Extracción de piedras: Sus métodos, selección de sitio, pasos de preparación.

Aquí en este artículo, usted va a aprender todo sobre lo relacionado con la extracción de piedras a detalle ¡Empecemos!

Extracción de piedras. Las piedras surgen en forma de masas o capas de rocas naturales en la superficie. El proceso de extracción de piedras de sus capas de rocas naturales se denomina comúnmente Extracción de piedras. Difiere de la minería de minerales de metales en que mientras la extracción es una operación llevada a cabo enteramente en la superficie, la minería implica cavar por debajo del suelo, a veces a una profundidad considerable. Normalmente, esta actividad se realiza en una cantera.

 

Selección de sitio para la extracción de piedras

Ingenieros y contratistas tienen que tener en cuenta los siguientes factores al decidir sobre la ubicación del sitio de extracción.

1. Disponibilidad de roca sonora: Una cantera solo puede abrirse cuando una roca sonora que puede producir piedras de construcción de buena calidad existe considerablemente en el área. Una vez abierta la cantera debe ser capaz de suministrar las piedras durante bastantes años. La piedra debe estar disponible en gran cantidad y debe ser de calidad uniforme.
2. Distancia de las áreas de construcción: La explotación de canteras es comúnmente una operación comercial. La cantera no debe ubicarse lejos de la zona en la que se están haciendo las actividades de construcción. En tal caso, cuando se encuentra lejos, el costo del transporte de piedra de la cantera a sitios de construcción puede llegar a ser demasiado alto. Al mismo tiempo, una cantera no debe ubicarse muy cerca de una ciudad porque las operaciones de canteras están llenas de peligros. Esto se vuelve especialmente importante cuando el método de voladura tiene que utilizarse para la extracción de piedras.
3. Distancia de las carreteras principales: Las piedras extraídas de una cantera tienen que transportarse a las ciudades y pueblos cercanos. Naturalmente, la cantera debe estar situada cerca de la red principal de carreteras que conducen a esas ciudades. De lo contrario, se tendrán que construir caminos de aproximación más largos que se añadirán al costo del transporte de la piedra.
4. Disponibilidad de agua y espacio para verter desechos: En operaciones de canteras, se emplea una considerable potencia humana. El agua es una necesidad importante para la fuerza de trabajo. Debe estar disponible en suficiente cantidad cerca del sitio de la cantera. Del mismo modo, las operaciones de canteras implican una tipos de rocas las cuales no son útiles para la construcción de edificios. Esta roca o basura debe ser objeto de desecho en uno u otro lado de la cantera, por lo que la cara principal de la cantera no está bloqueada. El espacio necesario para desechos debe estar fácilmente disponible cerca de la cantera.
5. Otro factor es el sistema de drenaje: El agua subterránea y agua superficial tienen que drenarse rápidamente. Debe ser posible proporcionar un drenaje adecuado en el sitio de la cantera.

Pasos de preparación para la extracción de piedra

Una vez que se decide un sitio para una cantera, los siguientes pasos preparatorios son necesarios para iniciar la operación:

1. Selección de método para la explotación de canteras: En la actualidad, la extracción se puede hacer por métodos manuales o por máquinas. El método tiene que ser elegido justo al principio. La elección dependerá del tamaño de la cantera, la naturaleza de la roca y la demanda de piedras de construcción.
2. Preparación de una disposición: De acuerdo con el método seleccionado para la extracción de piedras, se preparará un esquema o disposición para la explotación de canteras. Esto determinará de qué lado se extraerá primero el lecho de roca natural (la cara de ataque) y cómo la extracción progresará en las subsiguientes fases.
3. Remoción de la carga excesiva: La superficie de la roca natural están siempre cubiertas por un grosor de suelo o material suelto. Independientemente de los métodos de extracción de piedras, este exceso tiene que removerse antes de iniciar la operación de extracción real. Del mismo modo, algunas rocas vagamente sostenidas en las laderas tienen que ser removidas para evitar accidentes en las operaciones posteriores.

Métodos de extracción de piedras

Los métodos de extracción se clasifican de manera diferente. Es conveniente dividirlos bajo dos encabezados principales, a saber, la extracción de canteras sin explosión y canteras por explosión.

• Extracción de piedras sin explosión. En estos métodos, los bloques de rocas se rompen sueltos de sus afloramientos naturales por hombres utilizando herramientas de mano o máquinas de canalización de propósito especial. No se utiliza material explosivo en ninguna etapa de este método de extracción de piedras. Rocas blandas y también las rocas que tienen estructura estratificada son fácilmente extraídas con estos métodos.

Como primer paso, la cubierta suelta del suelo sobre la roca (el exceso) se retira primero y se limpia la superficie de la roca. A continuación, se divide sistemáticamente en bloques de tamaños deseados.

• El método Wedge de la extracción de canteras: Consiste de cavar algunos agujeros en lugares cuidadosamente seleccionados en la roca. Estos agujeros se cavan manualmente utilizando cinceles y martillos por trabajadores cualificados. O, en las canteras mayores, estos agujeros pueden ser perforados por máquinas especiales llamadas taladros de martillo. Una vez que el orificio está listo, se inserta una cuña de acero entre dos tiras de acero o plumas. Esto se hace con todos los agujeros perforados en una secuencia. Tales cuñas firmemente insertadas son entonces golpeadas con un martillo casi simultáneamente. Este proceso desarrolla grietas a lo largo de las líneas que unen los agujeros.

 

 

Después de eso, las barras de hierro largas se insertan en los agujeros y las grietas, y luego los bloques de las rocas se empujan hacia adelante en la cara libre de una cantera.

• El método de canalización para extracción de canteras: En este método de canteras, implica el uso de grandes máquinas llamadas Channelizers que tienen herramientas de corte reciprocantes y son accionadas por energía. Cuando se requieren bloques grandes de piedras costosas como mármoles y calizas, este método es el más adecuado. El Channelizer puede cortar un surco tan profundo como 3 metros, tan ancho como 5 cm y hasta 3 metros, o aún más.

Cuando se requiere un solo bloque, las ranuras de profundidad y longitud requeridas se cortan primero en la parte posterior y los lados de la cara de trabajo de la cantera. Los orificios se perforan desde el lado frontal libre horizontalmente para cumplir con el canal trasero en su base. Usando cuñas y varillas, el bloque se separa de la roca e izado hasta los camiones o vagones de transporte. Bloques individuales tan grandes como 10 metros de largo y 3 metros de espesor y 1-3 metros de ancho pueden ser extraídos por este método de rocas blandas.

• Extracción por calentamiento: Es un método antiguo y crudo que puede ser útil localmente para obtener pequeñas cantidades de piedras. Las rocas se calientan durante unas horas quemando montones de leña sobre su superficie. Tal proceso da como resultado la expansión de las capas superiores y su agrietamiento y separación de las capas inferiores.
• Extracción de piedras por explosión. Este método consiste en el uso de explosivos para romper piedras de rocas muy duras. Se ha observado que la extracción de granitos, basálts, trampas, cuarcitas, y areniscas por acuñamiento y otros métodos es muy laborioso y costoso. Estas rocas duras, sin embargo, pueden ser aflojados económica y fácilmente mediante el uso de explosivos.

El principio básico de este método es explotar una pequeña cantidad de un material explosivo a una profundidad calculada dentro de las rocas. La fuerza generada debido a esta explosión es suficiente sólo para crear grietas y aflojar bloques de buen tamaño. Por lo tanto, la extracción por explosivos requiere que las personas muy experimentadas conozcan a fondo los explosivos de voladura por una parte y las cualidades de fuerza de las rocas por otro lado.

La extracción por explosión involucra una serie de operaciones sistemáticas tales como la perforación de agujeros de explosión, la carga de agujeros de explosión.

1. Perforación de los agujeros por ráfaga: Un orificio de granallado es un orificio de diámetro y profundidad adecuados conducido a un lugar debidamente seleccionado en una roca para ser cargado con un explosivo. Puede ser conducido manualmente o mecánicamente. En perforación mecánica, las máquinas tales como taladros de martillo, taladros percusivos o taladros rotatorios se utilizan dependiendo de la naturaleza de la roca. En la extracción por explosión, el diámetro, la profundidad, el número y el espaciamiento de las perforaciones requieren consideraciones muy cuidadosas para obtener el resultado más beneficioso.

La profundidad del agujero de explosión depende del volumen de la roca que se romperá en un tiro que también se relaciona con la cantidad del explosivo que se cargará en el orificio. El espaciado de los agujeros que decidirse cuidadosamente cuando se van a cargar y disparar simultáneamente varios agujeros. Una cantidad dada de cualquier explosivo puede inducir grietas, romper abierto o tirar los volúmenes limitados de la roca alrededor de él en la explosión. 

En la explosión, el empuje principal es a lo largo de la distancia más corta al lado libre. Esta (distancia) se denomina la línea de menor resistencia. Si esta línea es de longitud considerable, la inyección puede resultar efectiva. Del mismo modo, si esta distancia es demasiado corta, la piedra rota puede ser lanzada lejos de la cantera

1. 2. Cargando el agujero de explosión: La carga de los orificios de explosión con cantidades predeterminadas del tipo de explosivo seleccionado se debe realizar con gran cuidado y precaución. Una leve negligencia en esta operación puede conducir a accidentes mortales. A continuación se presentan algunos pasos importantes que debe tener en cuenta al cargar el orificio de explosión:

(a) Los agujeros se despejaron primero de todas las obstrucciones e irregularidades con la ayuda de las barras de madera del retozando.

(b) El explosivo en forma de paquetes de polvo o cartuchos se inserta en pequeñas cantidades a la vez. Antes de añadir el siguiente lote de explosivos, la cantidad colocada previamente se embala firmemente utilizando varillas de madera (las varillas metálicas nunca se utilizan).

(c) Cuando el polvo de explosivo se utiliza como carga explosiva, se inserta un fusible. En el caso de carga es en forma de cartuchos un cartucho de imprimación (que tiene un explosivo altamente sensible), también se inserta y está conectado a un fusible de seguridad. El orificio se llena generalmente de 1/3 a 1/2 su profundidad con el explosivo.

(d) Compatación, consiste en llenar el 2/3 restante a 1/2 profundidad del agujero de explosión (sobre la capa compactada pasada del explosivo) con el material inerte y no combustible como la arcilla pulverizada, la roca y, la arena. El objeto principal del proceso de compactación es prevenir el escape de los gases producidos por la explosión a través del agujero. Están hechos para pasar a otras direcciones y hacer el trabajo de romper la roca con su energía.

(e) También es costumbre poner el fusible de seguridad (para disparar) al comienzo de la operación de la compactación. En otro arreglo, una varilla delgada se mantiene insertada en el orificio durante el proceso de la deriva. Esta varilla se retira al terminar la deriva, y el fusible se inserta en su lugar.

(6) A veces la compactación se realiza en capas alternando con capas explosivas. Esto se hace casi necesario en los agujeros profundos que implican el uso de grandes cantidades de un explosivo en cada tiro.

(3) Disparando el explosivo: Es el paso final que implica encender el explosivo en los agujeros de explosión mediante el uso de un fusible de seguridad o por detonadores eléctricos. Un Fusible de seguridad es esencialmente una cepa delgada de polvo de pistola debidamente envuelto en un hilo de algodón. Cuando se enciende, se quema de un extremo al otro extremo a una velocidad fija, generalmente 100-130 segundos por metro. Un extremo de tal longitud de fusible está conectado a la tapa de voladura del cartucho de imprimación.

 

 

El otro extremo libre de los rastros del fusible en la superficie. Es este extremo libre que es encendido por el hombre de la leña que tiene tiempo a su disposición para funcionar a un lugar de la seguridad proporcional a la longitud del fusible. Un detonador eléctrico es una tapa metálica especialmente diseñada que contiene una carga altamente sensible llenada en ella.

Sobre la carga cuelga un filamento de cobre delgado que conduce una carga eléctrica. A medida que la corriente está encendida, el filamento en el detonador da una poderosa chispa. Esto enciende la carga sensible que hace una pequeña explosión que es Suficiente para soplar el explosivo principal en el agujero de la ráfaga.

 

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