ES2666018B1 - PROCEDURE FOR CONFORMING STONE BLOCKS IN QUARRY THROUGH HORIZONTAL EXTRACTION - Google Patents
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Description
PROCEDIMIENTO DE CONFORMACIÓN DE BLOQUES DE PIEDRA EN CANTERA MEDIANTE EXTRACCIÓN HORIZONTALPROCEDURE FOR THE FORMATION OF STONE BLOCKS IN QUARRY THROUGH HORIZONTAL EXTRACTION
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓNTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La presente invención se relaciona con las técnicas de explotación de canteras, fundamentalmente, de rocas sedimentarias.The present invention relates to the techniques of quarrying, mainly of sedimentary rocks.
Específicamente, se refiere a un procedimiento de conformación de bloques de piedra, los cuales, son conformados en el propio macizo rocoso durante las labores de extracción.Specifically, it refers to a method of forming stone blocks, which are formed in the rock mass itself during the extraction work.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Normalmente, en la explotación de las canteras son empleados explosivos u otras técnicas de arranque como técnica de desprendimiento o separación de grandes porciones del macizo rocoso de la cantera. Luego, las porciones de macizo rocoso, habitualmente de siete o más metros de altura, denominadas tortas, son volcadas y posteriormente troceadas para conformar bloques aptos para su venta.Normally, in the exploitation of the quarries explosive or other starting techniques are used as a technique of detachment or separation of large portions of the rock mass of the quarry. Then, the portions of rocky mass, usually seven or more meters high, called cakes, are overturned and later cut into pieces suitable for sale.
Estas técnicas conocidas tienen como desventajas que ponen en riesgo a los trabajadores pues implican, en algunos casos, la manipulación de explosivos, y en todos los casos, la realización de trabajos en altura, el volcado de tortas de gran tonelaje y los desprendimientos de materiales de tonelaje medio, además de no permitir el máximo aprovechamiento del macizo rocoso en la conformación de los bloques, pues, se generan grandes cantidades de estériles o desperdicios de material al conformarse dichos bloques a partir de porciones del macizo rocoso de disímiles formas, desprendidas de la cantera mediante explosivos o rotas por impacto de la torta con el suelo. Igualmente, se encarecen las tareas de conformación de los bloques de piedra, por implicar pasos adicionales con diferentes maquinarias para un resultado comercialmente aceptable. Todo lo anterior, hace que el rendimiento de las instalaciones actuales esté muy lejos de su valor óptimo.These known techniques have as disadvantages that put workers at risk because they involve, in some cases, the handling of explosives, and in all cases, the performance of work at height, the dump of large tonnage cakes and the detachments of materials of medium tonnage, in addition to not allowing the maximum use of the rock mass in the conformation of the blocks, then, large quantities of sterile or material waste are generated as these blocks are formed from portions of the rock mass of dissimilar shapes, detached from the quarry by means of explosives or broken by impact of the cake with the ground. Likewise, the tasks of shaping the stone blocks become more expensive, as they involve additional steps with different machinery for a commercially acceptable result. All the above, makes the performance of current facilities is far from its optimal value.
Por tal razón, se requiere obtener un procedimiento de conformación de bloques de piedra que, de forma sencilla y económica, permita superar los inconvenientes anteriormente comentados. For this reason, it is required to obtain a process for shaping stone blocks that, in a simple and economical way, allows to overcome the aforementioned drawbacks.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención queda establecida y caracterizada en las reivindicaciones independientes, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la misma.The present invention is established and characterized in the independent claims, while the dependent claims describe other characteristics thereof.
El objeto de la invención es un procedimiento de conformación de bloques de piedra desarrollado íntegramente en el propio macizo rocoso. El problema técnico a resolver es cómo optimizar las labores de conformación de los bloques de piedra en el propio macizo rocoso, sin tener que recurrir a explosiones, arranques o volcado de tortas.The object of the invention is a method of forming blocks of stone developed entirely in the rock mass itself. The technical problem to solve is how to optimize the work of shaping the stone blocks in the rock mass itself, without having to resort to explosions, starts or overturning of cakes.
El procedimiento comprende las siguientes etapas:The procedure comprises the following steps:
a) conformar un banco de cantera horizontal en un extremo de una zona de trabajo, b) realizar al menos un primer corte vertical longitudinal sobre el banco de cantera conformado en la etapa a), donde, la distancia entre el primer corte vertical longitudinal a realizar y el canto del banco de cantera se corresponde con un ancho de los bloques de piedra de cantera a conformar,a) forming a horizontal quarry bench at one end of a work area, b) making at least a first longitudinal vertical cut on the quarry bench formed in step a), where, the distance between the first longitudinal vertical cut to perform and the edge of the quarry bank corresponds to a width of the quarry stone blocks to be shaped,
c) realizar una pluralidad de cortes verticales transversales sobre el banco de cantera conformado en la etapa a), donde, la distancia entre dichos cortes verticales transversales se corresponde con un largo de los bloques de piedra de cantera a conformar,c) making a plurality of transverse vertical cuts on the quarry bench formed in step a), where, the distance between said transverse vertical cuts corresponds to a length of the blocks of quarry stone to be shaped,
d) realizar un corte horizontal longitudinal sobre el banco de cantera conformado en la etapa a), donde, la distancia entre el corte horizontal longitudinal a realizar y el canto del banco de cantera se corresponde con un alto de los bloques de piedra de cantera a conformar, y e) extraer los bloques de piedra de cantera conformados con el banco de cantera.d) making a longitudinal horizontal cut on the quarry bench formed in step a), where the distance between the horizontal longitudinal cut to be made and the edge of the quarry bench corresponds to a high of the blocks of quarry stone conform, and e) extract the blocks of quarry stone conformed with the quarry bank.
El procedimiento anterior permite que:The above procedure allows:
- La separación del bloque de piedra del macizo rocoso se realice exclusivamente con medios de corte, sin emplearse explosivos u otra técnica de arranque como técnica de separación.- The separation of the stone block from the rock mass is carried out exclusively with cutting means, without the use of explosives or other starting technique as separation technique.
- No se realice el volcado de tortas de gran tonelaje.- Do not dump large tonnage cakes.
- Los bloques de piedra sean conformados de una vez en el propio macizo rocoso, y extraídos de ésta, en el formato en que se comercializan. - The stone blocks are formed once in the rock mass itself, and extracted from it, in the format in which they are marketed.
- La altura con que se conformen los bancos de cantera no supere a la altura máxima comercial de los bloques a conformar.- The height with which the quarry banks are made does not exceed the maximum commercial height of the blocks to be formed.
- La superficie horizontal de corte se realice en el área mayor que permita las características del terreno, según las características del macizo rocoso.- The horizontal cutting surface is made in the largest area that allows the characteristics of the terrain, according to the characteristics of the rock mass.
- La generación de estériles sea mínima y su restauración pueda realizarse de forma simultánea a la explotación.- The generation of sterile materials is minimal and its restoration can be carried out simultaneously with the exploitation.
Lo anterior, hace que la explotación de la cantera represente menor riesgo para los trabajadores, produzca menor deterioro del medio ambiente y mayor aprovechamiento de los recursos mineros.The above, makes the exploitation of the quarry represents less risk for workers, produce less deterioration of the environment and greater use of mining resources.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓNDETAILED EXHIBITION OF THE INVENTION
A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un procedimiento de conformación de bloques de piedra en el propio macizo rocoso.In view of the aforementioned, the present invention relates to a method of forming stone blocks in the rock mass itself.
Las etapas del procedimiento de conformación de bloques de piedra se detallan a continuación.The steps of the stone block forming process are detailed below.
Primero, en una etapa a), se conforma un banco de cantera horizontal en un extremo de una zona de trabajo.First, in a stage a), a horizontal quarry bank is formed at one end of a work zone.
Para ello, si se parte de una porción de terreno virgen, es decir, con desniveles de terreno, cubierto de maleza, piedras sueltas, etc., se prefiere que la etapa a) comprenda unas sub etapas a.1) y a.2) de descorone y apertura de superficie a nivel, para la conformación del banco de cantera horizontal.To do this, if part of a piece of virgin land, ie, with uneven ground, covered with brush, loose stones, etc., it is preferred that stage a) comprises sub steps a.1) and a.2 ) of descorone and opening of level surface, for the conformation of the horizontal quarry bank.
La sub-etapa a.1) consiste en limpiar y nivelar la porción de terreno virgen hasta conformar la zona de trabajo, y posteriormente, en la sub-etapa a.2), se realizan cortes horizontales en un extremo de la zona de trabajo hasta nivelar y conformar el banco de cantera horizontal.Sub-step a.1) consists of cleaning and leveling the portion of virgin land until the working area is formed, and subsequently, in sub-step a.2), horizontal cuts are made at one end of the work area until leveling and forming the horizontal quarry bench.
La limpieza del terreno puede ser realizada, por ejemplo, empleando una pala cargadora o herramienta similar, quitando malezas, tierra, restos de piedras sueltas, etc. de la superficie de dicho terreno, dejando limpia la zona de trabajo, donde, luego de ser nivelada por medio de una herramienta adecuada conocida, se colocará una máquina de aserrado que realizará los cortes horizontales, en uno de los extremos de la zona de trabajo, para la conformación del banco de cantera horizontal.The cleaning of the land can be done, for example, using a loader shovel or similar tool, removing weeds, dirt, loose stones, etc. of the surface of said land, leaving clean the working area, where, after being leveled by means of a known suitable tool, a sawing machine will be placed the horizontal cuts, in one of the ends of the zone of work, for the conformation of the bank of horizontal quarry.
Así mismo, la etapa a) podría partir de un nivel de extracción inferior al nivel de la zona de trabajo conformada en la sub-etapa a.1). Es decir, en una fase más avanzada de la explotación de la cantera, donde, una vez conformados y extraídos los bloques de piedra correspondientes al nivel de extracción de la zona de trabajo obtenida en la sub-etapa a.1), se crea una nueva zona de trabajo, esta vez, en un nivel inferior de la cantera, en cuyo extremo, podría conformarse un nuevo banco de cantera horizontal, correspondiente al nuevo nivel de extracción, y así, continuar con la conformación y extracción de bloques de piedra de cantera.Likewise, stage a) could start from a level of extraction lower than the level of the work zone formed in sub-stage a.1). That is to say, in a more advanced phase of the exploitation of the quarry, where, once the blocks of stone corresponding to the extraction level of the work area obtained in sub-step a.1) have been formed and extracted, a new work area, this time, at a lower level of the quarry, at the end of which a new horizontal quarry bank could be formed, corresponding to the new level of extraction, and thus continue with the formation and extraction of stone blocks from quarry.
Así, se va empleando el material rocoso de niveles de extracción inferiores para la conformación de bloques de piedra de cantera, por supuesto, al superarse el correspondiente nivel de extracción que lo antecede, hasta que la capacidad de la cantera lo permita.Thus, the rock material of lower extraction levels is used for the formation of blocks of quarry stone, of course, when exceeding the corresponding level of extraction that precedes it, until the capacity of the quarry allows it.
Evidentemente, en estos casos de niveles de extracción inferiores no es necesario realizar nuevamente las acciones de la sub-etapa a.1). Es decir, la etapa a) solo implicaría reproducir las tareas de apertura de superficie a nivel que conforman la sub-etapa a.2) en la nueva zona de trabajo conformada, o bien, como otra alternativa de conformación del banco de cantera, la etapa a) podría comprender una sub-etapa a.3) de apertura de nicho.Obviously, in these cases of lower extraction levels it is not necessary to perform the actions of sub-step a.1) again. That is to say, stage a) would only imply reproducing the tasks of surface opening at the level that make up sub-stage a.2) in the new formed work zone, or else, as another alternative for shaping the quarry bank, the stage a) could comprise a sub-step a.3) of niche opening.
En su caso, la sub-etapa a.3) consiste en realizar cortes horizontales en un extremo de la zona de trabajo hasta conformar una rampa de acceso al banco de cantera. Las cuñas de roca extraídas por los cortes horizontales serán retiradas de la zona de trabajo, dando acceso al nuevo banco de cantera conformado en el nivel de extracción inferior.In its case, sub-step a.3) consists of making horizontal cuts at one end of the work area until it forms an access ramp to the quarry bank. The wedges of rock extracted by the horizontal cuts will be removed from the work zone, giving access to the new quarry bank formed at the lower extraction level.
Dependiendo de la altura o profundidad lograda en el primer corte horizontal desarrollado en la sub-etapa a.2) o en la sub-etapa a.3) según sea el caso, así como, de las características de la roca, los cortes horizontales podrían combinarse con cortes verticales, estos últimos, por ejemplo, realizados a escuadra respecto a los cortes horizontales; con vistas a conformar trozos de roca con un peso y un volumen adecuados para facilitar su extracción desde la zona de trabajo. Depending on the height or depth achieved in the first horizontal cut developed in sub-step a.2) or in sub-step a.3) as the case may be, as well as the characteristics of the rock, the horizontal cuts they could be combined with vertical cuts, the latter, for example, made square to the horizontal cuts; with a view to forming pieces of rock with a suitable weight and volume to facilitate its extraction from the work area.
Puede entenderse como corte horizontal, un corte realizado paralelo a la superficie superior de la zona de trabajo, y como corte vertical, un corte realizado perpendicular a dicha superficie.A horizontal cut can be understood as a cut made parallel to the upper surface of the working area, and as a vertical cut, a cut made perpendicular to said surface.
Abierta parte de la superficie lateral del banco de cantera, se podrá estudiar el macizo rocoso, con vistas a decidir la dirección de la extracción y las posibles medidas de los bloques, determinando así, la altura del banco de cantera y la separación de los cortes verticales, longitudinales y transversales, que se realizaran en etapas posteriores del procedimiento sobre el banco de cantera para la conformación de los bloques de piedra.Open part of the side surface of the quarry bank, you can study the rock mass, with a view to decide the direction of extraction and the possible measurements of the blocks, thus determining the height of the quarry bank and the separation of the cuts vertical, longitudinal and transverse, which will be carried out in later stages of the procedure on the quarry bank for the formation of the stone blocks.
Puede entenderse como corte vertical longitudinal, un corte vertical realizado paralelo al canto del banco de cantera horizontal, y como corte vertical transversal, un corte vertical realizado perpendicular a dicho canto del banco de cantera conformado.It can be understood as longitudinal vertical cut, a vertical cut made parallel to the edge of the horizontal quarry bench, and as a vertical cross cut, a vertical cut made perpendicular to said edge of the shaped quarry bench.
Habiéndose conformado el banco de cantera horizontal en un extremo de la zona de trabajo, así como, decidida las dimensiones de los bloques de piedra a conformar, se pasa a la próxima etapa b), en la cual, se realiza un primer corte vertical longitudinal sobre el banco de cantera conformado anteriormente en la etapa a), donde, la distancia entre dicho primer corte vertical longitudinal a realizar y el canto del banco de cantera se corresponde con el ancho de los bloques de piedra de cantera a conformar.Having formed the horizontal quarry bench at one end of the working area, as well as, decided the dimensions of the stone blocks to be shaped, it is passed to the next stage b), in which a first longitudinal vertical cut is made on the quarry bench formed previously in step a), where the distance between said first vertical longitudinal cut to be made and the edge of the quarry bench corresponds to the width of the blocks of quarry stone to be shaped.
Seguidamente, se pasa a la próxima etapa c), en la cual, se realizan una pluralidad de cortes verticales transversales sobre el banco de cantera conformado en la etapa a), donde, la distancia entre dichos cortes verticales transversales se corresponde con el largo de los bloques de piedra de cantera a conformar.Next, it is passed to the next step c), in which a plurality of transversal vertical cuts are made on the quarry bench formed in step a), where, the distance between said transverse vertical cuts corresponds to the length of the quarry stone blocks to conform.
Preferentemente, los cortes verticales realizados en las etapas b) y c) tienen una profundidad que se corresponde con al menos el alto de los bloques de piedra de cantera a conformar.Preferably, the vertical cuts made in steps b) and c) have a depth that corresponds to at least the height of the blocks of quarry stone to be shaped.
Posterior a la realización de los cortes verticales, tanto longitudinal como transversal, se pasa a la etapa d), en la cual, se realiza un corte horizontal longitudinal sobre el banco de cantera conformado en la etapa a), donde, la distancia entre el corte horizontal longitudinal a realizar y el canto del banco de cantera se corresponde con el alto de los bloques de piedra de cantera a conformar. After the vertical cuts are made, both longitudinally and transversally, the stage d) is passed, in which a longitudinal horizontal cut is made on the quarry bench formed in step a), where the distance between the Longitudinal horizontal cut to be made and the edge of the quarry bench corresponds to the height of the blocks of quarry stone to be shaped.
En este caso, se prefiere que el corte horizontal longitudinal realizado tenga una profundidad que se corresponde con al menos el ancho de los bloques de piedra de cantera a conformar.In this case, it is preferred that the longitudinal horizontal cut made has a depth that corresponds to at least the width of the blocks of quarry stone to be shaped.
Así, finalmente, quedan conformados los bloques de piedra a partir de los cortes realizados sobre el banco de cantera. Posteriormente, en la etapa e), dichos bloques conformados son extraídos de la zona de trabajo.Thus, finally, the stone blocks are formed from the cuts made on the quarry bank. Subsequently, in step e), said shaped blocks are extracted from the work area.
En una primera realización, las etapas de la b) a la e) se repiten para cada banco de cantera conformado en la etapa a) en toda la extensión de la zona de trabajo. En otras palabras, en la zona de trabajo conformada a un determinado nivel de extracción, la retirada de los bloques de piedra conformados con el material rocoso de un banco de cantera conlleva volver a la etapa a), es decir, se vuelve a conformar un nuevo banco de cantera, sobre el cual, se repiten las acciones de las etapas de la b) a la e) para la conformación de nuevos bloques de cantera; y así, las etapas de la b) a la e) se repiten sucesivamente hasta haber conformado bloques de piedra con todo el material rocoso de dicha zona de trabajo, para entonces, pasar a explotar un nuevo nivel de extracción inferior de la cantera, el cual, se inicia con la aplicación de las acciones de la sub-etapa a.2) o a.3) para la conformación del banco de cantera horizontal en dicho nivel de explotación inferior.In a first embodiment, the steps of b) to e) are repeated for each quarry bank formed in step a) over the entire extension of the working area. In other words, in the working area conformed to a certain level of extraction, the removal of the stone blocks formed with the rock material of a quarry bank entails returning to stage a), that is, a new quarry bank, on which the actions of steps b) to e) are repeated for the creation of new quarry blocks; and so, stages b) to e) are repeated successively until stone blocks have been formed with all the rocky material of said work zone, and then, to exploit a new level of lower extraction of the quarry, the which begins with the application of the actions of sub-step a.2) or a.3) for the formation of the horizontal quarry bank at said lower exploitation level.
En una segunda realización, la etapa b), adicionalmente, incluye realizar una pluralidad de segundos cortes verticales longitudinales, paralelos al primer corte vertical longitudinal, en toda la extensión de la zona de trabajo, donde, el primer y los segundos cortes verticales longitudinales a realizar se distancian entre sí en correspondencia con el ancho de los bloques de piedra de cantera a conformar. En otras palabras, se realizan una pluralidad de cortes verticales longitudinales, distanciados entre sí según el ancho de los bloques de piedra a conformar, distribuidos en toda la extensión de la zona de trabajo.In a second embodiment, step b), additionally, includes making a plurality of second longitudinal vertical cuts, parallel to the first longitudinal vertical cut, in the entire extension of the working area, where, the first and second longitudinal vertical cuts to perform distance to each other in correspondence with the width of the blocks of quarry stone to conform. In other words, a plurality of longitudinal vertical cuts are made, spaced apart according to the width of the blocks of stone to be formed, distributed over the entire extension of the work area.
Por otro lado, en esta segunda realización, adicionalmente, los cortes verticales transversales a realizar en la etapa c) se prolongan desde el canto del banco de cantera conformado en la etapa a) a toda la extensión de la zona de trabajo.On the other hand, in this second embodiment, additionally, the transverse vertical cuts to be made in step c) extend from the edge of the quarry bank formed in step a) to the entire extension of the working area.
Así, toda la extensión de la zona de trabajo del nivel de extracción en cuestión queda dividida por una pluralidad de cortes verticales longitudinales y cortes verticales transversales que se entrecruzan, definiendo las caras laterales de los bloques de piedra de cantera a conformar, estos últimos, manteniéndose unidos al macizo rocoso tan solo por sus bases. Thus, the entire extension of the working area of the level of extraction in question is divided by a plurality of longitudinal vertical cuts and transverse vertical cuts that intersect, defining the side faces of the quarry stone blocks to be formed, the latter, remaining attached to the rocky massif only by its bases.
Posteriormente, en esta segunda realización, se llevan a cabo las etapas d) y e), lo cual, como se ha comentado, conlleva la conformación de un nuevo banco de cantera en el extremo de la zona de trabajo, sobre el cual, se repiten las acciones de las etapas d) y e) para la conformación de nuevos bloques de cantera; y así, dichas etapas d) y e) se repiten sucesivamente hasta haber conformado bloques de piedra con todo el material rocoso de la zona de trabajo, para entonces, pasar a explotar un nuevo nivel de extracción inferior de la cantera, el cual, se inicia con la aplicación de las acciones de la sub-etapa a.2) o a.3) para la conformación del banco de cantera horizontal en dicho nivel de explotación inferior.Subsequently, in this second embodiment, stages d) and e) are carried out, which, as mentioned, involves the formation of a new quarry bank at the end of the work area, on which, they repeat the actions of stages d) and e) for the formation of new quarry blocks; and thus, said stages d) and e) are repeated successively until stone blocks have been formed with all the rocky material of the work area, and then, to exploit a new level of lower extraction of the quarry, which begins with the application of the actions of sub-step a.2) or a.3) for the formation of the horizontal quarry bank at said lower exploitation level.
En ambas realizaciones, los bloques de piedra de cantera extraídos pasan a ser almacenados, estando listos para su comercialización según se demande.In both embodiments, the extracted quarried stone blocks are stored, ready to be marketed as required.
Puede entenderse que la conformación y extracción de los bloques de piedra se realiza íntegramente de forma directa del macizo rocoso de la cantera, donde, el corte horizontal y los cortes verticales realizados determinan las medidas finales de los bloques de piedra conformados. Por tanto, es importante que dichos cortes se realicen debidamente escuadrados entre sí y correctamente nivelados, así como, a las distancias previamente establecidas.It can be understood that the shaping and extraction of the stone blocks is carried out entirely directly from the rock mass of the quarry, where the horizontal cut and the vertical cuts made determine the final measurements of the shaped stone blocks. Therefore, it is important that said cuts are made properly squared with each other and correctly leveled, as well as, at previously established distances.
Por ello, se prefiere que dichos cortes se realicen con medios de aserrado, para garantizar la exactitud en la realización de los cortes.Therefore, it is preferred that said cuts be made with sawing means, to guarantee the accuracy in the realization of the cuts.
Igualmente, para garantizar la exactitud de las dimensiones de los bloques de piedra a conformar, preferiblemente, los cortes realizados en las etapas b) y c) son previamente acotados y marcados sobre el banco de cantera conformado en la etapa a) o sobre toda la extensión de la zona de trabajo, según la realización que corresponda.Likewise, to guarantee the accuracy of the dimensions of the stone blocks to be shaped, preferably, the cuts made in steps b) and c) are previously bounded and marked on the quarry bench formed in step a) or over the entire extension of the work area, according to the corresponding execution.
La aplicación del procedimiento genera muy poca cantidad de estériles o desperdicios del material rocoso, los cuales, pueden ser depositados en zonas aledañas a donde se realiza la explotación que hayan sido deterioradas con anterioridad, ayudando a la restauración de dichas zonas afectadas. The application of the procedure generates very little amount of waste or waste rock material, which can be deposited in areas adjacent to the exploitation that have been previously damaged, helping to restore these affected areas.
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