CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

1: EL EQUIPO RAISE BORING

2 : LA COLUMNA DE PERFORACIÓN

3: LA CABEZA RIMADORA

4: PREPARACIÓN DE LA CÁMARA

5: TRANSPORTE E INSTALACIÓN

6: OPERACIÓN DEL EQUIPO RAISE BORING

7: ANEXOS

INTRODUCCIÓN

La perforación raise boring es un proceso moderno de perforación de roca,ampliamente utilizado en el sector minero y en el sector hidroeléctrico, mediante el cualse efectúan hoyos verticales o inclinados entre dos niveles diferentes a ser conectados.estos niveles pueden estar ambos bajo tierra o un nivel puede estar en superficie y elotro nivel bajo tierra.

Aplicaciones

La perforación raise boring está siendo ampliamente utilizado tanto en mineríacomo en proyectos civiles. Entre las principales aplicaciones en minería podemosmencionar:

Ventilación Transferencia de material Hoyos de servicio Acceso del personal.

Entre las principales aplicaciones en proyectos civiles podemos mencionar lossiguientes:

Líneas de caída de agua en proyectos hidroeléctricos Almacenamiento de petróleo o deshechos nucleares Acceso de equipo diverso como cables, tubos, et. Ventilación en túneles largos.

Ventajas del raise boring sobre otros métodos.

1.- Es mucho mas seguro, dado que se elimina el riesgo de los trabajadores productode la caída de material, humos tóxicos y manipulación de explosivos.

2.- Es mucho mas rápida, dado que por ejemplo la perforación raise boring de unhoyo de 1.50 mts de diámetro x 100 metros de longitud en un terreno medianamenteduro, solamente toma 4 semanas. este mismo hoyo si es efectuado usando métodosconvencionales, su ejecución tomara varios meses.

3.- La superficie interior del hoyo terminado es completamente uniforme lo cualhace que la circulación de aire por su interior sea mucho más eficiente con elconsecuente ahorro de energía en la ventilación. en el método convencional al serefectuado el hoyo mediante el uso de explosivos, la superficie interior quedacompletamente irregular.

4.- El requerimiento de mano de obra es mucho menor.

1:EL EQUIPO RAISE BORING

El equipo raise boring es el equipo raise boring es el que proporciona las fuerzas deempuje y rotación necesarios para la perforación y esta compuesta por los siguienteselementos:

La maquina raise boring

Es la que directamente proporciona las fuerzas de empuje y rotación a la columna deperforación para la rotura de la roca.

La maquina raise boring consta de las siguientes partes:

- Las planchas bases (bases platees), que son los apoyos de la maquina y queservirán para fijar la maquina al suelo.

- El soporte inferior (mainframe), que esta montado sobre las planchas bases ysoportan a las columnas y a los cilindros hidráulicos.

- Las columnas guías, que sirven para guiar el movimiento de los cilindroshidráulicos.

- El soporte superior (headframe), que va montado sobre la parte superior de lascolumnas.

- Los cilindros hidráulicos (hydraulic cylinders), que son los elementos queotorgan la fuerza de empuje y movimiento hacia abajo / arriba y que soportanel sistema de transmisión.

- El sistema de transmisión (drive train), que son los elementos que otorgan eltorque y el movimiento de rotación. Este sistema esta compuesto a su vez poruna carcaza (crosshead) que se mueve junto con los cilindros hidráulicosdentro de las columnas guías y sirve para sostener la transmisión ( gear box ) yel motor de rotación (hidráulico o eléctrico).

Equipo de raise boring

La unidad de potencia

Es la que proporciona la potencia hidráulica a la maquina raise boring y esta compuestapor una estructura que contiene un reservorio de aceite y una base que sostiene el motoreléctrico que mueve las bombas hidráulicas. Estas bombas entregan la potenciahidráulica a través de una serie de mangueras, válvulas, filtros y conectores hidráulicos.

La unidad de lubricación

Es la que asegura una adecuada lubricación de todo el sistema de transmisión y estacompuesta básicamente por la bomba de lubricación, el reservorio de aceite, los filtros yun intercambiador de calor.

Unidad de potencia y de lubricación

La unidad eléctrica

Es la que recibe la energía eléctrica del exterior y la distribuye adecuadamente a travésde una serie de cables eléctricos para la unidad de potencia y el tablero de control.

Unidad eléctrica

El tablero de control

Es una consola metálica que permite al operador de la maquina controlar el movimientovertical y de rotación de la columna de perforación. Esta consola contiene todos loscontroles de arranque y parada tanto eléctricos como hidráulicos, así como también losdiferentes manómetros de presión, amperímetros y voltímetros.

Tablero de Control

2: LA COLUMNA DE PERFORACIÓN

Esta formada por los elementos que permiten durante la perforación del hueco piloto,conectar la maquina raise boring con el elemento de corte de roca y tienen comofunción principal transmitir las fuerzas de empuje y de rotación desde la maquina raiseboring hasta la broca piloto.

La columna de perforación esta formada por elementos de acero cilíndricos huecos ensu parte central para permitir el paso de agua o aire desde la maquina raise boring hastala broca piloto, obteniendo enfriamiento y limpieza de los detritos durante laperforación del hueco piloto. Consta de los siguientes elementos:

La broca piloto

Es el elemento de corte utilizado para la perforación del hueco piloto y va instalada enla parte inferior de la columna de perforación.

La broca piloto está formado por un cuerpo cilíndrico hueco en su interior que en suextremo inferior tiene instalado 3 conos de acero con insertos de carburo de tungsteno yen el extremo superior tiene un pin roscado (rosca api) para conectarse con el bit roller.Los diámetros de brocas pilotos mas usadas son 6 ¾” , 7 7/8” , 9”, 11”, 12 ¼” y 13 ¾”.

Broca piloto

El bit Roller

Es el elemento que asegura que la broca piloto siempre esté centrada durante laperforación del hueco piloto, por esta razón el diámetro del bit roller debe ser igual aldiámetro de la broca piloto.

El bit roller está formado por un cuerpo cilíndrico hueco en su interior, que llevainstalado en su exterior 3 cortadores cilíndricos. En su extremo inferior termina en unhueco roscado (rosca api) para conectarse con el pin de la broca piloto y en su extremosuperior termina en un pin roscado (rosca di-22) para conectarse con el tuboestabilizador.

Los tubos estabilizadores

Son los elementos que ayudan a minimizar la desviación durante la perforación delhueco piloto y a soportar los mayores esfuerzos producidos durante el rimado. Eldiámetro del tubo estabilizador debe ser igual al diámetro de la broca piloto utilizada.

El tubo estabilizador está formado por un cuerpo cilíndrico, hueco en su interior, con 6franjas longitudinales que tienen superficies altamente endurecidas. En su extremoinferior lleva un hueco roscado (rosca di-22) para conectarse con el pin del bit roller yen su extremo superior lleva un pin roscado (rosca di-22) para conectarse con otroestabilizador o con el tubo de perforación. Dependiendo de la longitud del hueco piloto,se pueden utilizar uno o más tubos estabilizadores

Los tubos de perforación

Son los elementos que permiten a la columna de perforación estar conectado a lamáquina raise boring. cada tubo de perforación en su extremo inferior lleva un huecoroscado (rosca di-22) para conectarse con el pin del tubo estabilizador o con lossiguientes tubos de perforación y en su extremo superior lleva un pin roscado (rosca di-22) para conectarse con los otros tubos de perforación o la máquina raise boring. Lacantidad de tubos de perforación depende de la longitud del hueco piloto. el diámetro delos tubos de perforación dependerá del tamaño de broca piloto, siendo los masutilizados 5 ¾” (6 ¾”) , 6 ¾” (7 7/8”) , 8” (9” o 9 7/8”), 10” (11”), 11 ¼” (12 ¼”) y 127/8” (13 ¾”).

Columna de perforación

3: LA CABEZA RIMADORA

La cabeza rimadora es el otro elemento de corte que permite durante la operación derimado, aumentar el diámetro del hueco piloto al diámetro final requerido. por estarazón las cabezas rimadoras se les denomina por su diámetro : 5’ (1.52m), 6’ (1.83m),7’ (2.13m), 8’ (2.44m), 9’ (2.74m), 10’ (3.05m), 12’ (3.65m), 14’ (4.27m) y 16’(4.88m).

La cabeza rimadora esta formada por los siguientes elementos:

o La base metalica

Es el conjunto de elementos formado por una serie de planchas de acerosoldadas y/o empernadas entre si, que tienen como finalidad soportar unadeterminada cantidad de cortadores de roca,

o Los cortadores de roca

Son los elementos que tienen como finalidad cortar la roca y estánadecuadamente empernados a unas monturas que a su vez están tambiénempernadas y/o soldadas a la base metálica. Por esta razón, los cortadorespueden ser cambiados sin ningún problema luego de un determinado periodo deuso.

Los cortadores tienen una carcaza metálica con la forma de un cono truncado,que gira sobre un eje y que en su superficie lateral están posicionados varias filasde insertos de carburo de tungsteno, los cuales por su alta dureza y resistenciason los que rompen la roca.

Los cortadores más comunes son los que tienen 4 y 5 filas de insertos de carburode tungsteno y están posicionados de tal forma que van rompiendo la roca demanera alternada.

o El tallo

Es un componente de acero de muy alta resistencia a la tracción y al corte, quesoporta los mayores esfuerzos que se producen durante la operación de rimado.

El tallo tiene en su parte inferior una base circular de acero que va empernadacon la base metálica y en su parte superior termina en un pin roscado que seconecta con el primer tubo estabilizador de la columna de perforación

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Cabeza de Raise Boring

4: PREPARACIÓN DE LA CÁMARA DE TRABAJO

Previamente a la preparación de la cámara de trabajo se debe recibir con la debidaanticipación lo siguiente:

– Información geológica, a través de un plano que muestre el tipo de roca quese encontrara a todo lo largo de la sección a taladrar. esta información esmuy importante dado que debe asegurar que la roca no presenta fallas nimayores fracturas.

– Información topográfica, a través de un plano que muestre la posición delpunto de inicio de la perforación en el nivel superior, la posicion del puntofinal de la perforación en el nivel inferior, la longitud total a perforar con elangulo de inclinación correspondiente y el diámetro de la sección a taladrar.

La preparación de la cámara de trabajo se inicia con un plano de la disposición delequipo de perforación raise boring, el cual se debe elaborar considerando los siguientesaspectos:

a. Sistema de montaje a utilizar :

– Montaje directo sobre una losa de concreto– En este caso la maquina raise boring es posicionada sobre una losa de

concreto que debe mostrar el punto de inicio de la perforación. esta losa deconcreto debe ser construida sobre roca dura y nos debe asegurar unasuperficie horizontal.

– Las dimensiones dependerán del tipo de maquina raise boring. Usualmenteestas losas de concreto no requieren refuerzos de varillas de acero en suinterior.