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Máquinas de perforaciónminería subterránea
Chile país minero
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Introducción
La perforación de roca es un procedimiento fundamentalpara arrancar mineral en la minería subterránea. Laperforación tiene una gama de aplicaciones grande yvariable, por eso hoy se tienen diferentes dispositivosdiseñados para tratar con distintas maneras de perforarroca.
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CICLO DE MINADO
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LOS TIPOS DE PERFORADORAS COMUNES EXISTENTES EN EL MERCADO SON:
PERFORADORAS LIGERAS
PERFORADORAS DE AVANCE
PERFORADORAS PARA LA PERFORACIÓN DE BARRENOS LARGOS
PERFORADORA CON MARTILLO EN EL FONDO (DTH)
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Perforadoras neumáticas
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Consta básicamente de:
Elemento portabarrenas Dispositivo retenedor de las varillas de perforación Pistón Válvula reguladora del paso de aireMecanismo de rotación Sistema de barrido
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PERFORADORAS NEUMÁTICAS O LIVIANAS
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JACK HAMMER
JACK LEG
STOPER
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JACK HAMMER
Utilizada para la perforación vertical o inclinada hacia abajo.
AVANCE MEDIANTE EL PESO PROPIO DE LA PERFORADORA.
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CONSUMO DE AIRE: 50 – 100 l/sDIAMETRO PERFORACION: 22 – 45 mm
LONGITUDES: 400 – 6400 mm
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ALGUNAS CARACTERÍSTICAS…Peso: 17kg a 23 kgPerforación de 22-45 mm de diámetroFrecuencia: 2040 a 2100 golpes por minuto Rotación: 130 a 170 rpm
VENTAJAS:
-Procedimiento rápido ( de 30 a 100 metros al día )
Para rocas duras no muy permeables
DESVENTAJAS:
- Alto nivel sonoro
Mala recuperación de muestra a una profundidad determinada después de las primeras decenas de metros.
Desvió de la perforación por la flexibilidad del varillaje
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DESVIACION DE LOS BARRENOS
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JACK LEG
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Perforadora con barra de avance que puede ser usada para realizar taladros horizontales e inclinados, se usa mayormente para la construcción de galerías, subniveles, Rampas
perforadora convencional neumática.
Basada en las acciones de rotación y percusión
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ESPECIFICACIONES MÉTRICO
Carrera del pistón 73.25mm
Carrera útil del pistón 66.7mm
Frecuencia de impacto 2250.0g/m
Longitud de la perforadora 686.0mm
Peso de la perforadora 33.0kg
Peso de la pierna 15.0kg
Carrera de la pierna de avance
1270.0mm
Diámetro interior del cilindro de avance
67.0mm
Consumo de aire (620 kPa/90 psi)
4.9 m3
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ESP
ECIF
ICA
CIO
NES
TEC
NIC
AS
JAC
K L
EG
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Ventajas:• Fácil de usar• Útil para perforación de tiros cortos• Rápida mantención• Bajo precio• Adaptable a cualquier tipo de roca• Se adopta a cualquier tipo de terreno
Desventajas:• Peligro al no controlar bien la válvula de circuito de aire• No recomendable para tiros largos• Crea un pobre ambiente para el operador (perforación ruidosa, contactodirecto con el polvo)• Limitante con la altura de la sección
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STOPER
Perforadora que se emplea para la construcción de chimeneas y tajeado en labores de explotación (perforación vertical hacia arriba).
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ESPECIFICACIONES MÉTRICO
Diámetro del cilindro 79.4mm
Carrera del pistón 73.25mm
Carrera útil del pistón 66.7mm
Frecuencia de impacto 2250.0g/m
Longitud de la perforadora
1549.0mm
Peso de la perforadora incluyendo la pierna de
avance
40.8kg
Diámetro interior del cilindro avance
69.8mm
Consumo de aire (620 kPa/90 psi)
4.9 m3
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ESP
ECIF
ICA
CIO
NES
TEC
NIC
AS
STO
PER
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JACK LEG V/S STOPERESPECIFICACIONESCarrera del pistón
Frecuencia de impacto
Longitud de la perforadora
Peso de la perforadora
Peso de la pierna
Carrera de la pierna de avance
Diámetro interior del cilindro de avance
Consumo de aire (620 kPa/90 psi)
JACK LEG STOPER
73.25mm 73.25mm
2250.0g/m 2250.0g/m
686.0mm 1549.0mm
33.0kg 40.8kg
15.0kg -------------
1270.0mm --------------
67.0mm 69.8mm
4.9 m3 4.9 m3
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PERFORACION PARA MINERIA SUBTERRANEA
FRONTEO
TALADROS LARGOS
EMPERNADORES
BAJO PERFIL
TUNELERIA
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JUMBO FRONTAL (BOOMER)
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DEPENDIENDO DE LA UTILIDAD HABLAREMOS DE JUMBOS DE AVANCE Y PRODUCCIÓN.
EXISTEN LOS ELÉCTRICOS Y CON MOTOR DIESEL.
PUEDEN SER MONTADOS SOBRE RIELES O SOBRE RUEDAS.
EXISTEN DE 1 BRAZO HASTA 4 BRAZOS DEPENDIENDO DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA LABOR.
EL ÁREA DE TRABAJO VA DESDE LOS 6 A 210 METROS CUADRADOS.
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Deslizadera y perforadora
Carrete del cable
cabina
armario
Motor eléctrico
canasto
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Aplicaciones en labores subterráneas
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Avance de túneles y galerías
Bulonaje y perforación transversal
Banqueo con barrenos horizontales
Minería por Cut and Fill
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características 1 brazo 2 brazos 3 brazos
Sección de excavación
6-31 m2 8-45 m2 206 m²
Longitud largo /Ancho
10 / 2 metros 12/2 metros 17/3
Altura min/Max con techo de protección
2/3 metros 2/3 metros
Peso 10-14 toneladas 12-20 toneladas 45 toneladas
Consumo de agua Prom. 1.1 l/s 140 l/min; max260-380 l/min
210 l/min; max:390-570 l/min
Potencia del motor diesel instalado
42 Kw 55 Kw
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DIAMETROS DE PERFORACION ACONSEJADOS EN FUNCION DE LA SECCION DEL TUNEL
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![Page 25: 5. Maquinas de Perforacion y Voladura en Subterranea](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050719/55cf937c550346f57b9da117/html5/thumbnails/25.jpg)
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BOOMER XE4 C
SECCIONES HASTA 206 M²
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Los Jumbos de perforación dan mecanización a las operaciones de perforación, y tienen la capacidad de posesionar perforadoras de avance para perforar barrenos según las órdenes del operario
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Jumbo robotizado
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Las ventajas de la tecnología en los jumbos de perforación son:
-Ahorro de mano de obra-Menor tiempo de perforación-Menor sobreperforación-Control de la operación-Ahorro en varillaje y explosivos-Menores costos de excavación y seguridad en el trabajo
el control informático permite medir todos los parámetros de perforación y adaptarlos a las necesidades requeridas y además con la utilización de sensores y servoválvulas permite situar los barrenos en su posición exacta, evitando las imprecisiones que son provocadas por errores humanos.
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CARACTERISTICAS DE CONSUMO DE AGUA EN PERFORACION MANUAL Y JUMBO
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Fuente: www.cazalac.org
![Page 29: 5. Maquinas de Perforacion y Voladura en Subterranea](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050719/55cf937c550346f57b9da117/html5/thumbnails/29.jpg)
JUMBO PARA TUNELERIA
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AXERA 7-260 T
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AXERA 8-290
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BOLTEC SL LONGITUDES DE BULÓN DE 1,5 A 1,8 METROS Y ALTURAS DE TECHO DE HASTA 2,5 METROS.
SISTEMA DE PERFORACIONLub. air consump. (at 3 bar): 6 l/s
Water consumption : 1.25 l/sWeight: 75 kg
EMPERNADORES
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BOLTEC MDLONGITUDES DE BULÓN DE 1,5 A 3,5 METROS Y ALTURAS DE TECHO DE HASTA 9,5 METROS.
SISTEMA DE PERFORACION• Lub. air consump. (at 3 bar): 6 l/s
• Water consumption: 1.25 l/s• Weight: 75 kg
![Page 33: 5. Maquinas de Perforacion y Voladura en Subterranea](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050719/55cf937c550346f57b9da117/html5/thumbnails/33.jpg)
BAJO PERFIL
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QUASAR 1F
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PERFORACIÓN DE BARRENOS
Jumbo Radial (Simba)
Utilizado principalmente enminería subterránea.
Son equipos que funcionancon energía eléctrica y aceitehidráulico.
Montados sobre ruedas.
Rendimiento en condicionesoptimas es de 6000 a 8000mts. mensuales barrenados.
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SIMBA 1252
DIÁMETROS DE PERFORACIÓN EN EL RANGO DE DIÁMETROS DE 51 A 89 MM
CARRUSEL CON CAPACIDAD DE 17+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 32 M.
SISTEMA TOP-HAMMER
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MARTILLO HIDRAULICOLub. air consump. (at 3 bar): 5 l/s
Water consumption: 50 l/minWeight: 171 kg
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SIMBA M3 C RANGO DE DIÁMETROS DE PERFORACIÓN DE 51 A 89 MM
EQUIPADO CON UN MARTILLO EN CABEZA
CARRUSEL CON CAPACIDAD DE 17+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 32 M O 27+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 51 M.
MARTILLO HIDRAULICOLub. air consump: (at 3 bar) 8 l/s
Water consumption: 100–250 l/minWeight: 171 kg
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SIMBA W6 C-ITHPARA GALERÍAS MEDIANAS A GRANDES EN EL RANGO DE DIÁMETROS DE PERFORACIÓN DE 89 A 165 MM
ADAPTADO PARA EQUIPAR MARTILLOS EN FONDO
CARRUSEL CON CAPACIDAD DE 35+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 63 M.
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DOWN THE HOLE (DTH)
Minería subterránea en el área de producción.Diámetro de perforación entre 50 y 210 mm.Montado sobre orugas.Velocidad de traslado entre 1 y 3.8 km/hrCapacidad de trabajar en zonas irregulares y vencer pendientes.Barrido del barreno(agua o aire)Poseen martillo en fondo.Este método de perforación está indicado para rocas duras y diámetros superiores a los 150 mm.
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CONSIDERACIONES
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La perforadora hidráulica es un producto probado, superior a la perforadora neumática en términos de rendimiento, fiabilidad, consumo de energía, ambiente y costos operacionales.
Las perforadoras con rendimientos mas altos son mas pesadas y deben ser montadas en alguna forma de estructura, equipo de perforación, o Jumbo de perforación.
La perforadora DTH permite la perforación de barrenos mucho más largos que las perforadoras con martillo en cabeza.
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42
WAGON DRILL
DISEÑADA PARA PERFORAR CON MARTILLO DE FONDO DE 2”, 3” Y 4”, EN DIAMETRO DE 2 ¾ “ (70 MM) HASTA 5” (127 MM).
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DIAMETRO PERFORACION: 64-102 MM
MAXIMA INCLINACION DE TRABAJO: 30°
TRACK DRILL HIDRAULICO
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Métodos de Construcción de chimeneas
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ALIMAK RAISE BORERVERTICAL
CRATER RETREATBLIND HOLE
DIAMETROS: 2 – 7 M
DIAMETROS: 2 – 3 M
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ALIMAK
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BLIND HOLE
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Blind Hole
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Características Equipos
Raise Boring
• Diámetro piloto desde 121/4
a 15”.
• Diámetro chimenea desde 1.5 a 6.0 m.
• Empuje escariado 1920 kN.
• Diámetro piloto desde 9 a 97/8 ”.
• Diámetro chimenea desde 0.6 a 1,5 m.
• Empuje escariado 1285 kN.
Blind Hole
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Rendimientos
Raise Boring
Nominal 12 – 20 m/día.
Operacional 4 m/turno.
Blind Hole
Nominal 7 m/día.
Operacional 0,49 m/hora (9 m/día).
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Alta seguridad.
Productividad elevada.
Paredes lisas.
Sin sobre-excavación.
Rendimiento de avance elevado.
Posibilidad de excavaciones inclinadas.
Elevada inversión.
Alto costo por metro.
Poca flexibilidad.
Dificultades en rocas en malas condiciones.
Personal especializado.
Acondicionamiento de la postura.
Ventajas Desventajas
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Aplicaciones
Raise Boring
• Chimeneas de ventilación.
• Piques de traspaso.
• Chimeneas de servicio y acceso.
Blind Hole
• Chimeneas piloto para zanjas.
• Drenaje o servicio.
• Chimeneas para Slot.
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52
DIÁMETROS DE 1,5 A 3,1 METROS.
ROBBINS 73RH/AC/VF
PERFORADORAS DE CHIMENEAS
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PERFORADORAS DE CHIMENEAS
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Robbins 97RDC
DIÁMETROS RECOMENDADO ES DE 2,4 A 5,0 M.
• Chimeneas de ventilación.
• Piques de traspaso.
• Chimeneas de servicio y acceso.
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En la perforación de sondaje se puede definir dos
grandes rubros:
a) Diamantina, en la que al producirse la
perforación lo que se extrae es un testigo de roca.
b) Circulación Reversa, donde se destruye
absolutamente la roca y se saca un detrito.
Ocasionalmente se combinan ambos métodos en
yacimientos que tienen una sobrecarga estéril donde no
es necesario muestrear la primera parte del pozo, por
tanto se recurre primero a la perforación con circulación
reversa, que es más rápida y económica, para
posteriormente continuar con la diamantina.
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Diamantina Circulación reversa
Segunda etapa Primera etapa
Recupera un trozo de roca
(testigo)
Recupera detritos
Costo de 2 a 3 veces superior
Se utiliza tanto en superficie
como en interior mina
Rendimiento 3 veces mayor
(Rápida y económica)
Ha sido principalmente de
superficie, por los malos
resultados desde el punto de
vista de la calidad de la
información de la muestra
cuando se ha utilizado en minas
subterráneas
CARACTERÍSTICAS DE TIPOS DE SONDAJES
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La abertura en el extremo de la broca diamantada permite cortar un testigosólido de roca que se desplaza hacia arriba en la tubería de perforación yse recupera luego en la superficie.
Estándares básicos de barras de perforación
7/8 pulgadas (EX) (Diámetro)13/16 pulgada (AX)1 5/8pulgadas (BX)21/8 pulgadas (NX). La mayoría de barras de perforación son de10 pies de largo (3,048 m).
Después de los primeros 10 pies de perforación, se atornilla una nueva sección de tubo en el extremo superior y así sucesivamente.
Cabezal de perforación de diamantina
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SONDAJE CON DIAMANTINA
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SONDAS SUBTERRANEAS con diamantina
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Especificaciones técnicas
Capacidad de profundidad 960 m
Tamaño barra de perforación
A-N
Par máx. 700 Nm
Velocidad máx. 1800 rpm
Altura 1470 mm
Longitud 4150 mm
Peso 1500 kg
Longitud de avance 850 m
Anchura 950 cm
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El diseño pequeño y compacto de la sonda subterránea Diamec 232 es ideal para utilizar la máquina en túneles y galerías estrechas.
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DIAMEC U8
sonda subterránea más potente
avance con un cilindro hidráulico telescópico permite una perforación fiable de sondeos rectos
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DIAMEC U6 V/S DIAMEC U8
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DIAMEC U8
2000 m
1200 rpm
1488 mm
5050 mm
2500 kg
1800 m
1162 cm
DIAMEC U6
Capacidad de profundidad 960 m
Velocidad máx. 1800 rpm
Altura 1470 mm
Longitud 4150 mm
Peso 1500 kg
Longitud de avance 850 m
Anchura 950 cm
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Sonda subterránea con una gran movilidad
Altura:2926.00 mm
Velocidad máx.:1800.00 rpm
Longitud de avance:850.00 m
Anchura:1740.00 cm
Capacidad de profundidad:1000.00 m
Longitud:8691.00 mm
Peso:12500.00 kg
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Christensen CT 2 0
SONDAS SUPERFICIE con diamantina
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CS-4002
Capacidad maxima:2450 m
ha marcado nuevos récords de profundidad en
la perforación de pozos diamantinos al perforar el pozo RD 8001 de 2.052,95 m de profundidad, en el
área de Pampa Escondida de Minera Escondida.
(1800 mts antiguo record)
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La roca molida (cuttings) se recoge continuamente a medida que avanza laperforación y constituyen la muestra del subsuelo.
Estándares básicos de barras de perforación
Diámetro:6" (15,2 cm) 8" (20,3 cm)
20 pies de largo (6,096 m).
Cada barra es muy pesada y requiere el uso de una grúa o “winche” para levantarla y colocarla sobre el agujero de perforación
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SONDAJE CON AIRE REVERSO
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Schramm T685WS Taladro Montado en Camión
GRAN RESISTENCIA
MONTADO SOBRE CAMIÓN
MOTOR EN CUBIERTA DE 760 HP (567 KW)
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Drilltech D40K
EQUIPADAS CON MOTORES DIESEL DE 600 HP
PROFUNDIDADES DE 600 MTS
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EQUIPOS DE SERVICIO
Empernadores (necesitan de la perforación)
Jumbos para shotcrete (hormigón a presión)
Acuñadores
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JUMBO PARA SHOTCRETE
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JUMBO CABLES DE ACERO
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Minería continua construcción de túnelessin perforación ni tronadura (TBM)
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TUNEL BORING MACHINE (TBM)
• Aéreas máximas : 70-300 m2 aprox.
• Profundidad :mayores a 25 km
• Diámetro : 1 - 19.5 mts
• Cabezal cortador , un sistema
de empuje y un equipo de apoyo
-Trabajo en menor tiempo y de
mayor calidad a Fin de cuentas sale
mas barato que hacerlo por
Perforación y voladura
- Producen una pared de los túneles
lisa
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EN CONCRETO Y COMO TODAS LAS COSAS DEPENDE……
Consideraciones• Económicas: La hidráulica tiene “en general” menorcosto/metro que la neumática
• Operacionales: La hidráulica tiene mayor rendimiento y sepuede automatizar mejor que la neumática
• Seguridad – Ambientales: La hidráulica es más segura ya queen general se puede operar a distancia y con comandos, emitemenos ruido.
• Inversión y Mantención: La hidráulica es mas costosa y demantención mas compleja
Lo importante: Considerar el tipo de trabajo, la
seguridad y el costo de inversión!!
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Gracias por su atención