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INDICE PORTADA DEDICATORIA INDICE ................................................................................................................... 1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 3 CAPITULO I ASPECTOS GENERALES DE PERFORACIÓN 1.1. Definición de Perforación ................................................................................ 4 1.2. Sistema de Perforación ................................................................................... 5 1.2.3. Sistema De Rotación ................................................................................... 6 1.2.4. Sistema de Potencia .................................................................................... 6 1.2.5. Sistema De Seguridad ................................................................................. 7 1.3. Campos de Aplicación de los Distintos Sistemas de Perforación ................... 8 1.3.1. Método mecánico de perforación ................................................................. 8 1.3.2. Métodos rotativos ......................................................................................... 8 CAPITULO II ASPECTOS GENERALES DE VOLADURA 2.1. Definición de Voladora .................................................................................... 9 2.3. Accesorios de Voladura ................................................................................ 10

CAPITULO III ASPECTOS GENERALES DE DETONACIÓN 3.1. Definición de Detonación................................................................................ 15 3.2. Mecanismos de Detonación .......................................................................... 16 CONCLUSIÓN ..................................................................................................... 18

REFERENCIAS ................................................................................................... 19 ANEXOS .............................................................................................................. 20

INTRODUCCIÓN La perforación, como la exploración, es una actividad que demanda tiempo y recursos financieros. Por eso, un equipo de perforación sólo se instala y comienza a perforar cuando geólogos y geofísicos han acordado la locación más apta para la búsqueda de hidrocarburos en el subsuelo.

Por ello el trabajo se divide en 3 capítulos, el primer capítulo se da a conocer la los Aspectos generales de Perforación. El segundo capítulo trata acerca de los aspectos generales de voladura y por ultimo aspectos generales de detonación. Es importante porque este tema; para nuestra carrera profesional; la presente investigación pretende dar a conocer este valioso tema.

Los Autores

CAPITULO I ASPECTOS GENERALES DE PERFORACIÓN 1.1. Definición de Perforación La perforación, como la exploración, es una actividad que demanda tiempo y recursos financieros. Por eso, un equipo de perforación sólo se instala y comienza a perforar cuando geólogos y geofísicos han acordado la locación más apta para la búsqueda de hidrocarburos en el subsuelo. Los petroleros no fueron los primeros en perforar pozos profundos: 2.000 años atrás lo hacían los chinos para encontrar salmuera, con la cual obtenían sal. Para lograr sus propósitos disponían de un equipo consistente en una estructura de madera, de la cual suspendían por cable una herramienta cortante y pesada. La percusión intermitente sobre el terreno iba horadando sucesivos estratos del subsuelo hasta llegar al objetivo. Este ingenioso sistema permitió perforar hasta más de 900 metros de profundidad, aunque demandaba años completar el trabajo. En los primeros años de la industria petrolera se utilizaron los mismos principios, de perforación a percusión. Aunque todavía

en

ciertas

circunstancias y principalmente en Estados Unidos se sigue utilizando esta técnica (muy mejorada respecto del siglo pasado) fue universalmente reemplazada por el método de perforación rotativa.

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Por lo general, cuando se trata de actividades en tierra la locación a perforar está ubicada en algún sitio de difícil acceso, y hay que realizar importantes trabajos preparatorios antes de instalar el equipo. Casi siempre se deben construir los caminos de acceso, que muchas veces suponen la construcción de puentes y obras viales especiales, desmonte de selvas, o drenaje de pantanos. En algunos casos, todo el equipo de perforación se traslada en helicópteros de gran Porte hasta la locación previamente preparada. La torre o mástil de perforación conforma la parte más prominente del equipo (por lo general de 40 metros de altura), y está integrada por cuatro grandes columnas de acero de forma rectangular, unidas lateralmente. En lo alto de la torre o mástil, suspendida de cables, se ubica la cabeza de inyección, conectada con la barra de sondeo. La cabeza de inyección deja pasar un líquido (lodo de perforación) y a la vez permite a la barra de sondeo rotar libremente en el subsuelo. La barra de sondeo -unida en tramos de 9 metros- pasa por un buje maestro ubicado en la mesa rotativa colocada en el piso del mástil o torre. Motores diesel o eléctricos hacen rotar la mesa rotativa y toda la columna de perforación, en cuyo extremo final está el trépano que perfora. 1.2. Sistema de Perforación 1.2.1. Sistema De Levantamiento Su finalidad es proveer un medio para bajar o levantar sartas de perforación o de revestimiento y otros equipos de subsuelo. Los componentes

del

sistema

de

levantamiento

se

dividen

en

componentes estructurales y equipos y accesorios. Dentro de tos compontes estructurales se encuentran: Cabria, subestructura. bloque corona. Encuelladero y planchada. Dentro de los equipos y accesorios del sistema de levantamiento tenemos: malacate, bloque viajero,

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gancho, elevadores, cable de perforación (guaya), llaves de potencia y cuñas. Los principales componentes son:  Malacate: Ubicado entre las dos patas traseras de la cabria, sirve de centro de distribución de potencia para el sistema de izaje y el sistema rotatorio.  Cable o linea de Perforación: El cable de perforación, que se devana y desenrolla del carrete del malacate, enlaza los otros componentes del sistema de izaje como son el cuadernal de poleas fijas ubicado en la cornisa de la cabria y el cuadernal del bloque viajero.  La cabria de perforación: Se fabrican varios tipos de cabrias, portátil y autopropulsada, montadas en un vehículo adecuado: telescópicas o trípodes que sirven para la perforación, para el reacondicionamiento o limpieza de pozos.  Bloque de Corona: Es un ensamblaje de poleas montado sobre vigas en el tope del taladro.  Encuelladero: Es la plataforma de trabajo del encuellador desde donde organiza la tubería de perforación, su altura depende del número de tubos conectados que se manejen en el taladro, por lo general tres (90 pies) 1.2.3. Sistema De Rotación Es el sistema de proporcionar la rotación necesaria a la sarta para que la mecha pueda penetrar la corteza terrestre hasta las profundidades donde se encuentran los yacimientos. Este sistema lo conforman: El ensamblaje rotatorio que puede ser convencional o top drwe. la sarta de perforación y las mechas de perforación. 1.2.4. Sistema de Potencia La potencia generada por los motores primarios debe transmitirse a los equipos para proporcionarle movimiento. Si el taladro es mecánico,

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esta potencia se transmite directamente del motor primario al equipo. Si el taladro es eléctrico, la potencia mecánica del motor se transforma en potencia eléctrica con los generadores. Luego, esta potencia eléctrica se transmite a motores eléctricos acoplados a los equipos, logrando su movimiento. 1.2.5. Sistema De Seguridad Es el sistema diseñado para cerrar el pozo en caso de contingencia y para permitir el desalojo de arremetidas ocurridas durante el proceso de perforación o reacondicionamiento. Este sistema está integrado por: Válvulas

de

seguridad,

Carreto

de

perforación,

múltiple

de

estrangulación, unidad acumuladora de presión, tanques de viajes, separadores de gas y línea de venteo. El sistema para control del pozo tiene 3 funciones: 1. Cerrar el pozo en caso de un influjo imprevisto 2. Colocar suficiente contra-presión sobre la formación 3. Recuperar el control primario del pozo Preventora Anular: Constituido por un elemento de empaque de acero reforzado con goma especial que cierra y sella la tubería, el cuadrante o el hoyo. Arietes: cierran únicamente sobre tuberías de diámetros específicos o sobre el hueco perforado. •Ariete de tubería •Ariete ciego •Ariete de corte

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1.3. Campos de Aplicación de los Distintos Sistemas de Perforación 1.3.1. Método mecánico de perforación  Métodos rotopercutivos Son muy utilizados en labores subterráneas 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.  Perforación 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; ej: minas subterráneas de Codelco) y en obras civiles de gran envergadura, como la construcción de una caverna o túnel carretero. 1.3.2. Métodos 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.

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CAPITULO II ASPECTOS GENERALES DE VOLADURA 2.1. Definición de Voladora Voladura (llamada además tronadura en algunos países de América del Sur o barreno en algunas zonas de España), es la acción de fracturar o fragmentar la roca, el suelo duro, el hormigón o de desprender algún elemento metálico, mediante el empleo de explosivos. Las mismas se realizan para lograr un objetivo predeterminado, pueden ser controladas, o no, puede ser a cielo abierto, en galerías, tunes o debajo del agua. Inicialmente, se empleó la pólvora negra como material explosivo para voladuras, posteriormente, a medida que se desarrollaba la industria química se empleó la nitroglicerina y el TNT (Trinitrotolueno), actualmente se emplean como explosivos comerciales los hidrogeles, gomas, anfo, y otros tipos de explosivos químicos. Para la realización de la voladura, primero se debe realizar una perforación con un taladro, martillo mecánico o perforadora, puede ser eléctrico, neumático o hidráulico, la herramienta que se utiliza se denomina barreno (hay de muchos tipos, utilizan metales especiales para evitar el desgaste prematuro), una vez logrado el agujero se introduce el explosivo a utilizar en las cantidades que requiera la acción, el explosivo debe contar con un iniciador (se denominan detonadores o fulminantes), pueden ser eléctricos o no, lo que se denomina mecha o cordón detonante, todo ello se tapa

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mediante un tapón de arena o gravilla denominado retacado o taco, que se introduce en el agujero de la perforación y se le aplica presión mediante una herramienta especial para sellar perfectamente el orificio (sin este procedimiento la explosión no tendría efecto sobre la roca o suelo, ya que saldría disparada por el tubo perforado, como si fuera el cañón de un arma). Las voladuras de túneles y galerías se realizan con la técnica minera que se haya planificado, variando la orientación y disposición de los barrenos, de acuerdo a la orientación y dimensión que se quiera lograr. 2.3. Accesorios de Voladura 

Fulminante No Eléctrico De Retardo - Fanel Es un sistema integrado de accesorios para voladura, que cubre los requerimientos del sistema de iniciación tradicional y otros conceptos modernos de voladura. Viene a ser un nuevo y eficaz sistema de iniciación para usos convencionales en voladuras subterráneas, subacuáticas y superficiales, que ofrece los beneficios de sincronización, sin riesgos, eliminando toda posibilidad de conexiones erróneas. Asimismo, permite un mejor manejo de las operaciones de carguío y voladura por su versatilidad y simplicidad de uso.



Explosivo Para Voladura Secundaría El DEMOLEDOR CÓNICO DCF® que FAMESA EXPLOSIVOS S.A.C. fabrica, es una carga explosiva en base a pentolita que porta un tramo de Cordón Detonante y que ha sido diseñado para ser usado en voladuras secundarias o cuando se requiera reducir el tamaño de los fragmentos mayores de roca (“bolones” o “bancos”).



Linea Silenciosa De Encendido Fanel LSEF® Está compuesta por una MANGUERA FANEL® de 100m, 200m, 400m ó mayor longitud, uno de cuyos extremos se encuentra ensamblado a un detonador instantáneo, el que se encuentra alojado dentro de un bloque

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plástico “Bunch Block” y el otro extremo, está cerrado herméticamente mediante un sello ultrasónico.



Conector Múltiple Para Fulminante No Eléctrico El FANEL DUAL© es un sistema de iniciación no eléctrico que fue desarrollado para ser usado en diversas aplicaciones de voladura en minería subterránea y superficial. Su principal característica radica en que elimina la necesidad de adquirir y mantener stocks de variados tiempos de retardo, lo cual permite al usuario reducir el costo financiero de los mencionados stocks.



Retardo Con Fulminante No Eléctrico Para Cordon Detonante (MS Conector) Está compuesto por una MANGUERA FANEL® de 45cm. (18 pulg.) de longitud en cuyos extremos se encuentran ensamblados fulminantes con idéntico tiempo de retardo, cada uno de los cuales está alojado dentro de un cuerpo plástico. Este sistema está especialmente diseñado para amarrar en ambos extremos el Cordón Detonante en el punto en el cual se desea retardar la detonación.



Linea Troncal Silenciosa De Retardo (FANEL NTD® - Noiseless Trunkline Delay) Es un sistema de retardo para iniciar líneas descendentes (MANGUERAS FANEL®) y líneas troncales (CORDON DETONANTE PENTACORD®). El Fulminante de retardo se encuentra ensamblado dentro de un bloque de plástico con su tapa de cierre (Bunch block) en la que se alojarán MANGUERAS

FANEL®

o

segmentos

de

Cordón

Detonante

PENTACORD®, según los diseños de voladuras que se utilicen.

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Sistema Abastecedor De Energía CARMEX® El CARMEX® es un sistema de iniciación convencional de explosivos, compuesto por accesorios tradicionales de voladura especiales y ensamblado por personal especializado, mediante el uso de máquinas fijadoras neumáticas de precisión, garantizando con ello la preparación de herméticos ensambles Fulminante/Mecha de Seguridad/Conector, que permitirán minimizar la ocurrencia de “tiros cortados”.



Mecha de Seguridad (Safety Fuse) La MECHA DE SEGURIDAD de Famesa Explosivos S.A.C. es un accesorio de voladura, cuya función es iniciar el Fulminante Común fijado en uno de sus extremos. Posee varias capas de diferentes materiales para cubrir el reguero de pólvora, las cuales incluyendo el recubrimiento final con material plástico aseguran una excelente impermeabilidad y resistencia a la abrasión , aún en las condiciones mas exigentes, además que minimizan la producción de chispas laterales.



Retardo Para Cordon Detonante - Tipo Hueso El RETARDO PARA CORDON DETONANTE es un accesorio de voladura conformado por un protector de plástico moldeado adecuadamente, dentro del cual va ensamblada una cápsula de aluminio que contiene el elemento de retardo y el Fulminante respectivo. En ambos extremos del protector hay un dispositivo que permite ubicar el Cordón Detonante en forma de "U", el cual será fijado por sus respectivas cuñas de seguridad.



Cordon Detonante - PENTACORD® Es

un

accesorio

no

eléctrico

para

voladuras,

con

importantes

características, como alta velocidad de detonación, facilidad de manipuleo y gran seguridad . Está constituido por un núcleo de pentrita (PETN), el cual está recubierto con fibras sintéticas y forrado con un material plástico. En el caso de los cordones reforzados, se utiliza adicionalmente hilos y resinas parafinadas para dotar al producto de una mayor resistencia a la abrasión y tracción.

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Fulminante Eléctrico De Retardo FULMELEC El FULMINANTE ELÉCTRICO DE RETARDO (FULMELEC® retardo) está conformado por una cápsula de aluminio conteniendo el explosivo brizante, la carga primaria, el elemento de retardo y la gota eléctrica, que se encuentra unida a los alambres conductores de energía.



BOOSTER HDP® (Cast Booster) El BOOSTER HDP® fabricado por FAMESA EXPLOSIVOS S.A.C. es un explosivo potente de alta densidad, velocidad y presión de detonación, por lo que la columna explosiva que será activada con éste, maximizará su desarrollo energético, lo cual redundará favorablemente en el resultado de la voladura. Se le conoce también como “primer", "cebo" o "Cast Booster". Son utilizados para iniciar explosivos insensibles o agentes de voladura de tipo slurries, ANFO y ni trac arboni tratos, donde un Fulminante Común o el poder explosivo de un Cordón Detonante no los activa. Estos se usan en la voladura de taladros de diferentes diámetros en las minas de tajo abierto, canteras y eventualmente en minería de subsuelo.



Conector Para Mecha Rápida El CONECTOR PARA MECHA RAPIDA, es un complemento de la MECHA RAPIDA (Igniter Cord), de la cual recibe el calor necesario para encenderse y activar el encendido de la MECHA DE SEGURIDAD. El CONECTOR PARA MECHA RAPIDA, permite una conexión segura y eficiente con la MECHA DE SEGURIDAD y la MECHA RAPIDA, aún en condiciones severas de humedad, brindando al operador las facilidades necesarias para realizar las voladuras.



Fulminante Común El FULMINANTE COMUN FULMESA está constituido por una cápsula cilíndrica de aluminio cerrada en uno de sus extremos, en cuyo interior lleva una determinada cantidad de explosivo primario muy sensible a la chispa de la MECHA DE SEGURIDAD y otro secundario de alto poder

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explosivo. El fulminante, dada la alta calidad de los insumos utilizados en su fabricación, proporciona máxima seguridad y eficiencia en el uso.



Fulminante No Eléctrico De Retardo Para Minería Subterránea EL MININEL® es un accesorio de voladura que representa una versión modificada del FANEL® ESTANDAR. EL MININEL® se desarrolla y lanza al mercado como una respuesta frente a la necesidad de efectuar voladuras masivas en tájeos angostos y en frentes de sección pequeña, donde se perfora y vuela taladros de longitudes inferiores a 2,8 m, los que usualmente se preparan con máquinas perforadoras portátiles, tipo stopper hammer o jack leg, según el caso.

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CAPITULO III ASPECTOS GENERALES DE DETONACIÓN 1.1. Definición de Detonación Los explosivos están presentes en los trabajos de minería, la construcción y la industria, tanto es así, que su uso lo hace muy peligroso si no se manipulan de acuerdo a las normas establecidas su mal uso a causado muchos accidentes graves y muy peligrosos, es por esto que el conocerlo y estudiarlos nos dan una ventaja a la hora de relacionarnos con ellos. Los explosivos se usan para romper, destruir o debilitar materiales de gran dureza, normalmente rocas o en demoliciones en obras civiles. El uso de los explosivos industriales en determinadas fases de la construcción de las obras públicas, o en edificación, constituye una herramienta irreemplazable para su economía y eficacia. Los explosivos convencionales y los agentes explosivos poseen propiedades diferenciadoras que los caracterizan y que se aprovechan para la correcta selección, atendiendo al tipo de voladura que se desea realizar y las condiciones en que se debe llevar a cabo. Las propiedades de cada grupo de explosivos permiten además predecir cuáles serán los resultados de fragmentación,

desplazamiento

y

vibraciones

más

probables.

Las

características más importantes son: potencia y energía desarrollada, velocidad de detonación, densidad, presión de detonación, resistencia al agua

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y sensibilidad. Otras propiedades que afectan al empleo de los explosivos y que es preciso tener en cuenta son: los humos, la resistencia a bajas y altas temperaturas, la desensibilización por acciones externas, etc.

1.2. Mecanismos de Detonación Un detonador es un dispositivo iniciador usado para explosión bombas, cargas explosivas y otros tipos de material explosivo y dispositivos de explosión. Hay tres categorías de detonadores según su clasificación: detonadores eléctricos o no eléctricos "instantáneo" (DEI), detonadores de período corto (DPC) y detonadores de período largo (DPL). Los detonadores DPC miden el tiempo de retardo en mili-segundos mientras que los DPL lo miden en segundos. Según su mecanismo de acción: químicos, mecánicos o eléctricos, siendo estos dos últimos los tipos más frecuentes utilizados hoy en día. En los artefactos explosivos militares (AEM), tales como granadas de mano o minas navales, los detonadores suelen ser mecánicos. Al contrario, en el uso comercial de explosivos, es más común el uso de detonadores no eléctricos (Novel), que han desplazado a los eléctricos por su mayor seguridad. 1.2.3. Tipos Se pueden diferenciar principalmente en dos tipos: eléctricos y no eléctricos, aunque hoy en día algunas compañías ya están comercializando detonadores electrónicos, que son mucho más fiables que los eléctricos y más precisos que los no eléctricos. La diferencia fundamental de eléctricos y no eléctricos reside en que los eléctricos se activan mediante un estímulo eléctrico y los no eléctricos necesitan de otro tipo de estímulo como el calor o una onda de choque activada a través de un tubo de transmisión por ejemplo.

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1.2.4. Composición En los detonadores comerciales, se pueden encontrar diversos detonadores normales a los cuales se les ha añadido fusibles sensibles (la mayoría al calor, a los golpes o al tacto) en la parte superior. Estos fusibles tienen en su mayoría un material llamado "ASA", compuesto por: azida de plomo, estifnato de plomo y aluminio. Una vez comprimido, se coloca encima de la carga explosiva, TNT o tetril en los detonadores militares y PETN en los detonadores comerciales. Otros materiales como el DDNP (diazodinitrofenol) se usan principalmente para reducir la cantidad de plomo emitido a la atmósfera en las operaciones de minas y canteras. Los detonadores antiguos usaban fulminato de mercurio, a veces mezclado con clorato de potasio para conseguir más potencia, aunque cada vez más van cayendo en desuso por la gran contaminación que generaban. Los detonadores varían mucho tanto en forma como en tamaño, lo cual hace imposible establecer un número de detonador para cada tipo que existe en la actualidad.

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CONCLUSIÓN 1. La perforación, como la exploración, es una actividad que demanda tiempo y recursos financieros. Por eso, un equipo de perforación sólo se instala y comienza a perforar cuando geólogos y geofísicos han acordado la locación más apta para la búsqueda de hidrocarburos en el subsuelo. 2. Voladura (llamada además tronadura en algunos países de América del Sur o barreno en algunas zonas de España), es la acción de fracturar o fragmentar la roca, el suelo duro, el hormigón o de desprender algún elemento metálico, mediante el empleo de explosivos. 3. Los explosivos están presentes en los trabajos de minería, la construcción y la industria, tanto es así, que su uso lo hace muy peligroso si no se manipulan de acuerdo a las normas establecidas su mal uso a causado muchos accidentes graves y muy peligrosos, es por esto que el conocerlo y estudiarlos nos dan una ventaja a la hora de relacionarnos con ellos.

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REFERENCIAS

https://www.codelcoeduca.cl/procesos_productivos/escolares_extraccion_equipos _asociados.asp http://carmarltda.com/index.php?page=faccesorios http://www.monografias.com/trabajos83/explosivos-tipos-ypropiedades/explosivos-tipos-y-propiedades.shtml http://es.slideshare.net/DiegoMartiinez/sistemas-basicos-del-equipo-deperforacion

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ANEXOS

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ANEXO N° 01 PERFORACIÓN

Fuente: https://www.codelcoeduca.cl/procesos_equipos_asociados.asp

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