Giovanni VegaIngeniero Civil en Minas

La barrenación se define como la acción deperforar o agujerar, se encuentra catalogada endos tipos:

Perforación de pozos o barrenos para exploraciónminera, con recuperación de muestras de materialbarrenado.

Desarrollo de obras mineras para exploración oexplotación, cuyo fin es hacer agujeros que,posteriormente, serán rellenados con explosivos parasu detonación.

Existen varios mecanismos de barrenación, pero losmás utilizados en el campo son:

Percusión: Mediante golpes. Rotación: Va rotando.

Las herramientas utilizadas para la barrenación se leconocen como perforadoras o barrenadoras. Estasestán formadas por un mecanismo apropiado paraproducir los efectos de percusión o rotación, según seael caso, y que normalmente van provistas deuna broca de ataque.

Los equipos de perforación son herramientas formadas por un mecanismo apropiado para producir los efectos de percusión o de rotación de la barrena que normalmente va provista de una broca en su extremo de ataque.

La perforadora se determina de acuerdo a:

Tipo y tamaño de la obra

La naturaleza del terreno

La profundidad y alcance de los barrenos

La roca que quiera producirse

Se clasifican en:

Pistolas o martillos de barrenación

Perforadoras de carriles

Perforadora de torre

Jumbos

Contrapoceras

Son maquinas que se usan para perforación de barrenos y pueden ser:

Percusión NeumáticasRotación Eléctricas

Combustión

El elemento básico en las perforadoras de percusión es un pistón que se mueve de forma reciprocante dentro del cilindro de la perforadora golpeando en cada ciclo completo la espiga de acero de barrenacion, la energía es transmitida por el acero de barrenacion hasta la broca, que a su vez golpea la roca. Los fragmentos de roca son desalojados por medio de un conductor coaxial interior en el acero de barrenacion llamado conductos de circulación o de soplado.

Las pistolas de piso pueden ser acopladas aun brazo auxiliar, el cual es un mecanismoempujador del tipo telescópico que mantieneuna adecuada presión y hace avanzar a laperforadora, se conocen como piedras obrazos telescópicos o “stopers”.

Principales usos:

Barrenacion manual en trabajos a cielo abierto

En minas y canteras

En demolición de mampostería (colocación manual) y concreto

Consisten básicamente de unaperforadora neumáticaarticulada a una guía de acero omástil, que accionada pormedios neumáticos ohidráulicos, gira, sube o baja alo largo del mástil. El numero deposiciones es ilimitado. Sonconocidas como perforadorasde columnas

Emplean modernas brocas intercambiables coninsertos de carburo de tungsteno, teniendo unalongitud de avance muy grande que permite lautilización de secciones de acero debarrenacion.

Son generalmente de accionamiento porpercusión habiendo también de rotación, elmotor de accionamiento puede ser: Diesel

Por compresor

Se conocen como Wagondrill si van montadassobre carros con ruedas

Se conocen como Trackdrill si van montadassobre orugas

Son maquinas formadaspor una torre o plumaapoyadas sobre la parteposterior de un camión oestán montadas sobreorugas.

La mayoría de las perforadoras de torredesarrollan la perforación por rotación, pormedio de una tubería suspendida desde elmástil o torre y conectada a su respectivocompresor por medio de mangueras yencastre, los que en su parte inferior llevanmontada una barrena de tipo triconico deroles giratorios.

En general la potencia deestas maquinas puede sersuministrado por el motordel vehículo o por un motoradicional diesel o eléctrico.

La posición vertical esutilizada para el trabajo deperforación y la horizontalpara el transporte.

Es una plataforma móvil, en donde todas lasherramientas de perforación como susoperadores van montados sobre esta,permitiendo que la barrenacion se realicesimultáneamente en todas las perforadoras,gracias a unos brazos articulados movidos porgatos hidráulicos pueden adoptar todas lasposiciones.

Pueden ir montados sobre llantas de hule o sobre orugas, y si es necesario sobre rieles

Utilización:

Minas subterráneas, túneles y galerías

Tiros de ventilación

Canteras y minas a cielo abierto

Perforaciones para anclaje

Obras publicas

Son maquinas especiales para la perforación inversa, osea que la perforación final la ejecutan en el sentidocontrario al ordinario. Consta de una cabezaescariadora que utiliza como herramienta de corte,tienen perfil esférico, para distribuir la carga en formaproporcional, hacen recortes mas grandes tirando envez de empujar.

El sistema de accionamiento que utiliza es unconvertidor de frecuencia. Lleva consigo unacomputadora de microprocesamiento, un impresor delectura en el panel del operario para el mando ycontrol de las operaciones y funciones

Para su operación primero se hace un agujerollamado agujero piloto en la manera ordinariaa través de la capa que separa el túnel de lasuperficie, hasta que la broca sobresalga en elotro extremo. Se quita la broca, y se instala lacabeza escariadora. Se utiliza una rotación enla dirección de la perforación, con laalimentación tirando en ves de pujar.

Se utilizan principalmente en la minería para abrir chimeneas otiros de ventilación.

La mayoría de herramientas de barrenaciónson barras de acero sometidas a tratamientosespeciales (térmicos o carburación) y puedenser:

Acero de barrenación

Acero hueco de barrenación

Acero seccional

Cualquiera que sea el tipo de acero en elextremo inferior del equipo lleva montadauna broca que es la que directamente ataca elfondo del barreno.

Las barras usadas son de acero al carbón,acero aleado con cromo molibdeno.

Estas barras son huecas para permitir el pasodel aire para el barreno, su longitud esvariante y va aumentando en incrementos0.60 m.

Depende de diversos factores: Derivados de la propia maquina

Características de la roca

Condiciones imperantes en los sitios de trabajo

Factor humano

El rendimiento de perforación se expresa comorendimientos netos por hora de trabajo, incluyendotodas las maniobras inherentes, como cambio delocalizaciones sobre el banco, cambio de acero deperforación y cuidado general del equipo.

El rendimiento de perforación debe considerar ademásdel avance lineal, el volumétrico, al aumentar eldiámetro del barreno o el volúmenes mucho mayor.

La perforación se facilita más tanto más homogénea esuna roca, los trabajos se dificultan y reducen surendimiento mientras es más fracturada o suelta, yaque se pueden presentar caídas y derrumbes dentrode los agujeros.

El rendimiento de las perforaciones están relacionadoscon las características físicas del material por perforar.

Calcular la producción por hora medida enbanco, en un banco de Riolita que va a serperforado con la perforadora de carriles(trackdill) modelo DHD24, movida por uncompresor de 600 pcm, a una presión de 150psi, los barrenos son de 4” y la separaciónentre ellos es de 2 metros, eficiencia de 70%.

Factor de barrenabilidad de la Riolita: 0.60 Velocidad de perforación: 13.1 m/hora Velocidad real: 13.1 x 0.60 = 7.86 m/hora Volumen de produccion por hora medido en

banco: 7.86 x 4.00 = 31.44 m3/hora Volumen real = 31.44 x 0.70 = m3/hora

Giovanni VegaIngeniero Civil en Minas