El documento describe diferentes tipos de maquinaria y equipos utilizados para la perforación en minería subterránea en Chile. Explica los procesos de perforación neumática y con martillo, así como equipos como jumbos, perforadoras de chimeneas, empernadores y perforadoras DTH para diferentes aplicaciones y tamaños de galerías. También cubre métodos de construcción de chimeneas como raise borer y blind hole.

1. Máquinas de perforación
minería subterránea
Chile país minero

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 tienen diferentes 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)
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5. Perforadoras neumáticas
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
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6. PERFORADORAS NEUMÁTICAS O
LIVIANAS
JACK HAMMER
JACK LEG
STOPER
6

7. JACK HAMMER
Utilizada para la perforación vertical o
inclinada hacia abajo.
AVANCE MEDIANTE EL PESO PROPIO
DE LA PERFORADORA.
CONSUMO DE AIRE: 50 – 100 l/s
DIAMETRO PERFORACION: 22 – 45 mm
LONGITUDES: 400 – 6400 mm
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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
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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
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12. ESPECIFICACIONES TECNICAS
JACK LEG
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
Diámetro interior del cilindro
de avance
1270.0mm
Consumo de aire (620 kPa/90
psi)
67.0mm
4.9 m3
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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
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14. STOPER
Perforadora que se emplea para la
construcción de chimeneas y
tajeado en labores de explotación
(perforación vertical hacia arriba).
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15. ESPECIFICACIONES TECNICAS
STOPER
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
Peso de la perforadora
incluyendo la pierna de
avance
1549.0mm
Diámetro interior del
cilindro avance
69.8mm
Consumo de aire (620
kPa/90 psi)
40.8kg
4.9 m3
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16. JACK LEG V/S STOPER
JACK LEG
STOPER
73.25mm
73.25mm
Frecuencia de impacto
2250.0g/m
2250.0g/m
Longitud de la
perforadora
Peso de la perforadora
686.0mm
1549.0mm
33.0kg
40.8kg
Peso de la pierna
15.0kg
-------------
Carrera de la pierna de
avance
Diámetro interior del
cilindro de avance
Consumo de aire (620
kPa/90 psi)
1270.0mm
--------------
67.0mm
69.8mm
4.9 m3
4.9 m3
ESPECIFICACIONES
Carrera del pistón
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17. BAJO PERFIL
FRONTEO
PERFORACION PARA
MINERIA SUBTERRANEA
TALADROS
LARGOS
EMPERNADORES
TUNELERIA
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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.
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20. Deslizadera y
perforadora
Carrete del
cable
armario
cabina
canasto
Motor eléctrico
20

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

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

24. 24

25. SECCIONES HASTA 206 M²
BOOMER XE4 C
25

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
26

27. Jumbo robotizado
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.
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
27

28. CARACTERISTICAS DE CONSUMO DE AGUA EN
PERFORACION MANUAL Y JUMBO
Fuente: www.cazalac.org
28

29. JUMBO PARA TUNELERIA
AXERA 7-260 T
29

30. AXERA 8-290
30

31. EMPERNADORES
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
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32. 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
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33. BAJO PERFIL
QUASAR 1F
33

34. PERFORACIÓN DE BARRENOS
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.
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35. 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
35

36. MARTILLO HIDRAULICO
Lub. air consump. (at 3 bar): 5 l/s
Water consumption: 50 l/min
Weight: 171 kg
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37. SIMBA M3 C
 RANGO DE
DIÁMETROS DE
PERFORACIÓN DE 51 A 89
MM
EQUIPADO CON UN
MARTILLO EN CABEZA
MARTILLO HIDRAULICO
Lub. air consump: (at 3 bar) 8 l/s
Water consumption: 100–250 l/min
Weight: 171 kg
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.
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38. 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.
38

39. 39

40. 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.
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41. CONSIDERACIONES
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.
41

42. 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).
42

43. TRACK DRILL HIDRAULICO
DIAMETRO PERFORACION:
64-102 MM
MAXIMA INCLINACION DE
TRABAJO: 30°
43

44. Métodos de Construcción de
chimeneas
ALIMAK
RAISE BORER
DIAMETROS:
2–7M
VERTICAL
CRATER RETREAT
DIAMETROS:
2–3M
BLIND HOLE
44

45. ALIMAK
45

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.
Blind Hole
• Diámetro piloto desde 9 a 97/8 ”.
• Diámetro chimenea desde 0.6 a
1,5 m.
• Empuje escariado 1285 kN.
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49. Rendimientos
Raise Boring
Blind Hole
 Nominal 12 – 20 m/día.
 Nominal 7 m/día.
 Operacional 4 m/turno.
 Operacional 0,49 m/hora
(9 m/día).
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50. Ventajas
Desventajas
Alta seguridad.
Elevada inversión.
Productividad elevada.
Alto costo por metro.
Paredes lisas.
Poca flexibilidad.
Sin sobre-excavación.
Dificultades en rocas en malas condiciones.
Rendimiento de avance elevado.
Personal especializado.
Posibilidad de excavaciones inclinadas.
Acondicionamiento de la postura.
50

51. Aplicaciones
Raise Boring
Blind Hole
• Chimeneas de ventilación.
• Chimeneas piloto para
zanjas.
• Piques de traspaso.
• Drenaje o servicio.
• Chimeneas de servicio y
acceso.
• Chimeneas para Slot.
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52. PERFORADORAS DE CHIMENEAS
ROBBINS 73RH/AC/VF
 DIÁMETROS DE 1,5 A 3,1 METROS.
52

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

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.
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56. CARACTERÍSTICAS DE TIPOS DE
SONDAJES
Diamantina
Circulación reversa
Segunda etapa
Primera etapa
Recupera un trozo de roca
(testigo)
Costo de 2 a 3 veces superior
Recupera detritos
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
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57. SONDAJE CON DIAMANTINA
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

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

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

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

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

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
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63. SONDAS SUPERFICIE con diamantina
Christensen CT 2 0
63

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. SONDAJE CON AIRE REVERSO
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
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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. EQUIPOS DE SERVICIO
Empernadores (necesitan de la perforación)
Jumbos para shotcrete (hormigón a presión)
Acuñadores
68

69. JUMBO PARA SHOTCRETE
69

70. JUMBO CABLES DE ACERO

71. Minería continua construcción de túneles
sin perforación ni tronadura (TBM)
71

72. 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

73. EN CONCRETO Y COMO TODAS LAS
COSAS DEPENDE……
Consideraciones
• Económicas: La hidráulica tiene “en general” menor
costo/metro que la neumática
• Operacionales: La hidráulica tiene mayor rendimiento y se
puede automatizar mejor que la neumática
• Seguridad – Ambientales: La hidráulica es más segura ya que
en general se puede operar a distancia y con comandos, emite
menos ruido.
• Inversión y Mantención: La hidráulica es mas costosa y de
mantención mas compleja
Lo importante: Considerar el tipo de trabajo, la
seguridad y el costo de inversión!!
73

74. Gracias por su atención