Explotacin de Roca Ornamental

Vista general

CANTERA DE ROCA ORNAMENTALEl proceso de explotacin es bastante similar en las tres variedades, ya que se separa un bloque del macizo rocoso que se someter a sucesivas etapas de subdivisin para que alcance unas dimensiones manipulables para su transporte y posterior transformacin.

Los principales sistemas son:- Corte con perforacin de barrenos prximos.- Hilo helicoidal y diamantado.- Rozadora de brazo.- Disco de corte.- Lanza trmica.- Chorro de agua.CANTERA DE ROCA ORNAMENTALEl proceso de explotacin es bastante similar en las tres variedades, ya que se separa un bloque del macizo rocoso que se someter a sucesivas etapas de subdivisin para que alcance unas dimensiones manipulables para su transporte y posterior transformacin.

Los principales sistemas son:- Corte con perforacin de barrenos prximos.- Hilo helicoidal y diamantado.- Rozadora de brazo.- Disco de corte.- Lanza trmica.- Chorro de agua.Las Rocas Ornamentales Las Rocas Ornamentales son un grupo especial de la Piedra Natural que adquieren un mayor inters comercial y econmico debido a: Su vistosidad Belleza Caractersticas fsico-mecnicas (textura, durabilidad, etc.).Aptitud para el pulido (salvo en el caso de la pizarra donde se considera la aptitud al lajado).Tipos de Rocas ornamentalesGrupo de las pizarras.

Est constituido por materiales relativamente blandos, cuya gnesis ha sido sedimentaria, evaportica y en algn caso metamrfica, pero en general con unas resistencias a la compresin menores de 400 kg/cm2 (40 MPa).

Grupo de los mrmoles, calizas marmreas y similares. Se trata de materiales de origen mayoritariamente metamrfico o, en algn caso, gneo alterado y con unas resistencias inferiores a los 1 000 kg/cm2 y superiores a los 400 Kg/cm2.

Grupo de los granitos y similares. Est constituido por granitos poco alterados, prfidos, dioritas, sienitas, gabros, dunitas, etc., en general rocas de un origen gneo, y con unas resistencias que pueden ser superiores a los 2 000 kg/cm2 (200 MPa).

Otras piedras (areniscas, cuarcitas, calizas fosilferas y travertnicas, serpentinitas, alabastros, etc.).

Factores condicionantes de la explotabilidad

Factores condicionantes de la explotabilidad:Tamao del afloramientoRecubrimientosTopografa y accesosImpacto ambiental que pudiera ocasionar la canteraExistencia de explotaciones prximasInfraestructura industrialTipos de explotacinCanteras a cielo abierto: Canteras en foso sobre terrenos llanos Canteras en foso y extraccin por gras. Canteras en foso y rampas de acceso, Canteras en ladera sobre terrenos en pendiente Canteras de nivelacin en terrenos montaosos

Canteras subterrneasCanteras en foso sobre terrenos llanos

En este apartado debemos distinguir: Canteras en foso y extraccin por gras. Canteras en foso y rampas de acceso construidas con materiales estriles.Canteras en foso y extraccin por grasSon explotaciones totalmente confinadas por taludes laterales verticales o subverticales y donde la extraccin de bloques y estriles se realiza con gras, realizndose el acceso del personal por medio de escalas ancladas en los paramentos.Canteras en foso y extraccin por gras

Canteras en foso y rampas de acceso, construidas con materiales estriles

Estas rampas conectan los diferentes niveles de extraccin de la cantera entre s.

Es la ms frecuente por su mayor versatilidad.

Canteras en ladera sobre terrenos enpendiente

Son llevadas en media ladera.

En muchos casos, la extraccin comienza por los niveles inferiores, aumentando la altura y el nmero de bancos del frente de explotacin.

En otros casos se empieza por alcanzar la situacin final en los bancos superiores y se profundiza verticalmenteEn ladera

Canteras de nivelacinen terrenos montaosos

Estn emplazadas en lo alto de un cerro o promontorio natural que conducen a la nivelacin del terreno original, tanto por la propia extraccin como por el relleno de vaguadas con los estriles producidos.

Canteras subterrneas

Utilizan el mtodo de explotacin de cmaras y pilares, con inicio de labores desde la plaza de cantera exterior y abriendo una galera en la direccin de explotacin.

Dejando los necesarios pilares, se abre el hueco inicial y se explota en profundidad con herramientas clsicas.

TCNICAS DE CORTE DE BLOQUES ENCANTERA

SECUENCIA DE LA EXTRACCIN DE BLOQUES

El proceso de arranque de las rocas ornamentales es bastante similar para cualquiera de las tres variedades de los grupos comercialmente explotables.Genricamente consiste en la separacin primaria en el macizo rocoso de un "primer bloque o rachn", entendiendo por bloque una figura geomtrica ms o cubica.y con unas dimensiones tales que los equipos de carga y transporte seleccionados puedan manipularla u operar en unas condiciones de productividad ptimas.El bloque primario se somete a unas sucesivas etapas de subdivisin 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 transformacin, propia o exterior, ya que en muchas ocasiones este bloque es o puede ser un producto vendible de la cantera.Las dimensiones finales siguientes corresponden a los bloques vendibles de una gama aproximada para los mrmoles y granitos, en donde son ms apreciados y por ello mejor pagados los mayores tamaos, el mejor escuadrado, el mejor acabado de las caras, factores todos ellos que implican un mejor rendimiento de transformacin posterior. Alcanzan unos volmenes de 6 m3 y hasta 20 t de peso.Tcnicas de corteLos sistemas o tcnicas de corte ms aplicados en la actualidad son los siguientes:

Tcnicas de corte por perforacin de barrenos prximos, con y sin voladura Tcnicas de corte mecnico:Equipos de corte con hilo diamantadoRozadoras de brazoEquipos de corte con discoEquipos de corte con chorro de aguaUtilizacin de cuas manuales e hidrulicas

Tcnicas actualmente obsoletasEquipos de corte con hilo (totalmente ya en desuso).Lanza trmica (utilizacin todava espordicaTCNICAS DE CORTE DE BLOQUES POR PERFORACIN DE BARRENOS PRXIMOS, CON Y SIN VOLADURA (Mtodo Finlands)Esta tcnica consiste en la apertura de unos barrenos muy prximos y paralelos de un pequeo dimetro para poder producir un corte a travs del plano constituido por los mismos mediante la accin de una adicional presin hidrulica, mecnica o por la accin de la plvora o del cordn detonante

Metodo Filandes

Fases del mtodo finlandsFase 1.

La etapa inicial consiste en la independizacin, en la masa rocosa, de un gran bloque cuyo volumen puede oscilar entre los 100 y los 4.000 m3 . La operacin de arranque comienza con la creacin de dos caras libres en los laterales del gran bloque, bien a partir de las diaclasas naturales, bien mediante la perforacin de unos barrenos casi secantes entre si con unosdimetros de 2" (63,5 mm), o bien realizndolas con la lanza trmica por unos canales de 70 mm de anchura. Posteriormente se realiza la perforacin vertical sobre los planos posterior y horizontal en la base del bloque. Los barrenos son de pequeo dimetro (27-36 mm), y las separaciones variables de acuerdo con la resistencia a la fragmentacin de la roca.Fases del mtodo finlandsLa rotura entre barrenos se puede realizar mediante el empleo de algunos explosivos dbiles con cargas conformadas o con un cordn detonante de bajo gramaje, o por unas cuas de accionamiento hidrulico.

El rendimiento especfico de la perforacin oscila entre unos 2 y 7 ml/m3 del material rocoso a producir.

Fases del mtodo finlandsFASE 2

Esta segunda etapa ejecuta la subdivisin en bloques de un menor tamao, todava "in situ", esto es, en la misma cantera.

Los parmetros de perforacin son similares, aunque las fases sucesivas de divisin del bloque, implican una calidad cada vez mejor de terminacin de las caras, por lo que dentro de la gama de dimetros 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 . Los rendimientos normales de perforacin son los siguientes:Fases del mtodo finlandsLa rotura entre los barrenos se puede realizar, al igual que en la fase anterior, mediante unos explosivos dbiles como la plvora, el cordn detonante o mediante cuas hidrulicas.

El bloque, una vez individualizado, debe volcarse sobre el piso de la cantera, donde se puede disponer de un lecho de arena o bien un colchn de goma hinchable que logre amortiguar la cada, y evitar su rotura.

Los sistemas ms empleados para volcar el bloque, pueden ser:Traccin mediante cabrestante o gra torre (DERRICK).Empujadores hidrulicos en el plano posterior.Carga de plvora en el plano posterior.Extraccin con palas y/o carretillas elevadoras con un acoplamiento idneo.Fases del mtodo finlandsFases 3 y 4.En esta etapa, el bloque extraible debe subdividirse en unas dimensiones ms manipulables por los equipos de la cantera, con unos volmenes mximos de hasta 10 m3 para su fcil manejo y transporte posterior al taller. Los dimetros de perforacin recomendables son de unos 25 - 27 mm. Los rendimientos en esta etapa de subdivisiones son muy variables con los siguientes valores medios:Rendimiento horario ............ 5 m2 /h. 2Rendimiento especfico........ 3 - 15 ml/m3Fases del mtodo finlands: Fases 3 y 4.

En esta fase la rotura entre los barrenos tiene lugar, en general, mediante el empleo de cuas, accionadas manual o hidrulicamente.

Los bloques obtenidos deben alcanzar las dimensiones adecuadas para su comercializacin, que puede ser directa, si el escuadrado de las caras fuera correcto, o precisa de un perfilado definitivo, en funcin 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 perforacin, as como de la separacin y dimetro de los barrenos, existiendo en cualquier caso imperfecciones derivadas del sistema en s mismo que suponen unas prdidas en detritus estimadas en el orden de unos 25-50 mm para cada una de las caras del bloque.Fases 3 y 4.

Es importante sealar que estas tcnicas requieren, de manera imprescindible, distribuir lo mejor posible la energa generada por el explosivo en el plano de fractura y evitar la aparicin de tensiones mximas o diferenciales que induzcan a la fracturacin de la roca volada o la remanente.

El xito de la voladura se traduce en una gran precisin en la geometra del bloque y en unos daos mnimos a ste y a la roca remanente. Depende tanto del esquema de perforacin, como de la calidad de los barrenos y de las cargas de explosivo.Frente de extraccin[volver a ndice]

Detalle de frente de cantera[volver a ndice]

Perfil de los bancosCorte con perforacin[ volver al ndice ]

Extraccin de los bloques[volver a ndice]

Subdivisin del bloque[volver a ndice]

CORTE CON HILO DIAMANTADOComposicin del hilo diamantadoLos equipos de hilo diamantado estn compuestos bsicamente por los mismos elementos, pero con algunas diferencias de los tradicionales, de acuerdo con una nueva disposicin de la mquina de trabajo

Un grupo motor, con accionamiento elctrico, y con potencia entre 30-50 C.V., con su correspondiente reductor que acta sobre la polea conductora del cable y que va montado sobre un chasis mvil sobre rales.

Un conjunto guiador compuesto por dos carriles o vas sobre los que se desliza o mueve el sistema de accionamiento, y con una carrera de unos 6 m de desplazamiento, que se puede suplementar para su alargamiento paralelo al banco.

Unos sistemas automticos de control electrnicos de arranque, velocidad y tensin del cable, de paradas por rotura o final de carrera, etc.Las velocidades lineales del cable se encuentran en la gama de 0-40 m/s.,El hilo diamantadoEl hilo diamantado consiste en un cable de acero inoxidable que lleva engarzados, a modo de cuentas de rosario, unos insertos diamantados de forma cilndrica, con separadores constituidos por muellles.Las caractersticas bsicas de un cable diamantado son las siguientes:Dimetro del cable gua 5 mmDimetro del inserto diamantado 10 mmLongitud del inserto diamantado 8.5 mmLongitud til diamantado 6 mmSeparacin entre insertos 30 mmN de insertos por ml 33.4

Los rendimientos horarios de corte y vida del cable, son funcin de las caractersticas de la roca y se mueven en la gama siguiente de valores:

Actualmente se ha introducido ya la aplicacin del cable diamantado en el corte de los granitos, fundamentalmente en aquellos de menor contenido en cuarzo. La reduccin de costes se est haciendo muy progresivamente a medida que se ha id extendiendo su aplicacin, y aumentando la produccin unitaria de cada cantera.

Pasos para el uso de hilo

Pasos para el uso de hilo

Pasos para el uso de hilo

ROZADORAS DE BRAZOSe aplica en aquellos macizos rocosos de dureza media a baja (