Clase 1 Principios de Perforacion

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Presentación de ppt. sobre las primicias de la perforación en minería. Sólo material de apoyo.

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  • Introduccin al arranque

    EXPLOTACIN DE MINAS UNIVERSIDAD DE CHILE

  • 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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