manuel de explotacion canteras -michel
TRANSCRIPT
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
1
INTRODUCCIÓN.
Cuando un Ingeniero Civil proyecta una obra se ve limitado por muchos factores y
dentro de estos se encuentra la disponibilidad de canteras y la calidad de los
materiales que se extraen de estas; por eso es necesario saber evaluar la zona
que vamos a considerar como cantera, además del material que vamos a extraer y
esto va a depender mucho del proyecto que se esté realizando.
Principalmente hay que distinguir dos tipos de canteras las de río y las de cerro las
dos con características físicas y mecánicas diferentes, pero la principal diferencia
radica en su composición química las de cerro poseen una gran porcentaje de
finos, además un elevado porcentaje de sales que son muy perjudiciales para el
concreto.
El presente trabajo nos permitirá obtener conocimientos sobre la exploración y
explotación de canteras, además por medio de esta recopilación de información
nos permitirá realizar un análisis del material que se extraerá de la cantera, cuyas
características físicas y mecánicas sean aptas para los diferentes procesos
constructivos en obras civiles.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
2
OBJETIVOS:
Objetivo general:
Describir las características generales de una cantera.
Objetivos específicos:
Conocer los pasos para programar la explotación, disponibilidad,
consideraciones de acceso, topografía, calicatas, estratigrafía, evaluación
de la cantera, potencia bruta y potencia neta, rendimientos, métodos de
remoción y de procesamientos, traslado y acumulación de materiales
procesados.
Conocer los equipos de procesamiento en canteras.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
3
CANTERA. Se llama cantera a la fuente de aprovisionamiento de suelos y rocas
necesarias para la construcción de una obra. Es el término genérico que se utiliza
para referirse a las explotaciones a cielo abierto de materiales de construcción,
entre los cuales se incluyen las rocas industriales y ornamentales, gravas,
gravillas, arenas y arcillas.
Las canteras aprovisionan material para la conformación de terraplenes,
estabilizaciones, capa de su base y bases o como agregado para la elaboración
de concretos de cemento portland y asfáltico.
Las canteras son lugares de donde se extraen materiales de construcción, sea
directamente o después de ser transformados (piedra chancada, lajas, etc.) áridos
para vías o materiales para otras necesidades ingenieriles tales como enrocados,
terraplenes y obras de contención; también se incluye la extracción de minerales
propiamente dichos.
Las canteras son la fuente principal de materiales pétreos los cuales se
constituyen en uno de los insumos fundamentales en el sector de la construcción
de obras civiles, estructuras, vías, presas y embalses, entre otras. Por ser materia
prima en la ejecución de estas obras, su valor económico representa un factor
significativo en el costo total de cualquier proyecto.
Toda cantera tiene una vida útil, y una vez agotada, el abandono de la actividad
puede originar problemas de carácter ambiental, principalmente relacionados con
la destrucción del paisaje.
CLASIFICACIÓN DE LAS CANTERAS.
Se pueden clasificar dependiendo del tipo de explotación, el material que se quiera
explotar y su origen.
CLASIFICACIÓN DE CANTERAS
SEGÚN EL TIPO DE EXPLOTACIÓN
Canteras a cielo abierto:
- En laderas, cuando la roca se arranca en
la falda de un cerro.
- En corte, cuando la roca se extrae de
cierta profundidad en el terreno.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
4
Canteras subterráneas.
SEGÚN EL MATERIAL A EXPLOTAR
De materiales consolidados o rocas.
De materiales no consolidados como
suelos (tierra), agregados, terrazas
aluviales y arcillas.
SEGÚN SU ORIGEN Canteras aluviales.
Canteras de roca o peña.
ETAPAS DE EXPLORACIÓN
EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
Dentro de las actividades propias de la extracción de materia prima de una
cantera, hay que considerar que esta se realiza por medio de métodos mecánicos,
con la ayuda de cierto tipo de maquinaria diseñada para este fin.
Actualmente se cuenta con una diversidad de equipo de última tecnología,
encargado de realizar este tipo de labores, tales como: Excavadora, cargadora
sobre ruedas, tractor sobre orugas, cargador frontal etc.
La explotación de canteras es el conjunto de actividades por medio de las cuales
se extrae materiales de una cantera para ser empleados en una obra determinada.
Las actividades necesarias durante la explotación en una cantera son:
- Desmonte y limpieza.
- Preparación
- Extracción y acopio
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
5
- Zarandeo o chancado.
- Carguío y transporte.
CUIDADOS EN LA EXPLOTACIÓN
Cuando se trata de la explotación de materiales térreos por ejemplo para
terraplenes, sub base y bases:
- No mezclar los materiales de desperdicio (capa de desbroce o el over)
- Acopiar mezclando lo más posible a fin de logra uniformidad.
- Cuidar la humedad de los finos en el banco.
- Cargar de abajo hacia arriba para evitar segregación.
Si se trata de producir agregado para concreto asfaltico o de cemento portland, los
trabajos más comunes incluyen:
Alimentación
Zarandeo o cribado.
Trituración.
Lavado.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
6
PASOS PARA PROGRAMAR LA EXPLOTACIÓN.
Son las fases de la explotación de una cantera a cielo abierto y comprende lo
siguiente: Destape, arranque, transporte interno, clasificación, comercialización,
transporte externo, almacenamiento, escombreras.
DESTAPE. Es la actividad que permite retirar todo el material de sobrecarga y
dejar el material útil listo para que sea arrancado por cualquiera de los medios,
sea por perforación o voladura (Rocas duras), o mediante retroexcavadora,
buldózer con ripper (Rocas suaves).
Esta operación da la oportunidad de conservar el suelo fértil y las especies
nativas, semillas, estacas, etc, para reforestar y para la recuperación del espacio
explotado.
El destape se efectuará excavando trincheras de acceso (caminos en la cantera).
Los parámetros básicos de una trinchera son: Largo, Anchura de fondo, Pendiente
Ángulo de talud, Equipo de excavación y depende del objeto para el que se
construya la trinchera.
ARRANQUE. Consiste en caso de rocas duras, proceder a la perforación de
Bancos descendentes con la ayuda de máquinas de perforación y proceder a la
voladura con el uso de explosivos.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
7
En el caso de rocas suaves, el arranque se realiza de manera directa, para lo cual
se utiliza excavadores que disgregan la roca para que luego sea cargado hasta los
volquetes.
TRANSPORTE INTERNO. El material heterogéneo dispuesto en la plataforma de
trabajo, con la ayuda de la retro excavadora, es alimentado a los camiones, los
cuales llevan hasta la zaranda, que se encuentra ubicada fuera o dentro del área
de la concesión, para su respectiva clasificación.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
8
CLASIFICACIÓN. El material que ha sido quebrado mediante voladura puede ser
alimentado a una trituradora de mandíbulas o cónica, desde donde se obtendrán
los diferentes productos, como ripio, arena, chispa, etc, para la comercialización.
El material suave obtenido de laboreo mediante excavadora es llevado hasta
zarandas estacionarias en las cuales se obtienen los diferentes productos como:
arena, ripio, base, sub base, piedra bola y del material grueso no condicionado se
obtienen los molones los cuales serán comercializados.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
9
COMERCIALIZACIÓN. Los diferentes tipos de productos que se han preparado
en la cantera son comercializados en función de las necesidades del consumidor,
para lo cual empresas que no tienen relación con los titulares mineros se encargan
de comercializar.
Ocasionalmente los titulares disponen de volquetes y comercializan directamente.
ALMACENAMIENTO. El material que no ha sido comercializado, es almacenado
en lugares fuera del área de procesamiento de la roca para su posterior
comercialización y se les conoce como stocks.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
10
ESCOMBRERAS. Lugar en el cual se deposita de manera temporal o definitiva el
suelo de cobertura o se deposita el material que no ha sido considerado útil o
comercializable, según el caso.
ADECUACIÓN DE CANTERAS.
Para cada cantera se deberá diseñar un adecuado sistema y programa de
aprovechamiento del material, de manera de producir el menor daño al ambiente.
Será diferente si se trata de explotar un lecho de río o quebrada, un promontorio
elevado (cerros), una ladera o extraer material del subsuelo. Depende, también,
del volumen que se va a extraer de la cantera y el uso que se le va a dar al
material, pudiendo requerirse antes una previa selección del mismo, lo que origina
desechos que luego es necesario eliminar. Se deberá seguir las estipulaciones
que al respecto se incluye en el Manual Ambiental para el Diseño y Construcción
de Vías del MTC.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
11
LAS CANTERAS DEBEN
DE SER EVALUADOS
TOMANDO EN CUENTA
LOS SIGUIENTES
CRITERIOS:
SITUACIÓN
LEGAL
POTENCIA Y
RENDIMIENTO
CALIDAD
VÍAS DE ACCESO:
- ACCESIBILIDAD
- ESTADO
A) POR SU CALIDAD.
La calidad de una cantera está dada por su grado de cumplimiento de las
especificaciones técnicas, del material que se busca; y se deduce de los ensayos
de laboratorio que se practiquen sobre las muestras tomadas durante la etapa
exploratoria.
Ensayos de laboratorio:
Las muestras representativas fueron sometidas a los siguientes ensayos:
Análisis granulométrico por tamizado (NTP 400.012)
Límites de consistencia (NTP 339.129) Límite líquido, límite plástico, índice
de plasticidad
Clasificación SUCS, AASHTO (NTP 339.134,NTP 339.135)
Contenido de humedad (NTP 339.127)
Proctor modificado (NTP 339.141)
Equivalente de arena (NTP 339.146)
Abrasión (NTP 400.020)
California Bearing Ratio (CBR) (NTP 339.145)
Durabilidad con sulfato de magnesio (NTP 400.016)
Peso unitario (NTP 400.017
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
12
Las muestras representativas también serán sometidas a los siguientes ensayos:
Gravedad específica y absorción agregado grueso (NTP 400.021)
Gravedad específica y absorción agregado fino (NTP 400.022)
Módulo de fineza en agregado fino (ASTM C-125)
Impurezas orgánicas en agregados finos (NTP 400.024)
Residuos sólidos (sales solubles totales) (NTP 339.071)
Adherencia agregado fino - asfalto (MTC E-220)
Adherencia agregado grueso - asfalto (AASHTO T 182)
Sulfatos expresados como ión SO4 = (NTP 339.074)
Cloruros expresados como ión Cl - (NTP 339.076)
Materia orgánica en agua, expresada como oxígeno (NTP 339.072)
Humedad en mezclas de concreto asfáltico – Lottman (ASTM D-4867)
B) POR POTENCIA Y RENDIMIENTO.
Referido a la cantidad de material existente en la zona y el % aprovechable.
Potencia bruta: Es el volumen total de la cantera, se obtiene multiplicando el área
total de la cantera por la profundidad de exploración.
Potencia Neta: Es el volumen de material utilizable que se espera obtener de la
potencia bruta. Es la potencia bruta menos el material de desbroce y el
desperdicio (Over).
Potencia Aprovechable: Es aquella parte de la potencia neta aprovechable para un
fin específico.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
13
C) POR SU SITUACIÓN LEGAL Y DISPONIBILIDAD.
Se debe de determinar el estado de la propiedad de las zonas donde se ha
identificado la existencia de material explotable. Nombre los actuales y de ser
posible de los anteriores propietarios; existencia de contratos de servidumbre,
concesiones, etc.
D) POR SU ACCESIBILIDAD Y ESTADO DE LAS VÍAS DE ACCESO.
La accesibilidad y el estado de las vías de acceso a la cantera así como la
situación legal no definida desde la etapa exploratoria, pueden ser en muchos
casos definitorias al ocasionar gastos innecesarios y hasta atrasos o paralización
de obra.
Se debe verificar si los accesos son pavimentados o no, también determinar el
grado de deterioro, así como la existencia de puentes, túneles, curvas u otro tipo
de elementos que puedan limitar el paso de la maquinaria pesada y los vehículos
de transporte.
Características de accesos: Verificar accesibilidad a la cantera
- Costo de construcción.
- Costo de mejoramiento.
- Costo de mantenimiento.
- Flujo vehicular.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
14
TOPOGRAFÍA
Las áreas para uso de canteras y que serán afectadas deben ser materia de
levantamientos topográficos antes y después de la explotación según se estipula
en la especificación Trazo y Replanteo referente a Canteras. Asimismo, se deberá
efectuar otro levantamiento topográfico después de haberse efectuado los trabajos
de readecuación para verificación y contraste de las condiciones iniciales y finales
de los trabajos.
Los planos topográficos deben incluir información sobre los volúmenes extraídos,
los volúmenes de relleno para la readecuación ambiental, tipo de vegetación
utilizada.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
15
CALICATAS
Las calicatas o catas son una de las técnicas de prospección empleadas para
facilitar el reconocimiento geotécnico, estudios edafológicos o pedológicos de un
terreno. Son excavaciones de profundidad pequeña a media, realizadas
normalmente con pala retroexcavadora.
Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar y, por
lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la información más
confiable y completa. En suelos con grava, la calicata es el único medio de
exploración que puede entregar información confiable, y es un medio muy efectivo
para exploración y muestreo de suelos de fundación y materiales de construcción
a un costo relativamente bajo.
Es necesario registrar la ubicación y elevación de cada pozo, los que son
numerados según la ubicación. Si un pozo programado no se ejecuta, es preferible
mantener el número del pozo en el registro como "no realizado" en vez de volver a
usar el número en otro lugar, para eliminar confusiones. La profundidad está
determinada por las exigencias de la investigación pero es dada, generalmente,
por el nivel freático.
La sección mínima recomendada es de 0,80 m por 1,00 m, a fin de permitir una
adecuada inspección de las paredes. El material excavado deberá depositarse en
la superficie en forma ordenada separado de acuerdo a la profundidad y horizonte
correspondiente. Debe desecharse todo el material contaminado con suelos de
estratos diferentes. Se dejarán plataformas o escalones de 0,30 a 0,40 metros al
cambio de estrato, reduciéndose la excavación. Esto permite una superficie para
efectuar la determinación de la densidad del terreno. Se deberá dejar al menos
una de las paredes lo menos remodelada y contaminada posible, de modo que
representen fielmente el perfil estratigráfico del pozo. En cada calicata se deberá
realizar una descripción visual o registro de estratigrafía comprometida.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
16
Las calicatas serán según la Norma Técnica Peruana 339.162 (ASTM D420)
ESTRATIGRAFIA
La estratigrafía, del latín stratum y del griego graphia, es la descripción de todos
los cuerpos rocosos que forman la corteza terrestre y de su organización en
unidades distintas, útiles y cartografiables. Las unidades están basadas en sus
características o cualidades a fin de establecer su distribución y relación en el
espacio y su sucesión en el tiempo, y para interpretar la historia geológica.
La estratigrafía es la rama de la geología que trata del estudio e interpretación de
las rocas sedimentarias estratificadas, y de la identificación, descripción,
secuencia, tanto vertical como horizontal; cartografía y correlación de las unidades
estratificadas de rocas.
Estratificación es la disposición en capas paralelas de las rocas
sedimentarias. Estrato es cada una de las capas de que consta una
formación de rocas estratificadas.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
17
EVALUACION DE LA CANTERA
Referido a la cantidad de material existente en la zona y el % aprovechable.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
18
POTENCIA BRUTA.
Es el volumen total de la cantera, se obtiene multiplicando el área total de la
cantera por la profundidad de exploración.
POTENCIA NETA.
Es el volumen de material utilizable que se espera obtener de la potencia bruta. Es
la potencia bruta menos el material de desbroce y el desperdicio (Over).
CALCULO DE RENDIMIENTO
DATOS DE LA EXPLOTACIÓN DE LA CANTERA.
- Área de la cantera : 23,344.935 m2 = Ac
- Profundidad aprovechable : 1.25 m = h
- Suelo superficial a eliminarse (Top-soil) : 0.15 m = hs
- Over en la cantera (material mayor a 3” después del desbroce) : 25 %
- Esponjamiento : 5 %
- % mallas de 3” y de 1/2” (obtenida de la curva granulométrica) : 10 %
- % Porcentaje de piedra 1/2” : 40 %
-% de arena : 50 %
- Diseño para mezcla, prop. Piedra/Arena : 63 % / 37 %
CALCULO DE RENDIMIENTO
I. EN CASO DE QUERER APROVECHAR TODA LA PIEDRA DE LA CANTERA
Proporción: Piedra/Arena = 63 % / 37% Si: Ya calculado m3
m3 63 % de proporción de piedra X 37 % de proporción de arena
Si el volumen de arena fue calculado ya Va = m3
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
19
Y si solo se aprovecha: m3
Queda arena:
- Rendimiento de cantera:
II. EN CASO DE APROVECHAR TODA LA ARENA DE LA CANTERA Prop.: Piedra/Arena = 63 % / 37 % Si: m3 37 % de proporción de arena Y 63 % de proporción de piedra
Solamente se cuenta con un volumen aprovechable de piedra de m3 con lo que estaría faltando.
Falta piedra = – = 7, 823.554 m3 Que habrá de buscar en otra cantera. Rendimiento de cantera:
REQUERIMIENTOS DE TRABAJO
Características de Accesos: Verificar accesibilidad a la cantera
- Costo de construcción
- Costo de mejoramiento
- Costo de mantenimiento
- Flujo vehicular
Pueden requerir ampliación de toda la trocha, construir plazoletas de cruce, o
camino de retorno independiente
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
20
Aceptación de los trabajos
Los trabajos serán recibidos con la aprobación del Supervisor considerando:
Controles
- Verificar el estado y funcionamiento de los vehículos de transporte.
- Comprobar que las ruedas del equipo de transporte que circule sobre las
diferentes capas granulares se mantengan limpias.
- Exigir la limpieza de la superficie en caso de contaminación atribuible a la
circulación de los vehículos empleados para el transporte de los materiales.
- Determinar la ruta para el transporte al sitio de utilización o desecho de los
materiales, siguiendo el recorrido más corto y seguro posible.
METODOS DE REMOCION Y DE PROCESAMIENTO
Es el conjunto de actividades por medio de las cuales se extrae materiales de una
cantera para ser empleados en una obra determinada.
Con equipo mecánico (tractores, rippers, pala mecánica)
Con Explosivos (Taladros manuales, taladros con compresora y martillos, taladros
con track drill, calambucos)
Esta utiliza técnicas modernas de perforación y voladuras, además del uso de
maquinaria adecuada, que garantizan la correcta explotación, carguío y transporte
de la materia prima desde la cantera, cumpliendo con los planes normados de
Explotación de Cantera y Manejo Ambiental, según las exigencias legales vigentes
en el país
Los equipos usados en la exploración de canteras son normalmente: tractor sobre
oruga o neumático, cargador frontal, excavadora, chancadora.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
21
PROCESO DE EXPLOTACION
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
22
TRASLADO Y ACUMULACION DE MATERIALES PROCESADOS
Bajo estas partidas se considera el material en general que requieren ser
transportados de un lugar a otro de la obra.
Materiales provenientes de Canteras
Se refiere al transporte de materiales de canteras procesados o mezclados que
son destinados a formar terraplenes y capas granulares de afirmado, naturales o
procesados en planta.
Se excluyen los materiales para concretos hidráulicos, rellenos estructurales,
solados, filtros para sub drenes y todo aquel que esté incluido en los precios de
sus respectivas partidas.
- Vagones de riel
- Vagones teleféricos.
- Fajas transportadora.
- Volquetes
EQUIPO
Los vehículos para el transporte de materiales estarán sujetos a la aprobación del
Supervisor y deberán ser suficientes para garantizar el cumplimiento de las
exigencias de esta especificación y del programa de trabajo. Deberán estar
provistos de los elementos necesarios para evitar contaminación o cualquier
alteración perjudicial del material transportado y su caída sobre las vías
empleadas para el transporte.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
23
Todos los vehículos para el transporte de materiales deberán cumplir con las
disposiciones legales referentes al control de la contaminación ambiental.
Ningún vehículo de los utilizados podrá exceder las dimensiones y las cargas
admisibles por eje y totales fijadas en el Reglamento de Pesos y Dimensión
Vehicular para Circulación en la Red Vial Nacional (D.S. 013-98-MTC).
Cada vehículo deberá, mediante un letrero visible, indicar su capacidad máxima, la
cual no deberá sobrepasarse.
Los vehículos encargados del transporte deberán en lo posible evitar circular por
zonas urbanas. Además, debe reglamentarse su velocidad, a fin de disminuir las
emisiones de polvo al transitar por vías no pavimentadas y disminuir igualmente
los riesgos de accidentalidad y de atropellamiento.
Todos los vehículos, necesariamente tendrán que humedecer su carga (sea
piedras o tierra, arena, etc.) y demás, cubrir la carga transportada para evitar la
dispersión de la misma. La cobertura deberá ser de un material resistente para
evitar que se rompa o se rasgue y deberá estar sujeta a las paredes exteriores del
contenedor o tolva, en forma tal que caiga sobre el mismo por lo menos 30 cm a
partir del borde superior del contenedor o tolva.
Todos los vehículos deberán tener incorporado a su carrocería, los contenedores
o tolvas apropiados, a fin de que la carga depositada en ellos quede contenida en
su totalidad en forma tal que se evite el derrame, pérdida del material húmedo
durante el transporte. Esta tolva deberá estar constituida por una estructura
continua que en su contorno no contenga roturas, perforaciones, ranuras o
espacios, así también, deben estar en buen estado de mantenimiento.
El equipo de construcción y maquinaria pesada deberá operarse de tal manera
que se evite deterioro de suelos, vegetación y cursos de agua. De otro lado, cada
vehículo deberá, mediante un letrero visible, indicar su capacidad máxima, la cual
no deberá sobrepasarse.
El mantenimiento de los vehículos debe considerar la perfecta combustión de los
motores, el ajuste de los componentes mecánicos, balanceo, y calibración de
llantas.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
24
El lavado de los vehículos deberá efectuarse, lejos de las zonas urbanas y de los
cursos de agua.
Los equipos pesados para la carga y descarga deberán tener alarmas acústicas y
ópticas, para operaciones en reverso en las cabinas de operación, no deberán
viajar ni permanecer personas diferentes al operador.
Se prohíbe la permanencia de personal en la parte inferior de las cargas
suspendidas.
CARGA Y TRANSPORTE DE MATERIALES EN CANTERA
La operación de carga se define como la introducción de materiales en un
determinado recinto o área de confinamiento, generalmente para su transporte o
su utilización dentro del proceso productivo. El material previamente volado o
extraído será recogido por un equipo móvil para ser vertido o depositado, bien en
la caja de un dúmper, bien en la tolva de alimentación directamente.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
25
• Las palas cargadoras, al ser articuladas sobre ruedas, tienen una gran capacidad
de traslación. Por ello pueden cargar los dúmperes y verter en la tolva de
alimentación directamente.
• Las excavadoras suelen ir montadas sobre orugas. Son, además, máquinas
versátiles para realizar otros trabajos como hacer rampas, sanear frentes de
banco, hacer zanjas, etc.
• El personal que realiza las labores de carga y transporte de material en cantera
son el palista y el conductor respectivamente. Sus tareas consisten en manejar la
maquinaria para formar pilas, recoger el material previamente volado, cargar
camiones y alimentar tolvas de alimentación de material.
EQUIPOS DE PROCESAMIENTO EN CANTERA
Operaciones de Extracción consisten en varias fases e involucrar a muchas
plantas de procesamiento de cantera. El primer paso en la extracción es obtener
acceso al depósito mineral. Se procesa mediante la eliminación de la capa de
tierra y roca no apto para el producto final, con equipo pesado y la transferencia a
almacenamiento in situ para su posterior procesamiento. Después de la cara del
depósito está expuesto, la piedra se extrae de la cantera en capas o piezas. Si los
planos de estratificación son visibles, carretillas elevadoras o cuñas de acero se
transite entre las capas para levantar las capas. Una vez que las capas o piezas
se sujetan en la maquinaria pesada, se transfieren a una zona de inspección para
la clasificación, el almacenamiento temporal y la expedición eventual desde el
sitio. Y entonces la cantera será entregada a planta de trituración o molienda de la
máquina para la reducción de tamaño de acuerdo a diferentes aplicaciones finales.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
26
Hay muchos tipos de equipos de reducción de tamaño en las que involucran
operaciones de la cantera de procesamiento. Formats está especializada en la
fabricación y suministro de una planta de procesamiento de la explotación de
canteras y equipo de minerías incluidas la trituración, molienda, y la arena que
hace las máquinas. Expertos de Formats cuentan con tecnología de clase mundial
y la experiencia profesional en la industria minera, nuestras plantas de
procesamiento de cantera para la venta están diseñadas de estructura simple y
robusta, y con las ventajas de la capacidad de producción, costo de la energía
baja, de fácil operación y mantenimiento. Como un fabricante famoso mundo de
las plantas de procesamiento de cantera y proveedores, nuestro equipo de
procesamiento principal cantera incluye trituradora de mandíbula, trituradora de
impacto, trituradora de cono, trituradora móvil, y las plantas auxiliares, tales como
alimentador vibratorio, tamiz vibratorio y la cinta transportadora.
PROCESAMIENTO DE CANTERA DE ÁRIDOS
Operaciones de agregados y de
trituración de roca implican la
manipulación y elaboración de
productos minerales no metálicos
para la industria de la construcción.
Productos minerales no metálicos
se extraen o minadas y son
transportados a la planta de
procesamiento para la clasificación de más y/o reducción de tamaño. Además,
algunos productos reciclados agregados (tales como hormigón y hormigón
asfáltico) también son procesados en estas plantas. El procesamiento de arena y
grava para un mercado específico implica el uso de diferentes combinaciones de
lavadoras, pantallas, y clasificadores para separar los tamaños de partículas,
trituradoras para reducir el tamaño de material y de almacenamiento e
instalaciones de carga. Los diferentes tipos de equipos utilizados en estas plantas
son: tolvas, cintas transportadoras, las pantallas, los depuradores, bombas,
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
27
depósitos de almacenamiento, trituradoras, plantillas, tornillos, cargadores
frontales, raspadores, camiones, motores y generadores
ZARANDA
Se llama zaranda a una especie de instrumento cuadrangular, compuesto de
cuatro tablas que se estrechan hacia el suelo el cual está compuesto de una red
hecha de lías delgados. Esta zaranda sirve en los lagares y más comúnmente en
las lagaretas para acribar o zarandear, que es el término que usado.
Zaranda estática
- Zaranda estática está construida en acero inoxidable.
- También puede construirse con gabinete de PVC y malla de acero inoxidable.
- Este equipo es utilizado para tratamiento o pre tratamiento de aguas residuales
industriales y urbanas. .
- Industria o proceso de: aguas verdes, avícola (plumas), curtiembres, malterías,
minería, papeleras, plásticos, tambos, etc.
Zarandas mecánica
1. Estos tipos de zaranda tiene la característica de vibración y el rendimiento
estable.
2. Operación conveniente mediante el ajuste de la fuerza para cambiar y controlar
el flujo.
3. Bajo consumo, poco ruido.
4. Estructura simple, ligero, pequeña cubicación, así que es fácil de mantener.
5. se puede adoptar tipo de cuerpo cerrado, al fin de evitar ser contaminados por
el polvo.
6. Zarandas vibratorias tienen un largo ciclo de vida.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
28
MALLAS ZARANDAS
La construcción de una malla para zaranda reside en la concepción racional del
producto, pensado y construido para ser sometido a las más duras condiciones de
desgaste y abrasión.
Los más diversos materiales son seleccionados por nuestras mallas para zaranda,
y están diseñadas para, con seguridad, satisfacer sus necesidades específicas.
Variables que debemos considerar:
Abertura y diámetro de alambre: Resultando el espacio útil de pasaje.
Superficie de Pasaje: Es el porcentaje entre la superficie de abertura y la
superficie total de la malla.
Calidad de Material: Acero de carbono, galvanizado, crudo natural, acero
inoxidable, aceros de alta resistencia.
Datos útiles para solicitar una malla para zaranda:
Para solicitar una malla para zaranda debemos tener conocimiento del tipo y
características del material a seleccionar y que queremos obtener.
Características para solicitar la malla para zaranda:
» Tipo de malla: tejida, soldada, sobrepuesta.
» Abertura o número de malla.
» Diámetro de alambre.
» Calidad del material.
» Dimensiones de la zaranda: ancho y largo.
» Tipo de tensado.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
29
Mallas Soldadas Sobrepuestas
La construcción es mediante la superposición de hierros fijados mediante
soldadura de alta fijación y material básico. .
Se realizan en aberturas cuadradas o rectangulares de 7 a 250 mm., con hierros
de acero de espesor de 8 a 25 mm. SAE 1010 a 1075. Son útiles como grillas,
para el preclasificado de piedras o materiales de gran tamaño.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
30
CHANCADORAS
Chancadora es un dispositivo diseñado para disminuir el tamaño de los objetos
mediante el uso de la fuerza, para romper y reducir el objeto en una serie de
piezas de volumen más pequeñas o compactas.
Si se trata de una máquina empleada para la minería, la construcción o para el
proceso industrial, puede procesar rocas u otras materias sólidas. En cuanto a la
chancadora para la construcción o minería.
Procedimiento
En el procedimiento de chancar las piedras en más pequeñas, la primera
chancada es generalmente la principal. La acción de cualquier tipo de chancadora
hace uso de la fuerza, como medio de llevar a cabo la tarea de aplastar a los
objetos. En esencia, implica la transferencia de fuerza de aplastamiento, que se
incrementa con la ventaja mecánica, y por lo tanto con la distribución de la fuerza
a lo largo del cuerpo del objeto. Esto por lo general, consiste en colocar el objeto
entre dos superficies sólidas; una de las superficies actúa como una plataforma y
proporciona un lugar para colocar el objeto; la segunda superficie normalmente se
encuentra por encima del objeto y la plataforma, y baja lentamente para ejercer la
fuerza sobre el objeto. Como la fuerza destruye el objeto, la superficie superior
continúa descendiendo hasta que se ha producido un grado óptimo de reducción
de tamaño.
TIPOS DE CHANCADORAS
Las chancadoras se emplean especialmente en la construcción o minería, para
romper rocas y reducirlas a un tamaño más pequeño.
Algunas de las trituradoras estacionarias son:
Chancadora o trituradora de mandíbula o chancadora general.
Chancadora o trituradora de cono.
o Trituradora de cono resorte.
o Trituradora o chancadora de cono hidráulica.
Chancadora o trituradora de impacto o chancadora de tipo europeo.
o Trituradora de impacto hidráulica.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
31
o Trituradora de impacto de eje vertical.
o Trituradora de impacto de eje vertical con cámara profunda.
o Trituradora o chancadora primaria de impacto.
Chancadora o trituradora desbrozadora.
La chancadora de cono hidráulica, es la nueva chancadora de cono que tiene el
nivel avanzado, su uso no sólo mejora la capacidad de producción y la eficiencia
de trituración, sino también amplia el campo de aplicación, de la piedra caliza a
basalto, de la producción de piedra a una variedad de minerales de trituración.
La chancadora general, es uno de los equipos más utilizados en la producción
industrial y mineral, se aplica principalmente en la trituración gruesa y media de las
materias de resistencia a compresión no mayor a 320Mpa, caracteriza por alta
relación de reducción, alta producción, mantenimiento fácil, costo de operación
económico, etc.
La chancadora de tipo europeo, es la nueva generación del producto de alta
calidad, con la última tecnología internacional actual. Al estar mejorada con un
mecanismo de ajuste, la operación es más rápida y práctica.
CHANCADORA DE MANDÍBULAS
Chancadora de mandíbulas tienen beneficios considerables como chancadora
primaria.
Los puntos para la cuenta puede incluir el tipo de material de alimentación de la
productividad esperada y el tamaño agregado deseado.
Usos
La trituradora de mandíbula es uno de los
equipos de trituración más utilizados en la
producción industrial y mineral, se aplica
principalmente en la trituración gruesa y
media de las materias de resistencia a
compresión no mayor a 320Mpa,
caracterizada por alta relación de reducción,
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
32
alta producción, granulosidad homogénea, estructura sencilla, funcionamiento
fiable, mantenimiento fácil, coste de operación económico, etc.
La trituradora de esta serie se aplica principalmente en metalurgia, minas,
química, cemento, construcción, material refractario y cerámica, etc.; para su
trituración gruesa y media de los minerales y
rocas duros.
La trituradora de esta serie es más conveniente
para triturar los minerales blandos y duros de la
resistencia a compresión no mayor a 300Mpa,
el tamaño máximo de las materias a triturar no
puede exceder lo especificado en la tabla de
parámetros técnicos.
La trituradora de mandíbula es un equipo de trituración de alto rendimiento y
ahorro enérgico desarrollado con toda dedicación integrando las experiencias
exitosas de los productos del mismo tipo en el interior y exterior. Entre ellos las
trituradoras de mandíbula de modelo grande y medio son uno de los productos
mayores de nuestra compañía, en particular en el aspecto de diseñar y producir
las trituradoras de mandíbula grandes, nuestra compañía lleva una segura
delantera en el interior y exterior.
Ventajas:
Más lento RPM – esto evita el daño potencial que las chancadora trituradora
con RPM más rápido puede experimentar.
Bajo mantenimiento – los costes de mantenimiento asociados con chancadora
de mandíbulas son normalmente bajos ya que hay menos riesgo de daños a la
trituradora.
Versatilidad – El diseño de chancadora de mandíbula permitir la entrada de
una gran variedad de materias primas de alimentación. Chancadora de
mandíbula son mucho más sensibles a los materiales abrasivos que otras
chancadoras.
Costo – En general, trituradoras de mandíbulas costar mucho menos que
impactadores y sólo por esta razón se les considera muy deseable.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
33
Restricciones:
Sin embargo, también hay algunas restricciones que plantea el uso de trituradoras
de mandíbula y éstas también deben ser tenidos en cuenta a la hora de tomar su
decisión. Estos incluyen:
Como trituradoras de mandíbulas muerden pedazos grandes de material,
tales como losas de hormigón lentamente, malla de acero y barras de
refuerzo a menudo quedan embebidos en el hormigón.
Trituradoras de mandíbula producir un producto plano y alargado.
Trituradoras de mandíbula sólo proporcionan una relación de reducción
baja de aproximadamente 3:1.
CHANCADORA DE CONO
Es una chancadora giratoria modificada. La principal diferencia es el diseño
aplanado de la cámara de chancado con el fin de lograr una alta capacidad y una
alta razón de reducción del material. El objetivo es retener el material por más
tiempo en la cámara y así lograr una mayor reducción del material.
El eje vertical de esta chancadora es más corto y
no está suspendido como en la giratoria sino que
es soportado en un soporte universal bajo la
cabeza giratoria o cono.
Como no se requiere una boca tan grande, el
casco chancadora se abre hacia abajo lo cual
permite el hinchamiento del mineral a medida que
se reduce el tamaño, proporcionando un área
seccional creciente hacia el extremo de descarga,
por lo que la chancadora de cono es un excelente
chancadora libre. La inclinación hacia fuera del
casco permite tener un ángulo de cabeza mucho mayor que en la giratoria,
reteniendo al mismo ángulo entre el material chancado. Esto permite a esta
chancadora una alta capacidad puesto que la capacidad de una chancadora
giratoria es proporcional al diámetro de la cabeza.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
34
La amplitud de movimiento de una chancadora de cono puede ser hasta 5 veces
que el de una chancadora primaria, que debe soportar mayores esfuerzos de
trabajo. Además, operan a una mucha mayor velocidad. El material que pasa por
la chancadora está sometido a una serie de golpes tipo martillo en vez de una
compresión lenta como ocurre en el caso de la giratoria, cuya cabeza se mueve
lentamente.
La alta velocidad permite a las partículas fluir libremente a través de la chancadora
y el recorrido amplio de la cabeza crea una gran abertura entre ella y el casco
cuando está en posición totalmente abierta. Esto permite que los finos sean
descargados rápidamente. Logran una razón de reducción de entre 3/1 a 7/1.
La chancadora de cono se produce en dos versiones:
a) Cono standard
b) Cono de cabeza corta.
El tipo (a) se usa para chancado secundario y el tipo (b) se usa para chancado
terciario. Ambos tipos difieren principalmente en la forma de la cámara de
chancado.
La chancadora de cono standard tiene un revestimiento escalonado lo que permite
una alimentación más gruesa que la cabeza corta. El tamaño del material de
alimentación depende del diámetro del cono.
La chancadora tipo (b) tiene un ángulo de cabeza más agudo que la standard, lo
que ayuda a prevenir atoramientos debido al material más fino que trata. También
tiene una abertura de alimentación más pequeña, una sección paralela mayor en
la sección de descarga y entrega un producto menor. La razón de reducción que
entrega varía entre 4/1 a 6/1. El tamaño máximo de la boca es de 10” y entrega un
producto que varía entre 1/8” y 1”.
Las chancadoras tipo (a) trabajan normalmente en circuito abierto, pero a veces es
recomendable harnear el material antes de pasar por el chancadora para eliminar
la parte de la alimentación que ya cumple con las exigencias de tamaño del
producto. Esto se recomienda, en general, cuando la alimentación contiene más
del 25% del material menor que la abertura de salida de la chancadora.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
35
Por otro lado, las chancadoras tipo (b) trabajan en circuito cerrado (normalmente),
evaluándose una disposición directa o inversa según las características
particulares del circuito.
CHANCADORA DE IMPACTO
Chancadora de impacto tener
beneficios considerables en las
trituradoras de compresión. A
continuación se detalla algunas de
ellas.
Más y más operadores de cantera
están optando por utilizar
impactadores durante trituradoras de
mandíbula y el maxilar / cono
trituradora para triturar
combinaciones debido a la eficiencia y la versatilidad que ofrecen impactadores lo
que respecta a reciclaje.
Desde chancadora de impacto se haya producido la transformación de
chancadoras secundarias a las trituradoras primarias tras el fin de la Segunda
Guerra Mundial, sus grandes ventajas sobre cualquier combinación trituradora de
compresión han sido reconocidas. De hecho, impactadores primarias se
consideran para ser más beneficioso en términos de su capacidad de reciclaje, y
para muchas otras operaciones de agregado de trituración. Algunos de los
beneficios asociados con impactadores incluyen:
Usos
Son ampliamente utilizadas la trituración mediana y fina en las industrias de
mineral, ferrocarril, carretera, energía, cemento, química, construcción, etc. Tales
como piedra caliza, clinker, escoria, coque, carbón, etc. El tamaño de partícula se
puede ajustar de descarga, con diversas especificaciones de trituración.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
36
La trituradora de impacto se utiliza generalmente para la trituración gruesa,
mediana y fina, de los materiales frágiles de hasta mediana dureza; tales como
piedra caliza, carbón, carburo de calcio, cuarzo, dolomita, mineral de sulfuro de
hierro, yeso y materias primas químicas.
Ventajas:
Chancadora de impacto reciclaje son mucho más rápidos y tienen una relación
de reducción más grande que las trituradoras de mandíbula. Por lo tanto, es
más eficiente y por lo general no requieren una trituradora secundaria.
Aunque chancadora de impacto costar más de trituradoras de mandíbulas, que
cuestan menos que una combinación mandíbula / cono del sistema, y son más
eficientes en la producción, lo que ahorra dinero a largo plazo.
Como trituradoras de mandíbulas muerden pedazos grandes de material, tales
como losas de hormigón lentamente, malla de acero y barras de refuerzo a
menudo quedan embebidos en el hormigón. Sin embargo, con un impactador
de las losas de hormigón rompen instantáneamente, dejando limpia de acero
por lo que se puede extraer por un separador electromagnético sobre el
transportador de descarga y se vende a un reciclador de metales.
Casi todos las chancadoras de impacto reciclado actualmente en el mercado
son portátiles que les permite moverse a donde se necesitan. Se extienden de
pequeño, autónomo mini-trituradora que puede ser utilizado en zonas
estrechas hasta grandes instalaciones capaces de triturar escombros grandes.
A menudo, las plantas de reciclaje del impactador se configuran en carretera
demolición o de construcción y las obras de construcción para aplastar
escombros en el lugar, donde se puede volver a usar inmediatamente,
reduciendo o eliminando la necesidad de comprar agregada y resulta en un
ahorro adicional en el tiempo y los costos de transporte.
En la siguiente tabla se describen los usos típicos de las chancadoras de uso
común:
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
37
Tipo dureza abrasión
límite
contenido de
humedad
relación de
reducción El uso principal
chancadoras de
mandíbulas
Suave a muy
dura no hay límite
Seco o ligeramente
húmedo, no
pegajoso
3/1 to 5/1
Materiales de
cantera, arena y
grava, el reciclaje
chancadoras
giratorias
Suave a muy
dura abrasivo
Seco o ligeramente
húmedo, no
pegajoso
4/1 to 7/1 materiales
extraídos
chancadoras de
cono
Medio difícil
muy difícil abrasivo
Seco o húmedo, no
pegajoso 3/1 to 5/1
Materiales de
cantera, arena y
grava
Impactores de eje
horizontal
Blanda a
media dura
ligeramente
abrasivos
Seco o húmedo, no
pegajoso 10/1 to 25/1
Materiales de
cantera, arena y
grava, el reciclaje
Impactores de eje
vertical (de zapatos
y el yunque)
Medio difícil
muy difícil
ligeramente
abrasivos
Seco o húmedo, no
pegajoso 6/1 to 8/1
Arena y grava, el
reciclaje
Impactores de eje
vertical (autólogo)
Suave a muy
dura no hay límite
Seco o húmedo, no
pegajoso 2/1 to 5/1
Materiales de
cantera, arena y
grava
CHANCADORA PRIMARIO:
El sistema de Chancado Primario es un proceso de trituración por fuerzas de
compresión del mineral que viene de la fase de minado y termina con la entrega
de un producto menor a 6” de diámetro al Sistema de Chancado Secundario.
¿Qué hace el Sistema de Chancado Primario?
El Sistema de Chancado Primario reduce el mineral proveniente de mina con un
tamaño máximo de 54” a un diámetro menor a 6”. Usa como flujos auxiliares la
energía eléctrica, el aire comprimido y agua fresca. Recupera agua con finos
desde el colector de polvos y desecha material particulado al ambiente y ruido.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
38
CHANCADORAS SECUNDARIAS Y TERCIARIAS
Las chancadoras secundarias son más pequeñas que las chancadoras primarias.
Tratan el producto del chancado primario (generalmente menor a 6 pulgadas de
diámetro) ya sin elementos dañinos en el mineral tales como trozos metálicos,
madera, etc.
Al igual que las primarias, trabajan en seco y reducen el mineral a un tamaño
adecuado para molienda o chancado terciario, si es que el material lo requiere.
Las chancadoras usadas en chancado secundario y terciario son esencialmente
las mismas, excepto que para chancado terciario se usa una abertura de salida
menor. El equipo más usado es la chancadora de cono aunque también se usan
chancadoras de rodillo y molino de martillo.
PLANTAS DE AGREGADOS DE LAVADO
Aplicación de la máquina Lavadora de arena
Esta serie de la lavadora de arena se utiliza ampliamente en los trabajos de la
selección, clasificación y edulcoración de las industrias de metalurgia, materiales
de construcción, etc… favorable a los materiales de grano fino y grano grueso en
la operación de lavado. Es el producto esencial para la arena.
La máquina lavadora de rueda se utiliza ampliamente en los trabajos de la
selección, clasificación y edulcoración de las industrias de metalurgia, materiales
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
39
de construcción, etc... Favorable a la arena de construcción y la grava de los
caminos.
Lavadora de la arena del tornillo es para las obras de construcción, plantas de
grava, cristalería, estación hidroeléctrica y otras unidades, utilizada en la
selección, clasificación y la deshidratación como se requiere arena de partículas
pequeñas. Un tanque de sedimentación se encuentra en la parte inferior de la
formación oblicua de la cisterna y la cabeza del tornillo sumerge en el tanque de
sedimentación. El motor impulsa la rotación del tornillo lo que ajunta la conducción
de la reducción del rebajador. El agua se alimenta por el fundo del tanque de
sedimentación, así completando los procesos de la limpieza, la deshidratación y la
clasificación.
Una gama completa de la planta modular de procesamiento de agregados y
reciclado, incluida la depuración de barriles, las pantallas de vibración de lavado y
aclarado, pantallas de drenaje, plantas de arena y las unidades de recuperación
de las multas.
Si usted requiere las plantas de procesamiento completo o simplemente enjuagar
las plantas para mejorar la limpieza de sus productos que podemos ofrecer a
móviles y montados en patín para satisfacer sus necesidades.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
40
CONCLUSIONES:
Después de haber realizado este trabajo llegamos a definir lo que es una
cantera y como es que se clasifica, lo cual para nosotros como estudiantes
fue muy importante conocer todo lo referido a canteras.
Como al inicio del trabajo nos propusimos objetivos específicos logramos lo
propuesto, los pasos para realizar una explotación, disponibilidad,
consideraciones de acceso, topografía, calicatas, estratigrafía, evaluación
de la cantera, potencia bruta y potencia neta, rendimientos, métodos de
remoción y de procesamientos, traslado y acumulación de materiales
procesados. Lo cual para nuestro grupo el más importante es la
disponibilidad del terreno.
En este presente trabajo conocimos todos los equipos y maquinarias que es necesario para la explotación de una cantera tales como :
Excavadora
cargadora sobre ruedas
tractor sobre orugas
cargador frontal
retro excavadora, etc.
RECOMENDACION
Cada agregado diferente deberá acopiarse por separado, para evitar
cambios en su granulometría original.
Todo el personal que esté trabajando en la cantera tienen que estar con sus
implementos de seguridad ya que es muy peligroso el trabajo en la
explotación de cantera.
CAMINOS II: EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
41
BIBLIOGRAFÍA:
Laboratorio De Ensayo De Materiales – FIC – UNI Tecnología del concreto
para Residentes, Supervisores y Proyectistas
Microsoft ® Encarta ® Biblioteca De Consulta 2003. © 1993-2002
www.construaprende.com/trabajos/t2
www.monogafias.com
La Naturaleza Del Concreto Héctor Gallegos
Naturaleza Y Materiales Del Concreto Enrique Rivva López - ACIPERU