Equipos De Exploracion

DOWN THE HOLE (DTH)

1.- INTRODUCCION:

(DTH), martillo es un nuevo tipo de válvula martillo impulsado por aire comprimido. Es ideal la herramienta de perforación de roca con grandes ventajas de la energía de impacto, de alto índice de penetración, servicio de larga vida, la buena eficiencia de eliminación de recortes de perforación, operación fácil, fiable rendimiento de trabajo.

2.- PRINCIPIOS DEL FUNCIONAMIENTO DEL DTH.

Los martillos que poseen estos equipos fueron desarrollados en 1951, y desde entonces se han venido utilizando tanto en minas a cielo abierto como en minas subterráneas asociadas al uso de métodos de explotación de tiros largos

Actualmente, en el caso de obras de superficie, este método de perforación está indicado para rocas duras y diámetros superiores a los 150 mm.

El funcionamiento de un martillo en fondo se basa en que el pistón golpea directamente a la broca durante la perforación, generalmente con una frecuencia de golpeo que oscila entre 600 y 1.600 golpes por minuto.

El fluido de accionamiento es aire comprimido, que se suministra a través de un tubo que constituye el soporte y hace girar el martillo. La rotación es efectuada por un simple motor neumático o hidráulico montado en el carro situado en superficie

Parte interior de un martillo D.T.H.

La limpieza del detrito se efectúa por el escape del aire del martillo a través de los orificios de la broca.

Considerando la posible percusión en vacío de los martillos que implica una pérdida de energía, los martillos de estas perforadoras suelen ir provistos de un sistema de protección, que cierra el paso del aire al cilindro cuando la broca no se apoya en la roca del fondo del taladro.

En el caso de la perforación de rocas en presencia de agua, puede ocurrir que la columna de agua disminuya el rendimiento de la perforación, por lo que es aconsejable disponer de un compresor con una presión de aire suficiente para proceder a la evacuación del líquido.

En cuanto al empuje, una regla práctica es la de aproximarse a los 85 kg por cada centímetro de diámetro. Un empuje excesivo no aumentará la penetración, sino que acelerará los desgastes de la broca y aumentará los esfuerzos sobre el sistema de rotación. Cuando se perfore a alta presión (en rocas de gran resistencia como un granito) se precisará al inicio una fuerza de avance adicional para superar el efecto de contraempuje del aire del fondo de la perforación. Por el contrario, cuando la profundidad de perforación sea grande (sobre 20 metros) y el número de tubos sea tal que supere el peso recomendado será necesario entonces que el perforista accione la retención y rotación para mantener un empuje óptimo sobre la broca.

Las velocidades de rotación recomendadas varían en función del tipo de roca. Los valores se señalan en la siguiente tabla:

Velocidades de rotación aconsejadas en función del tipo de roca

Tipo de roca Velocidad de rotación (RPM)

Muy blanda 40-60

Blanda 30-50

Media 20-40

Dura 10-30

En la práctica, puede ajustarse la velocidad de rotación a la de avance utilizando la siguiente expresión:

Velocidad de rotación (RPM) = 1.66 x Velocidad de penetración (m/h)

En cuanto al tamaño de las barras, éstas deben tener dimensiones adecuadas que permitan la correcta evacuación de los detritos por el espacio anular que queda entre ellas y la pared del barreno. Los diámetros recomendados en función del diámetro de perforación se señalan en la siguiente tabla:

Diámetros recomendados en función del diámetro de perforación

Diámetro de perforación (mm) Diámetro de las barras (mm)

102-115 76

127-140 102

152-165 114

200 152

La perforación con martillo en fondo presenta ventajas en relación con la utilización del martillo en cabeza:

 La velocidad de penetración se mantiene prácticamente constante a medida que aumenta la profundidad de la perforación.

 Los desgastes de las brocas son menores que con martillo en cabeza debido a que el aire de accionamiento que pasa a través de la broca limpiando la superficie del fondo asciende eficazmente por el pequeño espacio anular que queda entre la tubería y la pared del pozo.

 La vida útil de las barras es más larga en relación con las utilizadas con martillo en cabeza.

 Las desviaciones de los barrenos son muy pequeñas, por lo que son apropiados para perforaciones de gran longitud.

 El costo por metro lineal en diámetros grandes y rocas muy duras es menor que con perforación rotativa.

 El consumo de aire es más bajo que con martillo en cabeza neumático.

 El nivel de ruido en la zona de trabajo es inferior al estar el martillo dentro de la perforación.

El martillo en fondo presenta ciertos inconvenientes respecto del martillo en cabeza, los que se señalan a continuación:

 Cada martillo está diseñado para una gama de diámetros muy estrecha, que oscila entre 12 y sobre 200 mm.

 El diámetro más pequeño está limitado por las dimensiones del martillo con un rendimiento aceptable, que en la actualidad es de unos 76 mm.

 Existe un riesgo de pérdida del martillo dentro de los barrenos por desprendimientos de roca.

 Se precisan compresores de alta presión con elevados consumos energéticos.

Dimensiones y características principales

En la siguiente tabla se señalan las principales características de algunos martillos en fondo:

Diámetros recomendados en función del diámetro de perforación

Características Dimensiones

Diámetro de perforación (mm) 100 - 125 - 150 - 200 - 300

Diámetro del pistón (mm) 75 - 91- 108 - 148 - 216

Carrera del pistón (mm) 100 - 102 - 102 - 100 - 100

Peso del martillo (kg) 38,5 - 68,5 - 106 - 177- 624

Consumo de aire (m3/min a 1 MPa) 4,7 -6,7 -10,1 -17,1 - 28,2

3.- REQUERIMIENTO:

Perforadora de percusión de accionamiento neumático o hidráulico.

La rotación se logra con el Cabezal Rotativo que reemplaza a la perforadora rotopercusiva.

4.- USOS Y APLICACIONES

DTH y su martillo son herramientas de perforación para equipos de perforación DTH. Ellos son adecuadas para su uso en:

 Se usa para preparar taladros de ventilación, pasaje de cables y tuberías, pasaje de relleno hidráulico, drenaje, etc.

 Perforar agujeros en el corte de carreteras y otras construcciones de piedra (por ejemplo, los puertos y construcciones de la estación de energía

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