Repaso Perforacion de Rocas-V1

7/22/2019 Repaso Perforacion de Rocas-V1

1/81


2/81


3/81

SISTEMAS MECNICOS DE PERFORACIN


4/81


5/81

PROCEDIMIENTOS:

METODOS DE PERFORACIN DE ROCAS

Perforacin manual Equipos ligerosOperados manualmenteExcavaciones pequeasEconoma

Perforacin mecanizada Equipos autotransportablesControlados neumtica ohidrulicamenteExcavaciones grandesExplotaciones a cieloabiertoGrandes inversiones


6/81


TIPOS DE PERFORACIN:

Perforacin de banqueo: Dispone de un frente libreMinas a Cielo AbiertoMinas Subterrneas - LH

Barrenos verticalesBarrenos horizontales (eventual)

Perforacin de avancede galeras y tneles:

Requiere CuelePerforacin manualTendencia a la mecanizadaMtodos alternativos de avance


7/81


Perforacin deproduccin:

Trmino usado principalmentepara minas subterrneasExtraccin masiva de mineralEquipos y mtodos segn SIDEX

Caracterstico el espacio reducidopara instalacin de equipos

Perforacin verticales: Comn en minera y obras civilesTendencia al Raise BoringComn el mtodo LHTradicional perforacin y voladuraascendente


8/81

Perforacin de rocascon recubrimiento:

Comn en yacimientos cubiertospor lechos de materiales sinconsolidarPerforacin con entubado

Comn en voladuras submarinas

Perforacin parafortificacin:

Comn en minera y obras civilesCielo abierto y SubterrneoCables y pernosConsolidacin



9/81


MTODOS MECANIZADOS DE PERFORACIN:

Mtodos rotopercutivos: Para la mayora de tipos de rocaMartillo en cabezaMartillo de fondo

Mtodos rotativos: Trituracin - TriconosRocas de dureza media a blanda

CorteBrocas especialesRocas blandas


10/81


11/81

PERFORACIN ROTOPERCUTIVA PERFORACIN ROTATIVA

MARTILLOEN CABEZA

MARTILLOEN FONDO

TRITURACINMINERA A

CIELO ABIERTO


Mtodos de perforacin en trabajos a cielo abierto:


12/81


Mtodos de perforacin segn el mtodo minerosubterrneo:

METODODE

EXPLOTACION

TECNICA DEPERFORACIONY VOLADURA

Cmaras yPilares

Corte yrelleno

Hundimientode

subniveles

Sublevelstoping VCR


13/81

CAMARAS Y PILARES

Equipo aplicable


14/81

CORTE Y RELLENO

Equipo aplicable


15/81

HUNDIMIENTO DESUBNIVELES

Equipo aplicable


16/81

SUBLEVELSTOPING

Equipo aplicable


17/81

VCR

Equipo aplicable


18/81

CAMARAS Y PILARES


19/81

CORTE Y RELLENO


20/81


SUBLEVEL STOPING

VCR


21/81


SUBLEVEL STOPING

VCR


22/81

CARACTERSTICAS DE LAS

ROCAS Y LA PERFORACIN


23/81

Ciclogeolgico

delasrocas

Clasif icacin de las

rocas segn su

origen

MAGMA

Litificacin

Erosin yTransporte


24/81

ROCAS IGNEAS

Extrusiva o volcnica

Intrusiva o plutnica

Velocidad deenfriamiento

Tamao degrano

Pegmatitas

Prfidos

Aplitas

62%

cida

52%

Intermedia

45%Bsica

Ultrabsica

50%

%SiO2


25/81

PROPIEDADES DE LAS ROCASQUE AFECTAN A LA

PERFORACIONDureza

Resistencia

Elasticidad

Plasticidad

Abrasividad

Textura

Estructura


26/81

LA PERFORACION

ROTOPERCUTIVA


27/81

PERFORACIN ROTOPERCUTIVA

Sistema ms clsico para la perforacin de barrenos

Aparicin coincide con el desarrollo industrial en el Siglo XIX

Prototipos operaban a vapor

El aire comprimido como fuente de energa lo que generaliz su uso

La aparicin de la dinamita termin de impulsarla para la minera y obras civiles

PRINCIPIO DE LA PERFORACIN


28/81


Sistema ms clsico para la perforacin de barrenos

Aparicin coincide con el desarrollo industrial en el Siglo XIX

Prototipos operaban a vapor

El aire comprimido como fuente de energa lo que generaliz su uso

La aparicin de la dinamita termin de impulsarla para la minera y obras civiles

PRINCIPIO DE LA PERFORACIN


29/81

CLASIFICACIN DE LOS EQUIPOS ROTOPERCUTIVOS:

Martillo en cabeza:Rotacin y percusin fuera del barrenoEfectos transmitidos a travs del varillaje

La broca realiza el trabajo en el fondo del barrenoNeumticos o hidrulicos

Martillo en el fondo:Rotacin fuera del barreno

Percusin directamente sobre la brocaAccionamiento neumtico del pistnRotacin neumtica o hidrulica



30/81

VENTAJAS DE LA PERFORACIN ROTOPERCUTIVA

Aplicable a todo tipo de roca, desde blandas a durasAmplia gama de dimetros de perforacinEquipos verstiles, tienen gran movilidad y se adaptan a diferentes trabajosPoca mano de obra para su operacin

Mantenimiento fcil y rpidoEl precio de adquisicin no es elevado

APLICACIN DE LA PERFORACIN ROTOPERCUTIVA

Obras pblicas subterrneas: Centrales hidroelctricas, viaductos,depsitos para residuosObras pblicas en superficie: Carreteras, autopistas,excavaciones industrialesMinera subterrnea y a cielo abierto de pequeo y medianotamao


FUNDAMENTOS DE LA


31/81

FUNDAMENTOS DE LAPERFORACIN ROTOPERCUTIVA

Combinacin de las siguientes acciones:

PERCUSIN:Los impactos producidospor el pistn generan ondas de choqueque se transmiten a la broca a travs delvarillaje (martillo en cabeza) o

directamente sobre la broca (Martillo defondo).

PERCUSIN

AVANCE:Mantiene el contacto de labroca con la roca durante la operacinde perforacin AVANCE

ROTACIN:Permite que la broca girepara que los impactos se produzcansobre roca en diferentes posiciones.

ROTACIN

BARRIDO:Es la operacin mediante lacual el fluido utilizado en la perforacinevacua los detritos de roca del fondo delbarreno.

BARRIDO

FUNDAMENTOS DE LA


32/81

BROCA

Aplastamiento de rugosidadesDe la roca por contacto conLa broca

GRIETASRADIALES DEFORMACIN

ELSTICA

Aparicin de grietas radiales apartir de los puntos deconcentracin de tensin yformacin de una cua en V

ROCA

PULVERIZADA

Pulverizacin de la roca de lacua por aplastamiento

DETRITOSGRUESOS

Desgajamiento de fragmentosmayores en las zonasadyacentes a la cua

PERFIL FINALDEL CRATER

Evacuacin de detritos por elfluido de barrido

MECANISMO DE RUPTURA DE LA ROCA EN LA PERFORACIN



33/81

FUNDAMENTOS DE LA


34/81

EMPUJE:

VELOCIDAD

DE

PENETRACIN

EMPUJE

Influencia del empuje sobre la velocidad de penetracin

Baja velocidad depenetracinDificultad paradesenroscar el varillajeMayor desgaste en labrocaAumento de vibraciones

en el equipoDesviacin de barrenosDaos en la broca

Baja velocidad depenetracinMayor desgaste en elvarillajeMayor desgaste en losmanguitosSuelta el varillaje y la

brocaAumento de temperaturaDaos en la broca


PERFORACION CON MARTILLO EN


35/81

PERFORACION CON MARTILLO ENCABEZA

Es el sistema ms convencionalEl accionamiento con aire es limitado y sustituido por los martillos de fondo yequipos rotativosLos martillo hidrulicos han fortalecido este sistema de perforacin desde los70s

PERFORADORAS NEUMATICAS

CILINDRO

PISTON

VALVULA

MECANISMO DE ROTACION

SISTEMA DE BARRIDO

PERFORACION CON MARTILLO EN


36/81

PRINCIPIO DE TRABAJO DE UN MARTILLO NEUMATICO - PERCUSION

Las longitudes de perforacin alcanzadas coneste sistema no superan los 30 m debido a lasgrandes prdidas de energa en la transmisin dela onda de choque y a las desviaciones de los

barrenos

PERFORACION CON MARTILLO ENCABEZA


37/81

PERFORADORAS HIDRAULICAS

PERFORACION CON MARTILLO EN CABEZA

Gran avance tecnolgico a fines de los 60s y comienzos de los 70s

ACUMULAOR DE PRESION

PISTON

DISTRIBUIDOR

CompresorAire BombaAceite


38/81


PRINCIPIO DE TRABAJO DE UN MARTILLO HIDRAULICO - PERCUSION

O C O CO O C


39/81


VENTAJAS DE LA PERFORACIN HIDRAULICA FRENTE A LA NEUMATICA:

Menor consumo de energa: Presiones superiores a las neumticasCadas de presin menoresMejor uso de la energaConsumo de 1/3 de la E por metro perforadocon respecto a la perforacin neumtica

Menor costo deaccesorios deperforacin:

Transmisin de la energa mediante pistonesms alargados y de menor dimetro que en losneumticosLa fatiga generada en el varillaje est enfuncin del dimetro del pistnOnda de choque ms limpiaGeneracin de niveles de tensin ms bajosque en los neumticosSe ha comprobado que la vida del varillaje seincrementa cerca de un 20%



40/81



Mayor capacidadde perforacin:

Debido a la mejor transmisin de la energa y ala forma de la onda de choque en lasperforadoras hidrulicas, la velocidad deperforacin es de un 50 a100% mayor que enlas perforadoras neumticas

Mejores condicionesambientales:

No hay fugas de aire comprimido menos ruidoNo se presenta la niebla producida por el aire

mezclado con el agua y el aceitePermiten el desarrollo de mejores condicionesergonmicas



41/81



Mayor elasticidadde la operacin:

Es posible modificar los parmetros deoperacin de la perforadora, tales como presinde accionamiento y la frecuencia y energa delgolpe del pistn.

Mayor facilidad para laautomatizacin:

Desarrollo de sistemas para el cambioautomtico de varillas y avances en el sistemade antiascamiento.

Desventajas de losmartillos Hidrulicos:

Inversin inicial altaReparaciones ms complejasMantenimiento costosoMano de obra ms capacitadaExige mejor estructura organizacional

SISTEMAS DE AVANCE EN LOS EQUIPOS DE PERFORACIN


42/81


Rendimiento en la perforacinBroca en contacto con la rocaEmpuje

EmpujadoresEmbolo accionado neumticamente con elaire suministrado por el compresor a laperforadora; equipado con una vlvula quepermite regular el paso del aire para levantarel equipo y aumentar o disminuir el avance



43/81

Deslizaderas de cadena


Consiste en una cadena accionadapor un motor hidrulico o neumticomediante una rueda dentada. Elmartillo se desliza a lo largo de unaviga hacia delante o hacia atrs segn

sea la necesidad durante laperforacin.

Ventajas:

Utilizadas en equipos de superficie ysubterrneosBajo precioFcil reparacinGrandes posibilidades de longitud deavance

Desventajas:

Mayores desgastes en ambientes abrasivosPeligroso si falla en perforacionesascendentesDifcil de conseguir avances suaves enperforaciones cortas

SISTEMAS DE MONTAJE EN LOS EQUIPOS DE


44/81

SISTEMAS DE MONTAJE EN LOS EQUIPOS DEPERFORACIN SUBTERRANEOS



45/81




46/81


PERFORADORAS DE BARRENOS LARGOS EN ABANICO

Usado en mtodos como Hundimiento porsubniveles, Sublevel stoping, etc.Perforan barrenos entre 20 y 30 mGran precisin en la perforacinDesplazamiento autopropulsado (modernos)

Operados a distanciaAutomatizadosPoca mano de obraDimetros hasta de 115 mmEquipos electro - hidrulicosPermiten movimientos transversales de 360Permiten la inclinacin frontal

Poseen mecanismos de anclaje queminimizan las vibracionesDotados de martillo hidrulicos que mejoranel desempeo y precisin en la perforacin

MTODOS ALTERNATIVOS DE ARRANQUE EN OBRAS A


47/81

MARTILLOS HIDRULICOS:

MTODOS ALTERNATIVOS DE ARRANQUE EN OBRAS ACIELO ABIERTO

VELOCIDAD DE PENETRACION


48/81

VELOCIDAD DE PENETRACION

VP = f (Qr, P, D, E, L, B, e)

VP: Velocidad de penetracinQr: Caractersticas geomecnicas, mineralgicasy de abrasividad de la rocaP: Potencia de percusin del equipoD: Dimetro del barrenoE: Empuje sobre la brocaL: Longitud del barrenoB: Barrido en el barrenoe: Eficiencia en la operacin

Cmo obtener la VP:

Extrapolando datos reales de otros casosFrmulas empricasEnsayos de laboratorio

Extrapolacin de datos:

VP2= VP1x F

F= (D1/D2)1.5

Frmulas empricas:

VP (m/min)= 31 x P

D1.4P= Potencia disponible en elmartillo (kw)D= Dimetro el barreno (mm)


49/81

GENERALIDADES


50/81

GENERALIDADES

Parmetros a considerar para laseleccin de accesorios de

perforacin:Dimetro de la perforacinLongitud de la perforacinCaractersticas de la roca a perforar

Estructuras presentesResistencia de la rocaAbrasividad

Tamao y potencia de la perforadoraExperiencias anterioresDisponibilidad de suministros

Composicin de una sarta deperforacin:

Shank adaptadorManguito de

acople Barra de extensin Broca

Culata Collar Barra Broca

Caracetrsticas de los accesoriosde perforacin:

Acero con ncleos no muy durosSuperficie endurecida y resistente a la abrasinSuperficie resistente a la corrosinBotones o pastillas de Carburo de tungsteno

TIPOS DE ROSCAS


51/81

TIPOS DE ROSCAS

Rosca - T

Rosca - R

Rosca T (Trapezoidal):Recomendada para todas las condiciones de

perforacinUtilizada en varillas con dimetros entre 38 y51 mm de dimetroPor su diseo facilita el desacoplamiento delas sartas de perforacinSu forma frece una larga vida para elelemento

Rosca R (Rope Soga):Utilizada en varillas con dimetros menoresde 38 mmOfrece un alto par de Apriete

Otras roscas:Tipo CSimilar a la T, pero con paso mayor y utilizada con barras de dimetros mayores a 51 mmTipo GDCaractersticas intermedias entre la T y la R. Denominada tambin diente de sierra. Se

usa en varillas con dimetros entre 25 y 57 mm

ADAPTADORES DE CULATA


52/81

ADAPTADORES DE CULATA

Transmiten a la sarta de perforacin la energa de impacto, la rotacin y el empujeDe tipo de arrastreLeyner: Para varillas de 25 a 32 mmDe tipo estriado4 a 8 aletas: Para varillas de ms de 38 mm con motor de rotacinindependientePara perforadoras potentes (>18kw) se disean sin cola, reforzando as la zona deimpactoPoseen orificio de barrido central o lateralVarillas integrales con culata


53/81

VARILLAJE


54/81

VARILLAJE

Rosca para el

Shank n N

nN

Rosca para

la broca

Tamao de

la brocaR32 Hex 25 28.5 mm R25 35 - 41 mmR28 Hex 28 32.0 mm R25 38 - 41 mmR32 / R38 Hex 28 32.0 mm R28 38 - 43 mmR32 / R38 Hex 32 35.8 mm R28 41 - 43 mmR38 Hex 32 35.8 mm R32 41 - 51 mm

R38 / T38 Hex 35 39.3 mm R32 45 - 51 mmT38 Hex 35 39.5 mm R35 48 - 51 mmT38 Round 39 39.0 mm R35 48 - 51 mm


55/81

TUBO GUIA

Copa Seccin transversal Dimetro broca

VARILLAJE


56/81

VARILLAJE


57/81

BROCAS


58/81

Brocas de pastillas:

Tipo cincelBroca en cruzBroca en X

BROCAS

Tipos de brocas:

BROCAS


59/81

Brocas de botones: Esfricos - Balsticos



BROCAS

Tipos de brocas:

BROCAS


60/81

NormalBrocas de botones: Esfricos - Balsticos



BROCAS

Tipos de brocas:

BROCAS


61/81

NormalRetrctil




BROCAS

Tipos de brocas:

BROCAS


62/81

NormalRetrctil

Drop center




BROCAS

Tipos de brocas:

BROCAS


63/81

NormalRetrctil

Drop centerGua




BROCAS

Tipos de brocas:

BROCAS


64/81

NormalRetrctil

Drop centerGuaEscariadora




BROCAS

Tipos de brocas:

BROCAS


65/81

NormalRetrctil

Drop centerGuaEscariadora




BROCAS

Tipos de brocas:

Martillo de fondo

DESVIACION EN BARRNOS T38-64mm


66/81

Porqu la desviacin Pegas


67/81

Esto es lodeseado...

Error deubicacin

Malemboquillado

Mala aineacindel boom

Condiciones de la rocaExceso de percusin y avanceMala seleccin de accesorios

...Y este es el resultado

del barreno? Proyeccinde rocas

Tirosperdidos

Reperforacinde barrenos

Vibracionesexcesivas

Sobretamaos

Riesgos que se corren cuandoel barreno no es preciso

EFECTOS DE LA PERFORACIN


68/81

ESTERIL MINERAL ESTERIL

EFECTOS DE LA PERFORACIN


69/81

Prdidas demineral

Dilucin

Sobretamaos

MINERALESTERIL ESTERIL

CUIDADOS CON LOS ACEROS DE PERFORACION


70/81

ROTACION DE BARRAS

123

231

312



71/81

EMBOQUILLE DEL BARRENO



72/81

AVANCE Y PERCUSION



73/81

AVANCE Y PERCUSION



74/81

DESGASTE POR FRICION



75/81

DESACOPLE DE BARRAS



76/81

ALINEACIN Y MANIPULACIN



77/81

MANIPULACION Y GOLPES



78/81

ALMACENAMIENTO



79/81

BARRIDO



80/81

BARRIDO



81/81

AFILADO

Repaso Perforacion de Rocas-V1

Documents

Transcript of Repaso Perforacion de Rocas-V1