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MAQUINAS PERFORADORAS

ROTOPERCUTIVAS

INDICE.

1. PERFORADORA ROTOPERCUTIVA.........................................................................................6

2. FUNDAMENTOS DE LA PERFORACIÓN ROTOPERCUTIVA..................................7

a. EMPUJE:........................................................................................................................7

b. PERCUSIÓN......................................................................................................................7

c. ROTACIÓN.....................................................................................................................7

d. BARRIDO........................................................................................................................8

3. CLASIFICACIÓN EQUIPOS ROTOPERCUTIVOS......................................................9

a. Martillo en Cabeza (Top Hammer)..............................................................................9

b. Martillo en fondo:.........................................................................................................10

4. PERFORACIÓN CON MARTILLO EN CABEZA TOP HAMMER DRILLING..........10

a. Perforadoras Neumáticas...........................................................................................10

5. PERFORACIÓN NEUMÁTICA......................................................................................11

6. PERFORACIÓN HIDRÁULICA......................................................................................12

a. VENTAJAS...................................................................................................................12

b. VENTAJAS...................................................................................................................13

c. LIMITACIONES............................................................................................................13

7. PERFORACIÓN ROTOPERCUTIVA (EN MINERIA SUPERFICIAL)......................15

a. Perforadora DTH de oruga.........................................................................................15

b. ATLAS COPCO ROC D5 (TODO TERRENO)........................................................16

c. ATLAS COPCO ROC D7............................................................................................17

d. ROC F9.........................................................................................................................18

e. ROC L6.........................................................................................................................19

8. PERFORADORA BUCYRUS – ERIE...........................................................................20

a. DRILLER.......................................................................................................................22

b. PERFORADORA SPHERICAL..................................................................................22

9. CONCLUSIONES............................................................................................................24

10. BIBLOGRAFIA.............................................................................................................24

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El presente trabajo realizado los dedicamos a todos nuestros

seres queridos

que cada día vienen siendo nuestra motivación

e inspiración de nuestra vida.

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INTRODUCCION.

Los equipos para la minería son una herramienta de gran ayuda en la industria minera que cada cierto tiempo viene innovándose y ha hecho posible que los trabajos y el conjunto de operaciones en las minas se cada vez más tecnificado y automatizado.

En esta ocasión las perforadoras es nuestro tema; dentro de ese tema tenemos una gama de modelos y tipos de perforadoras de las cuales nos centraremos en las máquinas perforadoras rotopercutivos. Empezando así nuestro trabajo con la definición del principio de rotopercusión y para luego pasar a describir algunos modelos importantes. Para cada tipo de explotación de minería ya sea minería subterránea o superficial.

Sabemos que las máquinas perforadoras rotopercutivos se de dos tipos, una que de martillo en fondo y otra que martillo en cabeza; analizaremos para cada caso y también para cada tipo de sistema de trabajo de mina.

La perforación a rotopercusión es el sistema más clásico de perforación de barrenos y su aparición en el tiempo coincide en el desarrollo industrial del siglo XIX. Las primeras máquinas prototipos de Singer (1838) Couch (1848) utilizaban el accionamiento por vapor, pero fue con la aplicación posterior del aire comprimido como fuente de energía. El principio de perforación de estos equipos se basa en el impacto de una pieza de acero (pistón) que golpea a un útil que a su vez transmite la energía al fondo del barreno por medio de elemento final (broca) los equipos rotopercutivos se clasifican en dos grandes grupos ya mencionados.

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1. PERFORADORA ROTOPERCUTIVA

Básicamente la perforación se basa en el impacto de una pieza de acero (pistón), que transmite la energía a la roca por medio de un elemento final (broca o bit).

2. FUNDAMENTOS DE LA PERFORACIÓN ROTOPERCUTIVA

a. EMPUJE: Con el fin de asegurar una buena transmisión de la energía a la roca, la broca o bit debe estar en contacto permanente; esto se consigue con la fuerza de empuje suministrada por un motor o cilindro de avance, que debe adecuarse al tipo de roca y bit.

•Empuje Insuficiente baja la velocidad de penetración, produce mayor desgaste•Empuje excesivo baja la velocidad de penetración, dificulta desenroscado de barras y aumenta desviación de tiros.

b. PERCUSIÓN: La energía mecánica utilizada por este método de perforación es Energía Cinética, que se transmite desde el pistón hacia la broca en forma de onda de choque. Cuando la onda de choque alcanza la broca, una parte de la energía se transforma en trabajo

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haciendo penetrar la broca y el resto se refleja y retrocede a través del varillaje.

Pérdida de Energía en unión de barras (8% a 10%) Onda de Choque que llega a la broca, parte se refleja.

c. ROTACIÓN: La rotación hace girar la broca entre impactos sucesivos, tiene como misión hacer que ésta actúe sobre puntos distintos de la roca en el fondo de la perforación. En cada tipo de roca existe una velocidad óptima de rotación para la cual se producen los detritos de mayor tamaño al aprovechar la superficie libre del hueco que se crea en cada impacto.

d. BARRIDO: Para que la perforación resulte eficaz, es necesario que el fondo de la perforación se mantenga constantemente limpio evacuando el detrito justo después de su formación. Si esto no se realiza, se consumirá una gran cantidad de energía en la trituración de esas partículas traduciéndose en desgastes y pérdidas de rendimientos, además del riesgo de atascos.

El barrido con aire se utiliza en trabajos a cielo abierto, donde el polvo producido puede eliminarse por medio de captadores. El barrido con agua es el sistema más utilizado en perforación subterránea que sirve además para suprimir el polvo.

Las partículas se evacuan por el espacio anular comprendido entre las barras y la pared de la perforación

Importancia del detritus como material de taco

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3. CLASIFICACIÓN EQUIPOS ROTOPERCUTIVOS

a. Martillo en Cabeza (Top Hammer)

En estas perforadoras dos de las acciones básicas, rotación y percusión, se producen fuera del barreno, transmitiéndose estas acciones a través del varillaje hasta la broca o bit. Estas perforadoras pueden ser de accionamiento neumático o hidráulico.

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b. Martillo en fondo:

La percusión se realiza directamente sobre la broca, mientras que la rotación se efectúa en el exterior. El accionamiento del pistón se lleva acabo neumáticamente, mientras que la rotación. Puede ser neumática o hidráulica.

4. PERFORACIÓN CON MARTILLO EN CABEZA TOP HAMMER DRILLING.

Sistema más clásico o convencional, cuyo empleo se vio limitado por la perforación DTH y Rotativa, pero con el uso de energía hidráulica, tiene amplias aplicaciones

a. Perforadoras Neumáticas.

En este tipo de perforadoras, el martillo es accionado por aire comprimido, las partes principales de es te sistema son:· Cilindro cerrado con una tapa delantera que dispone de una abertura axial donde va colocado el elemento porta barras, así como un dispositivo retenedor de barras de perforación.· El pistón que con su movimiento alternativo golpea el vástago o culata a través de la cual se transmite la onda de choque a las barras.· La válvula que regula el paso de aire comprimido en volumen fijado y de forma alternativa a la p arte anterior y posterior del pistón.· Un mecanismo de rotación, bien de barra estriada o rotación independiente.

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· El sistema de barrido que consiste en un tubo que permite el paso del aire hasta el interior de las barras.

5. PERFORACIÓN NEUMÁTICA

Características y Ventajas

Características típicas de estos equipos.Relación diámetro pistón/diámetro de perforación 15-1.7Carrera del pistón 35-95 mmFrecuencia de golpeo 1500-3400 golpes/minVelocidad de rotación 40-400 RPMConsumo relativo de aire 2.1-2.8 (m3/min. Cm Diámetro)

Ventajas:Gran simplicidadFiabilidad y bajo mantenimiento Facilidad de reparaciónPrecios de adquisición bajosAcceso a lugares de trabajo difícilesLimitacionesLongitudes de perf. Limitadas (entre 3 y 15 m)Alto consumo de aire comprimidoDesgaste por onda de choque en sarta

PERFORACIÓN HIDRÁULICAPrincipiosUna perforadora hidráulica consta básicamente de los mismos elementos constructivos que una neumáticaLa diferencia más importante entre ambos sistemas está referido a la utilización de un motor que actúa sobre un grupo de bombas que suministran un caudal de aceite que acciona las componentes de rotación y movimiento alternativo del pistón.

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6. PERFORACIÓN HIDRÁULICA

CARACTERÍSTICAS Y VENTAJAS Características típicas de estos equipos.

Presión de Trabajo 7.5 a 25 MPa Frecuencia de golpeo 2000-5000 golpes/min Velocidad de rotación 0 a 500 RPM Consumo relativo de aire 0.6-0.9 (m3/min. Cm diámetro)

a. VENTAJAS

Menor consumo de energía: Las perforadoras hidráulicas trabajan con fluidos a presiones muy superiores a las accionadas neumáticamente y además, las caídas de presión son mucho menores. Por lo tanto, la utilización de la energía es más eficiente, siendo necesario sólo 1/3 de la que se consume con los equipos neumáticos.Menor costo de accesorios de perforación: La forma de la onda de choque es mucho más uniforme en los martillos hidráulicos que en los neumáticos, donde se producen niveles de tensión muy elevada que son el origen de la fatiga sobre el acero y de una serie de ondas secundarias de bajo contenido energético. En la práctica, se ha comprobado que la vida útil de la sarta se incrementa en un 20% para perforadoras hidráulicas

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b. VENTAJAS

o Mayor capacidad de perforación: Debido a la mejor transmisión de energía de la onda, las velocidades de penetración de las perforadoras hidráulicas son de un 50% a un 100% mayor que los equipos neumáticos.

o Mejores condiciones ambientales: Los niveles de ruido en una perforadora hidráulica son sensiblemente menores a los generados por una neumática, debido a la ausencia del escape de aire. Además, la hidráulica ha permitido un mejor diseño de los equipos, haciendo que las condiciones generales de trabajo y seguridad sean mucho más favorables.

o Mayor elasticidad de la operación: Es posible variar dentro de la perforadora la presión de accionamiento del sistema, la energía por golpe y frecuencia de percusión.

o Mayor facilidad para la automatización: Estos equipos son mucho más aptos para la automatización de operaciones, tales como el cambio de varillaje, mecanismos antiatranque, etc.

c. LIMITACIONES

Mayor inversión inicial Reparaciones más complejas y costosas que en las perforadoras

neumáticas, requiriéndose una mejor organización y formación de personal de mantenimiento.

Parámetro Importante (Costo/metro)

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Consideraciones• Económicas: La hidráulica tiene “en general” menor costo/metro que la neumática

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• Operacionales: La hidráulica tiene mayor rendimiento y se puede automatizar mejor que la neumática• Seguridad – Ambientales: La hidráulica es más segura ya que en general se puede operar a distancia y con comandos, emite menos ruido.• Inversión y Mantención: La hidráulica es más costosa y de mantención más compleja

7. PERFORACIÓN ROTOPERCUTIVA (EN MINERIA SUPERFICIAL).

El principio de perforación de estos equipos se basa en el impacto de una pieza de

acero (pistón) que golpea a un útil que a su vez transmite la energía al fondo del

barreno por medio de un elemento final (boca). Los equipos roto percutivos se

clasifican en dos grandes grupos, según donde se encuentre colocado el martillo:

Martillo en cabeza.

Martillo en fondo.

Fundamentos de la perforación rotopercutiva La perforación ha roto percusión se basa

en la combinación de las siguientes acciones:

Percusión 

Rotación 

Empuje

Barrido

Equipos de perforación en minería a cielo abierto metálico.

a. Perforadora DTH de oruga.

Una solución más inteligente El nuevo ROC L8 de Atlas Copco es un carro

de alta productividad, equipado con martillo en fondo y una gran potencia

para conseguir unas altas velocidades de penetración y barrenos

profundos. Tiene una capacidad de manejo de tubos para profundidades de

barreno de 54 metros. Pero el ROC L8 ofrece algo más que potencia.

Olvídese de que necesita una máquina pequeña para pre corte y otra más

grande para producción. Puede usar un solo ROC L8 para ambos trabajos.

El ROC L8 no es otro carro más con martillo en fondo. Es la solución total

para perforar en canteras y minas a cielo abierto. Incorpora todo aquello

que Vd. esperaría de Atlas Copco en su compromiso continuo por elevar a

nuevas cotas la tecnología de perforación de rocas.

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b. ATLAS COPCO ROC D5 (TODO TERRENO).

Características.

Versatilidad y potencia con excelente maniobrabilidad en terreno abrupto 

Gama de barrenos: 35–89 mm. 

Gama de barrenos recomendada: T 38, T 45, R 32

Profundidad de barreno aprox. 28 m 

Motor diesel Deutz refrigerado por agua, BF4M 1013ECPotencia nominal a

2200 rpm 104 kW. 

Martillo hidráulico. COP 1238ME o LP 

Potencia de impacto, máx. 15 kW 

Presión hidráulica, máx. 250 bar.

Peso, aprox. 150 kg

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c. ATLAS COPCO ROC D7

Gama de barrenos recomendada T 38, T45 64 - 102 mm 2 1/2"- 4" 

Máx. Profundidad de barreno 28 m 92' (T51, aprox. 21 m 69'). 

Motor: Deutz, motor diésel refrigerado por agua, BF6M1013EC.Potencia a

2200 rpm 152 kW 207 CV.

o, Motor diésel Caterpillar refrigerado por agua, CAT 3116DITAPotencia a 2200

rpm 147 kW 200 CV

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d. ROC F9

Una excelente combinación de potencia, calidad de los barrenos y productividad con

martillo en cabeza.

Gama de barrenos 89 –127 mm (31/5"–5") 

Gama de barrenos recomendada ROC F9 89-127 mm 31/2"-5" 

Profundidad de barreno 30 m 98’

Compresor de tornillo Atlas Copco, tipo XAH 4

Presión de trabajo, máx. 12 bar 175 psi 

Aire libre suministrado 188 l/s 400 cfm 

Motor Diesel Caterpillar refrigerado por agua, CAT 3176 

Potencia a 2000 rpm 231 kW 313 HP.

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e. ROC L6.

COP 34 92-105 mm 35/8"-41/8".

COP 44 110-130 mm 45/16"-51/8".

COP 54 134-152 mm 51/8"-51/2". 

Drill tube diam. 76/89/102 mm 3"/31/2"/4". 

Drill tube length 4 m 13 ft. 

Hole Depth, max. 36 m 118 ft.

Compresor Atlas Copco, screw type 

Compressor XRV 9 Working pressure max. 25 bar 363 psi.

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8. PERFORADORA BUCYRUS – ERIE.

Bucyrus-Erie, Era Una Superficie de Latina y Subterránea Empresa de Equipos de

minería. FUNDADA COMO Bucyrus Foundry and Manufacturing Company en Bucyrus,

Ohio, en 1880, sí Traslado la sede de la Empresa Bucyrus en South Milwaukee,

Wisconsin en1893. En 1927, Bucyrus sí fusiono Con La Empresa Vapor Pala Erie

Formar párr Bucyrus-Erie. Renombrado Bucyrus International, Inc. en 1997, POR

ADQUIRIDA FUE Caterpillar Inc. En Una transacción de EE.UU. $ 8,8 Millones mil

Que se cerró El 8 de juliode2011. Adquisición En El Momento de Do, La Línea de

Productos Bucyrus INCLUYE Una gama de Remoción de Material y Productos de

Manejo de Materiales, del tanto en minería de Superficie y Subterránea. Por Lo Que

Hoy LA perforadora Bucyrus 49 HR es Conocida Como La perforadora MD6640. La

Cual CONSTA de las follow ing características: esta designado Para La durabilidad y

el FACIL ACCESO A Los componentes, La MD6640sí ve favorecida Por los

perforadores para la Fiabilidad y facilidad de mantenimiento. Inteligentes

Características hijo además de Su PRODUCTIVIDAD, COMOUN sencillo Sistema

Hidráulico, ELECTRICOEN TODAS Las CONDICIONES CLIMATICAS, casas de

cambio de Tuberías Rápidas fiables y taladrado Angulo en incrementos de 25 ºa5 º.

Cabina Eficiente y Cómoda ha Sido designado Para La Máxima PRODUCTIVIDAD del

Operador. Además, la Vibración y el ruido en sí reducen al Mínimo Por El USO de la

Opción de controlar de taladro Programado probado Con El acolchado centralizador y

sub choque.

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Especificaciones técnicas.

Componentes del Ordenador Central Compresor de aire acondicionado

descargador Paquete

Aceite compresor de tornillo y la bomba de Aceite de volumen constante de

Refrigeración Optimizado

Norma 85 m3 / min (3,000 empanadas CUBICOS Por Minuto) aire libre, 4,5 bar

(65 psi)

Opcional 108 m3 / min (3,800 empanadas CUBICOS Por Minuto) aire libre, 4,5

bar (65 psi) niveladores Gatos (4)

Estándar Sistema Automático de nivelación

Jack Size - trasero 229 mm (9 pulgadas) de diámetro x1 676 Carrera mm (66

in)

Jack Tamaño - Front 229 mm (9 pulgadas) de diámetro x1 676Carrera mm (66

in)(2) del situado en el exterior del mástil y en la instancia de parte Trasera (2)

colocado en la instancia de parte Delantera Fuera De Marcos

Lubricación

Perforación ( 9625 a 16 pulgadas)

Diámetro del Orificio de 244 a 406 mm

Profundidad del Agujero 19,81 m (65 empanadas)

Obras Menores: Cadena de Montaje

Ejes Duales TRASERAS Fijas y evitable delantero 

Longitud total de 7,29 m (23 empanadas 11 pulga)

Ancho total de vía - Estándar de 6,25 m (20 empanadas de 6pulgadas)

Opción De Gran angular OPCIONAL 1 067 mm (42 in)

Planta Bering PRESION 96,5 kPa (14 psi)

Ancho de banda de rodadura - ESTANDAR 914 mm (36 in) 

Planta Teniendo PRESION 113 kPa (16,4 psi)

Eficaz área total rodamiento 64 m2 (689 m2) (3 PELDAÑOS 556 mm)221 kPa

(32,1 psi)

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Equipos de perforación para minería a cielo abierto – no metálico

a. DRILLER._ Perforadora neumática ideal para la ejecución de agujeros

para pasar el hilo diamantino. Está dotada de una cabeza de rotación

neumática que acoplada al martillo en fondo, permite alcanzar

una profundidad de 25/30 m. diámetro de 91 con caudal de mm, 285 -

375 cfm.

b. PERFORADORA SPHERICAL.- Es ideal para la perforación de

recuadres de bloques de granito o mármol. Permite incrementar la

producción mejorando las condición es del trabajador, su primera

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barrena de comienzo es de 2 mts. Con diámetro de 32 mm. Y su carril

es de 3 – 4 mts. Con caudal de 180- 275cfm.

TRACK DRILL JOY MS 4-E CON COMPRESORA 850 CFM MOTOR

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9. CONCLUSIONES.

Las maquinas vistas anteriormente no son las son ideales para cada tipo de trabajo que se pueda realizar esto dependerá dela experiencia y conocimiento del encargado y dependerá de ello el requerimiento de estas máquinas.

Las la historia de las perforadoras nos ha mostrado que se vienen innovando cada vez más por lo que deberán investigar más sus funciones y aplicaciones de estos.

10. BIBLOGRAFIA

Perforadoras ing. Rómulo mucho. Tipos de perforadoras ing. Armando bohorquez huara. Manual de perforación y voladura López Gimeno.

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