Perfuratriz hidráulica: vantagens, como funciona e seus componentes

As perfuratrizes são equipamentos que servem para perfurar, principalmente, as rochas em etapas das operações minerárias. Esse equipamento é operado por um profissional especializado e treinado, com conhecimento técnico para essa operação.

Sendo assim, as perfuratrizes hidráulicas são equipamentos de fonte de energia mecânica montados sobre uma estrutura, aos quais o operador consegue controlar os parâmetros da perfuração. Desta maneira, as perfuratrizes possuem vários tipos de atuadores em seus martelos, mas será dado foco, aqui, apenas nas perfuratrizes hidráulicas.

Origem da perfuratriz hidráulica

No final da década de 60 e início da década de 70 houve um grande avanço tecnológico na perfuração de rochas com o desenvolvimento das perfuratrizes hidráulicas.

Mesmo que os elementos construtivos de uma perfuratriz pneumática sejam iguais a uma hidráulica, conseguimos saber a diferença mais importante entre ambas, que é que no lugar de se utilizar ar comprimido, gerado por um compressor acionado por um motor diesel ou elétrico, para o acionamento do motor de rotação e para produzir o movimento alternativo do pistão do martelo, utiliza-se um grupo de bombas que acionam estes componentes.

Muito se discute sobre qual melhor opção escolher, mas as razões pela qual as perfuratrizes hidráulicas possuem uma melhor tecnologia sobre as pneumáticas são as seguintes:

• Menor consumo de energia: as perfuratrizes hidráulicas consumem apenas 1/3 da energia, por metro perfurado, em comparação com os equipamentos pneumáticos;

• Menor desgaste da broca de perfuração;

• Maior velocidade de penetração: a energia liberada em cada impacto do martelo é superior à do martelo pneumático, resultando em maiores taxas de penetração;

• Melhores condições ambientais: a ausência de exaustão de ar resulta em menores níveis de ruído quando comparadas com perfuratrizes pneumáticas;

• Maior flexibilidade na operação: é possível variar a pressão de acionamento do sistema, a energia por impacto e a frequência de percussão do martelo;

• Maior facilidade para a automação: os equipamentos são muito mais aptos para a automação das operações, tais como a troca de haste e mecanismos antitravamento da coluna de perfuração.

Os componentes do martelo da perfuratriz

A perfuratriz possui um martelo com acionado por hidráulico, que consta de:

• Um cilindro  fechado com uma tampa dianteira que dispõe de uma abertura axial onde é fixado o punho e as hastes de perfuração;

• um pistão que com o seu movimento alternativo golpeia o punho de perfuração, o qual transmite a onda de choque à haste;

• uma válvula que regula a passagem de hidráulica de forma alternada para a parte anterior e posterior do pistão;

• um mecanismo de rotação para girar a haste de perfuração;

• um sistema de limpeza do furo que permite a passagem de ar pelo interior da haste de perfuração e retirada dos detritos da rocha entre as paredes do furo e a parte externa da haste.

APLICAÇÕES DA PERFURAÇÃO 

Dando foco na mineração, servem como trabalho, tanto em obras de superfície como subterrâneas, podendo classificar-se nos seguintes: perfuração de banco, perfuração de produção, perfuração de chaminés (raises), perfuração de poços (shafts), perfuração de rochas com capeamento e reforço das rochas.

PRINCIPAIS MÉTODOS DE PERFURAÇÃO

Existem três principais métodos de perfuração hidráulica para o desmonte de rochas com explosivos aplicados à mineração:

• perfuração rotativa com brocas tricônicas (Holler Bit);

• martelo de superfície (Top-Hammer, método roto-percussivo);

• martelo de fundo de furo ou furo abaixo (Down the Hole, método roto-percussivo).

FONTES DE ENERGIA

As  fontes primárias de energia podem ser: motores diesel ou motores elétricos. Nas perfuratrizes hidráulicas com um diâmetro de perfuração acima de 230 mm é generalizado o emprego de energia elétrica a média tensão, alimentando a perfuratriz com corrente alternada com cabos elétricos revestidos. Porém, se a lavra é seletiva e há grande necessidade de deslocamento do equipamento de perfuração, pode-se adotar máquinas a motor diesel.

As perfuratrizes médias e pequenas, que são montadas sobre caminhões, podem ser acionadas por motores a diesel. 

Uma divisão média da potência instalada nestas unidades para os diferentes mecanismos é a seguinte:

Movimento de elevação e translação: 18%

Rotação: 18%

Avanço: 3%

Nivelamento: 2%

Limpeza dos detritos com ar comprimido: 53%

Equipamentos auxiliares: 3%

Outros: 3%.

SISTEMA DE ROTAÇÃO

Com o objetivo de girar as hastes e a broca para efetuar a perfuração, as perfuratrizes hidráulicas possuem um sistema de rotação montado, geralmente, sobre uma unidade que desliza no mastro da perfuratriz. Esta unidade é geralmente denominada de cabeça rotativa.

O sistema de rotação é constituído por um motor elétrico e um sistema hidráulico. O sistema hidráulico consiste de um circuito hidráulico com bombas de pressão contínua, com um conversor, para variar a velocidade de rotação do motor hidráulico.

Equipamentos com perfuratrizes hidráulicas de superfície

1. TOP HAMMER

Os equipamentos de perfuração Top Hammer são equipados com perfuratrizes hidráulicas que possuem altas taxas de penetração, para a entrada de explosivos, perfuração de banco, perfuração de produção, perfuração de poços (shafts) ou perfuração de rochas com capeamento.

Perfuratriz hidráulica
Pantera DP1100i Surface tophammer drill rig

 Perfuração de rochas ornamentais

Os equipamentos de perfuração para a indústria de rochas ornamentais incluem módulos compactos que podem ser anexados a equipamentos como escavadeiras hidráulicas, bem como equipamentos completos de perfuração hidráulica, movidos a diesel, assim produzindo blocos de rochas desmontados. Cobrindo aplicações como perfuração de linha, corte, arremate e perfuração de furo piloto, eles são equipados com perfuratrizes hidráulicas e coletores de pó.

Perfuratriz hidráulica

 Equipamentos com perfuratrizes hidráulicas em ações subterrâneas e de atirantamento

JUMBO PARA ABERTURA DE TÚNEIS

O jumbo eletro-hidráulico de três braços é usual para perfuração rápida e precisa para abertura de túneis e escavação de galerias. O equipamento controlado por computador tem funções automáticas de perfuração e posicionamento de braço controlado pelo operador. Faz furos com um diâmetro de 45 a 64 milímetros com uma profundidade de 6,1 metros, seja para uso em perfuração rápida de face ou perfuração mecanizada de furo longo.  

Perfuratriz hidráulica

DS311 NA PERFURAÇÃO PARA ATIRANTAMENTO

O DS311 é um equipamento de perfuração eletro-hidráulico projetado para atirantamento em minas subterrâneas com seções pequenas e médias. Ele oferece tirantes com comprimento superior em relação à altura da galeria. Esse equipamento de atirantamento altamente versátil pode instalar todos os tipos de tirantes normalmente utilizados, com comprimentos de 1,5 a 3 metros.

Os equipamentos de perfuração para atirantamento servem para tornar as operações de perfuração e desmonte subterrâneos não apenas produtivas, mas também seguras.

Os equipamentos de atirantamento podem ser operados com segurança por apenas uma pessoa, sendo capazes de trabalhar com todas as dimensões típicas de tirantes, bem como com quaisquer tipos de tirantes e cabos normalmente utilizados.

perfuratriz hidráulica

DL431 NA PERFURAÇÃO DE FURO LONGO

Temos aqui o DL431. Ele é um equipamento de perfuração eletro-hidráulico projetado para furos longos de produção em minas subterrâneas. Este versátil equipamento foi projetado para grande cobertura vertical e horizontal. Faz furos com um diâmetro de 64 a 89 milímetros e uma profundidade de até 38 metros.

Braço com ampla cobertura de perfuração e rotação de 360° para flexibilidade em várias aplicações. Seu comprimento em operações mecânicas e automáticas de mineração subterrânea, cujo objetivo é ampliar a recuperação do minério e diminuir a diluição com a perfuração dos furos de suporte de produção.

Perfuratriz hidráulica

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1 comentário em “Perfuratriz hidráulica: vantagens, como funciona e seus componentes

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