trabajo monogrÁfico geo de campo (cartografiado de planos subterraneos).pdf

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA

Escuela Académico Profesional De Ingeniería Geológica

GEOLOGÍA DE CAMPO 1

RESUMEN

En el desarrollo de la presente unidad, se tocara puntos relacionados con las etapas

previas y el desarrollo en si para el trabajo de levantamientos de planos geológicos

subterráneo, es por ello que para realizar cualquier trabajo de explotación minera es

básico tener y contar con levantamiento de planos geológicos superficiales para iniciar

cualquier trabajo de explotación subterránea.

Se mencionara reglas a seguir para iniciar un levantamiento de planos geológicos

subterráneos, el apoyo que se debe tener de los métodos geofísicos en la etapa de

prospección, como iniciar un mapeo geológico horizontal y vertical en subterráneo así

como de instrumentos utilizados para correlacionar algunos eventos y comportamientos

de macizos rocosos a profundidad.




ÍNDICE

N° Páginas

I.- INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………..…….3

II.- OBJETIVOS……………………………………………………………………………………….4

III.- LEVANTAMIENTO DE PLANOS GEOLÓGICOS

SUBTERRÁNEOS

3.1 APLICACIONES EN EL CAMPO……………………………………..6

3.1.1 Continuidad litológica………..………………………………………………………..………..6

3.2 PROSPECCION MINERA …………………………………………..………10

Método geológico….…………………………………………………………………………………..........15

Método geoquímico………………………………..…………………………………………………………18

Método geofísico…………………………………………………………………………..………..………..19

Método magnético………………………………………………….................................................23

Método gravimétrico……………………………………………………………………………..………….28

Método sísmico…………………………………………………………………………………………...........29

3.3 MAPEO HORIZONTAL Y VERTICAL…………………………..32

3.4 PERFORACIÓN DIAMANTINA

Y AIRE REVERSO……………………………………………………………………..39

3.4.1 PERFORACIÓN DIMANTINA (DDH)………………….…………40

3.4.2 AIRE REVERSO (RC)………………………………………….…………............46

CONCLUSIONES………………………………………………………………..……………...74

BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………………….75




I. - INTRODUCCIÓN

Un levantamiento comprende todas las operaciones que se realizan, aplicando métodos

y técnicas para efectuar mediciones que permitan definir las posiciones de puntos

característicos del terreno para representarlos en un mapa. Si el levantamiento tiene

por objeto representar el relieve de una región, se trata de un levantamiento

topográfico. En Cambio sí se obtienen las posiciones de puntos que sirven para

representar las características geológicas de una región, es un levantamiento geológico.

El levantamiento se realiza en el campo. El levantamiento geológico incluye las tareas

de toma de información geológica en cada uno de los puntos de referencia.




II.- OBJETIVOS

Identificar los métodos y técnicas que permiten el cartografiado geológico a

profundidades.

Indagar sobre los procedimientos que se tienen que seguir para entrar a realizar

la geología de un socavón tanto de manera horizontal como vertical.

Determinar la importancia de identificación de estructuras en el desarrollo del

mapeo geológico.

Establecer la importancia de instrumentos y equipos de ayuda para una la

realización de la geología en un prospecto minero.




III. LEVANTAMIENTOS DE

PLANOS GEOLÓGICOS

SUBTERRÁNEOS




3.1 APLICACIÓN EN EL CAMPO

Es importante entender el punto de partida de un mapeo geológico subterráneo a

través de 2 principios los cuales son:

3.1.1 CONTINUIDAD LITOLOGICA

CAMBIO DE FACIES

Conjunto de rocas sedimentarias que se pueden clasificar y separar de otras por su

litología, geometría, estructuras sedimentarias o contenido fósil. En función de esto se

obtienen litofacies en cuanto su textura se pueden tener:

Areniscas de tamaño fino sería una facies1, Areniscas de tamaño grueso-medio sería

una facies 2).

También se pueden separar por fósiles (biofacies).Caliza wackestone con

foraminíferos (facies 1) y caliza packstone con lamelibranquios (facies 2).




VARIABILIDAD DE MINERALES

Ahora para realizar un trabajo se tendrá en cuenta que no podemos realizar un mapeo

subterráneo sin haber realizado previamente un mapeo superficial a la zona de interés.

Es dificultoso a simple vista entender que puede suceder y/o tener en el interior de la

tierra, pero puede ser facilitado por condicionantes externos que afloran a superficie.

Durante el reconocimiento del yacimiento mediante labores mineras es necesario seguir

determinadas reglas:

REGLA 1:

El reconocimiento mediante labores profundas solo puede comenzarse luego de un

estudio minucioso de la superficie del yacimiento en base a un levantamiento geológico

detallado y al destape de los afloramientos de mineral útil.




REGLA2:

En la etapa inicial del reconocimiento las labores se practican en las zonas con mayor

perspectiva del yacimiento.

REGLA 3:

Las labores deben atravesar totalmente el cuerpo del mineral útil o las rocas

beneficiales.




REGLA 4:

Las galerías que serán utilizadas durante la explotación se excavan por las rocas de

ganga para que no se produzcan perdidas de materia prima de gran valor en los pilares

de protección, asimismo al elegir la sección de estas labores y la altura de los horizontes.




3.2 PROSPECCIÓN MINERA

Comprende reconocer y explorar (cartografiar, muestrear), un determinado territorio de

la región del país, específicamente la provincia, departamento, conocer su geología,

recursos, estudios que están realizando, historia, proyección de sus recursos, impacto

en la economía regional, nacional e internacional.

Según el 'Dictionary of Geological Tems', (BATES & JACKSON, 1984)

exploración designa la búsqueda de depósitos de minerales útiles o de combustibles

fósiles. En este diccionario no se distingue entre exploración y prospección. El término

'minerales útiles' se refiere a minerales económicamente valiosos. Algunos autores como

HARTMAN (1987) diferencian exploración y prospección en lo que concierne su

objetivo y a partir de este el principio de trabajo aplicado: el objetivo de la prospección




es el reconocimiento general de un yacimiento mineral, la exploración está enfocada en

un reconocimiento detallado del depósito mineral.

La Prospección y la Exploración Como Fases en la Vida de una Mina. Se puede

comparar las etapas de trabajo en una mina con las fases en la vida de una mina. Se

distingue cuatro fases:

1. Prospección

2. Exploración

3. Desarrollo

4. Explotación

La exploración y la prospección son fases estrechamente ligadas y a veces se las

combinan, a menudo los geólogos se ocupan de ellas. El desarrollo y la explotación son

las fases, que en general los ingenieros de minas realizan. Las fases están descritas en la

tabla siguiente.




Tabla: Fases en la vida de una mina según HARTMAN (1987)

Fase Procedimiento Intervalo de

tiempo en

años

Costos por

tonelada

1.

Prospección

Búsqueda de menas

Métodos de prospección: Directo -

física, geología. Indirecto - geofísica,

geoquímica.

Localización de lugares favorables:

Mapas, publicaciones, minas antiguas y

presentes.

Aire: Fotos aéreas, imágenes de

satélite, métodos geofísicos.

Superficie: Métodos geofísicos y

geológicos.

Anomalía - Análisis - Evaluación.

1-3 2-50¢US

2.

Exploración

Dimensión y valor del depósito mineral

Muestreo: Excavación, roza, sondeo.

Assay test - cálculo de grado.

Evaluación: Hoskold formula, discount

method, estudio de factibilidad.

2-5 1¢-1¢US




Valor actual = rendimiento - costos.

3.

Desarrollo

Depósito mineral abierto para la

producción

1. Derechos de minería

2. Estudio del impacto de minería al

medio ambiente

3. Infraestructura

4. Planta

5. Explotación

2-5 25¢-5$US

4.

Explotación

Producción de las menas

Factores, que influyen la selección del

método aplicado son geología,

geografía, economía, medio ambiente,

aspecto social, seguridad.

Métodos mineros son entre otros

explotación a cielo abierto, open pit,

open cast; explotación a grandes cortes,

a cortes con hundimiento.

Monitor costs y reserva económica para

3 a 10 años.

10-30 2-100$US




En la primera fase, en la prospección se quiere lograr un reconocimiento general del

área de interés, localizar una anomalía con las propiedades de un depósito mineral y

reducir su tamaño. La prospección está enfocada en la búsqueda de las menas

ubicadas relativamente cerca con respecto a la superficie aplicando los métodos

directos e indirectos de prospección.

Los métodos indirectos abarcan los métodos geofísicos y los métodos ya mencionados

como el 'remote sensing', el muestreo y los métodos geoquímicas.

OBJETIVOS DE PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN

El primero objetivo de la prospección es la localización de una anomalía geológica con

propiedades de un depósito mineral, un objetivo común de la prospección y de la

exploración es la reducción del área de investigación. Comúnmente las áreas en

consideración se disminuyen de 2500 - 250.000km2 en la primera fase a 2,5 - 125km2

en la segunda fase y la tercera fase a 0,25 - 50km2 en la última fase (BAILLY, 1966).

Un otro objetivo común consta en aumentar las ventajas del área prometedora con

respecto a su explotación rentable, como por ejemplo ocuparse de un camino de acceso

transitable y de un peritaje del medio ambiente. La exploración se finaliza con el estudio

de factibilidad.

Los principales métodos de prospección son geológicos, geoquímicos o geofísicos.




Geológicos Implican el levantamiento o mapeo de la superficie, la identificación

de las rocas aflorantes, así como los fenómenos de alteración en las rocas.

Geoquímica Consiste en el análisis químico de las rocas para buscar evidencias

de los elementos buscados o de otros que sean indicadores (vectores) de la

mineralización.

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.

MÉTODO GEOLÓGICO

El método geológico es un método directo de prospección o exploración

respectivamente (levantamiento geológico y estructural en el terreno) y la base para

todos los demás métodos. Se constituye del levantamiento geológico y estructural de la




superficie, de los afloramientos y como posible del subsuelo (sondeos, minas) en el área

de interés.

El levantamiento geológico en el terreno está

apoyado por los análisis petrográficos,

mineralógicos y geoquímicas en el laboratorio y por

estudios estadísticos de los datos estructurales

obtenidos en terreno. Se distingue los depósitos

minerales primarios, generados directamente por el

magma, los depósitos minerales secundarios formados por procesos de alteración,

meteorización química y mecánica y los depósitos minerales metamórficos, que se deben

a un proceso de metamorfismo.

DEPÓSITOS MINERALES PRIMARIOS




DEPÓSITOS MINERALES SECUNDARIOS

DEPÓSITOS METAMÓRFICOS.




Los depósitos minerales singenéticos se forman simultáneamente con las rocas

encajantes, los depósitos minerales epigenéticos se forman después de la formación de

las rocas de caja.

MÉTODO GEOQUÍMICO

El método geoquímico es un método indirecto de prospección y se ocupa de la

determinación de la distribución y de la abundancia de ciertos elementos como los

elementos indicadores y los elementos exploradores relacionados con un depósito

mineral. Una anomalía geoquímica se refiere a una variación en la abundancia de un

elemento en comparación a su abundancia normal en un área definida. Una anomalía

geoquímica puede ser relacionada o no con un depósito mineral.

Para un reconocimiento geoquímico general se toman las muestras a través de una red

de muestreo irregular o de espaciamiento grande y analizan muestras de sedimentos de

ríos, de suelos y de rocas, en casos especiales se trabajan con muestras de vapor,

vegetación y agua. Según los objetivos (¿De qué muestras se trata? ¿Cuáles son los

minerales/elementos de interés?) se elige el método analítico adecuado como por

ejemplo la espectrometría de absorción atómica para analizar muestras de agua con

respecto a su contenido en Cu, Mo, Zn, Au, Ag, As, F, el análisis de fluorescencia de

rayos X para obtener el contenido en óxidos de elementos de la roca entera. Los

resultados se presentan en un mapa o un perfil geoquímico por medio de isolíneas o es

decir de líneas, que unen los puntos o lugares de la misma concentración de un elemento.




En la prospección geobotánica, que usualmente se considera como una parte de la

prospección geoquímica se estudian la distribución y la asociación de plantas y

variaciones en el crecimiento vegetal.

También la geozoologia, que se ocupa de la observación y del análisis del muestreo de

mamíferos, aves, peces e insectos puede contribuir al reconocimiento de un área

mineralizada.

MÉTODOS GEOFÍSICOS

Los métodos geofísicos son métodos indirectos de prospección o exploración

respectivamente. Por medio de los métodos geofísicos se puede identificar una anomalía

geofísica. El término anomalía geofísica se refiere a una propiedad física de la tierra,

que en un volumen definido difiere apreciadamente con respecto a su valor común o

normal correspondiente a esta área. En un caso favorable una anomalía geofísica

corresponde a un depósito mineral. Una anomalía de gravedad puede ser causada por

ejemplo por un depósito mineral de cromita o por un cambio lateral en la litología de una




arenisca a una dunita (Fig. en preparación). Si la anomalía geofísica detectada por un

método geofísico está relacionada con un depósito mineral o con un otro fenómeno

geológico o físico, se comprueba aplicando otros métodos de prospección como otros

métodos geofísicos, el método geológico y el método geoquímico. Un requisito para el

uso eficaz de los métodos geofísicos es la presencia de diferencias mensurables entre

las propiedades físicas del depósito mineral y las rocas encajantes.

La selección del método y de los métodos más convenientes para un área de interés,

donde se presumen la presencia de un depósito mineral, se funda en todos los datos ya

disponibles como los datos geológicos y físicos, en el consumo de tiempo y en los

costos y depende del avance del proyecto. En la primera fase del proyecto se prefiere

los métodos geofísicos, que contribuyen al reconocimiento general de un área de

interés, como los métodos aéroportados, en una fase más avanzada se aplica los

métodos a partir de la superficie y del subsuelo y aquellos, con que se puede delinear el

depósito mineral ya descubierto como por ejemplo el método gravimétrico.

Los resultados de las mediciones geofísicas o es decir las variaciones encontradas de

una cierta propiedad geofísica se ilustra por medio de mapas y perfiles. Estableciendo

una red de estaciones de observación o trazando varios perfiles paralelos se puede

lograr un modelo tridimensional del subsuelo.

La tabla siguiente da una compilación de los métodos geofísicos principales de

prospección, de sus parámetros importantes, las propiedades físicas mensurables, las




causas principales para las anomalías, la eficaz de los métodos, sus costos y los métodos

de interpretación correspondientes a cada método.

CAMPO DE APLICACIÓN

Desde su introducción en los años 1920 los métodos geofísicos y entre ellos los

métodos sísmicos jugaron un papel muy importante en la exploración del petróleo y de

gas. Con respecto a la minería la aplicación de los métodos geofísicos da resultados

exitosos en la localización de dos tipos de depósitos minerales: depósitos minerales de

sulfuros, sean macizos o diseminados y depósitos de hierro.

Además se exploran otros depósitos por los métodos geofísicos como depósitos de

oro y de cromita pero con menos éxito. Un depósito de sulfuros macizos de cinc, plomo

y cobre que se constituye principalmente de calcopirita, pirita, esfalerita y galenita

(según EVANS, 1992) está caracterizado por alta conductividad, alta densidad y




frecuentemente por alta susceptibilidad magnética debido a la presencia de magnetita

como mineral huésped.

Los métodos electromagnéticos, de resistividad y de polarización inducida, el método

gravimétrico y el método magnético son los métodos geofísicos más aptos para detectar

y delinear este tipo de depósito. La polarización inducida es el método más potente

para descubrir los pórfidos cupríferos y de molibdeno con la asociación de minerales

metálicos de calcopirita, calcosina, bornita, molibdenita y pirita.

METODOS DE EXPLORACION ADECUADOS




MÉTODO MAGNÉTICO

Se utiliza un magnetómetro para medir la intensidad del campo magnético de la tierra.

Las desviaciones de la intensidad magnética son causadas por cambios en las

concentraciones de minerales ferrosos naturales (por ejemplo: magnetita) o por la

presencia de metales ferrosos.

Las medidas magnéticas pueden utilizarse para la cartografía geológica para

proporcionar un aproximado del grosor de los sedimentos no magnéticos que cubren la

roca magnética y el alquiler de la estructura y los defectos en la roca magnética. Se

utilizan generalmente las medidas magnéticas para localizar y cartografiar los metales

ferrosos enterrados (por ejemplo: residuos metálicos, barriles o los tanques

subterráneos y utilidades).




APLICACIONES:

• Cartografiar las estructuras geológicas y estratigrafía

• Identificar los objetos ferrosos naturales y aquéllos fabricados por el Hombre

• Cartografiar las características del “carst” en los suelos magnéticos y la roca

VENTAJAS:

• Las medidas son relativamente fáciles de hacer.

• No exige contactos intrusos al suelo.

• Transportado a mano o por vehículo.

• En método continuo y/o asistido por un GPS integrado.

• Ventajoso en los sectores donde el terreno es accidentado.

• Muy económico puesto que ningún corte de línea es necesario.

http://geofisicatmc.com/images/service01




PRESENTACIÓN DE LOS DATOS

• Después del tratamiento de los datos, se presentan los

resultados magnéticos como un mapa contorno color que

muestran la intensidad de desviación magnética; de las lecturas

más bajas (azul) al más alto (rosa).

• Las medidas pueden también presentarse como un mapa

perfile donde se incluyen las lecturas en su punto de localización.

• Cuando las medidas se adoptan con un sistema de gradiómetro, estos resultados

también se presentan como un mapa contorno color.

LOS MÉTODOS ELÉCTRICOS

Los métodos eléctricos se basan en tres fenómenos y propiedades asociadas con rocas

1. La resistividad o es decir el reciproco de la conductividad = determina la

'cantidad' de la corriente, que pasa por una roca al aplicar una diferencia

potencial específica.

2. La actividad electroquímica causada por los electrolitos, que circulan en el

subsuelo = la base para los métodos magnéticos, de potencial propio y de

polarización inducida.




3. La constante dieléctrica indica la capacidad de material rocoso de guardar carga

eléctrica y determina parcialmente la repuesta de formaciones rocosas a las

corrientes alternas de alta frecuencia introducida en la tierra a través de los

métodos inductivos o conductivos.

La resistividad específica se define como la resistencia R de un cilindro conductivo con

una longitud unitaria l y una dimensión unitaria de su sección transversal S.

Los factores, que determinan la resistividad eléctrica de una roca, son los siguientes:

Porosidad

Composición química del agua, que llena los espacios porosos de la roca, como

su salinidad por ejemplo.

Conductividad de los granos minerales, aún en la mayoría de los casos es un

factor mucho menos importante en comparación a los dos factores anteriores.

APLICACIONES DE LOS MÉTODOS ELÉCTRICOS Y

ELECTROMAGNÉTICOS: Son los siguientes:

Los contrastes en la resistividad específica de las rocas, que construyen el subsuelo

permiten el levantamiento electromagnético en la superficie y relacionar sus resultados

con estructuras geoeléctricas situadas en la profundidad. Algunas rocas tienden tener

una resistividad específica anormalmente baja o es decir una conductividad




anormalmente alta respecto con las rocas en sus alrededores. En estos casos se puede

ubicar tales rocas midiendo las anomalías de resistividad en la superficie.

Muchos sistemas geotermales están asociados con rocas altamente conductivas

situadas en la profundidad. Los métodos eléctricos y electromagnéticos no alcanzan las

resoluciones altas de las reflexiones sísmicas.

ACTIVIDAD ELECTROQUÍMICA:

La actividad electroquímica en las rocas depende de su composición química y de la

composición y de la concentración de los electrolitos disueltos en el agua subterránea,

que está en contacto con las rocas. La actividad electroquímica determina la magnitud y

el signo del voltaje desarrollado cuando la roca está en equilibrio con el electrolito.




La actividad electroquímica en la profundidad es responsable para los potenciales

propios medidos en la superficie.

Dos electrodos se insertan en el subsuelo y se aplican un voltaje externo a ellos, un flujo

de corriente atravesará por la Tierra desde un electrodo al otro. Las líneas de flujo de

la corriente siempre son perpendiculares a los planos equipotenciales. A lo largo de los

planos o superficies equipotenciales el potencial es constante. La variación del

potencial o del voltaje respectivamente superpuesto a los electrodos A y B se

distribuye a lo largo del espacio ubicado entre ambos electrodos.

MÉTODO GRAVIMÉTRICO

La gravimetría es un método muy importante en la búsqueda de depósitos minerales.

Este método aproveche las diferencias de la gravedad en distintos sectores. La

gravitación es la aceleración (m/s2)de un objeto qué esta cayendo a la superficie. La

gravitación normal (promedia) en la tierra es 9,80665 m/s2 . Los cuerpos mineralizados

pueden aumentar la gravitación en una región determinada porque rocas de mayor

densidad aumentan la aceleración.

El gravímetro es un equipo que puede medir diferencias muy finas en la gravedad.

Principalmente cada balanza es un "gravímetro" porque una balanza mide el peso de un

objeto. Peso significa la potencia que aplica la aceleración a un objeto (el objeto quiere

bajar. La manzana tiene un peso porque quiere caer al piso, solo la mano no permite).




MÉTODOS SÍSMICOS DE EXPLORACIÓN

Los métodos de exploración sísmicos se basan en la generación de ondas sísmicas por

ejemplo por medio de una explosión o por medio de un rompedor de caída. Las ondas

sísmicas son ondas mecánicas y elásticas, pues que las ondas sísmicas causan

deformaciones no permanentes en el medio, en que se propagan. La deformación se

constituye de una alternancia de compresión y de dilatación de tal manera que las

partículas del medio se acercan y se alejan respondiendo a las fuerzas asociadas con las

ondas, como por ejemplo en un elástico extendido. Su propagación se describe por la

ecuación de ondas.




TIPOS DE ONDAS SÍSMICAS:

Existen ondas de compresión, ondas transversales y ondas superficiales como Love o

Rayleigh.

COMPORTAMIENTO:

Los parámetros característicos de las rocas, que se determina con los métodos sísmicos

son la velocidad de las ondas p y s, el coeficiente de reflexión, la densidad. Propiedades

de las rocas, que influyen estos parámetros son:

a) Petrografía, contenido en minerales.

b) Estado de compacidad.

c) Porosidad = porcentaje o proporción de espacio vacío (poros) en una roca.

d) Relleno del espacio vacío o es decir de los poros.

e) Textura y estructura de la roca.

f) Temperatura.

g) Presión.




Una variación en una de estas propiedades de la roca puede ser relacionada por

ejemplo con un límite entre dos estratos litológicos, con una falla o una zona de fallas,

con un cambio en el relleno del espacio poroso de la roca.

Las velocidades de las ondas en diferentes medios:

Medio

Velocidad de la onda

primaria (vp) en m/

seg.

Velocidad de la onda

secundaria (vs) en

m/seg.

Granito 5200 3000

Basalto 6400 3200

Calizas 2400 1350

Areniscas 3500 2150




3.3 MAPEO HORIZONTAL Y VERTICAL

LOS MAPAS

Si la planificación ha sido la adecuada, ahora todo o casi todo depende del

geólogo. La principal herramienta de trabajo de este son los mapas geológicos.

Un mapa es una representación gráfica y métrica de una porción de territorio

generalmente sobre una superficie bidimensional.




ACCIONES PREVIAS AL LEVANTAMIENTO

Limpiar las paredes, frente y techo del tramo de túnel.

Materializar con puntos topográficos en el techo, el eje del túnel.

Se debe llevar un mapa del tramo del túnel a estudiar con la información

que se desea verificar o se espera encontrar, para obtener una mejor

correlación de estructuras, sin dejar de levantar los datos lito-

estructurales nuevos.

REQUERIMIENTOS DE EQUIPOS BÁSICOS PARA LA

REALIZACIÓN.

Base topográfica a escala 1:500 ó 1:200 actualizado y detallado.

Libreta de campo del respectivo túnel, lápices y colores.

Lámpara halógena.

Tabla con cubierta de plástico para proteger la libreta de la

humedad.

Brújula, martillo, navaja, lupa, ácido clorhídrico, bolsas de plástico,

marcador indeleble, etiquetas para muestras.

Equipo de protección personal.




PROCEDIMIENTO:

1. Ubicarse en el inicio del tramo a estudiar.

2. Se hace un recorrido rápido del tramo del túnel a mapear, tratando de

identificar litologías, mineralizaciones y principales estructuras, es decir

habituarse al ambiente.

3. Se realiza la descripción litológica, teniendo en cuenta las características

petrográficas y mineralógicas, texturales, estructurales de cada uno de las

rocas presentes, y representarlo posteriormente en un plano o mapa.

Lo primero que hay que definir es el nivel de cartografía, es decir, la altura

sobre el piso de la galería a la que se va a representar el mapa de planta.

Las observaciones se hacen en las paredes o hastíales a 1.5m del piso

(señalar estaciones)




En la mayoría de los casos se puede asegurar que las líneas naturales no

Son rectas... las fallas, más que cualquier otra línea, son las que más se

aproximan a serlo, pero examinándolas a fondo siempre revelan ligeras

oscilaciones curvas




Representación de la geología que se observa en la representación 3D

anterior al mapa de planta.

GRADIENTE

Se define como la relación del cambio Dv (elevación) con respecto

al variación Dh (recorrido) para una línea no Vertical.

Inclinación de un terreno natural o constructivo con respecto a la

horizontal.

Tang B= (Dv/ Dh)* 100 %

Y=Dv

100%

X=Dh

A

B




FINALIDAD DEL GRADIENTE.

Tendido de rieles con cierto grado de pendiente.

Que salga el drenaje (agua) del interior y no se acumulen.

Que se mantengan todos labores en Orden y Limpieza

Que el acarreo de mineral salga con mayor facilidad.

Para mantener una pendiente y dirección adecuado del túnel.

LEVANTAMIENTO DE PERFILES DE UNA LABOR

MINERA.

Levantamiento de labores inclinadas.

Se procede la misma operación igual que en las galerías, la diferencia esta en leer

ángulos verticales bastante pronunciados, y las chimeneas comunican

generalmente de galería a galería. Si la pendiente de la labor es constante, se

mide su inclinación con ayuda de un teodolito o de un eclímetro. Se mide con la

cinta la longitud siguiendo la pendiente y se calcula la altura vertical

correspondiente de acuerdo a las cotas y fórmulas existentes.




3.4 PERFORACIÓN DIAMANTINA Y AIRE

REVERSO

No cabe duda de que la Historia de las Perforaciones Diamantinas, están

estrechamente relacionadas a la Historia de las Perforaciones Petroleras y sobre el

respecto según el SEED.

Hace mucho tiempo, la gente generalmente perforaba en busca de agua, no de

petróleo. En realidad, ¡se enfadaban cuando por accidente hallaban petróleo, pues

éste contaminaba el agua! Los primeros pozos se perforaron para extraer agua y usarla

luego para beber, lavar, regar y también para salmuera, utilizada como una fuente de sal.

No fue sino hasta el siglo XIX que la perforación en busca de petróleo, se convirtió en

una práctica generalizada, ya que la industrialización aumentó la necesidad de

productos derivados del petróleo.

La perforación rotativa ha reemplazado ampliamente a la de herramienta de cable. Con

esta técnica, la barrena de perforación se encuentra en el extremo de una tubería

rotativa. El proceso es similar al que se usa con una mecha manual eléctrica o taladro,

que se usa para perforar madera. Pero en vez de perforar unos pocos centímetros en la

madera, los pozos modernos pueden alcanzar miles de metros dentro de la tierra.

Cuando se perfora madera, los recortes salen del hoyo a través de ranuras en espiral a

lo largo de la mecha. Esto funciona para un hoyo poco profundo, pero no para un pozo

profundo. En ese caso, los recortes se llevan a la superficie junto con el lodo circulante.

La perforación diamantina en la actualidad, teniendo en cuenta que la tecnología en las

operaciones de perforación de pozos exploratorios cada día es más avanzada, es

obligación estar al tanto de estos avances.




La perforación diamantina utiliza un cabezal o broca diamantada, que rota en el extremo

de las barras de perforación (o tubos) (Fig. 1). La abertura en el extremo de la broca

diamantada permite cortar un testigo sólido de roca que se desplaza hacia arriba en la

tubería de perforación y se recupera luego en la superficie. Los tamaños estándares

básicos son 7/8 pulgadas (EX), 13/16 pulgada (AX), 1 5/8 pulgadas (BX) y 21/8

pulgadas (NX). La mayoría de barras de perforación son de 10 pies de largo (3,048 m).

Después de los primeros 10 pies de perforación, se atornilla una nueva sección de tubo

en el extremo superior y así sucesivamente. El cabezal diamantado gira lentamente con

suave presión mientras se lubrica con agua para evitar el sobrecalentamiento. La

profundidad de perforación se estima manteniendo la cuenta del número de barras de

perforación que se han insertado en la perforación.

.Dentro de la tubería de perforación hay otro tubo interno, que tiene un mecanismo de

cierre conectado a un cable de acero. Al final de cada serie de 10 pies, el cable se

utiliza para izar el tubo que contiene el testigo de roca a la superficie donde se puede

recuperar. El testigo se almacena en cajas especialmente diseñadas que contienen

compartimentos para mantener secciones del testigo. Las cajas estándar son de 2,5

pies de largo (0,762 m) y contienen cuatro compartimentos, así que permiten almacenar

tres metros de testigo en cada caja, pero también hay cajas de 3,3 pies de largo (1,02 m)

con 3 compartimientos. El testigo de perforación primero se lava y se registra (“loguea”)

por un geólogo calificado, y luego se divide por la mitad para obtener una muestras para

los análisis geoquímicos. Para obtener un testigo de sondaje se requiere gastar mucho

tiempo, esfuerzo y dinero, por lo que su estudio y registro debe hacerse con mucho

cuidado. Se utiliza un formulario de “logueo” (registro) normalizado para mapear el

testigo. El formulario tiene columnas para cada uno de los tipos de información que se

3.4.1 Perforación Diamantina




registra, con marcas de graduación indicando el metraje. La información generalmente

incluye el % de recuperación, litología, alteración, mineralización, los datos de calidad de

la roca (RQD), y detalles estructurales.

A pesar que el rumbo y manteo de estructuras planas, como estratos, foliación, fallas y

vetas respecto al eje del sondaje no se conocen, el ángulo de estas estructuras con

respecto al eje del sondaje se registra, ya que proporciona información valiosa acerca

de la geometría de las estructuras en sub-superficie. También se pueden realizar

pruebas de minerales, incluyendo prueba de fluorescencia (para scheelita), pruebas de

efervescencia con HCl diluido (carbonato de alteración), o tinción de minerales

(feldespatos o carbonatos). A menudo, el sondaje también se fotografía para un

registro gráfico. El % de recuperación es el cociente entre la longitud del testigo real

comparado con el intervalo de perforación indicado. Los huecos y zonas de fractura

pueden causar una pobre recuperación. Por ejemplo, si una perforación de 3 m obtiene

2,4 m de testigo, la recuperación es del 80%.

Perforación

Constituye la culminación del proceso de exploración de minerales.

La perforación proporciona la mayor parte de la información para la evaluación final de

un prospecto y en última instancia, determinará si el prospecto es explotable

económicamente. Los análisis químicos de las muestras de testigos de sondajes son la

base para determinar la ley media del depósito mineral.

El cuidadoso registro de las muestras de testigos de sondajes ayuda a delinear la

geometría y el cálculo del volumen de mineral y proporciona importantes datos

estructurales.




La perforación diamantina utiliza un cabezal o broca diamantada, que rota en el extremo

de las barras de perforación (o tubos). La abertura en el extremo de la broca

diamantada permite cortar un testigo sólido de roca que se desplaza hacia arriba en la

tubería de perforación y se recupera luego en la superficie.

Broca diamantada

Los tamaños estándares básicos son 7/8 pulgadas (EX), 13/16 pulgada (AX), 1 5/8

pulgadas (BX) y 21/8 pulgadas (NX). La mayoría de barras de perforación son de 10

pies de largo (3,048 m).. La profundidad de perforación se estima manteniendo la

cuenta del número de barras de perforación que se han insertado en la perforación.




La perforación mediante diamantina tiene por objeto obtener un testigo continuo de

roca para su caracterización y análisis químico y pruebas metalúrgicas.

Una maquinaria puede perforar en diámetro BQ hasta los 1030m, NQ hasta los

800m, HQ hasta los 535m y PQ hasta los 315m.

Perforación Diamantina con fines de prospección minera, sondeos de hasta 800m. en

diferentes direcciones, con medidas de inclinación y azimut. Mina Pachapaqui – Ancash




Perforación Diamantina con fines de prospección minera, sondeos en diferentes

direcciones, con medidas de inclinación y azimut. Mina La Quinta- Arequipa

El perforador escucha la máquina de sondaje con mucho cuidado para evaluar la

condición de la perforación abajo. Ajustará la velocidad de rotación, la presión y la

circulación del Cabezal de perforación de diamantina.

Máquina de perforación

* Sistema rotación hidráulico

* Sistema lubricación (Aditivos perforación)

* Tubería perforación.

* Broca de corte ( PQ, HQ, NQ, BQ )

* Reaming shell.

* Core barel




* Tubo interior

BROCA DE PERFORACION

• Fabricado a base de Tungsteno y Diamantes.

• Tiene huecos en la zona diamantada para permitir la salida del agua.

• Cavidad en el centro para que ingrese la muestra que va cortando.

• Encabezando la tubería

REAMING SHELL

• Llamado escariador.

• Va conectado inmediatamente después de la broca.

• Su función es ensanchar el pozo y limpiar todo el sedimento que queda

después del corte que realiza la broca.




TUBO INTERIOR:

• Va inmediatamente a continuación de la broca.

• En su interior contiene la muestra recuperada .

• Existe varios tipos de tubo interior los mas usados son el tubo interior partido

y el tubo interior cromado.

CORE BAREL:

• Es el portador del tubo interior,

• Constituye la unión entre el reaming shell y la tubería de perforación y tiene

una longitud de 2.65 mts. Aproximadamente.




¿Qué es un Fluido de Perforación?

Es una mezcla de un solvente (base) con aditivos ó productos, que cumplen funciones

físico-químicas específicas, de acuerdo a las necesidades operativas de una formación a

perforar.

En el lenguaje de campo, también es llamado Barro o Lodo de Perforación, según la

terminología más común en el lugar

Agua para diferentes tipos de roca y las condiciones de perforación con el fin de evitar

problemas, tales como que quede la broca atascada o recalentamiento del cabezal

diamantado. Las rocas muy fracturadas (a menudo encontradas cerca de la superficie),

además del riesgo que las barras se atasquen, pueden dejar escapar el agua, con el

consiguiente recalentamiento de la broca. El problema se reduce al mínimo mediante la

inyección de "lodo de perforación" (o aserrín u otros materiales) en la perforación para

"tapar" las fracturas y evitar la fuga de los fluidos.

Funciones del fluido:




• Sostener la pared Del pozo evitando su desmoronamiento.

• Cargar los cascajos perforados por la broca.

• Mantener los sólidos en suspensión durante la ausencia del bombeo.

• Prevenir la hidratación de formaciones reactivas.

• Prevenir daños a la formación productora.

• Lubricar la columna de perforación.

• Resfrescar la broca.

Equipo de Seguridad




COORDINACIONES

Iniciamos el trabajo con la aprobación del Dpto. de Geología, el cual después de

revisar y verificar la ubicación y área de trabajo, autoriza y coordina los preparativos de

personal idóneo, equipos y material correspondientes para dar inicio a la perforación.

Coordinación con el Jefe de Operaciones y gestionar los permisos respectivos para

habilitación de accesos con apoyo del personal asignado a su cargo y dar facilidad al

movimiento de tierras y equipos de perforación

Chequeo de la ubicación del punto con el personal de la contratista Diamantina y con

el Ing. Supervisor de la perforación

Traslado de la maquina diamantina, el personal de la contratista toma las medidas de

seguridad para proceder a la movilización de sus equipos asegurados, posteriormente

se comunica al Jefe de Operaciones el movimiento de los equipos para que tenga

conocimiento de los lugares donde se está movilizando la maquinaria pesada y no haya

ningún tipo de colisión o accidentes




Instalación de la maquina en el punto; el personal de la contratista adecua la maquinaria

a comodidad para un buen trabajo con responsabilidad y seguridad manteniendo la

perforadora horizontalmente con ayudas de gatas hidráulicas y tacos de madera.

Pozo para almacenamiento de lodo de la perforación, evitando algún tipo de posible

contaminación del medio ambiente.

Operación de perforación

• Se observa a un operador operando la maquinaria de perforación.

• Seguidamente viene la conexión de los tubos de perforación

MANIPULACION DE TESTIGOS

Desde su obtención, el testigo debe ser cuidadosamente tratado

Obtenido el testigo del tubo de muestra o portatestigo (core barrel) éste será

depositado en una canaleta para efectuar el lavado; medición de la longitud para

calcular la recuperación, lineal, medida del RQD, etc.

Luego será cuidadosamente trasladado a las cajas portatestigo y

acomodado sucesivamente de acuerdo a su profundidad.




El orden de izquierda a derecha, colocando los tacos de madera

(donde se debe anotar el número de taladro y su profundidad en

pies), para separar una corrida de otra.

En el campo se recibe los testigos en cajas (las que Perforación Diamantina las

proporciona lavadas, enumeradas y metradas), para luego ser trasladadas al área de

Muestrería – Geología

En cuanto al material de la caja es de madera, con su respectivo diseño y

acondicionado para llevar las muestras de Core, que están distribuidas en un separador

de 5 canales de 61 centímetros cada una. En el caso de los separadores se cambian

estos dependiendo de las líneas de perforación HQ y NQ.

Es el seccionamiento en forma longitudinal del core por la mitad, una parte es enviada a

concentradora mientras que otra parte es almacenada para estudios posteriores




Se trata la muestra fina para su análisis, por diferentes procesos químicos de acuerdo a

los elementos que se requiera y así obtener resultados de ensayos para diferentes

elementos. Luego del proceso de análisis de la muestra se envía los resultados a

Geología.

OBTENCION DE RQD, % RECUPERACION Y GRAVEDAD

ESPECÍFICA




EJEMPLO DEL CÁLCULO DE R.Q.D

PROCESAMIENTO DE LAS MUESTRAS DIAMANTINAS :

1) EN EL CAMPO

Lavado e instalación de la muestra: Es necesario lavar el testigo y con una brocha

desprender de ella el lodo de perforación o cualquier otra sustancia extraña, tratando

de que el material triturado no se pierda, luego se le reconstruye colocándolas piezas

extraidas del testigo unas a otras y tratando de coincidir las fracturas para calcular el

porcentaje de recuperación lineal del testigo. Después se coloca en una caja de madera

con divisiones especiales de tal manera que pueda condicionarse 10 pies al final de cada

carrera se le coloca un taco de madera donde se anota el numero de taladro y la

profundidad en pies.




2) REPORTE DE LA MUESTRA

Este reporte es obligatorio y debe ser preparado de acuerdo con el perforista,

constituyendo la única fuente de información para conseguir lo que se quiere en el

laboratorio

3) EN LA SALA DE MUESTRAS

La gravedad especifica se realiza la conversión de pies a metros de los datos que vienen

en los tacos o tarjetas luego se determina el intervalo en el que la roca uniformemente

sacada y que mide de 2 a 3 metros. Se relaciona la muestra representativa de cada

intervalo para la determinación de la gravedad específica para lo cual se usa una balanza

apropiada con aproximación de decimas de gramos, 1ro se muestra el peso de la

muestra en el aire, luego en agua, la diferencia será el volumen, la división que se calcula

entre el peso del aire y el volumen nos dará la gravedad específica para cada intervalo.

Registro geológico (logeo): se anota los intervalos, las características de alteración,

estructura, lixiviación, mineralización, tipo de roca y cualquier otra observación que se

estime por conveniente.

4) PESO Y PARTICIÓN DE LA MUESTRA

Se ejecutan simultáneamente, se pesa en una balanza adecuada la caja conteniendo el

testigo, luego se procede a su partición mediante un seccionador de muestra (core

Spliter) hasta partir toda la muestra contenida del intervalo en la caja en dos, una mitad

es utilizada para el archivo y la otra enviada al laboratorio.




5) ENVIÓ AL LABORATORIO

La muestra que se envía al laboratorio se envasa en bolsas debidamente identificadas y

con sus debidas tarjetas la muestra, chancada, cuartea analizada generalmente por Cu

total y molibdeno.

6) CÁLCULO EN OFICINA

Porcentaje de recuperación de la muestra: Necesitamos encontrar el peso teórico del

intervalo de la muestra para lo cual se multiplica la longitud de dicho intervalo en metros

por la gravedad especifica y por un factor previamente calculado, luego ese peso lo

comparamos con el peso real del testigo, obtendremos en porcentaje de recuperación

del testigo .El factor varía de acuerdo al diámetro del testigo por ejemplo: Del tamaño

NC el factor es 2.92NX el factor es 1.50 etc. Cada mes se obtiene el promedio de los

porcentajes de recuperación total de la muestra del taladro perforado.-

Compositos por bancos (15 m) Se calcula partiendo de la elevación del collar del

taladro y se va restando paulatinamente cada taladro hasta llegar a la altura del próximo

banco para queen el laboratorio químico puedan analizar las leyes por compositos se

asigna a cada metro 20 gr de muestra, o sea un banco completo debe estar

representado por 300 gr de la misma. Se aprovecha para efectuar análisis por

compositos deSiO2, Al I O2, CO3Ca u Oca3 intervalos Regulares: para facilitar

las observaciones y chequeos posteriores es necesario calcular las leyes de Cu por

intervalos de cada 2 m.




Historia: La perforación aire reverso, circulación inversa o circulación reversa fue

desarrollada a comienzos de la década del 1970 ante la dificultad para perforar

barrenos en algunos tipos de mineral de hierro blando y arenas minerales.

Los primeros tubos para perforación aire reverso fueron fabricados en Kalgoorlie en el

Oeste de Australia, por Bruce Metzke y John Humphries, que sacaron la idea de una

configuración de tubos usada a veces en la industria petrolera de Estados Unidos.

Los pioneros de la perforación aire reverso usaron brocas cilíndricas tricónicas con

zapatas, obteniendo muestras con una precisión nunca vista. Pronto se desarrollaron

colectores y adaptadores. Esta nueva técnica permitió el uso de martillos

convencionales lo que significó que la perforación aire reverso pudo ser empleada en

cualquier condición de suelo.

3.4.2 PERFORACION POR AIRE REVERSO

Brocas cilíndricas tricónicas




Mejores tasas de penetración y costos ventajosos provocaron el éxito de dicha

perforación. A fines de la década de 1980, se perforaron más de dos millones de

metros anuales sólo en el Oeste de Australia, donde la perforación aire reverso es

actualmente el método más usado en perforación de exploración.

Con un martillo convencional, hay riesgo de contaminación cuando las muestras son

transportadas entre los tubos de perforación, el martillo y las paredes del barreno al

sub colector. A comienzos de la década de 1990 comienzan las demandas de muestras

más limpias y se desarrolló el primer martillo verdaderamente de circulación reversa con

recolección de muestras en el frente de la broca y la extracción del detritus por el centro

del martillo al tubo de perforación de paredes dobles.

Tubo de perforación de doble pared

evitando la contaminación de la muestra

centro del ma

http://www.mineriaonline.com.pe/userfiles/file/380/380_PERFORACIONGRAFICO2.jpg




En los últimos 10 años la perforación aire reverso ha sido muy efectiva en proveer

muestras geológicas, en cerca de 1/3 del costo de los métodos convencionales.

Ahora es, sin duda, el método más común y usado en las perforaciones de exploración

minera.

Definición: Los sondeos por aire reverso son muy populares, y están en uso desde los

años 70. El sistema permite la recuperación de cuttings (detritus) por inyección de aire

o agua a través de un sistema de pared doble, que evita los problemas de contaminación

que se producen en el sistema percusión-rotación. Son de gran velocidad y en algunos

casos pueden ser implementados como sistemas duales.

Perforadora AK-201




Agentes en la perforación por aire reverso: Se emplean los siguientes agentes:

Aire: Se usa para lubricar, enfriar y retornar la muestra triturada desde el fondo del

taladro hacia fuera a través de barras de doble pared permitiendo recuperar los ripios u

detritus producidos en el fondo con un mínimo de contacto con las paredes del pozo.

Es el fluido principal para el barrido de detritus.

Lodo: Es una mezcla de diferentes aditivos y compuestos para la perforación.

Esto sirve para lubricar, refrigerar la broca y la columna de perforación,

contribuye a la limpieza de los cuttings para evitar obstrucciones en la

perforación, reduce la filtración de agua, fortalece la pared del pozo para evitar

derrumbes y ayuda a la velocidad de corte.

Agua: Se usa en minería subterránea y su propósito es disminuir la polución que

genera el sondaje, pero el hecho de generar un cutting líquido baja la calidad de

éste, por lo cual no es recomendable utilizarlo.

Partes de una perforadora por aire reverso: Las partes principales constan de:

Máquinas hidráulicas.

Compresor de aire.

Tubería doble pared.

Tricono o martillo de fondo.

Aditivos de perforación




Compresor de aire: La perforación con aire reverso requiere de un equipo mucho más

grande, incluyendo un compresor de aire de alta capacidad, usualmente montado en un

camión.

Tubos de perforación: Actualmente existen cinco tamaños de tuberías de perforación

de pared doble. Los tres primeros tamaños se usan comúnmente en el muestreo de

minerales. Los otros tamaños se usan primordialmente en pozos de agua y en

perforaciones de uso ambiental.

La tubería de perforación de pared doble está diseñada de tal forma que todo el torque

y el peso instantáneo, asociados con la perforación rotatoria, son transmitidos a la

pared externa. La tubería interna es cambiable y se hace debido al gasto o daños

anormales. En la mayoría de los casos, la duración de la tubería pasa de los 35,000 m de

Compresor de aire montado en un camión




perforación, aún cuando muchos contratistas y compañías mineras han conseguido un

mejor rendimiento.

Debido a que la tubería de perforación sostiene la pared del pozo tal como lo hacen los

estabilizadores, la circulación se hace internamente y se elimina entonces la necesidad

de revestimiento. Este proceso es el responsable de la capacidad del método a

circulación inversa para perforar formaciones que se derrumban, están fracturadas, o

son poco consolidadas, lo mismo que en cavernas, fracturas y minas abandonadas.

Tricono: Herramienta de tres conos con diamante de tungsteno expuesto, que tritura

la roca mediante la rotación y con la cual se recuperan las muestras en forma de polvo,

cutting o recortes.

Tubos de perforación de doble pared




Martillo: Herramienta neumática que se caracteriza por tener una broca en su parte

inferior. Esta tiene botones con diamante de tungsteno expuesto y rompe la roca por

percusión.

En la mayoría de los casos, como en el caso de formaciones duras, se usa un martillo de

aire para incrementar la velocidad de perforación y reducir los costos en el uso de

brocas. La tendencia actual, es la de perforar lo máximo posible con el martillo y luego

cambiar a una broca tricónica para terminar el pozo. La profundidad de perforación del

martillo está dictada por la cantidad de agua dentro del pozo. Para adaptar el martillo de

aire convencional a la tubería de doble pared de perforación, se usa un intercambiador

(Interchange). El intercambiador tiene un ángulo que sirve para enviar el aire

comprimido al martillo. Este aire opera el martillo y empuja las muestras hacia arriba

entre el martillo y la pared del pozo y de allí al intercambiador, desde donde es enviada al

Martillo con tricono Tricono




centro de la tubería de perforación. Un número limitado de condiciones requiere brocas

tricónicas solamente.

En este caso, el tamaño de la broca es normalmente un tamaño ligeramente más grande

que el diámetro externo de la tubería y por esto el pozo se perfora con una tolerancia

muy reducida. Por ejemplo, cuando se usa una tubería de 4-½” de diámetro externo

(114.30 mm), si es necesario el pozo se comienza a perforar con una broca de 5-¼ (135

mm), luego si es necesario, se reduce a una broca de 5-1/8” (130 mm) y finalmente a 5’

(127 mm).

Ahora existe una broca con el centro abierto para usar en formaciones blandas o

medianas tales como carbón, lignito, fosfatos, areniscas y formaciones cuaternarias.

Estas brocas han tenido éxito en conseguir muestras grandes, astilladas y enteras a

profundidades de hasta 820 m.

Martillo con broca en su parte inferior




El martillo puede ser de dos tipos:

Martillo en cabeza: La percusión se realiza directamente sobre la broca de perforación,

mientras que la rotación se efectúa en el exterior del barreno.

Martillo en fondo: En estas perforadoras dos de las acciones básicas, rotación y

percusión, se producen fuera del barreno transmitiéndose a través de una espiga y

varillas hasta la broca de perforación. Los martillos pueden ser adicionalmente

neumáticos o hidráulicos.

Martillo de fondo




Obtención de la muestra

Se inyecta aire y/o lodo de perforación a presiones entre 100 – 300 PSI hacia una

cámara exterior de un tubo o barra de perforación de doble pared es decir entre el

espacio del tubo interior y el tubo exterior al cuál se le denomina espacio anular. Este

tubo de perforación de doble pared evita la contaminación que suele producirse en el

sistema percusión – rotación.

Luego de la inyección con la presión adecuada, la muestra que ha sido triturada o los

fragmentos de roca (cuttings) ya sean por la rotación y/o la percusión de la broca de

fondo ingresa por los orificios con los que cuenta el tricono y/o martillo levantándolos y

transportándolos por el tubo interior hacia el exterior donde se recuperan.

Tubos de perforación de pared doble




La muestra (astillas o fragmentos de roca) es expulsada por una manguera de 3” de

diámetro (aprox.); esta muestra viaja a una velocidad tan alta que es preciso disminuirlas

utilizando un ciclón, el cual sirve como amortiguador. La tubería de retorno dirige el flujo

de fragmentos de roca a deslizarse por la pared interior de la cámara del ciclón y luego

hacia abajo en espiral hasta la parte inferior del ciclón, perdiendo velocidad en el

proceso.

Sondaje de aire reverso con cabezal de tricono, mostrando el

flujo de aire comprimido a través de las barras de doble cámara

Ciclón




Luego la muestra (cuttings) cae a un cuarteador donde se recoge continuamente a

medida que avanza la perforación y constituyen la muestra del subsuelo. Es acá donde

el muestrero y el geólogo harán la toma y el análisis respectivo de ésta.

El método de recolección de muestras es de suma importancia. Dependiendo del

tamaño del comprensor de aire utilizado y la profundidad del pozo, la muestra se

descarga por medio de una tubería de 4 1/2” (114.30 mm) a velocidades entre 1,500 y

4,300 m por minuto.

Como se dijo antes, el ciclón de descarga sirve para disminuir la velocidad con que viene

la muestra y también para recuperar las muestras. En la mayoría de los casos el geólogo

no necesita toda la muestra y una técnica aceptable es la de partir la muestra en el

mismo pozo.

Ciclón y cuarteador




Un repartidor de muestras triple se puede usar debajo del ciclón cuando se perforan

formaciones pegajosas o húmedas. La unidad de partes de 1 en 2, 1 en 4, o 1 en 8,

depende del uso de un sistema sencillo, doble o triple.

Un vibrador activado por aire se usa en la unidad para asegurar el paso de la muestra

por las ranuras.

La extracción y cuarteo de muestras en perforación por aire reverso presenta dos

condiciones:

A) En condiciones secas: Por lo general, se recoge 1/8 del total recogido. El cuarteador

se compone de niveles, cada uno de los que divide la muestra a la mitad. Después de la

división tercer nivel 1/8 de la muestra total original permanece, que se recoge en un

recipiente o un cubo.

Cuarteador cuando la muestra está seca

secas




B) Con agua: Cuando la perforación llega a la profundidad del nivel freático, se puede

utilizar un cuarteador rotativo "húmedo". El separador húmedo gira y divide la muestra

utilizando una serie de aletas, de forma similar a las aletas de una turbina. Estas dirigen

los materiales a una tubería que los canaliza hacia un balde. La repartición de la muestra

puede alterarse en forma variable, cerrando o abriendo una o más de las secciones

(cónicas) localizadas dentro de la circunferencia del repartidor.

Cuarteador cuando la muestra está con agua

secas




Las barras de perforación para aire reverso son por lo general ya sea de 6" (15,2 cm) y

8" (20,3 cm) de diámetro y 20 pies de largo (6,096 m). Cada barra es muy pesada y

requiere el uso de una grúa o "winche" para levantarla y colocarla sobre el agujero de

perforación.

Aplicaciones de la perforación por aire reverso:

En exploraciones mineras se usa este tipo de perforación para:

Sondaje y muestreo de suelos mediante aire reverso (RC)

Perforación en zonas de rellenos (pilas de lixiviación) y suelos inestables.

Exploración de recursos.

Pozos para desagüe minero.

Construcción de pozos para geoenergía.

Obtención de la muestra mediante un sistema de perforación por aire reverso




"En el interior de una mina está muy restringido por la contaminación que pueda

provocar, por los malos resultados desde el punto de vista de la calidad de la

información de la muestra”

Fuera de la exploración minera, la circulación inversa se usa en todo el mundo para

muchas actividades de perforación tales como:

Perforación para búsqueda de agua.

Investigación de suelos.

Perforación para construcciones.

Desarrollo de minas.

Sondaje y muestreo de suelos mediante aire reverso

secas




Más recientemente, el método de circulación reversa ha obtenido un éxito substancial

en las perforaciones de pozos y en el estudio de deshechos dañinos y ambientales.

Características del sondaje por circulación reversa:

Es la primera etapa antes de realizar una perforación diamantina.

Recupera detritus.

Rendimiento 3 veces mayor (rápida y económica).

Ha sido utilizado principalmente para trabajos en superficie por los malos

resultados desde el punto de vista de la calidad de la información de la muestra

cuando se ha utilizado en minas subterráneas.

Ventajas

Tiene la capacidad de penetrar en formaciones aluviales, fracturadas o cavernosas.

Perforación por aire reverso en lugares fracturas




Requiere cantidades mínimas de agua en el proceso de perforación.

Tiene la capacidad de usar un martillo en el fondo del pozo en condiciones especiales.

Proporciona muestras representativas, muestras trituradas continuas y muestras

virtualmente puras.

Mejores tasas de recuperación y costos de perforación reducidos hasta cerca de la

mitad de los métodos convencionales.

Desventajas:

En mina subterránea al utilizar este sistema de perforación con agua genera un cutting

líquido lo cual baja la calidad de la muestra, por lo tanto no es recomendable utilizarlo.

Diferencias entre la perforación aire reverso y la perforación diamantina:

La perforación con aire reverso es fundamentalmente diferente de la de

diamantina, tanto en términos de equipo y toma de muestras.

La principal diferencia es que la perforación de aire reverso crea pequeñas

astillas de roca en lugar de un testigo sólido.

Otras diferencias importantes son en la tasa de penetración y el costo por

metro perforado.

El aire reverso es mucho más rápido que la perforación diamantina, y también

mucho menos costosa.




CONCLUSIONES

Para realizar un trabajo a mayor detalle se tendrá en cuenta que no podemos

realizar un mapeo subterráneo sin haber realizado previamente un mapeo

superficial a la zona de interés.

El primero objetivo de la prospección es la localización de una anomalía

geológica con propiedades de un depósito mineral, un objetivo común de la

prospección y de la exploración es la reducción del área de investigación.

Conformen avanzan las excavaciones durante la construcción de la galeria para

la apertura y desarrollo minero, se deben llevar a cabo levantamientos geológicos

y registros geotécnicos que permitan obtener información acerca de la litología,

mineralizaciones, estructuras geológicas y características geomecánicas del

macizo rocoso para refinar los diseños (orientación, inclinación, dimensiones,

etc),

La toma de las distancias de las discontinuidades en las paredes del túnel

(derecha e izquierda), se realizan a la altura del plano de referencia, lo cual define

el rumbo, por ser dos puntos contenidos en el plano de referencia.

La base para un levantamiento subterráneo en un plano es que estén señalados

las estaciones tomadas y el trazado de galerías y traviesas.




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trabajo monogrÁfico geo de campo (cartografiado de planos subterraneos).pdf

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