Sesion 7 - Pervol

Perforación a percusión Unidad II - Sesión 7 Ing. Jesús G. Vilca Pérez

¿CÚAL ES EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA PERFORACIÓN a percusión?

PERFORACIÓN percusiva • Es la creación de un agujero en la roca basada en el principio de PERCUSION con efectos de golpe y corte, como el que ejerce un cincel por efecto de golpe con un martillo; teniéndose dos tipos de perforación percusiva: • Perforación percusiva por impacto libre:

• Usado para perforaciones verticales en exploraciones y para roca suave a semiduras, y en bancos para explotación. • La penetración en la roca se produce por la descarga de energía por la caída por gravedad del elemento triturante denominado trépano; existen dos tipos de acuerdo al sistema de suspensión del trépano: • Por impacto libre, por medio de un cable flexible (Sistema pensilvaniense), Utilizado para abrir taladros de profundidades y diámetros grandes (muy lento). • Por impacto libre, por medio de varillas o tuberías (Sistema canadiense), Para diámetros y profundidades pequeñas.

PERFORACIÓN percusiva • COMPONENTE FUENTE: • Es la maquina encargada de levantar el trépano y dejar caer libremente de una altura determinada en forma continua, cuyos elementos principales son:

PERFORACIÓN percusiva COMPONENTE TRANSMISOR • Son los elementos a través de los cuales se transmite la energía de impacto, conformado por los elementos fundamentales: • El cable de suspensión e izaje • El lastre, compuesto por: la montera que une el cable con las tijeras, las tijeras que sirven para liberar el trépano en caso de que se atasque en el fondo del taladro y la barra de carga que otorga un peso suplementario.

PERFORACIÓN percusiva COMPONENTE APLICADOR • Es el componente denominado trépano que hace contacto o impacta contra la roca cumpliendo las siguientes funciones: • Romper la roca insitu en trozos • Triturar los trozos • Avanzar manteniendo un diámetro constante del agujero • Mezclar el detritus con el agua, formando un lodo para ser evacuado por una cuchara o válvula de limpieza.

Perforación percusiva por impacto libre

Perforación percusiva por impacto propulsado • En este sistema la penetración a la roca se produce por la fuerza de empuje o energía desarrollada por maquinas de propulsión neumática e hidráulica y en ocasiones eléctrica, liberando la energía cinética que se transforma en energía de golpe o percusión.

Perforación percusiva por impacto propulsado • Esquemáticamente el sistema es:

Perforación percusiva por impacto propulsado COMPONENTE FUENTE • Existe una gama amplia de martillos (máquinas) desde distintos puntos de vista y cuya clasificación es la siguiente:

Pick Hammer (Martillo picador, rompedor) • Son manuales; es decir el operario dirige la herramienta sirviendo de freno a los movimientos de retroceso; percutan (cuyo uso es en cinceldo o desbastado) y excepcionalmente rotan.

• Frecuencia de impactos 1000 a 4080 golpes/minuto • Consumo de aire 7 a 20 litros/minuto • Peso 3 a 6 kgs

Perforación percusiva por impacto propulsado VELOCIDAD DE LIMPIEZA DEL TALADRO (v) • Para perforaciones a percusión que usan aire comprimido para la limpieza de los taladros; la velocidad de limpieza está dado por la formula que sigue:

Perforación percusiva por impacto propulsado CAUDAL DE AIRE COMPRIMIDO (Q) • Los requerimientos del caudal de aire comprimido para una buena limpieza de los taladros, está dada por la siguiente relación:

limpieza

EJEMPLO 01 • Se ha seleccionado una perforadora, para fragmentar un roca cuya gravedad específica es de 1.8, se ha analizado el detritus que se ha extraído del taladro donde arroja un diámetro de partícula de 0.000008 pulgadas. El diámetro del barreno es de 1 pulgada y el diámetro de la broca de botones es de 1 ½” . Calcular la velocidad de limpieza y el caudal de aire comprimido.

Perforación percusiva por impacto propulsado ENERGIA DE IMPACTO • O energía de golpeo, que es la energía liberada por el martillo, se trata de la energía generada por la presión de aire o aceite que actúa sobre la cara posterior del pistón dentro del cilindro y es transmitido a la broca mediante el acero o barra de perforación.

• Se toma como constantes: La presión de aire o aceite en el cilindro, y la velocidad del pistón la carrera activa. • La energía de impacto o percusión se calcula por las siguientes fórmulas:

Perforación percusiva por impacto propulsado ENERGIA DE IMPACTO

Perforación percusiva por impacto propulsado ENERGIA DE IMPACTO • Existen otras fórmulas con datos mas accesibles

:

EJEMPLO 02 • Se tiene una perforadora de 20Kg de peso, cuyo diámetro de pistón, es de 65 mm, carrera de pistón 2.165 pulgadas, peso del pistón 6.1613 libras, números de impactos 2200 GPM. Calcular la energía de impacto.

Perforación percusiva por impacto propulsado POTENCIA DEL MARTILLO (PM) • Potencia o fuerza de impacto, determinado por la energía de percusión (EP), multiplicado por la frecuencia de golpes (B).

EJEMPLO 03 • La frecuencia de impactos del pistón de una perforadora es de 2650 golpes/minuto y la energía de impacto de la perforadora es de 65 Lb-pie. Calcular la potencia del martillo.

Perforación percusiva por impacto propulsado RENDIMIENTO DE LA PERFORACION ROTO – PERCUSIVA

Perforación percusiva por impacto propulsado CAPACIDAD DE PERFORACION TEÓRICA DEL JUMBO

Perforación percusiva por impacto propulsado PERFORACION NEUMATICA E HIDRAULICA Perforación neumática: Es cuando el martillo es accionado por aire comprimido. Perforación hidráulica: Es cuando un motor actúa sobre un grupo de bombas que suministran el caudal y presión de aceite que suministran el caudal y presión de aceite que accionan los componentes. • Ventajas del hidráulico: • • • • • •

Menor consumo de energía (1/3 del neumático) Menor costo de accesorios de perforación (20% mas de vida) Mayor capacidad de perforación (50% a 100% mas de velocidad) Mejora las condiciones ambientales Mayor maniobrabilidad de operación Mayor facilidad para la automatización

• Desventajas del hidráulico: • •

Inversión inicial mayor Reparaciones mas costosas y complejas, requieren de mayor entrenamiento.

Perforación percusiva por impacto propulsado COMPONENTE TRANSMISOR

• Es el varillaje o acero de perforación que transmite la energía del martillo hacia la broca, transformándose en trabajo de perforación. • Como en el componente de transmisión que implicada la estructura y dimensión del varillaje, especialmente por la transmisión de ondas de tensión las varillas pueden desarrollar su trabajo como: • Barrenos integrales • Varillas o barras

Perforación percusiva por impacto propulsado SISTEMA INTEGRAL (Transmisor – aplicador)

• Son barrenos integrales que constan de una barra de acero con una culata forjada en un extremo y una broca forjada al carburo de tungsteno al otro extremo. • Se usan para perforaciones cortas y son de longitud fija (No pueden ser aumentada), la broca forma parte del barreno. • El juego consta de tres piezas; el patero que es el de menor longitud; el seguidor de longitud intermedia y el pasador de mayor longitud, sus longitudes varían desde los 3 pies hasta los 13 pies.

Perforación percusiva por impacto propulsado SISTEMA INTEGRAL (Transmisor – aplicador)

Perforación percusiva por impacto propulsado SISTEMA INTEGRAL (Transmisor – aplicador)

Perforación percusiva por impacto propulsado SISTEMA COMPUESTO • Son varillajes extensibles para perforaciones largas compuestas por varios accesorios.

Perforación percusiva por impacto propulsado COMPONENTE APLICADOR • Es la broca que recibe la energía transmitida a través de los barrenoso barras y se encarga de aplicar la energía a la roca en forma de trabajo trituración. • La parte que hace el contacto con la roca es un metal duro en forma de insertos o botones que son de carburo de tungsteno, diamante industrial, etc.

• TIPOS DE BROCAS: • Brocas de insertos o placas • • •

Tipo bisel (cincel) Tipo cruz (+) Tipo equis (X)

• Brocas de botones: •

Tiene mayor resistencia que la broca de insertos

COSTOS DE PERFORACION A PERCUSION

• A continuación se tiene el costo de la perforación para una TRACK DRILL

COSTOS DE PERFORACION A PERCUSION

COSTOS DE PERFORACION A PERCUSION

COSTOS DE PERFORACION A PERCUSION

GRACIAS!