perforación no convencional en mineria

Equipos de perforacin no convencionalUNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFACULTAD DE TECNOLOGIA Y CIENCIAS APLICADASDEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE MINAS

EXPLOTACIN DE MINAS I

Equipos de perforacin no convencional PARA MINERIA

ALUMNO: CAICEDO, CESAR ADRIANM.U.N: 692PROFESOR A/C: ING. MOLINA, JOS LUISPROFESOR: ING. LVAREZ, FRANCISCOAO: 2014

NDICE:CAPITULO I: MOTOPERFORADORAS3PRINCIO DE FUNCIONAMIENTO..3ROMPEDORES Y MOTOPERFORADORAS COBRA - ATLAS COPCO.4Cobra Combi: Perforador y rompedor de gasolina (Hex. 22 x 108) (7/8 x 4 1/4)....4Cobra Pro: Rompedor de gasolina (Hex. 32 x 160) (1 1/4x6 1/4)..6Cobra TT: Rompedor de gasolina (Hex. 28 x 152) (1 1/8x6).8MOTOPERFORADORAS STIHL..10STIHL BT 121 - Ahoyadora con freno QuickStop para un solo operario.10BT 45 Ahoyadora Manual.11BT 45 Taladradora Manual..11STIHL BT 360 Motoperforadora para dos operarios.. 12Herramientas para cada aplicacin..12

CAPITULO II: PERFORADORAS ELECTRICAS..14PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO..14GENERADORES ELECTRICOS DE USO EN MINERIA...14QAS 14-500: Generadores transportables. ATLAS COPCO.14PERFORADORAS ELCTRICAS MANUAL PARA MINAS....16TE MD20 de HILTI....16Perforadora elctrica manual para minas COMER 2000 rpm | CX 14-D1...18B 30: Martillo elctrico (Hex 32x160) ATLAS COPCO....19Martillo demoledor con motor elctrico - WACKER NEUSON....20Martillo demoledor / perforador elctrico - WACKER NEUSON.....20PERFORADORA ELECTRICA PARA CHIMENEAS.21Robbins 53RH C: Perforadora elctrica de chimeneas ATLAS COPCO.....21PERFORADORAS ELECTRICAS DE USO EN MINAS A CIELO ABIERTO....23Perforadora elctrica BUCYRUS 49HR CAT MD6640..23

CAPITULO III: PERFORACIN TERMICA....34INTRODUCCIN...34PERFORACIN TERMICA POR DECREPITACIN..35Equipos.....37Equipos rotavitos...37Equipos suspedidos.......38Equipos manuales (LANZA TERMICA)....39 Caractersticas de la lanza trmica....41 Lanzas Trmicas INDURFLAME..42Elementos del tren de perforacin44Herramientas de perforacin.45Rendimiento de perforacin..47Aplicaciones del mtodo..48Ventajas e Inconvenientes.48PERFORACIN TRMICA A PARTIR DE CAMBIOS TRMICOS INDUCIDOS....49PERFORACION TERMICA POR FUSIN Y VAPORIZACAIN.50BIBLIOGRAFA...52

CAPITULO I: MOTOPERFORADORAS

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:

Las motoperforadoras son perforadoras porttiles accionadas por motor de gasolina. Es decir, cuentan con un motor de explosin, que es un tipo de motor de combustin interna que utiliza la explosin de un combustible, provocada mediante una chispa, para expandir un gas empujando as un pistn. Hay de dos y de cuatro tiempos. El ciclo termodinmico utilizado es conocido como Ciclo Otto.Un motor de combustin interna, motor a explosin o motor a pistn, es un tipo de mquina que obtiene energa mecnica directamente de la energa qumica de un combustible que arde dentro de la cmara de combustin. Su nombre se debe a que dicha combustin se produce dentro de la propia mquina.Estos equipos funcionan accionados por un motor a gasolina, adherido a la perforadora, y es muy usada por su facilidad de manipuleo. Es una herramienta ideal, para pequeos trabajos, obras menores de perforacin y rotura, y para trabajar en lugares de difcil acceso o en trabajos de prospeccin.

Martillo perforador con motor a gasolina.Partes de una Motoperforadora:1. Agarradera y/o manija en T, hecho de material absorbente de vibracin, para suprimir vibraciones de alta frecuencia.2. Estrangulador de aire regulable.3. Filtro de aire.4. Control de aceleracin (para regular la aceleracin).5. Conexin para acoplamiento de bomba, vibrador o afilador de barrenas. 6. Lubricador, accionado por unamezcla de gasolina/aceite, lubrica automticamente la maquina.7. Encendido.8. Cilindro.9. Palanca selectora: hacia arriba, rompedora; hacia abajo, perforadora.10. Conducto de aire para el soplado.

ROMPEDORES Y MOTOPERFORADORAS COBRA - ATLAS COPCO.Los perforadores y rompedores de gasolina Atlas Copco cubren una amplia gama de aplicaciones, como fragmentacin de rocas, rotura de hormign, corte de asfalto, atacado de balasto y muchas ms. Y todo sin la necesidad de fuentes de energa externa o cables.Todos los modelos incluyen encendido electrnico, un estrangulador y una tapa del depsito rediseada. Los modelos Cobra Pro y TT incluyen adems una vlvula de descompresin. Asimismo, est tambin disponible un rodillo gua para el modelo Cobra Combi que facilita el arranque de la mquina cuando est situada en una posicin alta con respecto al operario.Estos sistemas ofrecen una larga vida til y un mantenimiento sencillo gracias a su filtro de aire de gran capacidad, incluso cuando se trabaja en ambientes con mucho polvo. El filtro es fcilmente accesible para realizar el mantenimiento con rapidez.

MODELOS:

Cobra Combi: Perforador y rompedor de gasolina (Hex. 22 x 108) (7/8 x 4 1/4)La Cobra Combi no es slo un rompedor autnomo, sino tambin un potente perforador. Puede profundizar taladros de 2 metros y perforar hasta 30 cm por minuto en granito macizo.

Caractersticas y ventajas: Fcil de transportar Preparacin rpida Sistema de proteccin de mano y brazo HAPS Bajas emisiones Bajo nivel de ruido

Aplicaciones:La Cobra Combi multiusos se puede usar para: Perforacin y fragmentacin de rocas Rotura de hormign Corte de asfalto Apisonado y compactacin Instalacin de estacas, tubos, postes, piquetas en tierra y sondas Excavacin de zanjas y hoyos

Datos tcnicos:

Especificaciones tcnicas

Peso25 kg

Longitud732 mm

Profundidad281 mm

Anchura entre empuaduras585 mm

Energa de impacto22-25 (at 2700 bpm)

Frecuencia de impactos, plena velocidad2700 bpm

Velocidad de penetracin con bro de 34 mm200 - 300 mm/min

Profundidad de perforacin mx.2 m

Velocidad de rotacin del martillo250 rpm

Motor

Tipo de motor1 cilindro, dos tiempos

Cilindrada185 cc

Potencia2 kW

Sistema de refrigeracinRefrigerado por ventilador

Sistema de arranqueMagnapull

Tipo de combustibleGasolina, 90-100 octanos sin plomo

Capacidad de combustible1.2 l

Consumo de combustible1.3 - 1.5 l/h

Mezcla de combustible (%)2

Tipo de aceiteAceite Atlas Copco Two-Stroke Oil o similar

Vibracin y sonido

Nivel de vibracin en 3 ejes (ISO 28927-10)5.8 (breaking) 9.3 (drilling)

Nivel de potencia acstica garantizado (2000/14/CE) 1)108 dB(A)

Nivel de presin acstica (ISO 11203) Lp, r=1m95 dB(A)

Cobra Pro: Rompedor de gasolina (Hex. 32 x 160) (1 1/4x6 1/4)La Cobra Pro es el peso pesado de la gama, con una increble energa de 60 julios en la punta de la herramienta.

Caractersticas y ventajas Fcil de transportar Preparacin rpida Sistema de proteccin de mano y brazo HAPS Bajas emisiones Bajo nivel de ruido

Aplicaciones Rotura de hormign Corte de asfalto Apisonado y compactacin Instalacin de estacas, tubos, postes, piquetas en tierra y sondas Excavacin de zanjas y hoyos

Descripcin tcnicaEl martillo Cobra Pro de Atlas Copco supera con creces los requisitos de vibracin mano-brazo y energa de impacto.Datos tcnicos:Especificaciones tcnicas

Tamao de culata (mm)32x160

Tamao de culata (pulgadas)1 1/4x6 1/4

Peso25 kg

Longitud927 mm

Profundidad331 mm


Energa de impacto60 joule

Frecuencia de impacto1440 blows/min

Motor


Cilindrada90 cc

Potencia2 HP

Sistema de refrigeracinRefrigerado por ventilador

Sistema de arranqueTirador de arranque

Combustible


Capacidad de combustible1 l

Consumo de combustible0.9 l/h



Vibracin y sonido

Nivel de vibaciones 3 ejes (rotura) (ISO28927-10)4,3 m/s2

Nivel de potencia acstica garabtizado, Lw (2000/14/CE)109 dB(A)

Nivel de presin acstica (ISO 11203) Lp, r=1m96 dB(A)

Cobra TT: Rompedor de gasolina (Hex. 28 x 152) (1 1/8x6)La Cobra TT se ha diseado especialmente para atacado de balasto. Funciona a una frecuencia relativamente alta y la energa de impacto se ha optimizado para evitar la pulverizacin del balasto.

Caractersticas y ventajas Fcil de transportar Preparacin rpida Sistema de proteccin de mano y brazo HAPS Bajas emisiones Bajo nivel de ruido

AplicacionesAdems del atacado de balasto, la Cobra TT se puede usar para todo tipo de trabajos de mantenimiento en vas frreas, cruces, carreteras de acceso y estaciones de ferrocarril: Instalacin de traviesas Excavacin de zanjas para cables Rotura de hormign Corte y compactacin de asfalto Instalacin de postes y vallas

Datos tcnicos:

Especificaciones tcnicas

Tamao de culata (mm)28x152

Tamao de culata (pulgadas)1 1/8x6

Peso25 kg

Longitud927 mm

Profundidad331 mm


Energa de impacto40 joule

Frecuencia de impacto1620 blows/min

Motor


Cilindrada90 cc

Potencia1.5 HP

Sistema de refrigeracimRefrigerado por ventilador

Sistema de arranqueTirador de arranque

Combustible


Capacidad de combustible1 l

Consumo de combustible0.8 l/h



Vibracin y sonido

Nivel de vibracin 3 ejes (rotura) (ISO 28927-10)*4.5 m/s

Nivel de potencia acstica garantizado, Lw (2000/14/CE)*109 dB(A)

Nivel de presin acstica (ISO 11203)* Lp, r=1m96 dB(A)

MOTOPERFORADORAS STIHL

Las motoperforadoras STIHL son la solucin a muchos problemas de perforacin del suelo, desde la perforacin de simples hoyos, hasta el sondeo cientfico de suelos. Estos equipos se caracterizan por la gran potencia de su motor, su robusta construccin, sus manejables dimensiones, su facilidad de uso, su seguridad y su gran movilidad.

LAS AHOYADORAS /PERFORADORASDesde la perforacin de simples hoyos hasta la realizacin de sondeos cientficos, las ahoyadoras/perforadoras STIHL solucionan una gran variedad de trabajos. Equipadas con la herramienta adecuada pueden excavar hoyos de hasta 350 mm de dimetro.

MODELOS: STIHL BT 121 - Ahoyadora con freno QuickStop para un solo operario.La ahoyadora STIHL BT 121 de un solo operario se dispone del freno de cadena QuickStop. Este freno se activa al atascarse la barrena en el terreno y contactar la palanca con el muslo del operario, deteniendo de inmediato el giro de la barrena.

Caractersticas

Cilindrada30.8 cm

Potencia1.3 Kw (1.8 CV)

Peso sin broca de perforacin9.4 Kg

Nmero de vueltas de la broca190 rpm

Capacidad del tanque de combustible0.64 Lt

Herramienta de perforacin260 mm

BT 45 Ahoyadora Manual

Ahoyadora con un potente motor de gasolina y diversos sinfines plantadores. Con reductora de dos velocidades y marcha atrs para soltar las brocas atascadas.Arranque seguro sin herramienta giratoria con la marcha en vaco.

Caractersticas

Cilindrada27.2 cm

Potencia0.8 kw (1.1 CV)

Peso sin broca de perforacin4.8 kg

Nmero de vueltas de la broca(1) 910, (2) 2710 y (R) 810 rpm

Capacidad del tanque de combustible0.25 lt

Herramienta de perforacin75, 100 y 127 mm

Equipamiento

Empuadora Multifuncional

ElastoStart

Sistema de Ignicin Electrnico

Apoyo acolchado

BT 45 Taladradora Manual

Taladradora manual con un potente motor de gasolina y diversas brocas para agujeros de hasta 25 mm de dimetro en madera.Con tensado rpido, reductora de dos velocidades y marcha atrs para soltar las brocas atascadas. La marcha en vaco ofrece un arranque seguro sin herramienta giratoria.

Caractersticas

Cilindrada27.2 cm

Potencia0.8 Kw (1.1 CV)

Peso sin broca de perforacin4.8 Kg

Nmero de vueltas de la broca(1) 910, (2) 2710 y (R) 810 rpm


Herramienta de perforacin13, 19, 22 y 25 mm

STIHL BT 360 Motoperforadora para dos operarios Es una motoperforadora para dos operarios con motor especialmente potente. Manejo cmodo. Alto par de giro debido a la reduccin favorable. Lubricacin de la caja reductora, con grasa universal STIHL.Caractersticas

Cilindrada60.3 cm

Potencia3.0 kw (4.1 cv)

Peso sin broca de perforacin25.9 kg

Nmero de vueltas de la broca50 rpm


Herramienta de perforacin350 mm

Equipamiento

Cambio de barrena sin necesidad de herramienta

Sistema de Ignicin Electrnico

Bloqueador de la caja reductora

Manillar funcional

ElastoStart

Herramientas para cada aplicacin

Los martillos y rompedores de mano existentes ofrecen una relacin significativamente mejorada entre su peso y la energa de impacto que proporcionan, lo que a su vez aumenta las cargas en todos los componentes del rompedor. Las dimensiones, propiedades del material y geometras de la punta de las herramientas afectan, en gran medida, a la fiabilidad, desgaste, rendimiento y productividad.

CAPITULO II: PERFORADORAS ELECTRICAS

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:Este tipo de perforacin como el mismo nombre lo indica es de accionamiento elctrico, por lo que se requiere que exista un generador que alimente el equipo. En este tipo de perforacin se utiliza un barreno helicoidal con el cual se puede lograr tener capacidad de perforar rocas. Un inconveniente para la utilizacin de este tipo de perforadora es lograr sostenerlo para mantenerlo fijamente en la posicin de perforacin. Los generadores elctricos son aparatos que convierten la energa mecnica en energa elctrica. La energa mecnica, a su vez, se produce a partir de la energa qumica o nuclear con varios tipos de combustible. Los motores de combustin interna, los motores elctricos son los mtodos comunes que proporcionan energa mecnica para este tipo de dispositivos usados para el accionamiento de las perforadoras elctricas. Hay generadores elctricos de todo tipo de tamaos, desde muy pequeos de unos pocos vatios de potencia de salida hasta centrales elctricas de gran potencia que proporcionan gigavatios de potencia.Los generadores producen la electricidad que se trasmite a los motores elctricos a travs de cables de conduccin elctrica. El motor elctrico es un dispositivo que transforma la energa elctrica en energa mecnica por medio de la accin de los campos magnticos generados en sus bobinas. De esta manera, la energa mecnica producida es la que genera el movimiento de percusin o de rotacin, cuya accin de golpe y friccin producen el astillamiento y trituracin de la roca a travs de dichas perforadoras elctricas.

GENERADORES ELECTRICOS DE USO EN MINERIA:QAS 14-500: Generadores transportables, potencia principal 15-571 kVA (12-457 kW), 60 Hz ATLAS COPCO.

Accionados por motores Perkins, Kubota o Volvo, los generadores transportables QAS 14-500 de Atlas Copco pueden alimentar una gran variedad de equipos elctricos en diferentes aplicaciones. Su robusta construccin garantiza la mxima fiabilidad en las condiciones ambientales ms adversas. Estas unidades econmicas ofrecen un bajo coste total de propiedad y un alto valor de reventa. El funcionamiento es sencillo, con una amplia gama de mdulos de control, ajustes elctricos y opciones mecnicas. Adems, funcionan con un mnimo de ruido y emisiones.

Beneficios:

Rendimiento: energa precisa y estable con independencia de las condiciones, gracias a los componentes cuidadosamente seleccionados y la configuracin desarrollada y probada con precisin. Alta fiabilidad: estos robustos generadores estn hechos para durar y ofrecerle un suministro continuo de energa elctrica fiable para todas sus aplicaciones. Versatilidad: utilice estas mquinas para alimentar una gran variedad de aplicaciones, gracias a su excelente configuracin estndar y la extensa lista de opciones. Reduccin del coste de propiedad: aumente su tiempo productivo con unos intervalos de mantenimiento de 500 horas y un excepcional acceso a todos los puntos de servicio. Durabilidad: nuestros generadores QAS 14-500 estn diseados y construidos para ofrecer el mximo rendimiento en las condiciones climticas ms extremas. Los factores incluyen una carrocera de acero Zincor resistente a impactos, un robusto skid y un bastidor estanco. Mayor tiempo productivo: una vez instalados, los generadores QAS 14-500 estn listos para funcionar con un mantenimiento mnimo. Reduccin de los costes de transporte e instalacin: su diseo compacto y robusto, con dispositivos de transporte integrados, permite un transporte y una instalacin ms rpidos y seguros.

Especificaciones tcnicas:Potencia principal nominal: 0.8 - 628 kVAMotor: KUBOTA, Volvo, PERKINSNivel de potencia acstica: 13 - 92 dB(A)Frecuencia: 60 HzPeso: 706 - 6252 kgLongitud: 1.78 - 5.02 mAnchura: 0.85 - 1.67 mAltura: 1.17 - 2.31 m

PERFORADORAS ELCTRICAS MANUAL PARA MINAS:

MODELOS:

TE MD20 de HILTI

El TE MD20 de Hilti es un sistema de perforacin que ofrece un control de voladuras con exactitud y precisin. Opera con un mnimo de ruido y vibraciones y tambin brinda calidad de produccin en la perforacin. Estos taladros garantizan la seguridad cuando se utilizan, sin emisin de vapor de aceite durante las operaciones. Se inicia de inmediato y se puede extraer la varilla de perforacin rpidamente. Tambin consume un mnimo de energa, manteniendo la durabilidad y una larga vida til de perforacin.

Adems, esta herramienta se utiliza mejor para los procesos de minera subterrnea que requieren tareas rpidas y cmodas.

AplicacionesPerforacin de taladros para voladuras y de taladros para anclajeVentajasReduce en gran medida los riesgos de salud a los operadores Baja vibracin y menor ruido Bajo peso y no hay emisiones de vapor de aceite Perforacin ms rpidaFcil arranque, los agujeros posicionados con precisinAlto Rendimiento de perforacinRpida extraccin, sin esfuerzo de la barra de perforacinMayor rendimiento de voladuraPerforacin ms precisaModelo exacto de perforacin Control preciso de voladuraMenores costos de operacinMenor consumo de energa que los sistemas convencionales de perforacin

Datos de rendimiento:Tensin nominal / corriente nominal: 220 - 240 V / 15 A Entrada de energa / frecuencia de alimentacin: 2200 W / 50 a 60 Hz Torque (TE MD 20 LS / TE MD 20 del SA): 100 Nm / 85 NmEnerga de impacto: 28 J Velocidad de rotacin (TE MD 20 LS / TE MD 20 del SA): 205 rpm/ 250 rpm Dimensiones / peso: 770 x 210 x 210 mm / 23 kg Dimetro de la broca / longitud de la varilla: 32 - 42 mm/ hasta 2,4 m Proteccin contra agua y polvo: IP 66, IP 67

Ruido producidoNivel de potencia acstica: 112 dBNivel de presin acstica de emisin en el odo del Operador: 95 dBVibracin: 8 m/s2

Martillo perforador rotatorio TE MD20 En dos versiones: (LS) baja velocidad y (HS) alta velocidad

Patas hidrulicas en varias longitudes (80, 130)Soporte telescpico para la perforacin de sobrecarga

Brocas en varias versiones y tamaos (32 - 38 mm)Barras de perforacin en varias versiones y longitudes (30 a 240 cm)Barra de extensin (30 m)

Perforadora elctrica manual para minas COMER 2000 rpm | CX 14-D1

Adecuada para perforacin en seco en el trabajo de ladrillo y bloque. Compacta y ligera, ideal para el electricista. Triple proteccin contra sobrecargas. La posicin de la empuadura lateral se puede cambiar para hacer su trabajo lo ms cmoda posible.

Caractersticas tcnicas Perforacin mxima de 150 mm 230V -1400W 1 velocidad - 2000 rpm Embrague de seguridad mecnico Proteccin contra sobrecarga Peso 5.6 kg

Equipo estndar Maletn de metal Asa secundaria Conexin M16-5 / 8 Conexin de Adaptacin Llave kit de servicio Cuello 53 mm

Transmisin Elctrica La mayora de los equipos en la actualidad utilizan esta forma de transmisin de potencia. Los Generadores producen la electricidad que se transmite a los motores elctricos a travs de cables de conduccin elctrica.

B 30: Martillo elctrico (Hex 32x160) ATLAS COPCO.

Su combinacin de potencia y versatilidad es incomparable en martillos elctricos de esta clase de peso. 100 julios y 32 kg. Su diseo ergonmico le permite estabilizar el martillo con el cuerpo sin absorber las vibraciones. Esto le permitir acometer los trabajos ms severos. La proteccin automtica contra subidas y bajadas de tensin mantiene un funcionamiento seguro en obras con una alimentacin elctrica inestable y protege a nuestros modelos B 30 en todo tipo de situaciones.Caractersticas y ventajasBuena amortiguacinMotores asncronos sin escobillasProteccin integrada contra sobretensin y subtensinExcelente relacin potencia/pesoFcil de transportar

Especificaciones tcnicasPeso: 32 kgLongitud: 925 mmEnerga de impacto por carrera: 100 jouleFrecuencia de percusin: 1000 rpmIntensidad nominal: 14 AVoltaje nominal: 240 VFrecuencia nominal: 60 HzPotencia nominal: 3.36 kWNivel de vibracin (ISO 28927): 5.8 m/sNivel de potencia acstica garantizado (ISO 3744): 111 Lw dB(A)Nivel de presin acstica (ISO 11201): 103 Lp. dB(A) Martillo demoledor con motor elctrico - WACKER NEUSON.Especificaciones: MODELO: EH65 Peso sin herramienta: 26 kg. N. de golpes: 1.060/min. Energa de impacto: 65 joules (48 ft.-lb. / golpe.) Motor: elctrico trifsico asncrono con convertidor de frecuencia antepuesto para corriente alterna a prueba de choques elctricos, para conexin a 120 v., 60 hz, 14 a. Potencia absorbida: 1.8 kw.

Martillo demoledor / perforador elctrico - WACKER NEUSON.Aplicaciones:Para trabajar como taladro con brocas perforadoras helicoidales, brocas corona saca ncleos y de barreno, o, como rompedor con punteros, cinceles y otras herramientas de cincelado y demolicin.

Especificaciones: MODELO: EHB11bl Peso sin herramienta: 11.7 kg. Porta herramienta (mandril): tipo sds max. 16 mm. de dimetro. N. De golpes: 1.000 - 2.600/min. nico con motor trifsico conectable a toma monofsica de 110 v Exclusivo convertidor electrnico integrado, cambia la corriente monofsica 115 volts., 13amp., 60 hz,a corriente para el motor elctrico trifsico de 240 volts., 200 hz. Empuadura de apoyo multiposicin para acomodarse a cualquier operario y trabajar en cualquier plano, vertical, horizontal o inclinados. Botn seleccionador de velocidades del martillo (parte inferior de la empuadura trasera).

PERFORADORA ELECTRICA PARA CHIMENEAS Robbins 53RH C: Perforadora elctrica de chimeneas ATLAS COPCO.La gama Atlas Copco de perforadoras de chimeneas incluye modelos tanto para la perforacin de chimeneas convencionales como la perforacin de chimeneas ciegas y escariado descendente, y cubre un rango de dimetros de 0,5 m a ms de 6 m. Las mquinas se usan en ingeniera civil y aplicaciones de minera para perforar pozos de ventilacin, drenaje, pasos de mineral, rellenos, extraccin, taladros alargados y galeras de presin para centrales elctricas hidrulicas. Sus funciones incluyen un sistema de manejo de tubos de perforacin as como el sistema de control RCS, que mejora la precisin de perforacin, la fiabilidad del equipo y la sencillez de servicio.

La Robbins 53RH C es una exclusiva perforadora de chimeneas multiusos que puede utilizarse para la perforacin de chimeneas ciegas ascendentes as como para la perforacin tradicional de chimeneas sin modificaciones en el conjunto de accionamiento. La Robbins 53RH C tiene un diseo de bajo perfil que ofrece la mxima flexibilidad de aplicacin en espacios reducidos.

Caractersticas y ventajasLa caja de engranajes principal cuenta con dos cajas flotantes para cambiar fcilmente entre los modos de perforacin de chimeneas tradicionales y chimeneas ciegas.La posicin del motor se adapta a los diseos de bajo perfilEl sistema evita los errores humanos gracias a los bloqueos integrados. Entre las funciones estndar se incluyen el sistema anti atranque, el ajuste automtico y el aumento gradual de potencia durante el inicio de la perforacin piloto y el escariado.

Datos operativos - TorreDimetro de la chimenea, nominal: 1.8 mDimetro de la chimenea, rango: 1.2 - 2.4 mLongitud de chimenea, nominal: 490 mLongitud mxima de la chimenea: 650 mEmpuje de escariado: 3350 kNRPM, piloto: 0 - 35 rpmRPM, escariado: 0 - 9 rpmRPM, escariado (par reducido): 9 - 15 rpmAire de achique (a 7 bar/100 psi): 18 m/minEmpacado, agua: 600 l/minAlimentacin elctrica (50/60 Hz): 260/298 kW / 350/400 HPVoltaje elctrico (50/60 Hz): 380-1000 VFrecuencia elctrica: 50 - 60 HzAlimentacin elctrica requerida (50/60 Hz): 317/363 kVADimetro del tubo de perforacin: 286 mmDimetro de tubo de perforacin opcional: 254 mmLongitud del tubo de perforacin de hombro a hombro: 750 mmDimetro del orificio piloto: 311 mmDimetro opcional de orificio piloto: 279 mmAgua de refrigeracin (a una temperatura de entrada de 25 C / 77 F):80 l/min

Medidas y pesos - TorreAltura extendida: 2900 mmAltura retrada: 2900 mmAnchura con el cargador de tubos incluido: 3140 mmProfundidad: 1820 mmPeso: 15000 kgPeso con el cargador de tubos incluido: 15720 kgngulo de perforacin (desde la posicin horizontal): 90-60

Medidas y pesos - Unidad de accionamientoLongitud: 3055 mmAltura: 1640 mmAnchura: 1500 mmPeso: 4100 kg

Medidas y pesos - Unidad de empujeLongitud: 2300 mmAltura: 1540 mmAnchura: 1400 mmPeso: 2200 kg

RendimientoPar mximo, escariado: 156 kNmPar mximo, fuerza de arranque: 190 kNmCarrera: 1143 mm

DimensionesAnchura: 2200 mmTasa de desplazamiento, tasa de desplazamiento rpido: 1.8 m/minTasa de desplazamiento, tasa de avance: 0.6 m/min

PERFORADORAS ELECTRICAS DE USO EN MINAS A CIELO ABIERTO:Son perforadoras rotativas, poseen motores de 3.000 a 9.000 RPM. En comparacin con las perforadoras neumticas son menos verstiles con relacin al esfuerzo que efecta la mquina perforadora durante la perforacin. La perforadora elctrica tiene la ventaja en el consumo de energa que es de 7 a 8 veces menor que la utilizada por una mquina perforadora neumtica. Como ejemplos de estos equipos se pueden citar a la Bucyrus Erie, Quarry Master. La velocidad de perforacin es de 16 pies/hora. Perforadora elctrica BUCYRUS 49HR CAT MD6640.La renombrado Bucyrus International, Inc. en 1997, fue adquirida por Caterpillar Inc. En una transaccin de EE.UU. $ 8,8 mil millones que se cerr el 8 de julio de 2011. En el momento de su adquisicin, la lnea de productos Bucyrus incluye una gama de remocin de material y productos de manejo de materiales, tanto en minera de superficie y subterrnea. Por lo que hoy la perforadora Bucyrus 49 HR es conocida como la perforadora MD6640. La cual consta de las siguientes caractersticas:Est diseada para la durabilidad y el fcil acceso a los componentes, La MD6640 se ve favorecida para los perforadores por la fiabilidad y facilidad de mantenimiento. Adems de su productividad e inteligencia, tienen un sencillo sistema hidrulico, elctrico en todas las condiciones climticas, cambios de tuberas rpidas y fiables, y taladrado en ngulo de entre 25 a 5.

Especificaciones

Componentes del ordenador central

Compresor de aire con paquete descargadorOil-Flooded de compresor de tornillo y bomba de aceite de volumen constante para refrigeracin optimizada Estndar: 85 m3/min (3.000 pies cbicos por minuto) aire libre, 4,5 bar (65 psi) Opcional: 108 m3/min (3.800 pies cbicos por minuto) aire libre, 4,5 bar (65 psi)

Gatos niveladores (4) Sistema automtico de nivelacin: Estndar Tamao del gato trasero 229 mm (9 pulgadas) de dimetro x 1676 mm (66 pulgadas) de carrera Tamao del gato delantero 229 mm (9 pulgadas) de dimetro x 1676 mm (66 pulgadas) de carrera. 2 situados en el exterior del mstil y en la parte trasera y 2 colocados en la parte delantera fuera del marco

LubricacinAutomtico PLC centralizado: Estndar

Capacidad Nominal Dimetro del agujero de 244 - 406 mm (9,6 a 16 pulgadas) Profundidad del agujero 19,81 m (paso simple) hasta 39,6 m (paso mltiple).

Obras menores: Montaje sobre orugas Ejes duales traseros fijos y frente giratorio Longitud total: 6,72 m (22 pies 6 pulga) Ancho total - Estndar: 6,08 m (19 pies 11 pulgadas) Presin sobre el suelo: 140kPa 17,4 Psi Ancho de banda de rodadura Estndar 914 mm (36 pulgadas) rea total de rodamiento efectiva: 12m2 130 ft2

Impulsadores Accionamiento hidrulico: Estndar Contra rotacin de los discos Frenos de disco de orugas montadas y remolque de liberacin del freno Impulsador de Velocidad 0,48 kmh (0,3 mph) Pendiente mxima: 42%

Componentes del Mstil:Mstil estndar para tubera de perforacin y la cremallera: 19,81 m (65 pies)Mstil opcional: 21,33 m (70 pies)Peso de trabajo: 172365 kg (380,000 libras)Carga de la broca: hasta 63975kg (hasta 141,000 libras)Velocidad de alimentacin: hasta 7,62 m/min (25 pies/min)Cabrestante auxiliar - de capacidad estndar: 5443 kg (12,000 lb)

Unidad rotatoria:Motor de corriente continua 145 kW (195 hp) - 475VRotacin mxima: 125 rpm

MAQUINARIA DE PROPULSINEl sistema de propulsin de la 49HR es un sistema de transmisin hidrulico sin cadenas, el cual permite la contra rotacin de las orugas por separado. Esta aptitud le proporciona a la maquina la capacidad de girar completamente alrededor de su propia longitud. Cada oruga es manejada por un motor hidrulico y una caja de engranajes planetarios, equipados con un freno de activacin por resortes y alivio hidrulico. La maquina tiene la capacidad de propulsarse en dos rangos de velocidad. El rango de velocidad baja se utiliza para maniobras en espacios cerrados, mientras que el rango de la velocidad alta, se utiliza para recorridos en reas abiertas en largas distancias.

ESTRUCTURA PRINCIPAL Y PLATAFORMAS La estructura principal de la 49HR es una construccin del tipo caja soldada, con soportes para el mstil y torres para las patas de extensin, situadas integralmente en una pieza.

SALA DE MQUINAS:

SISTEMAS PRINCIPALES DE AIRE

Del sistema de aire de la BUCYRUS se ocupa el compresor de tornillos, que est ubicado dentro de la sala de maquinas justo delante de la caja de engranajes de la bomba hidrulica. El compresor de tornillos rotativos es un compresor del tipo hlice doble, de una sola tapa y baado en aceite, con un rango nominal de 3000 cfm (84.9 m3/min.) y una presin mxima de una operacin de 65 psi.

SISTEMA HIDRULICOLa presin hidrulica para la operacin de la 49HR es proporcionada por cuatro bombas separadas. Estas bombas estn accionadas por el motor elctrico ubicado en la sala principal de maquinas, delante del tanque y los filtros hidrulicos.La maquina tiene dos sistemas hidrulicos separados, aunque no totalmente independientes, el circuito cerrado y el circuito abierto. Ambos se abastecen de fluido desde un mismo tanque.

CABINA DEL OPERADORLa cabina aislada del operador de la 49HR, provee un cercado cerrado, confortable con el cual el telefonista puede realizar las tareas implicadas con la operacin de la maquina. La posicin y el diseo de este compartimiento han sido estructurados para proveer los ngulos miradores ptimos de accesibilidad inmediata. El asiento del operador es una unidad autosuficiente que incluye el asiento, la suspensin del asiento y base de asamblea giratoria, los operadores del operador primario y el monitor de despliegue JLT. La consola auxiliar de control est al alcance para proveerle el acceso a las funciones adicionales de la maquina. La cabina est provista de portales duales para la cubierta principal.

MSTILEl mstil es una estructura de tubos acerados y platos formados. La estructura principal est compuesta de tubos verticales soldados conjuntamente con arriostramiento de atrs. El mstil funciona para mover el ascenso y la gua para el equipo. El mstil es capaz de ser colocado en cualquier incremento, dentro de este alcance operativo de 65 grados a travs de 90 grados vertical. El mstil puede ser levantado y bajado por dos cilindros hidrulicos de 9,00 pulgadas (228mm).

El mstil de la perforadora 49HR permanece normalmente en la posicin elevada para la mayora de las situaciones, incluyendo el desplazamiento de un pozo a otro en una malla de perforacin, bajar el mstil es necesario bajo tres condiciones: Los trabajos de mantenimiento no son posibles o demasiados peligrosos para realizarlos con el mstil arriba. Traslados mayores a 1000 pies (304 m) donde la perforadora ser remolcada entre las posiciones, propulsada a gran velocidad o ser cargada sobre un triler. Cualquier situacin donde se encuentren pendientes pronunciadas.

ENSAMBLAJE DE LA COLUMNA DE PERFORACINLa herramienta de perforacin consiste en una o ms secciones de barras de perforacin, un estabilizador (collar de perforacin) y una broca. Al ensamblar la herramienta de perforacin, el estabilizador es el primer componente instalado, luego una seccin de barras de perforacin y por ltimo la broca.

ESPECIFICACIONES DE LA MQUINAEstas especificaciones describen las caractersticas mecnicas principales de una perforadora de barreno 49HR estandarizada BUCYRUS internacional, Inc.Nota: Estas especificaciones son de la maquina tpica

OTRAS CARACTERISTICAS

AGREGANDO BARRA DE PERFORACION ADICIONALLa instalacin de secciones adicionales de barras de perforacin se hace necesaria cuando la profundidad del pozo va a ser ms grande que el largo total de una seccin de barra. La instalacin de una segunda o tercera seccin de barra, es bsicamente el mismo proceso que la instalacin de la primera. Se levanta la unidad de rotacin/empuje sobre la porta barras, se desplaza una porta barras con barras hasta el centro el orificio, se enrosca el acoplamiento giratorio a la barra, se saca la barra de la porta barras y se almacena la porta barras.

REMOCION DE SECCIONES MULTIPLES DE BARRAS DE PERFORACIONEl desarme de secciones mltiple de columnas de perforacin es esencialmente lo mismo que desarmar una seccin simple. La diferencia est en que en vez de sujetar el estabilizador con la llave de herramientas, ser la primera o segunda seccin de barra.La columna de herramientas se desarma en orden opuesto al ensamblaje. Primero la ltima seccin de barra instalada seguida por la segunda seccin de barra instalada y luego la primera.

CAPITULO III: PERFORACIN TRMICA

INTRODUCCIN:Esta tcnica de perforacin es considerada como no convencional. Aunque los mtodos trmicos fueron, con toda probabilidad, los primeros utilizados para romper la roca, como consta que realizaron los egipcios y persas 2000 aos a. C. Otros mtodos son de reciente utilizacin, estando en fase de investigacin. La tcnica de explotacin de roca sin hacer uso de explosivos, permite obtener fragmentos de geometra bien definida que son muy tiles como material ornamental.La organizacin de las actividades de trabajo se basa sobre un esquema de produccin continuo con la preparacin de los tiempos de limpieza del macizo rocoso, corte, separacin de bloques y evacuacin.

Los mtodos de arranque de los bloques de roca sin utilizar explosivos, derivan de principios elementales para los cuales se han fabricado maquinarias o sistemas que reproducen en gran escala operaciones manuales.

El origen de este mtodo se remonta a 1927, cuando Stores lo intent aplicar en Alemania en una mina con vetas de cuarzo. En la dcada de los aos 30 se llevaron a cabo experiencias en los yacimientos de taconitas en la zona de Mesabi, y fue despus de 1947 cuando con el empleo de quemadores con diseo especial se consigui realizar una perforacin eficiente y con altos rendimientos, basada en la decrepitacin de la roca en lugar de su fusin, gracias a los rpidos cambios de temperatura, producidos por el vapor de agua y los gases de combustin, que a su vez sirven para evacuar los detritus producidos.Actualmente, este mtodo ha perdido campo de aplicacin frente a las grandes perforadoras rotativas, quedando su empleo reducido al corte de rocas ornamentales

Las categoras en que se pueden dividir los mtodos trmicos son: 1. Perforacin trmica por decrepitacin2. Perforacin trmica por desintegracin de la roca a partir de cambios trmicos inducidos3. Perforacin trmica por fusin y vaporizacinLa investigacin en el terreno de la tcnica de perforacin se mueve de acuerdo con el objetivo bsico de lograr una mayor velocidad de penetracin, unido a los menores costos posibles. Un inconveniente para mejorar la velocidad en los sondeos profundos radica en la necesidad de extraer el varillaje para reponer la herramienta de corte, lo que supone maniobras largas y, por lo tanto, de elevado costo.1. PERFORACIN TERMICA POR DECREPITACIN:La perforacin y desintegracin de los materiales rocosos se consigue mediante el empleo de una fuente de elevado rendimiento energtico. Para tales fines se utilizan calentadores de infrarrojos, laser, plasma, chorro de electrones y quemadores supersnicos basados en las mezclas de oxigeno o aire comprimido y combustibles derivados del petrleo. De todos ellos, los ltimos han alcanzado un grado de desarrollo, especialmente despus de la segunda Guerra Mundial, lo que ha permitido su aplicacin de determinadas formaciones rocosas muy duras o abrasivas.La caracterstica de la roca que permite su perforabilidad por este mtodo se basa en su facilidad para romper en escamas, como consecuencia de las tensiones trmicas producidas al aplicar una fuente de calor de forma localizada. Las propiedades especificas de la roca que interviene en el proceso de descamado son numerosas y de compleja definicin, por lo que la perforabilidad solo es posible establecerla despus de ensayos de laboratorio conjuntamente con ensayos de campo.La relacin entre el decrepitado y las propiedades especficas de la roca que intervienen en el proceso de rotura se pueden repasar de forma cualitativa como sigue:

Siendo To la temperatura a la cual la roca perdera su caracterstica de decrepitado para pasar a una situacin de plasticidad. El ritmo y magnitud de los cambios dimensionales que influyen en el decrepitado de la roca dependen de su gradiente trmico caracterstico, de forma que su aumento equivale a un mayor ritmo de perforacin. Resumiendo, las propiedades que favorecen el decrepitado son: Capacidad de dilatacin trmica unidimensional por debajo de los 700C. Elevadas caractersticas de transmisibilidad trmica por debajo de los 400C. Estructura de granos de dimensiones similares cementadas, con apenas productos de alteracin de arcillas o micas. Cantidades mnimas de minerales blandos, de bajo punto de fusin, o elsticos que se deforman despus de su descomposicin trmica.Las rocas con buenas caractersticas de decrepitado corresponde a tipos como las taconitas, cuarcitas, granitos, areniscas, etc. En la tabla 1 se muestra una escala relativa de mayor o menor aptitud al ataque trmico.

Tabla 1. Aptitud relativa a decrepitado (Norton, F.H.)Cuarcita10,5

Granito9,5

Doloma7,8

Caliza3,8

Generalmente, cuando la roca presenta un contenido en cuarzo elevado mejora su capacidad para romper en partculas ante el calentamiento superficial. Ello se debe a las propiedades del cuarzo, que le confiere elevados coeficientes de expansin lineal y volumtrica, as como cambios en su estructura cristalina a 573C.Generalmente las rocas cuyo contenido de cuarzo libre supera el 20% tienen buenas caracteristicas de decrepitado.

Figura 1. Cambios de volumen al aumentar la temperatura del cuarzo.

Aquellas rocas con bajas caractersticas de decrepitacin responden fundindose, lo que reduce de manera importante la velocidad de penetracin, incrementndose el consumo energtico.El proceso de fusin de una roca es funcin de sus caractersticas geolgicas, estructurales y mecnicas ante el aumento de temperatura. Algunas rocas con escasas caractersticas de decrepitado son las calizas, granodioritas, sienitas, anortositas, basaltos, etc. Dado que la naturaleza presenta alternancia de materiales de bajas caractersticas de perforabilidad trmica, donde se usa este mtodo, se complementa con medios mecnicos de ayuda que permiten atravesar tales zonas. La energa calorfica necesaria para perforar industrialmente formaciones favorables oscila entre 1100 y 3300 julios/cm3 basados en una potencia disponible de unos 560 KW. Tabla 2.

Tabla 2. Energa necesaria para perforar distintos materiales

A. Equipos:Elementos de superficieLa perforacin trmica se puede realizar con los siguientes sistemas: Rotativos Suspendidos Manual

a) Equipos rotativosConsisten en un chasis autopropulsado o camin, Fig. 2, apto para desplazarse sobre la superficie en una explotacin minera. El accionamiento del equipo puede ser elctrico o mediante motor diesel, y dispone de las siguientes caractersticas:

Fig. 2 Perforacin trmica rotativa.

Cabeza de rotacin, avance y rotacin de los fluidos de inyeccin. Sistemas de control de la profundidad y distancia al fondo del taladro de la cabeza de perforacin. Sistema hidrulico de posicionado de la torre y nivelacin del equipo. Sistema de ventilacin de vapor y gases en la boca del barreno, as como acondicionado de la cabina y compartimento de motores. Conducciones individuales, a travs de la tubera de perforacin, para los fluidos utilizados, oxigeno, aire, gasleo, agua, etc. Capacidad de perforacin en dimetros estndar de hasta 250 mm y longitudes de 20 m o equivalente a la altura de la torre.La configuracin del quemador, con la superficie exterior provista de elementos de desgaste, permite la perforacin de terrenos cuyas caractersticas de decrepitabilidad puedan variar, gracias al apoyo mecnico del tren de perforacin por su capacidad para transmitir fuerzas de empuje y rotacin. La longitud de perforacin es funcin de la torre, ya que la complejidad de las canalizaciones de los fluidos hace que solo se perfore aquella longitud que se puede realizar con una sola barrena, y que suele ser como mximo de 20 m. Igualmente, es importante la existencia de una infraestructura adecuada para el suministro de los fluidos necesarios, ya que el costo unitario del oxidante representa ms de la tercera parte de los costos totales.Su campo de aplicacin ms importante ha sido la perforacin de los minerales de baja ley en hierro (taconitas), de la zona de los grandes lagos de EE.UU.b) Equipos suspendidos Los equipos suspendidos existentes proceden de la transformacin de los de cable modificando la torre, la carrera del balancn y los controles de perforacin. El equipo, Fig. 3, incorpora una plataforma de trabajo, un sistema de suministro de fluidos con sus elementos de control, un sistema de ventilacin de los gases de escape, y tambor de recogida de las tuberas de inyeccin de fluidos.

Figura 3: Perforadora trmica suspendidaLas herramientas de golpeo han sido sustituidas por una tubera suspendida del cable de un peso aproximado de 500 kg, y longitud de 6 m. la tubera dispone en su interior de las canalizaciones de oxigeno, gasleo y agua hasta el quemador situado en el fondo. El conjunto suspendido tubera quemador est sometido a un movimiento cclico vertical, definido por una carrera de 100 mm, y una frecuencia aproximada de 45 ciclos por minuto. La profundidad del barreno depende, aparte de las caractersticas de la roca, de la longitud, tanto de cable como de tuberas de inyeccin contenidas en los tambores respectivos, pudiendo alcanzar longitudes de hasta 100 m.Su configuracin es aun ms restrictiva que con los sistemas rotativos, ya que no es posible aportar un empuje de tipo mecnico en caso de tener que atravesar estratos pocos aptos para decrepitar. Por lo tanto, esta caracterstica debe mantenerse como condicin imprescindible, pudiendo perforarse mayores longitudes, unos 50 60 m, dependiendo de las canalizaciones existentes. Los equipos suspendidos se han utilizado en obra civil, en formaciones granticas con buenas caractersticas de decrepitabilidad.

c) Equipos manuales (LANZA TRMICA)Se trata de una lanza de una longitud inferior a 5 m, con el quemador en un extremo y las tomas para los fluidos de inyeccin en el otro. Este sistema se aplica exclusivamente en aquellas rocas de origen gneo (granitos, dioritas, etc.) cuyos contenidos de slice alcanzan unos determinados niveles, y en operaciones muy concretas y complementarias como en la ejecucin de rozas iniciadoras, siempre que el material tenga unas caractersticas adecuadas de decrepitabilidad, por salto trmico entre el calor y el frio posterior inmediato.El corte de la lanza trmica es una tcnica que depende fundamentalmente de la capacidad de una roca para fracturarse en escamas en presencia de una fuente de calor por la diferencia de conductividad trmica de los diferentes granos constituyentes de la roca (por ej. cuarzo, feldespato y mica). Tal caracterstica se denomina factor de decrepitabilidad o spallability y es una funcin del contenido de SiO2. Los sistemas empleados para el corte en los granitos consisten en una lanza de longitud variable de acuerdo con la longitud de la zona a cortar, por cuyo interior discurren tres canalizaciones concntricas de combustible, oxidante y agua que desembocan en una tobera o cmara donde se produce la combustin. Las ondas de choque trmico generadas por la combustin son conducidas al exterior a travs de una tobera a unas velocidades supersnicas, producindose el proceso de calentamiento, que posterior e inmediatamente es enfriado por la salida del agua o vapor procedente de la refrigeracin y por los gases de escape para producir, por un fuerte contraste trmico, la fracturacin y la expulsin de los componentes del granito en granos diferenciales en forma de decrepitacin. Se pueden utilizar las siguientes mezclas de combustible y oxidante:

En condiciones normales de operacin, un equipo convencional consume del orden de 35 L/h de gasleo, y unos 10 m/min de aire comprimido a 7 kg/cm2 de presin.Este equipo se aplica, normalmente en las canteras de granito, en la fase primaria de la independizaran del macizo rocoso, mediante la creacin de las rozas o de los canales transversales a los bancos de explotacin.

Figura 4: Uso y caractersticas de diseo de la lanza trmica

La anchura de la roza producida por lanza termina puede ser variable, y del orden de 60 80 mm, realizndose la posteriores subdivisiones con perforacin o hilo diamantado.Las desventajas mayores en la aplicacin de este sistema son fundamentalmente de tipo ambiental y tecnolgico por su elevado nivel de ruidos y no ser excesivamente econmico: Un elevado nivel de ruidos, mayores de 120 dB, que afecta a la explotacin y su entorno. Una influencia negativa sobre la calidad de la cara de la roca en una profundidad variable, afectada por las fisuras y la vitrificacin indeseables.

Figura 5: Vista de funcionamiento de la lanza trmica. Caractersticas de la lanza trmica:Consiste en un tubo de hierro, de dimetro y longitud convenientes. El dimetro ideal segn las prcticas efectuadas es el que se encuentra entre los 15 y 25 mm de espesor debido a la gran cantidad de oxgeno que habra que emplear en tubos de mayor dimetro, para conseguir que el orificio fuese un poco mayor. La longitud de tubo, depende del espacio que se disponga en el lugar de ataque, si el espacio fuese libre, cuanto ms largo sea el tubo, tanto mejor, pues menos veces habra que cambiarlo, ya que ante el empleo de la barra el tubo desgasta aproximadamente de 500 a 600 mm por minuto. Es decir, que la longitud, no tiene otra misin que es menor cambio de tubos.El interior del tubo va relleno de un haz de varillas de hierro enriquecido con silicio, con el fin de canalizar el flujo de oxigeno e impedir turbulencias que pudieran tender a favorecer retornos de materiales en fusin.Conocida es la propiedad que tiene el hierro para entrar en combustin, en presencia del oxigeno.La lanza formada segn descripcin anterior, se acopla mediante rosca en otro sistema adecuado a un soporte con vlvula generalmente de cobre (u otro material no oxidante) que permite al operario el cierre o paso de oxgeno segn secuencia a realizar. Este soporte se conecta mediante manguera a la fuente de suministro de oxgeno a presin, controlada mediante regulador. Las presiones de trabajo son variables, siendo las ms apropiadas, las comprendidas entre los 5 y 10kg/cm2.Para iniciar el proceso, es preciso calentar al rojo vivo, mediante soplete oxiacetilnico auxiliar, el extremo libre de la Lanza trmica y seguidamente, abrir el paso de oxgeno a circular por el interior de la lanza. De esta manera se inicia la ignicin en la punta de lanza que queda dispuesta para realizar el trabajo. En este momento la temperatura en la punta es de 4000 a 5000 C.Tambin se puede efectuar con tubo de plstico flexible trenzado de alambre menos rgido y templado que lo usual.Lanzas Trmicas INDURFLAMEDescripcin:

La lanza trmica Indurflame se define como un tubo de acero al carbono, relleno con hebras de alambre, a travs del cual va a circular un alto flujo de Oxgeno. En ambos extremos tiene hilo para atornillar una copla de 3/8, que permite acoplar una nueva lanza, aprovechando al mximo el producto. Uno de los extremos de la lanza es precalentado con un soplete hasta la temperatura de ignicin del acero, 800C, momento en el cual se deja circular el Oxgeno. La combustin del carbono del tubo y las hebras de alambre con el Oxgeno inyectado, producen una reaccin exotrmica que libera aproximadamente 3500C. La llama, a esta temperatura, es capaz de fundir cualquier tipo de material ferroso o no ferroso, tal como acero, concreto, roca, hormign, granito, cobre, escoria, cuarzo, etc., llegando a reemplazar a perforadoras neumticas y explosivos, con un costo muy inferior.

Ventajas:

Su importancia reside en sus amplias ventajas, tales como bajo costo, comodidad, fcil operacin y variedad de usos. En comparacin con una perforadora neumtica, la lanza trmica Indurflame, resulta ms rentable, ms rpida y utiliza un equipo menor, lo que implica menores despliegues de gente y maquinarias. En comparacin con explosivos, permite partir bloques de concreto, eliminando los peligros propios de una explosin dentro de un centro urbano, ruidos, ondas expansivas, quebrazones de vidrio, etc.

Caractersticas:

Esta lanza est compuesta por un tubo de acero de bajo contenido de carbono de de dimetro interior y 5/8 exterior. Cada lanza trae incorporada una copla de 3/8. rea Libre: 35 a 40% Presin de Trabajo: 120 a 150 Psi de oxgeno Largos disponibles: 1,5 mt., 2,0 mt. Y 3,0 mt. Temperatura generada: 3500C aprox. No produce vibraciones. Reemplaza a perforadoras neumticas y explosivos.

Operacin:

En uno de los extremos de la lanza trmica Indurflame, se instala una vlvula de cierre rpido tipo bola, similar a la utilizada en aire comprimido, de 3/8; con la precaucin que est completamente limpia para su uso con Oxgeno. A esta vlvula se conecta una manguera para Oxgeno, que a su vez va conectada al suministro de Oxgeno, (cilindros, termos, red, etc.), mediante un regulador de presin, el que a su vez lleva conectado en la salida dispositivos de seguridad de antiretroceso de flujo y bloqueadores de llama. El regulador se fija en un rango de presin de entre 120 Psi. a 150 Psi. Se procede a calentar, al rojo incandescente, el extremo libre de la lanza trmica Indurflame, utilizando un soplete encendido. Posteriormente se abre la vlvula para dar paso al Oxgeno. En este momento se produce la combustin de la lanza. Se retira el soplete y se presiona la lanza contra el material que se desea cortar, realizando movimientos giratorios leves a fin de producir perforaciones de aproximadamente 1 de dimetro, hasta atravesar el material.

Precauciones: Para realizar este trabajo es necesario utilizar un equipo de proteccin personal completo, compuesto de: polainas, chaqueta y pantaln de cuero, capuchn y guantes de cuero. Es recomendable incorporar, adicionalmente, al equipo vlvulas antiretroceso de flujo y bloqueadores de llama. En caso de utilizar termos como fuente de suministro, es necesario la instalacin de un vaporizador externo, para este caso consulte a su sucursal Indura ms cercana. Utilice slo equipos diseados para uso con Oxgeno, siempre libres de aceites o grasas.Corte en concreto(Valores reales, obtenidos de prueba realizada) Material cortado: Concreto Lanza utilizada: Indurflame 2,0 mt. Dimetro de perforacin: 0.15 mt. Largo de perforacin por lanza: 0.75 mt. Consumo de Oxgeno: 1.6 mt3 por lanza. Tiempo de duracin de la lanza: 55 segundos.

B. Elementos del tren de perforacin:Los elementos que componen el tren de perforacin son de gran complejidad, por cuanto deben soportar las canalizaciones de tres fluidos de muy diversas caractersticas.Al describir los equipos existentes se han reseado las longitudes de perforacin mximas, estando impuesta la limitacin por dificultades de tipo para agregar elementos de extensin en el tren de perforacin. As, los equipos rotativos perforan hasta 20 m, que corresponde con la altura de la torre, y, por lo tanto, la utilizacin de una nica tubera monobloque acorde con la citada longitud.En el sistema de suspensin, la limitacin de unos 100 m corresponde a la capacidad de los tambores para almacenar las tuberas flexibles de los fluidos utilizados. C. Herramientas de perforacin:En la perforacin trmica, la herramienta bsica es el quemador, cuyo diseo es clave para alcanzar la mxima eficiencia de operacin. El quemador consiste en una cmara de combustin, donde se atomiza el combustible, que se mezcla con oxigeno o aire comprimido al ser alimentado bajo presin. El inyector aumenta la velocidad de salida de gases de combustin. La aplicacin de este sistema queda determinada por las caractersticas de la llama y su efecto sobre la superficie de la roca.El desarrollo de los quemadores ha estado unido al de los propulsores de cohetes y reactores de la industria militar. Los principios bsicos y la tecnologa son similares, aunque los diseos difieren en cuanto a que en la industria militar prevalece el empuje para un peso mnimo, y el efecto de los gases de la combustin en el mismo quemador, mientras la industria civil considera el efecto del escape sobre los materiales de forma que se alcance un costo de operacin optimo durante periodos de tiempo importantes y con un reducido mantenimiento. Las caractersticas de utilizacin de la llama se basan en la combinacin de elevadas temperaturas y velocidades en los gases, en su composicin y en la liberacin de energa como consecuencia del fenmeno de combustin.La herramienta de perforacin consta de dos partes, el quemador y el escariador, solidarios a varilla inferior. Figura 6.

Figura 6: Caractersticas de diseo del quemador.El escariador, o tubo escariador, provisto de dientes de desgaste, protege y acta como soporte del quemador, constituyendo la camisa de refrigeracin del mismo, as como el calibrador del dimetro mnimo del barreno. Las funciones del tubo escariador son las siguientes: Proteger al quemador, especialmente las toberas. Desmenuzar la roca fundida. Alisar las paredes del barreno.El quemador, alojado en el interior del escariador, consta de: Cabeza. Inyector de combustible. Cmara de combustin. Cuerpo pulverizador. Toberas.En la parte superior de la cabeza desembocan los tubos de combustible (gasleo, fuelleo, queroseno, etc.), y oxidante (aire, oxigeno, acido ntrico, etc.) rodeados de agua como refrigerante del quemador. El diseo de un quemador tiene en cuenta las siguientes variables:Geometra de la llama Numero de toberas Longitud de llama Seccin Posicin relativa de los ejes de las toberas y del quemador Angulo de incidencia sobre las paredes del barreno Separacin de las toberas y la pared. Dimensiones relativas de las toberas.Termodinmica de la combustin: Presin de los gases. Geometra de las toberas. Relacin comburente combustible.La alimentacin del combustible y el oxidante se realiza a presiones prximas a 1 MPa, pulverizndose la mezcla a la entrada de la cmara de combustin. El diseo geomtrico de las toberas de escape aumenta la velocidad de los gases de combustin hasta alcanzar velocidades supersnicas. La temperatura de la llama en quemadores tipo oxigeno combustible alcanza valores prximos a 3000 C, por lo que es importante la refrigeracin tanto del quemador como de la interfase toberas roca. El agua de refrigeracin, al salir pulverizada por los orificios de la base del quemador, se vaporiza instantneamente enfriando las partculas rocosas fundidas e impulsndolas al exterior.En las rocas con buenas caractersticas de decrepitabilidad se utiliza aire, a una presin cercana a 1MPa, como sustituto del oxigeno, alcanzndose unas temperaturas del orden de 2000 C.En todos los casos, las temperaturas que se alcanzan en el quemador son de tal magnitud que si no se dispone de una adecuada refrigeracin se corre el riesgo de la fusin del mismo. Los quemadores estndar precisan del orden de 4m3/h de agua a una presin de 0,4 MPa.D. Rendimiento de perforacin:Como se ha reflejado anteriormente, el sistema de perforacin mediante llama basa su rendimiento en las caractersticas de decrepitabilidad de la roca, ms que es su capacidad para fundirla, ya que la diferencia en la velocidad de penetracin, segn se produzca un fenmeno u otro, es de dos o tres veces mayor en el primer caso que en el segundo.La tabla 3 refleja las caractersticas de velocidad de penetracin segn diferentes tipos de roca, y condiciones medias.Tabla 3. Rendimiento de la perforacinConceptosTipo de equipo

RotativoSuspendido

Dimetro medio del barreno (mm)Dimetro mnimo (mm)Consumo de fuelleo (l/h)Consumo de oxigeno (l/h)240165135285200125135285

Formacin rocosaVelocidad (m/h)

TaconitaJaspeLabradoritaCuarcitaDioritaDolomaGranito

3 76 127 129 1236 106 - 152 51 5---6 93 9

Otra forma de analizar los rendimientos de este sistema de perforacin es la de medir el volumen de roca excavado, y su relacin con el caudal de alimentacin, ya sea del combustible o del oxidante. La tabla 4 es una consecuencia de la anterior, en la que se pone de manifiesto el volumen de excavacin realizado para unas condiciones de penetracin similares, segn el tipo de equipo disponible y el caudal de inyeccin del oxidante.Tabla 4. Ritmo de excavacin.Tipo de equipoVelocidad de Penetracin (m/h)Volumen de Excavacin

Cm3/lO2dm3/h

RotativoSuspendido660,980,70280200

E. Aplicaciones del mtodoLos equipos rotativos y suspendidos de aplican fundamentalmente en la realizacin de de barrenos de gran dimetro (>150 mm), en formaciones rocosas especificas, tanto en minera como en obra civil.Una caracterstica intrnseca es la capacidad de modificar la conformacin cilndrica del barreno donde sea necesario, mejorndose el rendimiento del explosivo.La Fig. 6 refleja algunos ejemplos de configuracin del barreno cuando se utilizan quemadores en los cuales se ha modificado la direccin de las toberas, conforme la geometra del hueco buscado.Como se menciono anteriormente, los equipos manuales tienen su campo de aplicacin en las canteras de algunas rocas ornamentales de origen gneo como granitos, dioritas, etc. La utilizacin, permite la creacin de rozas o canales transversales a los bancos de explotacin, aunque por sus caractersticas de contaminacin acstica tiende a usarse cada vez menos.

Figura 6. Ejemplos de configuracin del barreno.F. Ventajas e inconvenientesLa ventaja ms importante de la perforacin trmica radica en la posibilidad de modificar o incrementar la configuracin volumtrica de un barreno en cualquier punto donde se requiera. Como consecuencia:1. Permite mejorar el rendimiento especfico de la perforacin, ya que hace posible aumentar los esquemas.2. Se incrementa la carga especfica de explosivo en aquellos puntos donde resulta ms necesario, como son el fondo del barreno, estratos intermedios ms competentes, etc.3. Se reduce la necesidad de sobreperforacin, lo que a su vez representa una mayor limitacin de los efectos de rotura que produce la voladura en la zona alta del banco inferior. 4. Permite la utilizacin de explosivos de menor costo, reduciendo tambin los efectos del ruido y vibraciones5. Permite reducir el volumen de retacado.Como inconveniente se pueden mencionar los siguientes:1. Requisitos de aplicabilidad muy estrictos en cuanto a caractersticas de la formacin a perforar.2. Elevados niveles de contaminacin acstica y de los gases de escape.3. Compleja infraestructura de suministro de fluidos.

2. PERFORACIN TRMICA POR DESINTEGRACIN DE LA ROCA A PARTIR DE CAMBIOS TRMICOS INDUCIDOS:Consiste en la desintegracin de la roca a partir de los cambios trmicos inducidos en la roca como consecuencia de la alternancia en la inyeccin, sobre las paredes del taladro, de un fluido como el vapor sobrecalentado, seguido de un ciclo de enfriamiento con nitrgeno liquido. Figura 7.

Figura 7. Dispositivo de inyeccin alternativa de fluidos

3. PERFORACION TERMICA POR FUSIN Y VAPORIZACAIN En este caso los mtodos existentes, todos ellos a nivel de desarrollo en laboratorio, aplican sobre la roca una fuente de energa de forma que se alcance la fusin y/o vaporizacin del materialAlgunos de los mtodos existentes se describen a continuacin: Chorro de plasma, que se produce como consecuencia de la descarga de una corriente elctrica a travs de unos electrodos en presencia de un flujo de gas a alta velocidad. Se alcanzan temperaturas en la gamma de 10.000 a 20.000 C. Figura 8.

Figura 8. Perforacin por plasma.

Chorro de electrones, que permite alcanzar concentraciones de energa del orden de 108 W/cm2 consiguiendo la fusin de cualquier roca, Fig. 9. El haz se produce al aplicar una tensin elctrica para acelera los electrones, desde un ctodo de carburo de tungsteno hacia un nodo. El haz una vez energetizado atraviesa una serie de dispositivos que mantienen la concentracin del haz dirigindolo hacia la roca a perforar. La potencia aplicable se limita a 30 KW para evitar riesgos derivados de radiaciones perjudiciales. Pruebas realizadas con una potencia de 9 KW sobre diversos tipos de roca han permitido establecer la energa especfica necesaria para su penetracin, como se muestra en la Tabla 5.

Figura 9. Perforacin por haz de electrones.Tabla 5. Penetracin de tipos de roca (B.W. Schumacher, 1969)

Chorro laser, Fig. 10, que concentra potencias superiores a 1010 W/cm2, aunque la eficiencia del haz decrece rpidamente con el aumento de la distancia. La investigacin de aplicaciones se orienta en la realizacin de rozas en la roca y en el debilitamiento de la estructura de la misma.

Figura 10. Dispositivo de haz laser.

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perforación no convencional en mineria

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