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Jueves, 23 Agosto 2018 11:30

Martillos hidráulicos en explotaciones - canteras

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Las limitaciones y condiciones relativas al medio ambiente han provocado que en muchas explotaciones de canteras se haya planteado un método de extracción alternativo. Explotadores de canteras de todo el mundo han tenido experiencias muy positivas al utilizar martillos hidráulicos para la extracción de roca consolidada sin explosivos. Para comprobar la viabilidad, se debe realizar una investigación individualizada, ya que en cada cantera se debe comprobar si la utilización de martillos hidráulicos constituye la alternativa más adecuada.

Aplicaciones en canteras con martillos hidráulicos Atlas Copco

Hoy en día, la rentabilidad se tiene en cuenta en los distintos pasos de trabajo de las explotaciones de extracción. Desde una perspectiva global, a menudo la utilización de martillos hidráulicos demuestra ser la elección más rentable y segura.

Una de las aplicaciones estándares es la retrituración de rocas sueltas de voladura (“bloques de roca”). Con la utilización del martillo hidráulico los problemas de seguridad pasan a formar parte del pasado.

La extracción selectiva con martillos hidráulicos grandes es una aplicación que se tiene mucho en cuenta en diversas empresas. A menudo, éstos permiten conseguir una mejor calidad de las materias primas, garantizando así más beneficios en las ventas y más duraderos. Otra de las ventajas la encontramos en el aprovechamiento completo del yacimiento. Mediante la utilización del martillo hidráulico en la extracción selectiva, conseguimos trabajar en todo el yacimiento.

Las limitaciones y condiciones relativas al medio ambiente han provocado que en muchas explotaciones de canteras se haya planteado un método de extracción alternativo. Explotadores de canteras de todo el mundo han tenido experiencias muy positivas al utilizar martillos hidráulicos para la extracción de roca consolidada sin explosivos. Para comprobar la viabilidad, se debe realizar una investigación individualizada, ya que en cada cantera se debe comprobar si la utilización de martillos hidráulicos constituye la alternativa más adecuada.

En última instancia rige lo siguiente: ¡Todas las canteras del mundo son distintas!

Con los martillos hidráulicos Atlas Copco sacará provecho de nuestra experiencia de muchos años en el análisis de métodos de extracción en canteras de todo el mundo.

Retrituración con el martillo hidráulico de bloques de roca. Taqueo

La retrituración es necesaria cuando quedan rocas sueltas tras las voladuras, que debido a su tamaño no pueden ser recogidas por la máquina de carga o bien que excederían la abertura de la machacadora. Debido a que ni siquiera con la moderna tecnología con explosivos se pueden evitar los bloques de roca, la eliminación de éstos de forma rentable es cada vez más importante.

Para las aplicaciones de martillos hidráulicos resultan muy prometedoras las canteras que:

• utilizan cargadoras sobre ruedas como principales aparatos de carga
• hacen funcionar retroexcavadoras de cuchara hacia abajo
• utilizan excavadoras de gran potencia con más de 150 t de peso en servicio
• poseen una gran producción de bloques de roca a taquear que no pueden evitarse debido a las condiciones previas
• deben cargar rocas sueltas de voladura muy duras o
• bien que han encargado trabajos de taqueo de bloques de rocas a empresas subcontratadas.

El martillo hidráulico Atlas Copco puede utilizarse tanto en las rocas sueltas de voladura como en la entrada de la machacadora. En caso de que el martillo para retriturar los bloques de roca se haga funcionar desde una excavadora móvil, tiene a su disposición una unidad flexible que también pueden manejarse otras partes de la explotación.

El rendimiento de fragmentación depende en gran medida del “hombre”. Asimismo, también se obtienen elevados rendimientos por hora gracias al personal experimentado. Por este motivo, recomendamos encarecidamente utilizar personal en plantilla.

Muy a menudo las rocas sueltas de voladura muy grandes pueden venderse, con el fin de aumentar los beneficios, como piedra de construcción de taludes, piedra puesta en seco o piedra de construcción al agua. Con un martillo hidráulico aplicado en la roca adecuada pueden producirse los correspondientes bloques.

Indicaciones sobre el rendimiento para la retrituración de bloques de roca. El gráfico muestra valores aproximativos que pueden conseguirse con los martillos hidráulicos durante la retrituración.

Rendimiento para la retrituración de bloques de roca
Valores aproximativos recomendados t / h Estas indicaciones se refieren a las indicaciones sobre el rendimiento en la práctica de la explotación.


El comportamiento de rotura de la roca ejerce una influencia decisiva en el rendimiento de fragmentación. Básicamente, se distingue entre rocas frágiles y rocas con un comportamiento de rotura muy resistente. Las rocas frágiles se fragmentan mejor con el martillo hidráulico que los tipos de roca resistentes. Para la mayoría de aplicaciones de taqueo se ha comprobado que el puntero romo es el más adecuado. En la tabla se citan a modo de ejemplo algunas rocas.

Rendimiento en retrituración Ejemplo de Rocas
Elevado Caliza, Arenisca, Esquito, Gneis, Mármol
Medio Caliza, Dolomita, Grauvaca
Bajo Lava, Pórfido, Diabasa, Basalto, Granito

La elección del martillo hidráulico Atlas Copco más adecuado se realiza por medio del rendimiento medio en los bloques de roca. Deberá seleccionarse un martillo hidráulico Atlas Copco suficientemente potente, ya que el rendimiento de fragmentación del martillo está directamente relacionado con la energía de impacto. Lo más decisivo no es un elevado número de impactos, ya que una energía de impacto baja no es suficiente para destruir la roca. ¡En este caso, ni siquiera aplicando varios impactos se consigue la fragmentación!

Por otro lado, al elegir el martillo también deberá tenerse en cuenta que el rendimiento en taqueo de bloques de roca no aumenta de forma ilimitada al aumentar el peso en servicio. Por ejemplo, con un martillo hidráulico el doble de grande no se produce forzosamente un rendimiento en retrituración dos veces más elevado.

Extracción selectiva
La extracción selectiva permite la explotación separada de distintos niveles de calidad de un yacimiento no homogéneo.

Extracción selectiva

Los yacimientos con un elevado nivel de suciedad y marcadas zonas de fallos suponen una gran dificultad para la explotación y tienen como consecuencia calidades de materias primas muy distintas entre sí. Por motivos técnico-económicos, la variación de calidad de las materias primas de las explotaciones de extracción sólo debe someterse a fluctuaciones mínimas. A parte de esto, también surgen exigencias referentes al aprovechamiento máximo de los yacimientos. Por este motivo, cada vez más explotaciones de extracción consideran muy importante el control de la calidad sistemático.

¿Cuándo tiene sentido realizar la extracción selectiva con un gran martillo hidráulico?
Cuando se exigen requisitos referentes al grado de pureza del mineral obtenido
Cuando se pueden conseguir mayores beneficios en las ventas mejorando la calidad del producto
Cuando las fluctuantes propiedades del material de las materias primeras conllevan un aumento de los gastos de preparación
Cuando deben minimizarse las pérdidas de la explotación
Cuando se establecen requisitos especiales para la clasificación granulométrica de las rocas sueltas de voladura (entre otras cosas evitar granos demasiado finos)

Extracción selectiva y técnica de voladuras

La extracción selectiva en yacimientos muy perturbados, fisurados o muy estratificados prácticamente es imposible con técnicas de perforación y voladura.
Los gastos de perforación y carga aumentan y además se corre un considerable peligro por el desprendimiento de piedras.
Debido a la mezcla de las rocas al realizar las voladuras, se impide la extracción de materias de los yacimientos de alta calidad.

El martillo como unidad de producción flexible

Con el martillo hidráulico grande la extracción selectiva es independiente de la estratificación y de los trabajos de reconocimiento de los yacimientos. La capacidad de ajuste a las condiciones de la explotación es considerablemente superior que al romper con una excavadora hidráulica y una oruga de fragmentación. Al utilizar un martillo se producen menos partes finas que al realizar las voladuras.

La mayoría de las veces, las explotaciones con extracción selectiva en la utilización de martillos destacan por los siguientes puntos:

  • Preparación extensa con varios puntos de extracción
  • Reducción de las alturas de pared
  • Unidades de producción flexibles
  • Organización empresarial flexible

Integración en empresas ya existentes

La utilización de un martillo hidráulico pesado para la extracción selectiva también garantiza el éxito en explotaciones de extracción con procedimiento de voladuras u otros procedimientos, como p. ej. roturas. En estos casos, el martillo hidráulico realiza proporcionalmente la extracción selectiva, mientras que el procedimiento de extracción estándar se mantiene para partes del yacimiento que no revistan problemas.

Eliminación de los escombros

Eliminación de los escombros

Antes de la extracción, en las explotaciones a cielo abierto se desescombra la capa pendiente de gran parte del material terroso o arcilloso. Esto se realiza de forma continuada o por etapas. Los volúmenes de escombros se almacenan como productos intermedios para utilizarse posteriormente para el recultivo.

La eliminación de escombros se combina con la construcción de niveles de arranque y rampas. A menudo, estos trabajos se realizan en la zona lateral de la explotación a cielo abierto, de ahí que tanto los trabajos de perforación como de voladura sean costosos. Debido a la falta de niveles de arranque, a menudo el acceso directo con el jumbo de perforación a la capa pendiente de varios metros de profundidad es problemático. Además de las pérdidas de herramientas y varillaje en yacimientos perturbados y fisurados, el desprendimiento de piedras puede resultar un peligro considerable para las personas y la maquinaria. Por este motivo, a menudo deben bloquearse vías de comunicación públicas. Esto puede llegar a ser muy complicado en carreteras y caminos forestales muy transitados.

Los costes de preparación influyen en la rentabilidad de toda la explotación. Con un martillo hidráulico grande pueden reducirse los costes de la eliminación de escombros y ejecutarse los pasos de trabajo de forma más rápida y flexible. A menudo, el nivel de aprovechamiento de un yacimiento puede aumentarse, ya que con un martillo que trabaje de forma selectiva ahora también pueden explotarse partes que en la extracción con aparatos convencionales formarían parte de los escombros. Además, la preparación de un yacimiento con procedimiento sin explosivos puede facilitar las autorizaciones. Explotación en canteras sin hacer uso de explosivos

Métodos de explotación sin hacer uso de explosivos
Un yacimiento con arranque conveniente es parte integrante del paisaje y, en la mayoría de los casos, establecido durante décadas. En el transcurso de su utilización, suelen prosperar núcleos urbanos en torno al área de extracción.

Con ello, las técnicas de arranque con explosivos se convierten en fuente de molestias para la población, debido a las perturbaciones que producen las voladuras, incluso en los casos en que dichas técnicas se ven optimizadas gracias al desarrollo tecnológico.

Por esta razón, los procedimientos de explotación prescindiendo del uso de explosivos se aplican cada vez más. Se diferencia principalmente entre los siguientes tipos de procedimientos:

• Explotación de arranque con excavadoras hidráulicas y orugas,
• Explotación cortante de roca semi-consolidada con máquinas “Surface Miner” y,
• Explotación de percusión con martillos hidráulicos.

Consideraciones referentes al cambio del método de arranque a martillos hidráulicos Debido a su capacidad de rendimiento y adaptación, el martillo hidráulico grande resulta una alternativa para el arranque de materias primas a cielo abierto que apenas presenta complicaciones.

Posibles razones para cambiar de procedimiento de extracción:

  • Modificaciones legales
  • Exigencias medioambientales
  • Motivos de seguridad que dificultan la aplicación de explosivos
  • Evitar limitaciones en el desarrollo de la explotación
  • Simplificar la prolongación del permiso de extracción
  • Mantener la rentabilidad de la extracción
  • Exigencias crecientes en cuanto a la calidad del producto

Para pasar con éxito al uso de martillos hidráulicos se deberán someter a cuidadoso análisis diversas premisas.

Las características de los yacimientos, como por ej., el tipo de roca y la estructura geológica, las rocas que se desean extraer y el volumen resultante suponen sólo el comienzo de estas consideraciones. El parque de maquinaria existente, los recursos humanos y el tipo de explotación a cielo abierto juegan un papel primordial a la hora de realizar el paso.

Las futuras exigencias no deberían dejarse de lado. De esta forma, por ej., es preciso considerar inversiones posteriores y, dado el caso, someterlas a una nueva planificación. Además, es conveniente reestructurar la cantera reduciendo la altura de los estratos de arranque, con el fin de obtener unas condiciones óptimas para el funcionamiento del martillo de la excavadora. Tampoco podemos olvidar la restauración de las condiciones naturales del terreno una vez acabados los trabajos.

Al comparar los procedimientos técnicos de extracción por explosión o por medio de martillos hidráulicos grandes es preciso tener en cuenta todos los puntos de vista. No basta con establecer una comparación entre los gastos de arranque. El proceso completo de arranque y retirada de la roca, según el tipo de cantera, hasta la obtención del producto listo para su venta ha de someterse a un estricto análisis económico.

No obstante, la evaluación de las premisas exigidas para efectuar un cambio no se quedan aquí. Temas centrales son, por ej.:

El aumento de la producción
mediante un flujo continuado del proceso de producción, sin interrupciones debidas a las voladuras y la retirada de materia
mediante un arranque óptimo del volumen de extracción autorizado
mediante la reducción de la solicitación de la trituradora primaria, por efectuarse una trituración previa con el martillo hidráulico
mediante un mayor rendimiento de la trituradora primaria
mediante una planificación de explotación más flexible

La minimización de los costes
reduciendo los gastos provocados por el almacenamiento seguro de los explosivos
reduciendo el tamaño de las trituradoras primarias o incluso prescindiendo por completo de ellas
mediante la posibilidad de emplear un sistema de transporte continuado
simplificando los trámites burocráticos con los organismos oficiales para la obtención de permisos


El aumento de la calidad
disminuyendo la proporción de granulometría fina y con ello mayores beneficios de venta cuando se requieran granulometrías ínfimas
mediante control seguro de la distribución granulométrica
mediante la posibilidad de reproducir niveles de calidad
mediante la posibilidad de explotar yacimientos de forma selectiva


Reducción del impacto medioambiental
prescindiendo de las explosiones
simplificando la extracción de los recursos existentes
simplificando la restauración de las características naturales al término de la explotación del yacimiento
mediante el cuidado del terreno montañoso existente

Conclusiones
No siempre se recomienda la aplicación de martillos hidráulicos grandes para la extracción como solución más rentable. Para canteras con un rendimiento de extracción de hasta 600.000 t/año, los análisis económicos deberían indicar si el empleo de martillos hidráulicos grandes supone una alternativa viable a los procedimientos técnicos convencionales de arranque por explosión. En los casos de un mayor rendimiento anual es posible que se requieran aparatos de extracción adicionales. Para realizar dicho cálculo es imprescindible incluir en el análisis de viabilidad económica la totalidad del proceso, desde el arranque de la roca hasta el producto final.

En caso de que tenga alguna otra duda, le rogamos se ponga en contacto con su representante Atlas Copco local. En colaboración con el departamento de asesoramiento sobre aplicaciones de Atlas Copco, recibirá indicaciones exactas sobre el rendimiento de su aplicación.

Información adicional

  • Fuente:: Atlas Copco
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