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