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Unidad de Avance Su funcin es soportar la perforadora y mantener el elemento de
corte en contacto firme con el frente que se esta trabajando, cada vez que la onda de
tensin alcance el extremo de contacto; de otra parte este mecanismo debe ser capaz
de frenar los movimientos de retroceso de la perforadora, que se producen cuando el
pistn se acelera y retarda dentro del cilindro.(ver empujador BMT 51 pag. 64).
Las unidades de avance se pueden obtener como deslizaderas simples o telescpicas, y
consisten de cilindros de aire comprimido, cuya fuerza de avance se regula por el
hecho que es posible variar la presin de aire. Pueden tener diferentes dimetros
dependiendo de la necesidad de fuerza de avance.
Mecanismo de rotacin Cuando se perfora la barra de perforacin debe girar un
ngulo entre cada impacto, con la finalidad e asegurar un cierto rendimiento de trabajo
en el fondo del taladro. Tal rotacin en el caso de las perforadoras manuales se obtiene
a travs de una barra con estras helicoidales la que va por la parte interna del pistn
que cuenta con una tuerca de estras similares a los de la barra. La barra estriada va
conectada a los componentes estticos de la perforadora por medio de trinquetes lo que
permite el giro en un solo sentido. El extremo frontal del pistn tiene estras planas
que engranan con las estras de una tuerca que va fijada al buje. Esto permite la
rotacin del pistn y hace girar la barra de perforacin durante la carrera de retorno delreferido pistn.
Sistema de Barrido Para que la perforacin resulte eficaz, es esencial que el fondo del
taladro se mantenga constantemente limpio, y que el detritus de perforacin sea
evacuado en forma permanente; esto en el caso de las perforadoras manuales se
obtiene con un medio de barrido por aire - agua. Para este efecto las perforadoras
usadas en minera subterrnea van provistas de dos tubos de barrido; el aire barre por
el tubo exterior y el agua por en tubo interior.
Regulando la presin del agua de barrido de tal manera que siempre sea ms baja que
la presin de aire, forma el aire de barrido un cojn que impide que penetre el agua de
barrido en la perforadora y cause congelacin.
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Lubricacin El equipo de perforacin se lubrica aportando aceite al aire comprimido
mediante un lubricador. (ver lubricacin pag. 64).
El lubricador est diseado por lo general como lo que se denomina vlvula Venturi
esta obliga al aire comprimido a pasar por un restrictor, que aumenta la velocidad delaire pero reduce la presin del aire despus del restrictor, con lo cual la presin surte
efecto en un depsito de aceite, que termina despus del restrictor. Ya que la presin
es ms alta antes del restrictor se produce por esto una diferencia de presin, que
permite que el aceite salga a los conductos.
4.1.1 Perforadoras Jack leg BBC - 16 Destinadas principalmente para la perforacin
horizontal e inclinada por lo que la unidad de avance se encuentra fijada de forma
flexible en la percusin. En el caso del contrato de servicio entre Atlas Copco y Cia.
Minera Milpo una gran mayora de maquinas son utilizadas para trabajos de
sostenimiento.
Caracterstica Tcnicas BBC 16:
Peso : 26 Kg.
Longitud : 710 mm.
Dimetro pistn : 70 mm.
Carrera de pistn : 55 mm.
Impacto : 39 Hz. (golpes/seg.)
Consumo aire : 134 cfm.
Consumo agua : 3 lt/min.
P aire : 85 psi
P agua : 70 psi
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Caracterstica Tcnicas Unidad de avance BMT 51:
Peso : 15 Kg.
Longitud retraida : 1685 mm.
Longitud extraida : 3270 mm.
Longitud extensin : 1300 mm.
Dimetro pistn : 60 mm.
4.1.2 Perforadoras Stoper BBD - 46 La Stoper (ver BBD 46 pag. 67) se usa paraperforacin vertical y la perforacin de galeras. La unidad de avance, que no es
flexible, se encuentra fijada detrs de la percusin. En Milpo toda las perforadoras se
usan en la construccin de chimeneas con Jaulas Trepadoras.
Caracterstica Tcnicas BBD 46:
Peso : 38 Kg.
Dimetro pistn : 75 mm.
Carrera de pistn : 45 mm.
Impacto : 51 Hz. (golpes/seg.)
Consumo aire : 159 cfm.
Consumo agua : 3.5 lt/min.
P aire : 85 psi
P agua : 70 psi
Longitud retraida : 1435 mm.
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Longitud extraida : 2205 mm.
Longitud extensin : 770 mm.
Dimetro pistn : 75 mm.
4.1.3 Perforadoras sobre deslizadera COP - 89 Perforadora ligera y silenciada para
montaje en deslizaderas de cable o de cadena (ver COP 89 pag. 69). Para la
perforacin subterrnea de galeras y de taladros largos, tambin puede utilizarse en
perforacin a cielo abierto tanto en canteras como en construccin de tneles a
pequea escala. En el caso de CIA. Minera Milpo todas las mquinas son utilizadas
sobre los equipos Upper Drill Wagon.
Caracterstica Tcnicas COP 89:
Peso : 30 Kg.
Longitud : 630 mm.
Ancho : 220 mm.
Altura : 165 mm.
Impacto : 51 Hz. (golpes/seg.)
Consumo aire : 210 cfm.
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PERFORADORAS HIDRAULICAS
MECANISMOS DE PERFORADORAS HIDRAULICAS
Las presiones hidrulicas medias y altas pueden utilizarse con un fluido no
compresible, para accionar un mecanismo de impactos. El rendimiento es mucho ms
elevado, que si se utiliza un fluido compresible, como el aire. La capacidad deperforacin es superior en un rango de 50 a un 100 %, que una mquina de
accionamiento neumtico, mientras que la energa requerida en mucho mas baja.
Los ruidos en baja frecuencia, que se producen en las perforadoras neumticas, debido
al escape de aire, no se producen en el mecanismo de impactos de una perforadora
hidrulica, en vista de que carecen de escape de aire. Los ruidos de alta frecuencia, se
neutralizan mediante protectores auriculares adecuados.
No hay problemas de congelacin ni de neblinas de aceite o agua.
Las funciones del sistema hidrulico son:
Rotacin , Realizada por un motor de rotacin reversible e independiente, que puede
graduar las revoluciones, paso a paso. De esta manera puede aprovecharse al mximo
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la energa del mecanismo de impacto, sin que existan riesgos de que el varillaje quede
atascado. (ver mecanismos de perforadoras hidrulicas pag. 71).
Mecanismo de impacto Sin que existan riesgos de regulacin y variando la presin de
accionamiento, se modifica la energa de impacto del pistn, as como su carrera con lose selecciona fcilmente, el dimetro adecuado en funcin de las caractersticas de la
roca, obteniendo siempre el mximo rendimiento.
Absorcin de ondas de retroceso, Un sistema hidrulico absorbe las vibraciones del
varillaje, limita su esfuerzo y fatiga, haciendo ms duradera la vida del sistema
hidrulico del brazo y del avance.
4.2.1Perforadora COP 1238 Perforadora hidrulica de mayor uso en nuestro pas,
aplicada en trabajos donde se requiere una alta productividad (ver COP 1238 pag.73)
a un bajo costo como es el caso que observamos en Cia. Minera Milpo, con el Boomer
H - 281 de Ejecutores Mineros 86 que cuenta con este modelo de perforadora.
Caracterstica Tcnicas COP 1238:
Peso : 151 Kg
Longitud : 1 002 mm
Ancho : 248 mm
Altura : 231 mm
Altura sobre centro de shank : 86 mm
Impacto : 42 - 65 Hz
Fuerza impacto a mx presin : 15 kw
Presin hidrulica mxima : 250 bar
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Torque rotacin mxima : 500 Nm
Velocidad rotacin : 0 - 300 rpm
Consumo de agua : 1.1 lt/seg
4.2.2Perforadora COP 1440 Es la perforadora hidrulica sucesora de la COP- 1238
(ver perforadora componentes principales pg. 75) su principal diferencia es que es
de mayor potencia, utilizada en trabajos de gran envergadura, el Consorcio GyM-
OBSA, cuenta con 3 de estas perforadoras que son utilizadas en la construccin de larampa - 512, en la profundizacin de la mina Milpo
Caracterstica Tcnicas COP 1440:
Peso : 151 Kg
Longitud : 1 002 mm
Ancho : 246 mm
Altura : 221 mm
Altura sobre centro de shank : 86 mm
Impacto : 60 - 70 Hz
Fuerza impacto a mx presin : 20 kw
Presin hidrulica mxima : 230 bar
Torque rotacin mxima : 500 Nm
Velocidad rotacin : 0 - 300 rpm
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Consumo de agua : 0.6 lt/seg
4.3 Equipos Neumticos de perforacin A pesar de que la tendencia actual es el reemplazo
de los equipos accionados por aire comprimido, con equipos de mayor versatilidad y
performance como son los equipos electro-hidrulicos; en nuestro pas es todava de
importante necesidad el uso de equipos neumticos de perforacin como los Upper drill
wagon, (ver Upper Drill Wagon pg. 77-78) principalmente en labores donde se requieren
equipos cautivos.
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COMPONENTES DE UPPER DRILL WAGON
4.3.1 Equipos UpperDrill Wagon, mostrados en detalle en las pginas 77 y 78
4.3.1.1 Descripcin y caractersticas
Componentes principales:
Chasis : BVB 62 autopropulsado
Brazos : 2 x barras de deslizamiento
Vigas : 2 x CMC 800
Perforadoras : 2 x COP 89
Sistema de perforacin : Bomba hidrulica accionada por aire.
Potencia motor : 6.5 HP
Longitud (mm) : 2600 mm. (sin viga)
Ancho (mm) : 1480 mm.
Altura (en transporte) : 1520 mm
Altura (en perforacin) : 3095 mm
Angulo de inclinacin : de vertical a 30
Energa requerida:
Sistema de aire : 10 bar (145 psi)
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4.4 Equipos electro hidrulicos La continua evolucin tecnolgica en la perforacin de
rocas ha generado un enorme progreso en las ltimas dcadas, la necesidad de mejorar
la productividad para compensar el incremento constante en los costos llev al
desarrollo de equipos mecanizados de perforacin de rocas, que en la actualidad
permiten rendimientos diez veces mayores que los obtenidos con equipos neumticos.
El avance tecnolgico ms notable ha sido el de las perforadoras hidrulicas, que
rpidamente han desplazado a las perforadoras neumticas por las muchas ventajas que
ofrecen: mayor velocidad de perforacin, menor consumo de energa, un ahorro
significativo en el consumo de varillaje de perforacin, y un ambiente de trabajo ms
saludable por el menor ruido y la mayor limpieza, dada la ausencia de las neblinas que
ocasiona el uso del aire comprimido.
Un aspecto importante hoy en da, dentro de los trabajos de perforacin, es la adecuada
seleccin del equipo de perforacin, donde intervienen muchos factores; sin embargo,
podemos considerar (ver pg. 83) como los ms importantes los siguientes:
1. Chasis , teniendo en cuenta los aspectos que se detallan:
Estabilidad. Radio de Curvatura.
Dimensiones reducidas.
Techo protector o cabina.
Iluminacin suficiente.
La disposicin de los componentes (facilidad en mantenimiento).
2. Perforadora , considerando las caractersticas que se indican a continuacin:
Dimetro del taladro.
Capacidad VS. Consumo de energa.
Dispositivo anti - atasque.
Sistema de barrido independiente.
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Sistemas internos de amortiguacin de energa.
3. Viga de Avance , teniendo en cuenta los detalles siguientes:
Longitud de avance.
Longitud efectiva de perforacin.
Empuje uniforme (fuerza de avance).
Extensin del avance.
4. Brazo , tomando en cuenta lo siguiente:
Cabezal del brazo (- capacidad de rotacin diseo rgido). Estabilidad.
Simplicidad de movimiento.
Velocidad de movimiento.
Paralelismo automtico (precisin).
5. Sistemas de control de perforacin , con los siguientes parmetros:
Confiabilidad.
Simplicidad.
Sistemas automticos de perforacin.
Acceso a instrumentos de control de perforacin.
Si bien ya hemos sealado los factores tcnicos a considerar en la seleccin de un
equipo de perforacin, no debemos olvidar que el factor ms importante enexcavacin de roca es el factor humano. El hombre correcto en el lugar correcto es
un hecho que influye significativamente en el resultado general de la operacin.
Los equipos electro hidrulicos estn diseados para aumentar la productividad y,
como consecuencia de ello, disminuir los costos. Sucede muchas veces que se logra
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aumentar la productividad en trminos de volumen de excavacin, pero con costos
muy altos, bsicamente como consecuencia de descuidar el factor humano.
Es por eso que se debe contar con experiencia, capacidad tcnica y humana, para
obtener rendimientos acordes a la capacidad del equipo. Algunos de los problemas
ms comunes que se ven en la excavacin de rocas con equipos electro hidrulicos
son:
Baja utilizacin del equipo.
Seleccin inadecuada del equipo.
Avance pobre (% de la profundidad de taladro).
Mantenimiento deficiente.
Personal no preparado.
Ausencia de repuestos vitales.
Un equipo electro hidrulico debe estar en condiciones de excavar de 250 a 350
metros de galeras por mes, dependiendo del ciclo de trabajo, nmero de frentes
disponibles, etc. En minas o tneles que requieran ritmos de avance menores que
los valores sealados, no se obtendra un grado de utilizacin aceptable,
prefirindose posiblemente otras alternativas.
El mantenimiento inadecuado es consecuencia por lo general de deficiencias en la
organizacin, donde se antepone sin mayor criterio el factor produccin y se olvida
que mayor costo tiene una reparacin de emergencia que un mantenimiento
preventivo siguiendo las instrucciones del fabricante.
La falta de preparacin del personal y el mal concebido ahorro en repuestos sontambin responsables del incremento de costos operativos.
La tendencia moderna, en lo que a repuestos se refiere, es el uso de componentes.
As, por ejemplo, si la bomba hidrulica de un equipo falla se reemplaza
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rpidamente por otra del stock de componentes para que el equipo pueda seguir
trabajando sin demoras. La bomba puede posteriormente ser desarmada y
tranquilamente reparada en un taller para ser devuelta a un almacn de
componentes.
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Equipos de Perforacin electro-hidrulicosEquipos de Perforacin electro-hidrulicos
Perforadora:
* Dimetro de taladro.
* Capacidad VS Consumo de Energa.
* Dispositivo anti-atasque.
* Barrido Separado.
* Sistema internos de amortiguacin de energa.
Viga de Avance:
*Longitud de avance.
*Longitud efectiva de perfo
*Empuje uniformo. (F de av
*Extensin del avance.
Brazo:
*Estabilidad.
*Simplicidad de movimiento.*Velocidad de movimiento.
*Paralelismo automtico. (Preciso)
Cabezal del Brazo:
*Rotacin ()
*Diseo rgido.
Chasis:
*Estabilidad.
*Radio de Curvatura.
*Dimensiones reducidas.
*Techo protector o Cabina.
*Iluminacin Suficiente*La disposicin de los componentes. ( facilidad en mantenimiento)
Sistemas de Control de Perforacin:
*Confiable.
*Simplicidad.
*Sistemas automticos de perforacin.(RPC-F,FPCI)
*Acceso a instrumentos de control de la perforacin.
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4.4.1 Rocket Boomer H 322 mostrado detalladamente en las pginas 87 y 88.
4.4.1.1 Descripcin y caractersticas
Componentes principales:
Chasis : DC 17
Brazos : 2 x BUT 32
Vigas : 2 x BMH 6000
Perforadoras : 2 x COP 1440
Sistema de perforacin : BHU 40
Dimensiones:
Peso (kg) : 18 400
Longitud (mm) : 12 400
Ancho (mm) : 2 190
Radio curva (ext./int.) : 6 000/3 600
Altura (en transporte) : 2 250
Altura (en perforacin) : 3 250
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Energa requerida:
Elctrica (KW) : 120
a) Chasis DC 17
Motor diesel : Deutz F6L 912W 66 kW (90 hp)/ 2500 rpm.
Sistema elctrico : 24 V.
Mxima velocidad marcha: 13 km/h (8 mph).
Transmisin : Hidrodinmica (Clark 12000 Long Drop)
Frenos : Hidrulico, disco de freno inmerso en
aceite en ambos ejes.
Dimensin neumticos : 13.00 x R20XL (Michelin).
Sistema de volante : Poder hidrosttico, articulado.
b) Brazo:
Con un giro de 360 que disminuye el ngulo externo de posicionamiento y
sobreparadas.
Peso (sin viga; en Kg) : 2 075
Extensin (mm) : 1 800
Extensin telescpica : 1 250
ngulo de giro sobre eje : 360
rea de cobertura : 41 m
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Mximo peso de viga y per-
foradora a ser montada (Kg): 850
c) Vigas:
Aleacin dura de aluminio con doble fondo que consigue un bajo ancho y gran
resistencia al doblado, torsin y vibracin. Alta velocidad de retorno, guiadores
de aceros que maximizan la vida til de aceros y de viga. Cua exactamente
guiada y perfectamente centrada sobre la cara a perforar que permiten una vida
til mxima del shank adapter y de aceros de perforacin.
Longitud (mm) : 4 100
Profundidad taladro (mm) : 3 845
Longitud total (mm) : 5 468
Peso neto (kg) : 447,3
Fuerza de viga : 20 KN; 4 500 lbf.
4.4.2 Boomer H 281 equipo mostrado en las pginas 91 y 92.
4.4.2.1 Descripcin y caractersticas
Componentes principales:
Chasis : DC 10
Brazos : 2 x BUT 28
Vigas : 2 x BMH 2343
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Perforadoras : 2 x COP 1238ME
Sistema de perforacin : DCS 12-45-1
Dimensiones:
Peso (kg) : 9 300
Longitud (mm) : 10 950
Ancho (mm) : 1 650
Radio curva (ext./int.) : 4 900/2 800
Altura (en transporte) : 2 100
Altura (en perforacin) : 2 800
Energa requerida:
Elctrica (KW) : 55
a) Chasis DC 10
Motor diesel : Deutz F5L 912W 66 kW (57 hp)/ 2300 rpm.
Sistema elctrico : 24 V.
Mxima velocidad marcha: 10 km/h (8 mph).
Transmisin : Hidrodinmica
Frenos : Hidrulico, disco de freno inmerso en
aceite en ambos ejes.
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Dimensin neumticos : 13.00 x R20XL .
Sistema de volante : Poder hidrosttico, articulado.
b) Brazo:
Con un giro de 360 que disminuye el ngulo externo de posicionamiento y
sobreparadas.
Peso (sin viga; en Kg) : 1 790
Extensin (mm) : 1 250
Extensin telescpica : 1 250
ngulo de giro sobre eje : 360
rea de cobertura : 31 m
Mximo peso de viga y per-
foradora a ser montada (Kg): 500
c) Vigas:
Con caractersticas similares a las vigas del Boomer H 322, descrito en la pgina
86, variando en peso y longitud.
Longitud (mm) : 4 310
Profundidad taladro (mm) : 4 015
Longitud total (mm) : 5 817
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Peso neto (kg) : 340
Fuerza de viga : 12.5 KN; 2 800 lbf.
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