Tecnología de Perforación Minera

Optimización de procesos para la minería chilena: subterránea, rajo abierto y exploración según D.S. 132/2004

Perforación Subterránea

Técnicas especializadas para minería de block/panel caving y sublevel stoping en Chile

Métodos Principales

  • Perforación de Tiros Largos (Producción)
  • Perforación de Avance (Desarrollo)
  • Perforación Alimak (Chimeneas)
  • Perforación Raise Boring (Piques)

Equipos Especializados

Jumbos Electrohidráulicos

Ej: Epiroc Boomer S2 / Sandvik DD422i / Para frentes de 5 x 5 m

Simba para Tiros Largos

Ej: Epiroc Simba S7 / Sandvik DL432i / Perforación de 360°

Parámetros Operativos

Diámetro Típico 43-89 mm
Presión Hidráulica 210-250 bar
Tasa de Penetración 1.8-3.5 m/min
Jumbo de perforación subterránea
Jumbo electrohidráulico en operación en mina El Teniente

Perforación a Rajo Abierto

Técnicas de perforación para las grandes minas de cobre chilenas

Métodos de Perforación

  • Perforación Rotativa con Triconos
  • Perforación DTH (Down The Hole)
  • Perforación Top Hammer
  • Perforación RC (Circulación Reversa)

Equipos Principales

Perforadoras Rotativas

Ej: P&H 320XPC / Epiroc PV-351 / Diámetro: 270-406 mm

Perforadoras DTH

Ej: Epiroc SmartROC D65 / Sandvik DR412i / Diámetro: 110-203 mm

Parámetros Operativos

Pull-Down 30-40 ton
Velocidad Rotación 60-90 rpm
Tasa de Penetración 0.6-1.5 m/min
Perforadora a rajo abierto
Perforadora rotativa en Mina Escondida, Chile

Mallas de Perforación Típicas en Chile

Burden (B)

Para rocas porfídicas: 8-12 metros

B = 30-35 × ∅ (m)

Espaciamiento (E)

Típicamente 1.2-1.3 × burden

E = 1.25 × B (promedio)

Sobreperforación

0.3 × Burden (promedio)

J = 10 × ∅ (m)

Sondajes de Exploración

Técnicas de perforación para exploración de yacimientos de cobre en Chile

Métodos de Sondaje

  • Diamantina (DDH - HQ, NQ, PQ)
  • Circulación Reversa (RC)
  • Aire Reverso (RAB)
  • Sondaje Orientado (OD)

Equipos de Sondaje

Sondas Diamantina

Ej: Boart Longyear LF160 / Sandvik DE840 / Profundidad: 1,800-2,500m

Sondas RC

Ej: Schramm T685/T450RT / Profundidad efectiva: 350-500m

Parámetros Operativos

Velocidad Rotación 600-900 rpm
Presión de Hidráulica 40-60 bar
Recuperación 90-99%
Equipo de sondaje diamantino
Sondaje exploratorio en la cordillera de Los Andes, Chile

Especificaciones de Testigos según Norma Chilena

Tipo
Diámetro Externo
Diámetro Testigo
Uso Recomendado
HQ3
96.0 mm
61.1 mm
Geotecnia/Recursos
NQ3
75.7 mm
45.0 mm
Profundidad/Mineralización
PQ3
122.6 mm
83.0 mm
Met/Geometalurgia

Normativa Chilena sobre Perforación

Regulaciones y estándares para operaciones de perforación minera en Chile

Marco Regulatorio Principal

  • Reglamento de Seguridad Minera (D.S. 132/2004)
  • D.S. 72/1986 (Complementario al D.S. 132)
  • Guía de Perforación y Tronadura (SONAMI)
  • Normas técnicas de SERNAGEOMIN

Requisitos Legales

Art. 285 del D.S. 132/2004

Toda operación de perforación debe contar con un reglamento interno aprobado por Sernageomin

Estudios Geomecánicos

Obligatorios para planes de perforación en minería subterránea

Seguridad Operacional

  • Procedimientos de seguridad documentados y aprobados
  • Capacitación certificada para operadores
  • Inspección periódica de equipos de perforación
  • Monitoreo de estabilidad geomecánica
Documento normativo de perforación
Guía de procedimientos según DS 132/2004 para perforación minera

Ejemplo: Chuquicamata Subterránea

Equipos Utilizados

Jumbos de 1-2 brazos

Diámetros de perforación: 89-152 mm

Parámetros de Diseño

Profundidad: 4-8 metros

Factor de carga: 20-30 tons/explosivo

Variables de Control

Tipo de explosivo

Tiempos de retardo

Burden específico

Parámetros Clave de Perforación

Fórmulas y referencias adaptadas a la perforación en roca andina

Velocidad de Penetración

VP = L / T

Donde:
VP = Velocidad de penetración (m/min)
L = Longitud perforada (metros)
T = Tiempo efectivo (minutos)

Rango típico en pórfidos: 1.2 - 2.5 m/min

Índice de Penetración

IP = (WOB × ROP) / BPM

Donde:
IP = Índice de penetración
WOB = Peso sobre broca
ROP = Tasa de penetración
BPM = Golpes por minuto

Según normativa chilena: Métrica de eficiencia

Producción por Hora

T/h = (3600 × N × C × Ff × ρ) / Tciclo

Donde:
T/h = Toneladas perforadas por hora
N = Número de pasadas por hora
C = Capacidad de broca (m³/pase)
Ff = Factor de llenado
ρ = Densidad material

Adaptación para flota minera: Diseño de producción

Presión según Geología Chilena

Tipo Roca
Presión (bar)
Pórfido Cuprífero
210-240
Andesita
180-200
Brecha Hidrotermal
160-190

Cálculo de Mallas DS 132

B = K × D

Donde:
B = Burden (m)
K = Constante según roca
D = Diámetro de perforación (pulgadas)

Según DS-132 SERNAGEOMIN: Diseño certificado

Factor de Potencia

FP = CE / TV

Donde:
FP = Factor de potencia (kg/ton)
CE = Carga explosiva (kg)
TV = Tonelaje volado (ton)

Minas chilenas: 0.28-0.45 kg/ton
Diagrama de parámetros de perforación
Diagrama técnico de perforación y tronadura en minas chilenas