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Es un trabajo del tipo descriptivo que recalca cuáles son las rocas ornamentales que se explotan en minería no metálica
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA
EAP DE INGENIERÍA DE MINAS
DOCENTE :
ING. FILADELFIO CRUZADO MEJÍA
INTEGRANTES :
CABRERA BOÑON, Ruth Isabel
GOICOCHEA CUZCO, Jonatan David
CURSO :
MINERÍA NO METÁLICA
Cajamarca, julio del 2015
ROCAS ORNAMENTALES
La geología de un lugar se ve claramente reflejada en su arquitectura, en especial la rural, al haberse utilizado los materiales rocosos constituyentes del subsuelo próximo, como elementos constructivos, a lo largo del tiempo. Bajo el nombre de Piedra Natural cabría toda roca que pueda obtenerse en bloques o piezas de cierto tamaño que permitan su utilización o comercialización, y por tanto sus propiedades constitutivas permanecen constantes en sus etapas de transformación.
Para la extracción de éstos bloques se puede hacer de manera superficial o subterránea y a través de diferentes método de arranque, de los cuales el más usado es el hilo diamantado, rozadoras de brazo, equipos de corte con chorro de agua, equipos de corte con disco.
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
Definir qué son las rocas ornamentales y las razones de su interés desde el punto de vista minero.
Conocer los distintos tipos de rocas ornamentales.
Saber como se clasifican los distintos tipos de explotaciones de rocas ornamentales
Conocer cuales son los sistemas de arranque de las rocas ornamentales
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer todo lo concerniente sobre las rocas
ornamentales
Las rocas ornamentales son un grupo de la piedra natural que
adquieren un mayor interés comercial y económico debido a:
Gracias a estas propiedades y a su atractivo, constituyen la materia
prima de una industria que, después de un proceso de elaboración,
permite su comercialización y utilización en aplicaciones tan variadas
como:
DEFINICIÓN
Vistosidad Belleza Características
físico -mecánicas
Aptitud para el pulido
Materiales nobles de
construcción
Arte funerario y escultórico
Objetos artísticos y
variados
Materia prima de trabajos de
cantería
La división comercial más comúnmente aceptada en la industria de rocas ornamentales se hace atendiendo a su dureza o resistencia al corte y cizalladura y a sus aplicaciones:
TIPOS
Grupo de las pizarras
Grupo de los mármoles
Grupo de los granitos
Otras piedras
de
TIPOS
GRUPO DE LOS GRANITOS
Bajo este nombre se incluyen los granitos y otras rocas intrusivas, de origen ígneo, constituidas fundamentalmente por cristales de cuarzo, feldespatos y micas, en distintas proporciones, lo que determina su clasificación, y que les confiere una textura granuda.
A la roca se le exige que sea homogénea en cuanto a textura, tamaño de grano y color.
GRANITO
Para su explotación:
gneises
Son rocas metamórficas de grano fino a grueso, con foliación neta, caracterizada por bandas oscuras, ricas en minerales ferromagnésicos, alternando con otras claras ricas en cuarzo y feldespatos
GRUPO DE LAS PIZARRAS
Se utiliza como placas para cubiertas de distintos formatos y grosores y en mampostería, si bien, actualmente, se aplica también a solados y recubrimientos de exteriores e interiores.
PIZARRA
Usos:
La pizarra es una roca metamórfica de origen sedimentario de tamaño de grano muy fino y colores oscuros, que se caracteriza por poseer una intensa foliación plana, favorecida por la disposición de los minerales laminares.
GRUPO DE LOS MÁRMOLES
La roca tendrá que poseer unas buenas cualidades intrínsecas, grado de recristalización suficiente y perfectamente homogéneo; el yacimiento presentará buenas reservas, bancos masivos de varios metros de potencia y escaso diaclasado.
MARMOL
Para su explotación:
Son rocas conformadas principalmente por carbonato cálcico, que han sufrido procesos de recristalización. Esto proporciona una gran dureza y predispone a estas rocas para su buen pulido superficial, con aparición de perfecto brillo.
CALIZAS
Las rocas de este grupo son carbonatadas, de origen sedimentario, constituidas por precipitados de carbonatos y partículas carbonatadas o de otra naturaleza.
Para su explotación: Usos
Hoy en día se utilizan ampliamente en cualquier tipo de edificación, sobre todo en fachadas, para elementos de ornamentación, en amueblamiento urbano, en interiorismo, etc.
Los yacimientos de calizas, de amplia distribución, pasan a ser explotables cuando presentan unas condiciones apropiadas. La roca tiene que poseer una homogeneidad textural y compositiva, compacidad y resistencia mecánica.
OTRAS PIEDRAS
ARENISCAS
Para su explotación:
Son rocas sedimentarias, detríticas, constituidas por granos fundamentalmente de cuarzo, trabados por medio de una matriz también detrítica y/o por cementos de variada naturaleza.
Usos
Se utilizan en recubrimientos de fachadas, construcción de viviendas unifamiliares y decoración de exteriores e interiores, adquiriendo con el tiempo cálidas pátinas que contribuyen a ennoblecer su aspecto.
Para el yacimiento son importantes el tamaño de grano, la cohesión granular, la resistencia y el aspecto. Además deberá presentar buenas reservas, constar de bancos de suficiente potencia, y escaso recubrimiento.
cuarcitas
Las cuarcitas son la consecuencia de un metamorfismo de areniscas ricas en cuarzo, que conlleva una recristalización de este mineral. Son rocas muy compactas y duras, que se presentan como bancos potentes.
La metodología que habitualmente se aplica en la
investigación de yacimientos de roca ornamental es en
cinco fases desde la recopilación bibliográfica hasta la
apertura de la cantera, sin embargo esta metodología no
es unívoca ni cerrada. Las fases son:
INVESTIGACIÓN DE YACIMIENTOS
Recopilación de información y bibliografía
Fase 1
Exploración en campo (Aquí ya se va seleccionando las zonas a explotar)
Fase 2
Investigación previa (caract. de área, caract. geológica y mecánica de la roca)
Fase 3 Fase 4 Fase 5
Investigación de detalle (se elige los puntos más favorables para la extracción, determinando su color, tamaño de grano, homogeneidad, alteraciones, resistencia mecánica, fracturamiento; para ello se abre un frente piloto de extracción de bloques y se hacen sondeos con recuperación de testigo)
Proyecto de explotación y apertura de la cantera (viabilidad técnico –económico de la explotación de la roca)
Objetivo de la investigación de
yacimientos: Determinar las
propiedades específicas de los
afloramientos:
Morfología
Fracturación
Características de la roca
Composición litológica (color, tamaño de grano, meteorización,
plegamientos, recristalizaciones)
Textura
Homogeneidad (variaciones de color, presencia de discontinuidades,
impurezas)
Oxidaciones
Factores condicionantes de la
explotabilidad: Estos factores se
analizan en la fase 5, para dar
inicio a la cantera:
Tamaño de afloramiento
Recubrimientos
Topografía y accesos
Impacto ambiental
Existencia de explotaciones próximas
Infraestructura industrial
DISEÑO DE CANTERAS Y SISTEMAS DE EXPLOTACIÓN
DISEÑO DE EXPLOTACIONES
CANTERAS A CIELO ABIERTO
Canteras en foso sobe terrenos llanos
Canteras en ladera sobre terrenos en
pendiente
Canteras de nivelación en
terrenos montañosos CANTERAS
SUBTERRÁNEAS
Canteras en foso
y extracción por
grúas
Canteras en
foso y rampas
de acceso
Son explotaciones totalmente confinadas por
taludes laterales o subverticales y donde la
extracción de bloques y estériles se realiza
por grúas, realizándose el acceso del
personal por medio de escalas ancladas en
los paramentos.
CANTERAS EN FOSO SOBRE TERRENOS LLANOS
Canteras en foso y extracción por grúas
Canteras en foso y rampas de acceso
Estas rampas son construidas con materiales
estériles, conectan los diferentes niveles de
extracción de la cantera entre sí. Es la más
frecuente por su mayor versatilidad.
CANTERAS A CIELO ABIERTO
Son llevadas en media ladera. En muchos casos, la extracción
comienza por los niveles inferiores, aumentando la altura y el
número de bancos del frente de explotación. En otros casos se
empieza por alcanzar la situación final en los bancos superiores y se
profundiza verticalmente.
CANTERAS EN FOSO SOBRE TERRENOS EN PENDIENTE
Están reemplazando en lo alto de un cerro o promontorio natural
que conducen a la nivelación del terreno original, tanto por la propia
extracción como por el relleno de vaguadas con los estériles
producidos.
CANTERAS DE NIVELACIÓN EN TERRENOS MONTAÑOSOS
Utilizan el método de explotación de cámaras y pilares, con inicio de
labores desde la plaza de cantera exterior y abriendo una galería en la
dirección de explotación. Dejando los necesarios pilares, se abre el
hueco inicial y se explota en profundidad con herramientas clásicas.
CANTERAS SUBTERRÁNEAS
TÉCNICAS DE ARRANQUE DE ROCAS ORNAMENTALES
TÉCNICAS DE CORTE CON PERFORACIÓN DE BARRENOS PRÓXIMOS
Con voladura (dinamita o cordón detonante)
Sin voladura (presión hidráulica)
TÉCNICAS DE CORTE MECÁNICO
Equipos de corte con hilo diamantado
Rozadoras de brazo
Equipos de corte con disco
Equipos de corte con chorro de agua
Utilización de cuñas manuales e hidráulicas
Equipos de corte con hilo (totalmente ya en desudo)
Lanza térmica (utilización todavía esporádica)
TÉCNICAS ACTUALEMNTE OBSOLETAS
Consiste en la independización de un gran bloque cuyo volumen puede oscilar entre 100 y los 4000 𝑚3. La operación e arranque comienza con la creación de dos caras libres en los laterales del gran bloque. Luego se realiza la perforación vertical sobre los planos posterior y horizontal en la base del bloque (la rotura de barrenos se puede realizar mediante el empleo de explosivos débiles o cordón detonante o por cuñas de accionamiento hidráulico)
TÉCNICAS DE CORTE DE BLOQUES POR PERFORACIÓN DE BARRENOS PRÓXIMOS
FASE 1
FASE 2
Se ejecuta la subdivisión en bloques de un menor tamaño, todavía en la misma cantera. Esta fase implica una calidad cada vez mejor de terminación de las caras, por lo que el diámetro y espaciado entre barrenos son menores. El volumen de bloques es de 18 y 100 𝑚3. 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 colchón de goma hinchable que logre amortiguar la caída y evitar su rotura.
FASE 3 y 4
El bloque extraíble debe subdividirse en unas dimensiones
más manipulables por los equipos de la cantera, alcanzando
un volumen de hasta 10 𝑚3, se logra a través del empelo de
cuñas accionadas hidraúlicamente.
TÉCNICAS DE CORTE MECÁNICO
HILO DIAMANTADO (hecho de cable de acero inoxidable con insertos diamantados)
•Grupo motor
•Conjunto guiador
•Sistemas automáticos de control electrónicos de arranque
ROZADORAS DE BRAZO
•Aplicado a macizos rocosos de dureza < 100 MPa
•Equipo eléctrico-hidráulico.
•Consta de un brazo accionado, móvil y orientable.
• Potencia 10-60 KW y avance de 2 a 10 cm/min y pendiente máxima para desplazarse 15 °
EQUIPOS DE CORTE CON DISCO
•Consumo de energía
•Escasa profundidad del corte
• Inclinación máxima del equipo 10°
•Consiste en un disco giratorio cortador de filo de acero diamantado
TÉCNICAS DE CORTE MECÁNICO
EQUIPOS DE CORTE CON CHORRO DE AGUA
•Equipos hidráulicos de potencia adecuada, consiste en una pequeña central hidráulica iniciada por un motor eléctrico y acoplada a una bomba hidráulica de alta presión que acciona con un intensificador de presión.
UTILIZACIÓN DE CUÑAS MANUALES E HIDRÁULICAS
•Es complementaria a la perforación con barrenos.
•Su utilización se basa en el efecto que producen una serie de cuñas de acero introducidas en unos taladros perforados con este objetivo, provocándose la rotura de los bloque por tracción
Para las cuñas hidráulicas se utilizan dos tipos
de cuñas:
• El tipo estándar (ángulo muy agudo)
• El tipo destinado a las rocas medias (ángulo
obtuso)
TÉCNICAS ACTUALMENTE OBSOLETAS
Equipos de corte con hilo helicoidal
Lanza Térmica (Flame Jet)
La herramienta de corte era un hilo de
acero, que actuaba como conductor de
los materiales abrasivos y
refrigerantes y que corría a una
velocidad determinada.
Este sistema se aplica exclusivamente en
aquellas rocas de origen ígneo (granitos,
dioritas, etc), siempre que el material
tenga unas características adecuadas de
decrepitabilidad (spallability), por salto
térmico entre el calor y el frío posterior
inmediato
APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ARRANQUE DE LAS ROCAS ORNAMENTALES
ACABADOS DE ROCAS ORNAMENTALES
Con el pulido se consigue una superficie lisa brillante, con porosidad casi nula. El pulido se consigue por abrasión
PULIDO
Proporciona una superficie rústica, rugosa con cierto relieve y de aspecto vitrificado. Se logra aplicando altas temperaturas mediante mecheros de oxiacetileno de más de 2500 °C
FLAMEADO
Parecido al pulido pero sin brillo. Se consigue por abrasión con carburo de silicio.
APOMAZADO ABUJARDADO Superficie rugosa, se consigue golpeando golpeando repetidas veces con una bujarda que va punteando la superficie hasta dejarla con la textura deseada. Actualmente se utilizan martillos neumáticos y carros automáticos
YACIMIENTOS EN PERÚ
Estadísticas de la producción de rocas ornamentales
CONCLUSIONES
Las rocas ornamentales son un grupo de piedra natural y son muy usadas bedido a su belleza y características físico-mecánicas.
Las tipos de rocas ornamentales más usadas en minería son: granito, mármol y pizarras .
Vimos que los distintos tipos de explotaciones de rocas ornamentales son tanto a cielo abierto mediante canteras y subterránea mediante cámaras y pilares.
Conocimos que los sistemas de arranque de las rocas ornamentales se dan actualmente por técnicas de corte con perforación y barrenos próximos y por técnica de corte mecánico.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN