Guía completa para la extracción de piedra:definiciones, sitios y técnicas

En este artículo discutiremos sobre:- 1. Definición de extracción 2. Sitios para la extracción de piedra 3. Consideraciones importantes 4. Métodos.

Definición de extracción:

El proceso de extracción de piedras de lechos de rocas naturales se conoce como extracción. El término cantera se utiliza para indicar la superficie expuesta de las rocas naturales. Las piedras así obtenidas se utilizan para diversos fines de ingeniería.

Cabe señalar la diferencia entre una mina y una cantera. En el caso de una mina, las operaciones se realizan bajo tierra a gran profundidad. En el caso de una cantera, las operaciones se realizan a nivel del suelo en condiciones expuestas.

Sitios de extracción de piedra:

La selección del sitio para una cantera de piedras debe realizarse después de estudiar detenidamente los siguientes aspectos:

(i) Disponibilidad de herramientas, energía, materiales y mano de obra para el trabajo fácil y eficiente de la cantera;

(ii) Disponibilidad de sitio para el vertido de desechos y evitar riesgos para la salud, si los hubiere;

(iii) Distancia de la cantera a las carreteras, ferrocarriles, costa marítima, etc. y proximidad a las instalaciones de transporte;

(iv) Drenaje del pozo de cantera;

v) Fácil disponibilidad de agua potable en cantidad suficiente durante todo el año;

(vi) Economía en las canteras;

(vii) Instalación para transportar y transportar piedras desde la cantera;

(viii) Para la explotación de canteras mediante voladuras, ausencia de estructuras permanentes en el área cercana;

(ix) Datos geológicos sobre las formaciones rocosas del sitio;

(x) Calidad de la piedra disponible en la cantera;

(xi) Cantidad de piedra que probablemente se obtendrá de la cantera;

(xii) Resultados de los pozos de prueba; etc.

Consideraciones importantes para iniciar la cantera:

A continuación se detallan consideraciones importantes a las que se debe prestar especial atención antes de comenzar la cantera:

(i) Examen de la superficie de la roca:

La superficie expuesta del lecho de roca debe examinarse cuidadosamente. Es de destacar la presencia de grietas y fisuras. Se deben determinar los planos a lo largo de los cuales las piedras se partirán fácilmente para que las operaciones de extracción sean rápidas y económicas.

(ii) Diseño:

Es necesario preparar un esquema completo de las distintas etapas involucradas en la operación de una cantera. Una planificación defectuosa conduce al fracaso de la cantera.

(iii) Hombres y Máquinas:

Debe haber una coordinación adecuada entre los hombres y las máquinas empleadas en la cantera para obtener el máximo beneficio de ellas.

(iv) Eliminación de la superficie superior:

Se debe eliminar la tierra suelta y la roca blanda presentes en la superficie superior de la cantera. El material obtenido de la superficie superior no es apto para trabajos de construcción y, por tanto, debe rechazarse. Las rocas densas están disponibles a una profundidad que depende de las cualidades de la roca a la intemperie.

(v) Estabilidad estructural:

Las piedras deberán ser retiradas de la cantera sin afectar la estabilidad estructural de sus costados. Si no se toman las precauciones adecuadas, pueden producirse graves resbalones o deslizamientos de tierra con resultados desastrosos.

Métodos de extracción de piedra:

Los siguientes son los tres métodos de extracción:

(i) Extracción de canteras con herramientas manuales

(ii) Extracción con canalizadora

(iii) Extracción de canteras mediante voladuras.

A continuación se describirá brevemente cada uno de estos métodos de extracción.

(i) Extracción con herramientas manuales:

A continuación se detallan tres formas diferentes de realizar canteras mediante el uso de herramientas manuales:

(a) Excavar o excavar

(b) Calefacción

(c) Acuñamiento.

(a) Excavación o Excavación:

En este método, las piedras simplemente se excavan con la ayuda de instrumentos adecuados como picos, martillos, duchas, cinceles, etc. Este método es útil cuando las piedras blandas se presentan en forma de bloques grandes o pequeños.

(b) Calefacción:

En este método, se calienta la superficie superior de la roca. Esto se suele hacer colocando trozos de madera o apilando un montón de combustible sobre la superficie y prendiéndoles fuego constante durante algunas horas. Debido a la expansión desigual, la capa superior de roca se separa. Se indica mediante un ruido sordo de estallido. A continuación se retira la porción de roca desprendida mediante instrumentos adecuados como picos, palancas, etc.

Este método es útil cuando se van a extraer de una cantera pequeños bloques de forma más o menos regular. Es adecuado cuando la formación rocosa está formada por capas horizontales de poca profundidad. Con este método es posible obtener el bloque bastante rectangular necesario para la mampostería de mampostería rizada.

(c) Cuña:

En este método, si la superficie de la roca contiene grietas o fisuras, las cuñas o puntas de acero, como se muestra en la fig. 2-2 y fig. 2-3 respectivamente, se introducen a través de dichas grietas mediante martillos. A continuación se desplazan los bloques de piedra y se retiran con la ayuda de instrumentos adecuados.

Si no existen grietas naturales, se deben formar grietas artificiales. Se perfora una línea de agujeros a lo largo de la superficie de la roca. El diámetro del agujero es de unos 12 mm. La distancia entre agujeros sucesivos es de aproximadamente 100 mm a 150 mm. La profundidad del agujero es de unos 200 mm a 250 mm. El tapón y las plumas se colocan en estos orificios como se muestra en la fig. 2-4.

Un tapón es una cuña de acero cónica. Una pluma es una cuña de acero plana con su extremo superior ligeramente curvado. Se coloca un tapón entre las plumas y luego todos los tapones se impulsan simultáneamente con un martillo. Se ejerce una gran fuerza debido a una enorme presión y se desarrolla una grieta a lo largo de la línea de agujeros. Si la piedra es comparativamente dura, se puede emplear el taladro neumático para preparar agujeros para el tapón y las plumas.

Si la roca es comparativamente blanda, sólo se pueden utilizar tacos de madera. Se colocan en los agujeros y se mantienen empapados en agua. Cuando los tapones de madera se hinchan o expanden, se ejerce una gran fuerza y ​​la roca se parte a lo largo de la línea de agujeros.

El acuñamiento se adopta para rocas estratificadas costosas que son comparativamente blandas, como laterita, mármol, piedra caliza, arenisca, etc. Siempre que sea posible, se prefiere el acuñamiento a la voladura.

(ii) Extracción con Máquina Canalizadora:

En este método se utilizan máquinas canalizadoras accionadas por vapor, aire comprimido o electricidad para realizar surcos o canales verticales u oblicuos en el macizo rocoso. Estas máquinas hacen rápidamente ranuras que tienen una longitud de aproximadamente 24 m, una anchura de aproximadamente 50 mm a 75 mm y una profundidad de aproximadamente 2,40 ma 3,70 m.

El proceso consta de los siguientes pasos:

(a) Los canales se cortan alrededor del bloque de piedra que se va a retirar del macizo rocoso.

(b) Los agujeros horizontales se perforan debajo del bloque.

(c) Las cuñas se introducen en los agujeros y luego se suelta el bloque de su lecho.

Este proceso de separación de la piedra del macizo rocoso se emplea casi invariablemente en el caso de mármoles, piedras calizas y otras areniscas blandas. Es posible separar bloques muy grandes de piedras de las rocas mediante la aplicación de este método.

(iii) Extracción mediante voladura:

En este método, los explosivos se utilizan para convertir rocas en pequeños trozos de piedra. El objetivo principal de la extracción de piedras mediante voladuras es aflojar grandes masas de rocas y no volar violentamente toda la masa para convertirla en trozos muy pequeños y prácticamente inútiles.

Este método se adopta para la extracción de piedras duras, sin fisuras ni grietas. Las piedras obtenidas mediante voladura suelen ser de pequeño tamaño y se utilizan como lastre en vías férreas, áridos, para hormigón, calzadas, etc. El proceso de voladura es importante respecto a la extracción de piedra.