INTRODUCCIONSe entiende como perforacin en minera la accin o acto que, a travs de medios mecnicos, tiene como finalidad construir un pozo. Para que esto se logre debe extraerse todo el material destruido dentro del agujero mediante la utilizacin de aire comprimido o agua. En este punto es donde se produce la diferencia entre lo que es la perforacin de exploracin y la de produccin.

En el primer caso la materia que se extrae sirve con el propsito de analizar y poder determinar tipos, calidades y cantidades de mineral para la eventual explotacin del yacimiento. La perforacin de produccin, en tanto, tiene por finalidad cargar el pozo con explosivos y generar la tronadura para poder quebrar la roca y as ir avanzando con la explotacin de la mina.El presente trabajo tiene como objetivo dar a conocer los accesorios indispensables utilizados para la perforacin, ya que como futuros profesionales de ingeniera de minas debemos de saber el funcionamiento de los equipos a utilizar en nuestra labor y para ello en este trabajo de investigacin se van a describir cada uno de los implementos utilizados en la perforacin.

ACCESORIOS DE PERFORACIONExisten diferentes equipos y accesorios para realizar un barrenado o perforacin en roca, las que de acuerdo con la forma en que se desarrollan su trabajo, se dividen en mquinas rotativas y de percusin.

Maquinas Rotativas: Realizan la perforacin por medio de una herramienta cortante giratoria en forma de corona, que puede estar revestida de materiales en movimiento granallas. El efecto cortante es determinado por la velocidad de rotacin, el poder abrasivo de la corona, la presin ejercida por el mecanismo de avance y el peso de varillaje y de herramientas. La naturaleza de la roca, adems de los factores sealados determina la velocidad de avance.

Maquinas de Percusin: Las mquinas de percusin realizan su trabajo por medio de una herramienta cortante o trepano que golpea sobre el fondo de la perforacin; los bordes agudos de la herramienta cortan la roca y el mecanismo de rotacin de la maquina hace girar la broca a una nueva posicin por cada golpe. Los factores que fundamentalmente determinan la velocidad de avance son: el nmero de golpes por minuto y la naturaleza de la roca.

Perforadoras de Percusin:

Jacklegs: Debido a su facilidad para barrenar en cualquier posicin, esta mquina fue la ms utilizada en las galeras de Ralco y Pangue. Adems es liviana, fcil de manejar y basta con un solo operario para realizar barreno.

Guagua: Es una mquina liviana equipada con mangos, para trabajar con ella a pulso. Debido a su poco peso y pequeo tamao, es muy apropiada para barrenar en lugares estrechos. Este tipo de perforadora es de uso general en trabajos de superficie y en el interior de tneles.

Barrenos: La forma ms corriente de empleo de explosivos en cmara cerrada es el barreno. En la roca a remover se practican una serie de agujeros de dimetro y profundidad variable, bien a mano o bien con medios mecnicos (martillos perforadores); la carga de explosivos se coloca en el fondo del orificio, con una altura tal que en la parte superior quede espacio suficiente para cerrar la salida de la manera ms perfecta posible, rellenando con material escogido, bien comprimido, para evitar que los gases encuentren en el orificio del barreno la lnea de menor resistencia, en cuyo caso se perdera una parte importante de la eficacia de la explosin; cerrar hermticamente es fundamental para el rendimiento de la explosin. La longitud del cierre no debe ser menor de 200 mm. para 100 grs. de carga, y 50 mm. Ms para cada 100 grs. ms de explosivos, con un mximo prctico de 50 mm.; el cierre puede hacerse con arena fina o arcilla ligeramente hmeda, terminando con yeso o cemento rpido. Cuando el cierre no est bien hecho, sale por l, en pura prdida, parte de la fuerza de la explosin; entonces se dice que el barreno ha dado "bocazo". Los barrenos que por cualquier causa no hubieren hecho explosin despus de haberles dado fuego, no debern de ninguna manera vaciarse, se volarn con nuevos barrenos colocados, como mnimo, a 25 cm. de distancia.

Las dimensiones convenientes de los barrenos, dimetro y longitud, dependen de la naturaleza de la roca y de la forma de llevar el trabajo; en el rendimiento interviene, adems, un factor importante: la disposicin relativa y separacin de los orificios. El dimetro de los agujeros vara, normalmente, de 30 a 90 mm., habindose llegado en canteras hasta 100 mm.; la longitud depende del tipo de trabajo a realizar y de la separacin. En trabajos especiales de cantera se llega a barrenos de mayor dimetro, hasta 200 mm., emplendose para ello sondas rotativas a gran velocidad de corona de diamante; en trabajos de excavacin estos dimetros excepcionales no son recomendables, pues precisan fuertes cargas y se producen escombros de gran volumen, que es imprescindible cuartear para poderlas cargar al medio de transporte; la reduccin de piedras de gran tamao a uno conveniente para su carga, el "taqueo", es trabajo enojoso y caro, que retrasa el transporte de escombros y complica la explotacin normal del tajo. La determinacin del dimetro, longitud del terreno, separacin entre stos, su disposicin relativa y carga de explosivo son factores todos ellos que influyen decisivamente en la economa de la explotacin; al tratar de los diferentes trabajos que interesan, se dan datos de orientacin; pero hay que tener presente, que solo una cuidadosa experimentacin, al comenzar la explotacin, asegurar la solucin correcta.

Perforacin de barrenos: La perforacin de barrenos puede hacerse a mano o mecnicamente.

Perforacin a mano: Para la perforacin a mano se utilizan de acero fundido o de hierro con la punta de acero, su seccin es generalmente, octogonal, de punta afilada con diferentes formas, segn la naturaleza de la roca; cuando es muy dura, se emplea la forma c), mientras que, para rocas de mediana dureza, se emplea la b); el ngulo vara de 60 a 90; el rendimiento ptimo para cada clase de roca, se obtiene con un ngulo determinado, que es conveniente fijar experimentalmente antes de empezar los trabajos.

Para ejecutar el agujero de un barreno, se empieza por preparar en la roca una superficie plana, normal a la direccin en que se ha de practicar; el agujero se inicia con golpes de barra, teniendo cuidado de hacer girar esta a cada golpe; cuanto ms pequeo sea el ngulo que se haga girar la barra, ms perfecto ser el agujero practicado. Cuando la roca en la cual se ejecuta el barreno est seca, la operacin se ayuda echando agua en el agujero, con lo cual se hace ms fcil la maniobra y se evita el excesivo calentamiento de la barra. Es muy importante que el agujero sea circular, bien derecho, el acero de las barrenas debe ser duro y presentar una gran resistencia al choque; se emplean para las puntas de las barras aceros especiales al cromo, manganeso o wolfram.

Perforacin mecnica: Cuando la obra a realizar es importante, la perforacin a mano resulta lenta y costosa; por ello resulta, salvo raras excepciones, econmicamente recomendable recurrir a la perforacin mecnica; su rapidez es, por lo menos, tres veces la de perforacin a mano; el agujero resulta ms regular y su coste es menor; se pueden alcanzar 5 o 6 mt. de profundidad con un dimetro hasta de 90 mm.

Los sistemas de perforacin estn fundados en dos principios distintos:

1.- Sistema de percusin a) De percusin directa

b) De martillo

2.- Sistema de rotacin a) Presin dbil y gran nmero de revoluciones

b) Presin fuerte y rotacin lenta

En relacin con el sistema motor, las perforadoras pueden ser:

a) Neumticas

b) Hidrulicas

c) Elctricas

Las perforadoras corrientemente empleadas en la construccin de tneles son neumticas de percusin; requieren una presin de aire de aire de 5 a 8 atmsferas; y el aire comprimido se produce en compresores, generalmente mviles.

Las perforadoras hidrulicas se utilizan principalmente en excavacin de galeras de avance de los tneles con roca de gran dureza; trabajan con una presin de aire de 25 a 100 atmsferas.

Las perforadoras elctricas pueden ser de percusin o de rotacin; son ms econmicas que las anteriores, pero hasta ahora solo son utilizables, para roca de pequea dureza.

Perforadoras neumticas: Para poder realizar la labor completa tienen que ejecutar los siguientes movimientos:

Un movimiento, de ida y de vuelta del mbolo al cual va unida la barra.

Un movimiento de rotacin de la barrena.

Un movimiento de avance de la perforadora, en su conjunto, para seguir el avance del agujero.

Un movimiento de retirada de la barrena en el agujero.ACCESORIOS:

Barreno (juego) 3 pies (patero), 5pies (seguidor). Saca barrenos.- construido de un barreno roto, que encaja perfectamente en el hexagonal del barreno, para hacer la funcin de una llave, a fin de mover el barreno plantado. Cucharilla.- Sirve para limpiar del taladro las partculas de roca o mineral, que se encuentran dentro.

Atacador de madera.- Sirve para cebar el taladro y aumentar la densidad del explosivo. Botella de aceite (para la lubricadora de la perforadora). Llave Stilson Tanque de agua o Botella de Perforacin, sirve para realizar el barrido del taladro, as como el enfriamiento del barreno y evitar el polvo durante la perforacin. Mangueras para agua y Aire (1/2 y 3/4)

BARRENOS INTEGRALESUn barreno es un dispositivo o herramienta utilizado para desplazar slidos o lquidos por medio de un tornillo helicoidal rotatorio. El material es desplazado a lo largo del sentido del eje de rotacin. En algunos usos el tornillo helicoidal se encuentra contenido en un cilindro, mientras que para otros usos no se requiere este. El barreno es una parte integral de un taladro, el barreno de una mecha de un taladro, utiliza este mecanismo para remover las virutas del agujero que se est realizando.

Los barrenos helicoidales pueden ser de muy diferentes tipos no solo dependiendo del suelo por atacar, sino tambin de acuerdo con la preferencia particular de cada perforista. El principio de operacin resulta evidente al ver la figura, Un factor importante es el paso de la hlice que debe ser muy cerrado para suelos arenosos y mucho ms abierto para el muestreo en suelos plsticos.

TIPOS DE BARRENOS

BARRENO RECTO

BARRENO RECTO EIJKELKAMP

BARRENO HELICOIDE TIPO EDELMAN EIJKELKAMP

BARRENO HELICOIDAL DESARMABLE EIJKELKAMP

PUNTAS PARA BARRENO DESARMABLE

PUNTAS RECTAS PARA BARRENO DESARMABLE

MUESTREADOR EIJKELKAMP DE DENSIDAD APARENTE

BROCAS:La broca, tambin denominada mecha dependiendo de su tamao, es una pieza metlica de corte utilizada mediante una herramienta mecnica llamada taladro, berbiqu u otra mquina afn, que hacindo girar la broca es normalmente empleada para crear orificios o agujeros en diversos materiales. La gran diversidad de brocas, como la gran cantidad de industrias que emplean este tipo de piezas, hace que existan brocas especficas para usos especficos.

TIPOS DE BROCA

Las brocas tienen diferente geometra dependiendo de la finalidad con que hayan sido fabricadas. Diseadas especficamente para quitar material y formar, por lo general, un orificio o una cavidad cilndrica, la intencin en su diseo incluye la velocidad con que el material ha de ser removido y la dureza del material y dems cualidades caractersticas del mismo ha ser modificado.

Entre los tipos de brocas existen los siguientes, y entre stos, su infinidad de variaciones:

Brocas normales helicoidales. Generalmente con pago tubular (vstago), para sujetarla mediante portabrocas. Existen numerosas variedades que se diferencian en su material constitutivo y tipo de material a taladrar.

Broca larga. Usada all donde no se puede llegar con una broca normal por hallarse el punto donde se desea hacer el agujero en el interior de una pieza o equipo.

Broca superlarga. Empleada habitualmente para taladrar los muros de viviendas a fin de introducir cables de telfono, por ejemplo.

Brocas de centrar.

Broca de centrar. Broca de diseo especial empleada para realizar los puntos de centrado de un eje para facilitar su torneado o rectificado.

Broca para berbiqu. Usadas generalmente en carpintera de madera, por ser de muy bajas revoluciones. Las hay de diferentes dimetros.

Broca de paleta. Usada principalmente para madera, para abrir muy rpidamente agujeros con berbiqu, taladro o barreno elctrico. Tiene un punta muy afilada, que sirve de centro y de gua, de muy poca longitud, luego viene la paleta, que es la que har el agujero calibrado, de acuerdo a su dimetro. Tambin se le ha conocido como broca de espada.

Broca de taladrado profundo o "de escopeta". Tambin conocida como broca caon.

Broca de excavacin.

Broca para excavacin o Trpano. Utilizada para la perforacin de pozos petrolferos y sondeos.

Brocas para mquinas de control numrico. Existe una gama de brocas especiales de gran rendimiento y precisin para utilizarlas en mquinas de control numrico, que operan a altas velocidades de corte.Elementos que caracterizan a una brocaEntre algunas de las partes y generalidades comunes a la mayora de las brocas estn:

1. Longitud total de la broca. Existen brocas de longitud regular o comunmente conocidas como longitud Jobber, brocas extra cortas, largas y sper-largas. La Marca Guhring ofrece 3 series de brocas extralargas en zanco recto y 2 series de brocas extralargas en zanco cnico.

2. Longitud de corte. Es la profundidad mxima que se puede taladrar con una broca y viene definida por la longitud de la parte helicoidal.

3. Dimetro de corte, que es el dimetro del orificio obtenido con la broca. Existen dimetros normalizados y tambin se pueden fabricar brocas con dimetros especiales.

4. Dimetro y forma del mango. El mango puede ser cilndrico de la misma medida del dimetro de corte de la broca, o puede ser cnico en una relacin aproximada de 1:19, llamada Cono Morse, en menos aplicacin pero existentes, encontramos los zancos cilndricos reducidos, que son de menor dimetro que la broca.

5. ngulo de corte. El ngulo de corte normal en una broca es el de 118. Tambin se puede utilizar el de 135, quiz menos conocido pero, discutiblemente, ms eficiente al emplear un ngulo obtuso ms amplio para el corte de los materiales.

6. Nmero de labios o flautas. La cantidad ms comn de labios (tambin llamados flautas) es dos y despus cuatro, aunque hay brocas de tres flautas o brocas de una (sola y derecha), por ejemplo en el caso del taladrado de escopeta.

7. . Conicidad del dimetro: Para reducir la friccin dentro del agujero realizado, la hlice tiene una pequea conicidad desde la punta hasta el mango. El grado de conicidad se representa normalmente por la reduccin del dimetro con respecto de la longitud de la hlice; aproximadamente, 0,04-0,1 mm. Se utiliza un valor alto para brocas de alta eficiencia, lo que permite el perforado de agujeros prximos.8. Profundidad de los labios. Tambin importante pues afecta la fortaleza de la broca.9. ngulo de la hlice. Es variable de unas brocas a otras dependiendo del material que se trate de taladrar. Tiene como objetivo facilitar la evacuacin de la viruta.10. Material constitutivo de la broca. Existen cinco tipos bsicos de materiales:

1. Acero al carbono, para taladrar materiales muy blandos (madera, plstico, etc.)

2. Acero rpido HSS, para taladrar aceros de poca dureza.

3. Acero al cobalto M35 con 5% de cobalto y M42 con 8% de cobalto.

4. Acero pulverizado PM HSS-E, para taladrar aceros de alta aleacin, aceros bonificados y de cementacin.

5. Metal duro (Widia), para taladrar fundiciones y aceros en trabajos de gran rendimiento. Y la combinacin de puntas soldadas de Carburo de Tungsteno en cuerpos de HSS.

2. Acabado de la broca. Dependiendo del material y uso especifico de la broca, se le puede aplicar una capa de recubrimiento que puede ser de xido negro, de titanio o de nquel, cubriendo total o parcialmente la broca, desde el punto de corte.Afilado de brocasEl filo de la broca se desgasta con el uso y hay que afilarlo para recuperar la capacidad de corte de la broca.

Existen mquinas afiladoras, utilizadas en la industria del mecanizado. Tambin es posible afilar brocas a mano mediante pequeas amoladoras, con muelas de grano fino. El afilado manual requiere unas habilidades especiales por parte de los operarios a fin de conseguir el ngulo de corte adecuado en el material.EJEMPLOS:Brocas para triconosBrocas de botn roscado

Brocas del martillo de TDHACCESORIOS

No. 43 06 No. 49 03

No. 40 08 No. 40 07

No. 48 31 No. 48 32

No. 48 26 No. 27 36

No. 27 35 No. 47 07

No. 49 02 No. 41 03

No. 41 56 No. 42 22

No. 42 12

Accesorios de perforacin

No. de pedidooperacin conDescripcin

43 06H-201 serieVP-150; placa de vaco

49 03H-201 serieVPU-201; bomba de vaco, 230 V, 138 l/min

40 08H-201 PREMOjuego de vaco

49 07todas las perforadoras excepto ROBO-351juego de espigas de anclaje M12 con tuerca

48 31todas las perforadoras excepto ROBO-351placa adosada tipo B para motores elctricos con cuello de sujecin de 60 mm

48 32todas las perforadoras excepto ROBO-351placa adosada tipo C para motores elctricos

48 26P-6000placa combinada motor/distancia tipo K (espesor 170 mm) para motores elctricos y BSP-3

41 56H-201 serie, P-1500, P-2000, P-3000placa de perforacin de tubos para H-201 serie

47 16H-201 serie, P-1500, P-2000, P-30001 juego = 2 piezas cintas tensor con trinquete, 4 m de largo; para placa de perforacin de tubos

41 03H-201 serie, P-1500, P-2000, P-3000WSR; anillo colector de agua con detentor, hasta de perforacin de 161 mm

41 20anillo colector de agua (art-No. 7 - 41 03)arandela de junta para anillo colector de agua (indicacin del dimetro necesario)

48 38todas las perforadoras excepto ROBO-351placa de distancia para ensanche del de perforacin por 120 mm (espesor 60 mm)

27 36motores con conexin de gorrn de 1 1/4 pulg. UNCanillo de aflojamiento motor-corona

27 35motores con conexin de gorrn de 1 1/4 pulg. UNC50 anillos de cobre para aflojar ms fcilmente la corona del motor

47 07motores con conexin de aguarecipiente de agua a presin 10 l con manguera de 5 m

49 02todas las perforadoras excepto ROBO-351columna tensora rpida para fijacin

42 22CEBOR-2005broca de centrar, carrera til 250 mm

48 07DK-17dispositivo auxiliar de centrar telescpico, carrera til 300 - 350 mm

42 12CEBOR-2005vara de centrar telescpico, carrera til 250 mm, 32mm