Este documento describe diferentes tipos de máquinas perforadoras utilizadas en la minería subterránea. Incluye perforadoras neumáticas, perforadoras montadas en jumbos, perforadoras de barrenos largos, y perforadoras con martillo en el fondo. También describe métodos para la construcción de chimeneas como el raise borer y el blind hole.

1. Máquinas perforación
minería subterránea
Eduardo A. Rojas

2. Introducción
La perforación de roca es un procedimiento
fundamental para arrancar mineral en la minería
subterránea. La perforación tiene una gama de
aplicaciones grande y variable, por eso hoy se tiene
distintos dispositivos diseñados para tratar con
distintas maneras de perforar roca.
2

3. CICLO DE MINADO
3

4. LOS TIPOS DE PERFORADORAS COMUNES EXISTENTES EN EL MERCADO
SON:
 PERFORADORAS LIGERAS
 PERFORADORAS DE AVANCE
 PERFORADORAS PARA LA PERFORACIÓN DE BARRENOS LARGOS
 PERFORADORA CON MARTILLO EN EL FONDO (DTH)
4

5. Perforadoras neumáticas
5
Consta básicamente de:
 Elemento portabarrenas
 Dispositivo retenedor de las varillas de perforación
 Pistón
 Válvula reguladora del paso de aire
 Mecanismo de rotación
 Sistema de barrido

6. PERFORADORAS NEUMÁTICAS O
LIVIANAS
6
JACK HAMMER
JACK LEG
STOPER

7. JACK HAMMER
Utilizada para la perforación vertical o
inclinada hacia abajo.
AVANCE MEDIANTE EL PESO PROPIO
DE LA PERFORADORA.
7
CONSUMO DE AIRE: 50 – 100 l/s
DIAMETRO PERFORACION: 22 – 45 mm
LONGITUDES: 400 – 6400 mm

8. ALGUNAS CARACTERÍSTICAS…
Peso: 17kg a 23 kg
Perforación de 22-45 mm de diámetro
Frecuencia: 2040 a 2100 golpes por minuto
Rotación: 130 a 170 rpm
VENTAJAS:
-Procedimiento rápido ( de 30 a 100 metros al día )
Para rocas duras no muy permeables
DESVENTAJAS:
- Alto nivel sonoro
Mala recuperación de muestra a una profundidad
determinada después de las primeras decenas de metros.
Desvió de la perforación por la flexibilidad del varillaje
8

9. DESVIACION DE LOS BARRENOS
9

10. JACK LEG
10

11. Perforadora con barra de avance que
puede ser usada para realizar taladros
horizontales e inclinados, se usa
mayormente para la construcción de
galerías, subniveles, Rampas
 perforadora convencional
neumática.
 Basada en las acciones de
rotación y percusión
11

12. ESPECIFICACIONES MÉTRICO
Carrera del pistón 73.25mm
Carrera útil del pistón 66.7mm
Frecuencia de impacto 2250.0g/m
Longitud de la perforadora 686.0mm
Peso de la perforadora 33.0kg
Peso de la pierna 15.0kg
Carrera de la pierna de
avance
1270.0mm
Diámetro interior del cilindro
de avance
67.0mm
Consumo de aire (620 kPa/90
psi)
4.9 m3
12
ESPECIFICACIONESTECNICAS
JACKLEG

13. Ventajas:
• Fácil de usar
• Útil para perforación de tiros cortos
• Rápida mantención
• Bajo precio
• Adaptable a cualquier tipo de roca
• Se adopta a cualquier tipo de terreno
Desventajas:
• Peligro al no controlar bien la válvula de circuito de aire
• No recomendable para tiros largos
• Crea un pobre ambiente para el operador (perforación ruidosa, contacto
directo con el polvo)
• Limitante con la altura de la sección
13

14. STOPER
Perforadora que se emplea para la
construcción de chimeneas y
tajeado en labores de explotación
(perforación vertical hacia arriba).
14

15. ESPECIFICACIONES MÉTRICO
Diámetro del cilindro 79.4mm
Carrera del pistón 73.25mm
Carrera útil del pistón 66.7mm
Frecuencia de impacto 2250.0g/m
Longitud de la
perforadora
1549.0mm
Peso de la perforadora
incluyendo la pierna de
avance
40.8kg
Diámetro interior del
cilindro avance
69.8mm
Consumo de aire (620
kPa/90 psi)
4.9 m3
15
ESPECIFICACIONESTECNICAS
STOPER

16. JACK LEG V/S STOPER
ESPECIFICACIONES
Carrera del pistón
Frecuencia de impacto
Longitud de la
perforadora
Peso de la perforadora
Peso de la pierna
Carrera de la pierna de
avance
Diámetro interior del
cilindro de avance
Consumo de aire (620
kPa/90 psi)
JACK LEG STOPER
73.25mm 73.25mm
2250.0g/m 2250.0g/m
686.0mm 1549.0mm
33.0kg 40.8kg
15.0kg -------------
1270.0mm --------------
67.0mm 69.8mm
4.9 m3 4.9 m3
16

17. 17
PERFORACION PARA
MINERIA SUBTERRANEA
FRONTEO
TALADROS
LARGOS
EMPERNADORES
BAJO PERFIL
TUNELERIA

18. JUMBO FRONTAL (BOOMER)
18

19.  DEPENDIENDO DE LA UTILIDAD HABLAREMOS DE
JUMBOS DE AVANCE Y PRODUCCIÓN.
 EXISTEN LOS ELÉCTRICOS Y CON MOTOR DIESEL.
 PUEDEN SER MONTADOS SOBRE RIELES O SOBRE
RUEDAS.
 EXISTEN DE 1 BRAZO HASTA 4 BRAZOS DEPENDIENDO
DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA LABOR.
 EL ÁREA DE TRABAJO VA DESDE LOS 6 A 210 METROS
CUADRADOS.
19

20. 20
Deslizadera y
perforadora
Carrete del
cable
cabina
armario
Motor eléctrico
canasto

21. Aplicaciones en labores subterráneas
21
Avance de túneles y galerías
Bulonaje y perforación transversal
 Banqueo con barrenos horizontales
 Minería por Cut and Fill

22. características 1 brazo 2 brazos 3 brazos
Sección de
excavación
6-31 m2 8-45 m2 206 m²
Longitud largo
/Ancho
10 / 2 metros 12/2 metros 17/3
Altura min/Max con
techo de protección
2/3 metros 2/3 metros
Peso 10-14 toneladas 12-20 toneladas 45 toneladas
Consumo de agua Prom. 1.1 l/s 140 l/min; max
260-380 l/min
210 l/min; max:
390-570 l/min
Potencia del motor
diesel instalado
42 Kw 55 Kw
22

23. 23
DIAMETROS DE PERFORACION ACONSEJADOS EN FUNCION
DE LA SECCION DEL TUNEL

24. 24

25. 25
BOOMER XE4 C
SECCIONES HASTA 206 M²

26. 26
Los Jumbos de perforación dan mecanización a las operaciones de
perforación, y tienen la capacidad de posesionar perforadoras de
avance para perforar barrenos según las órdenes del operario

27. BAJO PERFIL
27
QUASAR 1F

28. Jumbo robotizado
28
Las ventajas de la tecnología en los jumbos de
perforación son:
-Ahorro de mano de obra
-Menor tiempo de perforación
-Menor sobreperforación
-Control de la operación
-Ahorro en varillaje y explosivos
-Menores costos de excavación y seguridad en
el trabajo
el control informático permite medir todos los
parámetros de perforación y adaptarlos a las
necesidades requeridas y además con la
utilización de sensores y servoválvulas permite
situar los barrenos en su posición exacta,
evitando las imprecisiones que son provocadas
por errores humanos.

29. JUMBO PARA TUNELERIA
29
AXERA 7-260 T

30. AXERA 8-290
30

31. PERFORACIÓN DE BARRENOS
Jumbo Radial (Simba)
Jumbo Radial (Simba)
 Utilizado principalmente en
minería subterránea.
 Son equipos que funcionan
con energía eléctrica y aceite
hidráulico.
 Montados sobre ruedas.
 Rendimiento en condiciones
optimas es de 6000 a 8000
mts. mensuales barrenados.
31

32. 32
SIMBA 1252
DIÁMETROS DE
PERFORACIÓN EN EL
RANGO DE DIÁMETROS DE
51 A 89 MM
CARRUSEL CON
CAPACIDAD DE 17+1
BARRAS PARA
PERFORACIÓN
MECANIZADA DE HASTA
32 M.
SISTEMA TOP-HAMMER

33. 33
MARTILLO HIDRAULICO
Lub. air consump. (at 3 bar): 5 l/s
Water consumption: 50 l/min
Weight: 171 kg

34. 34
SIMBA M3 C
 RANGO DE
DIÁMETROS DE
PERFORACIÓN DE 51 A 89
MM
EQUIPADO CON UN
MARTILLO EN CABEZA
CARRUSEL CON
CAPACIDAD DE 17+1
BARRAS PARA
PERFORACIÓN
MECANIZADA DE HASTA
32 M O 27+1 BARRAS
PARA PERFORACIÓN
MECANIZADA DE HASTA
51 M.
MARTILLO HIDRAULICO
Lub. air consump: (at 3 bar) 8 l/s
Water consumption: 100–250 l/min
Weight: 171 kg

35. 35
SIMBA W6 C-ITH
PARA GALERÍAS MEDIANAS
A GRANDES EN EL RANGO
DE DIÁMETROS DE
PERFORACIÓN DE 89 A 165
MM
ADAPTADO PARA EQUIPAR
MARTILLOS EN FONDO
CARRUSEL CON
CAPACIDAD DE 35+1 BARRAS
PARA PERFORACIÓN
MECANIZADA DE HASTA 63
M.

36. 36

37. DOWN THE HOLE (DTH)
Minería subterránea en el área de
producción.
Diámetro de perforación entre 50 y 210
mm.
 Montado sobre orugas.
Velocidad de traslado entre 1 y 3.8 km/hr
Capacidad de trabajar en zonas irregulares
y vencer pendientes.
Barrido del barreno(agua o aire)
Poseen martillo en fondo.
Este método de perforación está indicado
para rocas duras y diámetros superiores a los
150 mm.
37

38. CONSIDERACIONES
38
La perforadora hidráulica es un producto probado, superior a la
perforadora neumática en términos de rendimiento, fiabilidad,
consumo de energía, ambiente y costos operacionales.
Las perforadoras con rendimientos mas altos son mas pesadas y deben
ser montadas en alguna forma de estructura, equipo de perforación, o
Jumbo de perforación.
La perforadora DTH permite la perforación de barrenos mucho más
largos que las perforadoras con martillo en cabeza.

39. 39
WAGON DRILL
DISEÑADA PARA PERFORAR CON MARTILLO
DE FONDO DE 2”, 3” Y 4”, EN DIAMETRO DE
2 ¾ “ (70 MM) HASTA 5” (127 MM).

40. 40
DIAMETRO PERFORACION:
64-102 MM
MAXIMA INCLINACION DE
TRABAJO: 30°
TRACK DRILL HIDRAULICO

41. Métodos de Construcción de
chimeneas
41
ALIMAK RAISE BORER
VERTICAL
CRATER RETREAT
BLIND HOLE
DIAMETROS:
2 – 7 M
DIAMETROS:
2 – 3 M

42. ALIMAK
42

43. MÉTODO RAISE BORER
Consiste principalmente en la utilización de una máquina
electrohidráulica en la cual la rotación se logra a través de un
motor eléctrico y el empuje del equipo se realiza a través de
bombas hidráulicas que accionan cilindros hidráulicos

44. RELACIÓN ENTRE EL DIÁMETRO DE PERFORACIÓN
PILOTO Y DIÁMETRO DE ESCARIADO
Relaciones de diametro de trabajo
Diametro de
chimenea
Diametro de perforacion
piloto
1,5mt 12 1/4 ing
1,8mt 12 1/4 Ing
2,1mt 12 1/4 ing
2,5mt 12 1/4 ing
2,7mt 13 3/4 ing
3mt 13 3/4 ing
3,5mt 13 3/4 ing
4mt 15 ing
4,5mt 15 ing
5mt 15 ing
6mt 15 ing

46. BLIND HOLE

47. Blind Hole
47

48. Características Equipos
Raise Boring
• Diámetro piloto desde 121/4
a 15”.
• Diámetro chimenea desde
1.5 a 6.0 m.
• Empuje escariado 1920 kN.
• Diámetro piloto desde 9 a 97/8 ”.
• Diámetro chimenea desde 0.6 a
1,5 m.
• Empuje escariado 1285 kN.
Blind Hole
48

49. Rendimientos
Raise Boring
 Nominal 12 – 20 m/día.
 Operacional 4 m/turno.
Blind Hole
 Nominal 7 m/día.
 Operacional 0,49 m/hora
(9 m/día).
49

50. Alta seguridad.
Productividad elevada.
Paredes lisas.
Sin sobre-excavación.
Rendimiento de avance elevado.
Posibilidad de excavaciones inclinadas.
Elevada inversión.
Alto costo por metro.
Poca flexibilidad.
Dificultades en rocas en malas condiciones.
Personal especializado.
Acondicionamiento de la postura.
Ventajas Desventajas
50

51. Aplicaciones
Raise Boring
• Chimeneas de ventilación.
• Piques de traspaso.
• Chimeneas de servicio y
acceso.
Blind Hole
• Chimeneas piloto para
zanjas.
• Drenaje o servicio.
• Chimeneas para Slot.
51

52. 52
 DIÁMETROS DE 1,5 A 3,1 METROS.
ROBBINS 73RH/AC/VF
PERFORADORAS DE CHIMENEAS

53. PERFORADORAS DE CHIMENEAS
53
Robbins 97RDC
DIÁMETROS RECOMENDADO ES DE 2,4 A 5,0 M.
• Chimeneas de ventilación.
• Piques de traspaso.
• Chimeneas de servicio y acceso.

54. 54

55. En la perforación de sondaje se puede definir dos
grandes rubros:
a) Diamantina, en la que al producirse la
perforación lo que se extrae es un testigo de roca.
b) Circulación Reversa, donde se destruye
absolutamente la roca y se saca un detrito.
Ocasionalmente se combinan ambos métodos en
yacimientos que tienen una sobrecarga estéril donde no
es necesario muestrear la primera parte del pozo, por
tanto se recurre primero a la perforación con circulación
reversa, que es más rápida y económica, para
posteriormente continuar con la diamantina.
55

56. Diamantina Circulación reversa
Segunda etapa Primera etapa
Recupera un trozo de roca
(testigo)
Recupera detritos
Costo de 2 a 3 veces superior
Se utiliza tanto en superficie
como en interior mina
Rendimiento 3 veces mayor
(Rápida y económica)
Ha sido principalmente de
superficie, por los malos
resultados desde el punto de
vista de la calidad de la
información de la muestra
cuando se ha utilizado en minas
subterráneas
CARACTERÍSTICAS DE TIPOS DE
SONDAJES
56

57. La abertura en el extremo de la broca diamantada permite cortar un testigo
sólido de roca que se desplaza hacia arriba en la tubería de perforación y
se recupera luego en la superficie.
Estándares básicos de barras de
perforación
7/8 pulgadas (EX) (Diámetro)
13/16 pulgada (AX)
1 5/8pulgadas (BX)
21/8 pulgadas (NX).
La mayoría de barras de
perforación son de10 pies de largo
(3,048 m).
Después de los primeros 10 pies
de perforación, se atornilla una
nueva sección de tubo en el
extremo superior y así
sucesivamente.
Cabezal de perforación de diamantina
57
SONDAJE CON DIAMANTINA

58. SONDAS SUBTERRANEAS con diamantina
58
Especificaciones técnicas
Capacidad de profundidad 960 m
Tamaño barra de
perforación
A-N
Par máx. 700 Nm
Velocidad máx. 1800 rpm
Altura 1470 mm
Longitud 4150 mm
Peso 1500 kg
Longitud de avance 850 m
Anchura 950 cm

59. 59
El diseño pequeño y
compacto de la sonda
subterránea Diamec 232
es ideal para utilizar la
máquina en túneles y
galerías estrechas.

60. 60
DIAMEC U8
sonda subterránea más
potente
avance con un cilindro
hidráulico telescópico permite
una perforación fiable de
sondeos rectos

61. DIAMEC U6 V/S DIAMEC U8
61
DIAMEC U8
2000 m
1200 rpm
1488 mm
5050 mm
2500 kg
1800 m
1162 cm
DIAMEC U6
Capacidad de profundidad 960 m
Velocidad máx. 1800 rpm
Altura 1470 mm
Longitud 4150 mm
Peso 1500 kg
Longitud de avance 850 m
Anchura 950 cm

62. 62
Sonda subterránea con una
gran movilidad
Altura:
2926.00 mm
Velocidad máx.:
1800.00 rpm
Longitud de avance:
850.00 m
Anchura:
1740.00 cm
Capacidad de profundidad:
1000.00 m
Longitud:
8691.00 mm
Peso:
12500.00 kg

63. 63
Christensen CT 2 0
SONDAS SUPERFICIE con diamantina

64. CS-4002
Capacidad maxima:2450 m
ha marcado nuevos
récords de profundidad en
la perforación de pozos
diamantinos al perforar el
pozo RD 8001 de 2.052,95
m de profundidad, en el
área de Pampa Escondida
de Minera Escondida.
(1800 mts antiguo record)

65. La roca molida (cuttings) se recoge continuamente a medida que avanza la
perforación y constituyen la muestra del subsuelo.
Estándares básicos de barras
de perforación
Diámetro:
6" (15,2 cm)
8" (20,3 cm)
20 pies de largo (6,096 m).
Cada barra es muy pesada y
requiere el uso de una grúa o
“winche” para levantarla y
colocarla sobre el agujero de
perforación
65
SONDAJE CON AIRE REVERSO

66. Schramm T685WS Taladro Montado
en Camión
GRAN RESISTENCIA
MONTADO SOBRE CAMIÓN
MOTOR EN CUBIERTA DE 760 HP
(567 KW)
66

67. Drilltech D40K
EQUIPADAS CON MOTORES
DIESEL DE 600 HP
PROFUNDIDADES DE 600
MTS
67

68. 68
EQUIPOS DE SERVICIO
Empernadores (necesitan de la perforación)
Jumbos para shotcrete
Acuñadores

69. 69
BOLTEC SL LONGITUDES DE BULÓN DE 1,5 A 1,8 METROS
Y ALTURAS DE TECHO DE HASTA 2,5 METROS.
SISTEMA DE PERFORACION
Lub. air consump. (at 3 bar): 6 l/s
Water consumption : 1.25 l/s
Weight: 75 kg
EMPERNADORES

70. 70
BOLTEC MD
LONGITUDES DE BULÓN DE 1,5 A 3,5 METROS
Y ALTURAS DE TECHO DE HASTA 9,5 METROS.
SISTEMA DE PERFORACION
• Lub. air consump. (at 3 bar): 6 l/s
• Water consumption: 1.25 l/s
• Weight: 75 kg

71. JUMBO PARA SHOTCRETE
71

72. JUMBO ACUÑADOR
72

73. JUMBO CABLES DE ACERO

74. Minería continua construcción de túneles
sin perforación y tronadura (TBM)
74

75. TUNEL BORING MACHINE (TBM)
• Aéreas máximas : 70-300 m2 aprox.
• Profundidad :mayores a 25 km
• Diámetro : 1 - 19.5 mts
• Cabezal cortador , un sistema
de empuje y un equipo de apoyo
-Trabajo en menor tiempo y de
mayor calidad a Fin de cuentas sale
mas barato que hacerlo por
Perforación y voladura
- Producen una pared de los túneles
lisa

76. • Existen perforadoras livianas para trabajos pequeños
hasta enormes máquinas.
• sistema de perforación top-hammer y DTH.
• Hidráulicas y neumáticas
• Perforación manual, semimecanizada, mecanizada.
76
En resumen… hemos visto

77. 77
EN CONCRETO Y COMO TODAS LAS
COSAS DEPENDE……
Consideraciones
• Económicas
• Operacionales
• Seguridad – Ambientales
• Inversión y Mantención
Lo importante: Considerar el tipo de trabajo,
la seguridad y las lucas!!