Perforación rotopercutiva

Capítulo 2

PERFORACION ROTOPERCUTIVA

1.

INTRODUCCION

Las ventajas principales, que presenta la perforación rotopercutiva, son:

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. Las primeras máquinas prototipos de Singer (1838) y Couch (1848) utilizaban vapor para suaccionamiento, pero fue con la aplicación posterior del aire comprimido como fuente de energía, en la ejecución del túnel de Mont Cenis en 1861, cuando este sistema evolucionó y pasó a usarse de forma extensiva. Este hecho unido a la aparición de la dinamita constituyeron los acontecimientos decisivos en el vertiginoso desarrollo del arranque de rocas en minería y obra pública a finales del siglopasado. El principio de perforación de estos equipos se basa en el impacto de una pieza de acero (pistón) que golpea a un útil que a su vez transmite la energía al fondo del barreno por medio de un elemento final (boca). Los equipos rotopercutivos se clasifican en dos grandes grupos,según donde se encuentre colocado el marti~ 110:

-

Es aplicable a todos los tipos de roca, desde blandas aduras. 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. El mantenimiento es fácil y rápido, y El precio de adquisición no es elevado.

En virtud de esas ventajas y características, los tipos de obras donde se utilizan son:

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En obras públicassubterráneas; túneles, cavernas de centrales hidráulicas, depósitos de residuos, etc., y de superficie; carreteras, autopistas, excaliaciones industriales, etc. En minas subterráneas y en explotaciones a cielo abierto de tamaño medio y pequeño.

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-

Martillo en cabeza. En estas perforadoras dos de
las acciones básicas, rotación y percusión, se producen fuera del barreno, transmitiéndose através de una espiga y del varillaje hasta la boca de perforación. Los martillos pueden ser de accionamiento neumático o hidráulico.

2.

FUNDAMENTOS DE LA PERFORACION ROTOPERCUTIVA

-

Martillo en fondo. La percusión se realiza directa-mente sobre la boca tle perforación, mientras que la rotación se efectúa en el exterior del barreno. El accionamiento del pistón se lleva a ~bo neumáti-.camente, mientras que la rotación puede ser neumática o hidráulica.

La perforación a rotopercusión se basa en la combinación de las siguientes acciones:

-Percusión.
peo que (en ella -

Según los campos de aplicación de estas perforadoras, cielo abierto o subterráneo, las gamas de diámetro más comunes son:
TABLA 2.1 DIAMETRO PERFORACION DE (mm) TIPODE PERFORADORA CIELOABIERTO MartilloMartillo en Cabeza en Fondo 50 - 127 75 - 200 SUBTERRANEO

Los impactos producidos por el goldel pistón originan unas ondas de choquE;¡ se transmiten a la boca a través del varillaje el martillo en cabeza) o directamente sobre (en el martillo en fondo).

Rotación. Con este movimiento se hace girar la boca para que los impactos se produzcan sobre la roca en distintas posiciones. PERcusioN

AVANCEBARRIDO

.",LROTAION
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'í!%;; " ,

.

38-65 100'; 165

Figura 2.1. Acciones básicas en la perforación rotopercutiva.

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-

Empuje. Para mantener en contacto el útil de perforación con la roca se ejerce un empuje sobre la sarta de perforación. Barrido. El fluido de barrido detrito del fondo del barreno. permite extraer el

a) b)

Aplastamiento de las rugosidades contactocon el úti 1.

de la roca por

-

Aparición de grietas radiales a partir de los puntos de concentración de tensiones y formación de una cuña en forma de V. Pulverización miento. de la roca de la cuña por aplasta-

c) El proceso de formación de las indentaciones, con el que se consigue el avance en este sistema de perforación, se divide en cinco instantes, tal como se refleja en la Fig....