Explotación de Canteras, Alan Felipe Gómez Reyes

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Explotaci n deCanteras,Alan FelipeG mez Reyes-slidepdf.com

Explotación de canteras y bloques dimensionables Presentado por:

Alan Felipe Gómez Reyes Explotación de minas a cielo abierto

Universidad Nacional Autónoma de México

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A MANERA DE INTRODUCCIÓN

El hombre, desde sus mismos orígenes ha tenido la necesidad de satisfacer sus necesidades más elementales y primigenias: alimentación y vivienda, de esta manera se ve forzado a emplear los elementos que le eran suministrados por la Madre Naturaleza, comenzando así la actividad más pretérita en la historia del hombre, la minería.


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La minería de las rocas y minerales industriales es la más primitiva en la historia de la Humanidad y, además, la de mayor futuro. Desde las hachas de sílex hasta los revestimientos cerámicos de las naves espaciales han pasado más de 400,000 años y durante todo este tiempo el hombre ha venido utilizando las rocas y minerales industriales. Constantemente, y sin darnos cuenta, estamos rodeados de artilugios elaborados gracias a estos recursos naturales. Por ejemplo, un edificio está construido gracias al cemento, yesos, ladrillos, rocas ornamentales, pinturas, vidrio, tuberías de plástico o fibrocemento, es decir, prácticamente el 95 % de los edificios están construidos con minerales industriales.


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En la escritura, las minas empleadas para tal fin son de grafito, y el papel posiblemente tenga un 60% de caolín y otras cargas minerales.

En la alimentación se ingieren minerales industriales contenidos en los , alimentos como cargas minerales, por ejemplo fosfatos en el foie-gras en el caso de las bebidas el yeso es utilizado desde hace muchos años para quitar acidez al vino, siendo posible encontrar en este cargas de attapulgita y de sepiolita, la caliza se encuentra presente en los procesos de elaboración del azúcar, en medicina es posible encontrar sales de magnesio, en la industria cosmética sobresale el talco, el sulfato sódico, las arcillas etc.


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Lo anterior son solo ejemplos de innumerables aplicaciones de los productos obtenidos por la explotación de canteras.

¿Pero, qué es una Cantera?


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DEFINICIÓN DE CANTERA

En la jerga minera, al abordar la explotación de canteras se hace una inmediata asociación a la extracción de materiales y agregados destinados a la construcción de obra civil, y si bien esta asociación es correcta, resulta importante hacer mayores precisiones sobre la definición de cantera para evitar confusiones, derivadas estas de una ambigüedad en el uso del término.


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DEFINICIÓN TRADICIONAL

De manera tradicional, una cantera es una obra de explotación a cielo abierto, de la cual se extraen rocas industriales, ornamentales o agregados pétreos, teniéndose la particularidad que la obra se encuentra sobre el nivel topográfico natural, donde el material a minar aflora, o existiendo en algunos casos una capa vegetal de encape que deberá ser removida para efectuar la explotación; llevándose esta por bancos descendentes hasta el límite inferior del yacimiento; de lo anterior se desprende la diferencia con un tajo abierto, en el cual el mineral a explotar se encuentra por debajo del nivel topográfico natural de la zona, varios metros bajo tierra, pero lo suficientemente cercano a la superficie para poder ser minado rentablemente por un sistema a cielo abierto. Las principales rocas obtenidas en las canteras son: mármoles, granitos, calizas y pizarras.


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El término tradicional de cantera engloba explotaciones superficiales que:

a aquellas

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Tienen generalmente un tamaño pequeño, una tecnificación escasa y bajas producciones.

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Cuentan con uno o dos bancos, o bien constan de un único banco de gran altura.

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Se encuentran cercanas a vías de comunicación, y cercanas a poblaciones.

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Suministran materiales a un mercado local.


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Son explotaciones que pueden satisfacer las necesidades locales de materiales de construcción sin mayores complicaciones, como lo prueba el hecho que para la realización de cualquier proyecto nuevo, como puede ser la construcción de una nueva carretera, vía de ferrocarril, puerto, etc., se localiza y apertura una nueva cantera en las cercanías de la obra en construcción (también llamada “banco de préstamo” en el ámbito de la obra civil) con el fin de suministrar el material necesario para la obra.


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DEFINICIÓN ACTUAL

Una definición más incluyente y actual no solo considera a las canteras como obras de explotación que se encuentran por encima del nivel topográfico natural, si no que abarca a aquellas obras en las que el material se encuentra por debajo de este nivel natural, diferenciándose de los grandes tajos de extracción de minerales metálicos precisamente en el tipo de mineral extraído, pues como se mencionaba al inicio, en las canteras se extraen tres tipos de rocas claramente definidas


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DEFINICIÓN ACTUAL

Rocas industriales

Canteras Agregados pétreos


Bloques dimensionables (Rocas ornamentales)

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DEFINICIÓN ACTUAL

Además de existir otras claras diferencias como son el tamaño más reducido de las explotaciones, las menores inversiones iniciales y el menor riesgo, al margen del carácter todavía reducido a ámbitos locales de los mercados de este tipo de productos, a pesar de su carácter creciente regional e internacional


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DEFINICIÓN ACTUAL

En nuestro país también se conoce como cantera un tipo específico de piedra caliza característica de la mayor parte del país. Este tipo de piedra fue empleada en la escultura y la arquitectura regional, desde la época prehispánica y durante el período colonial, principalmente. El estado de Oaxaca es famoso por su arquitectura barroca de cantera verde. La cantera rosa es típica de los edificios históricos de San Luis Potosí, Morelia y Zacatecas y algunos municipios como San Miguel el Alto, Jalisco. Otros tipos de cantera también se encuentran en los principales monumentos de la ciudad de Guadalajara. En la actualidad es muy utilizada en la construcción como recubrimiento y manufactura de elementos decorativos tales como fuentes, chimeneas, columnas etc.


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CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE EXPLOTACIÓN DE CANTERAS En consonancia con lo que se ha comentado anteriormente, y haciendo una clasificación muy elemental del conjunto de explotaciones de cantera, esta permitiría distinguir: 





De agregados pétreos para la construcción , ejemplo: arenas silíceas, arenisca, basalto, caliza, dolomía, arcillas, puzolana, pórfido, yeso etc. De rocas industriales, ejemplos: Sílice, diatomita, bentonita,

zeolitas, caolín, boratos, feldespatos, gránate etc. De roca ornamental (rocas dimensionables) ; ejemplos: Mármol, travertinos, granitos, ónix, pizarras etc.


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CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE EXPLOTACIÓN DE CANTERAS Agregados pétreos En el ámbito de la industria de la construcción y de la obra civil se denomina comúnmente agregado pétreo a una roca que, tras un proceso de tratamiento industrial (trituración y clasificación por tamaños), se emplea en la industria de la construcción en múltiples aplicaciones, que van desde la elaboración, junto con un material aglomerante (Cemento portland, cales, yesos, etc.), de concretos, morteros y aglomerados asfálticos, hasta la construcción de bases y sub-bases para carreteras, balastos para las vías de ferrocarril, o escolleras para la defensa y construcción de puertos marítimos. Los agregados pétreos, tal y como se han definido, constan de muy diversos tamaños que, en su uso normal, pueden estar comprendidos entre el polvo casi impalpable, de 60 micras de diámetro, y los fragmentos mayores, cuya dimensión máxima puede alcanzar varios metros. http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE EXPLOTACIÓN DE CANTERAS En la mayor parte de las aplicaciones industriales, el empleo de los agregados se justifica en razón a su comportamiento estable frente a la acción química a los agentes externos, así como a su resistencia mecánica frente a cargas y vibraciones. Al ser enormes volúmenes los utilizados, el agregado pétreo es un material relativamente barato y abundante, precisando además que los yacimientos estan cerca de los centros de consumo.

A continuación se presenta en la tabla siguiente las granulometrías comunes de los agregados pétreos; en general, se denominan finos todos los elementos de tamaño inferior a 0.075 mm. http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE EXPLOTACIÓN DE CANTERAS Nombre

Intervalo (mm)

Morro

80-150

Grava gruesa

50 – 80

Grava media

40 – 60

Grava menuda

30 – 50

Gravilla

20 – 30

Garbancillo

5 -20

Arena gruesa

2 – 5

Arena fina

0-05 – 2

Fuente: Urbina & Herbert (2002)

En México, la separación entre gravas y arenas según la NMX-C-111 es la siguiente: Material mayor a 4.75 mm es grava Material menor a 4.75 mm es arena http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE EXPLOTACIÓN DE CANTERAS Al utilizarse en la construcción, (viviendas, hospitales, escuelas, centros comerciales, etc.) y en las obras de infraestructura (carreteras, vías de ferrocarril, puertos, embalses, aeropuertos, etc.)los agregados constituyen un buen índice de la actividad económica de un país en un momento determinado, de lo anterior se desprende el hecho de que la producción de agregados para obras civiles sea una de las mayores industrias del mundo, para ejemplificar esta importancia se tienen los siguientes datos ilustrativos.


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CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE EXPLOTACIÓN DE CANTERAS

Se necesitan aproximadamente unas 5 000 toneladas de roca triturada y clasificada para construir un kilómetro de vía doble de FF.CC. y unas 12 000 toneladas para un kilometro de carretera normal y unas 18 000 toneladas en caso de autopista y más de un millón de toneladas para una presa de agua de importancia mediana.


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ALGUNOS USOS DE LOS AGREGADOS PÉTREOS

Balastos en vías férreas


Escolleras

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ROCAS INDUSTRIALES

Los minerales industriales pueden considerarse todas las rocas y minerales, predominantemente no metálicos, que por sus propiedades físicas o químicas, y no por la energía generada (carbón mineral, uranio) o por los metales extraídos (oro, cobre, plata, zinc) pueden ser utilizados en procesos industriales, de manera general con múltiples funciones, como materia prima, componente especial de una formulación o aditivo, directamente después de ser extraído o después de un tratamiento. Por tanto, abarcan una serie de sustancias de características muy diferentes y de aplicaciones variadas .


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ROCAS INDUSTRIALES



Es un sector en plena expansión, ya que cada vez se van encontrando más aplicaciones para estos minerales.



La minería de las rocas y minerales industriales es la más primitiva en la historia de la Humanidad



Están desplazando a los elaborados metálicos, ejemplo hace unos años las tuberías de los desagües de las casas eran de plomo o cobre, actualmente son de plástico, que lleva entre un 40 a un 80 % de cargas minerales (caolín, carbonatos, trona)


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CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES La gran variedad de minerales industriales existente en el mercado hace que sus propiedades y características sean, asimismo, muy variadas. De las propiedades se pueden destacar las siguientes: Absorbentes:

arcillas, caolines y diatomitas.

Refractarias:

alumina, arcillas refractarias.

Tixotrópicas:

caolines, arcillas especiales y talco.

Soporte

inerte de productos: sulfato sódico y bentonitas.

Ópticas:

sílice, wollastonita y circonio.

Fundentes: Blancura:

feldespatos, boratos y litio.

titanio, caolines y carbonatos cálcicos.


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CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES Dureza:

cuarzo, diamantes e ilmenitas.

Colorantes: Abrasivas:

óxidos de hierro, óxidos de titanio y cobre.

diamantes, corindón y cuarzo.

Cerámicas:

caolines, arcillas y circonio.

Farmacéuticas: Eléctricas: Agrícolas

litio, magnesio, caolines y arcillas.

conductores, aislantes, cuarzo, micas, etc.

y alimenticias: fosfatos, nitratos y turba.

Mecánicas

(dureza y tenacidad): diamantes y corindón.


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ROCAS ORNAMENTALES

Se consideran rocas ornamentales, también llamadas piedras naturales, aquellas rocas que, tras un proceso de elaboración, son aptas para ser utilizadas como materiales nobles de construcción, elementos de ornamentación, arte funerario o escultórico y objetos artísticos variados, conservando íntegramente su composición, textura y características físico químicas. Su interés económico y comercial reside en características tan variadas como atractivo visual, propiedades mecánicas y la susceptibilidad al pulido.


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ROCAS ORNAMENTALES

La terminología utilizada en el mercado de la roca ornamental pierde su rigor geológico y petrográfico, simplificando sus denominaciones según tres grupos genéricos en:

Granitos, Mármoles, Pizarras, lo anterior es importante hacer notar, pues de esta manera se evitan complicaciones en la terminología como se mencionara más adelante.


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ROCAS ORNAMENTALES

Granito.- Se entiende por granito ornamental el conjunto de rocas ígneas compuestas por diversos minerales que se explotan en forma de bloques de naturaleza coherente y se utilizan en la construcción para decoración es decir, aprovechan sus cualidades estéticas, una vez elaboradas, con procedimiento tales como aserrado, pulido, tallado, esculpido, etc. Esta denominación incluye, además del granito propiamente dicho en sus distintas variedades, pegmatitas, granodioritas, monzonitas, tonalitas, dioritas y gneises entre otras.


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ROCAS ORNAMENTALES

Granito El granito, la más común de todas las rocas ígneas intrusivas, está formado por feldespato, cuarzo y mica (en este caso biotita).


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ROCAS ORNAMENTALES Mármoles.- El mármol una variedad cristalina y compacta de caliza metamórfica, que puede pulirse hasta obtener un gran brillo y se emplea sobre todo en la construcción y como material escultórico. Comercialmente, el término se amplía para incluir cualquier roca compuesta de carbonato de calcio que pueda pulirse, e incluye algunas calizas comunes; también incluye, en términos genéricos, rocas como el alabastro y la serpentina

La superficie del mármol se deshace con facilidad si se expone a una atmósfera y ácida, peromás es duradero ambientes secos sique se es le protege dehúmeda la lluvia. El mármol puro es elenmármol estatuario, blanco con una estructura cristalina visible. El brillo característico de este tipo de mármol se debe al efecto que produce la luz al penetrar levemente en la roca antes de ser reflejada por las superficies de los cristales internos. http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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ROCAS ORNAMENTALES La variedad más famosa de este mármol procede de las canteras del monte Pentelikon, en Ática, que fue el utilizado por los grandes escultores de la antigua Grecia, incluidos Fidias y Praxíteles. La colección Elgin está compuesta de mármol de Pentelikon. El mármol de Paros, utilizado también por los escultores y arquitectos de la Grecia antigua, era extraído fundamentalmente de las canteras del monte Parpessa, en la isla griega de Paros. El mármol de Carrara, que abunda en los Alpes italianos y se extrae en la región de Carrara, Massa y Serravezza, fue utilizado en Roma con fines arquitectónicos en tiempos de Augusto, el primer emperador, aunque las variedades más finas de mármol escultórico fueron descubiertas más adelante. Los mejores trabajos de Miguel Ángel son de este tipo de mármol; es muy utilizado por los escultores contemporáneos.


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ROCAS ORNAMENTALES

La colección Elgin o Elgin Marbles adoptó el nombre del diplomático británico Thomas Bruce, séptimo conde de Elgin, que adquirió estas esculturas en Atenas y las trasladó a Londres en 1806. Las piezas principales proceden del Partenón y fueronen realizadas el maestro del siglo V a.C. Fidias. Actualmente se encuentran el Museopor Británico de Londres. http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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ROCAS ORNAMENTALES

Pizarras.- Rocas cuyas principales caras están conformadas por la propia esquistosidad de este tipo de materiales. Las pizarras son rocas metamórficas de grano fino (cristales de mica) que presentan una exfoliación característica, debida a la orientación planar de sus minerales principales, que constituyen la esquistosidad. Los componentes mineralógicos principales de esta roca son la sericita, cuarzo y minerales del grupo de la clorita, como minerales secundarios pueden contener carbonatos, óxidos y sulfuros metálicos, minerales arcillosos y otros.


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Edificios construidos con pizarra. Es la (España) característica principal de la arquitectura negra. http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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EXPLOTACIÓN DE CANTERAS

Para una eficiente explotación de los diferentes tipos de canteras, esta debe llevarse bajo una planeación detallada, que contemple los aspectos más importantes referentes tanto a la explotación en si, como aspectos derivados de ella, como pueden ser aspectos sociales, que dado la cercanía de las canteras con núcleos poblacionales es probable que se susciten molestias a los pobladores; a continuación se enuncian y describen los puntos más representativos


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CARACTERÍSTICAS INTRÍNSECAS DEL YACIMIENTO 

Naturaleza del afloramiento, estructura del mismo en relación con la

topografía del terreno. 

Nivel freático regional.



Estado tensional y distribución de diaclasas y fracturas en el macizo rocoso. 

Composición mineralógica, grado de alteración de los minerales,

estabilidad química, partículas friables, minerales oxidables etc. 

Propiedades físicas de la roca: dureza, modulo elástico, resistencia a la compresión, dilatación térmica etc.


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CARACTERÍSTICAS EXTRÍNSECAS DEL YACIMIENTO

Situación

respecto del mercado local

Demanda Impacto

ambiental en la zona de explotación

Características

climáticas de la zona donde se ubica la

obra de explotación.


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MORFOLOGIAS DE LAS EXPLOTACIONES Son distinguibles tres tipos de morfologías de las explotaciones de cantera de agregados y rocas industriales para la construcción.

Canteras en Laderas

Morfología de las explotaciones

Canteras en terrenos horizontales


Supercanteras

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CANTERAS EN LADERA

Este tipo de explotaciones son las más numerosas, existiendo la tendencia de manejar un único banco, cuya altura es cercana a los 20 metros, u ocasionalmente dos bancos, en este tipo de canteras, el yacimiento aflora por encima del nivel topográfico natural, iniciándose la explotación con la apertura de una frente de ataque en una sección lateral del afloramiento, para posteriormente llevar la explotación de minado con bancos descendentes hasta el límite inferior del depósito o hasta que la operación ya no resulte rentable.


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Cantera Sant Antoni de Portmany, Ibiza http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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Cantera Antequera (TyCASA) Sta Maria El Tule Oaxaca http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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CANTERAS EN LADERA El

acarreo se efectúa de manera descendente y por lo tanto a favor de la pendiente, lo que reduce el desgaste prematuro en los motores de los camiones empleados para tal fin, puesto que la planta de trituración se encuentra en un nivel inferior al de los bancos de trabajo. Los

bancos tienden a ser verticales, con ángulos de trabajo cercanos a la vertical, repitiéndose el mismo caso para la pendiente final del los mismos, por lo anterior la roca debe estar cementada a lo largo de cualquier fractura o junta para que produzca una resistencia cohesiva relativamente alta.


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CANTERAS EN LADERA

Una característica significativa es el hecho de la ausencia de encape, y de existir es solo una capa vegetal fácilmente removible, lo que evita la necesidad de terreros, pues el material de encape es mínimo, además que el material minado y clasificado se comercializa en su totalidad. Es común observar este tipo de canteras en las cercanías de obras de construcción (banco de préstamo) o a lo largo del paisaje mexicano.


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CANTERAS EN TERRENOS HORIZONTALES

Las operaciones de explotación se inician en forma de trinchera o en rampa descendente, hasta alcanzar la profundidad del primer nivel, ensanchándose a continuación el hueco creado, para posteriormente comenzar una explotación por bancos descendentes, en este tipo de canteras se tiene el inconveniente de la necesidad de efectuar el transporte de materiales en contrapendiente, con un desgaste mayor en los motores respecto a las canteras en ladera, aunque existe la posibilidad de que, una vez avanzado el minado lo suficiente, instalar la planta de trituración dentro de la cantera, en general se mina practicamente de la misma manera que los tajos abiertos.


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CANTERAS EN TERRENOS HORIZONTALES

En este tipo de explotación de cantera, el yacimiento se encuentra cercano a la superficie, haciéndose necesario la remoción del encape, el cual generalmente es de unos cuantos metros, pero también es posible encontrar encapes hasta de 30 metros (San Vicente Chicoloapan, Edomex.)


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Cantera en terreno horizontal


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Hotel construido en antigua cantera 5/9/2018 Explotaci n deCanteras,Alan FelipeG Sonjiang, China

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SUPERCANTERAS (Superquarries)

Son explotaciones que operan en grandes yacimientos, con ritmos de producción de entre 5 y 20 millones de toneladas anuales, con bancos cuyas alturas se encuentra comprendidas entre 10 y 18 metros, llevándose la trituración de la roca dentro del “tajo” , es una explotación de cantera altamente productiva. Como inconveniente es posible mencionar las grandes inversiones de capital inicial, pero en contrapartida se tienen recuperaciones de capital en tiempos relativamente cortos.


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Super Cantera ensola Glensanda, se han removido 200 000 toneladas de material con una voladura. http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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Cargado y acarreo http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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CICLO DE MINADO

De existir material de encape este deberá ser removido Barrenación

•

•

Voladura Cargado y acarreo

•

Limpieza y preparación

•


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BARRENACIÓN Y VOLADURA

Para la realización de la barrenación se dispone de

diversos diseños de

plantillas, la cual será seleccionada en función de las características de la roca y del grado de fragmentación requerido, el cual depende del uso final que se le dará al producto minado, Es de resaltar la necesidad de una voladura precisa, es decir, además de resultar en la fragmentación deseada, deberán evitarse las flying rocks

así como una excesiva vibración, evitándose de esta manera

molestias en la población, dada la usual cercanía de las canteras a núcleos poblacionales


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Cantera TyCASA, Oaxaca. 5/9/2018



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Cantera TyCASA, Oaxaca 5/9/2018



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CARGADO Y ACARREO

El cargado y acarreo se efectúa normalmente con cargadores frontales y camiones de descarga trasera, siendo estos prescindibles cuando se tiene en operación una planta de trituración móvil sobre orugas, pues la alimentación a la tolva la efectúan de manera directa los cargadores, de este sistema se precisa más adelante

En la limpieza se removerán las rocas de sobretamaño que estorben a las maniobras de cargado, estas rocas se fragmentan posteriormente o se deben seleccionar y separar para otros fines.


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EQUIPOS DE PRODUCCIÓN

Equipos de cargado y acarreo El acarreo del material se efectúa con camiones de descarga trasera, los cuales pueden ser desde volteos de 6 metros cúbicos, hasta camiones tipo 775 D

Q ua rry T ru ck

(Caterpillar) cuya capacidad de carga son 62

toneladas o 31 metros cúbicos (a ras), por su parte el cargado es realizado con cargadores frontales, el dimensionamiento de los equipos es función de la producción requerida, así como el tamaño del yacimiento a explotar


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775 D

Q u ar ry T ru ck

(Caterpillar)


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PLANTILLAS DE BARRENACIÓN

Equipos de barrenación Para la barrenación es ampliamente utilizado el

t ra ck d rill ,

sobretodo en

canteras de producciones contenidas, pero es posible encontrar equipos de mayor capacidad de barrenación, los diámetros de barrenos de explotación de canteras en general oscilan entre 2 ¼ pulgada hasta 10 o más pulgadas .


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PLANTILLAS DE BARRENACIÓN

Equipo de barrenación Track Drill http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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EQUIPO DE TRITURACIÓN INFORMACIÓN GENERAL DEL PROCESO. La planta trituradora de roca consta de maquinarias utilizadas para transformar los grandes bloques de rocas en grava y arena. Existen dos tipos de plantas de trituración, que son la portátil y la

estacionaria. La planta portátil es usada en la construcción de caminos (bancos de préstamo) o en trabajos de obra pública de pequeña y mediana escala.

Las plantas estacionarias, por otro lado, son las más adecuadas para grandes escalas de producción y están ubicadas en función de los bancos de producción.


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EQUIPO DE TRITURACIÓN

Actualmente existen dos clases de plantas portátiles :

las semi-móviles y las móviles, en las primeras, la planta trituradora puede cambiarse de emplazamiento cada cierto tiempo, invirtiendo en estos traslados varios días o semanas; por su parte en las trituradoras del tipo móvil puede prescindirse del uso de los camiones de acarreo, ya que la trituradora acompaña constantemente por la cantera al equipo de cargado


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EQUIPO DE TRITURACIÓN Planta de trituración móvil montada sobre orugas

Es un dispositivo de trituración de alta eficiencia, autopropulsable, tecnología avanzada y funciones completas. Debido a que puede llegar a cualquier lugar o sitio de trabajo es que reduce el movimiento de materiales y facilita la coordinación entre todas las máquinas auxiliares. Por medio del control a distancia, se le maneja fácilmente para llevarla al banco en producción. Como no necesita tiempo de instalación, se encuentra disponible de manera inmediata para producir.


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Trituradora móvil sobre orugas, Vel Max 1.36 km/h; marca SBM http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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Trituradora móvil sobre orugas.


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EQUIPO DE TRITURACIÓN Planta Portátil (tipo tráiler) Las plantas portátiles cuentan con su chasis para transporte tipo tráiler con doble eje trasero y frenos de aire.


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Vista en planta y en sección de una planta de trituración portátil (tipo tráiler) http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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EQUIPO DE TRITURACIÓN Planta Fija


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EQUIPO DE TRITURACIÓN DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.

A pesar del tipo de planta, el proceso de manufactura es básicamente el mismo, requiere de manera general dos pasos simples 1.

La roca es alimentada en la trituradora primaria por un alimentador vibratorio, y luego pasa por las etapas de trituración secundaria y terciaria, donde es reducida a tamaños menores.

2.

Las rocas trituradas pasan a través de un proceso de cribado para seleccionarlas de acuerdo a su granulometría.

Es de notar que debido a las diferentes características y tamaños de la roca como producto final, en necesario contar con diferentes tipos y tamaños de maquinas alimentadoras y trituradoras.


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CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN. Para las plantas de trituración empleadas en las canteras se tienen en promedio las siguientes capacidades de producción: Planta 10-200 toneladas por hora. Planta Portátil: Estacionaria: 60-500 toneladas por hora.

Área de terreno requerido para una planta estacionaria. En el siguiente ejemplo, se considera una planta estacionaria cuya capacidad de producción es de 150 toneladas por hora, ocupando un área de 11 700 metros cuadrados.


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1.

Tolva.

2.

Alimentador.

3.

Trituradora primaria.

4.

Trituradora secundaria.

5.

Trituradora terciaria.

6.

Clasificador primario.

7.

Clasificador secundario.

8.

Clasificador.

9 – 17. Bandas de transporte .


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PREVENCIÓN Y ELIMINACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN POR


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POLVO

La contaminación producida por partículas de polvo, derivadas de las actividades de operación de la cantera, tal como los son las voladuras, el tránsito de camiones y demás maquinaria, ha tenido tradicionalmente un conjunto de medidas correctoras como lo son: Riego periódico con agua, empleándose algunas veces la utilización de

•

sustancias químicas o salinas reductoras de la emisión de polvo. Pavimentación de los accesos permanentes a la cantera, practica cada

•

vez mas extendida en las explotaciones especialmente en zonas muy áridas Retiro constante del material formado por la acumulación de polvo

•

mediante el uso de motoconformadoras.


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PREVENCIÓN DEL IMPACTO ACÚSTICO

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La reducción de los impactos acústicos se consigue mediante: La reducción de la velocidad de circulación de los vehículos, especialmente de los de acarreo, lo que redunda en una menor formación de polvo y un incremento de la seguridad. •

Evitar el empleo del freno de motor en las cercanías a zonas habitadas

•

Instalación de silenciadores en equipos móviles

•


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CONCLUSIONES

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La

minería no metálica se caracteriza por la producción de grandes volúmenes de material con un bajo valor unitario. Por eso las unidades de producción deben estar emplazadas a poca distancia del mercado. Esta situación implica normalmente la ubicación de la unidad de producción lo más cerca posible a centros poblados, con los correspondientes efectos para la población aledaña. Las

exigencias técnicas de la explotación se ven fuertemente incrementadas por las obligaciones ecológicas La

tendencia actual es hacia la instalación de las plantas móviles de trituración que siguen al banco y permiten el paso hacia el uso de sistemas continuos de manejo y almacenamiento. Está

sometido a fuertes presiones por parte de los organismos ambientales de las Administraciones Públicas, derivadas en muchos casos de la falta de actuaciones de los explotadores en restauración de terrenos y por la ausencia de proyectos mineros y planificaciones bien elaboradas y ejecutadas.


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EXPLOTACIÓN DE CANTERAS DE ROCAS ORNAMENTALES Explotaci n deCanteras,Alan FelipeG mez Reyes-slidepdf.com

La explotación de las rocas es una actividades del hombre más antiguas, puesornamentales ya los egipcios, 2 de 600lasaños A. de C., realizaban su extracción mediante unas técnicas similares a las empleadas hasta hace pocos años, para el arranque de los bloques de calizas y de granito en la construcción de las famosas Pirámides. Las grandes culturas persas, griegas y romanas se caracterizaron por un maravilloso y amplio empleo de la roca para la construcción de los palacios, tumbas, monumentos, basílicas, columnas, termas, acueductos, etc. Probablemente el más famoso cantero de la historia haya sido Miguel Ángel, quien aprendió su fabulosa técnica y conocimiento de las características de la roca en las Canteras de Carrara, cerca de Pisa y Florencia.


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El gusto por el mármol en México nació en el siglo XIX, en que se construyeron algunos edificios como el Palacio de Bellas Artes con materiales traídos desde Europa ( Carrara Italia); los mármoles mexicanos comenzaron a explotarse durante el siglo XX como consecuencia del crecimiento de grandes ciudades como México, Puebla, Guadalajara y Monterrey, en donde la industria de la construcción tuvo un gran desarrollo. Esto motivo el nacimiento de la explotación de los recursos marmoleros de México, primeramente en las regiones de Puebla en el sur y La Laguna en el norte, seguidas de menores explotaciones en Oaxaca, Guerrero y Jalisco en la porción centro y sur del país.


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Actualmente, el mármol se usa cada vez más en la construcción de edificios de todo tipo, compitiendo con otros materiales por su durabilidad y belleza. La situación en este sector es comparable al sector de materiales de construcción con la diferencia que este material es de alto valor unitario, por lo que las pérdidas de material constituyen pérdidas económicas, es por eso que se necesita una metodología que permita conocer las características de los diferentes productos de la cantera antes de ponerla en marcha; las explotaciones de las rocas ornamentales presenta ciertas peculiaridades derivadas del tratamiento posterior al que es sometida la roca, es por ello que cantero el obligado que a extraer materialque conexige unas ladimensiones especificas, está procurando sea el untamaño industria transformadora; ejemplo de lo anterior son los bloques de granito, tanto más grandes más caros serán.


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Las canteras de explotación de rocas ornamentales se minan en esencia de la misma manera, es decir las técnicas son aplicables a los tres grupos genéricos de roca ornamental.


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MORFOLOGÍAS DE LAS EXPLOTACIONES

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Canteras sobre terrenos llanos Canteras en terrenos llanos y extracción por grúas.

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Canteras en terrenos llanos y rampas de acceso.

Canteras en ladera Canteras de nivelación en terrenos montañosos: Están emplazadas en lo alto de un cerro o promontorio natural


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MORFOLOGÍAS DE LAS EXPLOTACIONES Explotaci n deCanteras,Alan FelipeG mez Reyes-slidepdf.com

Las Canteras en terrenos llanos y extracción por grúas. Son explotaciones totalmente confinadas por taludes laterales verticales donde la extracción de bloques y estériles se realiza con grúas, realizándose el acceso del personal por medio de escaleras ancladas en las paredes de la cantera; por su parte las canteras en terrenos llanos y rampas de acceso que conectan los diferentes niveles de extracción de la cantera entre sí, es la más frecuente por su mayor versatilidad.


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Canteras en terrenos llanos y rampas de acceso.


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Canteras en terrenos llanos y extracción por grúas.

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Cantería de extracción de mármol en los Alpes apuanos. los derechos.


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PARAMETROS GEOLÓGICOS A CONSIDERAR Explotaci n deCanteras,Alan FelipeG mez Reyes-slidepdf.com

Se debe tener en cuenta una serie de parámetros geológicos antes de comenzar la explotación de rocas ornamentales, esto para conocer la susceptibilidad de minar el yacimiento y para conocer el porcentaje de recuperación de los distintos materiales.


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EXPLOTACION DE ROCA ORNAMENTAL Explotaci n deCanteras,Alan FelipeG mez Reyes-slidepdf.com

El proceso de arranque de las rocas ornamentales es bastante similar para cualquiera de las tres variedades de los grupos comercialmente explotables. Genéricamente consiste en la separación primaria en el macizo rocoso de un "primer bloque” entendiendo por bloque una figura geométrica más o menos cúbica, y con unas dimensiones tales que los equipos de carga y transporte seleccionados puedan manipularla u operar en unas condiciones de productividad óptimas.

El bloque primario se somete a unas sucesivas etapas de subdivisión hasta alcanzar unas dimensiones que sean manipulables en el taller de corte y aserrado, y al mismo tiempo dentro de las gamas y tolerancias que requiere actualmente la industria de transformación. Las dimensiones finales siguientes corresponden a los bloques comerciables de una gama aproximada para los mármoles y granitos:


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Largo 1.90 - 3.30 m Ancho 1.00 - 1.50 m Altura 0.90 - 1.20 m Volumen 2 - 6 m3 Peso 10 - 20 t En donde son más apreciados y por ello mejor pagados los mayores tamaños, el mejor escuadrado, el mejor acabado de las caras. Alcanzan unos volúmenes de 6 m3 y hasta 20 t de peso, y son exportados a grandes distancias para llegar a valer cifras millonarias. Los puertos de Lisboa, Marina de Carrara y Vigo son unos claros ejemplos de exportación de los bloques al mercado mundial.


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La selección de los equipos de corte se debe realizar con base al conocimiento de factores geológicos y mecánicos de la roca como lo es la resistencia a la compresión, dureza, tenacidad, porosidad, etc. Las diferentes técnicas de arranque de rocas ornamentales raramente se emplean en exclusiva dentro de una explotación, y es habitual que coexistan al menos varios sistemas para las distintas labores de subdivisión, tratando siempre de utilizar aquella que produce menores costos y un mejor acabado


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CICLO DE OPERACIONES


El encape (usualmente poco) deberá ser removido, ya sea con explosivos si la roca es dura o simplemente con excavadoras hidráulicas si la roca es deleznable, el suelo vegetal deberá conservarse para los fines de remediación ecológica indicados en las distintas normas.

En la roca, se deberá obtener una primera cara, la cual se obtiene cortando a lo largo la roca, con este corte se obtiene el denominado bloque llave, el cual tiene las siguientes dimensiones aproximadas: 4 pies de ancho (1.2 m), 12 pies de alto (3.6 m) y 30 pies de largo (9.1 m), una vez que este bloque es removido, una ranura se forma, denominada r an ur a lla ve la cual corta a lo largo del bloque principal, de esta manera queda realizado el primer corte, quedando dos caras libres de apoyo, de esta manera los bloques del tamaño deseado son fácilmente cortados y removidos. Cuando se ha cortado y extraído en su totalidad el bloque principal, se establece un nuevo nivel de trabajo por la remoción de otro bloque llave.


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DESCRIPCIÓN DE TÉCNICAS Y MAQUINARIA Explotaci n deCanteras,Alan FelipeG mez Reyes-slidepdf.com

Explotación artesanal La forma más elemental de extracción de la roca consiste en aprovechar las hendiduras y grietas naturales agrandándolas hasta provocar el desprendimiento. Este primitivo sistema ya era empleado en la antigüedad por los canteros egipcios y romanos, y aun hoy se sigue utilizando en muchas canteras en las que las condiciones de estratificación lo aconsejan como conveniente o en lugares donde los medios de explotación no han alcanzado todavía un gran desenvolvimiento Si estas grietas naturales no existen o se presentan en número insuficiente, se realizan artificialmente por medio de cinceles, con los que se practican agujeros en forma de V siguiendo la línea deseada de corte. Las cuñas están formadas por dos planos convergentes, que son los que actúan sobre la roca.


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DESCRIPCIÓN DE TÉCNICAS Y MAQUINARIA Explotaci n deCanteras,Alan FelipeG mez Reyes-slidepdf.com

Otras formas de arranque que también se han utilizado aprovechando las grietas naturales, consisten en el empleo de cuñas de madera, que no requieren ser golpeadas, pues basta regarlas con agua para que, al hincharse, produzcan la separación de la roca, o bien se sustituyen las cuñas por cal apagada en polvo, que se introduce en las hendiduras comprimiéndolas bien y agregando agua para aumentar el volumen de la cal y provocar la disgregación de la roca.

a) pala b) hacha

d) pica e) cincel

c) martillo grande f) cincel plano


g) martillo pequeño h) martillo con punta i) palanca

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EXTRACCIÓN CON EXPLOSIVOS


En el minado de rocas ornamentales esta netamente contraindicado el uso de explosivos debido a que profundiza o genera fallas y agrietamientos en la masa rocosa de la cantera, reduciendo la cantidad de bloques sanos obtenibles. Limitando su utilización a trabajos preparatorios y auxiliares; pero de ser necesario su empleo este se aplicara a la roca de mayor dureza, en especial al grupo de los granitos, siendo el explosivo de baja velocidad y potencia, siendo el de mayor empleo la pólvora negra (500 m/s) la cual coexiste con otros sistemas de extracción de bloques como se verá más adelante.


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MÉTODO FINLANDÉS


Barrenado Neumático e Hidráulico (Método Finlandés) La perforación neumática e hidráulica ha sustituido con ventajas al lento procedimiento de corte artesanal. Para el arranque de bloques se practican una serie de agujeros, espaciados unos 10 centímetros, siguiendo la línea deseada para el corte y a toda la profundidad del bloque. En estos agujeros se aplican después unas cuñas de acero sobre la cual se golpea con mazas, consiguiéndose fácilmente el desprendimiento. La apertura de bloques se facilito aun mas con la llegada de la cuña hidráulica, que no es mas que un cilindro especial que acciona una cuña y se inserta entre el barreno ejerciendo una fuerte presión sobre las paredes de las perforaciones en línea anteriormente realizadas. La cuña esta unida a la central hidráulica por un tubo de goma de alta presión.


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Corte de Granito con cuñas


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Cuñas Hidráulicas http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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Cuñas Hidráulicas http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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MÉTODO FINLANDÉS

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Secuencia de arranque Fase 1 La etapa inicial consiste en la independización, en la masa rocosa, de un gran bloque cuyo volumen puede oscilar entre los 100 y los 4 000 m3. Se realiza la barrenos perforación sobre diámetro los planos(25-36 posterior horizontal en la ybase bloque. Los sonvertical de pequeño mm)y(1-1 ½ pulgada), las del separaciones variables de acuerdo con la resistencia a la fragmentación de la roca. La rotura entre barrenos se puede realizar mediante el empleo de algunos explosivos débiles, o por unas cuñas de accionamiento hidráulico.


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MÉTODO FINLANDÉS

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Fase 2 y 3 En esta etapa ejecuta la subdivisión en bloques de un menor tamaño, todavía "in situ", esto es, en la misma cantera. Los parámetros de perforación son similares, aunque las fases sucesivas de división del bloque, implican una calidad cada vez mejor de terminación de las caras, por lo que dentro de la gama de diámetros y espaciado entre barrenos es muy recomendable usar los menores valores. El volumen de los bloques correspondiente a esta fase oscila entre los 18 y los 100 m3. El bloque, una vez individualizado, debe volcarse sobre el piso de la cantera, donde se puede disponer de un lecho de arena que logre amortiguar la caída, y evitar su rotura.


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Los bloques obtenidos deben alcanzar las dimensiones adecuadas para su comercialización, que puede ser directa, si el escuadrado de las caras fuera correcto, o bien puede precisar de un perfilado definitivo, en función de las calidades de la roca y la tolerancia final exigida por el mercado. La calidad del acabado en las caras del bloque final depende del correcto alineado de la perforación, así como de la separación y diámetro de los barrenos, existiendo en cualquier caso imperfecciones derivadas del sistema en sí mismo que suponen unas pérdidas en detritos estimadas en el orden de unos 25-50 mm para cada una de las caras del bloque.


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El hilo helicoidal fue introducido en 1895 en la zona apuana italiana y constituyo una autentica revolución en las técnicas de explotación. Consiste esencialmente en un cable de acero formado por tres hilos enrollados en espiral, que recorre en forma continua un círculo cerrado, guiado por una serie de poleas dispuestas adecuadamente. El hilo al deslizarse sobre la roca, y ayudado por el continuo agregado de una mezcla de arena y agua que actúan como abrasivo, provoca por su rozamiento una incisión que va adentrándose en la masa rocosa hasta provocar su seccionamiento. El movimiento del hilo lo produce una gruesa polea, que a su vez lo recibe por transmisión de un motor, generalmente de 7 HP, aunque esta potencia puede variar según las características de la instalación. La velocidad suele ser de 6 a 14 m/s.


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Aunque cada fabricante le imprime sus características particulares, todos los hilos helicoidales constan de los mismos elementos y la sencillez de su montaje permite estudiar la disposición adecuada a cada caso, en lo cual juega un papel muy importante no solo la clase de trabajo a realizar, si no el mismo ingenio de la persona encargada de la instalación. La utilización de esta técnica permite un excelente aprovechamiento de la roca, reduciéndose la producción de detritos y obteniéndose un acabado plano de las caras, que elimina una gran parte de las labores del escuadrado final. Por contra, el corte con hilo obtiene unos rendimientos y productividades más bajas, lo que obliga a que las labores de subdivisión posteriores se realicen casi siempre con otros sistemas más eficaces. Durante la operación de aserrado, el cable va descendiendo a través del bloque, efectuándose el descenso a mano o automáticamente.


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El equipo está compuesto, básicamente, de los siguientes elementos principales: Un grupo motor, constituido por un motor de accionamiento eléctrico o diesel , que transmite el movimiento a un cable que pasa por una polea motriz. La velocidad lineal del cable suele estar comprendida entre 6 y 14 m/s. Un sistema móvil de contrapesos, que permite mantener el circuito del cable en •

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tensión Una batería de poleas de reenvío y alineación, conectadas al grupo motor, y cuya función es concentrar en un corto espacio o longitud (50-100 m) la mayor parte del cable en operación. Una serie de columnas que permiten guiar el hilo desde su salida de la batería de reenvío hasta aquella zona del macizo rocoso que se desea cortar. Una serie de columnas con poleas móviles de avance automatizado, ubicadas en los extremos de la superficie de corte. Un equipo de almacenamiento y dosificación de la mezcla de abrasivo y agua, con alimentación directa al punto de entrada del hilo en el macizo rocoso en corte. •

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La longitud del cable en operación debe estar calculada de acuerdo con el principio de que se puede realizar todo el corte de una cara, dentro de la vida útil del mismo. La operación con hilo, implica un desgaste y una continua reducción delcorte diámetro lo aque llegaríasección a dificultar su necesario endel el curso de un debido la mayor del nuevo cable. Lacambio vida útil hilo es muy variable, dependiendo fundamentalmente de los contenidos en sílice y abrasividad del material a cortar.


SIERRA DE CORTE (ROZADORA DE BRAZO)

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SIERRA DE CORTE (ROZADORA DE BRAZO) 5/9/2018


Estas sierras consisten en una cadena sinfín provista de dientes con elementos diamantados o de carburo de tungsteno, accionados mecánicamente y que realizan cortes en la roca de anchura variable según la cadena empleada, pueden trabajar tanto en sentido vertical como horizontal. Son equipos que permiten obtener, desde el principio y en la propia cantera, bloques con las dimensiones finales, sin necesidad de escuadrado y eliminando sucesivas etapas de subdivisión que exigen otras técnicas de extracción. Los equipos tienen elevados rendimientos de corte, pero los elementos de carburo de tugsteno tienen vidas cortas y precisan afilados cada cierto tiempo.


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SIERRA DE CORTE

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La rozadora consta básicamente de un brazo accionado, móvil y orientable, sobre el que se desplaza una cadena provista de unas picas como elementos de corte y de desgaste. El sistema de accionamiento del brazo es, del tipo electro-hidráulico con unas potencias entre 10 y 60 Kw, y todo el conjunto se desliza sobre carriles en la dirección del corte con velocidades de avance de 2 a 10 cm/mín. y con la posibilidad de desplazarse por pendientes máximas de 15º. El brazo es orientable para poder realizar los cortes verticales y horizontales, con una longitud variable entre 1,5 y 3 m. Sobre el perímetro del brazo se desplaza la cadena que arrastra las picas, de un material altamente resistente, situadas a unos intervalos en el orden de 40 mm, con unas velocidades lineales entre 0.4-1.4 m/s. y una anchura de corte de 4 cm.


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Empleo de sierras de corte e hilo diamantado


DISCO DE CORTE

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DISCO DE CORTE Esta técnica permite obtener bloques desde el principio y sin recurrir a sucesivas etapas de división, ya que se obtiene una excelente calidad de acabado de los bloques, sin necesidad de escuadrados finales. Sin embargo, sus limitaciones de dimensional aplicación sedeencuentran escasa profundidadmuy de corte. La limitación los bloquesenloslalleva a aplicaciones concretas. Económica y técnicamente es el equipo más favorable tanto por su simplicidad como por su menor consumo energético, pero estas ventajas no logran, en muchos casos,siendo compensar las limitaciones anteriormente, su uso sigue más generalizado en descritas los talleres de aserrado por que lo encual las canteras

Disco de corte http://slidepdf.com/reader/full/explotacion-de-canteras-alan-felipe-gomez-reyes

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DISCO DE CORTE


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Otra limitación en el uso de este equipo se refiere a la configuración de la explotación por la necesidad de disponer de amplias plataformas, de forma que se puedan realizar largos cortes sin tener que mover el equipo y que la inclinación de la misma tiene que ser menor de 10º. Su rango de aplicación son los mármoles y las piedras calizas, pero pueden aplicarse en el grupo de pizarras de techar o para losas de pizarras y de areniscas. El equipo consiste, básicamente, en un disco giratorio cortador con el filo de acero diamantado y que puede desplazarse montado sobre un sistema móvil que se mueve paralelamente, sobre carriles.

DISCO DE CORTE


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Disco de Corte

DISCO DE CORTE


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Las características básicas de los equipos se recogen en el cuadro siguiente, de acuerdo con la dirección de los cortes y la abrasividad de la roca:

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Fases de desgaste en el disco de corte

1) la matriz; 2)incluidos inicio de en la actividad; 3) comienzo del desgaste; 4) fracturación 5) despegue o saltación.

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Existen en el mercado algunos equipos multibrazo, que permiten realizar 2 ó 3 cortes simultáneamente, incluso uno vertical y otro horizontal al mismo tiempo y con un solo operador, lo cual puede y debe aumentar la productividad.

HILO DIAMANTADO


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Corte con hilo diamantado De los últimos adelantos en la tecnología, el hilo diamantado consiste fundamentalmente de un cable de acero de unos 5 mm de diámetro de gran flexibilidad sobre el cual van ensartadas a manera de un collar “perlas” diamantadas de 10 a 12 mm de diámetro, separadas una de otras por medio de resortes o de manguitos de plástico. Los primeros intentos de aplicar elementos diamantados sobre un cable de acero fueron realizados por la firma Diamant Boart de Bélgica entre los años 1965 y 1966 con un tipo de anillo cerrado para equipos fijos, bajo un chorro de agua para el enfriamiento y eliminación de detritos.

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Por muchos años no se le dio uso práctico a escala industrial, debido a las frecuentes rupturas del cable y a la breve duración promedio de las perlas diamantadas, con el consiguiente costo excesivo del corte. Finalmente se empleo por primera vez en las canteras de mármol de Carrara en 1978. El corte con hilo diamantado permite con menores longitudes de cable en operación, unos rendimientos de corte muy superiores, manteniendo una calidad de acabado similar a la alcanzada con el hilo helicoidal tradicional.

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Es oportuno destacar que los diversos materiales a cortar han llevado a desarrollar numerosas variantes de perlas, cada una de ellas apropiada a una aplicación especifica distinguiéndose principalmente aquellas en la que los granos de diamante se encuentran fijados en una fina capa superficial por medio de un deposito electrolítico (perlas galvánicas) y las llamadas perlas impregnadas en las cuales el polvo de diamante se encuentra uniformemente distribuido dentro del espesor de una capa metálica de mayor espesor (1 – 2 mm). Cada variante tiene su campo de aplicación específico de acuerdo a las características de la roca a cortar además de las exigencias impuestas por la velocidad de corte y duración de la herramienta. Considerando que los cables se hallan sometidos a esfuerzos considerables de tracción y vibración en el uso, las perlas se hallan separadas entre si por medio de resortes o pequeños mangos de plástico que contribuyen en gran parte a amortiguar el daño que podría causarse a las perlas.


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Asimismo, teniendo en cuenta que un cable lleva entre 30 y 42 perlas por metro y que una eventual rotura en un punto podría ocasionar la perdida de todas las perlas de un cable, se suele disponer de una traba cada 5 perlas para limitar al máximo la perdida en caso de accidente. Los cables modernos se diseñan para que efectúen una rotación sobre sí mismos durante su circulación por el corte, para asegurar que las perlas trabajen de modo uniforme sobre toda su periferia y evitar así su ovalización y la consiguiente pérdida de rendimiento. Los fabricantes de este producto han provisto simples equipos de mantenimiento para el usuario, lo cual permite en caso de rotura accidental, efectuar la unión de los dos extremos por medio de juntas roscadas.

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Para poder efectuar un corte con el hilo diamantado, deberá envolverse a la roca con el hilo. Si se trata de la masa de la cantera, será necesario efectuar al menos dos perforaciones (de 50 a 100 mm de diámetro) en ángulo recto y conectadas entre sí para pasar o “enhebrar” el hilo diamantado. Hecho esto, se unen las dos puntas del mismo y se lo coloca sobre la polea motorizada de la maquina. Esta polea (de hasta 2 metros de diámetro) provista de una garganta de goma para evitar dañar las perlas diamantadas, es accionada por un motor para hacer correr el hilo por la roca, mientras la maquina se desplaza hacia atrás sobre rieles para mantener el hilo en constante tensión a medida que este va efectuando el corte hasta terminarlo. En todo momento se habrá de suministrado al hilo abundante agua para enfriarlo y ayudar la eliminación de polvo de roca desmenuzada por su acción.


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Las maquinas utilizadas tienen diferentes niveles de potencia y de sofisticación que obedecen generalmente a exigencias concretas. Las potencias menores (20 a 30 HP) se destinan cables cortos (por ejemplo escuadrado de bloques). En cambio cuando se desea efectuar cortes de gran sección que necesitan cables largos y presentan por consiguiente mayor rozamiento, las potencias necesarias deberán ser elevadas, llegando hasta los 100 HP y a velocidades lineales de 45 m/s. De acuerdo a las condiciones imperantes en la cantera, se elegirá una maquina con motor eléctrico o a explosión (generalmente diesel). Asimismo, la tracción de la maquina sobre los rieles podrá ser eléctrica o hidráulica, con pistones de 3 m de longitud. En determinadas maquinas, el motor que acciona la polea motriz es un motor hidráulico alimentado por un grupo motobomba independiente. común también dotar a la máquina de un control continuo de velocidad o embragues especiales para evitar golpes y sacudidas al iniciar la rotación, como interruptores automáticos en caso de ruptura del cable, sistemas tracción a tensión constante y otros según el caso.


Es de así de

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HILO DIAMANTADO


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Para el aserrado primero se aíslan los bloques en su parte inferior y después, deslizando la maquina sobre sus rieles, se van efectuando cortes verticales, normales y paralelos al frente de cantera, formando una cuadricula de trazos que limitan las dimensiones de los futuros bloques.

El avance y la maniobra de la maquina se realizan automáticamente, pudiendo también ser accionado a mano en los momentos que así lo requiera el trabajo. La capacidad de aserrado de estas maquinas, para el mármol, es de 4 a 10 m 2/h.


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Operación con mas de un sistema de manera simultánea


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LANZA TÉRMICA


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Este sistema es exclusivamente aplicable en rocas de origen ígneo (granitos, dioritas, etc.) que presenten altos contenidos de sílice y, consecuentemente, unas. características adecuadas de decrepitabilidad por salto térmico entre el calor y frio de inmediato. El lanza térmica es técnica en quepresencia depende de capacidad unacorte rocacon para fracturarse enuna escamas, de launa fuente de de calor, por la diferencia de la conductividad térmica de los diferentes granos constituyentes de la roca (ejemplo: cuarzo, feldespatos, micas). Esta característica se denomina factor de decrepitabilidad y es una función del contenido de SiO2 No obstante, algunas propiedades específicas de la roca facilitan una mayor fracturación en escamas. Estas características son las siguientes:

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•Gran dilatación a temperaturas mayores de 600°C •Rápida difusión térmica a temperaturas inferiores a 400°C •Tamaño homogéneo de los granos y sin inclusiones de micas alteradas •Carencia de materiales propensos a la fusión Los sistemas empleados para el corte en los granitos consisten en una lanza de longitud variable de acuerdo con la longitud de la zona cortar y que puede llegar hasta los 6 u 8 m. por el interior de la lanza discurren tres canalizaciones concéntricas de combustible, oxidante (aire comprimido) y agua que desembocan a la cámara de combustión y a una tobera. Esta tobera se encuentra en el extremo de la lanza y por ella sale la llama con temperaturas de 1 500 y 2 500 °C, y las ondas de choque térmico que son generadas por la combustión, son emitidas a velocidades supersónicas (cinco veces la velocidad del sonido). Con ello, se va produciendo el proceso de calentamiento de la roca en el punto donde se aplica la llama, que posterior e inmediatamente es enfriado por la salida del agua o vapor procedente de la refrigeración para producir, por un fuerte contraste térmico, y la fracturación del en forma de decrepitación.

LANZA TÉRMICA


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En condiciones normales de operación, un equipo convencional consume del orden de 35 l/h de combustible, y unos 10 m3/min de aire comprimido a 7 kg/cm2 de presión. El inicio de la combustión o ignición de la lanza se realiza inyectando acetileno como combustible y oxigeno como comburente. Este equipo se aplica, normalmente en la fase primaria de la independización del macizo rocoso, mediante la creación de los canales transversales a los bancos de explotación, la anchura del canal producido por la lanza térmica puede ser variable y del orden de 60 a 80 mm, realizando las posteriores subdivisiones con perforación o hilo diamantado. Las desventajas mayores en la aplicación de este sistema son Un elevado nivel de ruidos, mayor de 120 dB, que afecta a la explotación y su entorno. Una influencia negativa sobre la calidad de la cara de la roca en una profundidad variable, afectada por las fisuras y la vitrificación indeseables.


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CORTE CON CHORRO DE AGUA


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El equipo consiste básicamente en una pequeña central hidráulica activada por un motor eléctrico, y acoplada a una bomba hidráulica de alta presión, que a su vez acciona un intensificador de presión constituido por un pistón de doble efecto y un movimiento alternativo, capaz de realizar entre 60 y 80 ciclos por minuto. El efecto intensificador se consigue por la diferencia relativa activas de losde cuales impulsa finalmentedeel superficies agua a través de unadel finapistón, boquillauno inyectora zafiro sintético y con unos diámetros entre 0.1 y 1 mm. La figura adjunta refleja el principio de operación del intensificador de presión, que puede alcanzar las elevadas presiones de trabajo necesarias.



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El mecanismo de rotura de la roca debido al finísimo chorro de agua a alta presión, se produce por efecto del choque del mismo, y las micro-fracturas creadas en consecuencia. A una velocidad de 300 m/s, la presión creada es del orden de 150 MPa, superior a la resistencia a la compresión de muchas rocas. Con 500 m/s, se pueden alcanzan valores de 300 MPa, superiores a la resistencia de la mayoría de los materiales rocosos. En pruebas realizadas sobre granito muy abrasivo, de 110 MPa de resistencia a la compresión, empleando una presión de trabajo de 240 MPa, caudal de 11.4 l/mín., diámetro de boquilla de 0.4 mm, con abrasivo de granate fino y con velocidad de agua de 680 m/s, se han alcanzado unos rendimientos de corte de 2 m/mín., con un avance en profundidad de 2 cm por pasada, equivalentes a 2,40 m2/h, que supone en el orden de 40/50 % de los obtenidos realizando el corte con disco diamantado. La aplicación de esta técnica puede suponer un avance importante en los sistemas de corte, investigándose actualmente el uso de mayores presiones y la respuesta frente a diferentes tipos de roca.


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Por su atención

GRACIAS


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Explotación de Canteras, Alan Felipe Gómez Reyes

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