1. Servicio Nacional de Geología y Técnico de Minas – SERGEOTECMIN
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MANUAL DE ENTRENAMIENTO MINERO
SECCIÓN III PERFORACIÓN – CHIMENEAS
1. ASPECTOS GENERALES
La perforación es uno de los trabajos más importantes en la minería y es
necesario que todos
los mineros estén capacitados en el manejo de las perforadoras y poder realizar
trabajos
simples con ellas. Para este trabajo se requieren dos personas, el perforista y
su ayudante. La
máquina perforadora stoper sirve para perforaciones verticales en los rajos,
para la
construcción de chimeneas, caminos e instalación de pernos de anclaje.
2. EQUIPOS, HERRAMIENTAS Y MATERIALES
2.1. EQUIPOS
Para la perforación de chimeneas se usa la perforadora stoper (Fig. 1), la cual
es
accionada por aire comprimido y requiere también suministro de agua.
El agua tiene principalmente las siguientes funciones:
-Evitar la formación de polvo
-Mantener la broca fría
-Eliminar partículas sólidas, resultantes de la perforación.
Existen también otros equipos más modernos para la perforación de chimeneas como
las perforadoras de diámetro mayor TURMAG, DRESSER y otras (Fig. 2) y también
existen las plataformas mecanizadas para la perforación en chimeneas de ALIMAK
(Fig. 3).
2.2. HERRAMIENTAS
Las herramientas que debe tener cada perforista son las siguientes:
-Juego de barrenos
-Manguera para aire comprimido de 1– de diámetro y 20 m de largo
-Manguera para agua de ½– de diámetro y 20 m de largo
-Lubricadora
-Escalara metálica
-Taqueador
-Espadilla
-Picota
-Pala
-Combo de 8 lb.
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Fig. 1 Perforadora Stoper
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Fig. 2A –Turmag– Equipo de perforación de diámetro mayor
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Fig. 2B –Dresser– Equipo de perforación de diámetro mayor
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Fig. 3 –Alimak– equipo de perforación con plataforma
-Llave Stilson de 12–
-Prensa para mangueras
-Sacabarrenos
-Extensión de pistón
2.3 MATERIALES
-Aceite
-Tiza
-Cabo de vida
-Cinturón de seguridad
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3. INSTALACIÓN DE SERVICIOS
Como ya mencionamos anteriormente para operar las perforadoras se requiere aire
comprimido y agua. Las cañerías para aire y agua deben estar a una distancia de
18 m del
frente de perforación.
4. PREPARACIÓN DEL LUGAR DE TRABAJO
Las tareas que se deben realizar para tener listo el lugar de trabajo son:
-Tojear todo el área de trabajo.
-Lavar el área de trabajo con agua (Fig.4).
-Inspeccionar la zona de trabajo y ver si hay tiros quedados o fallados,
marcarlos
con tiza y tomar las medidas necesarias para eliminar el peligro. Lavar
completamente los taladros quedados o fallados, recargarlos y volar
nuevamente.
-Chequear si las cañerías para aire y agua se encuentran a 18 m del frente de
perforación. En caso de que estén más lejos, se las debe acercar.
-Pedir al supervisor que controle la presión del aire. La presión del aire
óptima
recomendada fluctúa entre 85 y 95 PSI (libras por pulgada cuadrada). Presiones
mayores de 100 PSI pueden causar desgaste prematuro e incluso fracturas en
algunas partes de la máquina. Presiones inferiores a 80 PSI tienen un efecto
negativo sobre la velocidad de penetración, y a presiones de 60 PSI o menos el
rendimiento es casi nulo. También se debe tener en cuenta que el caudal de aire
debe ser el adecuado.
-La presión del aire debe medirse cuando el equipo está trabajando (Fig. 5).
-El agua debe mantenerse con una presión máxima de 10 a 15 PSI (pies por
pulgada cuadrada) menos que la presión de aire y no menor de 40 PSI.
-El supervisor debe marcar el esquema de perforación en el tope con tiza.
-Para iniciar la construcción de una chimenea se la hace directamente desde la
galería y los dos siguientes disparos sobre la carga de los primeros disparos.
Cuando ya no se puede perforar de esta manera se tienen que colocar trancas de
chajllas (callapos de 4 a 6–de diámetro) en ambos lados de la chimenea,
horizontales y paralelas al techo de la galería (Fig. 4).
-A unos 2.20 m del tope de la chimenea se debe armar una plataforma sobre las
trancas cubriendo solamente 1/3 del área de la chimenea.
-Desde esta chimenea se lavará el frente de trabajo, se realizará el tojeo, la
perforación y el carguío de los taladros.
EL SUPERVISOR SERÁ RESPONSABLE DEL CONTROL DE LA PRESIÓN DE
AIRE Y AGUA
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7
POR NINGUN MOTIVO PERFORE EN SECO
Fig. 4 Limpieza del tope con chorro de agua

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Manómetro
Manguera
Fig. 5 Control de la presión de aire
El aire comprimido debe ser en volumen y presión el adecuado, libre de
condensados y
partículas sólidas.
La red de distribución de aire y agua no deben tener escapes. La red de aire
comprimido debe
tener trampas para retener los condensados y sólidos. El costo por pérdidas de
aire
comprimido por los escapes de la red es considerable (Fig. 6).
5. PREPARACIÓN DEL EQUIPO
Para la preparación del equipo de perforación se deben seguir los siguientes
pasos:
-Trasladas la máquina perforadora al frente de trabajo y sobre la plataforma
indicada anteriormente.(Fig. 7)
-Conectar las mangueras de 1– y ½– a la red de distribución de aire comprimido
y agua.
-Abrir las válvulas de aire y agua brevemente para limpiar las mangueras. Cerrar
las válvulas.
-Llenar la lubricadora con aceite.
-Revisar y limpiar los cedazos de ingreso de aire y agua de la perforadora.
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Fig. 6 Relación de diámetro de agujero -fuga de aire
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Fig. 7 Disposición de equipos y materiales de perforación
-Colocar una pequeña cantidad de aceite en el nifle de la máquina perforadora
que se conecta con la manguera de 1–.
-Colocar el juego de barrenos al lado de la perforadora con la broca en la
plataforma (Fig. 7)
-El supervisor marcará el esquema de taladros en el frente de perforación.
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6. PRUEBA DEL EQUIPO DE PERFORACIÓN
-Revise que la válvula de control de avance y la palanca de control múltiple
estén completamente cerrados, girados completamente en dirección contraria a
las agujas del reloj.
-Abrir las válvulas de aire y agua.
-Abra la palanca de mando múltiple unas dos o tres etapas.
-Revise el flujo de aire y agua.
-Cierre las válvulas completamente.
7. ACOPLE DE LOS BARRENOS
-
Mantener la perforadora en posición vertical con la mano derecha apoyado
sobre el pistón.
-Con la mano izquierda, levante el barreno 0.60 m del lado de la perforadora.
-Insertar el barreno en el porta barrenos y asegurar el barreno con la bigotera
(Fig. 8).
SIEMPRE SUJETE LA PERFORADORA CON LA MANO DERECHA Y
CONTROLE LA ESTABILIDAD DE LA MÁQUINA
8. MANEJO DE LA PERFORADORA
-Mover la válvula de avance lentamente hacia la derecha. Esto permitirá que el
pistón se extienda y lleve a la broca del barreno justo sobre la marca del
taladro
que se desea perforar en el tope de la chimenea.
-
Abrir el control múltiple unas dos o tres ranuras y perforar el collar del
taladro.
-Cuando la profundidad del collar alcanzó unos 4cm ya se puede perforar a toda
marcha abriendo los controles de avance y rotación y percusión completamente.
-Cuando el barreno de 60cm ya está completamente perdido en el taladro, cerrar
ambos controles y el pistón baja a su posición inicial.
-Cambiar el barreno de 60cm por uno de 120cm e iniciar el trabajo nuevamente
hasta que el barreno de 120cm se pierda y se continúa de la forma indicada
hasta llegar a la profundidad deseada.
-El perforista debe mantenerse siempre alerta, pues puede haber cambios de
dureza en la roca y puede ser necesario disminuir el flujo de aire comprimido.
-
Aproximadamente cada 10 a 15 taladros se debe aumentar aceite a la
lubricadora.
-
Durante todo el tiempo de perforación controle el techo y las paredes. Tojee
cuantas veces crea conveniente.
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Fig. 8 Posición de equipo para perforación
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9. VELOCIDAD DE PENETRACIÓN
La velocidad de penetración depende de:
-Calidad de los barrenos (nuevos, afilados, gastados, etc.)
-Calidad del aire comprimido (buena o mala presión)
-Calidad del suministro de agua.
El supervisor debe controlar si los barrenos están o no afilados. Debe contar
con la
plantilla para controlar el estado de la broca de bisel (Fig. 9).
El supervisor debe contar con un manómetro que le permita medir la presión del
aire
comprimido.
Fig. 9 Plantilla de control para broca
10. ESQUEMAS DE PERFORACIÓN
En la industria minera se usan muchos esquemas de perforación, cuyo empleo
depende de:
-Sección de la labor minera.
-Calidad de la roca.
-Calidad del explosivo.
-Calidad requerida del material a dispararse.
El esquema de perforación tiene normalmente 3 elementos. El arranque, las ayudas
y los
desquinches. En las chimeneas tenemos solamente una cara libre y el arranque
tiene
justamente la misión de crear una nueva cara libre para facilitar el arranque de
la roca sólida.
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Las ayudas, como su nombre indica, ayudan a ampliar la cara libre y finalmente
los
desquinches ayudan a lograr la sección definitiva de la labor minera.
10.1 TIPOS DE ARRANQUE
Fundamentalmente se conocen dos tipos de arranque:
-Arranque inclinado
-Arranque paralelo
El arranque inclinado consiste en perforar taladros inclinados para lograr una
pequeña
cavidad. Los arranques inclinados más conocidos son:
-Arranque cónico (Fig. 10).
-Arranque cuña (Fig.11).
TIPOS DE ARRANQUES
Fig. 10 Fig. 11
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Este tipo de arranques son de fácil comprensión para el perforista, pero son de
difícil
ejecución. Debido al poco espacio del que se dispone en el trabajo de una
chimenea,
generalmente este tipo de arranque no se usa en la construcción de chimeneas.
El arranque paralelo consiste en la perforación de taladros paralelos entre sí y
paralelos
a las paredes de la chimenea. En la figura 12 podemos ver los arranque paralelos
más
conocidos.
Las chimeneas en general son labores mineras verticales o inclinadas, que
comunican niveles,
son acceso a los cuerpos mineralizados, son parte de la preparación de rajos.
Son también
usadas para pasos de mineral (ore passes), para pasos de caja (waste passes),
para ventilación,
etc. La mayor parte de las chimeneas en la minería nacional son de sección
reducida con
avances de 1.20 m a 1.80 m de largo y con arranques similares a las que se usa
en la
construcción de galerías de sección pequeña.
Existen muchas dificultades en la construcción de chimeneas, la perforación y el
carguío se las
realiza en áreas muy estrechas. El peligro de la existencia de tojos después de
la voladura y
que podrían sorprender a en áreas tan pequeñas constituye un riesgo. La
ventilación no es
natural y se la debe realizar con ayuda de ventiladores o aire comprimido para
limpiar los
gases de la voladura y proveer a los mineros de aire adecuado. 1
En la figura 12 podemos apreciar un esquema de perforación de taladros
paralelos, con un
arranque de 5 taladros, de los cuales un taladro puede ser dejado vacío.
1 Blasters– Handbook – 175th Anniversary Edition -ETI
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Fig. 12 Esquema de perforación de chimenea con taladros paralelos
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