1Criterios de selección de perforadoras en Minería Subterranea MSc. Carlos Reátegui Ordoñez Índice Numero diapositiva 3 65 72 98 116 129 156 163 189 194 205 211 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Introducción Tiempo de ciclo Métodos de perforación Sistemas de montaje Velocidad de penetración Características generales y de diseño Operaciones básicas y práctica operativa Criterios técnico económicos de selección Mantenimiento de equipos Seguridad y prevención de accidentes Impacto de la selección de la perf. en costos totales Optimización operativa 3 1. Introducción Objetivo Al final del presente curso- taller, los participantes tendrán las mejores herramientas técnicas, conceptuales y de diseño para poder decidir sobre el método y equipo de perforación que incremente la productividad de las operaciones en mina. • La perforación de rocas en minería subterránea se efectúa principalmente para: – Labores de Preparación y desarrollo – Labores de producción .• La perforación de roca es un procedimiento fundamental para arrancar el material en la minería subterránea. por eso hoy se tiene distintos equipos diseñados para tratar con distintas maneras de perforar roca. • La perforación tiene una gama de aplicaciones extensa y variable. Tipos de Unidades .6 1. Clasificación de equipos Perforadoras ligeras • Perforación horizontal o inclinada • Perforación vertical hacia arriba • Perforación vertical hacia abajo Perforadoras de avance o desarrollo • Perforación de frontones y túneles • Sistemas de perforación de piques y chimeneas (Raise Boring. Blind hole. Alimak) Perforadoras de producción • • • • Perforación de tajos horizontales Perforadoras de tajos verticales Perforadoras radiales Perforadoras taladros largos (DTH) Perforadoras para trabajos específicos • Empernadoras • Perforadoras continuas de túneles • Perforadoras diamantinas . Tipos de perforadoras livianas JACK HAMMER JACK LEG STOPER 8 . • CONSUMO DE AIRE: 50 – 100 l/s • DIAMETRO PERFORACION: 22 – 45 mm • LONGITUDES: 400 – 640 mm .Jack Hammer • Utilizada para la perforación vertical o inclinada hacia abajo. • Avance mediante el peso propio de la perforadora. Características principales • Peso: 17kg a 23 kg • Frecuencia: 2040 a 2100 golpes por minuto • Rotación: 130 a 170 rpm VENTAJAS: Para rocas duras no muy permeables . Desventajas Alto nivel sonoro Desvió de la perforación por la flexibilidad del varillaje . se usa mayormente para la construcción de galerías.Jackleg • Perforadora con pata de avance que puede ser usada para realizar taladros horizontales e inclinados. subniveles. rampas . 00 kg Carrera del pistón 73.00 mm Ø interior del cilindro de avance 67.00 golpes/min Peso de la Pata 15.70 mm Frecuencia de impacto 2250.00 kg Carrera de la pata de avance 270.00 mm Consumo de aire (620 kPa/90 psi) 4.Características principales • Especificaciones Longitud de la perforadora 686.25 mm Carrera útil del pistón 66.00 mm Peso de la perforadora 33.90 m3 . Ventajas: • Fácil de usar • Útil para perforación de tiros cortos • Rápida mantención • Bajo precio • Adaptable a cualquier tipo de roca • Se adopta a cualquier tipo de terreno . Desventajas: • Peligro al no controlar bien la válvula de circuito de aire • No recomendable para tiros largos • perforación ruidosa. contacto directo con el polvo y agua • Limitante con la altura de la sección . .Stopper • Perforadora que se emplea para la construcción de chimeneas y tajeo en labores de explotación (perforación vertical hacia arriba). 80 kg Diámetro interior del cilindro avance 69.00 mm Peso incluyendo la pata de avance 40.25 mm Carrera útil del pistón 66.Características principales • Especificaciones Diámetro del cilindro 79.90 m3 .80 mm Consumo de aire (620 kPa/90 psi) 4.70 mm Frecuencia de impacto 2250.40 mm Carrera del pistón 73.00 gol/min Longitud de la perforadora 1549. Tipos de perforadora avance y desarrollo JUMBO RAISE BORING ALIMAK BLIND HOLE 18 . JUMBOS • Son vehículos donde se colocan 1 o mas perforadoras hidráulicas que pueden ser operadas por una sola persona en la cabina o a control remoto. • Estos están diseñados para perforar horizontalmente tanto en frontones como en tajeo. . • El accionamiento de las bombas hidráulicas de las perforadoras puede ser mediante energía eléctrica o generada por un motor diesel. • Pueden estar montados sobre rieles o sobre ruedas. • La sección de trabajo va desde los 6 a 210 metros cuadrados dependiendo de la cantidad de perforadoras instaladas sobre la unidad móvíl. Capacidad de excavación con múltiples perforadoras 22 BAJO PERFIL FRONTEO Perforación mecanizada para minería subterránea TALADROS LARGOS EMPERNADO RES TUNELERIA RAISE BORING • Es un procedimiento constructivo para la ejecución mecanizada de piques o chimeneas entre dos niveles dentro de una mina o en un proyecto de ingeniería civil. • El procedimiento, desarrollado en la década de los 50 en Estados Unidos, consiste básicamente en perforar un barreno piloto y luego ensanchar la perforación hacia arriba mediante una cabeza escariadora. 5 a 6. Rendimientos Nominal 12 – 20 m/día.0 m. Empuje escariado 1920 kN. Características de operación Diámetro piloto desde 121/4 “ a 15”. Operacional 4 -6 m/turno (depende de la roca) . a unas profundidades de 100 a 200 m.• Se perfora con diámetros habituales entre 2 y 3 m. Diámetro chimenea desde 1. aunque se han llegado a 6 m de diámetro y más de 1000 m de profundidad. • Entre las ventajas de este sistema o Alta seguridad y buenas condiciones de trabajo o Productividad mayor que con con explosivos (por ejemplo. la sobre excavación inexistente o Posibilidad de realizar excavaciones inclinadas. método VCR o Alimak). o El perfil liso de las paredes. . .• En cuanto a los inconvenientes. o Inversión elevada o El costo de excavación unitario es alto o Poca flexibilidad en dimensiones y cambios de dirección. o Dificultades en rocas en malas condiciones y la necesidad de personal especializado. . • Video RB Sistema ALIMAK • Se emplea, desde 1957, en la perforación de chimeneas donde no es posible el acceso superior necesitando un nivel de trabajo en el subsuelo. • Es un método flexible y económico. Consta de los siguientes elementos: • • • • jaula, plataforma de trabajo, motores de accionamiento, carril guía y elementos auxiliares. • La elevación de la plataforma se realiza a través, de un carril guía curvado empleando motores de aire comprimido, eléctricos o diesel. • La fijación del carril a la roca se lleva a cabo con pernos de anclaje, y tanto las tuberías de aire como de agua necesarias para la perforación, ventilación y el riego se sitúan en el lado interno del carril guía para su protección. • Las fases en la construcción de la chimenea son las siguientes: o perforación y carga de los barrenos (operación realizada con perforadora neumática) o descenso de la plataforma y voladura (cada vez que hay una voladura, hay que retirar la plataforma) o ventilación y riego o elevación de la plataforma y “desatar” el techo 32 . BLIND HOLE • Este método consiste en el uso de máquinas electrohidráulicas para la excavación de chimeneas mineras en forma ascendente. • El material excavado cae por gravedad al nivel de la máquina y será guiado por un colector para prevenir riesgos. • Lo que se hace para la realización de las chimeneas es perforar el tiro guía y se realiza el ensanchamiento de la chimenea al diámetro que se necesite. . estabilizadas. • Para alcanzar la altura de excavación se adicionan en el cuerpo de la máquina.• El empuje se obtiene de los sistemas hidráulicos de bombas de alta presión y la rotación de un motor eléctrico de unos 250 HP que va con la transmisión inmediatamente bajo el escariador. . a nivel de piso barras especiales. que permiten ir avanzando en altura con el desarrollo de la chimenea. 35 . . que tienen la función de cortar la roca mediante compresión la cual es ejercida desde el set de barras. – Cortador de rocas: Está compuesto por las unidades de brocas tricónicas. ambos construidos con acero fundido.• El equipo perforador de tres elementos principales: la maquina contiene – Set de barras: Está compuesto por tubos de perforación y estabilizadores. Las barras poseen centros huecos que permiten que un fluido (por lo general agua). sea encaminado desde la maquina a la broca piloto para remover la roca triturada durante la operación. El estabilizador tiene como función disminuir al mínimo la desviación del orificio piloto y así mantener el diámetro total del orificio piloto. – Está compuesto por un conjunto de tres brocas pequeñas que están unidos en una misma barra cuya función es realizar el orificio piloto de la perforación Tricono guía Cortador de Rocas Set de barras .– El tricono guía. . desde un panel de control.• La excavación de chimeneas con equipos Blind Hole se realiza siguiendo rigurosos procedimientos de trabajo y como la operación de los equipos se realiza a distancia. ya que el personal siempre estará fuera de la línea de excavación. lo transforma en un método altamente seguro. Nominal 7 m/día.5 m. Operacional 0. Empuje escariado 1285 kN. Diámetro chimenéa desde 0.5 m hasta 1.49 m/hora (9 m/día). . Características de operación Rendimientos Diámetro piloto desde 9 a 97/8 ”.6 a 1.• Con este método se perfora chimeneas desde 0.5 m. 40 .Tipos de perforadora produccion Perforadoras Horizontales Perforadoras Radiales Perforadoras Taladros Largos. Perforadoras Horizontales • En producción los jumbos permiten la mecanización de las operaciones de perforación y tienen la capacidad de posesionar perforadoras de avance para perforar barrenos según las órdenes del operario . mensuales barrenados.Perforadoras radiales • Jumbo Radial o Pueden tener Perforadoras Neumáticas o Hidráulicas tipo martillo en la cabeza (OTH) o perforadoras tipo Down the Hole (DTH) o Están montadas sobre vehículos o son estacionarios. tienen carruseles que permiten el cambio de barrenos. . o Rendimiento en condiciones optimas es de 6000 a 8000 mts. o Utilizado principalmente en minería subterránea para realizar taladros largos en forma radial. generalmente desde una galería o labor inferior . Perforadoras de taladros largos Este tipo de perforadoras se usan para realizar taladros verticales hacia abajo y pueden ser del Martillo en la cabeza OTH o DTH. La perforadora DTH permite la perforación de barrenos mucho más largos que las perforadoras con martillo en cabeza. Existen perforadoras neúmaticas hidráulicas tipo rock drill tipo track drill e . 45 .Tipos de perforador taladros largos Perforadoras con Martillo en Cabeza (OTH) Perforadora DTH. • Contienen carruseles para barrenos y logran perforar hasta 50 m • Máxima inclinación de trabajo: 30° .Perforadoras OTH • Están montados sobre vehículos de orugas • Pueden tener martillos neumáticos o hidráulicos • Perforan diámetros entre 64-102 mm. . • Barrido del barreno (agua o aire). • Montado sobre orugas . Este método de perforación está indicado para rocas duras y diámetros superiores a los 150 mm. tienen una velocidad de traslado entre 1 y 3. • Diámetro de perforación entre 50 y 210 mm.Perforadoras DTH • Se usan en minería subterránea en el área de producción. .8 km/hr • Capacidad de trabajar en zonas irregulares y vencer pendientes. • Poseen martillo en fondo . . Wagon drill Diseñada para perforar con martillo de fondo de 2”. 50 . 3” y 4”. en diametro de 2 ¾ “ (70 mm) hasta 5” (127 mm). Veremos 3 tipos: Empernadoras (bulonadoras). que son aquellas que sirven para sostenimiento mediante pernos de anclaje Tuneleras continuas.Perforadoras para trabajos específicos Son perforadoras altamente especializadas que sirven para para realizar tareas especificas en construcción. son maquinas de construcción continua de túneles Perforadoras de exploración . 5 metros.Empernadoras Longitudes de bulón de 1.5 a 1. air consumo. (at 3 bar): 6 l/s Water consumption : 1. SISTEMA DE PERFORACION Lub.25 l/s Weight: 75 kg 52 .8 metros y alturas de techo de hasta 2. Longitudes de bulón de 1. SISTEMA DE PERFORACION • Lub.5 metros.25 l/s • Weight: 75 kg 53 . (at 3 bar): 6 l/s • Water consumption: 1.5 a 3.5 metros y alturas de techo de hasta 9. air consump. Minería continua construcción de túneles sin perforación y tronadura (TBM) 54 . 19.5 mts • trabajo en menor tiempo y de mayor calidad a fin de cuentas sale mas barato que hacerlo por perforación y voladura • Producen una pared de los túneles Lisa .TUNEL BORING MACHINE (TBM) • Aéreas máximas : 70-300 m2 aprox. • Profundidad :mayores a 25 km • Diámetro : 1 . en la que al producirse la perforación lo que se extrae es un testigo de roca. donde se destruye absolutamente la roca y se saca un detrito. para posteriormente continuar con la diamantina. b) Circulación Reversa. por tanto se recurre primero a la perforación con circulación reversa. Ocasionalmente se combinan ambos métodos en yacimientos que tienen una sobrecarga estéril donde no es necesario muestrear la primera parte del pozo. 56 . que es más rápida y económica.Perforadoras de exploración En la perforación de sondaje se puede definir dos grandes rubros: a) Diamantina. CARACTERÍSTICAS DE TIPOS DE SONDAJES Diamantina Segunda etapa Recupera un trozo de roca (testigo) Costo de 2 a 3 veces superior Se utiliza tanto en superficie como en interior mina Circulación reversa Primera etapa Recupera detritos Rendimiento 3 veces mayor (Rápida y económica) Ha sido principalmente de superficie. por los malos resultados desde el punto de vista de la calidad de la información de la muestra cuando se ha utilizado en minas subterráneas 57 . La mayoría de barras de perforación son de10 pies de largo (3.SONDAJE CON DIAMANTINA La abertura en el extremo de la broca diamantada permite cortar un testigo sólido de roca que se desplaza hacia arriba en la tubería de perforación y se recupera luego en la superficie.048 m). Después de los primeros 10 pies de perforación. Estándares básicos de barras de perforación 7/8 pulgadas (EX) (Diámetro) 13/16 pulgada (AX) 1 5/8pulgadas (BX) 21/8 pulgadas (NX). se atornilla una nueva sección de tubo en el extremo superior y así sucesivamente. Cabezal de perforación de diamantina 58 . Perforadoras diamantinas Especificaciones técnicas Capacidad de profundidad Tamaño barra de perforación Par máx. 960 m A-N 700 Nm 1800 rpm Altura Longitud Peso Longitud de avance Anchura 1470 mm 4150 mm 1500 kg 850 m 950 cm 59 . Velocidad máx. DIAMEC U8 sonda subterránea más potente avance con un cilindro hidráulico telescópico permite una perforación fiable de sondeos rectos 60 . Perforadoras de superficie con diamantina 61 . 096 m). Estándares básicos de barras de perforación Diámetro: 6" (15.2 cm) 8" (20.SONDAJE CON AIRE REVERSO La roca molida (cuttings) se recoge continuamente a medida que avanza la perforación y constituyen la muestra del subsuelo.3 cm) 20 pies de largo (6. Cada barra es muy pesada y requiere el uso de una grúa o “winche” para levantarla y colocarla sobre el agujero de perforación 62 . Schramm T685WS Taladro Montado en Camión GRAN RESISTENCIA MONTADO SOBRE CAMIÓN MOTOR EN CUBIERTA DE 760 HP (567 KW) 63 . Drilltech D40K EQUIPADAS CON MOTORES DIESEL DE 600 HP PROFUNDIDADES DE 600 MTS 64 . 65 2. Tiempo de ciclo . .En perforación subterránea se puede distinguir dos tipos de tiempos o ciclos: 1. Ciclo especifico de perforación: este es el tiempo que se demora la perforadora en realizar los taladros en el frente y se puede definir como: Ce = T posicionar +T penetrar + T cambio de barras+ T penetrar Este tiempo de ciclo se usa en producción cuando la perforación es independiente a las otras labores unitarias. Ciclo especifico Perforación Posicionar Penetar Penetrar Cambiar barra . • Video . Tiempo de ciclo en labores con un frente: En este tipo de labor la perforación debe esperar que todas las operaciones unitarias siguientes sean realizadas para volver a perforar. Las labores de este tipo son: » Túneles » Galerías » Rampas » Cruceros » Sub niveles .2. Ciclo de perforación en frentes Perforación Carga de taladros Marcar puntos Voladura sostenimiento Ventilación “desatado de roca” Acarreo y transporte . • video . 72 3. Métodos de perforación . pozos.• La perforación en roca esta referida a realizar un hoyo o taladro con el fin de arrancar material para construir (túneles. cámaras. en el cuadro siguiente se ven los métodos usados actualmente .) o extraer materiales y minerales económicos (minería) • Existen muchos métodos de perforación que se han desarrollado a lo largo de la historia. etc. Métodos de perforación Métodos convencionales Métodos no convencionales Rotativos Rotación Percusión Métodos térmicos Métodos Químicos Escareo (perforación continua) Martillo en la cabeza (OTH) Jet Pearcing Triconos Perforación laser Brocas de corte Martillo en el fondo (DTH) Perforación con microondas sondajes . Métodos de perforación en minería subterránea Perforación Subterránea ENERGIA MECANICA Rotativos Rotación Percusión Escareo (perforación continua) Triconos Martillo en la cabeza (OTH) Martillo en el fondo (DTH) Raise BORING Taladros largos Perf. Hdraulicas TBM . Neumáticas Perforadoras hidráulicas BIND HOLE Perf. . para que se produzca la rotura de la roca en pequeños fragmentos (detritus) que se van limpiando y se forma el hoyo.Método rotación percusión • La perforación de rotación y percusión se basa en principio de golpear (percutir) un cincel (broca). empujando y girando (rotar). • En la actualidad este trabajo se hace con maquinas que aceleran el proceso de penetración en la roca. . . con lo cual se logra mayor penetración en rocas duras. • En el caso de perforadoras DTH la transmisión de la Energía cinética es directa. cuando la onda de choque llega a la broca se convierte en trabajo que penetra la roca.• La transmisión de la energía cinética (Ec) en perforadoras OTH se hace en forma de onda de choque atraves del varillaje . • Esta energía cinética de una perforadora RP se puede calcular con la siguiente fórmula: Ec= ρm* Ap * Ip Donde. ρm Presión de fluido dentro del cilindro (30% a 40% menor que la presión de trabajo nominal o del compresor) Ap Área de la cara del pistón lp Carrera del pistón ng frecuencia de impactos • La potencia CINETICA del martillo o perforadora es Pc = Ec * ng . 20° o Cuando son brocas de botones los rpm están entre 40-60 y se produce un giro de 5.7° . • La velocidad de rotación esta en función al tipo de roca y al tipo de broca que se utiliza.150 y se produce un giro de 10.• La rotación. Ejemplo (brocas de 51mm a 89mm) o cuando la brocas son de tipo pastilla los rpm están entre 80. tiene la finalidad de girar la broca con el propósito de que esta actúe en distintos puntos en el fondo del barreno. que se produce después de cada golpe o percusión. . Mayor Gasto de brocas Vibración Desviación de taladros . Calentamiento de barreno. la falta o exceso de empuje produce los siguiente efectos. Mayor consumo Barrenos.• El empuje es necesario para que la broca siempre este en contacto con la superficie de perforación. • El barrido o soplado de barrenos se hace con el fin de evacuar los detritus y mantener siempre libre el fondo de taladro. Este se puede hacer con aire o agua Si el barrido es incorrecto : Mayor consumo de energía Atascos de la barra Desgaste prematuro varillaje . 𝟔 𝝏𝒓+𝟏 𝑫𝟐 +𝒅𝟐 𝟏. 𝟐𝟕 Donde: va = velocidad ascencional (m/s) Q = caudal (m3/min) D = diámetro broca (m) d = diámetro barreno(m) dr = densidad de la roca (gr/cm3) dp= diametro de detrito (mm) .• Para hallar el caudal de barrido se usa las siguientes formulas: 𝒗𝒂 = 𝟗. 𝟓𝟓 ∗ 𝑸 = 𝒗𝒂 ∗ 𝝏𝒓 ∗ 𝒅𝒑𝟎. Velocidades de barrido con aire . .Caso Practico 1 Calcular la Energía cinética (Ec) y Potencia (Pc) de un perforadora hidráulica de que tiene las siguientes características: Presión de trabajo (ρm) = 200 bar Carrera del pistón (Ip) = 80 mm Diámetro del pistón (Øp) = 60 mm Frecuencia de impacto(Ng)= 80 Hz Solucion: Ec= ρm* Ap * Ip Para solucionar este problema debemos convertir ρm de bar a Kg-f/m². esto porque lp y Øp los expresamos en m. Si.65) * 0.Ap = 𝜋𝑟 2 = 3. Ec = (2 039432. Pc= 0. Potencia cinética Pc = Ec*ng = 2298.009806 KW .m Hallamos la energía o potencia de impacto (Pi) en KW Ec = Pi = 29.5 kg-f/m² * 0.5 kg-f/m² Remplazamos en Ec.1416 ∗ ( )²= 60 2 2827 mm² 1 bar = 10 197.50 KW/hr.5 *80 = 183 880 kgf-m Si 1 kgf-m = 0.43 KW. 1 kgf-m = 0.002827 m² * 0.16 kg-f/m² entonces 200 bares = 2 039 432.00000272 KW/hr.50 kgf.80 m= 2298. ) y al diámetro de la broca (D en pulg.) Em = 28. • El empuje mínimo (lb.Método rotativo de perforación • Este método utiliza solo la rotación para romper la roca.) esta en función a la resistencia a la compresión de la roca (RC en Mpa. para logar esto se necesita que el empuje sea muy considerable. .5 * RC* D • Este gran empuje se puede obtener del peso de la perforadora o un sistema hidráulico capaz de presionar la broca lo suficiente para que escarie la roca. que son un sistema de tres brocas cónicas que actúan (rotan) independientemente generando mejor penetración en la roca. En minería se usa los triconos.• La perforación se realiza con brocas diseñadas para cada aplicación. Brocas para perforación rotativa . • La velocidad de rotación está en función a la dureza de la roca y el tipo de triconos (Dientes de acero o insertos de carburo) . . 800 Lb.5 * 200* 4 Em = 22. solución: Em = 28.5 * RC* D Em = 28.Caso practico 2 • Se quiere determinar el empuje mínimo necesario para perforar una roca de 210 Mpa de resistencia a la compresión con una perforadora rotativa con broca de 4 pulgadas. Sistemas constructivos con perforación . . Selección del método de perforación • El criterio mas usado para definir el método de perforación se basa en: – La Resistencia a la compresión de las rocas – Diámetro del taladro . Selección del método de perforación . • Sin embargo la selección también debe considerar las variables: – – – – – – Métodos de explotación Capacidad de mecanización de las operaciones. . etc. Técnicas de perforación y voladura Costos Capacidad de automatización Mantenimiento. Método de explotación vs. método de perforación . Sistemas de montaje .98 4. de orugas y sobre ríeles. ski´s y otros montajes especiales. • Se puede clasificar el montaje de la siguiente manera: . También plataformas.• Los sistemas de montaje de perforadoras en minería subterránea están directamente relacionados con los usos y necesidades de perforación. • Se utilizan vehículos de ruedas. Sistema de Montaje de Perforadoras Móviles Fijos Sobre Ruedas Sobre Orugas Sobre Plataformas Neumáticos Montajes Especiales Rieles . Sistema de montaje móvil : Jumbo Perforadora Unidad de potencia Sistema hidráulico Carrete Tren de potencia Chasis corredera Brazo de perforación . • Partes principales del chasis . • Partes principales tren de potencia . • Unidad de potencia . • Brazo de perforación . • Correderas o deslizadoras . • Carrete . • Sistema hidráulico . • Sistema eléctrico . • Circuitos de agua y aire . 111 Deslizadera y perforadora Carrete del cable armario cabina canasto Motor . . Sistemas móviles: track drill y rock drill Pluma o castillo Carrusel de barras Deslizadora Perforadora neumática brazo Motor neumático Sistema hidráulico orugas . . Sistemas fijos . Velocidad de penetración .116 5. • La velocidad de penetración en roca depende de muchos factores externos como: Mecanización de la perforación Propiedades físicas de las rocas Habilidad del perforista Distribución de tensiones Potencia de la perforadora Estructura interna de la roca. Longitud y Diámetro del taladro Características geológicas Características de perforación . • Todos los fabricantes de perforadora elaboran ábacos para poder tener una aproximación a la velocidad de penetración con ciertos supuestos geológicos. . • También se han planteado formulas empíricas. estas generalmente se usan para el diseño y requerimiento de perforadoras.• Estos factores hacen que el calculo de la velocidad de perforación sea complicado. Velocidad de perforación para perforadoras Rotación Percusión Propiedades geológicas 30 KW 40 KW Propiedades de la perforadora . 𝟒 ) Donde : Pi potencia impacto en KW D diámetro de taladro en mm 𝑷𝒊 .• La formula empírica para hallar la velocidad de penetración en perforadoras RP es: VP =𝟑𝟏 ∗ (𝑫𝟏. Caso Practico 3 • Calcular la velocidad de penetración en roca dura y suave de un martillo hidráulico que tiene las siguientes características: Presión de trabajo alcanzada (ρm) Presión de trabajo alcanzada (ρm) Carrera del pistón (Ip) Diámetro del pistón (Øp) Frecuencia de impacto(Ng) Diámetros de la broca 180 bar para roca suave 150 bar para roca dura = 450 mm = 60 mm = 102 Hz = 45 mm a 64 mm = = Solucion: Ec= ρm* Ap * Ip Determinamos Ap = 3.1416 (30/2)² = 706.86 mm . 002827 m² Remplazamos en Ec.16 = 1 529 574 kg-f/m² Ap = 𝐴 = 𝜋𝑟 2 = 2827 mm² = 0.65) * 0.002827m² * 0.• Roca suave Convertimos presión a kg-f/m²= 180 bar * 10 197.65) * 0. Ec = (1 529 574 kg-f/m² * 0.002827m² * 0.2 kg-f/m² Ap = 𝐴 = 𝜋𝑟 2 = 2827 mm² = 0. 1 Kkgf-m = 0.450 m = 1518 kg-f. • Roca Dura Convertimos presión a kg-f/m²= 150 bar * 10 197.009806 Kw Ec = Pi = 13 KW .m Convertimos esta energía a Kw si.16 = 1 835 489.009806 Kw Ec = Pi = 15 KW.002827 m² Remplazamos en Ec. 1 Kkgf-m = 0.450 m = 1264 kg-f . Ec = (1 835 489.2 kg-f/m² * 0.m Convertimos esta energía a Kw si. 40 1.00 45 48 51 54 57 60 63 66 diametro en mm .62 1.31 1.32 1.14 2. 𝑷𝒊 2.60 1.00 1.89 1.• Remplazamos los valores en la formula y construimos la gráfica para cada diámetro de broca: VP =𝟑𝟏 ∗ (𝑫𝟏.40 1.06 1.64 1.41 1.51 1.𝟒 ) diámetro de la broca 45 48 51 54 57 60 63 66 Velocidad perforación Roca suave Roca Dura m/min m/min 2.95 2.51 1.20 1.22 1.40 velocidad perforación en m/min.78 1.25 1.80 1.20 2.75 1. 𝟗 ∗𝑬´ ∗𝑵 =( 𝟐 𝟎.Velocidad de penetración en perforadoras rotativas con triconos • La formula empírica para hallar la velocidad de perforación con perforadoras rotativas es VP Donde: E’ = Empuje en kg N = la velocidad de rotación en rpm RC= resistencia a la compresión de la roca en Mpa D diámetro de la broca en mm 𝟔𝟑.𝟗 ) 𝑹𝑪 ∗ 𝑫 . (𝑬𝒎 + 𝑬𝒎𝒂𝒙) 𝟐 Una regla practica cuando las perforadoras utilizan su peso bruto (PB) para aplicar el empuje ( o pull down): E = 0. D en pulg.El empuje E se calcula en base a: 𝑬 = Donde Em = 28.65 PB .5*RC* D EMax = 2 *Em E en lb. y RC en Mpa. Caso practico 4 • Determinar la velocidad de penetración de una perforadora rotativa que usa una broca tricónica de 100 mm para las siguientes rocas: Tipo de roca Suave Media Dura Resistencia a la compresión (Mpa) 140 180 210 Velocidad de rotación (RPM) 100 60 40 . ) 23563 30295 35344 E (kg.7 m/hr.94 pulgadas Mpa 140 180 210 RPM 100 60 40 suave medio dura Em 15709 20197 23563 Emax. 14. .8 m/hr.2 m/hr. 25.• Solución DATOS diametro diametro tipo de roca suave medio dura determinamos E tipo de roca 100 mm 3. 31417 40394 47126 E (lb.) 10688 13742 16032 Determinamos Velocidad de Perforación suave medio dura 55. entonces si la disponibilidad es 80% tenemos la velocidad media de perforación: 𝐕𝐌 = 𝟐 𝐕𝐏 𝟎. m/hr.49 m/hr m/hr m/hr . m/hr. 27.𝟔𝟓 Determinamos Velocidad de Perforación y la velocidad media VP VM suave medio dura 55. en la realidad esto no es así.13 16.• Sin embargo esta VP es cuando no existe tiempos muertos y la disponibilidad de la perforadora es 100%.7 m/hr.2 25.8 14.53 11. 129 6. Características generales y de diseño . . que puede ser operadas por una sola persona. permiten perforar en zonas estrechas o de difícil acceso. es decir son neumáticas. generalmente usan aire comprimido para funcionar.Perforadoras Ligeras Son aquellas maquinas que tienen un peso tal. Son de fácil operación y mantenimiento. Debido a su bajo requerimiento de energía permiten una buena relación de costo por metro perforado. Partes principales de una perforadora Neumática mango Válvula reguladora paso de aire grapa Porta barreno . Barreno integral . velocidad de producción e incremento de diámetros llevaron a que se mecanice la perforación. es decir. y tiene un alto grado de mecanización.Perforadoras de avance o desarrollo La necesidad operativa de incrementar las secciones. Los sistemas constructivos de perforación involucran perforadoras diseñadas para construir labores verticales como piques y chimeneas. a que se introduzcan perforadoras montadas sobre vehículos o sistemas de perforación. . Perforadoras hidráulicas – La diferencia principal con las neumáticas es que usan una serie de bombas para introducir un caudal de aceite lograr el movimiento del pistón y la rotación del varillaje. las partes principales se ven en la siguiente diapositiva – . esto permite mayor potencia de trabajo. Existen muchos modelos y están fabricadas de acuerdo al uso. Partes principales de perforadora hidráulica bocina Sellos Culata Pistón Válvula de fluidos Sistema de transmisión potencia Motor hidráulico . debido a que se usan pistones mas largos y de menor sección.La perforación hidráulica supone un avance tecnológico con respecto a la neumática porque: o Se logra mayor presión con menor perdida de potencia en el trabajo. se estima que la vida útil de los aceros se puede elevar hasta en 20% o . con esto se reduce el consumo de energía a 1/3 en comparación de los sistemas neumáticos. Menor costo de accesorios de perforación (aceros). ) o o o . se genera menor ruido debido a que no existe escape de aire. Mayor versatilidad en la perforación debido a que se puede regular la presión y velocidad de la maquina.o Se incrementa la velocidad de penetración entre 50% a 100% con respecto a las perforadoras neumáticas Mejores condiciones ambientales y de seguridad. perforación con múltiples martillo y un solo operador. operaciones remotas. etc. Mayor facilidad de mecanización de las operaciones de perforación (cambio automático de varillaje. .Características principales • Especificaciones Presión de Trabajo Frecuencia de impacto Potencia de impacto Frecuencia 75 a 250 bares 2000 a 6000 golpes/min 6 a 80 KW 60 a 180 Hz. Varillaje de para perforadoras hidráulicas . cruceros. o Tajos donde se perfora horizontalmente • Se deben diseñar las labores de acuerdo a las dimensiones y área de cobertura de la máquina . rampas.Jumbos para trabajos específicos • Jumbos de avance y tajeo horizontal: • Estas maquinas se usan en: o Desarrollo de galerías. Largo del brazo Longitud del barreno altura Longitud del Jumbo . . además suelen ser articuladas. con los que se logra mayor movilidad dentro del túnel .• Jumbos para túneles: – Son máquinas de mayores dimensiones que están equipadas con varias perforadoras hidráulicas. . . • Jumbos de bajo perfil • Estas maquinas son de menor altura que los convencionales y se usan en labores donde no se pueden excavar secciones mayores a 20 m2 . 147 . se usan perforadoras manuales. en los tajos donde el banqueo se hace perforando horizontalmente se usan Jumbos. . En los yacimientos estrechos (vetas). Los equipos y el grado de mecanización de estos están en función directa al diseño geométrico de las labores de extracción de los minerales. rock drill o perforadoras tipo DTH. en otros métodos donde las dimensiones del yacimiento lo permiten se usan perforadoras radiales.Perforadoras de Producción La perforación de producción esta ligada al método de explotación del yacimiento. . algunas características básicas Para galerías pequeñas a medianas diámetros de perforación en el rango de 48 a 127 mm.Jumbos radiales • Son perforadoras que pueden realizar taladros largos desde un galería en forma radial o paralela. Para galerías medianas a grandes en el rango de diámetros de perforación de 89 a 165 mm. Carruseles con capacidad de 17+1 barras para perforación mecanizada de hasta 32 m. adaptado para equipar martillos en fondo y carrusel con capacidad de 35+1 barras para perforación mecanizada de hasta 63 m. 150 . . . • Se usan en producción y pueden tener sistema DTH o OTH . • Estas están diseñadas para perforar horizontal o con una leve inclinación (menor a 30°) en bancos hacia abajo.Perforadoras para taladros largos • Son perforadoras montadas sobre orugas generalmente tipo rock drill (con martillos hidráulicos) o track drill (martillos neumáticos). Sistema de perforación . Partes de Rock drill . 156 7. Factores operacionales y práctica operativa . de los resultados de esta dependerán las siguientes etapas de minado. • Los factores operativos necesarios para que esta actividad se realice de la mejor forma son: .Factores operacionales • La perforación es una de las actividades mas delicadas del proceso minero porque con esta se inicia la explotación del yacimiento. • La perforación es un proceso costoso y de alta precisión. diámetros. Bajo consumo de energía Capacidad técnica para entender y solucionar los parámetros (diseños de malla.) . paralelismo. control del consumo de insumos y estandarización de parámetros. Buena relación de Potencia y Diseño con el trabajo asignado Habilidades para operar la máquina Capacidad técnica para el control del diseño y planes Disponibilidad mecánica alta Disposición y disciplina para respetar los procedimientos. asignación y supervisión. etc.Factores Operativos Planeamiento y gestión Maquina Factor humano Buenos programas de perforación : detalle. si embargo podemos esquematizarlo de la siguiente manera: .Practicas operativas • La perforación en minería subterránea debe basarse en un procedimiento escrito que pueda estandarizar las actividades unitarias con el objeto de lograr mayor eficiencia y seguridad. • Este procedimiento es particular en cada operación y para cada tipo de perforadora. diagramas y toda la información necesaria a la supervisión . evitar maquinas stand by. Diseño de malla de perforación de con base a estándares establecidos. terreno. 1 Establecer plantillas de malla de acuerdo a la zona Ubicación de los taladros programados en el de trabajo. 1 Marcar con topografía las mallas establecidas.Fase: planeamiento Establecer Secuencia de perforación por zonas con base al plan de Minado. generando un reporte digital de los puntos a perforar. etc. 2 estandarizar el uso de aceros de perforación (brocas. calidad de la roca. etc. estabilidad del frente. 3 Optimizar el uso de maquinas. barrenos. 2 Asignar las perforadoras en cada frente de trabajo. 2 generar y proveer planos.). método de explotación. 1 Calcular el numero de taladros necesarios para cumplir el plan de desarrollo y producción. energía. etc.) 3 reporte de eventos y llenado de los reportes de cambio de guardia. tiempo efectivo. 1 Reunión de seguridad y explicación del trabajo. aceros. . orden de perforación. etc. 2 Controlar y documentar todos los eventos durante la perforación. demoras operativas y no operativas. 2 reporte de tiempos y consumos (combustible.Fase: Operación Antes de la Perforación Durante la operación. 2 Elaboración de ATS (análisis de trabajo seguro) 1 Respetar los diseños de perforación 3 Ejecutar el check list de la máquina y herramientas . ( # de taladros.) Despues de la perforación 1 medición de los taladros y reporte final de los taladros perforados. 3 Establecer la eficiencia operativas maquina/zona por cada 2 identificación de oportunidades de mejora 3 Elaboración y control de presupuestos (costos asignados).Fase: gestión Elaboración de estadisticas Análisis de parámetros 1 Estadísticas de consumo: de combustible o energía. tiempos. Establecer ratios 2 Estadísticas de operación : velocidad de perforación 1 zona/maquina/insumo en cada tipo de roca. 3 Demoras operativas y no operativas. .. . de consumos por retroalimentación 2 Establecer los ciclos de perforación por zona / tipo de trabajo/ maquina 1 Elaboración de planes. aceros de perforación. etc. etc. consumibles. 163 8. Criterios técnico-económicos de selección . • Existe un gran desarrollo tecnológico en perforación subterránea. • Normalmente en una mina existen diferentes trabajos de desarrollo y producción. • La selección de las perforadoras debe ser cuidadosa porque cualquier falla verá reflejada en la eficiencia operativa y por tanto en el costo. entonces existen diferentes tipos de perforadora operando. esto ha hecho que cada vez existan máquinas mas especializadas. . Tipos de perforadoras en operación . infraestructura auxiliar (electricidad.) . talleres. costo beneficio.Criterio selección de perforadoras subterráneas Aspectos técnicos Aspectos económicos Método (s) de minado Financieros seguridad Precio. vida útil económica Características geométricas y dimensiones de labores de desarrollo / producción Costo de mantenimiento y reparación Compatibilidad con otros equipos y maquinas. Costo de aceros y accesorios. valor de rescate Producción requerida Financiamiento: Tasa de interés. ventilación. etc. Criterio técnico Método Shirinkage Producción Preparación/desarrollo horizontal Preparación/desarrollo vertical . Método sub level stoping Producción Preparación/desarrollo horizontal Preparación/desarrollo vertical . Método cámaras y pilares Producción Preparación/desarrollo horizontal Preparación/desarrollo vertical . Block caving Producción Preparación/desarrollo horizontal Preparación/desarrollo vertical . lubricantes. • En este costo se debe considerar – Costos fijos: Intereses del capital invertido. depreciación. perforación y mano de obra directa. – Costos variables : combustible. aceros de . impuestos y seguros.Criterio económico • Se evalúa básicamente el costo de operación de la máquina. • Algunas definiciones importantes – Inversión (V): se refiere al valor de la maquina. generalmente se expresa en un % del valor inicial . – Valor rescate (vr): es el monto económico que se piensa recuperar al final de la vida útil de maquina. este puede ser CIF/FOB o puede incluir aranceles e impuestos. VIM =((N+1)/2N) x V V= valor de la maquina o inversión .– Vida útil (N) : es el periodo durante la maquina trabaja con un rendimiento económicamente justificable – Inversión media anual (VIMA) :es el valor que se considera como invertido al principio de cada año de la vida de la maquina. pagando una tasa de interés la misma que debe ser calculada en el costo operativo. . – Interés de capital invertido (I) : cualquier empresa para comprar maquinaria adquiere fondos de bancos o mercado de capitales.– Depreciación (D) : es el costo que resulta de la disminución en el valor de la maquina como consecuencia de su uso D = (V-vr)/ve ve= vida económica en horas. – Es difícil establecer un promedio de costo debido a las diferentes condiciones de trabajo. (mantenimiento preventivo). . V y vr.– MO mantenimiento y reparación: son los costos que se originan en la conservación de la maquinas. por eso se estimará en base a un %MR (tablas). Gastos de Mantenimiento y Reaparacion (MR) MR= % MR * (V/ve) Perforadora de ORUGAS cargadores Sobre Llantas ( de 1 a 3.55% .60% 0.60% 0.60% 0.5 yd3) Cargadores Sobre Llantas ( de 4 a 8 yd3) Retroexcavadora de Oruga Tractores de Oruga (<240 HP) Tractores de Oruga (>250 HP) Motoniveladoras Rodillo 0.60% 0.60% 0.60% 0.70% 0. Para el calculo previo se ha relacionado este al consumo de combustible.– Consumo de Combustibles y Lubricantes: El consumo de combustible es dado por el fabricante. hay que corregir por altura (perdida de potencia de motor por altura geográfica). – Los consumos de lubricantes y demás consumibles también son dados por los fabricantes. . inicialmente se determina en base a tablas del fabricante.– Mano de Obra directa : se considera al personal que esta directamente involucrado en la operación de la maquina (perforista). – Aceros de perforación : de debe determinar la vida útil de cada uno de ellos. El costo generalmente es proporcionado por RRHH. sin embargo se debe llevar una estadística del consumo en campo para tener mejor datos. . Caso práctico 5 El plan minero de mina Rocasa sido diseñado para el método corte y relleno con 14 metros de altura rebaje en los niveles superiores y de 17 a 20 metros de altura rebaje en los niveles inferiores. La altura rebaje inferior incluye mayores costos por tonelada de mineral. El minado apunta que empezar desde el nivel más profundo para minimizar las pérdidas de mineral en pilar horizontal. pero tiene menores costos teniendo en cuenta el refuerzo de rocas. Calcular el costo horario de las perforadoras necesarias para la explotación con los siguientes datos: . 000 80. Taladros largos – Vida útil en horas – Jumbo – Perf. 10% 12% 60. taladros largos 600. Taladros largos – Tasa de interés – Jumbo – Perf.– Precio Maquinas – Jumbo 2 brazos – Perf.000 800.000. Taladros largos 12% 8% .000 – Valor rescate – Jumbo – Perf. Solución Corte y relleno Producción Preparación/desarrollo . 000 8.00 US$ .33 2.00 Horas de operación por año Inversión Anual Promedio = Inversión Anual Promedio = 7.000.000 US$ US$ US$ Vida Util Hrs (ve) Años (N) Guardias/día Hrs efect.000 60.00 N+1 x V 2N 336.termino de vida util (10%) 12./Gdia.- DATOS Tasa Interes efectiva anual (TEA) Condiciones de Operación Maquina Potencia de Motor VALOR DE LA MAQUINA (V) Valor residual .0 10. con los datos proporcionados para el Jumbo de 2 brazos: A.200.– Determinamos la inversión promedio anual.00% PROMEDIO JUMBO 2brazos 600. Horas Precio Base de Depreciación Tiempo de Depreciación 540.000 60. 70 .COSTO DE POSESIÓN o PROPIEDAD US $/ Hr. debemos saber que: » La máquina consume 10 gph de diesel » El precio del diesel 3. » El consumo de grasa y lubricantes representa 68% del precio del combustible » Los gastos de mantenimiento MR = 0. Depreciación por Hora = Costo Financiero = Precio Base Depreciacion Tiempo Depreciacion (hrs) (N+1/2N) x V x i x N Vida Util Hrs = = = 9.60 – Calculo del costo de Operación.00 5.60 Costo de Posesión por Hora 14.– Calculamos el costo de propiedad horario de la perforadora Jumbo: B.75 $/galon. Depreciación por Hora = Costo Financiero = Precio Base Depreciacion Tiempo Depreciacion (hrs) (N+1/2N) x V x i x N Vida Util Hrs = = = 9.60 Costo de Posesión por Hora 14.60 – Calculo del costo de Operación.70 . » El consumo de grasa y lubricantes representa 68% del precio del combustible » Los gastos de mantenimiento MR = 0.COSTO DE POSESIÓN o PROPIEDAD US $/ Hr.75 $/galon.– Calculamos el costo de propiedad horario de la perforadora Jumbo: B. debemos saber que: » La máquina consume 10 gph de diesel » El precio del diesel 3.00 5. 83 . 200. Consumo Diesel 10. 240.00 Costo Accesorios H COSTO TOTAL HORARIO 10. etc.00 Consumo de aceite. grasas. filtros.C.75 US$ / Galón 37.00 2000 10.- COSTOS DE OPERACIÓN US $/ Hr.00 104.00 Vida Util Hrs. Efect.81 – Calculamos la mano de obra directa.42 US $/ Hr.00 Gln/hr 3.31 7.00 $ hr/mes basico + bonificaciones Accesorios Aceros de perforacion 2500.50 25.00 Precio USD $ 10. los costos de aceros de perforación y el costo total horario del Jumbo F G MANO DE OBRA DIRECTA Personas 1. (% consumo combustible segun dato) Mantenimiento y Reparacion MR=%MR*(V/ve) Costo de Operación por Hora 69. 000 80.000 US$ US$ US$ Vida Util Hrs (ve) Años (N) Guardias/día Hrs efect.000 80.termino de vida util (10%) 8.00 N+1 x V 2N 436.000 11.200.DATOS Tasa Interes efectiva anual (TEA) Condiciones de Operación Maquina Potencia de Motor VALOR DE LA MAQUINA (V) Valor residual . Horas Precio Base de Depreciación Tiempo de Depreciación 720.• Solución para la Perforadora de taladros largos: – Determinamos la inversión promedio anual./Gdia.0 10. con los datos proporcionados : A.000.00% PROMEDIO DTH 800.11 2.00 Horas de operación por año Inversión Anual Promedio = Inversión Anual Promedio = 7.00 US$ . » El consumo de grasa y lubricantes representa 60% del precio del combustible » Los gastos de mantenimiento MR = 0.– Calculamos el costo de propiedad horario de la perforadora DTH: B.00 4.75 $/galon.COSTO DE POSESIÓN o PROPIEDAD US $/ Hr.84 – Calculo del costo de Operación.75 . Depreciación por Hora = Costo Financiero = Precio Base Depreciacion Tiempo Depreciacion (hrs) (N+1/2N) x V x i x N Vida Util Hrs = = = 9. debemos saber que: » La máquina consume 12 gph de diesel » El precio del diesel 3.84 Costo de Posesión por Hora 13. 42 US $/ Hr.00 Vida Util Hrs. 240.66 .90 7. (% consumo combustible segun dato) Mantenimiento y Reparacion MR=%MR*(V/ve) Costo de Operación por Hora 80.00 Precio USD $ 10.00 Gln/hr 3. grasas.00 27.00 Costo Accesorios H COSTO TOTAL HORARIO 15.- COSTOS DE OPERACIÓN US $/ Hr. los costos de aceros de perforación y el costo total horario de la perforadora DTH F G MANO DE OBRA DIRECTA Personas 1. Consumo Diesel 12.00 119.50 Consumo de aceite.00 3000 15.75 US$ / Galón 45. Efect. etc. filtros.00 $ hr/mes basico + bonificaciones Accesorios Aceros de perforacion 2500.40 – Calculamos la mano de obra directa.C. 200. Mantenimiento de equipos .189 9. • El mantenimiento se realiza de acuerdo a las especificaciones de fabricante y generalmente esta referido a lubricación y cambio de piezas que se desgastan por el uso. . • Las partes que tienen un mantenimiento preventivo especificado son: . o Sistema de Agua : Para el barrido de la broca y enfriamiento del aceite hidráulico. . rotación. o Sistema Eléctrico : Para la operación y control de los motores eléctricos o Sistema de Aire : Para lubricación y presurización del cabezal (front head) de la perforadora.o Sistema Hidráulico : para percusión. avance y posicionamiento del boom. Mantenga la limpieza también cuando reemplace el acumulador. Cuando cambie mangueras recuerde taparlas para mantenerlas limpias. 6. Revisar el nivel de aceite. además no olvide de taponear las conexiones de la perforadora cuando la remueva para reparación. Engrasar todos los puntos indicados 2. 9. Revisar los apoyos centralizadores. Tenga cuidado de la lubricación del brazo hidráulico y de la viga de avance. 3. Observar la condición de los filtros de retorno. Revisar el ajuste de los terminales. 10. . Observar si existen fugas de agua y aceite. 5.Mantenimiento diario 1. 8. Revisar el ajuste de los pernos. 4. 7. agregar aceite cuando sea necesario. 194 10. Seguridad y prevención de accidentes . análisis situacionales. para esto se han diseñado sistemas. • Existe legislación y reglamentos para regular y prevenir accidentes. procedimientos. etc. que a través de la capacitación. estos varían en cada país.• La seguridad en el trabajo es el tema mas importante en la minería subterránea. permiten que se cumpla los objetivos planteados. si embargo todos buscan eliminar los accidentes. • La gestión de la seguridad es integral. . • El sistema se basa básicamente en: Sistema Gestión Identificación de peligros evaluación y control riesgos IPERC Procedimiento Escrito de Trabajo Seguro PETS Análisis de trabajo seguro ATS . IPERC • Se debe construir una matriz de peligros. riesgos y los controles para controlar los accidentes en cada proceso. . . este debe ser conocido por todos los trabajadores involucrados.PETS • Siempre se debe escribir el procedimiento del trabajo a realizar. Si es eléctrico Asegúrese que el cable está apropiadamente fijado. Observe la longitud del cable. Verifique la tensión y la longitud del cable al manejar hacia la ubicación de trabajo Revisar los niveles de aceite del tanque hidráulico y Lubricador central y agregue cuando sea necesario.Procedimiento trabajo seguro en perforación Verificar Abrir la válvula del fondo para eliminar el agua que puede haber aumentado en el lubricador y el tanque principal. rotar la viga de avance sobre el brazo y baje el extremo posterior contra el brazo. viga de avance y la perforadora a la posición posterior. Antes de operar verificar que el freno de parqueo esté funcionando perfectamente. La transmisión esta en neutral. y que el tapón y el enchufe este limpio para evitar el daño a ellos. Mover el brazo a la posición de manejo. Revisar el nivel de agua en el purificador de agua (si posee uno) y agregar cuando sea necesario . La válvula selectora de control del brazo hidráulico en la posición adecuada. Conducir Use todo el EPP Requerido Cuando arranque realice la prueba de verificación de los frenos de servicio inmediatamente. Antes de arrancar Todos los procedimientos de mantenimiento se han ejecutado. Revisar la altura adecuada el techo de seguridad. No esta permitido llevar pasajeros. Mover el extensor. arrancar la perforadora 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.Antes de perforar Estacionar a una distancia adecuada del frente de Perforación. para ello es posible utilizar el sistema de paralelismo automático. Posicionar la viga de avance paralela con el eje de rotación del brazo. . Conectar la manguera de aire cuando sea necesario. Limpiar la manguera antes de conectarla. Revisar el lugar de perforación. Conectar el interruptor principal de corriente y el de luces. Arrancar el Sistema hidráulico. Utilizando las gatas ubicar el jumbo paralelamente al eje axial del túnel. Antes se debe limpiar las mangueras para abrir las líneas de alimentación. que exista una visión adecuada y el techo de la galería este segura. presionando el botón de arranque (start). Apagar el motor diesel y aplicar el freno de parqueo. Ver la malla de perforación a utilizar y revisar la secuencia de los taladros a perforar. Conectar la manguera de agua. Usando el cilindro de extensión de la viga de avance posicionarlo contra la roca. Revise que la inyección de agua está operando. Remover la broca y cambiarla por una nueva. y tener el cuidado de no golpear los extremos de las alimentaciones. • Con flujo central 5 – 10 bar. . Mover la viga de avance y el brazo hidráulico a la posición de traslado. Desconectar la manguera de agua.. Cuando la broca este penetrando en la roca un poco. La percusión y el avance estarán operando ahora a todo el poder posible. Maneje cuidadosamente y evite las paradas súbitas. Subir las gatas. Ajuste la posición de la viga de avance cuando sea necesario. Verificar la altura correcta del techo de seguridad protector al momento del traslado. El agua debe fluir libremente a través del barreno de la perforadora. La presión recomendada de trabajo es: • Con flujo separado 5 – 15 bar. En lugares donde las temperaturas sean extremadamente frías corte el flujo de agua inmediatamente. Cuando se detenga estacione el jumbo en una lugar seguro y apropiado. Revise que el barreno está en el medio de los centralizadores. entonces usted puede aplicar todo el poder de perforación adelante. utilizando las gatas dispuestas .perforar Coloque los controles de la rotación. Desconectar la línea de alimentación de energía eléctrica y desconecte el interruptor generación Observar la viga de avance para impedir al cable caerse. percusión y de avance a la posición de perforación. Al final Haga reposar la perforadora a una distancia de 5 – 10 cm de la parte posterior para prevenir la fatiga del resorte amortiguador de choques. ATS • Antes de realizar una labor se debe identificar los riesgos y determinar los controles por cada uno de los trabajadores, estos deben quedar documentados. ¡NUNCA! Usar herramientas no autorizadas Usar equipo o accesorios en mal estado Transportar personas en la perforadora Usar el aire comprimido para limpiar la ropa de trabajo. No deben faltar o estar en mal estado los seguros de mangueras o tubos que trabajan con alta presión. Introducir la manos en partes en movimiento ( usar guardas) Usar prendas o elementos que puedan quedar atrapadas en partes en movimiento ¡SIEMPRE ANTES DE PERFORAR! 205 11. Impacto de la selección de la perforadora en los costos totales • El costo de perforación es inversamente proporcional a la velocidad de penetración de la perforadora CP = 1/VP • De esta relación se deduce que el impacto en el costo total de perforación. . esta influido por la mejor selección de la máquina . es decir que se debe elegir la maquina de mayor rendimiento para las condiciones de la operación. 77 .96 184.000 TM/mes de mineral y donde se extrae 13 750 TM/mes de desmonte por la preparación.839 90.121 1.204 50.35 1.385 9.140 247.832 8.177 91.507 20.558 2.41 2.043 391.95 3.415 $/TM 0.Caso práctico 6 • En una mina donde se produce 117.439.78 1.11 0.311 3. se tiene los siguientes datos de los costos e inversiones: Costos Totales Exploracion Perforación DESARROLLO Perforación PRODUCCION Voladura DESARROLLO Voladura PRODUCCIÓN Sostenimiento Carguio DESARROLLO Carguio PRODUCCION transporte desarrrollo transporte produccion Planta Chancado Flotación Refinación 386.922 157.02 162.47 0.661 35.72 0.79 US$ 228.70 1.56 2.99 3.156. Peforación Voladura Carguio Transporte Equipo Perforadora Exploracion Perforadora Desarrollo Perforadora Produccion Bulk Loader SCOOPTRAM dumper Auxiliares CHANCADO FLOTACION REFINACION Valor Unitario Equipo 500,000 500,000 500,000 450,000 350,000 400,000 200,000 5,000,000 5,000,000 50,000,000 cant. 2 1 2 1 4 7 3 1 1 1 Inversión total inicial (CAPEX) 1,000,000 500,000 1,000,000 450,000 1,400,000 2,800,000 600,000 5,000,000 5,000,000 50,000,000 67,750,000 costo de propiedad mensual 15,120 9,360 18,720 6,804 26,208 52,416 11,412 93,600 93,600 648,000 975,240 Planta • Determinar impacto del costo de perforación y el costo de las perforadoras en el costo total. • Solución: El impacto del costo de perforación representa el 6.6 % del total mensual Costos Totales Exploracion Perforación DESARROLLO Perforación PRODUCCION Voladura DESARROLLO Voladura PRODUCCIÓN Sostenimiento Carguio DESARROLLO Carguio PRODUCCION transporte desarrrollo transporte produccion Planta Chancado Flotación Refinación 386,043 391,121 1,439,311 3,156,558 12.2% 12.4% 45.6% 100% US$ % del costo total 228,204 7.2% 50,922 157,507 20,177 91,832 8,661 35,140 247,385 9,839 90,415 1.6% 5.0% 0.6% 2.9% 0.3% 1.1% 7.8% 0.3% 2.9% Si consideramos que el costo mensual de las perforadoras se representan en la amortización + la depreciación entonces el impacto en el costo total del equipo es 0.89% del costo total depreciación Depreciación y Valor Unitario cant. amortizacion Equipo Equipo mensual x equipo mesualxequipo amortización Total % costo total 500,000 2 10,800 4,320 15,120 0.48% 500,000 500,000 450,000 350,000 400,000 200,000 5,000,000 5,000,000 50,000,000 1 2 1 4 7 3 1 1 1 5,400 5,400 4,860 3,780 4,320 2,160 54,000 54,000 270,000 3,960 3,960 1,944 2,772 3,168 1,644 39,600 39,600 378,000 9,360 18,720 6,804 26,208 52,416 11,412 93,600 93,600 648,000 975,240 Peforación Equipo Perforadora Exploracion Perforadora Desarrollo Perforadora Produccion Bulk Loader SCOOPTRAM dumper Auxiliares CHANCADO FLOTACION REFINACION 0.30% 0.59% 0.22% 0.83% 1.66% 0.36% 0.00% 2.97% 2.97% 20.53% 31% Voladura Carguio Transporte Planta 211 12. Optimización Operativa burden espaciamiento.• La optimización operativa en la perforación va estar influida por el uso de software de diseño y la automatización de la perforación Diseño con sotfware • Mejor calculo de los parámetros geométricos. evitando las imprecisiones que son provocadas por errores humanos Mejores resultados • Ahorro de mano de obra • Menor tiempo de perforación • Menor sobre perforación • Control de la operación • Ahorro en varillaje y explosivos • Menores costos de excavación y seguridad en el trabajo . • Mejor calculo de explosivos que resulta en mejor fragmentación y mayor avance. automatización • control informático permite medir todos los parámetros de perforación y adaptarlos a las necesidades requeridas y además con la utilización de sensores y servo válvulas permite situar los barrenos en su posición exacta. . Es apropiado para todas las aplicaciones que requieren una localización exacta de los barrenos para dar un perfil deseado con un mínimo de sobre excavación y un mínimo de daño a la roca circundante. .La automatización permite poder perforar automáticamente una malla completa bajo la dirección de un software y el mínimo de interferencia por parte del operador. bibliografía Introducción al Jumbo Hidráulico Universidad Nacional de Ingeniería.Centro de formación técnica. Jesús Ramos Salazar El equipo y sus costos de operación CAPECO 1996 Universidad Politécnica de Valencia PoliBlog Ing. Victor Piqueras. . Manual de perforación y voladura de Rocas Instituto GeoMinero España Manual Práctico de Voladura 3ra Edición EXSA Ing. cl/procesos_productivos/escolares_extraccion_ equipos_asociados.pe/ pol.mining.serminsa.com/undergroudmine www.sandvik.atlascopco.codelcoeduca.atlascopco.cl/ .asp www.com/ www.Paginas Web www.accessscience.com.com/ www.
Report "Criterios de selección de equipo de perforacion"