elementos de mineria
Páginas: 6 (1417 palabras)
Publicado: 17 de noviembre de 2013
SISTEMAS DE PENETRACIÓN DE ROCAS
La perforación de las rocas dentro del campo de las voladuras es la primera operación que se realiza y tiene como finalidad abrir unos huecos, con la distribución y geometría adecuada dentro de los macizos, donde alojar a las cargas de explosivos y sus accesorios iniciadores.
Los sistemas de penetración de la roca que han sido desarrollados y clasificadospor orden de aplicación son mostrados en la Tabla Nº 1.
TABLA Nº 1 Métodos de Penetración de Rocas
A -
Mecánicos
Percusión
Rotación
Rotopercusión
B -
Térmicos
Soplete o lanza térmica
Plasma
Fluido Caliente
Congelación
C -
Hidráulicos
Chorro de agua
Erosión
Cavitación
D -
Sónicos
Vibración de alta frecuencia
E -
Químicos
Microvoladura
Disolución
F -Eléctricos
Arco eléctrico
Inducción magnética
G -
Sísmicos
Rayo láser
H -
Nucleares
Fusión
Fisión
FUENTE: .Instituto Tecnológico Geominero de España. Manual de
Perforación y Voladura de Rocas.
A pesar de la enorme variedad de sistemas posibles de penetración de la roca, en minería la perforación se realiza, de una forma casi general, utilizando energía mecánica.
Los componentesprincipales de un sistema de perforación de este tipo son: la perforadora, que es la fuente de energía mecánica, el varillaje o barreno, que es el medio de transmisión de esa energía, la broca, que es el instrumento que ejerce o aplica sobre la roca dicha energía, y el fluido de barrido o circulación, que efectúa la limpieza y evaluación del detrito producido.
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FUNDAMENTOS DE LA PERFORACIÓNROTOPERCUTIVA
La perforación a rotopercusión se basa en la combinación de las siguientes acciones: percusión, rotación, empuje y barrido.
Percusión.
Los impactos producidos por el golpeo del pistón originan unas ondas de choque que se transmiten a la boca a través del varillaje (en el martillo en cabeza) o directamente sobre ella (en el martillo en fondo).
La energía cinética « EC » delpistón se transmite desde el martillo hasta la boca de perforación, a través del varillaje, en forma de onda de choque. El desplazamiento de esta onda se realiza a alta velocidad y su forma depende fundamentalmente del diseño del pistón.
Cuando la onda de choque alcanza la boca de perforación, una parte de la energía se transforma en trabajo haciendo penetrar el útil y el resto se refleja yretrocede a través del varillaje. La eficiencia de esta transmisión es difícil de evaluar, pues depende de muchos factores tales como: el tipo de roca, la forma y dimensión del pistón, las características del varillaje, el diseño de la boca, etc. Además, hay que tener en cuenta que en los puntos de unión de las varillas por medio de manguitos existen pérdidas de energía por reflexiones y rozamientosque se transforman en calor y desgastes en las rocas. En la primera unión las pérdidas oscilan entre el 8 y el 10% de la energía de la onda de choque.
En los martillos en fondo la energía del pistón se transmite directamente sobre la boca, por lo que el rendimiento es mayor.
En estos sistemas de perforación la potencia de percusión es el parámetro que más influye en la velocidad depenetración.
La energía liberada por golpe en un martillo puede estimarse a partir de cualquiera de las expresiones siguientes:
ó
Siendo:
Masa del pistón (Kg)
Velocidad máxima del pistón (m/seg)
Presión del fluido de trabajo (aceite o aire) dentro del cilindro (Pa)
Superficie de la cara del pistón (m2)
Carrera del pistón (m)
Rotación.
Con estemovimiento se hace girar la boca para que los impactos se produzcan sobre la roca en distintas posiciones.
La rotación, que hace girar la boca entre impactos sucesivos, tiene como misión hacer que ésta actúe sobre puntos distintos de la roca en el fondo del barreno. En cada tipo de roca existe una velocidad óptima de rotación para la cual se producen los detritus de mayor tamaño al aprovechar la...
La perforación de las rocas dentro del campo de las voladuras es la primera operación que se realiza y tiene como finalidad abrir unos huecos, con la distribución y geometría adecuada dentro de los macizos, donde alojar a las cargas de explosivos y sus accesorios iniciadores.
Los sistemas de penetración de la roca que han sido desarrollados y clasificadospor orden de aplicación son mostrados en la Tabla Nº 1.
TABLA Nº 1 Métodos de Penetración de Rocas
A -
Mecánicos
Percusión
Rotación
Rotopercusión
B -
Térmicos
Soplete o lanza térmica
Plasma
Fluido Caliente
Congelación
C -
Hidráulicos
Chorro de agua
Erosión
Cavitación
D -
Sónicos
Vibración de alta frecuencia
E -
Químicos
Microvoladura
Disolución
F -Eléctricos
Arco eléctrico
Inducción magnética
G -
Sísmicos
Rayo láser
H -
Nucleares
Fusión
Fisión
FUENTE: .Instituto Tecnológico Geominero de España. Manual de
Perforación y Voladura de Rocas.
A pesar de la enorme variedad de sistemas posibles de penetración de la roca, en minería la perforación se realiza, de una forma casi general, utilizando energía mecánica.
Los componentesprincipales de un sistema de perforación de este tipo son: la perforadora, que es la fuente de energía mecánica, el varillaje o barreno, que es el medio de transmisión de esa energía, la broca, que es el instrumento que ejerce o aplica sobre la roca dicha energía, y el fluido de barrido o circulación, que efectúa la limpieza y evaluación del detrito producido.
6
FUNDAMENTOS DE LA PERFORACIÓNROTOPERCUTIVA
La perforación a rotopercusión se basa en la combinación de las siguientes acciones: percusión, rotación, empuje y barrido.
Percusión.
Los impactos producidos por el golpeo del pistón originan unas ondas de choque que se transmiten a la boca a través del varillaje (en el martillo en cabeza) o directamente sobre ella (en el martillo en fondo).
La energía cinética « EC » delpistón se transmite desde el martillo hasta la boca de perforación, a través del varillaje, en forma de onda de choque. El desplazamiento de esta onda se realiza a alta velocidad y su forma depende fundamentalmente del diseño del pistón.
Cuando la onda de choque alcanza la boca de perforación, una parte de la energía se transforma en trabajo haciendo penetrar el útil y el resto se refleja yretrocede a través del varillaje. La eficiencia de esta transmisión es difícil de evaluar, pues depende de muchos factores tales como: el tipo de roca, la forma y dimensión del pistón, las características del varillaje, el diseño de la boca, etc. Además, hay que tener en cuenta que en los puntos de unión de las varillas por medio de manguitos existen pérdidas de energía por reflexiones y rozamientosque se transforman en calor y desgastes en las rocas. En la primera unión las pérdidas oscilan entre el 8 y el 10% de la energía de la onda de choque.
En los martillos en fondo la energía del pistón se transmite directamente sobre la boca, por lo que el rendimiento es mayor.
En estos sistemas de perforación la potencia de percusión es el parámetro que más influye en la velocidad depenetración.
La energía liberada por golpe en un martillo puede estimarse a partir de cualquiera de las expresiones siguientes:
ó
Siendo:
Masa del pistón (Kg)
Velocidad máxima del pistón (m/seg)
Presión del fluido de trabajo (aceite o aire) dentro del cilindro (Pa)
Superficie de la cara del pistón (m2)
Carrera del pistón (m)
Rotación.
Con estemovimiento se hace girar la boca para que los impactos se produzcan sobre la roca en distintas posiciones.
La rotación, que hace girar la boca entre impactos sucesivos, tiene como misión hacer que ésta actúe sobre puntos distintos de la roca en el fondo del barreno. En cada tipo de roca existe una velocidad óptima de rotación para la cual se producen los detritus de mayor tamaño al aprovechar la...
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