta distancia de otros. Hay varios tipos de terrenos fracturados, según el grado de fracturamiento, composición de la roca o mineral. Las dimensiones de los trozos fracturados y otros agentes. Como el agua y el intemperismo que pueden contribuir a que el terreno sea más fracturado.
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Perforación en Minería Subterránea El terreno fracturado presenta los siguientes inconvenientes: a. Dificulta la perforación, ya que el barreno en su avance al encontrar un plano de fractura inclinado con respecto al eje del taladro tiende a desviarse, lo que puede originar el amarre del barreno (“barreno plantado”). Por eso mismo, cuando se observe la existencia de fracturas en un frente, se deben trazar los taladros procurando que sean perpendiculares, o a escuadra, con las fracturas más importantes. b. No se pueden usar trazo standard para la perforación ya que cada trazo tendrá que hacerse según como se presenten las fracturas en el frente, pudiéndose muchas veces aprovechar las fracturas, ya que al final siempre son planos de debilidad. c. Los vacíos de las fracturas pueden originar escapes de los gases de la explosión y hacer que se soplen los tiros. Por eso mismo, es necesario buscar cual es la mejor ubicación e inclinación de los taladros antes de adoptar un trazo. d. Las alzas ofrecen un mayor peligro por los posibles desprendimientos, por lo que se debe poner mayor cuidado cuando se perfora estos taladros.
3. Terreno empanizado, es aquel que presenta zonas de panizo entre dos capas de terreno consistentes. Los cuidados a tenerse en este terreno durante la perforación son: a.
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Perforar sólo en la parte de roca consistente ubicando los taladros de modo que abarquen el mayor cuerpo posible de la roca consistente, estudiando la ubicación y dirección de los taladros, evitando perforar en el panizo.
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Perforación en Minería Subterránea b. c.
No se deben usar trazos standard; después de cada disparo el perforista debe observar con detenimiento el frente, para poder juzgar cuál es el trazo más conveniente para el nuevo disparo. Cuando la zona de panizo es demasiado grande y la perforación es inevitable, se debe poner especial cuidado al momento de perforar los taladros, haciéndolo con poca presión y abundancia de agua.
4. Terreno suelto, Es el tipo de terreno que no presenta, consistencia alguna, teniéndose que enmaderar las labores inmediatamente que se abren, para impedir derrumbes. También se le llama terreno molido; pues no se encuentran con frecuencia piezas grandes; los cuidados en el terreno son: a.
Situar los taladros algo adentro de los bordes de la sección para que al explosionar los tiros no se agrande demasiado la sección del frente.
b.
Usar pocos taladros y de poca profundidad para que no se forme un bovedón en la galería o cualquier labor.
c.
Usar poca carga de explosivo.
d.
Antes de iniciar la perforación, se debe colocar el enmaderado necesario.
Número de caras libres de la labor. En una labor cualquiera se llama “cara libre” de la zona que se desea volar, a cada uno de los taladros que estan libres, o sea en contacto con las personas por ejemplo, el frente de una galeria, chimenea o pique, tendrá una cara libre, un banco o grada tendrá dos; la esquina de un banco tendrá tres; un gradin tendrá cuatro; y una prominencia rocosa en forma de cubo, tendrá 5 caras libres. Por otro lado, cuantas más caras libres tiene una zona, tanto menos resistencia hará dicha zona a la voladura; así, en el ejemplo
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Número de caras libres en una labor minera
Cara libre
Anterior el cubo de la figura tendrá una sola superficie de amarre o sea que opondrá resistencia mínima a la voladura; el gradín tendrá dos superficies; la esquina de la grada, tres superficies; la grada tendrá cuatro superficies; y el frente de una galería, chimenea o pique, tendrá cinco superficies de amarre, o sea, que serán los más difíciles de volar. Por lo que hemos dicho, un frente de galería, chimenea, pique o un estope, son las zonas más difíciles para volar, pues, sólo presentan una cara libre y en cambio cinco superficies de amarre. Pues bien, en estas labores, la ubicación y dirección de los taladros se hace de tal manera que los primeros taladros en salir, que se llaman los arranques, formen una cara libre más, como se ve en la figura.
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Las ayudas o sean los taladros que están a continuación de los arranques, actuarán sobre dos caras libres y cuatro amarres para la primera ayuda; las demás ayudas actuarán ya sobre tres caras libres y tres superficies de amarre, hasta quedar como se muestra en la figura. Lo mismo sucederá con los cuadradores, alzas y arrastres. Desde ahora y sin esperar a llegar a estudiar los trazos perforación podemos sacar en conclusión: a. El éxito del disparo dependerá del éxito de los arranques, por lo mismo, éstos deberán ser ubicados y perforados controlando su dirección cuidadosamente, asimismo, deberán tener suficiente carga explosiva. b. La primera ayuda y el primer cuadrador deben ser cargados suficientemente, pues son estos taladros los que abren una cara libre más.
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c.
Existe un orden de encendido o de salida de los taladros, que debe respetarse rigurosamente, si se quiere obtener pleno éxito en el disparo.
Otros factores: La ubicación y dirección de los taladros dependen también de otros factores como: El grado de fragmentación deseado, o sea el tamaño que debe tener el material ya volado; así por ejemplo, en los avances de los frentes siempre se desea que el material volado sea bastante fragmentado o molido, a fin de facilitarse la limpeza con la pala. En cambio,en un stope de plomo, se procura no fragmentar demasiado a fin de que no se produzcan muchas pérdidas por finos, pues la galería tiene mucha tendencia a pulverizarse. En general, cuanto más cerca se sitúan los taladros unos de otros, habrá mayor fragmentación; en un stope, los taladros verticales producen mayor fragmentación que los horizontales. El tipo de explosivos usados, hacen que para un grado de fragmentación dado, se puedan espaciar algo más los taladros en un disparo. El equipo de perforación y aún el mismo perforista. influyen también, pues hay ciertos tipos de trazos, como el corte quemado, que son difíciles de hacer y que requieren gran habilidad por parte del perforista y a veces el uso de determinado equipo de perforación, para conseguir dar a los taladros, sobre todo a los arranques, la dirección correcta. Factores de los que depende la profundidad de los taladros La sección del frente. Clase o tipo de terreno. Dureza de la roca. Número de caras libres de la labor. Tipo y cantidad de explosivos a utilizarse.
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Perforación en Minería Subterránea La sección del frente Las dimensiones del frente de avance influyen en la profundidad de los taladros, pues a medida que se va profundizando el taladro. la resistencia del terreno a la voladura va aumentando ya que el explosivo tiene que trabajar más para poder formar el “cono” de la voladura. La profundidad a la cual la voladura será efectiva depende entonces del tamaño que ofrezca la “cara libre”, o sea; la sección del frente y como generalmente la altura es mayor que el ancho, resulta que la profundidad de la voladura dependerá del ancho; o dicho en otras palabras, la profundidad, máxima de voladura que se puede conseguir en un frente con un sólo disparo, es igual al ancho de la galería. Sin embargo hay otras formas de voladura que nos permiten hacer una excepción de esta regla, como veremos más adelante. Clase de terreno Todo cuanto se ha dicho anteriormente sobre la ubicación y dirección de los taladros en relación con el tipo de terreno por volar, se aplica igualmente a la profundidad de los taladros. Dureza de la roca Si la roca es muy dura la profundidad de los taladros será limitada, ya que de otro modo habrá que usar explosivos muy poderosos y en demasiada cantidad. O sea, que los taladros demasiado profundos en rocas muy duras, representan una pérdida inútil de tiempo y explosivos. Número de caras libres Cuanto mayor sea el número de caras libres que presente la zona por volarse, tanto más profundos podrán hacerse los taladros, estando limitados sólo por el tamaño de las caras libres. Por ejemplo, en un banco de una cantera con dos caras libres, la profundidad de los taladros será mayor que en un frente de una galería de una sola cara libre, pues en el caso del banco la profundidad esta limitada por el tamaño de la cara libre vertical, que puede ser enorme; mientras que en la galería ya sabemos que la máxima profundidad es la menor dimensión de la galería, o sea su ancho. Fracturas La presencia de fracturas en el terreno, influye también, porque en el caso de que la carga explosiva que se cargue en los taladros en las proximidades de las fracturas, pueden haber escapes de gases. Lo correcto es situar las cargas antes ó después de las fracturas, por lo que se tendrá cuidado de medir bien la profundidad de los taladros; además, ya sabemos que de preferencia los taladros serán hechos a escuadra con estas fracturas. Tipo y cantidad de explosivos a utilizarse: Cuanto mayor sea la potencia del explosivo a utilizarse mayor será también la profundidad que se podrá dar a los taladros; luego, con explosivos de baja potencia o poca cantidad de los mismos, no sería recomendable profundizar mucho los taladros. Otros factores: El tiempo disponible para poder terminarse la perforación completa. influye también en la profundidad de los taladros. El equipo de perforación y el mismo perforista, también influyen, pues en determinados tipos de terrenos es muy difícil hacer taladros profundos sino se dispone de los barrenos necesarios o si el perforista no tiene suficiente habilidad.
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DESCRIPCIÓN DE UN JUMBO ELECTROHIDRAULICO
Marcas ATLAS COPCO
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Perforación en Minería Subterránea SANDVIK TAMROCK
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Chasis delantero Articulación Central
Eje delantero Panel de control
Tanque hidráulico Brazo hidráulico Avance hidráulico Perforadora hidraulica
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PARTES PRINCIPALES
Chasis Posterior Techo del operador Gatas hidráulicas Enfriador de aceite transmisión Eje posterior Oscilante posterior Bomba de Agua Compresor de aire Motor eléctrico de bomba hidráulica Enfriadores de aceite hidráulico Motor diesel Tambora del Cable eléctrico Tablero electrico Bomba hidraulica
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Chasis: *Estabilidad. *Radio de Curvatura. *Dimensiones reducidas. *Techo protector o Cabina. *Iluminación Suficiente *La disposición de los componentes. ( facilidad en mantenimiento)
Perforadora: * Diámetro de taladro. * Capacidad VS Consumo de Energía. * Dispositivo anti-atasque. * Barrido Separado. * Sistema internos de amortiguación de energía. Ahorro en Aceros de Perforación Consumo de repuestos
Viga de Avance: *Longitud de avance. *Longitud efectiva de perforación. *Empuje uniforme. (F de avance) *Extensión del avance.
Cabezal del Brazo: *Rotación (°) *Diseño rígido.
Brazo: *Estabilidad. *Simplicidad de movimiento. *Velocidad de movimiento. *Paralelismo automático. (Preciso) Sistemas de Control de Perforación: *Confiable. *Simplicidad. *Sistemas automáticos de perforación.(RPC-F,FPCI) *Acceso a instrumentos de control de la perforación.
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BRAZO HIDRAULICO
La herramienta del jumbo hidráulico está ubicada en un brazo hidráulico telescópico. La rotación se realiza por la viga de la deslizadera, que se da vuelta alrededor del brazo. Las secciones tanto delanteras como posteriores del brazo tienen un sistema de suspensión de tres puntos. Cada sistema de suspensión de tres puntos consiste de dos cilindros hidráulicos 2 y 5. Los cilindros están conectados en series en pares, para dar un paralelismo automático en los planos tanto vertical como horizontal.
DESCRIPCIÓN El diseño del Brazo hidráulico, en comparación con otras marcas de brazo, permite usar una pequeña placa de sujeción para fijar el brazo al equipo de perforación. También es más estable, en todas las posiciones de perforación. La deslizadera con saliente, con una rotación de 360° permite perforar todos los esquemas. La rotación se realiza por medio de un dispositivo hidráulico de rotación, y se transmite a la viga de la deslizadera por un acoplamiento de fricción. El acoplamiento de fricción protege al brazo de sobrecarga, por ejemplo en el caso de una caída de roca. La función principal del cilindro basculador es de posicionar la viga de deslizadera para la perforación en el techo, o para la perforación transversal. La perforadora se encuentra siempre en el lado de la viga de la Saber, Saber hacer, Saber ser
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Perforación en Minería Subterránea deslizadera de enfrente al operador, cualquiera que sea la posición de perforación. El cilindro basculador se usa también para obtener un ángulo de abertura al perforar barrenos periféricos. El cilindro basculador se hace girar automáticamente de la posición de abertura de vuelta al paralelismo original, después de haber perforado un barreno periférico. Todas las sujeciones de cilindros y anillas de acoplamiento de vástagos de pistón están equipadas con ejes extensibles. Los ejes se expanden haciendo girar una tuerca. Al hacer girar la tuerca, se obligan a subir los casquillos desgastados por un eje cónico, ocupando así el espacio libre en la junta. De esta manera se puede mantener la precisión en el posicionamiento del brazo, también, cuando las juntas empiezan a quedar desgastadas después de uso continuo. El diseño del brazo es apropiado para mando por "palanca universal" por la que se mueve con rapidez pero suavemente, en una línea recta. Los movimientos suaves y tranquilos hacen mucho para aumentar la vida útil del brazo 7.1. Reglas de seguridad • Siempre hay qué leer y seguir las instrucciones con cuidado. • Nunca tratar de hacer trabajos de servicio o reparaciones mientras que el equipo de perforación se encuentra en funcionamiento. • Para evitar daños al personal hay que asegurarse que el brazo se encuentra apoyado con toda seguridad por medio de soportes o eslingas, antes de tratar de realizar reparaciones en el sistema. • Esto es especialmente importante si se ha de abrir o desconectar alguna de las válvulas que sostienen carga, por ejemplo si el sistema hidráulico llegara a quedar "pinchado" al abrir o desconectar la válvula que sostiene carga en el cilindro trasero de brazo derecho, entonces el brazo se caería hacia abajo y hacia el lado, a la derecha • Antes de hacer cualquier trabajo en los sistemas hidráulico y de aire, hay que asegurarse que no se encuentran presurizados. • Antes de dejar el equipo de perforación, hay que aplicar el freno de estacionamiento, y colocar bloques detrás de las ruedas. • También hay que observar las reglas de seguridad bajo distintos encabezamientos en otras partes de estas instrucciones. 7.2. Rotación y basculación del brazo Utilice el cilindro de basculación (Z) para regular el ángulo hacia el exterior deseado al perforar barrenos de contorno. Nota: Para obtener barrenos paralelos el avance debe estar en la posición horizontal. (Mueva la palanca de basculación del avance (Z) adelante.) Al girar o bascular el avance para hacer perforaciones, en el techo, el suelo o en galerías transversales, el centro de gravedad del avance debe mantenerse cerca de la unidad de rotación.
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ZONA DE ALCANCE La parte inferior de la zona de alcance puede limitarse, dependiendo de la altura de montaje del brazo.
PERFORACIÓN EN EL SUELO 1. Haga girar el avance 180o, palanca (K) a la derecha. 2. Bascule el avance hasta la posición vertical, palanca (Z). 3. Oscilación del brazo, palanca (A&E). 4. Extensión de brazo palanca (B). (solo algunos
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PERFORACIÓN EN EL TECHO 1. Bascule el avance hasta la posición vertical, palanca (Z). 2. Rotación del avance, palanca (K). 3. Oscilación del brazo, palanca (A&E). 4. Extensión del brazo, palanca (B) (solo algunos brazos hidráulicos) PERFORACIÓN DE GALERÍAS TRANSVERSALES 1. Haga girar el avance 90o palanca (K). 2. Bascule el avance 90o palanca (Z). 3. Eleve o descienda el brazo con la palanca (A&E). 4. Extensión del brazo, palanca (B). (solo algunos brazos hidráulicos)
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PALANCA DE MANDO
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Para los cilindros se usa un sistema de código de colores. Cada cilindro y su palanca de control están marcados con un color específico para simplificar el adiestramiento y facilitar la elección inmediata de la palanca correcta Extensión del brazo (B) Prolonga el brazo 1,25 m. (sólo algunos brazos hidráulicos) Extensión del avance (FE) Avanza o retrae todo el avance 1,25 m. Carrera del avance (F) Para posicionar la perforadora en el avance. Nota: No utilice nunca ésta palanca durante la perforación propiamente dicha.
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Perforación en Minería Subterránea Partes de la viga de avance hidráulico
Cilindro avance perforadora Viga de avance aluminio Tope de jebe punta viga Pernos de sujeción Lainas de aluminio Pernos soporte de la perforadora Cable de tracción Perno templador de cable de tracción Centralizador barreno delantero Jebes de centralizador de barreno Carro `porta polea de bakelita Set mangueras de avance Bakelitas desgaste en soporte manguera avance
Polea avance perforadora Rieles de desgaste Lainas desgaste de bakelita Carro porta perforadora Cable de retorno Platina limpiadora de detritus Perno templador cable de retorno Centralizador de barreno posterior Seguro de jebes de centralizador Lainas de bakelita porta mangueras
DISPOSITIVO DE AVANCE
Los dispositivos de avance en la serie 2000 están destinados a la Perforación de túneles y galerías. Los dispositivos de avance están Disponibles en distintas versiones según que tipo de perforadora va a montarse. Las distintas cifras tienen distintos significados. Ejemplo: BMH 2337 y BMHE 2628/21 La primera cifra indica el tipo de dispositivo de avance: 2 = serie 2000. La segunda cifra indica el tipo de perforadora para la que es apropiado el dispositivo de avance: • 3 = COP 1238 • 6 = COP 1432 • 8 = COP 1838 Saber, Saber hacer, Saber ser
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Perforación en Minería Subterránea La tercera y cuarta cifra indican la longitud de la barrena en la unidad dm. La quinta y sexta cifra indican la longitud para la barrena corta en la unidad dm y sólo son válidas para el dispositivo de avance telescópico (BMHE y BMHT). Serie 2000 Longitudes Nota La longitud total del dispositivo de avance depende de la perforadora y la longitud de barrena al que está destinado. Sumando la Dimensión de longitud siguiente a la longitud de la barrena (XX) (XX/XX) se obtiene la longitud total del dispositivo de avance. BMH 23XX 1587mm BMH 26XX 1200mm BMH 28XX 1587mm BMHE 26XX/XX 865mm BMHS 26XX 850mm BMHT 23XX/XX 1517mm BMHT 26XX/XX 1207mm BMHT 28XX/XX 1517mm Mangueras de la perforadora Colocación de las mangueras Según el tipo de perforadora montada en el dispositivo de avance, las mangueras deberán colocarse según aquí abajo en el tambor de Mangueras y fijación de mangueras del dispositivo de avance.
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PERFORADORAS HIDRAULICAS
8.1. Perforadoras hidráulicas con martillo en cabeza Esta perforadora hidráulica con martillo en cabeza forma parte de nuestra guía de productos. CARACTERISTICAS - Una perforadora hidráulica consta básicamente de los mismos elementos que una neumática. Sin embargo, la principal diferencia entre ambos sistemas radica en que las perforadoras hidráulicas utilizan un motor que actúa sobre un grupo de bombas, las que suministran un caudal de aceite que acciona los componentes de rotación y movimiento alternativo del pistón. - Aunque en un principio la introducción de estos equipos fue más importante en trabajos subterráneos, con el tiempo se han ido imponiendo en las faenas de perforación de superficie, complementando a las perforadoras neumáticas Atlas Copco ofrece una amplia gama de perforadoras de martillo en cabeza adecuadas para la perforación de agujeros de voladura, agujeros para inyección y agujeros para la instalación de pernos. La gama COP incluye perforadoras con una potencia de impacto de 11 hasta 40 Kw que poseen la capacidad de perforar barrenos de 33 a 165 mm de diámetro
La COP 1838 está especialmente adaptada para realizar barrenos de tamaño pequeño o mediano. La longitud de carrera ajustable hace posible ajustar la frecuencia de impacto y la energía a las condiciones reales de la roca y a los tamaños de barreno. El potente motor de rotación reversible y variable al instante ofrece un elevado momento de torsión y un excelente control de la velocidad.
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La perforadora COP 3038 es adecuada para aplicaciones de perforación para frente, especialmente donde se pueden obtener los mayores beneficios de tasas de penetración extraordinariamente altas como en la creación de túneles, galerías y minería de cámaras y pilares. COP 1132 es una perforadora corta, equipada con la última tecnología de Atlas Copco. Con una potencia de impacto de 11 kW, es la perforadora más fuerte de su gama existente en el mercado. La alta potencia de impacto se ha logrado mediante la tecnología de alta frecuencia, hoy día plenamente afianzada, que es con mucho una tecnología original de Atlas Copco. Esta tecnología significa que el pistón golpea la barrena a una frecuencia más elevada, provocando una penetración más rápida sin aumentar la tensión causada a la barrena. La perforación en superficie de barrenos grandes exige una extraordinaria durabilidad de perforación en roca. El sistema de amortiguación dual de Atlas Copco, un poderoso martillo y un robusto engranaje aseguran que el COP1640 está bien equipado para perforaciones rápidas y difíciles, incluso para grandes barrenos de hasta 89 mm.
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Perforación en Minería Subterránea CUADRO COMPARATIVO DE PERFORADORAS HIDRAULICAS
PARTES INTERNA DE LA PERFORADORA HIDRAULICA
Motor Hidráulico Pistón de percusión Cabezal de barrido
Sistema de amortiguación Caja de engranajes Parte trasera
PARTES EXTERNAS DE LA PERFORADORA HIDRAULICA
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Perforación en Minería Subterránea Cuerpo delantero El cuerpo delantero tiene un casquillo desgastable, en el que se aloja el extremo delantero del adaptador de culata En el cabezal de barrido y anillo de tope hay dos manguitos en U y dos juntas tóricas, para cerrar herméticamente al fluido de barrido la unión entre el cuerpo delantero y el adaptador de culata. El anillo de tope restringe el movimiento hacia adelante del adaptador de culata y, a la vez, sirve de guía radial entre el cuerpo delantero y la tapa de la caja del engranaje. Caja del engranaje La rotación se transfiere desde el motor de rotación al piñón a través de un acoplamiento, montado en dobles cojinetes de agujas, con una arandela que sirve de guía axial. Un engranaje recto, con relación de 12:1, transfiere la rotación al buje de rotación, que se monta en dos cojinetes de rodillos cónicos, tensados con suplementos contra la tapa de la caja del engranaje. El buje de rotación tiene un cilindro de guía recambiable, que aplica el movimiento de rotación al adaptador de culata. La tapa de la caja del engranaje sirve también de punto delantero de unión entre la perforadora y el soporte. Pieza intermedia y amortiguador del retroceso La pieza intermedia contiene el pistón del amortiguador hidráulico del retroceso y las juntas correspondientes. Cada onda de choque, producida en el varillaje por los golpes del mecanismo de percusión, sufre una reflexión parcial y retrocede hacia la perforadora. El pistón del amortiguador del retroceso, que se apoya en el casquillo del buje de rotación, aplica estas ondas de choque al lado de impulsión del sistema hidráulico, evitando que lleguen a la perforadora y al avance. Cilindro El pistón de percusión está conducido por dos guías, una en cada extremo del cilindro. Estas guías del pistón se montan a presión en dos cajas de juntas, que sirven parcialmente como guías radiales entre el cilindro y la pieza intermedia y entre el cilindro y el cuerpo trasero, y parcialmente como retención de las juntas que impiden las fugas de aceite desde el mecanismo de percusión. El pistón de la válvula está montado en una camisa paralela al eje central de la perforadora. Esta camisa está obturada con juntas tóricas. Las boquillas de conexión del aceite de impulsión y de retorno del mecanismo de percusión y la conexión del aire de lubricación, se encuentran también en el cilindro. La posición de la conexión del aceite a presión está diseñada para permitir la constante circulación de aceite frío en torno a la cámara de amortiguación del retroceso
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SISTEMAS DE PERFORACION DEL JUMBO HIDRAULICO
Sistema de posicionamiento Sistema de emboquillado Sistema de avance Sistema de rotación Sistema de percusión Sistema anti atasque Sistema de barrido Sistema de lubricación
SISTEMA DE POSICIONAMIENTO En dicho sistema lo realiza el brazo hidráulico con los accionamientos de los cilindros del brazo. Realiza todos movimientos y es el sistema para ver la sección a perforar en el frente de trabajo Realiza los movimiento horizontal, vertical, transversal derecha y transversal izquierda con todos los ángulos posibles Funciona accionando ya sea el motor diesel a la cual esta acoplado una bomba hidráulica de posicionamiento así como el motor eléctrico que esta acoplado con la bomba de posicionamiento y percusión
SISTEMA DE EMBOQUILLADO El sistema de emboquillado trabaja aplicando baja presión de avance y baja presión de percusión. Avance emboquillado 30-50 bar Percusión emboquillado 130-150 bar Saber, Saber hacer, Saber ser
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Perforación en Minería Subterránea SISTEMA DE AVANCE Controla la presión de avance durante el emboquillado y la perforación Avance alta 65 a 110 bar. SISTEMA DE ROTACION Controla la velocidad de giro del barreno. Además regula la presión máxima de rotación a motor trancado; su velocidad de rotación es de 160 – 210 rpm. SISTEMA DE PERCUSION Regula las presiones de percusión de emboquillado y a toda potencia, es decir alta y baja percusión Percusión alta 180 – 200 bar.
SISTEMA ANTIATASQUE Actúa reduciendo la presión de avance en perforación en una primera etapa y luego invirtiendo el avance si la presión de rotación se incrementa por encima de su valor normal SISTEMA DE CONTROL DE PERFORACION
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Perforación en Minería Subterránea Sistemas hidráulicos DCS 12 y DCS 18 Bombas, eléctricas DCS 12 Bomba principal (posicionamiento y percusión) Tipo Bomba de émbolo axial Modelo RX A10VO71 Desplazamiento 71cm 3 /revolución Bomba de rotación Tipo Bomba de engranaje Modelo COM P315 Desplazamiento, rotación 40,6cm 3 /revolución Bombas, eléctricas DCS 18 Bomba principal (posicionamiento y percusión) Tipo Bomba de émbolo axial Modelo RX A10VO100 Desplazamiento 100cm 3 /revolución Bomba de rotación y amortiguación (bomba gemela) Tipo Bomba de engranaje Modelo COM D330 BA01 Desplazamiento, rotación 48cm 3 /revolución Desplazamiento, amortiguación 10cm 3 /revolución Bomba, de gasóleo DCS 12 y DCS 18 Bomba de posicionamiento y dirección/freno (bomba gemela) Tipo Bomba de engranaje Modelo COM P315B Desplazamiento, posicionamiento 10cm 3 /revolución Desplazamiento, dirección y freno 25cm 3 /revolución Depósito de aceite hidráulico DCS 12 y DCS 18 Volumen, vehículo portador DC 10máx. 138litros Volumen, vehículo portador DC 15máx. 188litros Tablero de mandos S105 Puesta en marcha de bomba S106 Parada de bomba 17 Manómetro para agua C14 Manómetro para rotación C15 Manómetro para percusión
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Perforación en Minería Subterránea
C16 C18 C2L C2H 50 31 48 C24 C1R ClS CIF 59 58 C5
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Manómetro para avance Manómetro para sistema de lubricación ECL Presión de avance, emboquillado Presión de avance perforación, soporte de perforadora Presión de avance perforación, barreno escariador (opcional) Presión de avance perforación, deslizadera telescópica (opcional) Válvula selectora, barreno de voladura barreno escariador (opcional) Barrido, agua - aire (opcional) Palanca de mando para rotación Palanca de mando para percusión Palanca de mando para avance Palanca de mando para guía de barrena (opcional) Palanca de mando para enroscado desenroscado (opcional) Válvula reguladora antiatascos
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Perforación en Minería Subterránea ENFOQUE ACTUAL • Larga vida útil • Costo por metro perforado mas bajo • Mayor velocidad de perforación NUEVO ENFOQUE • Impacto que las herramientas de tuneleo y sobre su costo total.
perforación pueden tener sobre las otras etapas del ciclo de
¿QUE ES MAS INTEREZANTE, OBTENER LOS COSTOS MAS BAJOS DE LOS ACEROS DE PERFORACION, O OBTENER EL COSTO BAJO DE TUNELEO? Realmente el tunelero está interesado en obtener el COSTO MAS BAJO DEL TUNEL 9.1. ¿Dónde están realmente los grandes ahorros producidos en tunelería? Los grandes ahorros en tunelería, están en conseguir un perfil adecuado del túnel, un alto ratio de avance y los más bajo costo de tuneleo. PERFIL DEL TUNEL LOS MÁS GRANDES CONFLICTOS ENTRE LOS PROPIETARIOS DEL TUNEL Y LOS CONSTRUCTORES ES LA SOBREROTURA LA SOBREROTURA La sobrerotura es un término dado a cualquier excavación de roca fuera del perfil planificado o perímetro del túnel, esto es indeseable y su rectificación es muy costosa. Tenemos sobrerotura por encima y por debajo del perfil deseado. Hay un tipo de sobrerotura conocido como nominal, que es imposible de ser evitado debido al diseño del equipo de perforación. 9.2. Precisión de la perforación La posición, la dirección, la inclinación y la rectitud es determinante para los resultados de la voladura La desviación de los taladros tiene cuatro causas principales: • Desalineamiento de la barra de avance, la barra de avance no esta puesta en la dirección correcta. Ocurre fuera del taladro y no tiene nada que ver con las herramientas de perforación. • Ubicación inexacta del taladro, significa que el perforista no hace el collar del taladro en el lugar exacto indicado por la malla de perforación. Otro error que tiene lugar fuera del taladro y no tiene nada que ver con los accesorios de perforación. • Desvió durante el emboquillado, desde que el frente del túnel es rara vez liso después de la voladura, los taladros son emboquillados con frecuencia sobre superficies inclinadas o sesgadas. La rotación de la broca tiene una tendencia a correr fuera con dirección la inclinación mientras se esta emboquillando. • Desviación o pandeo de la columna de perforación, esto tiene lugar dentro del taladro. Esto depende específicamente del tipo de roca y del tipo de accesorios de perforación usados.
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El máximo de rectitud es obtenido usando la barra mas rígida posible, usando broca de frente plano o cóncava, manteniendo tan pequeño como sea posible la diferencia de diámetro entre la broca y la barra y un soporte de alta calidad para la columna con guías y centralizadores efectivos para la barra.
FORMA CORRECTA DE UTILIZACION DE LAS HERRAMIENTAS DE PERFORACION Posicionamiento del equipo de Perforacion
Embobillado
Perforacion
Avance
Rotación
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PROCEDIMIENTOS DE OPERACIÓN
10.1 Qué hacer antes de la operación de un jumbo electro hidráulico SELECCIÓN Y AJUSTE DE CAÑERIAS Y MANGUERAS •
• •
Comprobar que las mangueras de la perforadora no vibren en forma anormal, de lo contrario comunicar al taller Mecánico para su revisión. Ver que las mangueras no queden colgadas o atrapadas Ver las fugas en las mangueras y conexiones.
PERFORMANCE DE PERFORACION • Tipo de roca, características • Esfuerzos compresivos • Dimensión del frente a perforar • Velocidad de penetración • Rectitud del taladro
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Perforación en Minería Subterránea 10.2. Procedimientos básicos de trabajo • Realizar la pre-inspección del equipo. • Revisar condiciones del terreno. • Revisar condiciones del soporte. • Revisar presencia de tiros fallados. • Regar frente, hastiales y techo con agua. • Desatar la zona. • Marcar línea de centro, gradiente. • Pintar la malla de perforación. • No perforar en tacos de taladros anteriores. • Usar atacador como guiador de dirección e inclinación de la perforación. • Desate a intervalos, la vibración y el agua afecta el macizo rocoso. • instale letreros de “personal trabajando”, en el acceso a la labor. REVISAR EL JUMBO HIDRÁULICO: Inspeccionar visualmente las siguientes partes del Jumbo, por si presentan desperfectos y haga cualquier corrección que sea necesario antes de movilizarlo. • Verifique si hay material suelto (rocas) en el interior de las cabinas o en el techo y limpie si es necesario • Verifique si la Perforadora y el avance se encuentran averiados por caída de rocas o colisión. Reparar los daños causados o comunique a Mantenimiento para su reparación. • Verifique si las mangueras hidráulicas se encuentran rotas o averiadas. Haga los ajustes y trámites correspondientes para su reparación. • Verifique si el Panel de Control se encuentra averiado. Reparar los daños causados o comunique a Mantenimiento para su reparación. • Verifique las llantas que estén en buenas condiciones para su traslado. • Verifique si las dos cadenas de descarga eléctrica a tierra están en buenas condiciones o tramite lo necesario para su reparación. • Verifique si la cantidad de combustible es suficiente para la operación de lo contrario rellene el tanque correspondiente. • Verifique el nivel de aceite hidráulico en el depósito y rellenar si es necesario. MOVILIZAR EL JUMBO HASTA EL FRENTE DE PERFORACIÓN a. Asegurarse que no haya personal en las cercanías del equipo antes de ponerlo en movimiento para evitar atropellos. b. Dar arranque al motor diesel siguiendo las instrucciones ordenadamente para evitar, averías en el motor. c. Para evitar colisiones o atropellos, transporte el Jumbo siguiendo las Reglas de Transito en interior mina. d. Para facilitar las conexiones de agua y energía, durante la movilización del Jumbo, soltar las mangueras de agua y cable eléctrico a la altura de las conexiones correspondientes (a 4 mts. del tomacorriente), estacionar provisionalmente y poner en OFF el interruptor del tomacorriente utilizando guantes de protección.
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Perforación en Minería Subterránea e. f. g.
Amarrar con soga el cable eléctrico en el cáncamo más cercano. Desplazar el Jumbo lentamente desenrollando el cable hasta llegar al frente de perforación. Levantar el cable eléctrico del Jumbo sobre los cáncamos, verificando su estado. Reparar las averías encontradas.
ESTACIONAMIENTO EN EL FRENTE DE PERFORACIÓN Posicionar el Jumbo en el frente de perforación según los pasos siguientes: 1. 2. 3.
Posicionar el Jumbo lo más cerca posible del frente de perforación sin que sea obstruido por los hastiales durante los movimientos de elevación y extensión a los laterales. Fijar el equipo de perforación en forma paralela con los taladros a perforar, si esto no es posible usar los pistones de movimientos horizontales del brazo. Tomar nota de la dirección, para mantenerla durante la perforación de los taladros paralelos.
4.
Elevar el chasís sobre gatas, ajustando éstas de tal manera que tanto en sentido longitudinal como en transversal, se ubique en un plano perfectamente horizontal. 5. Conectar el enchufe en el tomacorriente, utilizando guantes de protección. Hacer rotar el enchufe hasta que haga un perfecto contacto, evitando así descargas eléctricas en el momento del arranque. 6. Poner en ON el interruptor del tomacorriente utilizando guantes de protección. 7. Sin tocar el cable eléctrico revisar y observar si existe chispa o humo. Llamar al electricista sí el caso lo requiere. 8. Verificar que el relé de falla a tierra indique OK. 9. Verificar que el relé de secuencia de fase indique OK. De lo contrario comunique al taller eléctrico para su arreglo. 10. Conectar agua al equipo de perforación utilizando guantes de protección, girando el extremo de la manguera en el cabezal de la tubería de agua y abrir la válvula correspondiente.
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Perforación en Minería Subterránea INSPECCIONAR LA ZONA DE TRABAJO a. Verificar que el techo de la labor se encuentre en condiciones seguras de estabilidad para evitar caída de rocas y daños al personal y equipo. Desquinchar y ventilar si es necesario. b. Verificar que el frente se encuentre limpio de carga sobre todo al piso para evitar perforación deficiente. De ser necesario limpiar el piso. c. Para evitar la detonación inesperada de explosivo en el momento de la perforación, se debe verificar la existencia de tiros cortados y desactivarlos utilizando agua y aire a presión. 10.3 Operar el jumbo hidráulico Seguir las indicaciones para la operación del Jumbo y obtener una buena perforación: a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. k. l.
Alinear el brazo hidráulico en la posición para perforar siguiendo las instrucciones para el funcionamiento del brazo. Abrir completamente la válvula de agua de perforación, antes de encender la bomba de agua: la presión mínima debe ser 5 Bares y la máxima 15 Bares. Poner en neutro el sistema hidráulico. Arrancar los motores de compresora, bomba de agua y bomba hidráulica. Verificar que el amperímetro no sobrepase los 60 amperios. Poner en marcha la rotación para perforar, moviendo el control hacia delante. Poner en marcha el avance moviendo el control hacia delante. Poner en marcha la percusión baja moviendo el control hacia la posición central o media. Realizar el emboquillado moviendo el control de avance a la posición delantera, se obtiene una posición fija y presión reducida de avance. Mover el control de percusión hacia adelante. Cuando haya penetrado bien unos 30 cm, poner al tope. Si resulta mal el emboquillado, regresar los controles a su posición trasera y repetir los puntos anteriores. Comprobar la fuerza de avance en el manómetro respectivo : Atlas Copco Tamrock Mercury/Quasar
: : :
65 a 110 bares. 40 a 70 bares. 45 a 55 bares.
m. Después de terminar la perforación del taladro, mover los controles de percusión y avance a su posición trasera. Cuando está conectado el automático retorna solo . n. Cuando la perforadora ha retornado a su posición trasera, desconectar el agua y fijar los controles de avance y rotación a su posición central. o. Repetir los puntos mencionados para la perforación del taladro siguiente. DURANTE LA PERFORACION: Se debe comprobar el buen funcionamiento de todo el sistema, mangueras y perforadora, a través de los siguientes pasos:
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Perforación en Minería Subterránea REVISAR LA PERFORADORA: 1. Comprobar que no ocurran fugas de agua en el agujero de barrido en el frente. 2. Comprobar que no ocurran fugas de aceite en los planos de separación. 3. Comprobar que el adaptador de culata reciba aire lubricado, poniendo una tablilla delante de la perforadora. REVISAR MANGUERAS 1. Comprobar que las mangueras de la perforadora no vibren en forma anormal, de lo contrario comunicar al taller Mecánico para su revisión. 2. Ver que las mangueras no queden colgadas o atrapadas. 3. Ver las fugas en las mangueras y conexiones. REVISAR SISTEMAS 1. Comprobar las lecturas en los manómetros: si indican valores anormales parar inmediatamente la perforación e investigar las causas. 2. Comprobar el aceite del lubricador: 35 a 40 impulsos por minuto. 3. Comprobar la temperatura del aceite hidráulico: 28 a 60 grados centígrados. ASIMISMO SEGUIR LAS INDICACIONES EN EL POSICIONAMIENTO ENTRE TALADROS: El mejor posicionamiento del avance es el centro a lo largo del radio del taladro seleccionado, esto se ejecuta con la ayuda del pistón de elevación. Corregir al mismo tiempo la distancia al hastial por medio del pistón del brazo de tal manera que la punta del avance se encuentre alrededor de 20 a 50 cm del hastial. En resumen: Aproximar con el pistón telescópico. Presionar con la viga de avance. Corregir cualquier desviación con el control de elevación y rotación.
Cuando se ha alcanzado la posición correcta, presionar el apoyo de Avance contra el frente usando la extensión de avance. Comprobar si la goma de cubierta de la barra está en buenas condiciones antes de la perforación ascendente. Saber, Saber hacer, Saber ser
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Perforación en Minería Subterránea 10.4 Que hacer después de la operación revisión del frente perforado: 1. Terminada la perforación, revisar minuciosamente si la malla de perforación o trazo, está completo en el número de taladros perforados, de lo contrario proceder a su ejecución. 2. Finalmente, concluida la perforación apagar todos los motores. 3. Poner en OFF el interruptor del tomacorriente, utilizando guantes de protección. 4. Desconectar el enchufe del tomacorriente, usando sus guantes de protección. 5. Bajar el cable eléctrico del Jumbo Hidráulico, de los cáncamos. 6. Desplazar el Jumbo Hidráulico lentamente enrollando el cable eléctrico hasta llegar a la zona del tomacorriente 7. Desamarrar la soga que sujeta el cable eléctrico. 8. Terminar de enrollar el cable en la tambora. 9. Retirarse de la zona siguiendo los pasos indicados en los numerales 2 y 3.
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HERRAMIENTAS DE PERFORACION ADAPTORES DE CULATA Roscas Estrías
Superficies de Impacto Las perforadoras están diseñadas para adaptares macho o R hembras
TIPOS DE ROSCA
T
MANGUITOS DE ACOPLAMIENTO
SELECCIONES DE BROCAS DE PERFORACION Condiciones Básicas
DUREZA TIPO DE ROCA
DUREZA DE ROCA NO ABRASIVA
DUREZA DE ROCA MEDIDA A DURA NORMALMENTE ABRASIVA
DURA ROCA MUY ABRASIVA
ROCA HOMOGENEA
ROCA FISURADA O BANDAEDA
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BROCAS
BOTONES
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PLAQUITA
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Perforación en Minería Subterránea POR EL AREA DEL TRABAJO
Profundidad del barreno: El equilibrio idóneo entre la longitud de la pega (Profundidad) y la duración del relevo (Tiempo)
POR EL DIAMETRO INICIAL DE LA BARRA DE PERFORACION CUERPO DE LA BARRA HEXAGONAL 38 HEXAGONAL 38 HEXAGONAL 38
RANGO DE Φ AL INICIO DE LA BARRA R38 R32 R38 R32
T38
TIPOS DE BARRAS n(mn) 25 28 32 35
N(mn) 28.5 32 35.8 39.3
Barra de Perforación Horizontal: Sección hexagonal y distribución del diámetro en tres etapas Barra SPEEDROD sección hexagonal macho - hembra
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Perforación en Minería Subterránea AFILADO • Antes que aparezca las microfisuras (piel de serpiente). • Antes que ocurra la rotura de los insertos. • Antes que los planos de desgaste sean mayores a 1/3 del diámetro del inserto. • Antes que la velocidad de penetración disminuya. • Antes que se presente el contracono. • Antes que la desviación del taladro este fuera de control. Afilar con frecuencia es más económico que hacerlo raras veces Piel de serpiente (micro fracturas). Típica textura debilitada
AFILADO DE BROCAS DE BOTONES
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Perdida de la velocidad de penetracion. Velocidad de Penetracion dm/min.
1,2 Afilado cuando el desgaste es 1/3 del diametro del boton
1,0
Afilado cuando el desgaste es
½ del diametro del boton
Metros perforados Antes del afilado
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Sobre Perforación • Excesiva Sobreperforación daña a los aceros y la perforadora. • Los diafragmas se rompen. • Las brocas en estas condiciones no se podran restituidas a su forma original. • Disminuye la velocidad de penetración.
Afilado • Remover el exceso de acero entre los botones. • Restaurar la abertura entre el cuerpo del acero y los botones como una broca nueva. • Restaurar el botón a su forma original.
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Pérdida del carburo cementado en relación a la sobreperforación 1/3 diámetro del botón 1/2 diámetro del botón Volumen V1 Volumen 2,2 x V1
2/3 button dia. 3/4 button dia. Volume 3,6 x V1 Volume 4,4 x V1
Evite afilar toda la medida • Dejar 2 mm.de la superficie plana de la medida del botón para reducir un exceso de remoción del carburo cementado. • Asegúrese que el contracono fue eliminado. Afilado correcto • Un correcto afilado ayuda a reducir el costo total de perforación. • El reafilado es económico solamente cuando la Sobreperforación es evitada. • Afilar la brocas nos da una mayor velocidad de penetración y menos desviación del taladro..
Equipo de afilado • “Sandbee” es una afiladora manual muy ligera. • Fácil de manipular y fácil de mantener • Debería de instalarse en cada equipo de perforación
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Afiladora para barrenos integrales. • Afiladoras para integrales. • Accionamiento eléctrico. • Neumático, hidráulico. • Todas con opciones para instalarse en cualquier lugar de trabajo. Sandvik super - copas de afilado.
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