MÉTODOS DE PROSPECCIÓN MEDIANTE
SONDEOS
19/08/2013“UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA”YACIMIENTOS DE MINERALES METALICOS
“UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA”
“Año de la inversión para el desarrollo rural y la seguridad alimentaria”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA
(Creada por ley Nº 25265)
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Y CIVIL
E.A.P. INGENIERIA DE MINAS
CURSO : geología de minas
DOCENTE : Ing. Perci paul canta
TEMA : MINA HUANZALA PERFORACIONES DIAMANTINAS
INTEGRANTES : AGUIRRE TICSE Wilson
CICLO : V
Huancavelica, 2013
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DEDICATORIA
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El presente trabajo lo dedicamos a nuestros padres por su apoyo incondicional y respaldo; así poder lograr nuestros objetivos de ser profesionales y ser útil en la sociedad.
Al ingeniero JORGE W. RODRIGUEZ DEZA por brindarnos sus conocimientos y guía a lo largo de este proceso educativo y sobre todo para formarnos como profesionales.
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INDICE Pag.
PRESENTACION 3INTRODUCCION 4OBJETIVOS 5CAPITULO I 6MÉTODOS DE PROSPECCIÓN MEDIANTE SONDEOS 61.- prospección 61.1.- los principales métodos de prospección 7
A) prospección geológica 7B) prospección geoquímica 7C) prospección geofísica 7c.1) magnéticas 7c.2) eléctricas 7c.3) sísmica 7c.4) gravimétricas 8c.5) radiométricas 8
D) calicatas 82.- exploración 8I.- SONDAJE 8I.1.- los sondeos mecánicos 9I.1.1.-tipos de sondeos mecánicos 10I.2.- SONDEOS ELECTROMAGNÉTICOS 11CAPITULO IIII.- MÉTODOS DE PERFORACIÓN DE SONDEOS DE INVESTIGACIÓN 11II.1.- perforación a rotación con recuperación de testigo 12II.2.- perforación a rotación 15II.3.- perforación a roto percusión 18COMPARACION ENTRE LOS SONDEOS CON DIAMANTE Y PERCUSION 19III.- MUESTRAS PROCEDENTES DE SONDEOS 20CONCLUSIONES 22SUGERENCIAS 23BIBLIOGRAFIA 24ANEXOS 25
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PRESENTACION
Todos los seres humanos deseamos tener éxitos en la vida, desarrollar toda la
capacidad que está en nosotros, sé que todos aspiramos ser mejores. Alcanzar
nuestras metas.
Siendo estudiantes de minas de V ciclo realizamos el presente trabajo en el
campo de yacimientos para aquellos que desean ahondar sus conocimientos,
trataremos del tema MÉTODOS DE PROSPECCIÓN POR SONDEOS, muy
importante en la minería de este modo conocer la forma del yacimiento como la
concentración del mineral de un macizo rocoso, es la etapa más importante en
la que se buscan minerales en una zona determinada.
Las aplicaciones para saber llegar a conocer las características del depósito
mineral se habrá que emplear métodos y técnicas geológicas .En el mejor de
los casos tenemos SONDEOS CON RECUPERACIÓN DE TESTIGO
CONTINUO, ROTACION Y ROTOPERCUSION. Los sondeos mecánicos son
un mundo muy complejo, en el que existe toda una gama de posibilidades,
tanto en cuanto a los métodos de perforación, es muy importante conocer los
diferentes conceptos y métodos ya que serán indispensables para el correcto
entendimiento del tema.
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INTRODUCCION
La labor de sondeos tiene diversos métodos, dependiendo de su objetivo final.
Asimismo, combina variadas tecnologías que se debe conocer para optar por la
mejor solución.
El presente trabajo tiene como finalidad dar a conocer el concepto y objetivo
básico de lo que es la prospección y específicamente por el método mediante
sondeos las cuales son necesarias para el desarrollo de una actividad minera.
Sobran las palabras para decir que la minería es el principio fundamental de
todas las cosas materiales existentes en el planeta que han pasado por un
proceso de transformación el cual ha de haber pasado por una serie de
requisitos.
Antes de llevar a cabo cualquier actividad minera esta debe haber pasado por
una serie de investigaciones llamada prospección donde se generan hipótesis
sobre posibles recursos minerales en una determinada zona a la cual se le
hace un estudio se recopila la mayor cantidad de información posible esta
luego pasa a otra etapa donde dicha información se debe verificar más a fondo
para darle claridad a las hipótesis esto se llama exploración, si tal información
es correcta y el mineral evaluado es lo suficientemente rentable se procede a la
explotación de dicho mineral.
La investigación minera ha intentado establecer una serie de modelos que
sirvan de metodología para la exploración. Sin embargo la aplicación de estos
métodos no asegura el éxito de la investigación de un cierto tipo de yacimiento.
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OBJETIVOS
1.- Conocer, corroborar o descartar la hipótesis inicial de existencia de
yacimientos minerales así como sobre la geología de la zona de estudio y de
su historial minero.
2.- Identificar a los diferentes tipos de sondeos ya que son una herramienta
vital para la investigación minera.
3.- Reconocer que tipo de método habrá que utilizar conociendo el tipo de
terreno.
4.- Describir los diferentes métodos de exploración mediante sondeos y los
diferentes técnicas que se aplicaran en cada una de ellas.
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CAPITULO I
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La prospección y el sondaje minero buscan identificar la presencia de
minerales, tipo, calidad y cantidad estimada de los mismos en áreas de
exploración. En sus actividades se utilizan distintos equipos y participan
diversas disciplinas (entre ellas, geólogos, geofísicos, geoquímicos, topógrafos
y operadores de equipos de perforación) y por medio de éstas, se pueden
identificar grandes concentraciones de minerales de mena (sulfuros, óxidos),
dando pie a la conformación de proyectos de extracción, los cuales pueden
tomar la forma de faenas mineras a tajo abierto o subterráneas. Las actividades
implicadas en este proceso se realizan de manera continua y con gran
planificación, permitiendo mantener el control del mineral presente en las
labores mineras y proveer información al modelo geológico del yacimiento;
aportando valiosa información para la toma de decisiones y convirtiéndose en
procesos esenciales para el negocio.
1.- PROSPECCIÓN: es la actividad consistente en ubicar las anomalías
geológicas en la corteza terrestre, en donde posiblemente puedan existir
depósitos o yacimientos minerales. La ejecución de las tareas de prospección
(trabajos de campo y de laboratorios) está en manos de geólogos especialistas
que cuentan con la ayuda de la tecnología apropiada para cada caso,
vehículos, equipos, instrumental, laboratorios, etc. Según el Diccionario de la
Real Academia de la Lengua, Prospección se define como exploración del
subsuelo basada en el examen de caracteres del terreno y encaminada a
descubrir yacimientos minerales, petrolíferos, aguas subterráneas, etc. Por su
parte, Investigación es hacer diligencias para descubrir una cosa. Como es
evidente a la vista de tales definiciones, el término Investigación es muy amplio.
El objetivo de la prospección es el reconocimiento general de un
yacimiento mineral mientras que la exploración está enfocada en un
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reconocimiento detallado del depósito mineral. Un objetivo común de la
exploración y la prospección es la reducción del área de investigación.
La prospección puede hacerse de distintas maneras y con diferentes
técnicas, de acuerdo al tipo de yacimiento que se busque.
1.1.- LOS PRINCIPALES MÉTODOS DE PROSPECCIÓN:
A) PROSPECCIÓN GEOLÓGICA: es la recopilación de antecedentes,
uso de fotografías aéreas e imágenes satelitales, trabajos de campo,
observaciones directas, toma de muestras, análisis y ensayos de
laboratorio, la identificación de las rocas aflorantes uso de planos y
perfiles.
B) PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA: o detección de “anomalías
geoquímicas” Consiste en el análisis químico de las rocas para buscar
evidencias de los elementos buscados o de otros que sean indicadores
de la mineralización.
C) PROSPECCIÓN GEOFÍSICA: Busca caracterizar las condiciones
físicas de las rocas, pues estas pueden ser afectadas o cambiar por
efectos de la alteración hidrotermal o la mineralización. Se emplean las
siguientes técnicas: geofísica, magnéticos, radiometría, sísmica,
gravimetría, geo eléctrica, laboreos y perforaciones.
c.1) MAGNETICAS: La distorsión del campo magnético de la tierra por
la presencia de rocas con propiedades electromagnéticas es medida por
magnetómetros que registran la variación de la intensidad magnética.
c.2) ELECTRICAS: El diferente comportamiento de los metales frente
al paso de la corriente eléctrica es conocido como conductividad. La
forma variable en que es efectuada tal transmisión por los diferentes
tipos de rocas, puede ser medida si aplicamos a las rocas una fuente
controlada de energía eléctrica.
c.3) SISMICAS: La diferencia de velocidad de propagación de las
ondas sísmicas depende de los distintos materiales presentes en el
terreno. La generación de cortos impulsos de energía sísmica por el
impacto de cargas explosivas son registradas por sismógrafos que
miden el intervalo entre el momento de la explosión y la llegada de las
ondas a distancias preestablecidas.
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c.4) GRAVIMETRICAS: Se determina la distribución desigual de la
fuerza de gravedad entre las rocas y minerales más pesados.
c.5) RADIOMETRICAS: Se detectan y miden los rayos gamma
emitidos por elementos radioactivos.
D) CALICATAS: cuando aún se tiene incertidumbre de los datos obtenidos,
la apertura de calicatas puede ser una forma fácil de obtener más información
litológica y estructural de una zona determinada de una corteza superficial.
Las calicatas son zanjas que se abren sobre la superficie hasta alcanzar la roca
para conocer la estructura y calidad del material de cobertura que se encuentra
cubriendo el macizo rocoso
Todas estas técnicas permiten reducir el área de estudio a las zonas anómalas,
dicho de otro modo, a aquellas zonas que no presentan las mismas
características de la región en general, razón por la cual es de suponer la
existencia de minerales en ella. En este punto se torna necesario saber que se
encuentra en esta zona anómala. Para ello, se emplean dos procedimientos:
los sondajes o las labores mineras. Si los resultados son positivos se pasa a
delimitar parcialmente la dimensión del yacimiento. Es importante conocer si
existe o no un volumen tal que garantice la recuperación de las inversiones,
además de un excedente significativo que lo haga atractivo para los
inversionistas.
2.- EXPLORACION: será aquella etapa en la que se realice un
dimensionamiento del depósito del mineral de modo que se definan tanto la
forma y contenido del mineral como el valor de dicho depósito entendiendo
como valor a la cantidad del mineral que se pueda extraer de manera rentable.
La exploración y la prospección son fases estrechamente ligadas y suelen
combinarse entre sí.
I.- SONDAJE: También llamado perforación de exploración. El sondaje es una acción de
carácter invasivo, que en un prospecto minero, tiene por finalidad reducir la
incertidumbre económica de un supuesto depósito mineral. Esta técnica
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permite obtener muestras del subsuelo a profundidades variables. Su principal
problema deriva de su representatividad, pues no hay que olvidar que estas
muestras constituyen, en el mejor de los casos (sondeos con recuperación de
testigo continuo) un cilindro de roca de algunos centímetros de diámetro, que
puede no haberse recuperado completamente (ha podido haber pérdidas
durante la perforación o la extracción), y que puede haber cortado la
mineralización en un punto excepcionalmente pobre o excepcionalmente rico.
No obstante, son la información más valiosa de que se dispone sobre la
mineralización mientras no se llegue hasta ella mediante labores mineras.
Esta fase de investigación se suele comenzar con la perforación de un sondeo
de reconocimiento profundo que atraviese la masa de la roca seleccionada
llegando a los estratos infrayacentes. Se estiman efectuar 20 pozos de
diamantina y/o aire reversa de 400 m de profundidad cada uno. Lo que da un
total de 8.000 m aproximadamente de perforación. Los sondajes se realizarán
con una máquina de sondaje de manera que la perforación de los pozos será
de uno en uno. Los sondajes de diamantina tienen un desarrollo promedio de
40 a 60 m/día, de manera que perforar cada pozo toma unos 4 a 6 días. Sin
perjuicio de lo anterior, se estima un menor tiempo de perforación en aquellos
pozos en que se utilice el sistema Aire Reverso. El sondeo suele hacerse a
testigo continuo y permite llevar a cabo los siguientes puntos:
Descripción y estudio detallado del testigo.
Ensayos sobre los mismos.
Testificación geofísica del sondeo.
Ensayos hidráulicos en diferentes zonas.
Medidas de esfuerzos y deformabilidad de la roca.
Con estos ensayos y estudios es posible ya tener un criterio de abandono. En
caso de continuar la investigación, se suelen acometer ya la realización de
diferentes tipos de sondeos con finalidad también distinta. Así, se perforan
diversos sondeos, similares al descrito anteriormente, para evaluar la extensión
y homogeneidad de la masa de roca. Por otra parte se perforan 1 o 2 sondeos
de 500-700 metros empleando técnicas de rotopercusión con aire para llevar a
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cabo la toma de muestras no contaminadas de aguas de las distintas zonas y
fracturas.
I.1.- LOS SONDEOS MECÁNICOS: son un mundo muy complejo, en el
que existe toda una gama de posibilidades, tanto en cuanto al método de
perforación (percusión, rotación, roto percusión), como en lo que se refiere al
diámetro de trabajo (desde diámetros métricos a milimétricos), en cuanto al
rango de profundidades alcanzables (que puede llegar a ser de miles de metros
en los sondeos petrolíferos), en cuanto al sistema de extracción del material
cortado (recuperación de testigo continuo, arrastre por el agua de perforación,
o por aire comprimido). Todo ello hace que la realización de sondeos
mecánicos sea una etapa especialmente importante dentro del proceso de
investigación minera, y requiera la toma de decisiones más detallada.
I.1.1.-TIPOS DE SONDEOS MECANICOS.- En general, los sondeos se
pueden clasificar en diversos tipos según la finalidad para la que se
construyen. Se tienen así:
A) sondeos de reconocimiento o investigación en general.- pueden
utilizarse desde la básica inspección visual, (muy utilizada en la caracterización
de macizos rocosos), hasta técnicas de campo o laboratorio más o menos
sofisticadas.
B) Sondeos piezométricos.- El control piezométrico de sondeos tiene un
gran interés para la caracterización cuantitativa de las masas de agua
subterránea.
C) Sondeos de monitoring o vigilancia de calidad de agua.- es la
evaluación de la calidad de agua para el consumo humano, es decir el
tratamiento del agua potable.
D) Sondeos geotécnicos.- perteneciente a las técnicas de
reconocimiento del terreno. Se trata de perforaciones de pequeño
diámetro, (entre 65 y 140 mm) que, aunque no permiten la visión "in situ"
del terreno, de ellos se pueden obtener testigos del terreno perforado, así
como muestras, y realizar determinados ensayos en su interior.
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E) Sondeos de inyección de cemento o pilotes.- usada en obras
civiles, se refiere a las inyecciones de lechada de cemento, en las
grandes obras de envergadura.
F) Sondeos de explotación de agua.- referida a la búsqueda de aguas
subterráneas para poder realizar los pozos de agua.
G) Sondeos petrolíferos.- son estudios que dan las posibilidades de
una extracción rentable para extraer el petróleo o el gas natural.
Realizada con máquinas especiales y de gran tonelaje.
H) Sondeos geotérmicos.- la explotación de un recurso geotérmico,
siendo el uso principal la generación de energía eléctrica. La explotación
de un sondeo geotérmico es similar a la de un sondeo de agua en lo que
se refiere a las operaciones de perforación, entubado y bombeo, debiendo
realizarse en zonas con un gradiente geotérmico económicamente
interesante. En el caso de un sondeo geotérmico profundo, las labores de
perforación y entubado, así como la maquinaria son muy similares a las
de los pozos petrolíferos, pero las condiciones de trabajo requieren
mayores temperaturas.
I.2.- SONDEOS ELECTROMAGNÉTICOS:
Los métodos geoeléctricos para la prospección electromagnética, calculan la
resistividad eléctrica de los materiales del subsuelo, basados en la teoría
electromagnética normada por las ecuaciones de Maxwell y están
fundamentados en el fenómeno conocido como inducción.
Los métodos electromagnéticos se pueden caracterizar por el tipo de fuente
que utilizan: natural o artificial. También se pueden dividir por el tipo de
operación, pueden ser en el dominio del tiempo o en el dominio de las
frecuencias.
CAPITULO II
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II.- MÉTODOS DE PERFORACIÓN USADAS PARA SONDEOS
DE INVESTIGACIÓN
En todos los tipos de sondeos, existen técnicas y métodos diferentes de
perforación, que se adaptan al fin perseguido por los mismos. Para la
realización de los diferentes tipos de sondeos enumerados en el capítulo
anterior existen diversos métodos de perforación, que se adaptarán de distintas
maneras a las condiciones de cada caso. Básicamente todos los métodos se
pueden incluir en dos grupos, diferenciados por el sistema de trabajo de la
herramienta de corte, que son percusión y rotación.
Puesto que no es el objetivo del presente informe exponer un manual de
métodos de perforación, sólo se hará referencia a los más usados en sondeos
de investigación aplicados al estudio de las características más importantes de
las formaciones impermeables que se trata de evaluar con el sondeo, sin
pretender ser un tratado de métodos de perforación, se van a describir los
métodos de perforación más empleados en la prospección y exploración
minera estos métodos son:
Perforación a rotación con recuperación de testigo (perforación con
corona de diamante) o también llamado perforación diamantina.
Perforación a rotación.
Perforación a rotopercusion.
La elección del método de perforación requiere siempre llegar a un compromiso
entre velocidad, costo, cantidad y calidad de la muestra a recuperar además
de aspectos medio ambientales.
Las técnicas más habituales son la perforación a rotación y la perforación a
rotación con recuperación de testigo, siendo esta la última técnica que posibilita
la obtención de muestras de roca para su posterior análisis.
De menor a mayor costo comparativamente, los métodos de rotación son los
más baratos, seguido por la perforación a rotopercusion, siendo la técnica
generalmente más cara la perforación con diamante.
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II.1.- PERFORACIÓN A ROTACIÓN CON RECUPERACIÓN DE
TESTIGO O PERFORACION DIAMANTINA .-
Más conocida actualmente como "perforación diamantina", "diamond drilling" o
"perforación a diamante". Algo muy importante que Julio López Jimeno resalta
de ésta técnica es el hecho de que se considera “El método más útil para la
obtención de muestras para inspección visual de los macizos rocosos, análisis, interpretación
geológica, etc.”.
En la perforación con diamante, una barrena en forma de anillo y cubierta de
pequeños diamantes gira y corta un testigo cilíndrico de la roca que atraviesa.
La barrena está situada en el extremo inferior de una sarta compuesta de tubos
roscables. Estos tubos no solo transmiten el movimiento y presión desde la
máquina perforadora, sino que sirven para conducir una corriente de agua que
limpia la barrena de los fragmentos y detritos de roca producida en la
perforación. Estos fragmentos constituyen una muestra suplementaria.
Periódicamente al avanzar la perforación, el perforador saca los tubos del pozo,
y retira el testigo que se ha acumulado en una cámara cilíndrica (tubo saca
testigo) que está colocada inmediatamente encima de la barrena. Este testigo
que constituye la muestra principal, se coloca en un recipiente para su
transporte al laboratorio o al almacén de testigos.
Tenemos entonces que las fuerzas combinadas de rotación y empuje,
transmitidas a la broca, van a producir fricción, desgaste o desgarramiento de
la roca en toda el área sometida a estas fuerzas. Pero no solo la roca sufrirá
esta erosión o desgarramiento, sino también la broca, que finalmente terminará
su vida útil con el desgaste de su matriz diamantada. El diamante (impregnado
o insertado en la matriz) al poseer la mayor dureza (en la escala de Mohs),
ofrecerá mayor resistencia, provocando el desgaste más prolongado de la roca,
lo cual se verá finalmente reflejado en el pozo; como efecto del proceso de la
perforación. El área cilíndrica de la broca, va a producir la formación de dicho
pozo y por otra parte la formación de un cuerpo cilíndrico (en el diámetro
interior) que va a constituirse en el testigo de las formaciones geológicas, el
cual se recupera actualmente con el empleo de los tubos “saca testigos”.
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Ahora, el empleo de estas fuerzas, no solo produce desgaste y desgarramiento
si no también material desprendido, que son los recortes; los cuales se
controlan con el empleo de la circulación de fluidos, que principalmente es el
agua.
Es uno de los métodos de sondaje más usados por excelencia en la actividad
minera, debido a la mayor información que es capaz de brindar a los ingenieros
geólogos para el descubrimiento, constatación, estudio y cubicación de los
yacimientos minerales; proporcionándoles además valiosa información para el
ulterior diseño del sistema de explotación a aplicar. En ese sentido se ha
convertido en uno de los sistemas de sondaje de mayor preferencia en la
minería. Esto ha dado lugar al desarrollo actual de todo una industria en
continuo crecimiento. El hecho que se pueda recuperar un trozo de roca con la
perforación diamantina, entrega una cantidad de información mucho más
grande que no solamente se limita a las leyes, sino también a las estructuras
que hay.
Los testigos son la muestra del macizo rocoso que nos va a permitir un
análisis directo de los materiales que atraviesa, así como la presencia de
mineralizaciones para estudiar su futura explotación.
En la perforación con diamante el agua es el fluido de perforación más
usual aunque el aire es usado en algunas ocasiones con éxito, en
ocasiones también se usa una mezcla con agua y lodo. El agua es
bombeada por el interior de la sarta de perforación hasta alcanzar la
corona de diamante, saliendo por el espacio anular entre la sarta de
perforación y la roca. En la superficie, el agua de retorno suele ser
recogido en un tanque donde se decanta el contenido de finos en
suspensión procedentes del detritus de perforación, una vez decantado
el agua puede ser recirculado de nuevo.
el testigo recuperado se aloja en los denominados saca testigos(o porta
testigos), que permiten su desmontaje en el exterior para una mejor
maniobrabilidad del mismo.
para la extracción de los núcleos de roca se han desarrollado tubos saca
testigos de diferentes características que han permitido mejorar la
recuperación en terrenos difíciles.
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La perforación diamantina es relativamente lenta y costosa consiguiéndose
rendimientos de 15 a 20 m, en cuanto a costos como regla general de un
minero puede decirse que un metro de perforación con corona de diamante
equivale a perforar hasta 4 metros de perforación con el método de
rotopercusion y hasta 20 metros de perforación a rotación.
Fig. 2. Sondeo realizado con perforación diamantina
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Fig. 3. muestra extraída del tubo saca testigo
II.2.- PERFORACION A ROTACION.-
Los sistemas de perforación a rotación (Rotary drilling, en inglés) es el método
más antiguo y rudimentario que existe, con las ventajas de ser más sencillo y
de más fácil aplicación para casi cualquier tipo de roca, desde una roca dura
(como una caliza) hasta una roca blanda (como una arenisca del Terciario).
Este sistema se basa en triturar la roca o sedimento por medio de rotación de
la herramienta de corte.
La perforación rotativa es la más rápida, más barata y más sencilla de los
métodos de exploración minera. Se obtiene un rendimiento óptimo en
formaciones sedimentarias, llegando incluso a la centena de metros por relevo.
La máquina de perforación a rotación consta primordialmente de un motor a
gasoil que proporciona un movimiento a una pieza denominada balancín, que a
su vez transmite ese movimiento por medio de un cable y por sucesivas poleas,
a la herramienta de corte, que cae libremente, ayudada por la varilla de carga
(o barrón) que proporciona un peso adicional.
La rotación se genera por medio de un conjunto de motor y engranajes,
llamado “cabeza de rotación” que además mueve hacia arriba o hacia abajo la
sarta de perforación para proporcionar el empuje requerido sobre la boca de
perforación.
La limpieza del detritus de perforación es habitualmente realizada por aire
comprimido. En perforación de mayor diámetro y longitud, para la extracción de
petróleo y o gas, esta limpieza se realiza con lodos de perforación.
En la perforación por rotación como elemento de corte se usa el tricono que
tritura y desgarra la roca
Aunque algunas perforadoras rotativas vienen montadas sobre neumáticos en
camiones para obra civil o canteras, generalmente las mineras son montadas
sobre chasis con orugas, dependiendo del uso y terrenos a los que se vaya a
destinar.
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Esta modalidad de perforación a rotación ampliamente conocida en
investigación minera y petrolera se utiliza cuando ha de perforarse a grandes
profundidades (varios miles de metros). Con ella se alcanzan las mayores
velocidades de perforación en sondeos de diámetro grande. En Escandinavia
se ha llegado a perforar un sondeo en granito de 311 mm de diámetro,
alcanzándose velocidades entre 2,5-4 metros por hora a 4000 m de
profundidad. Constituye quizás el método de perforación más utilizado,
ofreciendo como principales ventajas las siguientes:
velocidad de perforación alta.
rapidez de montajes y traslados
gran profundidad de investigación.
Fig. 4. Esquema de una perforadora a rotación
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II.3.- PERFORACION A ROTOPERCUSION.-
En perforaciones a percusión se utiliza aire comprimido para accionar un
martillo de fondo, así como para extraer los ripios del fondo y refrigerar la
herramienta. En lugar del martillo en fondo puede usarse también triconos
estándares, y añadir al aire aditivos espumantes, con lo que se amplía el
campo de aplicación del método.
Las velocidades de perforación habituales son del orden de los 5 m/hora,
alcanzando profundidades máximas en torno a los 150-200 m. Los diámetros
de perforación son variables, los costes son bajos y las máquinas tienen fácil
movilidad. Empleando este tipo de perforación no pueden tomarse testigos.
Estos métodos están limitados casi exclusivamente a la perforación de rocas
consolidadas o semiconsolidadas ya que en caso contrario se pueden o bien
originar grandes cavidades en el fondo o empastarse la herramienta, perdiendo
sus propiedades de corte.
Este sistema se basa en que la perforación se logra a través de la combinación
de aplicar a la sarta de perforación un empuje y una rotación, junto a una
percusión logrando así una mejor fragmentación de la roca.
Esta técnica es aplicable en investigaciones en que los cuerpos mineralizados
están próximos a la superficie o en ciertas zonas donde exista un recubrimiento
difícil para cualquiera de otros métodos de perforación (perforación con
diamante o perforación a rotación) y sea necesario atravesar esa formación
para después proseguir con otros métodos (recuperación de testigo o
perforación con tricono). Este sistema tiene el inconveniente de que no se
puede extraer testigo continuo.
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En sondeos superficiales los métodos de perforación pueden ser con martillo
en cabeza o bien martillo en fondo. a partir de 20 o 30 metros es habitual el uso
de martillo en fondo. En ambos casos el detritus se tiene que recoger en
ciclones y captadores de polvo, introduciéndolos en bolsas de plástico para su
posterior análisis.
fig. 5. sonda de rotopercusion (posición de transporte)
La perforación a rotopercusión se basa en la combinación de las siguientes
acciones:
Percusión: los impactos producidos por el golpeo del pistón originan
unas ondas de choque que se transmiten a la broca a través del varillaje
(en el martillo en cabeza) o directamente sobre ella (en el martillo en
fondo).
Rotación: con este movimiento se hace girar la boca para que los
impactos se produzcan sobre la roca en distintas posiciones
COMPARACION ENTRE LOS SONDEOS CON DIAMANTE Y PERCUSION
A) sondeos con diamante.-
1.- Puede perforar en cualquier dirección descendente, horizontal, inclinada, en
labores subterráneas y ascendente.
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2.- Los testigos proporcionan una valiosa información geológica: textura de la
roca, distribución de granos minerales, Orientación de capas, crucero, vetas
pequeñas, etc.
3.- La muestra es pequeña, porque su forma y diámetro son uniformes.
4.- Más lento en condiciones medias
mejor en roca dura.
en terreno fracturado el progreso es lento.
5.- Los pozos no tienen otro objeto que la toma de muestras.
B) sondeos de percusión:
1.- Puede perforar solo pozos verticales descendentes. Habitualmente trabaja
en la superficie, pero puede hacerlo en el sub suelo si se prepara
convenientemente la estación.
2.- Sin testigos. Los cortes (lama) examinados en el laboratorio dan una
información considerable sobre la naturaleza de la roca y la mineralización.
3.- La muestra es más exacta, pues su tamaño es mayor. La forma y diámetro
están más sujetos a variación.
4.- Más rápido, al menos hasta 300 o 350 metros.
lento en roca dura.
perfora bien en terreno fracturado.
5.- siendo grandes los pozos pueden utilizarse posteriormente para ventilación,
desagües o en canteras para voladuras.
III.- MUESTRAS PROCEDENTES DE SONDEOS.-
Aunque se piense que una campaña de sondeos se planifica por adelantado,
cada sondeo proporciona información al conocimiento de la estructura
geológica, de modo que esta muestra pueda sufrir variaciones a medida que
avanzan los trabajos de perforación. Para poder tomar decisiones al respecto s
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tiene que supervisar muy bien la exploración y recoger todas las muestras
extraídas y almacenarlas adecuadamente.
Los tipos de muestras que pueden obtenerse de los sondeos pueden ser:
Detritus seco obtenido durante la perforación de sondeos con aire,
recogiéndose mediante ciclones y colectores de polvo.
detritus húmedo, obtenido del lodo procedente de la perforación en la
que se ha empleado agua como fluido de barrido. Habrá que someterlo
a tratamientos posteriores para su reconocimiento.
testigos de suelo o roca obtenidos con tubos saca testigos
La perforación por el método que mejor se ajuste a las condiciones existentes
proporciona un medio satisfactorio para el demuestre y delimitación de la
mena. Si el criadero puede ser perforado en un número suficiente de lugares a
razonable coste. Esto depende de la profundidad de la mena y del
espaciamiento necesario para determinar exactamente su ley.
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CONCLUSIONES
1.- Concluido el tema, los métodos de prospección por sondeos ha tenido un
gran impacto como la herramienta principal para la investigación minera en
determinar zonas con contenidos de minerales, utilizando un tipo de técnicas
ya que ha permitido encontrar muchos recursos que son explotados por el
hombre para luego transformarlos y convertirlos en productos útiles y
provechosos para su desarrollo y bienestar.
2.- Al concluir la exposición del tema los alumnos estarán en condiciones de
poder conocer los distintos métodos que existen para la prospección y
exploración de yacimientos minerales en zonas determinadas.
3.- En general dar a conocer que los sondeos de prospección mayormente
determinan la presencia o ausencia de zonas mineralizadas para obtener una
idea preliminar de que ley y tamaño tienen dichas zonas, la perforación de
sondeos es una de las técnicas que localizan y definen el valor económico de
una mineralización.
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SUGERENCIAS
1.- Los diferentes métodos de sondeos son muy buenos pero cada uno tiene
sus características que nos ayudara a elegir el mejor método que convenga
para la explotación.
2.- Es recomendable la perforación diamantina ya que nos dará resultados
óptimos pero es demasiado costoso a diferencia de la perforación a rotación.
3.- En el tema de rendimiento el sondeo a rotación será el más adecuado ya
que tiene más rendimiento que la perforación diamantina.
4.- Al realizar los sondeos de prospección ya nos dará un resultado más exacto
sobre que minerales o que yacimientos existen en el terreno explorado, y asi
podamos seguir con el siguiente paso que es la explotación.
MÉTODOS DE PROSPECCIÓN MEDIANTE SONDEOS página 24
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BIBLIOGRAFIA
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Drilltech d40k, equipos para Prof. de 600 m perforación diamantina
MÉTODOS DE PROSPECCIÓN MEDIANTE SONDEOS página 27
“UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA”
Variedades de triconos
Testigos de roca
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