UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPANO FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS “MAQUINARIA MINERA” MAQUINAS PERFORADORAS SUBTERRANEAS PARA MINA SUBTERRANEA DOCENTE: ING. ANIBAL SUCARI LEON INTEGRANTES: DAVID CAHUANA YAPO TITE QUISPE GUIDO LENIN VENGOA RAMOS MAX PUNO - PERÚ 2019 I) 1.1.- METODOLOGIA DE INVESTIGACION MUESTRA DE INVESTIGACION El presente trabajo ha sido orientado y realizado mediante la ejecución secuencial de las siguientes actividades, el cual consta de lo siguiente. 1.2.- Recolección de Información Básica Reprogramación de Actividades Evaluación de elección de información. Procesamiento de la Información. Cálculos e inferencias de la información. Informe Final de Resultados. TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS 1.2.1.- Métodos de recolección de Información: Nuestra investigación será mixta, esto es, del tipo cuantitativo y cualitativo, ya que nos permitirá alcanzar nuestros objetivos específicos. Para este análisis seguiremos un diseño explicativo secuencial: Observación sistemática Técnica documental Análisis bibliográfico 1.2.2.- Herramientas: Software de Procesamiento de Datos de Texto (Microsoft Office Word 2016) Uso de Software de Referencias Bibliográficas (Mendeley) Referencias bibliográficas. Recursos online (Scielo, Sciencedirect) DESARROLLO DEL TEMA 1.3.- MAQUINA PERFORADORA SUBTERRANEA 1.3.1.- ¿Qué es una Máquina Perforadora? Las máquinas perforadoras son máquinas que están diseñadas para realizar operaciones de perforación en macizo rocoso o mineral, ya sea superficial o subterránea. Su propósito es abrir en la roca o mineral huecos cilíndricos llamados taladros, que están destinados a alojar o colocar explosivo y sus accesorios en su interior, los cuales son cargados y encendidos con chispa para posteriormente ser volados por acción del explosivo; pero por otro lado este taladro también se puede usar para otros fines, en ese caso permanecen intactos. En la práctica minera se requiere crear o perforar huecos cilíndricos en la roca con diferentes objetivos: Exploración y reconocimiento de yacimientos o depósitos minerales: cantidad y calidad. Estudios geotécnicos: propiedades de la roca. Inserción y detonación de cargas explosivas con fines de fragmentación. Colocación de elementos de refuerzo En general podemos considerar la perforación de rocas como una combinación de las siguientes acciones: Percusión: Impactos producidos por los golpes del pistón originan ondas de choque que se transmiten a la broca a través del varillaje. Rotación: Con este movimiento se hace girar la broca para que los impactos se produzcan sobre la roca en distintas posiciones. Empuje: Para mantener en contacto la broca con la roca. Barrido: Fluido de barrido que permite extraer el detrito del fondo de la perforación 1.4.- TIPOS DE MAQUINAS PERFORADORAS Podemos clasificarlas: Por la fuente de energía Por el método mecánico de perforación Por el apoyo con que cuentan Para labores subterráneas requeridas 1.4.1.1.4.1.1.- Por la Fuente de Energía Perforadora ígnea o térmica (Jet piercing, chorro taladrante) Se basa en la decrepitación de la roca gracias a los rápidos cambios de temperatura Producidos por chorros de gases de combustión de 2200 °C a 3000 °C y a una velocidad supersónica de 1800 m/s, alternados con chorros de agua y por el giro de la Columna de perforación. El proceso de penetración depende de la decrepitabilidad de la roca, que se basa en la diferente capacidad de rotura de los cristales constituyentes de las rocas como consecuencia de su poca o mucha conductibilidad, en que ciertas partes se calientan con mayor rapidez que otras. El kerosene y oxígeno gaseoso son aportados por conductos de la columna de perforación a la cámara de combustión del mechero de reacción, donde se atomiza el combustible y se mezcla con el oxígeno alcanzando altas temperaturas y estos productos de combustión son proyectados desde las boquillas del mechero de reacción con una velocidad supersónica y funden la roca, para luego recibir una inyección de agua fría, que también se Transporta por el interior de la columna de perforación, que agrietan la roca. 1.4.1.2.- Perforadoras Eléctricas Utiliza perforadoras rotativas manuales y de columna con motor eléctrico de 220 voltios, profundizando el barreno helicoidal de 36 a 42 mm de diámetro y hasta 1 metro de avance del taladro. Es aplicado en rocas calizas, pizarras, areniscas, cascajo, arcilla compacta; es decir en rocas de resistencia mecánica resistente, mediana y terrosa según M. Protodiakonov. La perforación y el barrido de los detritus es en seco. Se oprime el botón de accionamiento iniciándose la rotación del motor que es transmitido por medio del reductor, al barreno; la presión es ejercida por el perforista o por el pistón de avance. El detritus es evacuado sacando e introduciendo alternativamente la varilla helicoidal, sin detener la perforación. Oprimiendo el botón de parada, se detiene su funcionamiento. 1.4.1.3.- Perforadoras de Carburación (combustible) Son perforadoras manuales (jack hammer) de percusión y/o rotación con motor a gasolina, ideal para pequeñas tareas de perforación (motoperforadora) y rompimiento de hormigón y compactadora (rompedora), en todo caso hacia abajo. El encendido es electrónico mediante un dispositivo de arranque (empuñadura, muelle, polea, toma de fuerza y cuerda) La máquina funciona bajo el principio de pistones opuestos que se desplazan en un mismo cilindro. 1.4.1.4.- Perforadoras Neumáticas Se realiza mediante el empleo de una perforadora convencional; usando como energía el aire comprimido, para realizar huecos de diámetro pequeño con los barrenos integrales que poseen una punta de bisel (cincel); que se encarga de triturar la roca al interior del taladro en cada golpe que la perforadora da al barreno; y mediante el giro automático hace que la roca sea rota en un círculo que corresponde a su diámetro; produciéndose así un taladro. El fluido de accionamiento en el caso de la perforación neumática es aire comprimido a una determinada presión, normalmente de valores comprendidos entre 7 y 25 bar. 1.4.1.5.- Perforadoras Hidráulicas Las perforadoras hidráulicas funcionan con aceite hidráulico a 100-250 bar de presión. Esta presión, que es de 15 a 35 veces superior a la del aire que alimenta los martillos neumáticos, permite en los martillos hidráulicos que el área de trabajo del pistón sea muy pequeña y prácticamente reducida a un insignificante resalte del mismo, por lo que adquiere un perfil longitudinal casi rectangular y muy estilizado Este pistón, por su forma geométrica distinta de la de un pistón de martillo neumático, genera una onda de tensión sobre el varillaje también diferente. Se trata de una onda de forma escalonada y de período 2L/c, cuyo primer escalón en los martillos hidráulicos tiene una forma prácticamente rectangular, mientras que en los neumáticos presenta un pico, originado justamente por la parte más ancha del pistón. 1.4.1.6.- Perforadoras Sonicas Es una forma avanzada de perforación que emplea el uso de alta frecuencia, energía resonante generada dentro de la cabeza Sonic para avanzar un barril de núcleo o carcasa en formaciones subsuperficiales. Durante la perforación, la energía resonante se transfiere por la sarta de perforación a la cara de la broca a varias frecuencias sónicas. La rotación simultánea de la sarta de perforación distribuye de manera uniforme la energía y el impacto en la cara de la broca. La energía resonante se genera dentro de la cabeza Sonic mediante dos pesas que giran en sentido contrario. Un sistema de aislamiento neumático dentro del cabezal Sonic evita que la energía de resonancia se transmita al equipo de perforación y dirige preferentemente la energía hacia abajo de la sarta de perforación. 1.4.2.- 1.4.2.1.- Por el método Mecánico Perforadoras a Percusión Esta denominación engloba todas aquellas formas de perforación en las que la fragmentación de la roca se produce básicamente por impacto de un útil de filo más o menos aguzado sobre la misma. Los sistemas de percusión simple son todavía utilizados en algunos equipos viejos de perforación de pozos de agua (perforadoras de cable), que básicamente consisten en un trépano en forma de cuchilla con el filo inferior más o menos aguzado y que, suspendido de un cable, se deja caer sobre el fondo del pozo. E éste fondo se retiran periódicamente los fragmentos producidos mediante un útil especial (cuchara) que los recoge junto con una cierta cantidad de agua que se añade para facilitar la operación. Este sistema se encuentra en la actualidad totalmente obsoleto. Los equipos percusivos se clasifican en dos grandes grupos, según donde se encuentre colocado el martillo: Martillo en cabeza. En estas perforadoras dos de las acciones básicas, rotación y percusión, se producen fuera del taladro, transmitiéndose a través de una espiga y del varillaje hasta la broca de perforación. Los martillos pueden ser de accionamiento neumático o hidráulico. Martillo en fondo. La percusión se realiza directamente sobre la broca de perforación, mientras que la rotación se efectúa en el exterior del barreno. El accionamiento del pistón se lleva a cabo neumáticamente, mientras que la rotación puede ser neumática o hidráulica. Las ventajas principales, que presenta la perforación Percusiva son: Es aplicable a todos los tipos de roca, desde blandas a duras. La gama de diámetros de perforación es amplia. Los equipos son versátiles, pues se adaptan bien a diferentes trabajos y tienen una gran movilidad. Necesitan un solo hombre para su manejo y operación. 1.4.2.2.- Perforadoras Rotativas Bajo esta denominación se agrupan todas aquellas formas de perforación en las que la fragmentación de la roca se produce básicamente por compresión, corte o por la acción combinada de ambos. Un empuje sobre el útil de perforación que supere la resistencia a la compresión de la roca y un par de giro que origine su corte por cizalladura, son las dos acciones básicas que definen la perforación rotativa. Dentro de este grupo se encuentra la: Perforación por corte Perforación con triconos de diamante Perforación con coronas diamantinas 1.4.2.3.- Perforadoras a Rotopercusión La perforación a rotopercusión es el sistema más clásico de perforación de barrenos y su aparición en el tiempo coincide con el desarrollo industrial del siglo XIX. La perforación a rotopercusión se basa en la combi' nación de las siguientes acciones: Percusión. - Los impactos producidos por el golpe del pistón sobre la culata del barreno, srcinan unas ondas de choque (Energía cinética) que se transmiten al inserto a través del barreno. El desplazamiento de esta onda se realiza a alta velocidad. Rotación. - La rotación hace girar al barreno entre impactos sucesivos y tiene como misión hacer que el inserto impacte sobre lugares distintos de la roca en el fondo del taladro. Empuje. - Es necesario que el inserto se encuentra en contacto permanente con el fondo del taladro a fin que la energía cinética se transmita a la roca. Los extremos del empuje Barrido. - Para una perforación efectiva, es necesario que el fondo del taladro se encuentre libre del detritus producido justo después de su formación. Evita la retrituración, el sobre consumo de energía, el desgaste del inserto sin beneficio y el riesgo de atascos (plantado del barreno). 1.4.3.- Por el apoyo con que cuentan 1.4.3.1.- Perforadoras Manuales Las máquinas perforadoras manuales son máquinas que están diseñadas para realizar operaciones de perforación en macizo rocoso o mineral, ya sea en superficie o subterráneo, que son accionados por una energía neumática. A.- Perforadora Jack-Leg Perforadora con barra de avance que puede ser usada para realizar taladros horizontales e inclinados, se usa mayormente para la construcción de galerías, subniveles, Rampas; utiliza una barra de avance o pata neumática para sostener la perforadora e inclinarla hasta un Angulo bastante pronunciado y proporcionar comodidad de manipulación al perforista, también se le usa para hacer taladros en los “stopes”. La Jack-Leg tiene como objetivo la perforación horizontal o sea la perforación de los frentes de las galerías; el dispositivo de empuje, o sea la pata neumática, permite inclinar la perforadora hasta un ángulo bastante pronunciado. (i).- Caracteristicas (ii).- Partes del Jack Leg Toda máquina perforadora se divide en tres partes principales: el Frontal, el Cilindro y la Cabeza; estas tres partes van unidas entre sí por medio de dos pernos alargados con sus tuercas llamados “tirantes” que están situados a lo largo de la máquina y a ambos lados de ella. El FRONTAL lleva las siguientes partes: La bocina que tiene por objeto recibir la espiga del barreno y hacerlo girar. La grampa con sus resortes, que va al extremo del frontal y cuyo objeto es sujetar al barreno y sacarlo de los taladros. En la parte inferior del frontal es que el martillo golpea el extremo o la culata del barreno. Las dos orejas donde se ajustan las tuercas de los tirantes. CILINDRO es la parte más alargada de la máquina y en ella podemos ver: Dos guías laterales donde asientan los tirantes. Un hueco por donde sale el aire. En el interior del cilindro se encuentran los mecanismos que producen el golpe y la rotación del barreno, siendo la pieza más grande y costosa de una máquina. En algunos modelos, además, hay un tapón con rosca por donde se puede echar el aceite para la lubricación, lo que no es necesario si se usa un lubricador especial. CABEZA comprende las siguientes partes: Los conductos de entrada del aire y agua con sus conexiones y cedazos. La válvula de mando para poner en funcionamiento la perforadora o simplemente para “soplar”. La aguja de agua se introduce en la máquina por el extremo libre de la cabeza y va asegurada por un tapón con rosca, el agua recorre la aguja a lo largo de la máquina y por el centro de esta hasta llegar a la espiga del barreno. En la cabeza se hallan las cabezas de los tirantes, que en las Stoper aseguran la pata o empujador con la perforadora, haciendo una sola pieza; y en las Jack-leg aseguran la manilla o empuñadura LOS EMPUJADORES En las perforadoras Jack Leg el pie de avance o pata neumática consiste en un cilindro o tubo con un pistón dentro, teniendo el extremo inferior del pie una uña y una punta al centro, con el objeto que se asienten en el piso. Es manejado el pie desde la misma perforadora mediante una válvula. El pie de avance tiene su agarradera que facilita su manejo y transporte. (iii).- Funcionamiento Cuando se usa una perforadora Jack Leg lo que se hace en primer lugar, es situar bien el pie de avance y luego al abrir la válvula de aire del pie. El pistón se levantará sosteniendo la perforadora, mientras que el cilindro del pie de avance permanecerá fijo contra el terreno apoyándose mediante la uña y la punta. Luego se empieza a perforar y a medida que el taladro se va profundizando tenemos que ir desplazando hacia adelante la perforadora, para lo cual abriremos algo más la válvula del pie de avance con lo que el pistón hará avanzar a la perforadora, o como se dice corrientemente, lo “alimentara”. Una vez introducido todo el barreno detendremos la acción de la perforadora y al cerrar la válvula del pie, podremos hacer retroceder la maquina con un ligero esfuerzo, hasta sacar todo el barreno. El pie de avance sirve no solo para sostener la perforadora, sino que también para regular mejor la operación dela misma (iv).- Ventajas Reduce los esfuerzos del perforista para sostener la perforadora, para que la maquina no se desvié. El avance mecánico acelera las operaciones y simplifica el cambio delos barrenos. Se pueden hacer perforaciones con un ángulo bastante pronunciado con relación a la horizontal. Se pueden usar maquinas más pesadas y potentes. El pie de avance es simple, tiene pocas partes que se desgastan; bajo costo de mantenimiento (v).- Desventajas Necesita de lubricación constante La producción es menor que utilizando un jumbo Necesita de una compresora que le suministre energía (aire). No se puede hacer perforaciones de gran longitud La vida útil es muy corta y el esfuerzo que realiza es grande B.- Perforadora Stopper Perforadora que se emplea para la construcción de chimeneas y tajeado en labores de explotación (perforación vertical hacia arriba). Está constituido por un equipo perforador adosado a la barra de avance que hace una unidad sólida y compacta. La Stopper está diseñada para hacer perforaciones verticales o muy cerca a la vertical; así, por ejemplo, en las chimeneas esta máquina es insustituible; su otro campo de aplicación son los “Stopes” de Shrinkage, Corte y Relleno, etc. (i).- Caracteristicas La perforación neumáticas tipo Stoper se realiza con barreros cónicos de 02, 04, y 06 pies de longitud y brocas de 38 mm. de diámetro, malla de perforación tipo hilera y zigzag, con burden de 0.25 m a 0.30 m y espaciamiento de 0.30 m. Sus características son: Alta velocidad de penetración Alta torsión Controles de operación convenientes Botón de retracción de la pierna de avance (ii).- Accesorios Barreno. - (juego) 3 pies (patero), 5 pies (seguidor). Saca barrenos. - construido de un barreno roto, que encaja perfectamente en el hexagonal del barreno, para hacer la función de una llave, a fin de mover el barreno plantado. Cucharilla. - Sirve para limpiar del taladro las partículas de roca o mineral, que se encuentran dentro. Atacador de madera. - Sirve para cebar el taladro y aumentar la densidad del explosivo. Botella de aceite. - (para la lubricadora de la perforadora). Llave Stilson. Tanque de agua o Botella de Perforación, sirve para realizar el barrido del taladro, así como el enfriamiento del barreno y evitar el polvo durante la perforación. Mangueras para agua y Aire. - (1/2” y 3/4”). Brocas C.- Perforadora Jack Hammer Son perforadoras usadas para la construcción de piques, realizando la perforación vertical o inclinada hacia abajo; el avance se da mediante el peso propio de la perforadora, estas pueden ser accionadas neumáticamente, electromecánicamente. En una neumática combina un martillo directamente con un cincel, los martillos están típicamente accionados por aire comprimido, pero alguno usa motores eléctricos, también pueden utilizarse en construcción y mantenimiento de instalaciones tales como la rotura de hormigón reforzado, trabajos pesados en carreteras, corte de asfalto, corte de suelo congelado, corte de rocas no consolidadas y trabajos de demolición en general Jack Hammer neumático Usa aire comprimido como la fuente de poder. El suministro de aire usualmente viene de un compresor de aire portátil conducido por un motor de diesel. Además, los compresores de aire típicamente incorporan humedad en el aire comprimido para refrigerar el martillo perforador. (i).- Partes Principales (ii).- Características Las perforadoras Jack hammer son perforadoras que cuentan principio de perforación rotopercusivo y tienen el principio de perforación de martillo en cabeza algunas especificaciones se muestran a continuación: (iii).- Ventajas En minería por su tamaño no es necesario que las labores sean muy grandes. Procedimiento rápido (30 a 100m al día) Puede usarse en rocas duras no muy permeables. Realiza perforaciones verticales e inclinadas hacia abajo y también inclinadas. El avance se da mediante el peso mismo de la perforadora. Los repuestos no son tan caros como de las perforadoras que se utilizan en una minería mecanizada. Los componentes de la jack-hammer son intercambiables. Gran simplicidad, fiabilidad y bajo mantenimiento. Facilidad de reparación Precios de adquisición bajos (iv).- Desventajas Necesita de lubricación constante. Alto nivel sonoro (aunque actualmente viene con un silenciador que mitiga el exceso de ruido). Desvío de la perforación. Necesita de una compresora que le suministre energía (aire). No se puede hacer perforaciones de gran longitud. La vida útil es muy corta y el esfuerzo que realiza es grande. Longitud de perforación limitadas Desgaste por onda de choque en sarta. No es posible realizar perforaciones sobre superficies inclinadas y/o verticales. 1.4.3.2.- De avance automático (mecanizado) Los equipos de perforación que más se utilizan en labores de interior son los siguientes: Jumbos para excavación de túneles y galerías, explotaciones por corte y relleno, por cámaras y pilares. Perforadoras de barrenos largos en abanico en método de cámaras por sub-niveles. Perforadoras de barrenos largos para sistemas de cráteres invertidos y cámaras por banque A.- Equipo Jumbo Su nombre técnico es jumbo de perforación la cual la función principal de esta máquina es la perforación de frentes de trabajo para posteriormente realizar las tronadoras correspondientes. Este equipo es muy eficaz y confiable el cual su tiempo de trabajo es muy inferior a como se realizaba antiguamente por lo cual es de gran ayuda para una mayor y segura productividad. (i).- Usos Los jumbos son equipos de laboreo minero utilizados en galerías y labores de avance (horizontal). Avance de túneles y galerías. Bulonaje y perforación transversal. Banqueo con barrenos horizontales. Minería por corte y relleno. (ii).- Partes Sus componentes principales son: Mecanismo de traslación Sistema de accionamiento Los brazos Las deslizaderas Martillos generalmente hidráulicos (iii).- Brazo Hidráulico La herramienta del jumbo hidráulico está ubicada en un brazo hidráulico telescópico. La rotación se realiza por la viga de la deslizadera, que se da vuelta alrededor del brazo. Las secciones tanto delanteras como posteriores del brazo tienen un sistema de suspensión de tres puntos. Cada sistema de suspensión de tres puntos consiste de dos cilindros hidráulicos 2 y 5. Los cilindros están conectados en series en pares, para dar un paralelismo automático en los planos tanto vertical como horizontal. (iv).- Características Radio de giro interno: 3 a 5m Radio de giro externo: 5 a 10m Diámetros de perforación: 38-48 mm Largo barra: 3-5.5 m Capacidad de vencer pendientes: 5-10-15-25% Velocidad de desplazamiento: 12- s o ruedas. (v).- Ventajas Las ventajas de la tecnología en los jumbos de perforación son: Ahorro de mano de obra Menor tiempo de perforación Menor sobre perforación Control de la operación Ahorro en varillaje y explosivos Menores costos de excavación y seguridad en el trabajo Ahorro en el consumo de energía debido a que las perforadoras hidráulicas consumen 1/3 de la energía que requiere una perforadora neumática de igual rendimiento. No existe escape del aire comprimido, por tanto, reduce el ruido. Entre las pocas desventajas que posee es que son muy pesadas, por lo que requiere todo un sistema de soporte para su operación y que, por su sofisticación, requieren personal altamente capacitado para su mantenimiento y manejo. (i).- Principales fabricantes ALIMAK ATLAS COPCO BOHLER MONTABERT TAMROCK, ALIMAK INGERSOOLLRAND LE ROI etc. B.- Equipo Simba Jumbo radial (simba) Utilizado principalmente en minería subterránea Son equipos que funcionan con energía eléctrica y aceite hidráulico Montados sobre ruedas Rendimiento en condiciones óptimas es de 6000 a 8000mts mensuales barrenados e barras según método de explotación. Inclinación respecto el plano vertical entre 0 y 30 grados 1.4.4. Por labores subterráneas requeridas Perforación manual: Equipos ligeros operados por perforistas. Utilizados en trabajos de pequeña envergadura donde principalmente por dimensiones no es posible utilizar otras máquinas o no está justificado económicamente su empleo. Perforación mecanizada: Los equipos de perforación van montados sobre unas estructuras (orugas), donde el operador controla en forma cómoda todos los parámetros de perforación. Perforación de banqueo: Perforaciones verticales o inclinadas utilizadas preferentemente en proyectos a cielo abierto y minería subterránea (L.B.H.). Perforación de avance de galerías y túneles: Perforaciones preferentemente horizontales llevadas a cabo en forma manual o en forma mecanizada (jumbos). Perforación de producción: Término utilizado en las explotaciones mineras a trabajos de extracción de mineral (estéril). Los equipos y métodos varían según el sistema de explotación. Perforación de chimeneas: Labores verticales muy utilizadas en minería subterránea y obras civiles. Se utilizan métodos de perforación especiales, entre los cuales destacan el método Raise Boring y la jaula trepadora Alimak. Perforación con recubrimiento: Utilizado en materiales poco consolidados, en perforación de pozos de captación de aguas y perforación es submarinas. Sostenimiento de rocas: Utilizado para la colocación de pernos de anclaje en labores subterráneas principalmente. 1.5.- PARTES DE UNA MAQUINA PERFORADORA 1.5.1.- Cabeza la que está compuesto por los conductos de entrada de aire y agua, manijas de mando, aguja de agua, cabezas de los tirantes. La palanca de mando con su respectiva válvula que sirve para poner en funcionamiento la maquina tanto el sistema de rotación percusión esta también utiliza para el soplado. 1.5.2.- Cilindro Es la parte central y la mas alargada de quina, compuesto por dos guías laterales, agujero que sirve de escape del aire utilizado el movimiento del martillo, mecanismos que producen el golpe y rotación del barreno. Dos guías laterales donde se asienta los pernos alargados (tirantes). Dos o a veces uno, agujeros de escape o salida de aire después de haber realizado en trabajo de percusión y rotación en el interior de la máquina. El mecanismo de percusión que es producido por el pistón (martillo), que trabaja en el interior del cilindro que realiza un movimiento lineal y recta que transmite el golpe al culatin del barreno. 1.5.3.- Frontal Es la parte que recibe la espiga del barreno, está compuesta por bocina que es la parte que aloja la espiga del barreno encargándose de girar, la grapa con sus respectivos resortes cuya función es la de sujetar el barreno, las orejas que sirven para asegurar los tirantes y en la parte interna se tiene el martillo encargado de golpear la culata del barreno 1.5.4.- Pie de Avance o pata neumática En las Jack-leg es parte de la perforadora compuesta por un cilindro con un pistón dentro, en el extremo inferior está provisto de punta de una uña cuyo objeto es la de fijar en el piso y evitar su deslizamiento, está también provisto con una manija que sirve para su manipulación y trabaja con aire comprimido en forma sistemática con la perforadora. 1.5.5.- Accesorios de perforación 1.5.5.1.- Barrenos Son varillas de acero que tienen por objeto transmitir el golpe de las máquinas al terreno donde se realiza la perforación produciéndose el taladro como resultado del trabajo. El extremo del barreno más filos está provisto de uno o más filos cortantes (insertos de carburo de tungsteno) de mayor dureza que la roca, según el dispositivo de corte, los barrenos pueden ser intégrales y/o barrenos con brocas descartables. A.- Juegos de Barrenos Un juego de barrenos está constituido por: NOMBRE LONGITUD a.- Patero 3pies (0.8 m) b.- Seguidor 5pies (1.6 m) c.- Pasador 1.5.5.2.- 8pies (2.40 m) DE PASTILLA 40mm 39mm 38mm. Brocas Estos dispositivos tienen los filos cortantes dispuestos en cruz y entran en los extremos de los barrenos a presión y/o son con rosca. 1.5.5.3.- Mangueras Generalmente se usan mangueras para aire y mangueras para agua. Los de aire son de 1 pulgada y los de agua son de ¾ pulgadas. 1.5.5.4.- Lubricadores Sirven para la lubricación y son unos depósitos pequeños que se intercalan en la manguera de aire, y que una vez lleno de aceite, aseguran una alimentación constante para su lubricación. 1.6.- CUIDADO Y MANTENIMIENTO DEL EQUIPO DE PERFORACION 1.6.1.- Mantenimiento General. Razones del cuidado y mantenimiento del equipo El mantenimiento del equipo de perforación es de vital importancia, ya que se trata de máquinas delicadas, de precio elevado, y que efectúan un trabajo en condiciones muy difíciles dentro de la mina. El principio fundamental del mantenimiento es el hacerlo constantemente y a intervalos regulares, de nada serviría hacerle un buen servicio al equipo ocasionalmente. El trabajo que realiza una máquina es tan duro, que, no obstante, el cuidado y el mantenimiento que tengamos con ella, siempre podrá presentarse un desperfecto en cualquier momento, razón demás para esmerarnos en darle un trato adecuado. Por qué debe hacerse el mantenimiento De lo dicho anteriormente, el cuidado y el mantenimiento del equipo de perforación deben hacerse por las siguientes razones: ­ Porque prolonga la vida de la perforadora y demás equipo. ­ Porque se disminuyen los gastos de frecuentes reparaciones. ­ Porque cada vez que utilicemos el equipo, obtendremos un servicio eficiente que nos ahorrará mucho tiempo, dificultades y accidentes. ­ Porque se evita la pérdida de tiempo y de dinero en el transporte al taller de reparaciones. 1.6.2.- Reglas para el buen mantenimiento Antes de la operación ­ Cuando tenga que transportar la máquina, sosténgala firmemente y tenga cuidado de no resbalar o tropezar; si la perforadora se cae o choca contra la roca, puede romperse o rajarse el frontal, la manilla, etc ­ Depositar la máquina y sus accesorios y herramientas en un lugar apropiado, limpio y seco, y que no esté expuesto a caídas de rocas o al alcance de la locomotora y carros en tránsito. ­ Las máquinas deben colocarse paradas sobre el empujador y con las entradas de aire y agua tapadas con sus tapones, y en el caso de Jack-leg, con la bocina hacia abajo. Los barrenos deben apoyarse en el suelo sobre la pastilla a fin de evitar que se ensucien o dañen las espigas. Las mangueras se deben enrollar ordenadamente y no deben estar en las proximidades de la línea, de modo que puedan ser cogidas por los carros o locomotora. Hacer lo mismo con las herramientas, atacadores, cucharas, etc. ­ Chequear constantemente el estado de la perforadora: los tirantes deben estar bien ajustados, no debe haber pérdidas o escapes por las entradas de aire y agua, lubricar la máquina, verificar que funciona bien la rotación de la bocina y el golpe del martillo. Cualquier inconveniente que impidiera que la máquina trabaje bien, debe ser motivo para avisar temprano, a primera hora al capataz y llevar la máquina al taller para su revisión. Está absolutamente prohibido desarmar o tratar de reparar una máquina en el lugar de trabajo. ­ Chequear el estado de los barrenos, verificando el tamaño de las espigas, el collarín, el culatín. etc. No debe usarse barrenos con la pastilla sin filo, “chupados”, etc., porque harán trabajar a la máquina excesivamente y. además. Dificultan el avance de la perforación (barrenos “plantados”. barrenos rotos, etc.). ­ Las mangueras deben estar en buenas condiciones, con sus conexiones completas y sin que se produzcan escapes. Si hay pequeñas roturas, hacerlas reparar antes que se agraven y lleguen a romperse las mangueras. Las conexiones deben estar con hilos en buen estado, bien ajustadas y chequear siempre que estén limpias; aceitarlas de vez en cuando. Durante la Operación ­ Al empezar a usar el equipo se debe tratar con cuidado la máquina, los barrenos y las mangueras, no siendo necesario hacer movimientos forzados que puedan dar lugar a golpear la máquina o barrenos contra la roca. ­ Chequear constantemente que el pie de avance se halle bien apoyado sobre el piso, porque se puede mover durante el trabajo y hacer caer la perforadora. De igual modo, las mangueras deben estar dispuestas ordenadamente a fin de que no sufran quebraduras, torceduras, etc. al pisarlas o con el mismo trabajo. ­ Si al perforar un taladro el barreno avanza con dificultad, no hay que forzar la perforadora con una presión excesiva de las manos, porque podría sufrir, especialmente el frontal o el martillo. En general, la presión que debemos darle a una Jack-leg con las manos debe ser moderada; en cuanto a la Stoper, no necesita darle presión sino sólo sostenerla. ­ Si un barreno se “planta” no debemos jamás golpearlo o tratar de sacado sin retirar la máquina, pues, especialmente los golpes dañan el frontal, rajándolo o rompiéndolo, lo mismo que a la grampa. ­ Cuando se use la grampa de la máquina para sacar un barreno del taladro ya perforado, no forzar demasiado y no hacer trabajar la máquina, sino apenas como para producir una pequeña vibración, pues de lo contrario se puede romper la grampa o la espiga del barreno; es indispensable chequear para este caso que los resortes de la grampa se hallen en su debida tensión o ajuste. No usar nunca este sistema para sacar un barreno “plantado”. ­ Alinear bien la máquina con el barreno, para evitar el prematuro desgaste de la bocina de la máquina; asimismo, evitar el uso de barrenos con el collarín defectuoso. ­ Empezar siempre un taladro con el “patero”, pues si usamos un barreno largo puede torcerse e incluso romperse y producir un accidente; además, la pastilla se “chupa” innecesariamente antes de tiempo y puede “plantarse” el barreno. Seguir después en orden el taladro con el “seguidor” y luego el “pasador”. ­ Empezar el taladro abriendo gradualmente la llave de mando de la perforadora y mantenerla parcialmente abierta durante el “empate”. Si se abre la válvula violentamente, puede dañarse el martillo. ­ Durante la perforación, controlar y mantener la dirección del taladro y el barreno, sin desviar la máquina, de lo contrario el barreno se tuerce y puede romperse. ­ Usar siempre agua a fin de prolongar la vida de la pastilla y evitar el polvo que daña tanto la salud del perforista como el mecanismo interior de la máquina. Graduar el agua en la gamarrilla de modo que el chorro de agua tenga 18" de longitud. ­ Usar apropiadamente las herramientas, así por ejemplo, no usar la llave Stillson para sacar un barreno plantado; no golpear con las llaves, etc. Después de la operación ­ Desconectar cuidadosamente la máquina de sus accesorios, usando las herramientas apropiadas. ­ Lavar la máquina y sus accesorios; colocar el tapón de rosca en la entrada de aire y el tapón de madera en la bocina. ­ Transportar y guardar el equipo en un lugar seguro, limpio, y lejos de la acción del disparo. ­ Cualquier falla que se haya observado en el equipo durante la operación por pequeña que sea, debe reportarse al capataz a la salida de la guardia. 1.6.3.- Mantenimiento Periódico Aparte de los cuidados y el mantenimiento que tenemos que dar al equipo de perforación cada vez que lo usamos, es necesario enviar al taller la máquina con su lubricador para que le hagan una revisión y limpieza, pues con el trabajo diario se van acumulando pequeñas partículas en el mecanismo interior y además, hay piezas que deben ser reemplazadas cuando presentan bastante desgaste. Esta revisión y limpieza se acostumbra hacer cada 15 días y permite mantener el equipo siempre en óptimas condiciones. En cuanto a los barrenos, el mejor sistema es el de sacarlos todos los días y entregados a la bodega, donde un mecánico chequeará diariamente el desgaste de la pastilla, así como la espiga, separando los que se hallen en malas condiciones, para su reparación; de esta manera, se dispondrá siempre de barrenos en buen estado. Los otros accesorios, como mangueras, no es necesario sacarlos diariamente, sino cuando presenten signos de alguna avería. Las herramientas sí es obligatorio entregar a la bodega al final de la guardia. 1.6.3.1.- Lubricación Para comprender mejor lo que es la lubricación veamos antes que es el rozamiento o la fricción. Fricción o rozamiento es la resistencia que un cuerpo opone a que otro cuerpo se deslice sobre su superficie; así por ejemplo, si tenemos dos blocks de madera y tratamos de hacer deslizar uno sobre otro veremos que tenemos que hacer cierta fuerza para conseguido; esto es debido: 1º al peso del block que queremos hacer deslizar, y 2º a la fricción que hay entre las dos superficies en contacto de los dos block. Si pudiéramos ver con una lupa de aumento las dos superficies, notaríamos que ambas presentan una gran rugosidad, que es lo que impide que resbalen o se deslicen. Pero si entre las dos superficies colocáramos una serie de bolas, entonces resbalarían fácilmente; el papel del lubricante es hacer el trabajo de las bolas, y en la práctica así sucede, pues las moléculas del lubricante son como pequeñas bolitas colocadas entre ambas superficies. Efectos de la fricción: Cuando dos o más superficies están en contacto y en movimiento, por ejemplo, las piezas interiores de una máquina, se producen tres hechos de mucha importancia: ­ La fricción produce desgaste de las superficies. ­ Se produce calor o calentamiento de las superficies. ­ Gran parte de la fuerza de la máquina se pierde en vencer la fricción. Podemos ver en seguida la gran importancia de la correcta lubricación de una máquina perforadora, pues, como sabemos, en el interior de la máquina hay numerosas piezas que trabajan muy juntas unas de otras y a gran velocidad, y si hiciéramos trabajar a esta máquina aunque sea unos minutos sin aceite, se produciría el desgaste inmediato del mecanismo interior. Consecuencias de una lubricación deficiente ­ Desgaste excesivo de la máquina. ­ La máquina puede n calentar. ­ En los períodos de descanso la máquina está expuesta a la corrosión. ­ Trabajará despacio, sin su velocidad normal. Consecuencias de una lubricación con aceite sucio ­ Las piezas interiores de la máquina pueden pegarse dificultando el funcionamiento normal de la misma. ­ Rápido desgaste de las piezas interiores de la máquina, al actuar el aceite como un abrasivo. II) CONCLUSIONES ­ De lo que pudimos obtener con la ayuda de este informe sobre los equipos de perforación en minería subterránea, es que las características de los diferentes equipos que nos facilitan a una mejor selección, varían según la labor que les corresponda, ya que estos equipos van cambiando según: tamaño, diámetro de perforación, largo de barras, tipos de cabezal, energía, adaptabilidad en el terreno, velocidad de desplazamiento, facilidad de operación y mantenimiento, además de los costos de adquisición. ­ Es por ello que debemos analizar y estudiar el yacimiento considerando su mineralización, ubicación geográfica, años de vida de la mina y método de explotación para poder determinar si el equipo cumple con las expectativas exigidas. ­ El desarrollo paralelo de equipos más potentes y aceros más resistentes y eficientes tienen la finalidad de satisfacer las altas exigencias de los usuarios. Todos estos avances tecnológicos por mínimos que parezcan, apuntan a satisfacer la creciente necesidad que tienen las empresas de maximizar rendimientos y minimizar tiempos de perforación para una mayor rentabilidad de la mina y mayores beneficios. III) BIBLIOGRAFIA [1] Arroyo Rosa, J. (2014). Compresores de Aire. Temarios formativos profesionales, 3245. [2] Caceres, R. (15 de Enero de 2016). Partes del. Obtenido de https://www.partesdel.com [3] Camac Torres, A. (2014). Tecnologia de Explosivos. Puno: FIM - UNA. [4] Donayres , Q. (1995). Maquinaria Minera I. Cusco: UNSAC. [5] Donayres, Q. (1995). Maquinaria Minera II. Cusco: UNSAC. [6] Ingenieros de Minas del Peru. (2017). Mineria : Competitividad y Sostenibilidad. Mineria, 58-60. [7] Mano, C. (21 de Febrero de 2017). Puro Motores. Obtenido de https://www.puromotores.com [8] Marin Paucara, E. (2014). Maquinaria Minera subterranea. Puno: FIM - UNA. [9] Novitzky, A. (1966). Transporte y Extraccion en Minas a Cielo Abierto. 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