Capitulo VI. TIPO DE Maquinas Perforadoras PDF

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resumen del capitulo 5 maquinas perforadoras unc cajamarca ...

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PERFORACIÓN Y VOLADUR “TIPOS DE PERFORADORA”

UNIVERSIDAD NACI NACIONAL ONAL DE CAJAMA CAJAMARCA RCA Facultad de ing ingeniería eniería ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA

ÍNDICE DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 3 OBJETIVOS .................................................................................................................... 4 GENERAL .................................................................................................................................. 4 ESPECÍFICOS ............................................................................................................................. 4

GENERALIDADES............................................................................................................ 5 TIPOS DE PERFORACIÓN ........................................................................................................... 5

CAPÍTULO I. TIPOS DE PERFORADORAS SUPERFICIALES .................................................. 6 1.1.

Guagua (de Percusión): ................................................................................................. 6

1.2.

MARTILLOS PERFORADORES DE PERCUSIÓN Y PERFORADORAS ROTATORIAS ................ 6

1.3.

SISTEMAS DE ACCIONAMIENTO..................................................................................... 7

CAPÍTULO II. TIPOS DE PERFORACIÓN SUBTERRÁNEAS ................................................... 8 2.1.

PERFORADORAS PARA PERFORACIÓN CON EXPLOSIVOS ................................................ 9

2.1.1. 2.1.1.1. 2.1.1.2. 2.1.1.3. 2.1.1.4.

PERFORADORA DE TÚNELES ................................................................................................................. 9 JUMBO 10 JUMBO FRONTAL BOOMER ................................................................................................................ 11 BOOMER XE4C .................................................................................................................................... 12 JUMBO ROBOTIZADO ......................................................................................................................... 13

GRUPO

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2.1.1.5. MÁQUINAS PARA DESQUINCHE –MARTILLO HIDRÁULICO ................................................................ 15

2.2.

PERFORACIONES VERTICALES - EQUIPOS PARA ANCLAJE .............................................. 16

2.2.1. 2.2.1.1. 2.2.2. 2.2.2.1. 2.2.2.2. 2.2.3. 2.2.4.

MÁQUINAS PARA COLOCACIÓN DE REFUERZOS ................................................................................ 16 ROBOLT 330 – 50 C DE TAMROCK ...................................................................................................... 16 MAQUINARIA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CHIMENEAS .................................................................. 19 RAISE BORING .................................................................................................................................... 19 BLIND HOLE ........................................................................................................................................ 20 MÁQUINAS PARA SONDAJES .............................................................................................................. 21 DESVENTAJAS DE LA PERFORACIÓN CON EXPLOSIVOS ...................................................................... 25

2.3.

MINERÍA SUBTERRÁNEA CONTÍNUA DE TÚNELES SIN PERFORACIÓN Y TRONADURA .... 26

2.4.

PERFORACIONES DE PETRÓLEO, GAS Y METANO EN MANTOS CARBONÍFEROS EN PERÚ 30

2.4.1. ETAPAS DE LA EXPLORACIÓN ...................................................................................... 30 2.4.1.1. PERFORACIÓN EXPLORATORIA ........................................................................................................... 30 2.4.1.2. LA PERFORACIÓN. EL EQUIPO: HERRAMIENTAS Y SISTEMAS AUXILIARES. ........................................ 30

2.5.

MINERÍA SUBTERRÁNEA EN EL PERÚ ........................................................................... 33

CAPÍTULO III. TIPOS DE PERFORACIÓN PORTÁTILES ...................................................... 36 PERFORACIÓN Y VOLADURA VOLADURA-- TIPOS DE PERFOR PERFORADORAS ADORAS

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UNIVERSIDAD NACI NACIONAL ONAL DE CAJAMA CAJAMARCA RCA Facultad de ing ingeniería eniería ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA 3.1.

CARACTERISTICAS DE LAS PERFORADORAS .................................................................. 36

3.2.

MODELOS DE PERFORADORAS .................................................................................... 36

3.2.1. MODELO VOYAGER 2001 ................................................................................................................... 36 3.2.2 SILVER BEAR A5 1300m N ....................................................................................................................... 37 3.2.2. VERSADRILL KMB. 4S Y KMB.4 ............................................................................................................ 38

3.2.3. PERFORADORAS DIAMANTINAS PORTATILES ............................................................... 38 3.2.3.1. 3.2.3.2. 3.2.4. 3.2.4.1.

EXPLORER PLUS MD/MD3/SP ............................................................................................................. 38 EXPLORER 500, 700 ET 1000 ............................................................................................................... 39 PERFORADORA SUPER PORTATIL DE SUPERFICIE EGD ....................................................................... 40 GOLDEN BEAR 1400m N ..................................................................................................................... 41

BIBLIOGRAFÍA y LINKOGRAFÍA ..................................................................................... 42

GRUPO

IV

CONCLUSIONES ........................................................................................................... 43

PERFORACIÓN Y VOLADURA VOLADURA-- TIPOS DE PERFOR PERFORADORAS ADORAS

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INTRODUCCIÓN Si bien es cierto las diferentes actividades mineras, tanto las que se desarrollan subterráneamente, como aquellas cuyas labores transcurren en el exterior o a cielo abierto cada día los trabajos de perforación vienen siendo más exigente, tanto en calidad, como en eficiencia, siendo este en cualquiera de las áreas o rubros, para lo cual el encargado del proyectos debe contar con los conocimientos que están a la vanguardia de la tecnología para utilizar una máquina capaz de cubrir con sus expectativas de rendimiento, fiabilidad y optimización, ya sea en perforaciones para la exploración de minerales metálicos económicamente rentables, petróleo, gas, geotecnia y exploración de recursos hídricos, es decir tanto para la exploración como para sacar testigos.

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Teniendo a la disposición el advenimiento de nuevos conocimientos y nuevas tecnologías para contar con un equipamiento de alta calidad que serán comprobados por una dilatada experiencia en el mundo de la explotación las fábricas encargadas de construir estas máquinas están innovando a cada día para que sus productos para mejorar su rendimiento y fiabilidad que sean capaces de cubrir con las expectativas y necesidades de los operadores y clientes. Contando actualmente con maquinaria que sumamente eficiente veloz y confiables como son las TBM, los JUMBOS de 4 brazos, la STOPER, la SEGOQUI THD-20, Raise Boring, etc.

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OBJETIVOS GENERAL Clasificar los equipos de perforación dependiendo del tipo de la actividad a desarrollar.

ESPECÍFICOS

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Conocer y familiarizarse con los diferentes tipos de perforadoras ya sea para trabajos superficiales, subterráneas y portátiles, y conocer la aplicación de cada una de ellas. Conocer las ventajas y desventajas de las diferentes perforadoras en su medio de acción. Conocer las particularidades del área de trabajo de cada una de las máquinas perforadoras.

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GENERALIDADES TIPOS DE PERFORACIÓN A. PERFORACIÓN A MANO: Para la perforación a mano se utilizan de acero fundido o de hierro con la punta de acero, su sección es generalmente, octogonal, de punta afilada con diferentes formas, según la naturaleza de la roca; cuando es muy dura, se emplea perforadoras eléctricas mientras que, para rocas de mediana dureza, se emplea perforadoras hidráulicas; el ángulo varía de 60º a 90º; el rendimiento óptimo para cada clase de roca, se obtiene con un ángulo determinado, que es conveniente fijar experimentalmente antes de empezar los trabajos.

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Para ejecutar el agujero de un barreno, se empieza por preparar en la roca una superficie plana, normal a la dirección en que se ha de practicar; el agujero se inicia con golpes de barra, teniendo cuidado de no hacer girar ésta a cada golpe; cuanto más pequeño sea el ángulo que se haga girar la barra, más perfecto será el agujero practicado. Cuando la roca en la cual se ejecuta el barreno está seca, la operación se ayuda echando agua en el agujero, con lo cual se hace más fácil la maniobra y se evita el excesivo calentamiento de la barra. Es muy importante que el agujero sea circular, bien derecho, el acero de las barrenas debe ser duro y presentar una gran resistencia al choque; se emplean para las puntas de las barras aceros especiales al cromo, manganeso o wolframio. B. PERFORACIÓN MECÁNICA: Cuando la obra a realizar es importante, la perforación a mano resulta lenta y costosa; por ello resulta, salvo raras excepciones, económicamente recomendable recurrir a la perforación mecánica; su rapidez es, por lo menos, tres veces la de perforación a mano; el agujero resulta más regular y su coste es menor; se pueden alcanzar 5 o 6 m de profundidad con un diámetro hasta de 90 mm. En relación con el sistema motor, las perforadoras pueden ser: a) Neumáticas b) Hidráulicas c) Eléctricas Las perforadoras corrientemente empleadas en la construcción de túneles son neumáticas de percusión; requieren una presión de aire de aire de 5 a 8 atmósferas; y el aire comprimido se produce en compresores, generalmente móviles. Las perforadoras hidráulicas se utilizan principalmente en excavación de galerías de avance de los túneles con roca de gran dureza; trabajan con una presión de aire de 25 a 100 atmósferas. Las perforadoras eléctricas pueden ser de percusión o de rotación; son más económicas que las anteriores, pero hasta ahora solo son utilizables, para roca de pequeña dureza.

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CAPÍTULO I. TIPOS DE PERFORADORAS SUPERFICIALES Hay muchos diseños diferentes de perforadoras para aplicaciones de superficie y subterráneas, pero todos han de ser a la vez productivos y económicos. Las perforadoras trabajan en entornos rigurosos, caracterizados por calor o frío, agua y grandes cantidades de residuos de perforación. A pesar de que normalmente se realiza un esfuerzo considerable para protegerlas del entorno en el que trabajan, un fallo prematuro de una perforadora puede arruinar la productividad.

1.1.

Guagua (de Percusión):

Es una máquina liviana equipada con mangos, para trabajar con ella a pulso. Debido a su poco peso y pequeño tamaño, es muy apropiada para barrenar en lugares estrechos. Este tipo de perforadora es de uso general en trabajos de superficie y en el interior de túneles.

MARTILLOS PERFORADORES DE PERCUSIÓN Y PERFORADORAS ROTATORIAS

Los nuevos martillos perforadores de percusión de alto rendimiento disponen de un moderno sistema de amortiguación de rebote. Así se consigue reducir el desgaste de las herramientas perforadoras, ya que la columna de perforación está permanentemente bajo tensión previa. Esto significa para la perforación que se evitan los impactos en vacío y de rebote así como que se utiliza la energía completa del impacto y, por tanto, se consiguen altas velocidades de perforación.

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1.2.

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Imagen de un Martillo perforador de percusión

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Fig.: Perforadora rotatoria

Para perforar e introducir los bulones de anclaje en rocas de dureza baja hasta media, se utiliza la perforadora rotatoria hidráulica de construcción corta DBM1-160 que, alternativamente al martillo perforador de percusión, se puede montar sobre cualquier tipo de trépano. Como accionamiento hay cuatro tipos de motor posibles, con revoluciones y pares de giro diferentes. En la ejecución estándar se alcanzan unas revoluciones de 1100 r.p.m. y un par de giro de 300 Nm.

1.3.

SISTEMAS DE ACCIONAMIENTO

Para el proceso de perforación, hay un ramal de accionamiento electrohidráulico propio para cada brazo perforador. Los motores eléctricos están disponibles para cualquier tensión de servicio y frecuencia deseadas. Para el accionamiento de traslación separado, se puede montar opcionalmente un motor diesel. La unidad hidráulica consta de varias bombas de cilindrada variable, de presión regulada, de tipo émbolo axial. Como medio de presión se pueden utilizar aceites minerales, aceites biológicos o líquidos difícilmente inflamables La unidad hidráulica contiene un sistema de refrigeración y filtración. La temperatura y el nivel de relleno se controlan automáticamente. PERFORACIÓN Y VOLADURA VOLADURA-- TIPOS DE PERFOR PERFORADORAS ADORAS

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CAPÍTULO II. TIPOS DE PERFORACIÓN SUBTERRÁNEAS

Dentro de una perforación subterránea existes diferentes maneras de perforar, dependiendo de la obra a realizar. Pero en todos estos sistemas de perforaciones de desarrolla un ciclo básico de excavación mediante perforación y voladura se compone de las siguientes operaciones: Perforación de Barrenos Carga del explosivo Disparo Evacuación de humos y ventilación Carga y transporte de los escombros Sostenimiento Replanteo de la nueva voladura

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Diagrama representativo del ciclo del minado.

Para lo cual de necesitará un tipo de máquina en particular para el desarrollo de cada una de las etapas.

2.1.

PERFORADORAS PARA PERFORACIÓN CON EXPLOSIVOS

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2.1.1. PERFORADORA DE TÚNELES

Las perforadoras de túneles taladran la roca con un cabezal de corte. El cabezal giratorio, que puede tener más de 5,5 m de diámetro, está dotado de varias cuchillas en forma de disco. A medida que la máquina va perforando la roca, unas cintas transportadoras alejan los fragmentos del cabezal. Según avanza la perforadora se construyen nuevos segmentos de hormigón para revestir y sostener el túnel. Los segmentos ofrecen además una superficie firme para que se apoye la perforadora, que a veces avanza a más de 5 m por hora. La construcción o perforación de un túnel se realiza abriendo con explosivos o taladrando y excavando corredores. Los túneles submarinos y los que atraviesan montañas se suelen empezar por los dos extremos a la vez. Cuando se construyen túneles muy largos, es necesario excavar conductos verticales a ciertos intervalos para perforar el túnel desde PERFORACIÓN Y VOLADURA VOLADURA-- TIPOS DE PERFOR PERFORADORAS ADORAS

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más de dos puntos. La mejora de la maquinaria para taladrar y perforar permite construir un túnel de cuatro a cinco veces más rápido que con las técnicas antiguas. La taladradora de aire comprimido es el avance que más ha acelerado el proceso de construcción de túneles en los últimos años. Se suelen montar varias perforadoras en unos vehículos móviles llamados “jumbos”, que avanzan hacia la pared de roca y abren huecos en sitios predeterminados. Estos huecos se rellenan con cargas explosivas, se despeja la zona y se hacen detonar. Después se eliminan los trozos de roca y se repite el proceso.

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Foto de una jumbo frontal Boomer 2.1.1.1.

JUMBO

Los carros perforadores son apropiados para la perforación de barrenos de todo tipo en la explotación minera y en la construcción de túneles, para la perforación mecánica y la colocación de bulones de anclaje así como para efectuar perforaciones de prolongación a fin de realizar exploraciones y reconocimientos de la roca o tomar medidas de inyección. Respecto a los mecanismos de traslación, los brazos perforadores y los trépanos perforadores, así como también a las máquinas perforadoras mismas, se dispone de diferentes posibilidades para realizar una adaptación óptima a los requisitos concretos de cada tarea. La estructura modular de los carros perforadores garantiza el montaje y desmontaje sencillos así como el mantenimiento óptimo. La robustez, alta durabilidad y

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rentabilidad de los carros perforadores de dhms han quedado demostradas en todo el mundo bajo condiciones durísimas. 2.1.1.2.

JUMBO FRONTAL BOOMER

Dependiendo de su utilidad hablaremos de jumbos de avance y jumbos de Perforación, siendo a su vez eléctrico y de motor DIESEL, pueden estar montados sobre rieles o sobre ruedas, los cuales pueden ser desde un brazo hasta cuatros brazos, dependiendo de las características de la labor o área de trabajo que van desde decenas hasta centenares de metros cuadrados. A. APLICACIONES EN LAS ALBORES SUBTERRÁNEAS

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Pueden ser utilizados pata generar el avance de la perforación, ya sea en túneles o galerías, banqueo o barrenos horizontales, generar perforaciones transversales, etc.

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