Ing. Walter Romero Vega
PERFORACION NEUMATICA EN
OPERACIONES MINERAS
INTRODUCCION
El aire comprimido es una
de las formas de energía
más antiguas.
Es la energía necesaria
para el funcionamiento de
todo equipo neumático.
Ing. Walter Romero Vega
Ing. Walter Romero Vega
PERFORACION
CONCEPTO:
Es la primera operación en la preparación de una voladura, su propósito es abrir en la roca huecos u orificios cilíndricos denominados taladros para acomodar el explosivo y sus accesorios.
Ing. Walter Romero Vega
COMPONENTES PRINCIPALES DE
UN SISTEMA DE PERFORACION
Perforadora, fuente de energía mecánica.
Varillaje, medio de transmisión de dicha energía.
Broca, ejerce sobre la roca la energía.
Fluido de barrido, evacua la limpieza del detrito
producido.
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TIPOS DE PERFORACION EN EL
ARRANQUE CON EXPLOSIVO
Perforación Manual: es el sistema de perforación conocido como convencional, utilizado para labores puntuales y obras de pequeña escala; se realiza con equipos ligeros manejados a pulso por los perforistas.
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.
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METODOS MECANICOS DE
PERFORACION DE ROCAS Rotopercutivos:
A) Martillo en cabeza:
- Neumática
- Hidráulica
B) Martillo en fondo:
(rocas duras)
- Neumático
Rotativos: Brocas de corte:
A) Rotativos con triconos (Cielo Abierto)
B) Rotativos en chimenea (Raise Boring)
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PRINCIPIOS DE PERFORACION
NEUMATICA
PERCUSION:
El efecto de impacto producido por el golpe del pistón a la
culata del barreno, transmite la energía cinética en forma de
onda de choque, la cual se desplaza a lo largo del barreno
hasta llegar al inserto.
INSERTO
BROCA
CULATA
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La onda de choque se desplaza a una velocidad de 5000 m/seg
conocida como VELOCIDAD DE IMPACTO DE PISTON
Honda tensional
Honda compresiva
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ROTACION:
Es el efecto que produce el
giro del barreno producido
por los impactos del pistón.
El movimiento del barreno
hace girar al inserto para
que los impactos sucesivos
sobre la roca actúen en
diferentes puntos en el
fondo del taladro.
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EMPUJE:
Permite mantener en
contacto permanente la
broca o acero de
perforación con la roca
ejerciendo presión
equilibrada hacia la roca.
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BARRIDO:
Es la evacuación de detritus
del fondo del taladro.
Se realiza con fluido aire y
agua que se inyecta a
presión hacia el fondo del
taladro a través de un
orificio central del varillaje
y de la broca.
ARRASTRE DE LOS FINOS POR EL AGUA
ACCION DEL SOPLADO
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PERFORADORA NEUMATICA
Es un martillo accionado por aire comprimido y requiere
también el suministro de agua. Consta básicamente de:
Cilindro
Pistón
Válvula
Sistema de rotación
Sistema de Barrido
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ACCESORIOS Pie de avance: es un dispositivo acoplable o fijo cuya
función es soportar a la perforadora y mantener al barreno en contacto firme con la roca. Consta de dos tubos: uno exterior de aluminio o de un metal ligero y otro interior de acero que va unido a la perforadora, teniendo en el extremo inferior del pie una uña con punta al centro con el objeto de que se mantenga firme al piso.
Lubricadora: es un dispositivo pequeño que almacena
aceite y se intercala en la manguera de aire comprimido, para enviar el aceite que se mezcla con el aire por medio de una válvula.
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Juego de barrenos
Uña
Lubricadora
Pie de avance
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PARTES PRINCIPALES DE UNA
PERFORADORA
Frontal
Cilindro
Cabezal JACKLEG RN-250
FRONTAL
CILINDRO
CABEZAL
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PERFORADORA JACKLEG Perforación Horizontal:
Galerías
Túneles
Rampas, etc
JACKLEG RNS83FX
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PERFORADORA STOPER
PERFORACION VERTICAL:
Chimeneas
Tajeos de avance vertical
STOPER RB83FX
Ing. Walter Romero Vega
PERFORADORA SINKER
JACK-HAMMER
PERFORACION VERTICAL:
Piques
Bancos
Cunetas, etc
Ing. Walter Romero Vega
CONDICIONES NECESARIAS PARA QUE
UNA PERFORADORA TRABAJE
EFICIENTEMENTE
Perfectas condiciones mecánicas.
Buena presión de aire y agua.
Buena lubricación.
Buen estado de los accesorios.
Correcto uso de la perforadora.
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INSTALACION DE LA PERFORADORA Preparación del equipo:
1.- Verificar el estado de las mangueras.
2. Sopletear las mangueras de aire y agua.
3.- Conectar las mangueras a la máquina.
4.- Llenar el lubricador con aceite neumático.
5.- Revisar y limpiar el cedazo de ingreso de aire de la lubricadora.
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PRECAUCIONES ANTES DE INSTALAR LA
PERFORADORA Desatar el frente y cajas.
Limpiar y preparar el piso.
Chequear los tiros cortados.
Verificar el abastecimiento de aire y agua.
Asegurarse de tener las herramientas a la mano.
“PRACTIQUE SIEMPRE, ORDEN Y LIMPIEZA” Ing. Walter Romero Vega
1.- Agua.
2. Pie de avance.
3.- Percusión.
4.- Rotación.
5.- Lubricación.
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POSICION CORRECTA DE LA MAQUINA
Mantener el ángulo de
inclinación adecuado.
Asegurar correctamente la
uña del pie de avance.
Ing. Walter Romero Vega
COMO INICIAR UN TALADRO
Iniciar el taladro a media
potencia de la máquina
hasta que la broca haya
conseguido abrir el taladro
en la roca.
“Iniciar siempre con el
barreno de menor
longitud”
Ing. Walter Romero Vega
DURANTE LA PERFORACION
Asegúrese de mantener alineados máquina y barreno.
Mantener una presión moderada sobre la máquina, guiarla, no forzarla
Ing. Walter Romero Vega
MONITOREAR LOS PARAMETROS DE
TRABAJO
Ing. Walter Romero Vega
CARACTERISTICAS PRINCIPALES
Diámetro del cilindro (m.m.)
Carrera útil del pistón (m.m.)
Frecuencia de impacto (g/m)
Consumo de aire (CFM)
Velocidad de rotación (RPM)
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TRABAJO EFECTUADO (W)
W= P°x A x L
Donde:
W = Trabajo
P° = Presión de aire
A = Área del embolo en viaje de trabajo
L = Carrera útil del pistón
Además se sabe que:
A = π x r²
Ing. Walter Romero Vega
DATOS TECNICOS
Perforadora Diámetro del
Embolo
Diámetro del
Cilindro
Carrera útil
del Pistón
m.m. Pulg. m.m. Pulg. m.m. Pulg.
A 76.17 2.10 76.20 3.00 64.00 2.52
B 79.37 3.12 79.40 3.13 66.70 2.62
C 70.00 2.70 70.03 2.75 65.00 2.56
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CALCULO DEL TRABAJO EFECTUADO
Perforadora (A)
W = P°x A x L
P° = 5bar
L = 0.064m
A = x r² sabemos que:
Ø= 2r Luego: r=Ø/2
r= 7.617cm/2
r= 3.81cm
Ahora:
A = x r²
= x (3.81cm)²
= 45.60cm²
W = 5kg/cm² x 45.60cm² x 0.064m
= 14.59kg/m
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CALCULO DEL TRABAJO EFECTUADO
Perforadora (B)
W = P°x A x L
P° = 5bar
L = 0.0667m
A = x r² sabemos que:
Ø= 2r Luego: r=Ø/2
r= 7.937cm/2
r= 3.97cm
Ahora:
A = x r²
= x (3.97cm)²
= 49.51cm²
W = 5kg/cm² x 49.51cm² x 0.0667m
= 16.51kg/m
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CALCULO DEL TRABAJO EFECTUADO
Perforadora (C)
W = P°x A x L
P° = 5bar
L = 0.065m
A = x r² sabemos que:
Ø= 2r Luego: r=Ø/2
r= 7.00cm/2
r= 3.50cm
Ahora:
A = x r²
= x (3.50cm)²
= 38.48cm²
W = 5kg/cm² x 38.48cm² x 0.065m
= 12.50kg/m
Ing. Walter Romero Vega
W=f(Ødel embolo, carrera útil)
Perforadora Diámetro del
Embolo
Carrera útil del
Pistón
Trabajo
Efectuado (W)
m.m. Pulg. m.m. Pulg. Kg.m.
A 76.17 2.10 64.00 2.52 14.59
B 79.37 3.12 66.70 2.62 16.51
C 70.00 2.70 65.00 2.56 12.50
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FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
VELOCIDAD DE PENETRACION
Tipo de roca
Presión de barrido
Aceros
Lubricación
Presión de aire
Ing. Walter Romero Vega
DETERMINACION DEL CFM CONSUMIDO
Ej:
cota: 4600 msnm
Presión atm: 8.3 PSI
n= CFM consumido según catálogo
P° aire = 60 PSI
CASO I:
C.C = P° de aire (labor) + P° atm x n
P° de aire (catàlogo) + P° atm
C.C = 40 PSI+ 8.3PSI x 110 CFM
80 PSI+ 8.3 PSI
C.C = 48.3 PSI x 110 CFM
88.3 PSI
C.C = 61.0 CFM
C.C = 60 PSI+ 8.3 PSI x 110 CFM
80 PSI+ 8.3 PSI
C.C = 68.3 PSI x 110 CFM
88.3 PSI
C.C = 85.0 CFM
P° aire = 40 PSI
CASO II:
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CONCLUSION:
menor P° < caudal
menor P° < trabajo efectuado
Perforadora
x
Presión
Dinámica en
labor
Caudal
Efectivo
Trabajo
Efectuado (W)
80PSI 110 CFM 15.92 kg.m.
70PSI 97 CFM 14.18 kg.m.
60PSI 85 CFM 11.82 kg.m.
50PSI 72 CFM 9.96 kg.m
40PSI 61 CFM 7.96 kg.m.
Ing. Walter Romero Vega
RENTABILIDAD DE LOS EQUIPOS
Es necesario tener en cuenta:
Costo de adquisición
Costo de mantenimiento
= Precio de adquisición/vida útil
Costo de aire comprimido
= Consumo a cota de trabajo x costo/pie x 60min/hora x TT
Donde:
TT= Tiempo total perforación en hora
Ing. Walter Romero Vega
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