Introduccin al arranque

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Explotacin de MinasDos etapasArranque de materialManejo de material

Arranque:Perforacin para colocar explosivos Tronadura

Mtodos de perforacinPerforacin tiene diferentes objetivos:Exploracin y reconocimiento de yacimientos o depsitos minerales cantidad y calidad.Estudios geotcnicos propiedades de la roca.Insercin y detonacin de cargas explosivas con fines de fragmentacin.Colocacin de elementos de refuerzo

Nos concentramos en los dos ltimos

Mtodos de perforacinCrear hueco cilndrico en la roca es necesario aplicar energa. Mtodos de perforacin:MecnicosTrmicosHidrulicosOndas (sonoras o luminosas)OtrosEn excavacin de rocas, se utilizan exclusivamente sistemas de perforacin que se basan en la aplicacin de energa mediante mtodos mecnicos.

Sistemas mecnicos de perforacinPERCUSINLa herramienta horada la roca por efecto de impactos sucesivos alta frecuencia gran energa rotacin entre golpe y golpe La rotacin, en este caso, no contribuye mayormente al proceso de fracturamiento de la roca.

Sistemas mecnicos de perforacinROTACINLa herramienta penetra la roca por la accin conjunta de: torque de rotacin fuerza de empuje aplicada sobre la superficie rocosa.

Perforacin por percusin

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ComponentesMAQUINA PERFORADORA: La mquina perforadora es la que genera las fuerzas de penetracin; vale decir, convierte la energa original que alimenta a la mquina en energa mecnica de impacto.BARRA O COLUMNA DE BARRAS: Transmite la energa de impacto desde la mquina perforadora al macizo rocoso.HERRAMIENTA DE PERFORACIN: Es el elemento o componente que aplica la energa a la roca. En la terminologa minera se le denomina BROCA o BIT.

Sistemas NeumticosFuente de energa: aire comprimido para el accionamiento de la mquina perforadora. Dos sistemas segn cmo se acoplan las componentes del sistema:Sistema convencional o top-hammerSistema DTH o down-the-hole

Top-HammerSus componentes se acoplan en el orden siguiente:Mquina perforadoraColumna de barrasHerramienta

DTHSus componentes se acoplan en el orden siguiente:Unidad de rotacinColumna de barrasMquina perforadora o martilloHerramienta

Sistemas HidrulicosFuente de energa: fluido hidrulico (aceite a presin) para el accionamiento de la mquina perforadora. Su modalidad funcional es exclusivamente del tipo CONVENCIONAL O TOP-HAMMER Se la llama rotopercusin, dado que combina:Efecto de impactos Efecto predominanteTorque de rotacin ms enrgico contribuye parcialmente en el proceso mismo de ruptura y penetracin de la roca

Perforacin rotativa

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Sistema de perforacinLos sistemas rotativos no poseen una MQUINA PERFORADORA propiamente talUtilizan directamente la energa elctrica (motores) o combinaciones electro-hidrulicas para: rotacin, fuerza de empuje y otros.Tambin es frecuente el uso de un motor diesel como unidad de potencia en combinaciones diesel-hidrulico y diesel-elctrico.

Campos de aplicacin

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Campo de Aplicacin

SISTEMA DE PERFORACINTIPO DE ACCIONAMIENTOMODALIDAD FUNCIONALCAMPO DE APLICACINPERCUSINNeumticoConvencional (Top-hammer) Minera subterrneaDim = 27 a 41 mmMinera a rajo abiertoDim = 35 a 127 mm

Down-the-holeMinera a rajo abiertoDim = 89 a 200 mmMinera subterrneaDim = 89 a 165 mm

HidrulicoConvencional (Top-hammer)Minera subterrneaDim = 35 a 89 mmMinera a rajo abiertoDim = 51 a 127 mmROTACINElctrico Diesel - hidrulico Diesel - elctricoMinera a rajo abiertoDim = 150 a 381 mm

Perforacin por percusin

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IntroduccinTres sistemas posibles:Accionamiento neumtico convencional o top-hammer.Accionamiento neumtico down-the-hole (DTH)Accionamiento hidrulico, slo top-hammerTop-HammerEnerga se transmite por la barra Energa se transfiere a travs de la herramienta (bit)A mayor longitud de barras, menor la energa que se transmite eficientementeDTHMartillo al fondo de la perforacinEficiencia independiente del largo de barras

Sistemas neumticos Top-HammerConcepto:

Barrido Impacto Fuerza de avance Rotacin

Sistemas neumticos Top-HammerFuncionamiento:

Mecanismo de percusin Dispositivo de distribucin del aire Mecanismo de rotacin Mecanismo de empuje o avance Dispositivo de barrido del detritus Dispositivo de lubricacin

Sistemas Neumticos DTHEquipos minera subterrnea

Sistemas Neumticos DTHEquipos minera a rajo abierto

Sistemas hidrulicosSolo Top-Hammer

EXPLOTACIN DE MINAS UNIVERSIDAD DE CHILESistemas hidrulicos - avance

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Sistemas hidrulicos - produccin

Sistemas hidrulicos Rajo AbiertoActualmente se llega a equipos que perforan grandes dimetros: 12

Aplicacin de la energaIndentacin

Rotacin

Aplicacin de la energaFuerza de empuje. Cumple 3 funciones:Contrarrestar la fuerza que ejerce el fluido a presin en la parte posterior del cilindro de la mquina Contrarrestar la fuerza de reaccin de la roca, de acuerdo con el principio accin -reaccin Optimizar el proceso de aplicacin de la energa

Velocidad de avance vs. propiedades de la rocaEnerga especfica:Energa requerida para remover la unidad de volumen de roca. Se expresa en [kgm/cm3]

Perforacin por percusinPrcticas de perforacin

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EXPLOTACIN DE MINAS UNIVERSIDAD DE CHILEProgreso de la perforacin

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Desarrollos

Chimeneas - Alimak

EXPLOTACIN DE MINAS UNIVERSIDAD DE CHILEChimeneas - VCR

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EXPLOTACIN DE MINAS UNIVERSIDAD DE CHILEArranque en minas subterrneas

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EXPLOTACIN DE MINAS UNIVERSIDAD DE CHILEArranque en minas subterrneas

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Arranque en minas subterrneas

EXPLOTACIN DE MINAS UNIVERSIDAD DE CHILEArranque en minas subterrneas

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Perforacin por rotacin

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PrincipioAplicar energa a la roca haciendo rotar una herramienta (trpano) conjuntamente con la accin de una gran fuerza de empuje Tres variantes:Rotacin con trpano cortante (roca blanda, perforacin para petrleo)Rotacin con trpano triturante (rocas medianas a duras, dimetro mnimo de 150 mm)Rotacin con herramienta abrasiva (exclusivamente para sondajes)

EXPLOTACIN DE MINAS UNIVERSIDAD DE CHILEDescripcin del equipo

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Herramientas de perforacinTrpanos cortantes:Roca blandaTrpanos triturantes:Tres rodillos cnicos con dientes triconos

Ver parmetros de diseo

Variables de operacinVelocidad de rotacin (rpm)Fuerza de empuje depende dureza de la rocaDimetro de perforacinVelocidad y caudal del aire de barridoRemocin o barrido del detritus desde el fondo del tiro.Extraccin del detritus hacia afuera.Refrigeracin y lubricacin de los rodamientos del tricono.Desgaste de los trpanosConsumos de energa:RotacinEmpujeAire de barrido

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