Los pozos de agua para el suministro en zonas mineras normalmente no son perforaciones que se terminan con un solo pozo. Deben atender simultáneamente el agua para uso doméstico, la supresión de polvo, la limpieza de equipos y la producción auxiliar; la estabilidad del suministro es más crítica que el avance de un solo pozo. Esto significa que, antes de llevar la perforadora de orugas al sitio, hay varias condiciones que deben quedar por escrito, en lugar de resolverse después de que el equipo esté en posición. A continuación se explican estas condiciones tomando como muestra los parámetros públicos de la HJH WR500S; otros modelos pueden autoevaluarse en el mismo orden.
En qué condiciones se diferencian los pozos mineros de los pozos rurales comunes
Los pozos profundos rurales y los pozos de riego agrícola suelen tener ubicaciones relativamente dispersas y profundidades muy variables por pozo, por lo que la movilidad del equipo suele ser la consideración principal. El suministro de agua en zonas mineras es diferente: las ubicaciones de los pozos suelen concentrarse cerca del área de producción o del área residencial, la escala de suministro por pozo es mayor, la proporción de roca intacta en la formación puede ser más alta y, además, deben considerarse los efectos de los caminos mineros, las zonas de voladura y las tuberías existentes sobre el sitio.
Según la información pública de la WR500S, la profundidad máxima de perforación es de 500 m, el diámetro de perforación es de 105–400 mm, la velocidad de desplazamiento del chasis de orugas es de aproximadamente 3 km/h, el ángulo máximo de ascenso de referencia es de 21°, el peso total de la máquina es de aproximadamente 10,6 T, las dimensiones exteriores son de aproximadamente 6,52 × 1,85 × 2,51 m y el recorrido de los estabilizadores hidráulicos es de 1,6 m. La combinación de estas cifras indica que puede cubrir los requisitos de profundidad y diámetro de pozos de suministro de agua de profundidad media en zonas mineras, pero también indica que las condiciones de entrada deben calcularse por separado.
Sitio y traslado: el chasis de orugas no significa que pueda circular por cualquier superficie
La estructura de orugas tiene ventajas sobre la de ruedas en caminos de grava de zonas mineras y superficies irregulares en general, pero la perforadora no es un equipo todoterreno sin condiciones. La presión sobre el suelo de aproximadamente 10,6 T del peso total debe ser absorbida por la capacidad portante del terreno; los 21° son solo un ángulo de ascenso de referencia, y las condiciones de pendientes húmedas y sueltas hacen que esta cifra pierda su valor de referencia.
- El ancho, la pendiente y el radio de giro del camino de entrada deben calcularse según las dimensiones exteriores en estado de transporte, no en estado de desplazamiento.
- El despliegue de la torre requiere espacio adicional. La torre telescópica puede acortar el contorno exterior durante el transporte, pero una vez en el sitio debe reservarse la posición para desplegarla completamente y bloquearla.
- Si el terreno alrededor de la ubicación del pozo ya ha sido alterado por voladuras o vehículos pesados, deben colocarse placas de apoyo adicionales bajo los estabilizadores para evitar asentamientos tras una carga prolongada.
La estructura de la formación determina el proceso, no al revés
La WR500S admite perforación DTH con martillo de fondo y perforación rotativa con lodo, y puede cambiar de proceso según el orden de capas superiores sueltas y capas rocosas inferiores. En los proyectos de suministro de agua en zonas mineras, este punto de cambio suele aparecer donde la capa de cobertura entra en la roca base, pero la profundidad específica debe determinarse según la formación in situ.
Tramo de roca intacta
Tras entrar en roca relativamente intacta, puede equiparse con martillos de fondo de presión media y alta y brocas. La presión de trabajo recomendada de la WR500S es de 1,2–3,5 MPa y el consumo de aire es de 16–55 m³/min. La información ya indica que, cuando aumenta el diámetro del pozo, la roca se endurece, aumenta la profundidad del pozo o se eleva la altitud, el requisito de caudal del compresor de aire será mayor.
Roca meteorizada y formaciones con alternancia de dureza
Este tipo de formación es fácil de perforar, pero la pared del pozo puede ser inestable. Cuando se encuentren alternancias de dureza, deben ajustarse los parámetros según los cambios en el par de rotación y la resistencia al avance. Si la capa meteorizada superior es gruesa, pueden utilizarse entubación o lodo para estabilizar el pozo.
Capas de suelo, arcilla, arena y grava de cobertura
La capa de cobertura superior puede estabilizarse mediante circulación de lodo, entubación u otras medidas de estabilización antes de entrar en la roca y cambiar a DTH. Para pozos de agua profundos, la estabilidad del tramo superior del pozo suele ser más importante que la velocidad de avance en ese tramo.
Zonas fracturadas, fisuras y formaciones con pérdida de aire
Las zonas fracturadas pueden causar desprendimientos, pérdida de aire, atascamiento de la broca y retorno anómalo de detritos. Cuando la pérdida de aire es evidente, debe determinarse si existen grandes fisuras o cavidades, en lugar de simplemente aumentar la presión del compresor. La información menciona que pueden utilizarse espuma o entubación según las condiciones del sitio.
Equipamiento de suministro de aire: deben verificarse simultáneamente la presión de trabajo y el consumo de aire
Si los pozos de suministro de agua en zonas mineras entran en tramos de roca dura y se utiliza el proceso DTH, el compresor de aire es un equipo necesario, no opcional. La información pública de la WR500S da como referencia una presión de trabajo de 1,2–3,5 MPa y un consumo de aire de 16–55 m³/min. Estas dos cifras deben considerarse juntas: si solo se cumple la presión pero el caudal es insuficiente, la evacuación de detritos en el fondo del pozo no podrá seguir el ritmo; si solo se cumple el caudal pero la presión es insuficiente, el estado de funcionamiento del martillo de fondo tampoco será el correcto.
Cabe señalar que la información no proporciona una tabla de correspondencia sobre qué tamaño de caudal de compresor debe equiparse para cada proyecto específico. La selección real debe confirmarse con el fabricante según el diámetro del pozo, la profundidad, la altitud y las condiciones de la formación.
Estabilización y terminación del pozo: el efecto a largo plazo de los pozos de suministro en zonas mineras depende de esta etapa
La finalización de la perforación no significa que el pozo de agua sea utilizable. Tras entrar en el acuífero principal, el agua subterránea cambiará el estado de retorno de detritos en el pozo y las condiciones de trabajo del martillo de fondo; en este momento debe registrarse la profundidad del acuífero y, sobre esta base, ajustar el suministro de aire, la limpieza del pozo y el plan de entubación. En la etapa de terminación del pozo debe instalarse el filtro y la capa de sellado según la posición del acuífero.
La información pública de la WR500S menciona que pueden seleccionarse bombas de lodo, bombas centrífugas, generadores y bombas de espuma. Los proyectos con alta proporción de capas sueltas dependen más del sistema de lodo; los proyectos de roca dura dependen más del compresor de aire y el martillo de fondo; las formaciones con pérdida grave de aire pueden requerir asistencia de espuma. Seleccionar según las condiciones reales de trabajo es más práctico que equipar todo por igual.
Potencia y condiciones de operación continua
La WR500S utiliza un motor Yuchai de 110 kW, que proporciona potencia a la rotación, el avance, el desplazamiento sobre orugas y el sistema hidráulico auxiliar. El ciclo de construcción de un solo pozo para suministro de agua en zonas mineras puede ser largo, y la frecuencia de mantenimiento del enfriamiento del motor, el filtro de aire y el sistema de combustible debe ajustarse según las condiciones de polvo del sitio: en sitios con mucho polvo, el intervalo de limpieza del radiador y los filtros se acortará notablemente.
Varios grupos de parámetros que deben leerse en conjunto
| Parámetro | Valor | Juicio asociado |
|---|---|---|
| Profundidad máxima de perforación | 500 m | Cubre la demanda de pozos de suministro de profundidad media; no significa que cada pozo se perfore hasta 500 m |
| Diámetro de perforación | 105–400 mm | El diseño del diámetro está relacionado con el caudal previsto, el tamaño de la tubería del pozo y las especificaciones de la bomba sumergible |
| Fuerza de elevación | 30 T | La extracción e introducción de tuberías en pozos profundos, la recuperación del martillo de fondo y algunas operaciones de entubación requieren calcular el peso propio de la sarta de perforación y la fricción de la pared del pozo |
| Par de rotación | 11000 / 5500 N·m | Corresponde a una velocidad máxima de rotación de 75 / 150 r/min; seleccionar la condición de trabajo según el diámetro del pozo y la formación |
| Presión de trabajo | 1,2–3,5 MPa | Debe verificarse simultáneamente el consumo de aire de 16–55 m³/min |
| Peso total de la máquina | Aprox. 10,6 T | Afecta la organización del transporte y el cálculo de la capacidad portante del camino de entrada |
Puntos que conviene confirmar uno por uno antes de la entrada
Confirmar los siguientes puntos antes de que llegue el equipo ahorra más tiempo que resolverlos después:
- Si el ancho, la pendiente, el radio de giro y la capacidad portante de la superficie del camino de entrada cumplen los requisitos de paso para el transporte de la máquina completa de aproximadamente 10,6 T y las dimensiones exteriores de 6,52 × 1,85 × 2,51 m.
- Si alrededor de la ubicación del pozo hay espacio suficiente para desplegar la torre telescópica y reservar el área para la colocación de tuberías de perforación y las operaciones de izaje.
- Si el área de construcción está cerca de una zona de voladura o de tuberías existentes, y si se requiere coordinación adicional para evitarlas.
- La altitud del lugar del proyecto y si, por ello, debe ajustarse la selección del caudal del compresor de aire.
- La profundidad prevista del acuífero principal y las condiciones de afloramiento de agua, para organizar con antelación el filtro, la capa de sellado y el plan de entubación.
- Si el sitio requiere generación eléctrica propia o si puede seleccionarse un generador para resolver la energía auxiliar.
Estas condiciones no pueden juzgarse únicamente con los parámetros del equipo; deben verificarse una por una con el fabricante combinando la información geológica del proyecto y los resultados de la inspección del sitio. La eficiencia real de perforación, la profundidad y el efecto de terminación del pozo están influenciados por las condiciones geológicas, las herramientas en el pozo, el ángulo de perforación y el modo de operación, y deben regirse por las condiciones reales del sitio.