2. Es la primera operación en la preparación de una voladura. Que consiste en
horadar la roca huecos cilíndricos, denominados “taladros,” destinados a
alojar al explosivo y sus accesorios.
La perforación se basa en principios mecánicos de percusión y rotación, cuyos
efectos de golpe y fricción produce el astillamiento y trituración de la roca en
el área equivalente al diámetro de la broca y hasta una profundidad dada por la
longitud del barreno utilizado.
La eficiencia de la perforación consiste en lograr la máxima penetración al
menor costo.
El tipo de roca y la dureza de la misma determina la velocidad de penetración y
la abrasividad de los accesorios de perforación.
introducción
3.
4. Núm. en la
Fig.
Descripción Cant.
Par de apriete
Nm kgm
1 Tuerca del perno lateral 4 300 30
2 Tornillo del acumulador 2 220 22
3 Tornillo del cuerpo trasero 4 220 22
4 Tuerca del motor hidráulico 2 110 11
Pares de aPriete
5. 5
Boquilla de entrada del
mecanismo de percusión
1 180 18
6
Boquilla de salida del
mecanismo de percusión
1 180 18
7 Boquilla del motor hidráulico 2 180 18
8 Boquilla del aire de lubricación 1 120 12
9 Boquilla del barrido 1 300 30
10 Tapón regulador 1 50 5
6.
7. El proceso de perforación requiere de una fuente
de energía, y de acuerdo con el tipo de energía que
se utilice, se definen diferentes métodos de
perforación de rocas: por ejemplo, mecánicos,
térmicos, hidráulicos, etc.
a) Perforadora, fuente de energía
mecánica.
b) Varillaje, medio de transmisión de
dicha energía.
c) Broca o bit, útil que ejerce sobre la
roca la energía.
d) Barrido, efectúa la limpieza y
evacuación del detrito producido.
10. rotación: con el
movimiento de rotación se
hace girar la broca
para que los impactos se
produzcan sobre la roca en
distintas
posiciones.
11. actuaLmente se emPLea eL tiPo
de mecanisadas rotatorias
Generalmente e grandes dimensiones
para uso en tajos abiertos, montadas
sobre cambion o sobre arugas con
Traslacion propia ,con motor rotatorio
independiente y perforacion por
presion (pull down o presion de barra)
con brocas rotatorias triconicas de 6¨ a
15¨ de diametros siendo las mas
comunes de 6¨,97/8¨,11y 125/8¨.
12. ABRASION CON
EFECTO DE CORTE
POR FRICCION Y
RAYADO, con
material muy duro,
(desgaste de la roca,
sin golpe), como el
producido por las
perforadoras
diamantinas para
exploración.
16. PERCUSIÓN:
corresponde a los
impactos producidos por
los golpes
del pistón, los que a su
vez originan ondas de
choque que se
transmiten a la broca a
través del varillaje.
18. POSICIÓN DE PERCUSIÓN:
Cuando en su carrera de trabajo
el pistón descubre el orificio del
conducto de regulación (2), la
presión del conducto (1) hace
cambiar de posición al pistón de
la válvula (B). El aceite se aplica
ahora, a través del conducto (5),
a la cámara inferior del cilindro,
a la vez que se produce el
impacto de percusión. Después
del impacto, el pistón invierte el
sentido de su movimiento y abre
el conducto de regulación (6),
por lo que vuelve a cambiar de
posición el pistón de la válvula.
19. CARRERA DE
PERCUSIÓN
Cuando el pistón abre el
orificio del conducto de
regulación (2), la presión del
conducto (1) invierte la
posición del pistón de la
válvula (C). El aceite se
aplica ahora, a través del
conducto (5), a la cámara
delantera del cilindro, a la vez
que se produce el impacto de
percusión.
20. • La perforación se efectúa
por los siguientes:
• PERFORACION CON
EFECTO DE GOLPE Y
CORTE; Como el de un
Cincel y martillo
• Ejemplo: El proporcionado
por los martillos
neumáticos pequeños y
rompe pavimentos
21. Gira los conos
alrededor del fondo
del barreno para que
los dientes hagan
contacto con la roca
El movimiento
angular de los dientes
causa una acción de
palanca además del
empuje, rompimiento
y desplazamiento de
los recortes
El alineamiento de
los conos agrega una
acción de canal al
girar los dientes
ROTACIÓN
cabeza
cono
22. IMPORTANTE: Jamás debe intentarse desmontar la
perforadora o intervenir en ella o en sus conexiones o
mangueras cuando está aplicada la presión hidráulica. Al
perforar, deben usarse siempre protecciones auriculares.
Trabajar con gran limpieza siempre que haya que atender la
perforadora, sustituir el adaptador de culata o examinar o
sustituir las piezas del cuerpo delantero, acumulador,
pernos, conexiones o motor de rotación, en el lugar de
trabajo. Otro tipo de reparaciones debe ser efectuado en un
taller adecuado.
. PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO DEL
MECANISMO, DE PERCUSIÓN Y DE LA
ROTACIÓN
23. Principales Características.-
Característica Unidades
Presión de trabajo 7,5 - 25
MPa
Potencia de impacto 6 - 20 kw
Frecuencia de golpeo 2000 - 5000
golpes/min.
Velocidad de rotación 1 - 500
RPM
Consumo relativo de aire 0,6-0,9
(m3/min. cm.
diámetro)
25. WORlD lEADIng ROCk DRIllIng
COnSumABlES fOR
Rotary drilling Horizontal Directional Drilling
26. lOS PRInCIPAlES TIPOS DE BOCAS SOn:
De botones: son las mas
utilizadas y se aplican en
cualquier tipo de roca, se
subdividen en:
bocas con núcleo
rompedor
bocas cóncavas
bocas convexas.
De insertos:
De cara completa: con
insertos en cruz y x,
aplicación en rocas
blandas y sueltas.
De núcleo rompedor: con
4 insertos cortos y uno
o dos botones en el
centro que sirven para
romper el núcleo de la
roca
Acero Integral y Roscado
Barras de Golpeo
Coples
Barras de Extensión
Brocas de Inserto
Brocas de Botones
27. BOCAS O BROCAS
Las bocas que se emplean en la perforación rotopercutiva son:
1.Bocas de pastillas o plaquitas
2.Bocas de botones
Características de diseño comunes para
ambos tipos son:
Las varillas se atornillan hasta el fondo
de la rosca de la boca para que la
transmisión de energía de impacto
sea lo más directo posible.
poseen una serie de orificios (centrales y
laterales) por donde se inyecta el
fluido de barrido para remover los
detritus.
poseen de unas hendiduras por donde
ascienden las partículas de rocas
producidas.
28. BROCAS TRICOnICAS
Brocas triconicas con
inserto de carburo de
tungsteno de diámetro de
6 ¾ tipo s 50 de marca
Sandvik, para rocas
suaves hasta muy duras
siempre.
SE UTILIZAN CON
Barra de perforación 5 ½¨
X 30´ hilos Pin box beco.
Estabilizador de cuatro
aletas Ø 6¾ x 24¨
29. BOCAS O BROCAS
BOCAS DE BOTONES:
disponen de unos
botones cilíndricos de
carburo de tungsteno,
distribuidos en la
superficie de la
misma. Son
fabricados en
diámetros de 50mm a
125mm.
se adaptan mejor a
la perforación con
rotación,
obteniéndose
velocidades
mejores a los de
bocas de pastillas.
Presenta una mayor
resistencia al
desgasto debido
no solo a la forma
de los botones
sino a la sujeción
mas efectiva del
acero.
30. BOCAS DE PASTIllAS: Se disponen de dos configuraciones de
DISEñO:
• BOCAS DE CRuZ.- Están constituidas por con 4 plaquitas de
carburo de tungsteno en un Angulo recto, su diámetro oscila entre
35mm a 57mm
• BOCAS En X.- las plaquitas están en ángulos de 75° y 105° unas
con otras. Sus diámetro son a partir de los 64mm
BROCA DE
CRuZ,
atornillable, para
material suelto y
suelos blandos,
min. 20 mm de
recubrimiento de
cemento.
Extensión con
empalme y
centrador
31. BOCAS O BROCAS
BOCAS ESPECIALES: son
Bocas Retractiles.- Se
usan en formaciones
rocosas donde las
paredes de los
barrenos tienden a
deformarse. Disponen
de estrías dientes por
detrás del frente que
permite realizar la
perforación en
retroceso
BOCAS DE MARTILLO EN
FONDO: en el fondo
llevan incorporadas
culatas las que golpean
directamente los pistones.
Los diámetros usuales
útiles van desde 85mm a
250mm, aunque existe
bocas de mayor calibre
32. Para estimar los accesorios de perforación que se precisan en un
proyecto dado puede aplicarse las siguientes expresiones:
NUMERO DE BOCAS:
NB = VR x PS
VB
NUMERO DE VARILLAS
NV = VR x PS x L + LV
VV 2LV
NUMERO DE ADAPTADORES
NA = NV / 3
NUMERO DE MANGUITOS
NM = 1.5 x NV
Donde:
VR = volumen de roca a volar (m3).
PS = perforación especifica (ml / m3).
L = profundidad de los barrenos (m).
CAlCulO DE nECESIDADES DE
ACCESORIOS DE PERfORACIÓn
33. •Rotura de Insertos
•Desgaste de Insertos
•Desgaste de Faldones
•Fallas de Cojinetes
•Rotura de Cono
•Otros.
PRInCIPAlES fAllAS DE
lAS BROCAS
34. Perdida de insertos y
rotura de insertos
Causas:
•Deficiente velocidad de barrido.
•Peso sobre broca excesivo.
•Inyección excesiva de agua.
•Agua de formación.
•Flat de extensión de los insertos.
•Formaciones abrasivas /
pegajosas.
•Presión excesiva de aire.
•Excesivo caudal de aire.
Posibles Soluciones:
•Incremente el tamaño de las
boquillas.
•Disminuya la inyección de
agua.
•Cambie el peso sobre la
broca .
•Revise el compresor.
•Cambie al tipo apropiado de
broca.
•Evalúe los componentes de la
sarta de
perforación. No debe existir
fugas.
35. Posible
soluciones:
Aumentar la velocidad de
barrido aumentando el
diametro de boquillas.
•Disminuir la inyección de
agua.
•Evaluar los componentes
de la linea de perforación.
•Modificar diámetro de
broca o barras
Causas:
•Ineficiente velocidad de barrido.
•Barras dobladas / Cabezal
desalineado.
•Formación Pegajosa y Abrasiva
desgaste de Faldón
37. Cuando se quiere conocer cómo se
comportará la masa rocosa, ésta debe ser
clasificada en forma conjunta tomando en
cuenta todas sus características. Así, si
juntamos las guías de clasificación antes
indicadas, considerando la resistencia de
la roca, las características del
fracturamiento y las condiciones de las
paredes de las
discontinuidades, la masa rocosa puede
clasificarse en cinco categorías:
38. MASA ROCOSA MUY BUENA: Condiciones geomecánicas muy favorables
para el minado.
MASA ROCOSA BUENA :Condiciones geomecánicas favorables para el
minado.
MASA ROCOSA REGULAR: Condiciones geomecánicas regulares para el
minado.
MASA ROCOSA MALA: Condiciones geomecánicas desfavorables para el
minado.
MASA ROCOSA MUY MALA :Condiciones geomecánicas muy desfavorables
para el minado.
39. criterios según las condiciones
de
las Paredes de las
discontinuidades
Si tomamos en cuenta algunas propiedades de las paredes de las
discontinuidades
como la apertura, rugosidad, relleno y meteorización o alteración, la guía de
clasificación de la masa rocosa es la siguiente:
Condición Mala:
Condición Muy Mala:
CONDISION MUY BUENA:Si las discontinuidades están cerradas, muy rugosas y
están frescas.
CONDISION BUENA:Si están ligeramente abiertas, moderadamente rugosas y
tienen
manchas de oxidación.
CONDISION REGULAR:Si están moderadamente abiertas, ligeramente rugosas
a lisas y
presentan oxidación.
CONDISION MALA:Si están abiertas, lisas y presentan relleno blando (por
ejemplo
limo o panizo).
41. La perforación para la voladura debe ser lo
mas exacta posible en términos de
espaciamiento, burden y profundidad.
La exactitud de esta operación, mas un
adecuado diseño de voladura nos dará como
resultado: fragmentación homogénea,
buenos pisos y taludes estables.
La anisotropia de la roca, nos obliga a pensar
de tener estándares de perforación y
voladura, a realizar ajustes continuos, para
llagar a un diseño optimo.
CONCLUSION
