El documento describe los diferentes métodos y equipos utilizados para la perforación en minería a cielo abierto y subterránea. Explica los principales tipos de perforación como rotativa, rotopercutiva y de banqueo, así como los equipos manuales, neumáticos e hidráulicos. También cubre temas como la clasificación de las perforaciones, planes de voladura y ciclos de carguío y transporte en minería a cielo abierto.

1. LAS MAQUINARIAS Y EQUIPOS CON LAS QUE SE TRABAJA EN LA
MINERÍA A CIELO ABIERTO
METODOS Y EQUIPOS DE PERFORACION
Existen distintos métodos de perforación de rocas, diferenciados
principalmente por el tipo de energía que utiliza (Ej. mecánicos,
térmicos, hidráulicos, etc.). En minería y en obras civiles, la
perforación se realiza, actualmente, utilizando energía mecánica.
METODOS DE PERFORACION DE ROCAS
Actualmente, en trabajos de minería tanto a rajo abierto como
en minería subterránea y en obras civiles, la perforación se
realiza utilizando energía mecánica, lo que define distintos
métodos de perforación y componentes de perforación.
Los principales componentes de un sistema de perforación de
este tipo son:
Perforadora, fuente de energía mecánica.
- Varillaje, medio de transmisión de dicha energía.

2. - Broca o bit, herramienta útil que ejerce energía sobre la roca.
- Barrido, efectúa la limpieza y evacuación del detrito producido.
CLASIFICACION DE LA PERFORACIONES
Según el método mecánico de perforación
METODOS ROTOPERCUTIVOS
Son muy utilizados en labores subterráneos y trabajos menores
en minería a cielo abierto (precorte), tanto si el martillo se sitúa
en la cabeza como en el fondo de la perforación. En este método
tiene lugar la acción combinada de percusión, rotación, barrido y
empuje.
PERFORACION ROTOPERCUTIVA
Corresponde al sistema más clásico de perforación de rocas,
utilizado desde el siglo XIX. En este tipo de perforación se emplea
la acción combinada de percusión, rotación, empuje y barrido, ya
sea en equipos manuales para labores menores (pequeña
minería y obras civiles de poca envergadura) o mecanizados
(principalmente en minería subterránea de gran escala y en
obras civiles de gran envergadura, como la construcción de una
caverna o túnel carretero.
Las principales ventajas de este método de perforación en
comparación al método rotativo, son:
. Es aplicable a todos los tipos de roca, desde las más blandas
hasta las más duras.
. Permite una amplia gama de diámetros de perforación (desde
1” hasta 8”).
.en el caso de perforación mecanizad, los equipos tienen gran
movilidad (la perforadora puede ser montada en camiones sobre
ruedas).

3. . Requiere de una persona para operar la perforadora.
METODOS ROTATIVOS
Se subdividen en dos grupos, según si la penetración en la roca
se realiza por trituración (triconos) o por corte (brocas
especiales). El primer sistema se aplica en rocas de dureza media
a alta y el segundo en rocas blandas. En este tipo de perforación
no existe la percusión.
Según el tipo de maquinaria
PERFORACION MANUAL
En este tipo de perforación se usan equipos ligeros operados por
perforistas. Este método se utiliza en trabajos de pequeña
envergadura, donde, principalmente por dimensiones, no es
posible usar otras máquinas o no se justifica económicamente su
empleo.
PERFORACION MECANIZADA
En una perforación mecanizada, los equipos van montados sobre
estructuras llamadas orugas, desde donde el operador controla
en forma cómoda todos los parámetros de perforación.
Según el tipo de trabajo
PERFORACION DE BANQUEO
Perforaciones verticales o inclinadas utilizadas preferentemente
en proyectos a cielo abierto y minería subterránea (L.B.H.). Este
tipo de perforación se emplea, en general, para la minería cielo
abierto y para algunos métodos de explotación subterránea,
como el hundimiento por subniveles.
PERFORACION DE AVANCE DE GALERIAS Y TUNELES
Perforaciones preferentemente horizontales llevadas a cabo en
forma manual o mecanizada. Los equipos y métodos varían

4. según el sistema de explotación, pero por lo general, para
minería en gran escala subterránea se utilizan los equipos de
perforación llamados “jumbos”, que poseen desde uno a tres o
más brazos de perforación y permiten realizar las labores de
manera rápida y automatizada.
PERFORACIÓN DE PRODUCCION
Con este nombre se conoce al conjunto de trabajos de extracción
del mineral que se realiza en explotaciones mineras. Una
perforación de producción que están previamente establecidos.
PERFORACION DE CHIMINEAS Y PIQUES
Se trata de las labores verticales, que son muy utilizadas en
minería subterránea y en obras civiles. En ellas se emplean
métodos de perforaciones especiales, entre los cuales destacan
el Raise Boring y la jaula trepadora Alimak.
PERFORACION CON SOSTENIMIENTO DE ROCAS
Este tipo de perforación se emplea principalmente en labores
subterráneos cuando se requiere colocar pernos de anclaje, y
realiza como método de fortificación para dar así estabilidad al
macizo rocoso.
EQUIPOS DE PERFORACIÓN MANUAL
Es el sistema de perforación más convencional de perforación,
utilizado por lo general para labores puntuales y obras de
pequeña escala debido principalmente a la facilidad en la
instalación de la perforadora y a los requerimientos mínimos de
energía para funcionar (un compresor portátil). Esto permite
realizar labores de perforación en zonas de difícil acceso sin que
sea necesario personal muy experimentado para la operación y
mantención de las perforadoras, lo que significa un menor costo
por metro perforado.

5. - Perforación manual con martillo en cabeza
Este sistema de perforación se puede calificar como el mas
clásico o convencional, y aunque su empleo por accionamiento
se vio limitado por los martillos en fondo y equipos rotativos, la
aparición de los martillos hidráulicos en la década de los setenta
lo ha hecho resurgir, ampliando su campo de aplicación.
- Perforadoras neumáticas
En este tipo de perforadoras, el martillo es accionado por el aire
comprimido. Los principales componentes de este sistema son:
. Cilindro cerrado con una tapa delantera que dispone de una
abertura axial donde va colocado el elemento portabarras, así
como un dispositivo retenedor de barras de perforación.
. El pistón, que con su movimiento alternado golpea el vástago o
culata a través de la cual se transmite la onda de choque a las
barras.
. La válvula, que regula el paso de aire comprimido en un
volumen determinado y de manera alternativa a la parte anterior
y posterior del pistón.
. El mecanismo de rotación, ya sea de barra estriada o de
rotación independiente.
. El sistema de barrido, que consiste en un tubo que permite el
paso del aire hasta el interior de las barras.
Características principales
Las longitudes de perforación que se alcanzan mediante este
sistema de perforación neumático suelen no superar los 30 m
debido a las importantes pérdidas de energía en la transmisión
de las ondas de choque y desviaciones que tienen lugar en la
perforación.

6. - Perforación mecanizada
La necesidad de incrementar los diámetros de perforación (sobre
3”) para responder a mayores ritmos de producción en las faenas
mineras, y el desarrollo tecnológico en el ámbito de la
automatización de las operaciones introdujeron importantes
cambios a la perforación de rocas. La mecanización utiliza
sistemas que permiten relacionar los valores de las variables de
rotación, empuje, percusión, barrido con los de las variables
dependientes de la roca (dureza, resistencia) y con las
posibilidades de los equipos de perforación, en función de una
mayor velocidad de penetración y mayo rendimiento, que en
definitiva llevan a un menor costo por metro perforado.
- Perforadoras hidráulicas con martillo en cabeza (O.T.H)
A finales de los años sesenta y comienzo de los setenta tuvo
lugar un gran avance tecnológico en la perforación de rocas a
causa del desarrollo de los martillos hidráulicos.
Una perforadora hidráulica consta básicamente de los mismos
elementos que una neumática. Sin embrago, la principal
diferencia entre ambos sistemas radica en que las perforadoras
hidráulicas utilizan un motor que actúa sobre un grupo de

7. bombas, las que suministran un caudal de aceite que acciona los
componentes de rotación y movimiento alternativo del pistón.
Principales características
- perforadoras con martillo en fondo (D.T.H)
Los martillos que poseen estos tipos fueron desarrollados por
Stenuick 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
(L.B.H) y (V.C.R).
Actualmente, en el caso de obras de superficie, este método de
perforación está indicado para rocas duras y diámetros
superiores a los 150 mm.
Las velocidades de rotación recomendadas varían en función del
tipo de roca. Los valores se señalan en la siguiente tabla:

8. En la práctica, puede ajustarse la velocidad de rotación a la de
avance utilizado la siguiente expresión:
Velocidad de rotación (RPM)=1.66 x velocidad de penetración
(m/h)
En cuanto al tamaño de las barras, estas 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:
Dimensiones y características principales
En la siguiente tabla se señalan las principales características de
algunos martillos en fondo:

9. - PLAN DE VOLADURA
Este plan está basado en el tamaño de fragmentado que
deseamos tener, y la primera condición es la chancadora, acepta
un fragmento de 60cm como tamaño máximo, la segunda
restricción que tenemos es la dureza de la roca, la cual nos obliga
a utilizar explosivos de alta velocidad de detonación, o cual eleva
el costo de explosivos, sin embargo en el contexto general si
obtenemos una buena fragmentación el gasto elevado en
explosivos se ve recuperado en el menor trabajo de la
chancadora, la cual requiere de menor energía para triturar los
fragmentos. Otras condición son la temporadas de lluvias, que
obliga a utilizar ANFO pesado con mayor proporción de emulsión
para que el explosivo sea resistente al agua, mínimo 72 horas en
el taladro.
ESTADISTICA PARA EL MATERIAL A VOLAR
En esta parte se muestra los tonelajes que debemos disparar
abastecer los equipos de carguío, por lo tanto debemos de volar
tanto mineral y desmonte como nos solicita el plan de largo
plazo.
El mineral y desmonte que debemos disparar esta discriminado
por cada tipo de roca tanto en la zona de mineral como en
desmonte, lo cual nos permite ahorrar en el uso de explosivo.

10. Cada malla antes de ser volada es monitoreada a través de la
velocidad de penetración de la perforación, con este factor se
obtiene la resistencia uní-axial de la roca, cada mala se desarrolla
su índice de volabilidad para afinar el factor de carga, el tamaño
del fragmento promedio que vamos a obtener para cada tipo de
roca y tipo de explosivo a utilizar para ese propósito.
LOS CICLOS Y TIEMPOS DE CARGUÍO Y ACARREO DE MINERAL Y
DESMONTE
CICLO DE CARGUÍO
Es el tiempo que invierte la máquina en cada ciclo de carguío, se
mide fácilmente con ayuda de un cronómetro. Se debe medir el
tiempo de varios ciclos para obtener el ciclo medio.
El tiempo del ciclo depende de varios factores:
• De la relación en la capacidad del equipo de carguío y el equipo
de acarreo. Normalmente esta relación es de 3-5:1 es decir que
el cargador debe depositar 3/5 cucharones a la volqueta para
que quede llena.
• De la calidad de la voladura
• Del factor de llenado
• De la habilidad del operador
• Estado del piso en el área de carguío
CICLO DE ACARREO O TRANSPORTE
Es el tiempo que transcurre desde el momento en que la
volqueta inicia su movimiento hacia el cargador para ser llenada,
hasta que regresa del botadero y está lista para comenzar otro
ciclo. Existen 5 componentes del tiempo total requerido para
realizar un ciclo de transporte. Cada uno de estos componentes
tiene algunos factores que determinan el tiempo que cada uno
requiere.

11. - Carguío
- Transporte
- Descargue
- Retorno
- Demoras / espera
CARGUIO Y TRANSPORTE EN UNA MINA A CIELO ABIERTO
Tipo de Equipos de Carguío
Los equipos de cargue empleados más frecuentemente en
Minería a Cielo Abierto se pueden dividir en dos grandes grupos:
* Estáticos
* Movimiento
Estáticos: Equipos que poseen como medio de tracción orugas y
que por consiguiente permanecen largos periodos de tiempo en
un mismo sitio.
Entre estos equipos tenemos:
a) Retroexcavadoras
b) Palas Frontales
c) Palas eléctricas
Movimiento: Equipos que poseen ruedas para su traslación. En
este tipo de equipos su ciclo de cargue es más desarrollado por
cuanto que tiene que hacer varios movimientos, para poder
llenar un cucharón de material en el equipo de acarreo en este
tipo de equipo pertenecen los cargadores.
Métodos de carguío
Existen varios métodos de cargue, los más usados en minería
son:

12. • Carguío Doble
• Carguío Sencillo
Carguío Doble: En este método los camiones se ubican a ambos
lados de la máquina, y el equipo de cargue va realizando
alternamente la operación con este método se consiguen
mayores productividades y rendimientos pero se requiere una
gran destreza y conocimiento de los operadores.
Carguío Sencillo: Cuando el sitio de cargue se hace difícil por las
condiciones del terreno o por el espacio reducido es necesario
hacer un carguío sencillo.
En este método el equipo de acarreo solo se ubica por uno de los
lados del equipo de cargue preferentemente por el lado visible
de este.
El Inconveniente de este método es que baja la productividad del
equipo de carguío.
TRANSPORTE
Sistemas de Transporte
El transporte o acarreo de materiales y minerales en una mina a
Cielo Abierto es muy variado dependiendo de las distancias al
botadero o planta de beneficio, del material que se esté
acarreando de los volúmenes de producción entre otros.
De los sistemas de transporte más utilizados tenemos:
A. Volquetas
B. Banda Transportadora
C. trenes
D. cable aéreo
Volquetas: Las volquetas es el equipo de acarreo más utilizado

13. actualmente. El aumento de las capacidades de estos equipos se
ha incrementado aceleradamente en los últimos años.
En el año 1.965 la volqueta de mayor capacidad era de 80
toneladas mientras en la actualidad es normal trabajar con
capacidades de 170 y 240 toneladas.
El avance de estas capacidades se debe a varios factores:
a) Motores más potentes
b) Transmisiones automáticas
c) Llantas de mayor resistencia
d) El diseño de las tolvas
e) Nuevos sistemas de frenos
f) El avance de la hidráulica
El inconveniente de este tipo de transporte es su distancia de
acarreo. Cuando la distancia pasa de 4 Km., este tipo d acarreo
se hace antieconómico y se debe pensar en otro tipo de
transporte.
Bandas Transportadoras: Sistema de transporte utilizado en
minería de materiales de baja densidad como lignitos, potasa,
etc.
Una de las ventajas de este sistema es que se pueden
transportar materiales a grande distancias (10 - 12 Km.) pero su
desventaja es su limitada capacidad cuando los bloques a
trasladar son muy grandes, aunque el avance de la tecnología, ha
creado la posibilidad de tener trituradoras, móviles en los sitios
de explotación con el fin de disminuir el diámetro de las rocas
(trituración Primaria) y de esta manera pueden ser transportadas
con este sistema.

14. Las bandas transportadoras también han incrementado sus
producciones horarias debido a ciertos factores como:
a) Motores más potentes
b) Incremento de las velocidades
c) Ancho de la banda
d) Trituración primaria antes de transporte.
Ferrocarril: Sistema de transporte utilizado en años pasados para
evacuar el material de los sitios de extracción a los botaderos o
plantas trituradoras. Pero debido a los problemas acarreados en
el traslado de la carrilera en el banco de trabajo o el traslado de
esta a un nivel inferior o superior, hizo que este sistema
disminuyera en uso.
Actualmente su uso se centra principalmente para el transporte
del mineral a los Centros de comercialización como puertos para
su exportación.
Cable Aéreo: Sistema de transporte más barato que hoy se
acomoda o utiliza en aquellos sitios donde la topografía es muy
accidentado y donde se hace difícil el acceso o la construcción de
vías.
La desventaja es que su mantenimiento es muy complicado
debido a su estructura misma y que consta de torres ubicadas a
determinar distancia y lugares a veces difíciles.