Este documento describe los diferentes métodos y procesos de perforación utilizados en la minería. Explica los tipos de perforación mecánica, incluyendo rotopercusión y rotación, así como los diseños de perforación para minas subterráneas y de superficie. También cubre conceptos clave como el rendimiento de equipos de perforación y el perfil de un ingeniero de perforación.

2. OPERACIONES UNITARIAS
Voladura
DDM (Depósito
Desmonte Mina)
Preparación de
Plataformas
Chancadora
Deposito Mineral
Carguío
Perforación
Acarreo

3. PERFORACIÓN
La perforación de las rocas dentro del campo de las operaciones es la primera 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.

4. PERFORACIÓN
Los sistemas de penetración de la roca que han sido desarrollados y
clasificados por orden de aplicación son:
Mecánicos:
 Percusión, Rotación , Rotopercusión
Térmicos:
 Soplete o lanza térmica Plasma , Fluido caliente, Congelación
Hidráulicos:
 Chorro de agua Erosión, Cavitación
Sónicos :
 Vibración de alta frecuencia
Químicos :
 Microvoladura, Disolución
Eléctricos :
 Arcoeléctrico, Inducción magnética
Sismicos:
 Rayo Láser

5. TIPOS DE PERFORACIÓN
Dentro de la amplia variedad de
los trabajos de excavación con
explosivos, se han desarrollado
un gran número de máquinas que
dan lugar a dos procedimientos de
perforación:
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.

6. TIPOS DE PERFORACIÓN - MAQUINA

7. TIPOS DE PERFORACIÓN
Perforación mecanizada. Los equipos de
perforación van montados sobre unas
estructuras, de tipo mecánico, con las
que el operador consigue controlar todos
los parámetros de la perforación desde
unas posiciones cómodas. Estas
estructuras o chasis pueden ir montadas
sobre neumáticos u orugas y ser
automotrices o remolcables.

8. TIPOS DE PERFORACIÓN - LABOR
Por otro lado, los tipos de trabajo, tanto en obras de superficie como
subterráneas, pueden clasificarse en los siguientes grupos:
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 e
interior con barrenos verticales, generalmente, y también horizontales, en
algunos casos poco frecuentes.

9. TIPOS DE PERFORACIÓN - LABOR
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 barrenos se puede
llevar a cabo manualmente, pero la
tendencia es hacia la mecanización total
con el empleo de jumbos de uno o varios
brazos.

10. TIPOS DE PERFORACIÓN - LABOR
Perforación de producción. Este término se utiliza en las explotaciones mineras,
fundamentalmente 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
barrenos.

11. TIPOS DE PERFORACIÓN - LABOR
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 barrenos
largos y otros sistemas especiales de
perforación combinados con las
voladuras.

12. TIPOS DE PERFORACIÓN - LABOR
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.

13. TIPOS DE PERFORACIÓN - LABOR
Sostenimiento de rocas. En muchas obras subterráneas y algunas a
cielo abierto es necesario realizar el sostenimiento de las rocas
mediante los pernos de anclaje o cementado de cables, siendo la
perforación la fase previa en tales trabajos.

14. MÉTODOS DE PERFORACIÓN MECÁNICA
Los dos grandes métodos mecánicos de perforación de rocas son los
rotopercutivos y los rotativos.
Métodos rotopercutivos. Son los más utilizados en casi todos los tipos
de roca, tanto si el martillo se sitúa en cabeza como en el fondo del
barreno.
Métodos rotativos. Se subdividen a su vez en dos grupos, según que la
penetración se realice por trituración, empleando triconos, o por corte
utilizando bocas especiales. El primer sistema se aplica en rocas de
dureza media a alta y el segundo en rocas blandas.

15. MÉTODOS DE PERFORACIÓN MECÁNICA

16. PERFORACIÓN - ROTOPERCUTIVA
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 (boca). Los equipos
rotopercutivos se clasifican en dos
grandes grupos, según donde se
encuentre colocado el martill0

17. PERFORACIÓN - ROTOPERCUTIVA
La perforación a rotopercusión 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 boca 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 boca para que los impactos se
produzcan sobre la roca en distintas posiciones.
• Empuje. Para mantener en contacto el útil 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.

18. PERFORACIÓN – ROTOPERCUTIVA

19. PERFORACIÓN ROTATIVA
Hasta 1949, la mayor parte de los
barrenos para voladura eran
realizados mediante perforadoras a
rotopercusión y sólo en el caso de
rocas muy blandas era aplicable la
perforación a rotación mediante
bocas de corte o trépanos.
La apertura en Estados Unidos de
grandes explotaciones de carbón a
cielo abierto, con espesores de
recubrimiento que alcanzaban hasta
40 m, y la aparición en el mercado de
un explosivo a granel barato y de
gran eficiencia energética como el
ANFO, fueron acontecimientos que
impulsaron a los fabricantes de
perforadoras a diseñar equipos de
gran capacidad, capaces de alcanzar
elevadas velocidades de
penetración.

20. PERFORACIÓN ROTATIVA
Simultáneamente, se comenzaron a utilizar de
forma generalizada en la minería las brocas
denominadas triconos, desarrolladas en el campo
del petróleo desde 1907, y a aplicar el aire
comprimido como fluido de evacuación de los
detritus formados durante la perforación.
Los diámetros de los barrenos varían entre las 2“ y
las 17 1/2" (50 a 444 mm), siendo el rango de
aplicación más frecuente en minería a cielo abierto
de 6" a 12 1/4"(152 a 311 mm). Diámetros
mayores están limitados a minas con una elevada
producción, y por debajo de 6" casi no se emplean
debido a los problemas de duración de los triconos
a causa del reducido tamaño de los cojinetes.
Este método de perforación es muy versátil, ya que
abarca una amplia gama de rocas, desde las muy
blandas, donde comenzó su aplicación, hasta las
muy duras, donde han desplazado a otros sistemas,
como es el caso de la perforación térmica (Jet
Piercing) en las taconitas.

21. PERFORACIÓN ROTATIVA

22. ELEMENTOS DE LA BROCA
TRICÓNICA
22
Válvula contra Flujo
Tubo de aire
Pata
Botón de retención
Rodamientos
Superiores
Rodamientos
De dolas
Fila del Calibre
Filas de La nariz
Rodamientos
Inferiores
Botón de Presión
Filas Internas
Protección del Calibre
Hombro
PIN
Armor
Boquillas

23. DISEÑO DE PERFORACIÓN

24. DISEÑO DE PERFORACIÓN EN MINA
SUBTERRÁNEA – RELLENO ASCENDENTE

25. DISEÑO DE PERFORACIÓN EN MINA
SUBTERRÁNEA – CÁMARAS Y PILARES

26. DISEÑO DE PERFORACIÓN EN MINA
SUBTERRÁNEA – CÁMARAS Y PILARES

27. DISEÑO DE PERFORACIÓN EN MINA SUPERFICIAL

28. RELACIONES BASICAS – RENDIMIENTO DE EQUIPO
DE PERFORACION
• Ratio de perforación: llamado también velocidad de perforación la cual
esta en relación de la dureza del macizo rocoso el cual disminuye a
mayor resistencia a la compresión de este, sus unidades están en
distancia y tiempo (metros/h, pies/h)
• Disponibilidad mecánica: Este factor se porcentual se aplica para todo
equipo de producción y es el porcentaje que relaciona el uso del tiempo
efectivo, descontado sus paradas por mantenimiento ya sea
programado o repentino
%Disp Mecanica: ∑demoras por mantenimiento/tiempo total
• Uso de lo disponible, este factor porcentual representa el tiempo
efectivo sin considerar todas la demoras operativas las cuales están
descritas como:
 Refrigerio
 Cambio de turno
 Charlas
%Uso de lo Disponible: ∑demoras operacionales/tiempo total

29. PERFIL DE UN INGENIERO DE PERFORACIÓN
Perfil de un Ingeniero de PERFORACIÓN
 Ingeniero de Minas
 Personas que muestran habilidad en manejo de Personal
 Es Líder
 Capacidad de Evaluar posibles Riesgos y Tomar medidas de Control
 Persona Proactiva
 Habilidad en el manejo de Tiempos y cumplimiento de Programas
 Ingles Intermedio
 Manejo de software en nivel usuario
 Tener experiencia mínima de dos años en control de operaciones
 Conocimiento en Gestión de Control de Equipos y mantenimiento
 Control de Insumos

30. QUE NECESITO?
Que cursos del Plan Curricular aplican específicamente para el desarrollo
de estas aéreas:
Aspectos de Control de Operaciones
 Equipos y maquinarias
 Control de Operaciones
 Topografía aplicada
 Investigación Operativa
Geología
 Petrología
Especialización:
 Perforación y Voladura I y II
Gestión
 Costos y Presupuestos, Empresas de Suministros