Este documento describe los diferentes sistemas y métodos de perforación de rocas. Explica que la perforación es la acción de penetrar la roca mediante percusión o rotación para crear un taladro. Luego detalla los principales componentes de un sistema de perforación como la perforadora, el barreno, la broca y el fluido de barrido. Finalmente, clasifica los diferentes sistemas y métodos de perforación según varios criterios como el método mecánico, térmico, químico, entre otros.

1. UNIVERSIDAD NNAACCIIOONNAALL DDEELL
CCEENNTTRROO DDEELL PPEERRÚÚ
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS
SSIISSTTEEMMAA DDEE PPEERRFFOORRAACCIIÓÓNN
DDEE RROOCCAASS

3. 1.- DEFINICIONES:
PERFORACIÓN.- Es el método mas común de penetrar la
roca. Es la operación de colocar un taladro dentro de la
roca.
La perforación es la acción de penetrar la roca por efecto de
percusión (golpe) o de rotación (fricción - giro).Es la primera
operación para la voladura de rocas
TALADRO.- Es el agujero que se obtiene en la roca o
mineral como resultado de la perforación. Su diámetro varia
desde 7/8” hasta15” ó más.

4. • 2. PERFORACIÓN DE ROCAS:
Es la primera operación en la preparación de una voladura ,
donde se considera lo siguiente:
 PROPÓSITO.-El propósito de la perforación es
CONSEGUIR UN TALADRO en la roca con elementos
definidos como : el diámetro , la longitudes, la alineación y
estabilidad en las paredes del mismo, lo cual esta destinado
a alojar el explosivo y sus accesorios.
 PRINCIPIOS MECANICOS .-Se basa en principios
mecánicos de PERCUSION Y ROTACION cuyos
efectos de golpe, fricción y giro o rotación producen el
astillamiento y trituración de la roca.

5.  EFICIENCIA.-Consiste en lograr la máxima
penetración al menor costo .La idea es llegar al
100% pero en la practica oscila entre 70% y 80% y
a veces hasta 90%.
 PARAMETROS A VENCER .- Durante la perforación
debemos vencer dos parámetros en la roca :
a. DUREZA.- Es la resistencia al corte , además influye
en la velocidad de penetración.
b. ABRASIVIDAD.- Influye en el desgaste de las rocas
asimismo en el diámetro final del taladro.

6. • Los sistemas de penetración de rocas que han sido desarrolladas y
clasificados por orden de aplicación son:
3.1.SEGUN EL METODO MECANICO .-
a. Percusión.-En la perforación por percusión o impacto o
fuerza de avance , la energía cinética se transmite desde
un pistón a la culata del barreno e inserto en forma de onda de
choque.

7. b) Métodos rotativos: se subdividen en dos grupos, según si la
penetración en la roca se realiza por trituración (triconos) o
por corte (brocas especiales). El primer sistema se aplica en
rocas de dureza media a alta y el segundo en rocas blandas.
En este tipo de perforación no existe la percusión.
c) Perforación rotopercutiva: corresponde al sistema más
clásico de perforación de rocas, utilizado desde el siglo XIX.
En este tipo de perforación se emplea la acción combinada de
percusión, rotación, empuje y barrido, ya sea en equipos
manuales para labores menores (pequeña minería y obras
civiles de poca envergadura) o mecanizados
( principalmente en minería subterránea de gran escala; en:
minas subterráneas de Codelco) y en obras civiles de gran
envergadura, como la construcción de una caverna o túnel
carretero.

8. • 3.2.SEGÚN EL MÉTODO TERMICO:
 SOPLETES O LANZA TERMICA
 PLASMA
 FLUIDO CALIENTE
 CONGELACION
• 3.3. SEGÚN EL METODO HIDRAULICO:
Significa el uso de un fluido no comprimible (aceite mineral) para accionar los
mecanismos de impacto , de rotación , de avance y de posicionamiento de las
perforadoras que se desplazan a través de una viga que empalma a un
brazo telescópico, entre ellas tenemos:
• CHORO DE AGUA
• EROSION
• CAVITACION

9. • 3.4.SEGÚN EL METODO SONICO :
Vibración de alta frecuencia
• 3.5.SEGÚN EL METODO QUIMICO :
Microvoladura
Disolución
• 3.6.SEGÚN METODOS ELECTRICOS :
Arco eléctrico
Inducción eléctrica
• 3.7.SEGÚN METODOS SISMICOS :
Rayo laser
• 3.8.SEGÚN METODOS NUCLEARES :
Fusión
Fisión

10. • SEGÚN EL TIPO DE MAQUINARIA :
a) Perforación manual: en este tipo de perforación se
usan equipos ligeros operados por perforistas. Este
método se utiliza en trabajos de pequeña envergadura,
donde, principalmente por dimensiones, no es posible
usar otras máquinas o no se justifica económicamente
su empleo.
b) Perforación mecanizada: en una perforación
mecanizada, los equipos van montados sobre
estructuras llamadas orugas, desde donde el operador
controla en forma cómoda todos los parámetros de
perforación.

11. . SEGÚN EL TIPO DE TRABAJO
a) Perforación de banqueo: perforaciones verticales
o inclinadas utilizadas preferentemente en proyectos a
cielo abierto y minería subterránea (L.B.H.). Este tipo
de perforación se emplea, en general, para la minería
a cielo abierto y para algunos métodos de explotación
subterránea, como el hundimiento por subniveles.
b) Perforación de avance de galerías y túneles:
perforaciones preferentemente horizontales llevadas a
cabo en forma manual o mecanizada. Los equipos y
métodos varían según el sistema de explotación, pero
por lo general, para minería en gran escala
subterránea se utilizan los equipos de perforación
llamados "jumbos", que poseen desde uno a tres o
más brazos de perforación y permiten realizar las
labores de manera rápida y automatizada.

12.  c) Perforación de producción: con este nombre se
conoce al conjunto de trabajos de extracción del
mineral que se realiza en las explotaciones mineras.
Una perforación de producción corresponde a la que
se ejecuta para cumplir los programas de producción
que están previamente establecidos.
d) Perforación de chimeneas y piques: se trata de
las labores verticales, que son muy utilizadas en
minería subterránea y en obras civiles. En ellas se
emplean métodos de perforación especiales, entre
los cuales destacan el Raise Boring y la jaula
trepadora Alimak.
e) Perforación con recubrimiento: se utiliza por
ejemplo, en perforación de pozos de captación de
aguas y perforaciones submarinas.

13. Los componentes principales de un sistema de perforación
son:
a.-PERFORADORA (Drill).-Es la fuente de energía
mecánica.
b.-BARRENO o VARILLAJE(Rod).-Es el método de
transmisión de esa energía .
c.-BROCA(Bit).-Es el que ejerce o aplica dicha energía
sobre la roca.
d.-FLUIDO DE BARRIDO o circulación de fluido , que
efectúa la limpieza y evacuación de detritus producido.
Esta circulación de fluido: limpia el taladro , controla el
polvo, enfría la broca , roca y algunas veces puede ser
usado para estabilizar las paredes del taladro.

14. Impacto Fuerza de
Avance
Rotación Barrido

15. 6.1.PARTES DE UNA MÁQUINA PERFORADORA:
Toda maquina perforadora liviana consta de tres partes principales:
 FRONTAL
 CILINDRO
 CABEZA
Estas tres partes van unidas entre si por por medio de dos pernos
alargados con sus tuercas llamadas “tirantes”
Que estan situados a lo largo de la maquina y a ambos lados de
ella.

16. A.-EL FRONTAL: Consta de las siguientes partes:
• LA BOCINA (Chuck):Recibe la espiga del barreno y lo hace girar.
• LA GRAMPA: Con sus resortes va al extremo del frontal , es
sujetador de barreno.
• EL MARTILLO: Se encuentra en el interior del frontal y es que
golpe el culatin de la espiga.
• LAS DOS OREJAS: Donde se ajustan las tuercas de los tirantes.
B.-EL CILINDRO : Es la parte más alargada de la máquina y
lleva:
 DOS GUIAS LATERALES : Donde asientan los tirantes.
 LA VÁLVULA DE ESCAPE :Por donde sale el aire después de que
a hecho mover al martillo en el interior.
 MECANISMOS DE GOLPE Y ROTACIÓN : Que se encuentran en
el interior del cilindro.

17. C.-LA CABEZA :Comprende las siguientes partes :
 LOS CONDUCTOS DE AIRE Y AGUA .- Con sus conecciones y
cedazos
 LA VÁLVULA DE MANDO .- Para poner en funcionamiento la
perforadora o simplemente para “soplar”.
 LA AGUJA DE AGUA .- Se introduce por el extremo libre de la
cabeza .Sirve para la inyección e agua.
 LAS CABEZAS DE LOS TIRANTES: Que en las STOPER
aseguran el pie de avance , haciendo una sola pieza ;y en la JACK
LEG aseguran la manilla o empuñadora

18. 6.2.CLASIFICACIÓN DE LAS
PERFORADORAS
Se clasifican en dos grupos , según el procedimiento de la
perforación:
a. PERFORADORAS MANUALES O LIVIANAS : Su principio es el
empuje y el giro , o sea utiliza la barra de punzón .Se lleva a cabo
con equipos ligeros manejados a mano de los perforistas .Por
ejemplo:
 JACK LEG: Perforación horizontal e inclinada.
 STOPER : Realiza perforación vertical hacia arriba , usadas en
chimeneas , tajeos de explotación , etc.
 JACK HAMMER: Perforación vertical hacia abajo utilizado en
piques, pozos, echaderos , etc.
 PICK HAMMER: Son picadoras que se utiliza para hacer
patillas , para romper pavimentos ,etc.

19. Clasificación de perforadoras según en
procedimiento de perforación :
DDrriifftteerr
Jack
leg
Jack
hammer
Pick
hammer
SSttooppeerr Jack
leg
Jack
hammer
Pick
hammer
ttiippooss

26. FABRICANTES MODELOS IMPACTOS
/MIN
PESO: lbs
ATLAS COPCO PUMA BBC-16W 2300 59
LION BBC-24W 2050 64
LEOPARD BBC- 35WTH 2250 69
PANTHER BBD-40W 3000 50
FALCON BBD-46WS 3000 85
TOYO LEG DRILL TY-24DL 52
STOPER TY-280-JS 110
SHENYANG LEG DRILL YT-27 57
COMPAIR HOLMAN
GARDNER
DENVER
MONTABERT
HUASCARÁN
INGERSOLL RAND

38. B.-PERFORADORAS MECANICAS O PESADAS:
 TRACK DRILL(T/D)
 VAGONETAS DE PERFORACION
- stope wagon
- upper drill
 JUMBOS DE PERFORACION : (1,3,5 BRAZOS)
-neumáticos
-hidraúlicos
-electrohidraúlico
-Down the hole drilling(DTH) SIMBAS
C.-PERFORADORAS PESADA PARA MINERIA
SUPERFICIAL:
- Track drill
- Perforadora de tajo abierto

57. Gatos hidráulicos
Tren de orugas (o sobre neumáticos)
Cable eléctrico
.Chasis o plataforma
Sala de máquinas
Castillo o mástil perforador
Columna de perforación
Cabeza motriz o motor hidráulico
Varilla de perforación
Estabilizador
Broca ticónica
Cabina

59. 7.1 DEFINICIÓN.-
Son varillas de acero que transmiten la energía
mecánica de la perforadora hacia las rocas a fin de ser
aplicada en el terreno o roca.
7.2 OBJETIVO.- Los barrenos son varillas de acero que
tienen por objeto transmitir el golpe de la máquina al
terreno (energía mecánica) donde se realiza la
perforación , produciéndose el taladro del mismo ,
debido a que el extremo del barreno esta provisto de
una o más filos cortantes de mayor dureza que la roca.

60.  7.3.TIPOS DE BARRENOS:
Los barrenos pueden ser de diferentes tipos según:
A.-EL ACERO USADO :Su usan barrenos de acero del
tipo hexagonal, hueco de 7/8 pulgadas de diámetro de
cara a cara ;el hueco esta en el centro .
B.-SEGÚN EL DISPOSITIVO DE CORTE: Pueden ser:
a.-BARRENOS INTEGRALES :Cuando el vástago y el
dispositivo de corte forman una sola pieza.
b.-BARRENOS CON BROCA DESCARTABLE :
Cuando el vástago y el dispositivo de corte son piezas
independientes.

61.  7.4.PARTES DEL BARRENO :
A.-ESPIGA :Es la parte del barreno que entra a la bocina de
una máquina perforadora , cuyo extremo llamado “culatín”
recibe los golpes del martillo ;la longitud de la espiga debe
ser 4 ¼ (pulgadas)
B.-EL COLLAR O CUELLO ;Que es una prominencia o
anillo y que sirve para mantener el barreno en una sola
posición dentro de la bocina de la máquina.
C.-EL VÁSTAGO : Es la parte mas larga del barreno y esta
comprendida entre el collar y el dispositivo de corte .
D.-EL DISPOSITIVO DE CORTE : Que puede ser una
pastilla dura y resistente (aleación de carburo de tungsteno y
cobalto) es fijada en el acero ; o una broca que entra a
presión cuyos filos cortantes están en forma de cruz,
botones, etc.

63. DATOS TÉCNICOS DE AACCEERROO DDEE PPEERRFFOORRAACCIIÓÓNN
L
m n p
DONDE:
L = Longitud total de la barra integral
m = Longitud del culatin
n = Longitud que abarca la grampa de la perforadora
P = Longitud efectiva máxima de perforación

64. SSuuppeerrffiicciiee ddee IImmppaaccttoo SSeecccciióónn ddee BBaarrrraa CCoonnoo
OOrriiffiicciioo ddee
BBaarrrriiddoo
++//-- 66,,55mmmm
((11//44””))
CCaarrbbuurriizzaaddoo
NNúúcclleeoo iinntteerriioorr
CCaappaa EExxtteerriioorr
CCaarrbbuurriizzaaddaa
HHeexxáággoonnoo RReeccoorrttaaddoo
CCuullaattiinn -- 110088mmmm
((44--11//44””))
CCoollllaarríínn