INFORME N°3: PERFORACIÓN EN FRENTES DE AVANCE CON JUMBO ELECTROHIDRÁULICO

ASIGNATURA: Análisis de Producción de MinasDOCENTE: Ing. José Rodríguez CopareALUMNO: Agreda Ramírez, JoséCÓDIGO: 2012-36986

TACNA - PERÚ

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE INGENIERIA DE MINAS

OBJETIVOS Realizar la actividad de perforación de manera segura,

eficiente y minimizando impactos a personas, equipos y al macizo rocoso.

Tomar consciencia que es la actividad que determina el éxito o fracaso de una voladura (actividad primaria de arranque de roca).

Conocer los objetivos de una perforación mecanizada: mejorar la productividad, mayor avance, mayor seguridad y menores costos (4M).

MARCO TEÓRICOCONCEPTOS BÁSICOS PROCEDIMIENTO ESCRITO DE TRABAJO SEGURO. - Documento que contiene la descripción

específica de la forma cómo llevar a cabo o en un conjunto de pasos consecutivos o sistemáticos. Resuelve la pregunta: ¿Cómo hacer el trabajo tarea de manera correcta?

SALUD OCUPACIONAL. - “La salud ocupacional se encuentra relacionada con otras disciplinas como medicina, enfermería, ingeniería, sociología, ergonomía, psicología, etcétera. Es por esto que puede ser definida como una disciplina interrelacionada encargada de la promoción y mantenimiento del completo estado de bienestar en los aspectos físicos, mentales y sociales del hombre en el trabajo, y no solamente la ausencia o prevención de enfermedad.”

RIESGO. - Todo aquello que tiene potencial de causar daño a las personas, equipos, procesos y ambiente.

MEDIDAS DE CONTROL. - Se refiere a aquellos elementos que se emplean luego de realizarse la evaluación de los riesgos, que entre otros puede implicar el establecimiento de herramientas de gestión de seguridad, entre las cuales se considera procedimientos escritos de trabajo seguro.

PETS. - Documento que contiene la descripción específica de la forma cómo llevar a cabo o desarrollar una tarea de manera correcta desde el comienzo hasta el final, dividida en un conjunto de pasos consecutivos o sistemáticos. Resuelve la pregunta: ¿Cómo hacer el trabajo/ tarea de manera correcta?

ESFUERZOS. -Son las fuerzas que aparecen inevitablemente alrededor de cualquier excavación subterránea y son las responsables de provocar los deslizamientos y desprendimientos de las rocas en una labor minera.

GEOMECÁNICA. - Es la ciencia teórica y aplicada que se encarga del estudio del comportamiento mecánico de la roca y de las fuerzas inducidas como resultado de una excavación subterránea, dando una solución más favorable al problema de sostenimiento en las labores mineras.

SOSTENIMIENTO. - Es el refuerzo que requiere una labor cuando las condiciones de inestabilidad y seguridad lo requieran. Para conseguir un buen sostenimiento es necesario una correcta indagación y evaluación del macizo rocoso a fin de elegir el correcto elemento de soporte.

ESTABILIDAD. - Del verbo estabilizar; en minería, significa dar permanencia firme y constante a las excavaciones subterráneas y a los taludes de labores a cielo abierto. Se logra estabilidad en labores subterráneas, utilizando métodos de sostenimiento con soporte metálico, de madera o con relleno, con pernos, malla y otros elementos que fortifique la labor minera.

ALCANCEPrimera fase, dirigido a:

Operadores Personal asistente Líderes

El propósito de este trabajo es el de familiarizar al operador con el equipo de perforación llamado Jumbo Hidráulico, y el de hacer una introducción a los métodos de operación, además de algunos aspectos relacionados con el mantenimiento del equipo, y que todo operador debe conocer necesariamente. Solamente así podremos estar seguros que podrán sacar el máximo provecho a esta clase de equipo, a la vez que se cumple con las normas de seguridad.

FUNDAMENTOS DE LA PERFORACIÓN

a) Percusión. - Los impactos producidos por los golpes del pistón originan unas ondas de choque que se transmiten a la broca a través del varillaje de perforación.

b) Rotación. - Con este movimiento se hace girar la broca para que los impactos se produzcan sobre la roca en distintas posiciones.

c) Avance. - Para mantener en contacto útil de perforación con la roca se ejerce un empuje sobre el mecanismo de perforación.

d) Barrido. - EI fluido de barrido permite extraer los detritos producidos en el fondo del taladro.

e) Diámetro. - Influye en el tipo de explosivo a utilizar, el efecto de la voladura y, por 10 tanto, en el sostenimiento y en la granulometría de roca obtenida.

PERFORACIÓN DE FRENTES

La Perforación es la primera operación antes de la voladura. Su propósito es abrir en la roca orificios cilíndricos (taladros), los cuales están

destinados a alojar al explosivo y accesorios de iniciación. EI principio de la perforación se basa en los efectos mecánicos de percusión y

rotación, cuya acción de golpe y fricción producen la trituración de la roca. La broca de perforación es la herramienta de corte, que generalmente es de metal

endurecido (carburo de tungsteno), dispuesto en formas diversas: en cruz, en X o botones, con unos diámetros habitualmente comprendidos entre 45 y 102 milímetros.

PARTES PRINCIPALES:

SELECCIÓN DE JUMBOS

Según tamaño de sección: Dimensiones operacionales - Requerimientos de cobertura

Según frente de perforación: Dimensiones y forma - Ancho x altura Malla de perforación: Diámetro de taladro - Tipo de arranque - Longitud del

taladro Precisión en la perforación: Calidad de la sección requerida – SostenimientoPRINCIPIOS DE OPERACIÓN DEL JUMBO HIDRÁULICO

Componentes del Jumbo Hidráulico:

Carro (Carrier) Perforadora Hidráulica Viga de avance con parada y retorno automático. Brazo con paralelismo automático. Panel de Control conteniendo las válvulas para perforación y funciones automáticas. Enfriador de aceite. Paquete de poder Hidráulico, con el motor eléctrico acoplado a una doble o triple bomba

hidráulica, alimentadas de aceite desde el tanque hidráulico. Las bombas hidráulicas proveen la energía hidráulica necesaria para el movimiento del brazo, percusión de la perforadora, rotación y avance.

Caja eléctrica conteniendo el interruptor principal y el arrancador y el equipo de protección. Válvula reductora de la presión de agua. Tambor del cable eléctrico. Bomba de agua. Compresor. Lubricador del aire.

Descripción de Sistemas:

Sistema Hidráulico: para percusión, rotación, avance y posicionamiento del boom.

Sistema de Agua: Para el barrido de la broca y enfriamiento del aceite hidráulico.

Sistema de Aire: Para lubricación y presurización del cabezal (front head) de la perforadora.

Sistema Eléctrico: Para la operación y control de los motores eléctricos.

Sistemas típicos de perforación

Lámpara a batería Jumbo electrohidráulico Dos juegos de barretillas de 4, 6, 8, 10 Y

12 pies de longitud Barra de perforaci6n de 14 pies Broca de 51 mm diámetro. Para los

alivios escareadora de 102 mm. Llave francesa de 14 pulg Dos conos de seguridad de 28 pulg con

dos cintas reflectivas. Flexómetro. Cordel. Caballetes para cable eléctrico. Atacador y brocha para pintar la malla

de perforación. Cuatro guiadores Extintor PQS de 6 kg. Pintura Fósforo Lampa Cucharilla Energía eléctrica tensi6n de trabajo

440v. Autorizaci6n vigente de operador de

jumbo electrohidráulico. Formatos: Orden de Trabajo, 5 Puntos de

Seguridad, herramienta IPERC, Check List de Equipo.

RECOMENDACIONES GENERALES DE SEGURIDAD

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

PROCEDIMIENTO ESCRITO DE TRABAJO SEGURO

Inspección del equipo; utilizando el Check List de pre-uso para la parte mecánica, eléctrica. Revisar equipo contra incendio.

 Inspección de labor, con el sistema de seguridad de los 5 puntos poniendo énfasis en ventilación, desatado de rocas y sostenimiento.

Lavado de frente a perforar, con agua a presión para detectar tiros cortados. En caso detectar eliminar según el PETS de Eliminación de Tiros Cortados.

Marcar frente a perforar: punto dirección, gradiente, sección y malla de perforación con los puntos topográficos predeterminados, evitando desviaci6n y sobre rotura. La malla de perforación a seguir deberá ser indicada por la supervisión de turno.

Mientras el brazo del jumbo este en movimiento el ayudante deberá estar en la cabina o al costado del equipo, en caso requiera entrar en la zona de operación del brazo, coordinar con el operador para que no mueva el brazo mientras el este en la zona de influencia.

Paralizar la perforación cuando se presente golpes de agua, escapes de gases, falta de desate, falta y/o falla de sostenimiento.

EI ayudante no efectuara no efectuara trabajos en simultaneo en el frente a perforar cuando el jumbo se encuentre en perforación o desplazamiento del brazo

No se inicia la perforación cuando se encuentra la presencia de tiros cortados en la labor, para 10 cual se procederá a eliminar dichos tires cortados, siguiendo el PETS de Eliminación de Tiros Cortados.

Si la labor no se encuentra sostenida según la evaluaci6n geomecánica no efectuar trabajos de perforación.

RESTRICCIONES

DURANTE EL DESPLAZAMIENTO Y LA PERFORACION

Está prohibido permanecer en el brazo de uso general durante el desplazamiento, perforación y movimientos de los brazos de perforación.

El área de peligro durante el desplazamiento dentro del túnel se encuentra a ambos lados del equipo de perforación y en 5 metros de ambos extremos del equipo de perforación.

Está terminantemente prohibido el acceso al área de peligro durante el desplazamiento.

Los trabajos de perforaci6n con jumbo se efectuará entre dos personas, nunca solo. Está absolutamente prohibido entrar en la zona de peligro durante la perforación. Está prohibido permanecer en el brazo de uso general durante el desplazamiento o

la perforación. La distancia mínima de seguridad durante la perforación es de 1mpor detrás del

soporte del brazo.

RIESGOS DEL ENTORNO DE TRABAJO

Saneado insuficiente del lugar de perforación. Está estrictamente prohibida la simultaneidad de la carga y la perforación.

La presencia de personas no autorizadas en la zona durante la perforación o el desplazamiento.

Asegúrese de que exista iluminación suficiente. Mantenga siempre una ventilación adecuada. y suficiente para

evitar los humos de escape y el polvo. Los humos de escape pueden ser letales.

Respirar o inhalar partículas de polvo puede provocar graves lesiones o incluso la muerte. Utilice siempre un respirador aprobado por el fabricante específicamente para el trabajo que va a desempeñar.

PRINCIPALES RIESGOS DEL EQUIPO DE PERFORACIÓN Y DE SU USO

SEÑALES DE ADVERTENCIA:

MEDIDAS TÉCNICAS DE SEGURIDAD

ANTES DE LA OPERACIÓN: Abra la válvula del fondo para agotar el agua que puede haber

aumentado en el lubricador y el tanque principal. Esto debe hacerse antes del principio de cada guardia.

Revisar los niveles de aceite del tanque hidráulico y lubricador central y agregue cuando sea necesario.

• Revisar el nivel de agua en el purificador de agua (si posee uno) y agregar cuando sea necesario.• Antes del arranque del motor tener en cuenta lo siguiente:

Los otros procedimientos de mantenimiento se han ejecutado. La transmisión en neutral. La válvula selectora de control del brazo hidráulico en la posición adecuada.

• Revisar esté a la altura adecuada el techo de seguridad.• Mover el brazo a la posición de manejo, rotar la viga de avance sobre el brazo y baje el extremo posterior contra el brazo. Mover el extensor, viga de avance y la perforadora a la posición posterior.• Antes de operar verificar que el freno de parqueo esté funcionando perfectamente.

CONDUCCIÓN: Cuando arranque realice la prueba de verificación de los frenos de servicio

inmediatamente. Use protector de oídos cuando sea necesario. No está permitido llevar pasajeros.

Asegúrese que el cable está apropiadamente fijado, y que el tapón y el enchufe este limpio para evitar el daño a ellos.

Observe la longitud del cable. Verifique la tensión y la longitud del cable al manejar hacia la ubicación de

trabajo.

ANTES DE LA PERFORACIÓN: Estacionar el jumbo a una distancia adecuada del frente de perforación. Apagar el motor diesel. Aplicar el freno de parqueo. Conectar el interruptor principal de corriente y el de luces. Conectar la manguera de agua. Antes se debe limpiar las mangueras para abrir las líneas de

alimentación. Revisar el lugar de perforación, que exista una visión adecuada y el techo de la galería este

seguro. Conectar la manguera de aire cuando sea necesario. Limpiar la manguera antes de conectarla. Arrancar la bomba de agua y el compresor.

Revisar que los controles de operación y el panel de control estén en la posición central (neutro) y las perillas de parada de emergencia estén en la posición aplicado.

Arrancar el Sistema hidráulico, presionando el botón de arranque (start). Utilizando las gatas ubicar el jumbo paralelamente al eje axial del túnel. Posicionar la viga de avance paralela con el eje de rotación del brazo, para ello es

posible utilizar el sistema de paralelismo automático. Ver la malla de perforación a utilizar y revisar la secuencia de los taladros a

perforar. Usando el cilindro de extensión de la viga de avance posicionarlo contra la roca.

EMPEZANDO A PERFORAR: Coloque los controles de la rotación, percusión y de avance a

la posición de perforación. Revise que la inyección de agua está operando. El agua debe fluir libremente a través del barreno de la

perforadora. La presión recomendada de trabajo es:

Con flujo separado 5 – 15 bar. Con flujo central 5 – 10 bar.

Cuando la broca este penetrando en la roca un poco, entonces usted puede aplicar todo el poder de perforación adelante.

La percusión y el avance estarán operando ahora a todo el poder posible.

Revise que el barreno está en el medio de los centralizadores. Ajuste la posición de la viga de avance cuando sea necesario.

• La fuerza del avance excesiva fatiga a ambos: el equipo de perforación y la perforadora.

DESPUÉS DE PERFORAR: Haga reposar la perforadora a una distancia de 5 – 10 cm de la parte posterior

para prevenir la fatiga del resorte amortiguador de choques. Remover la broca y cambiarla por una nueva. Mover la viga de avance y el brazo hidráulico a la posición de traslado. Verificar la altura correcta del techo de seguridad protector al momento del

traslado. Desconectar la manguera de agua. En lugares donde las temperaturas sean

extremadamente frías corte el flujo de agua inmediatamente. Prevención contra el congelamiento.

Subir las gatas. Desconectar la línea de alimentación de energía eléctrica y desconecte el

interruptor general. Observar la viga de avance para impedir al cable caerse, y tener el cuidado de no

golpear los extremos de las alimentaciones. Maneje cuidadosamente y evite las paradas súbitas.

Cuando se detenga estacione el jumbo en una lugar seguro y apropiado, utilizando las gatas dispuestas para ello.

LISTA DE VERIFICACIONES DE MANTENIMIENTO DEL OPERADOR Con las medidas siguientes usted puede reducir los problemas

inesperados y puede mejorar la eficacia de la perforación. Tenga cuidado de la lubricación del brazo hidráulico y de la viga de

avance. Revisar el ajuste de los pernos. Revisar el nivel de aceite; agregar aceite cuando sea necesario. Revisar el ajuste de los terminales. Revisar los apoyos centralizadores. Observar si existen fugas de agua y aceite. Observar la condición de los filtros de retorno. Cuando cambie mangueras recuerde taparlas para mantenerlas

limpias, además no olvide de taponear las conexiones de la perforadora cuando la remueva para reparación.

Mantenga la limpieza también cuando reemplace el acumulador. No ajuste las válvulas a menos que usted conoce qué está

haciendo.

CONCLUSIONES Mediante las PETS, evaluamos los riesgos, equipos, herramientas, señalización,

procedimiento y responsabilidades que deben cumplir todo el personal involucrado en la operación del Jumbo Electrohidráulico.

Al realizar la actividad de perforación con Jumbo Electro Hidráulico se deben tomar en cuenta muchas recomendaciones y medidas de seguridad para así garantizar una operación eficiente y minimizando impactos a personas, equipos y al macizo rocoso.

La implementación de los métodos de identificación de peligros y el hecho de contar con un procedimiento escrito de trabajo seguro, garantiza en muchos casos la comodidad del operador en la labor evitando accidentes y controlando los peligros que conlleva cada actividad.

Muchas veces no se toman en cuenta los cambios de métodos, las especificaciones técnicas y la renovación de equipos al momento de actualizar el PETS entorpeciendo indirectamente al incremento de la productividad de la empresa.

Es necesario aprender a ser proactivos antes de ser reactivos; La seguridad no debe hacerse solo por reacción debe aplicarse por prevención. Al implementar un Sistema de Seguridad y Salud Ocupacional adecuado se ha de obtener la disminución de pérdidas incrementándose las utilidades; con lo cual se mejora las condiciones laborales incrementando la productividad, trabajando con un sistema de protección, que actualmente lo denominamos EPP (Equipo de protección Personal).

BIBLIOGRAFÍA

Introducción al Jumbo Electrohidráulico - Centro de Formación Técnica Minera, Universidad Nacional de Ingeniería.

Jumbos Electrohidráulicos - Dionisio Ibarra, Paúl Willy; Universidad Nacional del Centro del Perú - 2010.

Introducción en Perforación con Jumbo Electrohidráulico - Centro de Entrenamiento NYRSTAR.

 Técnicas Seguras en operación de Jumbo - Kenneth Rodríguez Osorio, Sandvik Mining and Construction.