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MIN ER fATRADUCCIN DE L A C U A R T A E D I C I N 'I N G L E S APOR

JOS CASTELLSIngeniero de Mina s del Instituto Geolgico y M i n e r o de Espaa

S E G U N D A

EDICIN

iB A R C E L O N A

(E D I T O R I A L G U S T A V O G I L I , S. A.(15) Roselln, 87 - 89 MC M$ X I

CAPTULO I INTRODUCCIN E l objetivo del minero y del ingeniero de m inas es en el fondo el descubrim iento y extraccin de m enas y sustancias m inerales n a turales, que sean econm icam ente utilizables. P or razones de conveniencin, las sustancias que se encuentran en la naturaleza se dividen en m inerales m etlicos, como los de oro, plata, platino, hierro, cobre, plomo, cinc, antim onio, m anganeso, estao y tu n g sten o ; m inerales no m etlicos, tales como carbones, yeso, tierra de in fu sorios, pmez, tierras ,, de b a t n , calizas, arcillas, calcita, caoln, feldespato, talco, estea tita, m agnesita, doloma, cuarzo, bauxita, granate, corindn, fosfatos, b arita, espato flor, azufre, am ianto, grafito, asfalto, petrleo, gilsonita, sal gema,, sales potsicas, nitro y brax, y rocas para construccin u ornam entacin, como alab as tro , m rm ol, calizas, areniscas, granitos, riolitas, traq u itas, travertinos, palos y piedras preciosas. Definiciones Mena. En sentido restringido, el gelogo y m ineralogista em plean este trm ino para designar los m inerales de que se obtienen los m etales. E l m inero utiliza este vocablo para designar cualquier rustancia m ineral que se encuentra en la N aturaleza 'y de la que me de obtenerse econm icam ente u n m etal. Mineral. En, trm inos generales, m ineral es toda sustancia o om puesto que se encuentra n atu ralm en te con composicin bien efinida y propiedades fsicas determ inadas. E n sentido m s astringido, m ineral es para el m inero toda sustancia n atu ra l vaosa, se utilice o no para la obtencin de m etales, o el resultado de s operaciones de concentracin a que se som eten las sustancias atradas de una explotacin m inera con objeto de ponerlas en conciones de ser entregadas al m ercado. * Escombro. Rocas o m ateriales rem ovidos en las labores mira s ^ue no c(mtie:itleI1' sustancias aprovechables, o slo en prorcin tal, que es im posible su beneficio. Caja. Trm ino m inero para expresar el relleno de un filn o :a. Puede contener, o no, m enas o m inerales aprovechables.Y o u n g . 1.

T^aduccin a u to r iz a d a d ' l r m e n t s of M i n IN g C o r n 0 CQSa G r a w - h p a n y ' Inc., d e N u e v

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INTRODUCCIN

Ganga. Slo eni m uy pocos casos los m etales se encuentran en estado nativo, pero incluso entonces se presentan acom paados por cantidades im portantes de m aterias extraas, que es necesario se I)arar de ellos, m ediante operaciones que suponen desembolsos El oro, p lata, platino y cobre nativos se encuentran a veces en dep sitos im portantes, pero los restan tes m etales, e incluso los ex p re sados, en m uchas ocasiones, se encuentran en form a de compuesto,' qumicos. Los m inerales de las m enas se en cu en tran ra ra vez solos lo norm al es encontrarlos asociados con otros m inerales, que t frecuencia carecen de valor. E stos m inerales asociados, que por . gla general no son m inerales m etlicos, constituyen lo que se der m ina ganga. Los m inerales que constituyen la ganga son genera m ente, cuarzo, calcita, lim onita, fluorina, b arita, siderosa, rod* nita, g ranate, feldespato, hornablenda y en ciertos casos rocas r* las salbandas, m s o m enos alteradas. Las zafras que se obtiene* en las explotaciones m ineras son una m ezcla de uno o m s m ine rales de las m enas con uno o varios m inerales de ganga, en. p ro p o r ciones tales, que sea posible su ulterior beneficio. Minerales oxidados. La m eteorizacin y la accin de las aguas superficiales altera la m ayora de los m inerales de las m enas y los convierte to ta l o parcialm ente en xidos, carbonatos o sulfatos. E stos com puestos son caractersticos de las zonas superficiales de los criaderos m inerales, aunque la zona de oxidacin alcance a v e ces a profundidades im portantes. Minerales sulfurados. Los minerales que no han sufrido la in fluencia de la m eteorizacin y que se caracterizan por la presencia de sulfuros, son llam ados m inerales no oxidados, o m inerales sulfu rados, cuando los sulfuros figuran en proporcin preponderante Minerales mixtos. Se llam an as los que contienen minerale* de la zona de oxidacin, mezclados con otros no alterados. Minerales complejos. E ste trm ino no tiene significacin p re cisa. Puede significar u n m ineral que contiene dos o m s m etales u n m ineral de trata m ien to difcil por la existencia de sustancias que com pliquen los m todos simples de tratam ien to , o un m ineral com puesto casi exclusivam ente por una mezcla de sulfuros. Minerales pobres. Se llam a as a los que tienen escasa ley y slo d ejan corto m argen de beneficio. Minerales ricos. Trm ino em pleado para designar los m inera les con leyes altas, que proporcionan am plio m argen de beneficios. Concentrados. Minerales comerciales. Se llam an as aquellos que tien en valor suficiente para poder ser entregados a fundicin. Zafras brutas. M ineral que es necesario som eter a operaciones previas, como estro, concentracin, etc., antes de que constituy un producto comercial susceptible de ser adm itido a las operaciones de m etalurgia para la extraccin del m etal que contiene.

VALOR Y LEY D E LOS METALES

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oldt-

i .rales de las m enas y m inerales no m etlicos. Los m ine las m enas y los no m etlicos se describen en los tratados de >d i. oga, a los que nos rem itim os.m

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Valor unitario y ley de los minerales

ilor unitario bruto. La unidad de peso utilizada norm alm ente m inerales es la tonelada m trica de m il kilogram os. Los in3 y am ericanos em plean norm alm ente la tonelada corta de 3 rOQ libras (907 kgs), pero p ara los m inerales de hierro y m an g aso, bau x itas, crom itas, feldespatos y p iritas se utiliza la tonelada i de 2.240 libras (1016 kg). E l peso del m etal contenido por to-' , i -da, determ inado por ensayos o anlisis, m ultiplicado por el preo del m etal en el m ercado constituye el valor un itario b ru to del ovjsural. Valor bruto recuperable. E n el trata m ien to de los m inerales !.. concentracin, am algam acin, cianuracin, fusin, etc., slo se , uede recuperar una p a rte del contenido to ta l en m etal. La p a rte v ertp erab le m ultiplicada por el precio es el valor b ru to recuperable, . proporcin de m etal recuperado vara segn el m ineral y el mhI o utilizado. E n la a d ju n ta ta b la figuran algunos ejem plos.T abla 1. P o r c e n t a j e a p r o x im a d ode m etales recuperados

Metal ............................... J o b ;* .......... >O/i............ T *-i j m ............................................................

Concentracin 80 60 00 60 60 60 90 80 80 80 80 75 (85 (80 (90 (80 (80 95)* 95)* 95)* 95)* 95)*

Amalgamacin 70 - 95 60 - 80 _ -

Cianuracin 70 - 95 60 - 90 _ _

Fusin 100 - 98 - 95 - 95 - 90 95

95 90 90 80

60 - 80

9 0 - 95

*

11 porcentaje m xim o puede obtenerse por flotacin, en ciertos casos.

Valor unitario neto o beneficio unitario. La diferencia entre el .'or b ru to recuperable y el coste de laboreo, trata m ien to y trans, i fco y comisiones com erciales del m ineral o productos derivados tU l, es el valor un itario neto del m in e ra l; en otras palabras el beu c/eio obtenible por unidad. Constancia del valor unitario. E n los m inerales de un criadero < quiera v ara el contenido en m etal de u n pun to a otro de l. vial De lieclio, es m uy raro que el contenido en m etal se m antenga u n i forme. E sta v ariab ilid ad d contenido es uno de los factores im porfca-'A que el ingeniero debe ten er en cuenta constantem ente. E n ^es todo caso, los costes de laboreo, tra ta m ie n to y servicio comercial, var;-:// dentro de lm ites relativ am en te estrechos y sus variaciones pned* n ser previstas con frecuencia. Tam bin v aran las cotizado-

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INTRODUCCIN

ues de los m etales, excepto el oro, en los pases que tienen esij tal como p atr n m onetario. E l porcentaje de recuperacinjj , ^ vara a veces, pero si se presentan variaciones considerable. t.{ n caractersticas fsicas y qum icas del m ineral, es necesario , n atu ralm ente, que se produzcan fluctuaciones paralelas en es \y t pecto. E n las operaciones sistem ticas de laboreo, los minera. ! clasifican a m enudo en tipos y a veces se m ezclan los diferent* pos, con objeto de ten er lechos uniform es en la p lan ta de tratan) to. Los valores unitarios medios se determ inan por desm uestres i tem ticos y representan una cantidad conocida. Cubicacin. Magnitud de los depsitos minerales. E l volumen m ineral contenido en un criadero cualquiera determ ina su imp tan cia comercial. E l valor unitario del m ineral, sin el factor cal dad, slo tiene una significacin cualitativa. E l conocimiento de dos factores, cantidad y valor unitario, perm ite determ inar con ciei ex a ctitu d los valores b ru to y neto de un criadero determ inado, valor b ru to de un criadero m ineral debe ser suficiente para cub el coste de adquisicin, capital necesario para equipar la expo cin, incluyendo gastos de instalacin, explotacin y servicio com cial, as como ofrecer un exceso que representa el beneficio que y dr obtenerse en la explotacin. Toda em presa debe proporcio; bensficios para que tenga xito com ercial y cuanto m ayor sea beneficio tan to m ayor ser el xito de la em presa. Ambos factores, cubicacin del yacim iento y valor de los min< rales, no son siempre fciles de d e te rm in a r; su determ inacin exig cuidado, pericia y prudencia por p arte del ingeniero. Antes de y so utilizan en ellos trpanos m s pesados, pero por lo dems, el trab ajo no difiere gran cosa del de la prospeccin de placeres. El e n tubado se utiliza para asegurar la uniform idad del sondeo. Como las formaciones son m s homogneas que las arenas, gravas y a lu viones que se encuentran en la prospeccin de placeres, el sondeo progresa con m ayor uniform idad. La introduccin del entubado es generalm ente m s d ifcil; por regla g en e ral, el sondeo debe ir avanzado, y m uchas veces es necesario forzar el entubado para conseguir que descienda. La extraccin del entubado puede ser a veces difcil y las ro tu ras y averas son m s frecuentes. Los sondeos para grandes voladuras no requieren en general el uso de entubado, con excepcin de la boquilla del sondeo, y el trab a jo es en general m s sencillo que cuando so necesita tom ar m uestras. Estos sondeos tienen profundi dades de 10 a 45 m. E n la figura 17 se representa una sonda de trpano pesada para trab a jo de voladuras.72SONDEOSSONE n las operaciones de prospeccin de placeres y otros sondeos anlogos para e desm uestre de criaderos, se llevan dos registros. Uno es el registro de avance y otro el de terrenos atravesados y m ues tra s recogidas. E n el prim ero se inscriben los tiem pos empleados en acarreos, preparacin, perforacin, averas, introduccin y e x traccin del entubado, recogida de la instalacin y dem oras. E n el ltim o se indicar la posicin en vertical de las m uestras, longi tu d de ellas, cambios de formaciones, observaciones sobre lam in eralizacin y detalles referentes al destino y m arcas de las m uestras. E n los sondeos para trab ajo s de voladu ras, se an o tan en el registro de ope raciones los cambios de formaciones, en lo que pueda in te r n a r p ara el t r a bajo. 4. Sonda Rotary. E n su form a m o derna, la sonda E o ta ry hidrulica se compone de u n varillaje de acero tu b u lar form ado por secciones atornilladas en tre s, cuya p a rte superior va unida a una b arra hueca de seccin cuadrada y en cuya p a rte inferior va m ontado el til, que puede ser de cola de pescado (vi, fig. 18), en p u n ta de diam anto ( B), o de draga ( C), que a veces se com binan con granalla para atra v esar form aciones m uy duras. Tam bin se utilizan mucho, para la perforacin de rocas duras, dis tin to s tipos de conos o pifias del sistem a S harpy H ughes (D). E n la figura 19 a se representa un modelo reciente de plato giratorio, que a rra s tra en su giro la b arra do acciona m iento, al mismo tiem po que perm ite F ia . 19, l> J u n t a de c a . que descienda p ara seguir los avances beza de la sonda R o t a r y . del sondeo. E n la p arte superior do la b a rra de a c c io n a m ie n to se atornilla la ju n ta g iratoria de cabeza, y todo el varillaje se suspende del cas tillete por medio de un polipasto. P a ra la inyeccin se em plean em ul siones que se inyectan por medio de bom bas a travs del varillaje, por medio de una ju n ta giratoria, (fig. 19 b). A m edida que va profun dizando el sondeo, se v an agregando nuevas secciones de varillaje. L a em ulsin em pleada para la inyeccin sostiene las paredes del sondeo y a rra stra consigo los d etritu s de la perforacin. E l peso t o tal de la h erram ienta desempea un papel im p o rtan te en la perfo racin y puede ser dism inuido m ediante la suspensin del varillaje.La velocidad del pa ces conseguidos llega de sondeo fijos o tra sum inistrada por m sistem a se utiliza ca dos p ara la explota aplicado alguna vez 5. Sonda de trp ?ado p ara sondeos dF io . 20.Sond a ligeraglaciricas', as com de u n varillaje de se uno u n trpano ju n ta g iratoria p ara sin paga el cable c A trav s del varilla boca en perforacin* tu bado, en cuya pa descarga del agua y tu d , de 1 2 a 2 0 cm, una cabria ligera. I peccin de m ineralSONDA DE TRPANO CON INYECCIN73placeres y otros sondeos s, se llevan dos registros, renos atravesados y muesBn los tiem pos empleados seras, introduccin y exstalacin y demoras. E n cal de las m uestras, longiservacionos sobre lam in ey m arcas de las m uestras. >para trab ajo s de voladun en el registro de opecambios de formaciones, eda interesar p ara el tra Rotary. E n su form a m o da E o ta ry hidrulica se 111 varillaje de acero tu b upor secciones atornilladas p a rte superior va u n ida a teca de seccin cuadrada ite inferior va m ontado el le ser de cola de pescado n p u n ta de diam ante ( B), ), que a veces se com binan tara atra v esar form aciones am bin se u tilizan mucho, acin do rocas duras, dis} conos o pinas del sistem a es (D). ura 19 a se rep resen ta un ite de plato giratorio, que u giro la b arra de accionalismo tiem po que perm ite a para seguir los avances Un la p a rte superior de la c io n a m ie n to se atornilla arillaje se suspende del cas[ inyeccin so em plean emul imbas a trav s del varillaje, b). A m edida que va profunuevas secciones de varillaje, in sostiene las paredes del L la perforacin. E l p eso to e apel im p o rtan te en lap erfoe la suspensin del varillaje.\ La velocidad del plato giratorio v ara de 26 a 1 4 3 'r.p . 1 1 1 . Los a v a n ces conseguidos llegan h asta 60 ni por da. Pueden utilizarse trenes de sondeo Ajos o transportables. E n cuanto a la energa, puede ser sum inistrada por m quina de vapor, m otor Diesel o elctrico. E ste sistem a se utiliza casi exclusivam ente para la perforacin de son deos para la explotacin de petrleos o gases, aunque tam bin se lia aplicado alguna vez p a ra voladuras. 5. Sonda de trpano con inyeccin. E ste sistem a se ha u tili zado para sondeos de prospeccin en arenas, tierras y formacionesFio. 20.Sond a ligera d e gasolina p a r a prospeccin t r a b a ja n d o en un sondeo inclinado. ( E . J . L ongyear Co.)glaciricas', as como en yacim ielitos de hierro. L a sonda se compone de u n varillaje de acero hueco, seccionado, a cuyo extrem o inferior se une un trpano desboca re cta y lleva en el extrem o superior u na ju n ta giratoria p a ra conectar una m anguera, y el anillo, de suspen sin p ara el cable que se utiliza para le v a n ta r y b a ja r el trpano. A travs del varillaje se inyecta una corriente de agua que desem boca en perforaciones prxim as a la boca del trpano. Se utiliza e n tubado, en cuya p a rte superior se coloca u n a pieza en T p a ra la descarga del agua y d etritu s. La sonda da u n golpeo de poca am p li tud, de 12 a 2 0 cm, y el trpano se hace g irar a m ano. Se necesita una cabria ligera. Las sondas de este tipo, utilizadas p a ra la p ro s peccin de m ineral de hierro en el Mesabi, lian dado avances de 7 , 574SONDEOSa 12 m por jornada en los prim eros 30 m, y unos 6 m por jornada a profundidades m ayores. Los trenes porttiles ligeros de sondeo con cable, pueden em plearse tam bin con estas sondas.Exterior de la corona 36,5 m mExterior del varillajeExterior del acoplamientoHuelgo Huelgo del Ilncl de la acoplamiento corona 2,25 cm1 0,90 cm2 varillaje 2,65 c m !Diamante negroCorona liortCorona de piedras incrustadasp lr -O -jO -O -O 0-0 -Oo |o o o O a H |Corona de piezas cambiables89-76 mm Corona maciza cncavaP ared Pared achaflanada rectaUGlibos de coronas 57-48.5 m m 73-6() mm Corona gua Trpano Fio. 21. Huelgos de las coronas, varillas y acoplam ientos ; modelos de coronas de d ia m a n te s ; dimensiones de las coronas y e ntu ba do s ; trpano.6 . La sonda do diam antes. Aunque la ejecucin de sondeos c m tiles giratorios es m uy antigua, por prim era vez, en 1864 un ingeniero francs, R udolph Leshot, utiliz para perforar roca unacorona de acero cc foracin, equipados nocidas, fueron til en el t n el del Mon diam antes no lian roa de diam antes 1 1 0 para barrenos, i perforadoras de pe U na sonda de ( canismo giratorio del cual hay un m varilla, que est nectado al eje de U m edida que progrei m allera y un pin conseguir este mis comprimido, vapor la m quina y el las sondas de av ai nado por engranaj aju sta r las variack 1 izado si es necesar beza de sonda, pin del sondeo. Las so dros hidrulicos pr tidor que perm ite i ja r el sondeo. E n 1 estn m ontados se cab restante peque] vs del cual se iny tivam ente elevada cortando la roca y nes de trab ajo . La dad de ex tra er lo? fundidad, se van figura 2 0 se reprei D urante mucli m ejorada ; era sim ta b a n a m ano 6 v produjo fnalm ent lo cual restringi 1927, D. G. Longti trales (bort) en si loc de 40 a 72 pj dujo el coste de 1SONDA D E I)LIMANTES75n, y unos 6 m por jornada porttiles ligeros de sondeo ;on estas sondas.Ilutlgo de la corona 0,90 cmHuelgo del Huelgo acoplamiento del 2,25 cm1 varillaje 2,65 enrpiedras incrustadas13Corona piezas carnbles76 mmGlibos de coronas57 48,5 mmmma coplam ientos ; modelos de coronas roas y e n tu ba do s ; trepano.que la ejecucin de sondeos por prim era vez, en 1864 un itiliz p ara perforar roca una\ corona de acero con diam antes engastados. E stos tiles de p er foracin, equipados con la m s dura do las substancias abrasivas co nocidas, fueron utilizados entonces para la perforacin de barrenos en el t n el del M ont Genis. Los principios generales del sondeo con diam antes no lian variado prcticam ente. En la actualidad la co rona de diam antes se utiliza para sondeos de prospeccin, pero no para barrenos, para cuya aplicacin ha sido sobrepasada por las perforadoras de percusin. U na sonda de diam antes se compone esencialm ente de un m e canismo giratorio que a rra stra un husillo hueco, en el extrem o del cual hay u n m andril para su jetar la varilla. E l tubo portavarilla, que est roscado, es accionado por un engranaje co nectado al eje de la m quina, con objeto de hacer avanzar el til a m edida que progresa la perforacin ; otras veces se utiliza una cre m allera y un pin accionado por u n a palanca con contrapeso para conseguir este mismo resultado. La fuerza m otriz puede ser aire comprimido, vapor o m otores elctricos, de gasolina o Diesel. E n tre la m quina y el rbol principal se interpone un em brague. E n las sondas de avance autom tico, un m ecanismo diferencial, accio nado por engranajes por un rbol paralelo al principal, perm ite a ju sta r las variaciones del avance del varillaje y puede ser inm ovi lizado si es necesario. El conjunto de estos mecanismos, llam ado c a beza de sonda, puede ser girado 180 para d ejar despejada la boca del sondeo. Las sondas de gran tam ao estn equipadas con cilin dros hidrulicos para regular el avance y van provistas de un b a s tidor que perm ite correr hacia a tr s la cabeza de sonda para despe ja r el sondeo. E n las sondas ligeras, el m otor y la cabeza de sonda estn m ontados sobre un bastidor de acero, que lleva tam bin un cabrestante pequeo, para las m aniobras. El varillaje hueco, a t r a vs del cual se inyecta una corriente de agua, gira a velocidad re la tivam ente elevada. El varillaje avanza en ta n to el til contine cortando la roca y el avance se regula de acuerdo con las condicio nes de trab ajo . La perforacin 1 1 0 es continua, a causa de la necesi dad de e x tra er los testigos. A m edida que va aum entando la p ro fundidad, se van agregando nuevas secciones de varillaje. E n la figura 2 0 se representa una sonda para prospeccin. D u ran te m ucho tiem po, la corona de diam antes 11 0 fu apenas m ejorada ; era sim plem ente una corona de acero en la que se engas tab an a m ano 6 u 8 diam antes negros. L a rareza de estas piedras produjo finalm ente un aum ento del precio de los diam antes negros, lo cual restringi seriam ente el uso de la corona de diam antes. E n 1927, D. G. Longtin introdujo el uso de pequeos diam antes in d u s triales (bort) en sustitucin de los habituales diam antes negros. Co loc de 40 a 72 piedras en cada corona y al mismo tiem po que re dujo el coste de la m isma aum ent notablem ente su rendim iento.76SONDEOSSin embargo, la colocacin de las piedras a m ano constitua una d i ficultad. E n el mismo ao J. A. Sm it in ten t construir u n a corona fundida con pequeos diam antes, pero no obtuvo resultado. F. Koebel y J. J . K oen consiguieron m ejores resultados en 1937 con piezas fu n didas em butidas en la corona. E n 1938 F. W. R olland p aten t el uso de m etales en polvo p ara form ar la m asa de sujeccin de los d ia m antes de la corona. Utiliz una mezcla de cadmio, estao y cobre fundidos a presin. As apareci la corona de construccin m ecni ca, que abarat sensiblem ente el coste. P osteriorm ente aparecie ron en el m ercado coronas constituidas por u n a m atriz de carburos de tungsteno y cobalto con polvo de diam ante del tam ao de la m alla de los tam ices 8 a 48. P osteriorm ente han surgido otros m o delos. E n la actualidad se encuentran coronas fundidas, sinterizadas o im pregnadas de distintos tipos, como las de la figura 2 1 . ,E1 aum ento de la velocidad de corte y la reduccin del coste de los diam antes, ha revolucionado la tcnica de este gnero de sondeos. E n 1930, W . J . M itchell introdujo u n a sonda que p e saba solam ente 75 kg y poda ser m ontada sobre u n a colum na co rriente de perforadora. M itchell ensay tam bin la perforacin sin testigos y a seccin llena, introduciendo coronas convexas con peque os diam antes. E n dicho ao utiliz estos itiles con xito para p e r forar sondeos en la presa Boulder. Indic tam bin la posibilidad de utilizar sondas de diam antes para el trab a jo con explosivos. A n teriorm ente, en 1929, W. I. Xelson describi la explotacin de p i cares en la m ina Engels (California). Se em plearon all barrenos des cendentes de 6 a 60 m y barrenos ascendentes h asta 56 m, que se cargaban con dinam ita-gom a y se disparaban con xito con cor dn detonante, dem ostrando las v en taja s de la voladura con b a rre nos de gran longitud. La utilizacin de sondas y entubados ligeros y de' coronas im pregnadas ha ensanchado el campo del sondeo con diam antes. M u chas m inas estn actualm ente equipadas con sondas ligeras, u tili zadas, no slo p ara reconocim ientos, sino para otros fines. E n a l gunas m inas, como en N oranda y Mt. Isa, se han utilizado sondas ligeras para la perforacin de barrenos, siguiendo la tcnica in tro ducida por STelson. E xisten grandes probabilidades de quo la sonda de diam antes encuentre cada da m s extenso campo de aplicacin donde sea ventajoso el empleo de barrenos de gran longitud, como en el rescate de pilares y en algunas form as de explotacin por hundim iento o testeros y bancos. A p a rtir de 1930, la Asociacin A m ericana de F abricantes de Sondas de D iam antes ha introducido ciertas dimensiones norm ali zadas p ara coronas, entubados y varillajes. Se construyen 4 tam aos norm ales de coronas, varillas y entubados, aunque tam bin se u t i lizan algunos tam aos m enores y m ayores. E n la tab la 8 se indicanlas dim ensiones de las tubos portatestigos, acT a b l a S.< D im eDimensDesignacin Dim etro del e n tu b a d o i dE X AX B X N Xl 1/* 172*/3 9 Pon DimensioT ablaExt.Portatestig os simple A c o p la m ie n to del p o r t a t e s t ig o s ......... Varillaje de la sonda N m ero de piedra s por c o r o n a . . . .1 7/i 1 7/, 1 11E l tipo E X se utili: fundos, h asta 450 m, c< superiores a los 300 m, coronas de m ayor din m ente frecuentes en tr profundos son m ucho cim ientos por medio c fundidades com prendic y escasam ente 1 2 q ha perforado u n son para exploracin en u profundos, de 1500 a 2( E n algunos casos e: tros m ayores que los ocasin se utiliz u na un pozo petrolfero en el perfeccionam iento d< campo a la sonda de di lizada, de 61 cm de < chel D iam ond Drill Coi Las dim ensiones de mercado estn indicad: sentan diferentes mod5,4 mm|3,24 4,19 5,30 6,643,34 4.36 5,54 6,843,64 4,76 6,69 8,18Barrena/ Barrena r*HU E C O , KILO GRAM OS P O R M ETR O *'j j Ll I L 'J tr W -W//////AQco '2 roExagonalOchavadoI X li i U k2,97 4,02 5,13 6,12al Steel Co., Fittsb.3,25 4,50 5,60 6,9030 nim1 -*! -*-------- 57 m m ------ Fio. 47; Modo de aco p lar b a rre n a s seccionadas p a ra barren o s largos. ( C .A . Dobbel). El d ib u jo inferior re p re se n ta el m an g u ito usado en la m in a N oranda.gos se facilita utilizando b a ta de cada seccin es de 5,5 itilizan b arren as de esta Ionincmodos para labores del boreo a cielo abierto. E n el ) la perforacin de barrenos el propsito de aquellas perranda, se utilizan barras mee mos en labores de arranque, t alcanzar longitudes de 5,5 m. La pieza de cabeza y las 'o redondo forjado cromon-fueron concedidos en 1922-23. Anaconda ensay y adopt las b o cas Haw kesw orth para sus m inas de B u tte y esto di gran impulso al uso de las bocas intercam biables. E ste sistem a perm ite reducir en proporcin considerable el trasiego de acero y perm ite tam bin emplear para las bocas aceros mejores, as como tratam ientos t r micos ms perfectos ; en la actualidad es m uy grande el nmero de minas que em plean bocas intercam biables para la m ayor p arte de los trab ajo s de perforacin. ^E x isten actualm ente diferentes tipos de bocas intercam biables (fig. 48). Las H aw kesw orth h an desaparecido en la actu a lid a d ^ L a unin roscada parece ser la m s generalizada, aunque tam bin se emplean bocas de enchufe cnico. La boca Tim ken se atornilla enC66,67 mm yW 4 q mm R adio 6,35 m m Radio 3,18 mm 63,50 m m 22,23A. - Timken.el extrem o de la filete de rosca e sol-E and se apo d ra y em plean un cua. Las bocas san sobre el extre ken, la barrena 1 U de la boca. L a bo el extrem o de la ponden con 4 ca boca est enclmf cies im piden el g queda encajado < el borde a sta cuando sta se s Las dimensio riaciones. Sin en cipalm ente : el d estrella y el de m ente usado, pe laterales p ara t la experiencia C tra l puede Uegai cam bio de barre u n a serio de ca tos conseguidos m ent de la prcT a b l a 15B. - Ingersoll-Rand.C. S u lliv a n .D. *C a r r .E. - Boca de 4puntas. G. -S. S. Clarke. 34,93 - m m > spiga hexagonal normal para las barrenas de m arllos con m ecanism o de giro 82,55 m m ATJV -76,20 m m ---- az 31,75 m m Radio 12,7 m m yF. - H o lln g r .Dimetros de bocas mmPara embo quillarA BA G0,3 47,Gantes de ag............96,84 m m -----llllg ' 1----- ' i # E spiga de barrena normal con orejas para perforadoras m ontadas F io . -18. B ocas in te rca m b ia b les ; espigas norm alizadas.\si ble reducir le opina que son en cruz corrien co rtante y la los brazos de 1 corte os 90. 1 de grueso on la h asta 105 y aRRENOSBOCAS D E BARRENA123el extrem o de la b arra apoyndose sobre u n a base torneada ; el filete de rosca es redondeado. Las bocas intercam biables Ingcrsoll-R and se apoyan en el extrem o de la b arra cortada a escua dra y em plean un tipo de rosca poco profunda y do seccin en cua. Las bocas Sullivan utilizan u n tipo de rosca especial y descan san sobre el extrem o de la b a r r a ; en otro modelo, sim ilar al de Timken, la barrena lleva u n cuello torneado que sirve de apoyo a la base de la boca. La boca Liddicoat, utilizada por Hollinger, es de enchufe ; el extrem o de la b arra est redondeado con 4 superficies que corres ponden con 4 caras similares en la base de la boca. La base de la boca est enchufada sobre el1 extrem o de la barra y estas superfi cies im piden el giro do la boca ; adems, el borde inferior de la boca queda encajado en cuatro ranuras cortadas en la b arra que sujetan el borde a sta y proporcionan una sujeccin adicional de la boca cuando sta se saca (A. H . W ohlrad). Las dimensiones y diseos de las bocas presentan bastantes v a riaciones. Sin em bargo en la prctica se em plean tres modelos p rin cipalm ente : el de cuatro p u n tas o de cruz, el de seis p untas o en estrella y el de bisel o boca Carr. El orificio central es el norm al m ente usado, pero tam bin en algunos modelos se em plean orificios laterales p ara tra b a ja r en terrenos arcillosos o quebradizos, pues la experiencia dem uestra que en estas condiciones el orificio cen tral puede llegar a obturarse. Las variaciones de calibre para cada cambio de barrena oscilan en tre 3,1 y 1,2 mm. E n la tab la 15 se da una serio do calibres a ttu lo de inform acin. Los perfeccionam ien tos conseguidos en las operaciones de forja, han perm itido un a u m ento de la precisin en la preparacin de las bocas, que hace poA. - T i m k e t i . B. - I n g t r s o l l - R a n d . C. S u l l i v a n . D. - C a r r . E. - B o c a d e 4p u n t a s , F. - H o llin g ir . G. -S. S. C l a r k e .T a bla 15. E s c a l a s d e c a l i b r e s d e b o c a s , m in a H o m e s t a k e(II. A . W a lkcr.)Dimetros de bocas mm Para embo quillar Longitud del barreno, m 0,914 1,219 1,524 1,829 2,134 5,438 2.743 3,048^ J34,93 -mm--anillos con mecanism o de giro 31,75 mmA BA60,3 mm y el ngulo de corte es 90. Las bocas de dim etros grandes tienen h a sta .19 mm de grueso en la cruz y en algunos casos el ngulo de corte se aum enta hasta 105 y a n m s. Los 5o de desviacin de las p u n tas se reducen124PERFORACIN D E BARRENOSa veces a 2 o y en algunos casos desaparece este esviaje, lo que fa vorece la conservacin del calibrado. Las bocas en estrellas de 6 pu n tas tienen el mismo trazado general. Se utilizan para taquear, para em boquillar y en terrenos quebradizos. La boca Carr o de bisel, tiene ta n slo u n borde cortante y el esviaje de las p untas es de 2o. E sta boca m antiene el calibre y en terreno duro da con fre cuencia m ejor rendim iento que la boca en cruz. La boca cam biable Sullivan tiene un p ar de aletas de la forma usual y en las otras dos los ngulos cortantes coinciden con la periferia del barreno. E l n gulo de esviaje es pequeo. S. S. Clarke describe u r a beca cam bia ble de tres p u n tas (T ri-State) que lia dado buenos rendim ientos de perforacin en capas quebradizas, donde el desgaste por abrasin es elevado. ' Las bocas cam biables se fabrican de acero al carbono (0 , 8 a 0,9) o de aceros especiales. Tam bin se utilizan mucho, aceros elctri cos de grano fino. La opinin general es que los aceros especiales dan mejor resultado. Cuando las bocas cambiables pierden el cali bre, se rectifican al calibre inm ediatam ente inferior y se reaguzan. La operacin puede repetirse varias veces. Volviendo a forjar en caliente y tem plando las bocas, se aum enta el nmero de veces que pueden ser utilizadas. Segn C. A. K um ke el mxim o de utilizacio nes posibles es 10 veces. Cuando se agrietan los cuellos, se estro pean las roscas o se parten los dientes, no es posible la reparacin. Las barras de b arrena p ara u tilizar bocas intercam biables, se fabrican en juegos o surtidos de tam aos cuya longitud se escalona de 45 a 60 cm. Las b arras p ara em boquillar tienen do 76 a 96 cm de longitud, m ientras que las segundas terceras, cuartas y quintas suelen escalonarse de acuerdo con las necesidades de cambio de boca, experim entadas como convenientes en cada m ina. E stas b a rras se fabrican de acero al carbono de 0,75 a 0,85 %. Sin embargo, tam bin pueden emplearse aceros especiales ; en definitiva interesa un acero de a lta resistencia a la fatiga. Los extrem os roscados se tem plan en aceite y se recuecen, y la espiga se tem pla tam bin en aceite, pero no se recuece. C. L. B errien estim aba, que el tra b a jo continuo en 85 frentes de ataq u e, en B utte, requera para un ao un equipo medio de 4020 b arras de acero con un peso medio de 6,91 kg cada una, es decir, un to ta l de 27 887 kg de acero j d u ran te el ao se aguzaron 148 862 barrenas, es decir, el peso to ta l del acero m anejado en los aguces era de 1137 ton. Con bocas intercam biables el peso total de v a ri llas y bocas m anejado fu de 219 ton. A. H . W ohlrab da los siguien tes datos, referentes al trab a jo con bocas intercam biables en IIollinger, referidos a m quina y j o r n a l : b arras estropeadas o rotas 0,86 ; bocas utilizadas 41 ; bocas perdidas 0,13 ; bocas estropeadas 0,21 ; barrenos perforados 18,5 ; m etros perforados 35. E n la tab la .16se hace un resum en < cam biables y barren?T a b l a . 1G. B ocBocasBarrene perforadI n te r c a m b i a b l e s .3301: 437:N ota . Costes comparativ 16,30 cts. Bocas intercambiables por metro. R otura de barrenas 80 al cabo de 6 nieses ; igualesAprovisionamicnti se tra n sp o rta en los por m ineros o pinch nes especiales para hace de un a m anera se m antienen depsi tad as o averiadas se al exterior y se env del acero que ha do cuando se utilizan l colocan en cajas api para el trab a jo de u cliar al trab ajo . Al bocas usadas y no barras y a ta l fin s< en los niveles de tra ' Soportes o 1 1 1 0 1 1 1 sadas y ligeras mon luinnas de 63, 76, * lum nas van equipad ltimo es poco usac can acodaladas enti de los gatos. Las c< tienen do 43 a 55 son do m ayor longi coloca un a grapa c la cuna de la perfoi lum na est puesta jado y la perforade que puedan cambi tos puntos del frenRRINOSAPROVISIONAMIENTO D E ACERO125rece este esviaje, lo que faLas bocas en estrellas do 6 1. Se utilizan p ara taquear, dizos. La boca Carr o de y el esviaje de las pu n tas es en terreno duro da con freen cruz. La boca cam biable 'ma usual y en las otras dos periferia del barreno. E l ne describe u r a beca, cambiaado buenos rendim ientos de le el desgaste por abrasin acero al carbono (0 , 8 a 0 , 9 ) lizan mucho, aceros elctries que los aceros especiales cambiables pierden el cali ente inferior y se reaguzan. eces. Volviendo a forjar en n ta el nmero de veces que ike el m xim o de utilizacio;rietan los cuellos, so estro no es posible la reparacin, r bocas intercam biables, se >s cuya longitud se escalona illar tienen do 76 a 96 cm terceras, cu artas y quintas necesidades de cambio de ss en cada m ina. E stas ba),75 a 0,85 %. Sin embargo, iales ; en definitiva interesa > Los extrem os roscados se . spiga se tem pla tam bin en >ajo continuo en 85 frentes1 0 un equipo medio de 4020se hace un resum en de resultados com parativos ciltre bocas in te r cambiables y barrenas ordinarias.T a b l a 1G. H o c a s i n t e r c a m b i a b l e s y f o r j a d a s , T r i -S t a t e(C . IV. N icolson)Barrenos perforados Intercam biables. Metros perforados Metros por boca Bocas em botadas Barias rotas Metros por rotura33012 -1373S9013 111705,50 1,311G13 88702511 G7G35 16,45N o ta . Costes com parativos: Bocas forjadas, por boca 16,03 c en tav o s; por metro perforado 16,30 cts. Bocas intercambiables ; bocas normales 15,54 cts. por metro perforado ; boca A - 2, 9,03 cts. ]>or metro. R otura de barrenas (acero sueco) ; metros por cada rotura, 271 al comienzo del perodo y 80 al cabo de 6 meses ; "lales barrenas.6,91 kg cada una, es decir, el ao se aguzaron 148 862 310 m anejado en los aguces ables el peso total de vari. H . W ohlrab da los siguienjas intercam biables en IIolb arras estropeadas o ro tas las 0,13 ; bocas estropeadas perforados 35. E n la tab la 16Aprovisionamiento (le acero. E n las m inas pequeas, el acero se tra n sp o rta en los vagones de la mina y se distribuye a los frentes por m ineros o pinches. E n m inas im portantes, suelen existir vago nes especiales para el transporte de barrenas, cuya distribucin se hace de una m anera m etdica. E n los distintos niveles de trab ajo se m antienen depsitos de barrenas aguzadas. Las barrenas em bo tadas o averiadas se recogen despus de cada relevo, se tran sp o rtan al exterior y se envan a la fragua. Como ya liemos dicho, el peso del acero que ha de en tra r y salir 0 1 1 la m ina, se reduce grandem ente cuando se utilizan bocas intercam biables. Las bocas cambiables, so colocan en cajas apropiadas, que contienen una provisin com pleta para el trab a jo de u n relevo y que se entregan al barrenero al m a r char al trab ajo . Al final de la jornada se devuelve la caja con las bocas usadas y 1 1 0 utilizadas. Tam bin se necesitan recam bios de barras y a ta l fin se m antienen depsitos de b arras para barrenas en los niveles de tra b a jo en lugar prxim o a los frentes. 1 Soportes o m onturas para perforadoras. Las perforadoras po sadas y ligeras m ontadas, van soportadas por brazos unidos a co lumnas de 63, 76, 89 101 mm de dim etro. Las bases de las co lumnas van equipadas con un gato de tornillo simple o doble (este ltimo es poco usado) y una zapata en la p arte superior. Se colo can acodaladas en tre el techo y el piso, m antenidas por la presin de los gatos. Las colum nas son de longitudes variables ; los brazos tienen de 4 3 a 5 5 cm de longitud ; los brazos de doble extensin son de m ayor longitud. P or debajo de la abrazadera del brazo se coloca una grapa de seguridad ; o tra abrazadera sujeta, al brazo, la cuna de la perforadora. La disposicin es tal, que cuando la co lumna est puesta en posicin, el brazo puede ser levantado o b a jado y la perforadora desplazada a lo largo del brazo, de m anera que puedan cam biarse los em plazam ientos para perforar en d istin tos puntos del frente. E n frentes m uy altos se em plean''colum nas126PERFORACIN D E BARRENOSextralargas. Las colum nas se construyen de tubo de acero sin sol dadura, tubos extrafuertes y aleaciones de alum inio. Con las perforadoras de m artillo ligeras (con cuna de cono fijo), se em plean colum nas ligeras de 24 a 27 kg de peso ; la carrera do avance con estos soportes es de 6 6 cm. P ara facilitar el m anejo do los m artillos perforadores, se fabrican pies soportes de avance n eu m tico (Ingersoll-R and Jackleg) con enganche de bayoneta, que pesan 15,9 kg y tienen u n a carrera de 914 mm, y pueden ser utilizados para barrenos horizontales o inclinados. El llam ado sop ara introducir un jab a la p u n ta del perm ita perforar 1 y de 4,8 m de Ion para soportar el t Los trpodes de labores a cielo abie: quo por bancos. Li crem allera y pir de asiento, se empcF ig . 19. M onturas para perforadoras.F ig . 50.Jum bo cp o rte m ejicano se compone ele u n a b arra de acero de 25 mm, a p u n ta d a y con un collar forjado unos 7 cm por debajo del extrem o su perior : el m artillo va provisto de u n gancho o anillo que se pasa sobre el extrem o superior de la b arra. Otros tipos de pies-soportes neum ticos, van unidos al m artillo por meelio de una pieza en U y perm iten utilizarlos como m artillos para realces. E n M ount Hopo, F. M. Kadel utiliz un pie de m artillo de realce, con una conexin de aire especial unido a un m artillo ordinario. La combinacin fu utilizada para trabajos de arranque. D elante del frente se colocaba un tabln de 25 X 5 cm y 3,5 m de largo, apoyaelo contra la roca por un lado y soportado por un m ontn de escombro en el extrem o opuesto ; en el tabln se abrieron una serie de taladros que servanP ara los avanc utilizan jum bos > : nitiva u n carretn un sistem a de coli las perforadoras, la r dos perforado Una plataform a i] blero de trab ajo j la seccin. E l cari y soportes p ara c< dar al frente rpiRENOSso po rtesPARA PERFORADORAS127i de tubo de acero sin sol de alum inio, ras (con cuna de cono fijo), kg de peso ; la carrera do P a ra facilitar el m anejo de es soportes de avance neuganclic de bayoneta, que le 914 mm, y pueden ser inclinados. El llam ado s o -para introducir un anillo m ontado en un perno, sobre el que enca jaba la p u n ta del pie neum tico. De esta m anera la herram ienta perm ita perforar barrenos horizontales y hasta 30 de inclinacin y de 4,8 m de longitud. Tam bin se utilizaron elos escalas cortas para soportar el tabln. Los trpodes de acero de 100 a 250 kg de peso se utilizan en las labores a cielo abierto. Los trpodes se em plean tam bin en el a rra n que por bancos. La barra de cantera ele 3 a 3,5 m ele longitud, con cremallera y pin para el desplazam iento horizontal ele la grapa de asiento, se em plean para cortar bloques en canteras.D perforadoras. Fig. 50. Jum bo * o carretn para perforadoras.( C levelan d R o c k D r il l Co.)a de acero de 25 mm, apunpor debajo del extrem o sujanclio o a il 1 o que se pasa Otros tipos de pies-soportes medio ele una pieza en U y a realces. E n M ount Hopo, ele realce, con un a conexin clinario. La combinacin fu slante elel frente se colocaba rgo, apoyado contra la roca l de escombro en el extrem o serie de taladros que servantP ara los avances ele tneles o transversales ele gran seccin se utilizan jurnbos el diferentes moelelos. Un jum bo es en defi nitiva un carretn m ontado sobre cuatro u ocho ruedas, que soporta un sistema ele colum nas y brazos para m ontar y poner en posicin las perforadoras. Los m s pequeos estn preparadlos para sopor ta r dos perforaeloras ; los graneles pueelen llevar ele cinco a ocho. Una plataform a interm edia rebatible, so emplea a veces como t a blero ele trab ajo para las perforadoras que sirven la p arte alta de la seccin. E l carretn lleva colectores de aire comprimido y agua y soportes para colocar el acero. El objeto del ju m b o es tra s la dar al frente rpidam ente el m aterial ele perforacin y ponerlo enPE R F O R A C I N D E B A R R EN O Saccin con el mnimo retraso y retirarlo tam bin rpidam ente con el equipo, antes de las pegas. La casa Cleveland construye un tipo de tres o cuatro brazos m ontado sobre un carretn de cuatro ruedas (figura 50). Cada brazo est m ontado de m anera, que pueda oscilarF io . 51.P e rfo rad o ra de carro. (S id liv u n M achi tu r y Co.)alrededor de u n eje vertical y levantado o bajado en el plano v e rti cal por medio de un mecanismo de tornillo y m anivela, para colo car en posicin las m quinas. E sta disposicin perm ite cubrir un rea muy am plia. Dos o tres colum nas neum ticas perm iten acoda lar el carretn contra el techo e inm ovilizarlo. Lleva tam bin sus tuberas colectoras de aire y agua y depsito de herram ientas. Gardner-Denver fabrica tam bin 11 1 1 modelo de 3,9 1 1 1 1 1 1. P ara cartuchos Car1 1 er de 44,4 a 00,4 1 1 1 1 1 1 en el > du P o n t 120,G 1 1 1 1 1 1. la de trp an o se designan por 101, 152, 168, 203, 228 y 304 trpanos sufren considerable de u n cable, la perforacin ,ror que el tam ao de la boca.M10JO 100 lio120 IW HO IW 160 110 TeOTotal de p ie l perforadosF io. 51. L ongitud e stim a d a p e rfo ra d a con m artillo , suponiendo cam bios de b a rren a cada 24" (60 cm ), b arre n o s de -1, 6. 8 y 10 pies (1,2, 1,8, 2,-1 y 3 m ) en rocas blandas. Los frcnbquieren menos barrenos que Los tajo s de arranque presenbu o s barrenos y menos oxploelo abierto presentan dos caa verticalm ente a cierta d is dos u horizontales a in terv aico. E n los bancos de m ucha i en la p arte alta del banco y >ca que puede ser arrancado 3 a correspondiente a cada b a m ayory la longitud del mismo ; cuanto m s largo es el barreno ta n to es el volumen. E l peso de explosivo cargado en cada barreno viene pues determ inado por el volum en de roca a arrancar, as como por la resistencia de la roca. La distribucin de los tiros de una pega en un frente de galera, viene determ inada por la seccin transversal y por las posiciones de las columnas de las perforadoras, que deben estudiarse de m anera que pueda realizarse el mxim o de barrenos, con los mnimos m o vimientos de las columnas. Los barrenos centrales o de franqueo sirven para ab rir cua en el frente, los siguientes ensanchan este rea y los ltim os prximos al contorno com pletan el ensanche. Debe evitarse la fragm entacin excesiva. La experioncia os un fa c to r im portante para determ inar la distribucin de los tiros. La p e r foracin es la operacin que consume m s tiem po ; cuanto m enor sea el nmero de barrenos, tan to ms reducidas sern las jornadas de perforacin ; cuanto m s rpida sea la perforacin, menos tiem po exigir. Las perforadoras potentes y rpidas, el acero bien aguzado y la experiencia del barrenero, aum entan los rendim ientos de perfora cin. Las perforadoras de avance m ecnico consum en menos tiem po en los cambios de barrenas y constituyen un im portante factor en la perforacin rpida de tneles. Los necesario para m ontar y re tira r el equipo cuando se ha term inado la perforacin. En m uchas m inas, las barrenas ms largas que se em plean son de 3 m ; esta longitud de barreno se utiliza principalm ente en los tajos de arranque. La tendencia actual es a utilizar barrenos ms largos y el uso de bocas intercam biables ha estim ulado la prctica de em plear barrenos m ayores, m s espaciados y con volmenes de arranques m ayores por barreno, ta n to en las labores de prepara cin como en las de arranque. Los resultados obtenidos con los b a rrenos largos, en Ja explotacin con niveles interm edios, ha favore cido tam bin el cambio de ideas en este sentido. Sin embargo, en las m inas pequeas, los m todos son conservadores y con frecuencia la im posibilidad de obtener capital para equipos m s m odernos, ha conducido a m antener m todos y equipos antiguos. Los explotadores de grandes m asas y m inas im portantes, han encontrado ventaja econmica en la aplicacin de nuevos m todos y nuevos equipos, ya que las posibilidades de hacer m ejoras, incluso pequeas, en los mtodos de explotacin, conducen con frecuencia a economas m uy im portantes. E n m inas pequeas tales economas pueden no ser suficientes para justificar desembolsos de capital. Bocas intercambiables. Las bocas intercam biables de tornillo se sacan fcilm ente de las barras, golpeando con un m artillo un a de las aletas de la boca, en direccin conveniente para aflojar la130PERFORACIN D E BARRENOSrosca. Las roscas se cortan a izquierda, ya que la rotacin del acero es a derechas. Las bocas de enchufe cnico se extraen por medio de u na cua en form a de U . y u n bloque de reaccin, o bien por medio de un peso fuerte que se pasa por el extrem o de la espiga y se deja caer con lo cual los bordes del taladro del bloque golpean sobre las aletas de la boca. Los fabricantes sum inistran herram ientas apro piadas para distintos tipos de bocas cambiables. Su uso 1 1 0 carece de inconvenientes, pues cuando se pierden van a p arar con frecuen cia a los m ontones de m ineral y pueden luego causar averas en las quebrantadoras u otras m quinas de trituracin, si 1 1 0 se separan por medio de im anes u otros medios. P ara im pedir estas prdidas es conveniente m o n tar la herram ienta sobre u n a base de tam ao suficiente. Barrenas acuadas o rotas. La extraccin de una b arrena ac u ada, que resiste a los recursos ordinarios, como el m artillo, exige gran ingenio por p a rte del barrenero. Un anillo abierto con dim etro interior ligeram ente m ayor que el del acero de la barrena, act a como una grapa cuando se coloca oblicuam ente y sirve de apoyo para utilizar un gato de tornillo o un m artillo perforador de m ano. W. A. Knoll y J. 0. Sullivan describen un mecanismo para extraer barrenas con collar encajadas en barrenos profundos. Consiste en un bastidor rectangular de acero, con una cavidad en forma de yugo, que coge la barrena por detrs del collar y que lleva en el otro extrem o una lengeta, que se acopla al m anguito de la espiga de un m artillo perforador invertido, utilizado para sacar la barrena. Otros artificios perm iten el uso de dos m artillos de mano invertidos. Una b arrena ro ta dentro de u n talad ro puede ser sacada por medio de un anillo b astan te pequeo, para ser introducido en el barreno y pasar sobre la b arra sobre la que ac t a como grapa cuando se oblica. Se m aneja por medio de dos cordones o alam bres. Otro a p a ra to consiste en una especie de m anguito o cam pana colocado en el ex trem o de una b arra, que se introduce en el barreno, para conseguir que sus rugosidades interiores produzcan agarre suficiente sobro la barrena ro ta para extraerla. Los trozos pequeos de bocas rotas, o las bocas intercam biables, pueden ser extradas por medio de una barra con p u n ta larga o con una horquilla en el extrem o de una b a rra , o recogidas dentro de un tubo con m ordazas que se introduce en el barreno y que al cerrar las m ordazas retiene el fragm ento (Knoll y Sullivan). P ara bocas intercam biables de gran dim etro basta m u chas veces una barra term inada en un gancho. Tam bin puede ser til un simple tubo. Todas estas herram ientas pueden ser tiles n determ inadas condiciones. Cuando la b arrena ro ta o acuada desafa todos los esfuerzos, es necesario perforar otro barreno. Equipos para aguzar barrenas. H oy en da so construyen equipos especiales para reaguzar, e incluso forjar bocas in tercam biables en las mil mal de los tallert res elctricos, de aguzar y rectific rectificacin en < para forjar bocas bin hornos espe y cubas p ara ten pequeos se emp Rectificacin botadas pueden s inferior, por me< de dos m uelas (1 eje de un m otor ; para rectificar el sorios para sujet frigerante, ya qu producirse recal las bocas estn ( mente. La rectif cambios. E stas queos. Su uso 1 ces, excepto cui Rectificacin y de las bocas blem ente por h tieie un dimet a un ngulo tal, aletas contiguas la muela estn ] ta n a la tem per sobre soportes Un mecanismo existen mquii las Carr. La rectifica diseada ; pued o por correa ti de 5 C. V., la n as utilizan un a 180 bocas in t cas rectificadas tem peratura de en cubas de ten didad suficientRENOSRECTII-'ICACIN D E BOCAS CAMBIABI,ES137ya que la rotacin del acero ico se extraen por medio de reaccin, o bien por medio remo de la espiga y se deja el bloque golpean sobre las nistran herram ientas apronbiables. Su uso 1 1 0 carece su v an a p a ra r con frecuenluego causar averas en las ituracin, si 1 1 0 se separan ara im pedir estas prdidas sobre una base de tam ao ccin de un a barrena acuos, como el m artillo, exige anillo abierto con dim etro tcero de la b arrena, act a uam ente y sirve de apoyo artillo perforador de mano. 1111 mecanismo para extraer nos profundos. Consiste en 1 1 1 a cavidad en forma de collar y que lleva en el otro nanguito de la espiga de 1111 ara sacar la barrena . Otros s de mano invertidos. Una e ser sacada por medio de Ltroducido en el barreno y a como grapa cuando se nes o alam bres. Otro ap ara cam pana colocado en el exel barreno, para conseguir agarre suficiente sobre la pequeos de bocas rotas, xtradas por medio de una a en el extrem o de una baordazas que se introduce en etiene el fragm ento (Knoll lo gran dim etro basta m u ;ancho. Tam bin puede ser ientas pueden ser tiles n rena ro ta o acuada desafa otro barreno. y en da so construyen iso forjar bocas intercam -biables en las m inas. E n la actualidad form an parte, del equipo n or mal de los talleres, rectificadoras o am oladoras m ovidas por m oto res elctricos, de gasolina o aire comprimido, que se utilizan para aguzar y rectificar calibres. Tam bin se em plea extensam ente la rectificacin en caliente. Las aguzadoras de barrenas se utilizan para forjar bocas, espigas y para preparar las barras. E xisten ta m bin hornos especialm ente diseados con calefaccin por petrleo y cubas p ara tem plar con tem peraturas regulables. E n los talleres pequeos se em plean m atrices y estam pas p ara fo rjar a mano. R ectificacin de bocas cambiables. Las bocas cam biables em botadas pueden ser aguzadas y calibradas a la galga inm ediatam ente inferior, por medio de una m quina aguzadora. E sta se compone de dos m uelas de esmeril m ontadas en los extrem os opuestos del eje de un m otor ; una de ellas se utiliza para aguzar la boca y la otra para rectificar el calibre. Am bas muelas estn equipadas con acce sorios para sujetar y m anipular la boca. Es necesario em plear r e frigerante, ya que se em plea presin (a m ano o con pedal) y pueden producirse recalentam ientos. Los soportes utilizados para sujetar las bocas estn diseados de m anera que el cambio se haga r p id a mente. La rectificadora de calibre puede ajustarse para diferentes cambios. E stas m quinas sirven perfectam ente para trabajos pe queos. Su uso no perm ite rectificar la boca m s que dos o tres ve ces, excepto cuando el desgaste lateral es pequeo. Rectificacin en caliente. El aguzado de las barrenas corrientes y de las bocas intercam biables se ha acelerado y m ejorado n o ta blemente por la rectificacin en caliente. La m uela rectificadora tieio un dim etro de 152 a 251 m m y corta con la cara perifrica a un ngulo tal, que pueda rectificar las superficies cortantes de dos aletas co n tig u as; la boca gira 90 para cada corte. Los costados de la muela estn perfilados para calibrar la boca. Las bocas se calien tan a la tem p eratu ra de forja antes do ser rectificadas y se m ontan sobre soportes para las operaciones de rectificacin y calibrado. Un mecanismo especial rectifica el agujero de la barrena. Tam bin existen m quinas do este tipo para las bocas de seis puntas y para las Carr. La rectificadora en caliente es u n a m quina herram ienta bien diseada ; puede ser accionada directam ente por u n m otor elctrico o por correa trapezoidal. Las m quinas m ayores exigen u n m otor de 5 C. V., la m uela gira a 3500 r. p. m . ; las m quinas m s peque as utilizan un m otor de 3 C. V. Las m quinas grandes tra ta n de 110 a 180 bocas intercam biables por hora, las pequeas 75 a 80. Las b o cas rectificadas en caliente se dejan enfriar, lu.pgo se calientan a la tem peratura de tem ple en un horno especial y despus se sumergen en cubas de tem plado, en las que se introducen los cortes de profun didad suficiente para obtener unas zona endurecida b astan te p ro 138PERFORACIN' D E BARRENOSfunda. Las cubas de tem plado llevan circulacin de a g u a p a ra m an ten er la tem peratura uniform e. La tem p eratu ra de tem ple se regula con un pirm etro o se com prueba con un im n especial. Los equipos y accesorios para la rectificacin en caliente estn diseados para trabajos grandes, donde es preciso reaguzar gran nm ero de barrenas y bocas cambiables. Pero incluso en talleres pequeos con los antiguos equipos de aguce de barrenas, la recti ficadora en caliente es un accesorio til. Con bocas intercam biables, la rectificacin en caliente hace posible utilizarlas m s veces que con el simple aguzado en muela. Los calibres y los ngulos se m an tienen con m ayor precisin con am bos tipos de aguzadoras y la p e r foracin mejora utilizando bocas agudas y uniform em ente calibradas. Bocas de trpanos. La pieza frontal del trpano en que va for jad a la boca est provista de una espiga roscada m ediante la cual se unen a la barra de carga. El cuerpo del trpano es plano con b o r des redondeados y dos acanaladuras profundas longitudinales. Se utilizan varios tipos de bocas (fig. 38), desde la boca recta (para dim etros de 152 mm, o inferiores), a la boca recta cncava o la boca en Z. La boca cncava de borde o bisel nico o tipo G (Bucyrus-Erie), se utiliza mucho para la perforacin en roca dura ; la boca en Z es preferida por algunos para terrenos Asurados o irregulares, pero es ms difcil de forjar. Un trpano de 228 mm de boca tiene 1.5 m de longitud y pesa 225 kg. Los trpanos se vuelven a forjar y tem plar hasta que su longitud se reduce a la m itad de la o rig in al; entonces se desechan. Es preferible utilizar herram ientas m ecnicas para reacondicion ar los trpanos, al trabajo m anual, porque ste da bocas ms defi cientes y requiere bastantes caldeos. La reparacin de los trpanos requiere un trab ajo de recalcado para restablecer el dim etro y fo r ja r el borde cortante y la concavidad de la boca ; la forja radial rec tifica la superficie lateral y aju sta el calibre del tr p a n o ; las caras laterales son paralelas al eje del trpano y el ngulo de ap ertu ra en las p u n tas es 8. P ara la forja se requieren dos o tres caldas y una para tem plar. El trab a jo exige dos hombres y a veces tres. P ara las caldas se em plean hornos especiales calentados con petrleo. D es pus de forjados, se dejan enfriar lbs trpanos, luego se vuelven a calentar a la tem p eratu ra de tem ple y se sumergen verticalm ente en agua salada hasta u n a profundidad de 38 mm. Las cubas para tem plar em pleadas son de diseo especial. P ara determ inar la te m p eratura de tem ple puede utilizarse u n im n. E n la m ina New Cor nelia una boca se reaguza 03 veces y en Morency 40 veces ; en la prim era se utilizan 12 bocas por jornada y en la ltim a 22 bocas. El coste de aguzado en New Cornelia era de 2,12 $ por boca incluida la prdida de acero (E.D. G ardner y M. Mosier).C a t i .o g o s :In gersoll-R an d, G C lev ela n d Re and D o o ley 1D rillers I.m dbookGene r a lid a d e s : An E xperim entalA . 1. M . E ., R o c k D rills an d Ac R e c e n t T r e n d s in 1 A . I. M . E ., ' The Soudan A I 1 938, p. 571 7 Sliaft S in k in g on A H a n d D rilling J v o l . 1 3 5 , p. c S e c t i o n a l S t e e l anc y A . D . C ar ?D u n n ,T ra n s. A. I. Eng. ,l m p r o v c m e n l s in s o n , T ra n s. -j W e t D r illin g CondE n g . M in . J iD rillin g th e R o u n R e f l n e m e n t s in til J. M . E . T h e M oun v o l . 1 3 0 , p. 7 S o m e A s p e c t s o Rles. Pero incluso en talleres aguce de barrenas, la rectiil. Con bocas intercam biables, )le utilizarlas m s veces que alibles y los ngulos se m antipos de aguzadoras y la pers y uniform em ente calibradas, al del trpano en que va foriga roscada m ediante la cual del trpano es plano con borprofundas longitudinales. Se 5), desde la boca recta (para i la boca recta cncava o la 0 bisel nico o tipo G (Bucyoracin en roca dura ; la boca rrenos Asurados o irregulares, til o de 228 mm de boca tiene 1 trpanos se vuelven a forjar Luce a la m itad de la o rig in a l;5 m ecnicas para reacondicio-BIBLIOGRAFIAC a t i .o g o s :In g e rs o ll-R a n d , G a rd n e r-D e n v e r, S u lliv a n M acliinerv, C hicago P n e u m a tic . C lev elan d R o c k D rill, B u c y ru s -E rie , Je ffre v M a n u a c tu rin g , J o y , an d D oolev B ros. D riller's Il.indbook, C lev elan d R ock D rill C o m p an y .G E N ER A LID A D ES An E x p e rim e n ta l S tu d y of th e R o c k D rill - D ig e st. B. F . T i l l s o n , T ra n s. A . 1. A I. E ., v o l . i I I , p . 20(5. R ock D rills a n d A ccessories. L. E a t o n , E ng. M in . J o u r . , \ o 1.134, p p . G5-10f>. R e c e n t T reiu ls in D rill S teel G age a t Ilo m e s ta k e . H . A. W a i .k e r , l'ra n s . A. I . M . E ., vol. 141, p. 220. T h e S o u d a n A I l a r d R ock M ine. W . P . W oj .f f , Com). A ir . M a g ., o c t., 1938, p . 5717. S h aft S in k in g on th c G ogebic R a n g e . \V . A. K n o l l y J . C. S u l l i v a n , T ra n s. A . I. M . E ., vol. 141, p . 128. A H a n d D rillin g J o b in th c San J u a n . R. B. D icknson , E n g . M in . J o u r ., vol. 135, p. 310. S e c tio n a l S teel a n d D ia m o n d D rills a t N o ra n d a . O. H a l l , R . V. P a r r i t t , y A. D. C a u m i c h a e l , T ra n s. C. I. M . & M ., vol. 42, p. 1 3 3 ; F . S. D u n n , E n g . M in . J o itr., vol. 140, p . 3S . Im p ro v c m e n ts in M ining P ra c tic o in tlie T r is ta le D istric-t. C. W . N i g o l s o n , T ra n s. A . I. M . E .. vol. 141. p. 64. W e t D rillin g C o n d itio n s Speciied fo r New Y ork S ta te . II. C. C i i k l t . s o n , E n g . M in . J o u r ., a b ril, 1939. D rillin g th e R o u n d . R . E . R o b e r t s , E n g . M in . J o u r . , \ ol. 137, p. 297 ss. R cfin e m en ts in th e D esign of R o ck D rill B its. L . E a t o n , T . P. 1095, A . 1. M . E . T h e M ou n t Ilo p e D rillin g M eth o d . F . M. R a d e l , E n g . M in . J o u r., vol. 130, p. 75. Soine A sp ec ts of R ock D rillin g P ra c tic e , W itw a te rs ra n d G oldfield. C. J . liw i n g , B u ll. In s l. M . & M ., se p tie m b re , 1945. W hen S h o u ld a R ock D rill Be D ism a n tle d ? T . M. W a t e r l a n d , E n g . M in . J o u r., vol. 144, N o. 9, p. 70.B oc as i . t l r c \ m b i \ b l e s n>orque ste da bocas m s defiLa reparacin de los trpanos restablecer el dim etro y forde la boca ; la forja radial reccalibre del tr p a n o ; las caras mo y el ngulo de ap ertu ra en leren dos o tres caldas y u na unbres y a veces tres. P ara las calentados con petrleo. Des5 trpanos, luego se vuelven a y se sumergen verticalm ente ad de 38 mm. Las cubas p ara ecial. P ara determ inar la tem in im n. E n la m ina New Cory en Morency 40 veces ; en la nada y en la ltim a 22 bocas, era de 2,12 $ por boca incluida M. Mosier).D c v elo p m en t a n d I n s ta lla tio n of th c H a w k e sw o rth D e ta c h a b le Bit.. C. L. B e r r i e n , T. P . 2 7 4 , A . 1. M . E . T en Y e ars o f D c ta c h a b le B i t D c v e lo p m e n t. J . A . B a k e r , A ni. M in . Cong. J o u r, fe b re ro , 1942. D rillin g w ith th e D e ta c h a b le B i t . A . II. H u b d e l l , E n g , A lin , J o u r., v o l .133, p. 582.D e ta c h a b le R ock D rill B its at th e H o llin g e r. A. II. W o i i l r a b , T. P . 1408, A . 1. AI. E . D c v e lo p m e n t of th e T h rec -w in g B it in th e T r is ta t e D is tric t. S. S. C l a r k , T . P . 1426, A. 1. AI. E . U se of th c D e ta c h a b le B it D rill Steel a t P a y m a s te r. A. E . P u g s l e y y \V. G. B r i s s e n d e n , l'ra n s . C. I. M . & A I., vol. 43, p. 210. In v e s tig a r o n of D e ta c h a b le R ock D rill B its. Inf . Circ. 6951, R ep l. In v . 3447, 3439, U. S . B u r. M in es.P rctica u e i . a g u z a d o :S h a rp e n in g T en T h o u sa n d D rill S teels p e r D a y . A. L e y l a n d , E n g , A lin . J o u r., vo l. 133, p. 81. H o t M illing R o ck D rill B its. R . C. B e r g r e n , T rans. A . I . A l. E ., vol. 141, p. 211. H a rd e n in g D rill S teel w ith th c R a d ia tio n -ty p e T h erm o co u p le . C. G. K em s l e y , T ra n s. C. I . AI. & A l., vol. 44, p. 197.CAriTULO YARRANQUE CON EXPLOSIVOS La excavacin de rocas supone su arranque, carga y transporte. El arranque ha (le hacerse en la m ayora de los casos con la ayuda de explosivos, que se cargan ya en barrenos o sondeos, ya en cm a ras excavadas en la m asa de roca, a las que se llega por medio de galeras de escasa seccin. E l arranque puede hacerse tam bin des calzando por medio de rozas la m asa de roca, para que el propio peso de la masa provoque el hundim iento. El m ovim iento de las m a sas desprendidas por esta ro tu ra del equilibrio, provoca su ulterior fraccionam iento. Las caractersticas fsicas de u n a m asa de rocas, que influyen en el problem a de su arranque s o n : la dureza, tenacidad, fragilidad,sivos. La g ra n ^ rales hace difcil y ten acid ad rea la energa neces guran en la tab l especiales de roe de la m isma dei Al hacer uso Atam iento de ui tu ra o cruceros, influencia import sivos necesarias, el estado de abs< tu rad a , de estriu term edios posibh la m xim a cantil cosita un explosi q u eb ran tad a, el puede b a s ta r paT ablvRocasSistema de planos Je crucerode planos de cruceroile planos Je cruceroMasa rocosa homognenl-io. 55.D e b ilitam ien to de u n a m asa de rocas p o r plan o s de frac tu ra .blandura o plasticidad de la roca m ism a, y la presencia de planos de estratificacin, o de exfoliacin, de ju n tas, grietas o quebraduras. U na roca puede ser al propio tiem po dura y tenaz, o dura y frgil, frgil y blanda, blanda y plstica, o blanda y friable. Las rocas blandas se perforan y arran c an fcilm ente, m ientras que las d u ras y tenaces son difciles de p erforar y exigen grandes cantidades y diferentes clases de explosivos. Los m ateriales que se encuentran en las labores m ineras v ara n desde los no coherentes, tales como tierra y aren a o gravas, h asta .los m s film es y coherentes, como granitos, dioritas y diabasas. L as rocas m uy blandas o incoherentes pueden ser arran cad as por medio de picos, arados, palas o excava doras m ecnicas, m ientras que las m oderadam ente coherentes d e ben ser aflojadas y fractu rad as con preferencia por medio de exploD ia b asa f r e s c a ......... D ia b asa a lte ra d a . . . B a s a lt o ........................ E sq u isto de h o rn ab l D io rita ......................... G ra n ito de b o rn a b le R io lita .......................... C u a re ita ....................... Gneis de b i o t i t a . .. . D io rita d e a u g it a ... B asa lto a lte ra d o ----G a b ro ......................... C h e rt.......................... A renisca c a lc re a .. G ra n ito ........................ P iz a r r a ......................... A n d csita..................... C aliza. ....................... M ic asq u isto ................ A n b o lita .................... D o lo m ita ..................... G ra n ito d e b i o t i t a . .. G neis de hornablcnd!* De Public Ronda Compilado por W. O. silvania.LCSIVOS anque, carga y transporte. , de los casos con la ayuda ios o sondeos, ya en cmaque se llega por medio de mede hacerse tam bin dese roca, p ara que el propio , E l m ovim iento de las m aijibrio, provoca su ulterior asa de rocas, que influyen ireza, tenacidad, fragilidad,si vos. La g r a n variedad de caractersticas fsicas de rocas y m ine rales hace difcil com pararlas entre s de m anera precisa. La dureza y tenacidad rela tiv a de la m ayora de las rocas comunes, as como la energa necesaria para fracturarlas por unidad de superficie, fi guran en la ta b la ad ju n ta. Las cifras indicadas se refieren a grupos especiales de rocas y no pueden ser generalizadas a todas las rocas de la m isma denom inacin. Al hacer uso de la tab la 17 h ay que tener en cuenta que el debi litam iento de una m asa rocosa, por la presencia de planos de frac tu ra o cruceros, o por razones de cualquier otra naturaleza tiene influencia im p o rtan te en la fijacin de la clase y cantidad de explo sivos necesarias. As u n a m ism a calidad de roca, puede variar desde el estado de absoluta com pacidad, al de roca com pletam ente fra c turada, de estru ctu ra de mosaico (fig. 55) con? todos los estados in term edios posibles. E s evidente que una m asa de roca slida exige la m xim a ca n tid a d deicxplosivo. Si la roca es dura y tenaz se nocesita un explosivo de a lta potencia. Si la m asa est profundam ente q uebrantada, el explosivo servir para aflojarla y la plvora negra puede b a s ta r para este propsito.T abla 17. P r o p ie d a d e sf s ic a s d e las bocas* 'A*RocasT e n a c id a d r e l a ti v aD u reza r e l a ti v am*Kxm p o rd e sup. f ra c tu r a . de D e n s id a dD iabasa f r e s c a ................................... D iabasa a l t e r a d a ................................ B a s a lto ................................................... E squisto de b o rn a b lc n d a ................ D io rita .................................................. G ranito de b o rn a b lc n d a ........... P io lita ................................................... ocas p o r planos de fra c tu ra . Gneis de b i o ti t a ................................ D iorita de a u g ita ............................... B asalto a lte r a d o ............................... C lie rl............ A renisca c a lc re a ................................ P iz a r ra ......... A n d e sita ........3 ,0 2 ,4 2 ,32 ,1 2 ,1 2 ,1 2 ,02 ,1 92 ,1 12 ,0 52 ,0 02 ,1 72 ,2 02 ,1 42 ,2 01 ,9 1 ,9 1 ,9 1 ,71 ,6 1 ,0a., y la presencia de planos m tas, grietas o quebraduras, ira y tenaz, o d u ra y frgil, olaida y friable. Las rocas ente, m ientras que las duy exigen grandes cantidades lateriales que se encuentran s 1 1 0 coherentes, tales como ; film es y coherentes, como m uy blandas o incoherentes eos, arados, palas o ex cav aderadam ente coherentes d e ferencia por medio de explo-2 ,0 3 2 ,1 3 1 ,8 7 2 ,1 5 2 ,3 31 ,0 0 t. A g r .1 ,0 1 ,0 1 ,02 ,1 7 1 ,3 8 1 ,6 5 1 ,5 3 2 .0 8 2 ,2 7 1 ,7 7 2 ,0 3 2 ,0 58 ,0 2 6 6 ,4 2 0 6 ,1 5 3 5 ,6 1 8 5 ,6 1 8 5 .6 1 8 5 .3 5 0 5 ,0 8 2 5 ,0 8 2 5 ,0 8 2 4 ,5 4 8 1 ,2 7 9 4 ,0 1 2 4 ,0 1 2 4 ,0 1 2 3 ,2 0 9 2 ,9 4 2 2 ,6 7 6 2 ,6 7 6 2 ,6 7 6 2 ,6 7 6 2 ,6 7 6 2 ,6 7 62 ,9 52 ,9 0 3 .0 0 2 .9 0 2 ,7 6 2 ,6 0 2 ,6 7 2 ,7 6 2 ,9 8 -3 ,0 0 2 ,5 02 ,6 62 ,6 5 2 ,7 0 2 ,5 0 2 ,7 0 2 ,8 0 3 ,0 0 2 ,7 0 2 ,6 4 3 ,0 2B u ll.31.Compilado por W. O. Suclliiig en memoria presentada a la Kngiiteeritig Society of W estern Pensilvania.142ARRANQUE COX EXPLOSIVOSExplosivos utilizados eu minera A ctualm ente se utilizan m uchas m arcas comerciales (le explo sivos. Se gradan de diferentes m aneras, ya sea por peso o por vo lum en, sobre la base de su potencia re la tiv a com parada con la de la dinam ita goma o gelatina explosiva. D inam ita es una denom ina cin general aplicada a los explosivos de a lta potencia, en c o n tra posicin con la plvora negra, que puede ser considerada como e x plosivo bajo. Se denom inan explosivos de seguridad a un grupo de explosivos utilizable en las condiciones de las m inas de carbn y aprobados para ta l uso por los servicios oficiales. Cuando se inflam a un explosivo produce u n a llam a. La de la plvora negra es la m s larga y de m ayor duracin. La dinam ita da u n a llam a m s corta y m s caliente ; los explosivos de seguridad dali una llam a m s corta, de m enor duracin y tem p eratu ra, para im pedir la inflam acin de gases o polvos. Los explosivos producen humos o gases, tales como anhdrido carbnico, nitrgeno y vapor de agua, que 1 1 0 son txicos, y xido de carbono, xidos de n itr geno e hidrgeno sulfurado, que s lo son. Siempre existe algo de xido de carbono ; ln, presencia de xidos de nitrgeno suele ser la consecuencia del uso inapropiado del explosivo ; el hidrgeno su l furado se encuentra presente algunas veces. Los gases txicos se d e nom inan tufo y los explosivos se clasifican de acuerdo con la c a n tid ad de gases txicos liberados, en m uy buenos (cuando dan la m nim a cantidad), buenos, aceptables y malos. Como indica la t a bla 18, los explosivos liberan cantidades de calor relativam ente grandes y producen elevadas tem peraturas. A tales tem peraturas, los gases liberados ejercen gran presin cuando estn encerrados en el interior del barreno.T abla 18. C a n t id a d e sd e calor y tem per a tu r a sutilizacin. La infla tiene im portancia 1: por el nm ero de c caja de 25 kg. Taml cia al agua. Todos los explos m anejados con cuids A fortunadam ente la pocas com paas y la calidad y public: explosivos se manuf: se destinan, m inas : de explotacin a ci calidades de explosi ra y construccin.T abla 19. C o n s u \Minas de c a rb n ......... M inas de m etales C anteras y m inerales no m etlicos............. C o n stru c ci n ................. V a rio s .............................. T otal 1 9 4 0 ..................... 194 1 194 2T E R IC A S(D e 1. Graijcro/I, A m er. M in . Cong. J o u r n .)kg n itro g lic e rin a1kg g e la tin a e x p lo s iv a 1648 35111kg g e la tin a 40 %1kg g e la t in a 35 % 779 30181kg p lv o ra n e g ra 665 2771 3 ,1 91C a lo ra s...................................................... T e m p e ra tu ra s C ................................................ M etros cb. gas a la tein p . indicada1584 3474 9 ,7 310003329La sensibilidad de un explosivo a la detonacin, choque, friccin y m anipulacin constituye una caracterstica im p o rtan te ; algunos explosivos precisan ser m anejados con gran cuidado y otros son r e lativam ente insensibles. La velocidad de detonacin, m edida en m etros por segundo, mide el efecto rom pedor de u n explosivo. El estado fsico, gomoso, plstico, coherente o g ran u lar influye en suComposicin qu los explosivos son 1 nitroglicerina y el n m ita en 1867 utiliza] glicerina. E l ldeselg tiempo que 1 1 0 se uti les son substancias ( y almidn y mezcla puestos oxidantes p que rebajen el punti dos, tetranitrodiglic resistencia al fro de chas son mezclas d< congelantes y otrosOS1VSC O M PO SICI N D E I.OS E X P L O SIV O S143i minerareas comerciales (le explo, ya sea por peso o por voa tiv a com parada con la de D inam ita es una denom inale a lta potencia , en c o n tra L ser considerada como exe ; de se g u rid a d a un grupo es de las m inas de carbn ios oficiales. xluce u n a llam a. La de la tyor duracin. La dinam ita los explosivos de seguridad in y tem p eratu ra, para ims. Los explosivos producen ubnico, nitrgeno y vapor .e carbono, xidos de nitrion. Siempre existe algo de os de nitrgeno suele ser la xplosivo ; el hidrgeno sli ces. Los gases txicos se defican de acuerdo con la ca n il}' buenos (cuando dan la 1 malos. Como indica la tades de calor relativam ente uras. A tales tem peraturas, m cuando estn encerradosutilizacin. La inflam abilidad es otro factor interesante. Tam bin tiene im portancia la densidad, que puede m edirse prcticam ente por el nm ero de cartuchos de tam ao norm al contenidos en una caja (le 25 kg. Tam bin debe tom arse en consideracin la resisten cia al agua. Todos los explosivos son potencialm ente peligrosos y deben ser m anejados con cuidado y alm acenados por personal experim entado. A fortunadam ente la m anufactura de explosivos est en m anos de pocas com paas y stas han norm alizado sus productos, m ejorando la, calidad y publicando m edidas de precaucin y seguridad. Los explosivos se m an u factu ran y em pacan de acuerdo con el uso a que se destinan, m inas m etlicas, de carbn y otras m inas y canteras de explotacin a cielo abierto. La tab la 19 indica las cantidades y calidades de explosivos utilizados en los E stad o s Unidos en m ine ra y construccin.T ab la19.C onsum odee x p lo s iv o senlo sE stad < sI 'm d i sen19-10(U . S . B ureau of M in e s)Plvora negra de mina, cajas de 25 Ib. Dinamitas kc Granular Prensada TotalExplosivos (le seguridad kgMinas de c a rb n ......... Minas de m etales . . . . C anteras y m inerales no m etlico s............. C o n stru cci n ................. V a rio s .............................. T otal 1 9 4 0 ..................... 194 1 194 2937.865 9.424 94.128 93.857 28.0721.193.909 2.131.774 184 9.608 18.009 8.058 6.636 112.132 101.915 34.7079.836.000 48.081.000 27.052.000 46.293.000 4.898.000 136.160.000 159.282.000 163.149.00026.229.000 13.041 205.379 34.170 26.581 26.508.171 32.032.000 38.111.0001.163.341 1.226.795 2.390.136 1.115.280 1.263.023 2.378.303 966.665 1.254.685 2.221.350r E S I P E n A T U RA S T E R I C A S. Coiuj. J o u rn .)l kg elatina plosiva 1 kg gelatina 40 % 1 kg gelatina 35 % 1 kg plvora negra1648 35411000 3329779 3018665 2771 3,19detonacin, choque, friccin 'stica im p ortante ; algunos gran cuidado y otros son re de detonacin, m edida en rnpedor de un explosivo. El ite o granular influye en suComposicin qumica. Los com ponentes m s im portantes de los explosivos son la nitroglicerina, el algodn plvora disuelto en nitroglicerina y el n itrato amnico. Alfred Nobel invent la d in a m ita en 1867 utilizando el kieselgur como absorbente para la n itro glicerina. E l kieselgur es u n a substancia inerte y hace ya mucho tiempo que no se utiliza para este propsito. Los absorbentes a c tu a les son substancias que contienen carbn, tales como serrn, harina y alm idn y mezclas que contengan proporcin suficiente de com puestos oxidantes para oxidarlos. Tam bin se agregan substancias que rebajen el punto de congelacin (nitrotoluenos, azcares n itra dos, tetranitrodiglicerina y nitroglicol) con objeto de aum entar la resistencia al fro de los explosivos. Las dinam itas propiam ente d i chas son mezclas de nitroglicerina, absorbentes carbonosos, anticongelantes y otros m ateriales ; las dinam itas goma son mezclas144,ARRANQUE COX EXPLOSIVOSCOZde nitroglicerina y nitrocelulosa y otros com ponentes ; las dinam i tas am nicas son mezclas de n itra to amnico, nitroglicerina, absor bentes, anticongelantes y otros m ateriales ; las gomas am nicas son mezclas de nitroglicerina y nitrocelulosa, n itrato am nico y otros com ponentes sem ejantes a los m encionados ; los de seguridad del tipo am oniacal contienen 10 a 15 % do nitroglicerina, 60 a 80 % de n itra to am nico, u n a pequea can tid ad de absorbente y peque as cantidades de otros com ponentes ; los explosivos de seguridad granulares a base de n itra to am nico contienen granos gruesos de n itra to amnico, escaso porcentaje de nitroglicerina y com bustibles de poca densidad. La plvora negra es una mezcla intim a de azufre, carbn de m a dera y n itra to sdico, en proporciones que produzcan la oxidacin com pleta. Se fracciona en granulos y se vende en distintos tam aos para distintos usos. Los granulos estn pavonados con grafito, para au m en ta r su m ovilidad. O tras veces se em plea la plvora com pri m ida. La plvora negra se com prim e en cilindros de 5 cm de longi tu d y 30 a 50 mm de dim etro ; cada com prim ido lleva un taladro central de 10 mm de dim etro, p ara el encendido. C uatro com pri midos form an un cartucho de 20 cm m s resistente a la hum edad y fcil de m anejar, que 4 cartuchos de 50 mm. Los explosivos de alta velocidad de detonacin tienen gran po der rom pedor, en contraste con la plvora negra, que tiene un efecto im pulsor y es m s len ta en accin. La plvora negra se emplea ex tensam ente en las m inas de carbn am ericanas, porque produce la m nim a proporcin de m enudos. Como su llam a sin em bargo es m uy duradera, no puede utilizarse en m inas con gris o polvo de carbn. La velocidad de detonacin de las dinam itas vara segn las clases. L as dinam itas am oniacales de baja densidad tienen una velocidad de detonacin de slo 1200 m por segundo, m ientras que la gela tin a explosiva m s enrgica llega a 6000 m por segundo. Segn 10.H. Rockwell, la energa liberada, en kilogrm etros, por kilogramo de explosivo, es de 300 000 para la nitroglicerina, 200 000 para el algodn plvora y 140 000 para la plvora negra. La resistencia al agua es m xim a en las dinam itas gomas y en las gomas am oniacales y m nim a para la plvora negra granular, que no puede utilizarse en sitios hmedos. Las dinam itas ordinarias, dinam itas am oniacales, m uchos explosivos de seguridad y plvo ras bajas y ensacadas, slo tienen u n a resistencia lim itada a la h u m edad. La resistencia a la hum edad es u n trm ino relativo. Las condiciones de hum edad pueden v aria r desde el barreno hmedo al barreno lleno de agua. Las envolturas de los cartuchos ofrecen cierta resistencia a la hum edad ; puede ser sim plem ente papel parafinado o ser cartuchos sum ergidos en parafina ; algunos estn en cerados y otros tienen los extrem os atad o s con alam bre ; hay m odelos de cartuchos re latas de m etal cerrad de explosivos, p ara at U l trm ino sensi dos significaciones, u seguridad de m anejo son probablem ente 1 < fiero a la m a n ip u la d ya tiem po por dinami actualm ente en uso del nm . 8, o mechas canteras, como el nit cebos especiales. Cuai tuclio contiene denti nitrotoluol y n itrato moni. Las cpsulas s< am atol y el ca rtu ch o -< tipos de cartuchos-cel central del envase me agujereado o un tal Los cebos de este tipo o en la cabeza de las Sensibilidad a la plosivo de estallar p* no en contacto con e] terrenos hmedos pai lnea de barrenos sep el prim ero de la serie estallan por propaga se propaga cuando lo La produccin de sivo y de cmo se uti son apropiadas para a 60 % se consideran < son consideradas en e tilacin debo ser enrj rior. Las dinam itas a su uso en el interior varan de regulares a ventilacin. La plvo adecuada ventilacin Los explosivos gra quo puedan ser carg embudos, o manipule preciso que sean granY onq. joXPI.OSIVOSCOMPOSICIN D E LOS EXPLOSIVOSf145ros com ponentes ; las dinam iamnico, nitroglicerina, absoriales ; las gomas am nicas son losa, n itra to am nico y otros ionados ; los de seguridad del , de nitroglicerina, 60 a 80 % itid ad de absorbente y peques ; los explosivos de seguridad d contienen granos gruesos de 3 nitroglicerina y com bustibles itim a de azufre, carbn de m aes que produzcan la oxidacin se vende en d istintos tam aos in pavonados con grafito, para se emplea la plvora com prien cilindros de 5 cm de longia com prim ido lleva un taladro , el encendido. Cuatro compril m s resistente a la hum edad de 50 mm. de detonacin tienen gran povora negra, que tiene u n efecto ja plvora negra se emplea exam ericanas, porque produce la o su llam a sin em bargo es m uy *s con gris o polvo de carbn, m am itas vara segn las clases, densidad tienen una velocidad segundo, m ientras que la gela6000 m por segundo. Segn n kilogrm etros, por kilogramo nitroglicerina, 200 000 p ara el 51vora negra. * en las dinam itas gomas y en Eira la plvora negra granular, icdos. Las dinam itas ordinarias, ilosivos de seguridad y plvoiia resistencia lim itada a la hud es u n trm ino relativo. Las riar desde el barreno hm edo ltu ras de los cartuchos ofrecen tede ser sim plem ente papel paen parafina ; algunos estn enatad o s con alam bre ; hay m odelos de cartuchos resistentes al agua ; el nitrom om se em paca en latas de m etal cerradas. E s necesario tener cuidado en la seleccin de explosivos, para ad ap tarse a las distintas condiciones de hum edad. "El trm ino sensibilidad de un explosivo puede em plearse con dos significaciones, una hace referencia a la detonacin, otra a la seguridad de m anejo. Las dinam itas norm ales de alto porcentaje son probablem ente los explosivos m s sensibles por lo que se re fiere a la m anipulacin, y por esta razn han sido substituidas hace ya tiempo por dinam itas ms seguras. P ara la pega de las dinam itas actualm ente en uso se utilizan cpsulas detonadoras del nm . 6 del nm . 8, o m echas o cordones detonantes. Ciertos explosivos para canteras, como el nitrom om , son ta n poco sensibles, que requieren cebos especiales. Cuando se emplea la pega elctrica, el prim er car tucho contiene dentro del envase m etlico .126 11 11 11 de am atol (tr initrotoluol y n itrato amnico) y el resto est ocupado por el n itro mom. Las cpsulas se alojan en tubos que penetran en la carga de am atol y el cartucho-cebo se coloca en la cabeza de la carga. E n otros tipos de cartuclios-cebo, la carga de am atol va colocada en la p arte central del envase motlico y exteriorm ente lleva un tubo de m etal agujereado o un taladro por el cual se pasa la m echa detonante. Los cebos de este tipo pueden ser colocados en el centro, en el fondo, o en la cabeza de las cargas. Sensibilidad a la propagacin significa la capacidad de un ex plosivo de estallar por la detonacin de otra carga prxim a, pero no en contacto con ella. La dinam ita norm al se em plea a veces en terrenos hmedos para ab rir zanjas. Se carga con el explosivo una lnea de barrenos separados entre s 45 50 cm, y se hace estallar el primero de la serie por medio de un cebo elctrico ; los restan tes estallan por propagacin. E n las cargas explosivas la detonacin se propaga cuando los distintos cartuchos estn en contacto. La produccin de humos txicos depende de la clase de explo sivo y de cmo se utiliza. Las dinam itas norm ales de 40 a 60 % 1 1 0 son apropiadas para labores del interior. Las gomas bajas de 20 a 60 % se consideran excelentes. Las de m ayor concentracin, 75 %, son consideradas en este sentido como m alas o m uy m alas; la ven tilacin debe ser enrgica para que puedan ser utilizadas en el in te rior. Las dinam itas am oniacales estn calificadas como regulares ; su uso en el interior exige ventilacin adecuada. Los de seguridad varan de regulares a buenos y se utilizan en el interior con buena ventilacin. La plvora negra da humos peligrosos ; por ello exige adecuada ventilacin cuando se utiliza en labores subterrneas. Los explosivos granulares pulverulentos se fabrican de m anera que puedan ser cargados en los barrenos verticales por medio de embudos, o m anipulados con m quinas cargadoras. P ara ello es preciso que sean granulados y sueltos. Los explosivos plsticos tieY ong. in146arranqueconEXPLOSIVOSnen la v e n ta ja de que al re ta c a r llenan bien el barreno y no caen en barrenos ascendentes. Los cartuchos llevan a veces ra n u ras la te ra les para facilitar la expansin del cartucho p ara rellenar el barreno. La plvora com prim ida no tiene estas cualidades. Envases. Los explosivos se envasan en cartuchos cilindricos de papel ; los explosivos granulares se envasan en sacos ; la plvora de m ina se envasa en A m rica en cajas m etlicas de 25 libras. Los cartuchos se envasan en cajas de m adera de 50 libras m arcadas con la clase de explosivo y de cartuchos y nom bre del fabricante. Los sacos se envasan, cada cuatro, en cajas de 50 libras.T a b l a 20. C l a s i f i c a c i n e e x p l o s i v o s c o m f . r c ia i . e s( A tla s )Potencia Nm. de c artu Velocidad de relativa chos de 3 x 20 detonacin cm, por caja de por m/seg ciento 50 libras 100 20 - 100 30 - 90 65 2 0 -6 0 15 - 60 100 85 85 107 105 105 110 110 110 126 115 115 6100 2000 - 6000 2100 - 6100 3050 - 3350 2700 - 5700 2250 - 2750TipoResistencia al aguaHumosG elatina explosiva R ---Goma amoniacal P .......... Semigoma F P .................... A m ondinam ita C ............. A m ondinamita, con baja densidad: C .................................... G ...................................Excelente Excelente Muy buena Buena Aceptable Lim itadaAceptables Muy buenos - Malos Excelente - Malo Muy bueno Bueno - Malo Aceptable128 - 189 65 20 - 70 .Cartucho grande 65 133 - 170 Sacos 20 - 65 Sacos 10 - 652100 1980 2440 1200 1200-2750 5800 3050 1670 1670Lim itada Muy buena Lim itada Lim itada Lim itadaA ceptable Malo Aceptable Muy bueno Muy buenoDe seguridad : Goma P ...................... D inam ita C ................ Din. b aja GC..................... Plvora negra....................35 - 55 55 - 60 5 - 2097 - 126 133 - 256 100 - 110 106 - 125 Cajas de 25 lib.2500 - 5000 1370 - 300 1200 - 2000Muy bueno Lim itada Lim itada Lim itada MalaBueno - Aceptable Aceptable Bueno - Malo Malo Malotica;N o ta : La consistencia est designada por R gelatinosa; V P muy p l stic a ; P p l s F P bastan te plstica ; V C muy coherente ; C cohereute ; G granular.Las dim ensiones de los cartuchos varan, pero los m s corrien tes tienen 31 m m de dim etro y 20 cm de largo. E n A m rica se f a brican tam bin de tam ao m s pequeo e incluso de acuerdo con las prescripciones del consumidor. La plvora com prim ida se f a brica con dim etros de 30, 35, 38, 44 y 50 m m de dim etro para cartuchos de 20 cm. La plvora p ara canteras, para barrenos h e chos con sonda, se fabrica en dim etros de 107,127,140 m m y 40 cm de largo ; 127 y 140 m m de dim etro y 65 cin de largo ; 200 m m de dim etro y 45 cm de largo, y 200 m m de dim etro y 70 cm de largo (25 kg). E l nitrom om se envasa en la ta s de 101 a 190 m m de d i m etro y 600 m m do largo ; de 200 m m de dim etro y 533 m m de largo, y 228 mm de dim etro y 482 m m de largo. Los cartuchosde ta m p tita son ti pos llevan u n a c form an u n a lnea el'papel y perm it tuchos Spiralock < con u n hilo inti Hado con u n hile vo usados en la y se colocan ms Un m todo p sivo es co ntar el 24 kg. Los expo? pequeo volum ei (30 por 200 m m ) el nmero vara ( E n la tab la 20 americanos. Explosivos do quido m erecieron fizaron lo suficiei cartuchos consist carbonoso granul cidos en el barrer tivo. Es necesario sula detona dora, su oxgeno por e^ dos y utilizados el uso de los expl das dificultades ; a cielo abierto, ei tro on los taladre plosivos de aire 1 1926 hasta 1929 ( se abandon su e sivos a base de i actualidad, a algi bibliografa que encontrarse ms Agentes no o carbnico lquido hay un elemento una corriente elc em butido y unos rreno. Las presin por cm2. Los tu tPI.OSIVOSAGKNTKS NO KXPI,OSIVOSf147bien el barreno y no caen en evan a veces ran u ras lateraclio para rellenar el barreno, cualidades. ian en cartuchos cilindricos anvasan en sacos ; la plvora s m etlicas de 25 libras. Los tdera de 50 libras m arcadas ios y nom bre del fab rican te, cajas de 50 libras.PLO SIVOS CO M ERC IA LEScidad de Resistencia onacin al agua n/seg Excelente Excelente Muy buena Buena Aceptable Lim itadaHumos6100 0 - 6000 0 - 6100 9 - 3350 0 - 5700 0 2750Aceptables Muy buenos - Malos Excelente - Malo Muy bueno Bueno - Malo Aceptable10 0 0 10 10 -2750 5800 3050 1670 1670I.im itada Muy buena Lim itada Lim itada I.im itadaAceptable Malo Aceptable Muy bueno Muy bueno10 - 5000 Muy bueno Lim itada 70 - 30/>0 Lim itada 10 - 2000 Lim itada MalaBueno - Aceptable Aceptable Bueno - Malo Malo Malogelatinosa ; V P muy plstica ; P pl*sC coherente ; G granular.varan, pero los m s corrienn de largo. E n Am rica se faleo e incluso de acuerdo con ja plvora com prim ida se fa4 y 50 m m de dim etro para a canteras, para barrenos lie-s de 107,127, 140 m m y 40 cm o y 65 cm de la rg o ; 200 m m do n de dim etro y 70 cm de largo a ta s de 101