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• XI Coneimin Puno

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MINERIA DE NO METALICOS Y MINERALES INDUSTRIALES

DEDICATORIA

El presente trabajo, lo dedicamos con mucho respeto a los compañeros de la facultad de Ingeniería de Minas y al ingeniero de la materia, por

su

incesante

e

indispensable

apoyo

incondicional con la disciplina que se practica y el anhelo de formarnos profesionales con una destacada misión y visión.

AGRADECIMIENTO

Al Ing. Juan Carlos Chayña Contreras por la oportunidad de ofrecernos conocimientos basados en el curso y prepararnos para el futuro. A los Ing. Docentes de la facultad, por sus enseñanzas en los claustros universitarios, su amistad y su apoyo. A todas las personas que de una u otra manera han prestado su apoyo en la culminación del trabajo final.

RESUMEN El presente trabajo se refiere básicamente a las exploraciones de los afloramientos de mármol y determinar las propiedades químicas, físicas, mecánicas y características que reúne el Yacimiento no metálico de Mármol del cerro Kapara, para ser utilizadas en la industria de la construcción y arte funerario. Este yacimiento se encuentra localizado al nor este del distrito de Pusi, Provincia de Huancane, departamento de Puno, el clima es propio del Altiplano con temperaturas entre 4 a 9° C. En la zona de estudio predomina la litología del grupo Moho esta tiene integrada un miembro denominado Caliza Huatasane, ampliamente difundido en la zona de estudio y se caracteriza por su color gris de aspecto masivo; la marmolización de este material se debe por la presencia de la riodacita que fue la causante de un metamorfismo de contacto. El estudio de las propiedades del mármol del cerro Kapara, se desarrollaron en una salida a campo, que nos ayuda a determinar sus cualidades para poder utilizar la materia prima ya sea en la industria de la construcción, arte funerario o como objetos de adorno. Para la explotación de mármol del cerro Kapara, al inicio de las operaciones será de una forma manual y posteriormente, con ayuda de maquinarias como cortador de bloques de mármol, pulidor, biselador; con la utilización de esta maquinaria se podrá obtener planchas comerciales; los retazos sobrantes, polvo de mármol, que queda como residuo del procesos de transformación también se puede comercializar. Las variedades de objetos transformados en base al mármol del cerro Kapara abarcara el mercado Puneño como también Juliaqueño. Finalmente la evaluación económica del proyecto, la explotación y transformación del mármol demuestra la rentabilidad del trabajo, permitiendo demostrar una inversión que traerá consigo beneficios.

INDICE Introducción…………………………………………………………………………….…7 1.

Descripción ……...……………………………………………..………………………..8

2.

Antecedentes ………………………………….……………………..……..…………..8

3.

Finalidad y Objetivos …………………………..………………………………..….....8

3.1

Finalidad e Importancia …………………………..……………………………..……..8

3.2

Objetivos………..………………………………………………….…..…………..…….8

4.

Justificación ……………,…..……………………………………….…………..………9

5.

Delimitaciones del estudio……………………………………….………………..……9

6.

Marco teórico……………………………………………….….………...………………9

7.

Marco Conceptual…………………………………………..………………...............10

8.

Aspectos sobre clasificación del mármol……………………………………………11

9.

Clasificación de mármol según su calidad……………………………………….12

10.

Tipos de mármoles…………………………………………………………………....12

11.

Tipos de mármoles travertinos……………………………………………………….13

12.

Aplicación y usos…………………………………………………………………..…..13

13.

Definiciones conceptuales………………………………………………………….…14

13.1

Geologia del yacimiento…………………………………………………………….14

1.3.2 Aspectos Geomorfologicos…………………………………………………………..14 14.

Diseño…………………………………………………………………………………..18

15.

Diseño de la cantera………………………………………………………………..…19

16.

Fases de la explotación……………………………………………………………21

17.

Operaciones unitarias………………………………………………………………....22

18.

Explotacion de la cantera……………………………………………………………..25

19.

Descripcion de los trabajos de pre-operación…………………………………..….26

20.

Criterio de diseño de canteras……………………………………………………..…26

21.

Metodo de explotación de la cantera de marmol…………………………………..27

22.

Explotacion por bancos con perforación y voladura…………………………...…28

23.

Explosivos……………………………………………………………………………....29

24.

Tipos de explosivos……………………………………………………………………29

25.

Cifras técnicas de extracción mecánica………………………………………….….30

26.

Equipos de corte con hilos diamantados…………………………………………....30

27.

Rendimiento de corte diamantino …………………………………………………...31

28.

Equipos de corte con disco…………………………………………………………...32

29.

Solucion del método de explotación…………………………………………………33

30.

Herramientas manuales………………………………………………………….……34

31.

Requerimiento del personal en cantera……………………………………………..35

32.

Generalidades del proceso industrial del marmol………………………………….35

33.

Transporte del marmol………………………………………………………………...35

34.

Etapas de tratamiento del marmol…………………………………………………...35

35.

La maquinaria que se utiliza……………………………………………………….…38

36.

Equipos usados en la planta………………………………………………………….38

37.

Suministro de energía eléctrica por maquinaria…………………………………....38

38.

Suministro de agua…………………………………………………………………..39

39.

Personal de planta……………………………………………………………………39

40.

Tecnicas para el procesamiento de la información……………………………...…41

41.

Conclusiones…………………………………………………………………………...42

42.

Bibliografia…………………………………………………………………………...…42

43.

Anexos…………………………………………………………………………………..43

INTRODUCCION

En el presente trabajo daremos a conocer todo en cuanto al travertinos y mármol, ya que son minerales no metálicos que posee nuestra región de Puno y deben ser explotados en beneficio de todos los ciudadanos. El mármol y el travertino son consideradas como rocas ornamentales que son utilizados en enchapados , construcción , arte funerario, como objetos de adorno , el travertinos también s puede utilizar como cemento blanco y para la pavimentación de pisos ,patios, esculturas y mosaicos. Desde el punto de vista general, el mármol y travertinos es un carbonato de roca metamorfoseada compuesto predominante de calcita o dolomita o de ambas, contenido impurezas como cuarzo, grafito, tremolita wollastonita y otros silicatos o minerales contenidos en cantidades que varían desde menos de 1 al 50 por ciento. El mármol se produce por re cristianización de calizas sedimentarias o dolomitas a elevadas temperaturas y presión. La naturaleza de las impurezas y su cantidad se determinan en parte, mediante la composición original de la roca y también por las condiciones de temperatura y presión las cuales fue sujetado. Comercialmente el mármol tiene extenso campo de popularidad en la aplicación de muchos carbonatos, la cuales son apropiadas para pulir, bruñir y dar tersura y lustre a las piezas ornamentación. El mármol es un tipo de roca compacta formada a partir de rocas calizas que, tras haber sido sometidas a elevadas temperaturas y presiones, alcanzan una cristalización de alto grado. Entre los componentes del mármol destaca el carbonato cálcico, cuyo contenido supera el 90%; los demás componentes son considerados impurezas, siendo estas las que nos dan gran variedad de colores en los mármoles, y definen su características físicas. Tras un proceso de pulido por abrasión el mármol alcanza un alto nivel de brillo natural, es necesidad de ceras ni componentes químicos. A veces es translúcido, de diferentes colores, como blanco, marrón, rojo, verde, negro, gris, amarillo,azul, y que puede aparecer de coloración uniforme, jaspeado (a salpicaduras), veteado (tramado de líneas) y diversas configuraciones o mezclas entre ellas.

1. DESCRIPCIÓN En la región de Puno existen yacimientos minerales no-metálicos abundantes , como en el caso del mármol y travertino, que no están siendo bien aprovechadas y explotadas por parte de los que habitan cerca de los yacimientos y también por parte de los inversionistas 2. ANTECEDENTES Según el Ing. Angel Garcia Cortez a pesar de nuestra enorme dependencia por los recursos minerales y sus derivados, tanto mayor cuanto mayor es el grado de desarrollo de nuestra sociedad, existe hoy día un rechazo generalizado, variable según los países, hacia las explotaciones mineras. Parecería como si la mayoría de los ciudadanos no fueran conscientes de la necesidad de los recursos minerales, como si para el ciudadano medio fueran el más desconocido armazón del desarrollo, de un desarrollo y bienestar deseado por muchos, pero del que no se quiere o no se sabe ver sus orígenes y su fundamento. Muchos países son consumidoras de los recursos minerales producidos en el mundo, como se ha podido apreciar grande es la proporción en nuestro continente; los áridos, la piedra natural, el mármol, el travertino, el feldespato y, en menor medida, el estroncio son las excepciones Por consiguiente es importante saber cuál es el diseño y la explotación del mineral estudiado, que usos y aplicaciones tiene y cuanto es la producción, todo ello es de suma importancia ya que los mármoles y travertinos están en nuestra vida cotidiana. 3. FINALIDAD Y OBJETIVOS

3.1

Finalidad e Importancia La Finalidad e importancia del presente trabajo es dar importancia a la minería de No Metálicos.

3.2

objetivos  Estudiar y analizar los travertinos y mármol.  Ubicar un lugar de ubicación de yacimiento de mármol y conseguir una muestra del lugar.  Buscar las aplicaciones y usos del travertino y mármol.

4. JUSTIFICACIÓN El presente trabajo tiene como finalidad primordial conocer una alternativa en la solución del problema, hemos visto anteriormente que los ingenieros de minas , geólogos , metalurgistas ,y entre otros profesionales e inversionistas dan mayor importancia a lo yacimientos metálicos . Esto se debe a falta de información y algunos piensan que no sería muy rentable; si analizamos y hacemos estudios sobre las reservas y difundimos el uso y las aplicaciones de estos minerales no metálicos como es del mármol y travertinos se tendría buenos resultados, como ej. Tenemos La Fábrica de Cemento Sur de Caracoto, Las Fabricas de yeso, y entre otros que si son rentables entonces debemos promover la inversión en los minerales no metálicos. En Consecuencia el presente trabajo es prioritario y de suma importancia para quienes invierten en minería, sector minero, y la Facultad de ingeniería de minas, puesto que este desarrollo de trabajo servirá como un aporte académico y técnico científico.

5. DELIMITACIONES DEL ESTUDIO

UBICACIÓN.El yacimiento de “De mármol y travertinos” se encuentra ubicada en la región Puno, Provincia de Huancané, Distrito Pusi, esta medio camino de Pusi a Taraco; a una altitud de 3837m.s.n.m. COORDENADAS: Este: 0351385 Norte: 8069194 Cota: 3837m.s.n.m 6. MARCO TEORICO El valor económico de los Minerales no metálicos es tan importante como el que aportan los minerales metálicos a la producción minera nacional. Al contrario de los metálicos, las aplicaciones y/o usos de los Minerales no metálicos son, aparentemente, “invisibles” en los bienes de uso o consumo de la vida diaria. Para que estos bienes de uso o consumo tengan un buen desempeño y mantengan satisfechos a los consumidores, las materias primas básicas o minerales para la fabricación de dichos bienes deben ser suministrados con especificaciones consistentes y precios competitivos. Se propone que la Cadena de Valor de los Minerales , inicia y termina con los mercados, de otra forma, “sin un mercado, cualquier yacimiento de Minerales Industriales es una mera curiosidad”.

Se describe una estrategia de desarrollo, desde la mina al mercado, para formar un negocio de minerales no metálicos, incluyendo los asuntos ambientales para asegurar su sustentabilidad en el tiempo. A través del análisis de la producción, exportaciones e importaciones de los Minerales no metálicos se comentan varias áreas de oportunidad para el crecimiento y desarrollo de nuevos yacimientos en el país. Además, se sugiere que en los planes de estudio de las carreras de ingeniero geólogo y/o minero se incluya la materia de Minerales no metálicos con el enfoque propuesto en este trabajo. (Ph. D. Calixto Ramírez Ramírez (2007). Minerales no metálicos y su importancia económica – México) 7. MARCO CONCEPTUAL El travertino y mármol es una piedra natural formada d e carbonato de la familia de las calizas sedimentario. Son el resultado del cambio térmico ó regional de sedimentos calizos. La calcita pura es blanca, pero las impurezas de los minerales le añaden variedad de colores y patrones. A través de los tiempos esta piedra ha sido utilizada por el hombre para crear superficies duraderas, tanto a nivel comercial como para el hogar. El mármol es muy duradero y entre sus grupos se destacan algunos con características cristalinas que permiten la penetración de la luz a una pequeña distancia dentro de la piedra , y esta se refleja en los cristales internos.

Ventajas:    

Sólido y duradero. Origen totalmente natural, orgánico y ecológico. Se puede fijar sobre cualquier soporte. Resistente al rayado, abrasión e intemperie. En el aspecto decorativo, gracias a la gran variedad de colores combina bien consigo mismo y con otras piedras. Variedad En el mundo de la decoración, podríamos estructurar varias clases de mármoles por sus texturas. Así pues tendríamos por un lado el travertino y mármol lustrado, de aspecto brillante y muy liso, que es muy resistente gracias a la técnica de absorción que se le aplica. Por otro lado, tenemos travertinos y mármol mate, este último es el indicado para zonas exteriores por ser antideslizante, también tenemos el mármol

rústico con el efecto de años y centurias de uso (temporal, ligeramente anticado) y en bruto como la naturaleza lo ofrece. 8. ASPECTOS SOBRE CLASIFICACIÓN.- Marmol Dureza  

Dureza Mohs = 3-4; (se puede rayar con todo lo que tenga una dureza igual o mayor). Dureza Rosiwal = inferior a 10.2 Transparencia



El mármol (y los minerales transparentes en general) cuando aparece en aglomerados granulares, es translúcido. Siendo sin embargo sus reductos transparentes a la lupa. Densidad



2,6 a 2,8 g/cm3 variable en función de los agregados y proporción que la componen.



hAbsorción de agua en peso entre 0.2 y 0.7 %



Resistencia a la compresión entre 600 y 1000 kg/cm²



Resistencia a la tracción entre 100 y 360 kg/cm²

Hay otras propiedades mas específicas y muy variables como la resistencia química y al desgaste así como el coeficiente de expansión térmica que deben ser consultadas con las normal del país o las especificaciones técnicas de los productores del mármol. Siempre deberá tenerse en cuenta que el mercado de los mármoles, siempre resaltará mucho mas las cualidades estéticas del producto, su fuerte, mientras que los datos técnicos, adquieren un lugar secundario y estos últimos son los decisivos a la hora de un proyecto.

9. Clasificación de mármolsegun su calidad.Siguiendo la clasificación italiana de acuerdo al color, los mármoles se agrupan en: blancos, turquesas, amarillos, rosas, negros y verdes diversos. Es de esperar que el mármol comercial a obtenerse pueda tener los siguientes grados en calidad:   

Calidad 1: mármol de grano uniforme y fresco, fácilmente laborable, exento de manchas u otros defectos. Calidad 2: mármol con pequeñas venillas o manchas de color cafecino, debido a la presencia de granates. Calidad 3: mármol con manchas y venas continuas de color cafecino; puede contener manchas gris negruzcas de sulfuros.

10. Tipos de mármoles.- Entre los principales tipos de mármoles se encuentran: 

Marmol Blanco Macael Se denomina mármol blanco macael a un tipo de roca compacta.



Mármol Crema Marfil denomina mármol Crema marfil a un tipo de roca compacta formada a partir de rocas calizas que, sometidas a elevadas temperaturas y presiones, alcanzan un alto grado de cristalización. El componente básico del mármol es el carbonato cálcico, cuyo contenido supera el 90%; los demás componentes son considerados impurezas, siendo estas las que nos dan gran variedad de colores en los mármoles, y definen su características físicas. Tras un proceso de pulido por abrasión el mármol alcanza alto nivel de brillo natural, es decir sin ceras ni componentes químicos. El mármol se utiliza principalmente en la construcción, decoración y escultura. A veces es translúcido, de diferentes colores, entre los que más frecuentemente se encuentran son: el blanco, marrón, rojo, verde,

negro, gris, azul amarillo, y que puede aparecer de coloración uniforme, jaspeado (a salpicaduras), veteado (tramado de líneas) y diversas configuraciones o mezclas ente ellas, más. 

Mármol Travertino Se denomina mármol travertino a un tipo de roca compacta formada a partir de rocas calizas que, sometidas a elevadas temperaturas y presiones, alcanzan un alto grado de cristalización. El componente básico del mármol es el carbonato cálcico, cuyo contenido supera el 90%; los demás componentes son considerados impurezas, siendo estas las que nos dan gran variedad de colores en los mármoles, y definen su características físicas. Tras un proceso de pulido por abrasión el mármol alcanza alto nivel de brillo natural, es decir sin ceras ni componentes químicos. El mármol se utiliza principalmente en la construcción, decoración y escultura. A veces es translúcido, de diferentes colores, entre los que más frecuentemente se encuentran son: el blanco, marrón, rojo, verde, negro, gris, azul amarillo, y que puede aparecer de coloración uniforme, jaspeado (a salpicaduras), veteado (tramado de líneas) y diversas configuraciones o mezclas ente ellas, más.

11. Tipos de Marmol Travertino Principales mármoles travertino:     

Travertino romano Travertino romano pulido Travertino romano transparente Travertino Villa de Leyva al Agua Travertino peruano

Travertino o Sinter es la denominación de una roca sedimentaria de origen parcialmente biogénico, formada por depósitos de carbonato de calcio y que es utilizada ampliamente como piedra ornamental en construcción, tanto de exterior como de interior. Gran parte de los monumentos e iglesias de la antigua Roma están construidos con travertino. 12. |APLICACIONES Y USOS.Los mármoles tienen un gran número de aplicaciones, las más importantes tienen que ver con pisos, fachadas, enchapes interiores y muebles como mesones de baños o tapas de mesas y escritorios. Para fachadas se

recomienda el uso de mármoles claros, que ofrecen menos decoloración a los agentes metereológicos de la naturaleza. Para muros interiores no hay limitación de color y para pisos los menos apropiados son aquellos muy blandos como los travertinos. El mármol se utiliza principalmente en la construcción, decoración y escultura. A veces es translúcido, de diferentes colores, como blanco, marrón, rojo, verde, negro, gris, amarillo, azul, y que puede aparecer de coloración uniforme, jaspeado (a salpicaduras), veteado (tramado de líneas) y diversas configuraciones o mezclas entre ellas, más.

Instalación Antes de instalar estas piedras, la superficie debe estar completamente limpia, de modo que el material de pegado, se adhiera a ella con facilidad. El uso del PEINE Ó RASPÍN es obligatorio para que la superficie total a trabajar este cubierta de pegamento y no se generen vacíos que posteriormente permitan que se rompan las esquinas de las baldosas. Los dientes del raspín varían de espesores, para baldosas pequeñas como el formato 10x10 usar raspines con dientes de máximo de 6mm de separación entre sí. Se recomienda utilizar pegamento blanco o mortero conformado por Cemento Blanco Huascaran y marmolina. Una vez instalado, es conveniente aplicar un sellante o un repelente “Sellador ROSSELLÓ“. De esta manera la superficie de mármol quedará protegida de agentes externos y no se manchara con facilidad. Nota: Todos las piedras naturales tienen variación de tonalidad, por ello, antes de instalar se debe revisar todo el material para definir la mejor forma de hacerlo., de acuerdo a los tonos, vetas y colores, y así obtener una mayor uniformidad. Si el material disponible no alcanza para toda el área, se recomienda no instalar, debido a que el nuevo material puede ser diferente. Mantenimiento ¿Cómo estucar el Travertino y Mármol? Los travertinos y mármoles se mantienen con abundante agua limpia y un poco de Limpiador Neutro ROSSELLÓ. Es muy importante hacer la limpieza con un paño blanco, limpio y no abrasivo.

Después de hacer esta limpieza y estando seca la superficie, se recomienda aplicar el Sellador ROSSELLÓ, para protegerla de la mayoría de manchas y el exceso de humedad. Esta aplicación se debe repetir de ser el caso. Una vez sellada la superficie, puede lavarse con suma facilidad. Los Mármoles y travertinos de Rosselló & Cía. literalmente dura “para siempre“, el uso lo embellece además de darle carácter. 13.

DEFINICIONES CONCEPTUALES

13.1 GEOLOGIA DEL YACIMIENTO 13.2

ASPECTOS GEOMORFOLÓGICOS GEOMORFOLOGIA DE LA ZONA La carretera Pusi – Taraco se encuentra la Nor Este de la cordillera occidental y Sur Oeste de la cordillera oriental, siendo el modelo principal inicialmente de los fenómenos tectónicos. Acompañados por factores erosivos, meteorización físico – mecánico, procesos eólicos que son los de denudación existentes. La zona presenta un paisaje típico de la región altiplánica con dos unidades geomorfológicas definidas:



PENILLANURAS El área de estudio, está constituido mayormente por penillanuras, con bajos desniveles que predominan mayormente LIMO y ARENA FINA, en estas pampas claramente se puede apreciar los MEANDROS



COLINAS Las colinas se encuentran en el margen izquierdo a una distancia promedio de variación entre 50 m. y 1.5 km. Podemos apreciar colinas alargadas con rumbo sur este. Las geo formas positivas constituidas por cadenas de cerros con apariencia de colinas alargadas mayormente constituidas de ARENISCAS del grupo puno, bastante meteorizadas y encontrándose una zona de afloramiento de travertinos, forma de roca calcaría del cuaternario, producida por las aguas subterráneas; como también tenemos la presencia de pequeños afloramiento de lutitas fosilíferas que casualmente se puede encontrar trilobites, conchas marinas, entre otros; estas colinas y afloramiento de rocas tienen un drenaje paralelo y dendrítico, paralela en las quebradas y dendrítico en las rocas. GEOLOGÍA LOCAL



ESTRATIGRAFIA – Paleozoico

a. Formación Chagra pi. (Fuente: Estudio Integrado del Sur; autor INGENMET; Nombre propuesto por Laboucher 1978)

El nombre de esta formación es derivado de la hacienda Chagra pi, en el cuadrángulo de Juliaca y es designado como el área estrato tipo. La formación también es reconocida en la hoja de lagunillas donde un pequeño testigo ha sido mapeado en el valle del rio Chaclata, esta formación subyace en mucha partes del área norte del Lago Arapa en los cuadrángulos de Juliaca y Huancané En la región de Pusi e Isla Soto se tiene los afloramientos de esta formación. La naturaleza muy delgada de la estratificación combina con una litología lutácea da a las colinas formas redondeadas y poca expresión foto geológica. Entre las dos prominentes dorsales constituidas por las formaciones Lampa y Calapuja en el cuandrángulo de juliaca, existe un marcado rasgo negativo formado sobre la Formación Chagrapi y que se extiende desde la hacienda Chagrapi al N O hasta la laguna Chacas al S E. El contacto superior con la Formación Lampa es un paisaje transicional, y el inferior con la Formación Cala puja es en parte fallado. LAUBACHER – (1978), analizado la discordancia angular entre el endoviciano y siluriano en otras partes de Sudamérica, señalo, que no es evidente en esta área. Sin embargo, en el área de la laguna Chacas, la parte inferior de la secuencia esta denominada por lutitas areniscos nodulares. La litología dominante en el área tipo, consiste principal mente de capas delgadas, laminadas, de limolita micácea con finas intercalaciones de finas areniscas limo líticas y rocas fango líticas. Son comunes los nódulos de limolita de grano muy fino. En la parte baja del cerro Suapuro, branquiópos pobremente conservados con ejemplo de conchas articulada abiertas, que se han registrado calizas nodulares, con restos de corales en el cerro catalina. En la región N. del lago Arapa, predominan lutitas negras de grano fino, finamente laminadas que presentan nódulos sideríticos bandeados con forma concéntrica de 30 cm. De diámetro. En las rocas fango líticas nodulares se hallan presentes materiales que gradan a limo, alrededor de la localidad de Arapa y localmente desarrollan un clivaje que produce una estructura tipo lápiz. En el cerro Juyaca, las lutitas negras tienen una eflorescencia distintiva encontrándose en las quebradas algunas cantidades de pirita. Trilobites Son Fósiles más característicos del paleozoico, existen alrededor de 2000 especies, pero pudimos encontrar Artópodo marino (animal invertebrado cuyo cuerpo viene formando por anillos heterónomos con esqueleto exterior y pata articulada) que en su mayor parte Vivian arrastrándose sobre la playa o en aguas poco profundas, su organización es intermedia entre los crustáceos. En la actualidad algunos tipos de trilobites son considerados fósiles. Fuente: Diccionario Rioduero – Geología y Metalurgia España 1978 Autor: sagrado, José b. Formación Sipín (Fuente: Estudio Integrado del sur; autor INGEMMET; Nombre propuesto por Newell 1945 – 1949) Se denominó Calizas Sipin el nombre es derivado por el cerro Sipin ubicado a 2.5 km. Al sur – oeste del pueblo de Pusi, midiendo una sección de 33 metros. Pertenecientes al sistema cretáceo inferior y el piso tironiano. Consiste de calizas rosadas, púrpuras y gris, dolomíticas intercaladas con areniscas gris, marrones, de grano fino, cuarcitas y lutitas de color chocolate. En Observaciones en el área de estudio son facies de calizas gris oscuras laminadas, asociados a

margas de color amarillo – ocre, donde esta formación reposa en discordancia angular sobre el Grupo Cabanillas. Otros afloramientos de esta formación se encuentran a unos 4 km. Al sur S W de Pirin, en el cerro Munihorco. Donde tiene 50 m. de potencia en la quebrada Jarajacha, a 4 km. Al nor este de pirin con 16.5 metros de potencia, luego en las faldas del cerro Sahuani a un kilómetro al sur – oeste de Pusi, donde tiene 80 metros de espesor. Formación Sipín está constituido mayormente por calizas marrón terrosos a amarillentos, arenosas con laminaciones cruzadas y calizas gris oscuras, micriticas, finamente laminadas, en parte arenosas, con estratificación cruzada en capas de 8ª 12 centímetros de espesor.Tiene algunas características, como estrato de calizas replegadas, otro es que la formación Sipín se presenta sobreponiendo casi en forma horizontal a formaciones cretáceas más jóvenes constituyendo un sobre escurrimiento de gran amplitud con una dirección oeste – este.El contacto inferior con el devónico es discordante pero al contrario el contacto superior con la formación Muni es transicional.Por lo anterior podemos decir que la formación Huancané se depositó a la línea de costa bastante estable, en la franja comprendida entre I zona de mayor energía de la plataforma externa y el límite entre la plataforma interna y el dominio continental.Estas características sugieren un modelo de posición fluviodeltaico de alta energía, en el que los ciclos de plataforma externa corresponderían a las facies de boca de distribuitario y las de plataforma interna a canales distribuitarios anostonasados. El contacto inferior con la formación Muni es Transicional. El contacto superior con él, grupo Moho es concordante.La edad de la formación Huancané es cretáceo inferior y parece ubicarse en el apiano –aliviano debido a la ausencia de fósiles.En el pozo RH – 1, Huancané fue cortado en el nivel 3,551.2 y la base a los 3,404.6 su espesor varía entre 32 a 158 metros. Esta formación de origen continental eólica y de playa, tiene posibilidades petrolíferas con una excelente roca reservorio. c. Grupo Moho (Fuente: Estudio Integrado del sur, autor INGEMMET; Nombre propuesto por Newell 1945 – 1949)La gruesa secuencia de lutitas, areniscas y calizas ampliamente expuestas cerca del pueblo de Moho, habiéndolo subdividido en 6 Sub unidades claramente distinguibles en la zona de Putina, en donde llega a tener 818 metros de espesor. Hacia el Sur – Oeste del lago Titicaca estas unidades se hallan un tanto disminuidos. En el presente estudio se ha adoptado a la nomenclatura de Newell, aunque como unidad estratigráfica en el área Pirin Pusi solamente están 3 unidades. Estas unidades son las siguientes: Una unidad inferior constituida por capas rojas, otra unidad representada por horizontes de Calizas. Ayabacas y una unidad superior constituido por capas rojas con intercalaciones delgadas de caliza impura. d. Formación Calizas Ayabacas (Fuente: Estudio Integrado del sur; autor INGEMMET; Nombre propuesto por Cabrera y Petersen 1936). Deriva su nombre de la localidad de Ayabacas (83851, 82948) en el cuadrángulo de Juliaca, en la carretera Juliaca – Taraco, el término fue introducido por CABRERA Y PETERSEN (1936) para una secuencia de calizas y capas rojas. La unidad fue mapeada por NEWELL (1949) y en el presente estudio se le asigna por primera vez, la categoría de formación. En la sección tipo NEWELL

(1949), considera apropiado incluir al grupo moho de NEWELL dentro de la formación Ayabacas. Fangolita, Limolitica, Areniscosa, marrón – rojizo y oscura, blanquecina en plano de separación. Las capas de caliza dentro de la formación son generalmente gris claro a oscuro, masivas, lajosas o finamente laminadas entre 1 m. y 22 m. De grosos. En el área de Pusi, cuadrángulo sostuvo que solo hay una unidad de caliza dentro de la sucesión. Sin embargo, el presente estudio concuerda con HEIM (1946) en que por lo menos hay tres o más unidades.

El contacto inferior del Grupo Moho es trasicional con la Formación Huancané. En cuanto al contacto superior, con el terciario (Grupo Puno) el que descansa en discordancia angular con el grupo Moho. Debe señalarse además, que en las capas permeables ubicados inmediatamente debajo de la discordancia pre – terciaria se encontró la producción y manifestación de hidrocarburos de los antiguos pozos del campo Pirín. e. Areniscas Pichinchane Su nombre viene del cerro Pchinchane, distante a 1.5 km. De Pirin. En una unidad constituida por areniscas arcósicas de color chocolate claro de 170 metros de espesor. Las capas de areniscas localmente contienen delgados horizontes de guijarros de cuarcitas. f. Lutitas Larejata Sus afloramiento típicos se encuentran en la quebrada Larejata a 2 Km. Al nor – oeste de Pusi de donde toma su nombre. Esta constituida por Lutitas arenosas, de color rosado, gris verde y gris azulado, su espesor fluctúa entre 200 a 345 metros, Supra yaciendo a las areniscas Pichinchane. g. Areniscas Cojehorco Es la unidad más alta del Grupo Puno en el área de Pirín – Pusi, esta secuencia de areniscas ha formado cuestas bien desarrolladas de fuerte pendiente a lo largo del borde occidental del lago Titicaca. Nombre proveniente de una sección que aflora cerca del cerro Cojehorco ubicado a 3 Km. Al norte de Pusi. h. Travertinos (del cuaternario reciente) Aluviales ( Fuente: Diccionario Rioduero Geología y Metalurgia España 1978 Autor Sagrado José, Estudio Integrado del sur, autor INGEMMET ) El travertino es otra roca formada por carbonato de calcio impuro, que se deposita al aflorar manantiales termales, es toscamente cristalina y por lo común está llena de agujeros irregulares por donde ha circulado el agua que la forma. Se le conoce también como roca calcárea de agua por su uso en mampostería tosca y ornamenta. 14,

DISEÑO Para la confección del trabajo se utilizó básicamente fuentes de información:

   

Por un lado se revisaron antecedentes tanto geológicos como mineros; publicados en diferentes formatos. También se utilizó información contenida en diferentes archivos. Para que esta información sea algo confidencial. El trabajo de campo consistió en visitas a canteras o depósitos donde se recogió información tanto geológica, minera, extractiva de beneficio. Por último se efectúo una búsqueda y recopilación de material de características y fuentes muy variadas con el propósito de obtener información sobre algunos aspectos de los recursos minerales extraídos, dar usos principales, industrias primarias que lo utilizan.

La actividad relacionada con el desarrollo del presente proyecto consiste en la extracción de los travertinos, la extracción será por medio de corte con hilo diamantado en forma de bloques, y de esta manera realizar el envío de los bloques a la planta de almacenamiento y proceso determinado por el promovente.

15.

Diseño de la cantera Para el correcto diseño de la cantera se ha cubierto la etapa de investigación geológica, fruto de la cual se obtendrá el modelo del yacimiento con todas sus características litológicas y estructurales, que permitirán optimizar la geometría del diseño final y establecer la planificación de las labores, el control y previsión de la calidad de la roca útil y en suma la rentabilidad del negocio. En el momento de proyectar una cantera se deben tener cuenta cuatro grupos de parámetros: geométricos, geo mecánicos, operativos y medio ambiéntales. El procedimiento para realizar la explotación queda definido por la aplicación de unos parámetros o criterios de diseño de excavación que permite alcanzar las producciones programada, de la forma más económica posible y en las máximas condiciones de seguridad.

1. 2. 3.

4. 5.

Los parámetros geométricos principales que configuran el diseño de las excavaciones corresponden a los siguientes términos. Plataforma superior: Se denomina así a la superficie horizontal limitada por la altura del banco. Plataforma de trabajo: Se denomina así a la superficie horizontal limitada por la altura del banco. Talud del banco: Se denomina así a la superficie inclinada del banco delimitada por el un lado con el espacio explotado y por el otro por las planta superior e inferior. Prisma de deslizamiento. Berma de seguridad.

6. Perforaciones para voladura.  

Altura del Banco(h): Es la distancia vertical comprendida entre la plataforma superior e inferior ángulo de talud del banco (α): Es el ángulo que forma el talud del banco con el plano horizontal.

Figura Nº 1 partes de una cantera. 

Altura de la cantera (H): Es la distancia vertical comprendida entre la superficie de cobertura y el fondo de la misma.



Angulo de Extinción de la Cantera (β): Angulo formado por la línea de borde de extinción respecto al plano horizontal. Toma en cuenta la profundidad máxima de la cantera.



Borde Explotado (α1): Angulo de pendiente del terreno que queda después del arranque del material.

Debe mantener la armonía con la naturaleza.

Figura Nº 2 Dirección de Avance del Frente de trabajo: 

Franja de explotación: Se denomina a “La parte del banco a cuyo ancho, se explota sin cambiar de posición el transporte”.



Borde de Transporte: Sirve para disponer en ellos vías de transporte, sus

dimensiones varían en dependencia del tipo de transporte rodante y el número de vías.

Figura Nº 3 borde de transporte 

Borde de Seguridad:Cumple con la misión de prevenir accidentes, deteniéndose en ellas los trozos de roca que se desprenden del talud del banco. El ancho de esta explanada nunca es inferior a 1/3 de la distancia vertical entre ellas.

Otros Elementos del banco 1. Plataforma de trabajo.- Se conoce con este nombre a la plataforma del banco endonde se encuentra la maquinaria de extracción y transporte. 2. Arista inferior y superior.-Línea de corte del talud con las plantas inferior y superior respectivamente 3. Berma de Seguridad.- la planta no muy amplia que se deja el borde en receso de lacantera a fin de dar estabilidad y no permitir el desprendimiento de fragmentos de roca. 4. Frente del Banco.- Superficie del banco donde se realizan los trabajos mineros yque se encuentra en movimiento. 5. Zona de trabajo.- Conjunto de bancos que se encuentra simultáneamente en explotación. 16,

FASES DE LA EXPLOTACION 

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. 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  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.  Transporte interno: El material heterogéneo dispuesto en la plataforma de trabajo, con la ayuda de la retro cargadora, es alimentado a los camiones,

 

 

17.

loscuales llevan hasta la zaranda, que se encuentra ubicada fuera o dentro del área de la concesión, para su respectiva clasificación. Clasificación: El material que ha sido cortado por la maquina hilo diamantado puede ser seleccionada de acuerdo tamaño de material donde se obtendrán los diferentes productos para la comercialización. Comercialización:Los diferentes tipos de productos que se han preparado en la canteras 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. 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 los conoce como stocks. 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. OPERACIONES UNITARIAS La perforación es la primera etapa del ciclo de explotación en la cantera de marmol y es el inicio de todas las actividades que se realizan en la cantera.

•

•

Perforación Primaria Se perforan taladros de 6m de profundidad con diámetros que varian 3pulg a 4pulg Altura de banco aplica una altura de banco de 10m. Burden para el cálculo de burden se empleara modelo teorico de George pearse, la cual es: 𝐾𝑥𝐷

𝑃𝑜𝐷

B=1000 𝑥√ 𝑆𝑡𝑑

K: constante que depende de las características de la roca. Varia entre 0.7 a 1. K=0.81 para roca mármol. D: diámetro D=0.076m(3pulg) D=0.101m(4pulg) PoD: presión de detonación=179500Mpa Std: resistencia dinámica de la roca =9.33Mpa Finalmente se reemplaza en B=

0.81𝑥0.076𝑚 1000

𝑥√

𝑀𝑁 𝑚2 𝑀𝑁 9.33 𝑚2

179500

=4.23=4m

Espaciamiento

• •

Espaciamiento: será la distancia entre los taladros perpendiculares a burden, normalmente están en rangos de 1 a 1.8 veces a burden. La distribución de la energía optima resulta cuando el espaciamiento es =1.15veces al burden. S=1.15B S=1.15x4=4.6m Sobre perforación Sobre perforación: varia según a los barrenos perforados por lo general este varia entre 9 a 12% del diámetro del taladro. En nuestro caso existe 2 diametros. D=0.076m(3pulg) D=0.101m(4pulg) J=9XD=9x0.076=0.684m J=9XD=0.101x9=0.909m La perforación secundaria La perforación secundaria es la perforación de taladros que sirve de ayuda a la perforación Primaria y esto se logra con perforadoras de dimensiones pequeñas Generalmente se perforan taladros de 3ª 5 pies de profundidad, con diámetros de taladro 1’y 2.5’y con barras de 4 pies, 5 pies y 8pies. El objetivo principal de la perforación es ayudar al cargio de la roca marmol igualando los pisos de los tajos, perforando los grandes rocas que no puede romper el equipo.

Calculo de factor de carga Fc=Wt/Vt • •

Wt=cantidad de anfo por taladro Vt=volumen de material roto por taladro

•

Fc=111.6𝑚3/𝑡𝑎𝑙=0.37kg/m3

41.27𝑘𝑔/𝑡𝑎𝑙

Longitud de taco varia en un rango de 0.6 a 1 veces el burden. Calculo de longitud de taco T = 0.9XB=0.9X4m=3.6m Longitud de carga explosiva por taladro

PC=(H+J)-T dondeJ=Sobre perforación, T=Longitud de taco, H= altura PC=(H+J)-T =(10m+0.68m)-3.6m=7.08m

Volumen de material fragmentado por taladro Vt=BxSxH Donde: Vt=(volumen fragmentado por taladro) B=(burden), S=(espaciamiento) H=(altura) Vt=BxSxH=4x4.6x10=240m3/taladro Tonelada de material por taladro Tm=Vtx(densidad de roca)=240x2.6TM/tal Tm=624TM/tal

Perforación en canteras Vp = (61 – 28 logSC )(W/Ø)(RPM/300)…………………………………..(ec. 1) Donde : Sc: resistencia a la compresión uníaxial (W/Ø): Peso sobre broca RPM: revolución por minuto Vp : velocidad de penetración en (pies/hora) El “empuje mínimo”, por debajo del cual una roca no es perforada, puede estimarse con la siguiente ecuación: Em = 28.5*RC*D……………………………………………(ec 2) Em: empuje minimo (libras) RC: Resistencia a compresión de roca D: diámetro del tricono (pulgadas) El empuje máximo por encima del que se produce el enterramiento del tricono, se considera que vale el doble del valor anterior Emax = 2*Em……………………………………..(ec 3) El empuje limite que soporta un tricono es función del tamaño de sus cojinetes que a su vez , depende del diámetro del tricono. EL= 810*D2…………………………………………………(ec 4) EL = Empuje limite del tricono (libras) D = diámetro (pulgadas) Cuadro Nº1 Valores limites para triconos de diferentes diámetros.

DIAMETRO DEL TRICONO ( pulg ) 51/8 61/4 62/4 77/8 9 97/8

EMPUJE LIMITE (libras) 21.000 31.000 37.000 50.000 65.000 79.000

Cuadro Nº 2 velocidades de rotación adecuada para diferentes tipos de rocas TIPO DE ROCA VELOCIDAD DE ROTACION (RPM) Blanda 75 – 160 Media 60 – 80 Dura 35 - 70 CARGADORES FRONTALES    

D = 2000Tm/dia Trabajo diario = 8Hs C.F. = (3.5m3; 4.5m3) Esponjado: 0.8TM/m3 a) Producción diaria m3/Hr 1dia

→ 2000TM* 8Hs = 250TM/Hs 1m3

→ 250TM/Hr* 0.8TM = 312.5 m3/Hr b) Calculo de Nº de cargadores frontales ( C.F.) para la operación P(

m3 Hr



)=

60∗ Cc∗E∗F∗DM Tc

Especificaciones Factor de eficiencia(E): Factor de llenado(F): Ciclo por pase de cuchara(Tc): Disponibilidad mecánica(DM): m3

312.5( Hr ) = Cc = 8.72 m3

60∗Cc∗0.82∗0.85∗0.6 0.7

c) Ahora usaremos el de 4.5 m3 Cc

NºC.F. = 4.5m3 =

8.72m3 4.5m3

= 1.94 → 2

0.82 0.85 0.7min 0.6

Nº C.F. = 2+1 Stanbay = 3 C.F. d) Determinando el tractor Pt = 2000TM/dia* 0.3 = 600TM/dia

18.

EXPLOTACIÓN DE LA CANTERA Y PROCESO INDUSTRIAL DEL MÁRMOL Elegida la cantera y conocida su geología, geometría y volumen del mármol disponible, se procederá a determinar los parámetros para una explotación racional y sistemática, que sea económicamente rentable. El producto a explotar es el mármol blanco con ligeras intercalaciones amarillas, se caracteriza por presentar una dureza, 5.5 en la escala de Mohos, es clasificado dentro de las rocas duras, se considera que el cuerpo no es masivo uniforme y mas presenta fracturas y alteraciones. Desde el punto de vista económico y practico resulta inconveniente la explotación con explosivos, es para formar bloques grandes.

DESCRIPCIÓN DE LOS TRABAJOS DE PRE – OPERACIÓN:

19. 







  20.

Antes de realizar la explotación se debe realizar lo siguiente: Proceder a limpiar las capas de cobertura vegetal, hasta dejar al descubierto el yacimiento, en la mayoría de los casos se realiza con la ayuda de palas mecánicas. Luego se prepara un frente de la cantera, siendo escogido una superficie de 20 m de ancho y 5 m de alto, considerando una superficie de material cuaternario de 1 m, de grosor, por esta razón, tendría que remover 20 x 5 x 1 = 100 m3 aproximadamente, para iniciar la explotación de mármol. Ubicación del botadero, es el lugar donde se depositara el material estéril y desechable proveniente de la explotación de la cantera; se ubicara a los costados laterales derecho e izquierdo del Yacimiento, en áreas estériles. Ubicación de la cancha, es el lugar donde se depositara el mármol proveniente de la cantera como almacenaje antes de ingresar al camión, estará ubicado en la parte frente a la cantera para transportarlo hacia la cuidad de puno, a la planta de transformación. La explotación debe de ser cuidadoso, tratando de conseguir bloques regulares y con el menos desperdicio posible. La instalación de los quipos de extracción, se efectuara a largo plazo. CRITERIO DE DISEÑO DE CANTERAS: Para ello se debe de tener en cuenta ciertos aspectos:



Geométricos, esta dado por la morfología del yacimiento pendiente del terreno, limites de propiedades.

 

21.

Geotécnicos, dependientes de los ángulos máximos estables de los taludes en cada uno de los dominios estructurales en que se halla dividido el yacimiento. Operativos, dimensiones necesarias para que la maquinaria empleada trabaje en condiciones adecuadas de eficiencia y seguridad. MÉTODO DE EXPLOTACIÓN DE LA CANTERA DE MÁRMOL: La forma de explotar es muy variada y depende de las condiciones topográficas del terreno, de la posición y profundidad del yacimiento, con la finalidad de obtener un producto de calidad y de buenas propiedades.



EXTRACCIÓN MANUAL CON EQUIPOS Y HERRAMIENTAS: La extracción en la pequeña minería no metálica es de forma manual, la explotación del yacimiento de mármol será a “cielo abierto”, siendo sumamente sencillo cuando la roca se encuentra a flor de tierra, o cubierta por una capa de poco espesor de material cuaternario y materia vegetal. Este método de extracción manual, consiste en aprovechar las hendiduras y grietas naturales, agrandándolas, hasta provocar el desprendimiento del bloque de roca, se procede, en introducir en las hendiduras horizontales o de estratificación, o en las verticales diaclasas, una barreta de acero, golpeando luego sobre ellas con combas hasta que la roca comience a dar señales de desprendimiento. Este método es bastante antiguo pero eficaz, hoy se sigue utilizando en otras canteras donde las condiciones de estratificación lo aconsejan en caso del yacimiento de Quishuarane. Otras formas de extracción, que también se utilizan, es el empleo de cuñas de madera, que no requieren ser golpeadas frecuentemente, pues basta echar agua para que, al hincharse produzcan la separación de la roca. También introduciendo cal en polvo en las fracturas, comprimiéndolas luego y agregando agua, se produce una reacción y provocan la disgregación de la roca. Estos últimos métodos son muy lentos y requiere mucho tiempo. Otras formas de extracción, que también se utilizan, es el empleo de cuñas de madera, que no requieren ser golpeadas frecuentemente, pues basta echar agua para que, al hincharse produzcan la separación de la roca. También introduciendo cal en polvo en las fracturas, comprimiéndolas luego y agregando agua, se produce una reacción y provocan la disgregación de la roca. Estos últimos métodos son muy lentos y requiere mucho tiempo VENTAJAS: (PROPORCIONA)

   

Aprovechamiento de grietas para el desbaste. El empleo de herramientas sencillas. Mejor conservación de los bloques. Menos costo de Explotación.

DESVENTAJAS:  Menos producción en la explotación.  Mayor numero de obreros 22.

EXTRACCION POR BANCOS CON PERFORACION Y VOLADURA En los métodos de explotación por banqueo el yacimiento es especialmente subdividido en rebanadas horizontales, según las superficies paralelas y equidistantes, manteniendo unas plazas de dimensiones adecuadas entre los distintos niveles, las alturas de los bancos, serán fijadas a partir de las características del yacimiento. Para estos fines se presentan un estudio ilustrado, razón es que la superficie del cerro es desigual a de acuerdo al avance de la explotación se puede enfocar sistemáticamente las medidas de escalones para que salga del mismo tamaño. Para desarrollar la extracción del mármol por bancos con maquinaria, se hace necesario el empleo de compresoras para la utilización de dos a tres maquinas perforadoras. La explotación de canteras con el sistema de perforación y voladura se basa en la extracción inicial de grandes bloques paralelepipédicos de la roca, sin afectar el propio material que los constituye y a los macizos circundantes; y a la posterior subdivisión de estos.

La secuencia de extracción típica comprende tres etapas: 

PERFORACIÓN PRIMARIA: El objetivó de esta etapa consiste en independizar del macizo rocoso un gran bloque de roca, con la perforación primaria, la precisión en la rectitud y paralelismo de los barrenos es fundamental, pues de no alcanzarse el aprovechamiento global de las rocas seria menor, así como, a necesidad de perforación adicional en la etapa de encuadrado de los bloques, en general, el diámetro de los barrenos verticales y horizontales más económicos es de 32 mm. Cuando se perforan bloques con tres o más caras libres, los ángulos diedros entre los planos de corte deben ser mayores de 90 grados, con el fin de evitar el desperfecto de acuña miento y facilitar así el desprendimiento. El bloque a liberar debe disponer siempre de un frente hacia el cual desplazarse, evitando los ángulos agudos entre los planos de corte.



PREFORACION SECUNDARIA: Una vez separado el gran bloque, se sub divide en otros de menos tamaño, que a continuación se vuelca sobre el piso de la cantera, donde se dispone de un lecho de arena que amortigüe la caída y se evite la rotura de los

bloques. Seguidamente el bloque volcado se subdivide en bloques de menos tamaño según la capacidad de manipulación de los equipos. 

ESCUADRADO FINAL: Si los bloques no tienen las dimensiones adecuadas para su comercialización, se procede a su perfilado o escuadrado que generalmente se desarrolla en forma manualmente.

23.

24,

EXPLOSIVOS: La voladura constituye una técnica inherentemente destructiva, pero con el empleo y manipuleo correcto y conocimiento del fenómeno explosivo, pueden ser aplicadas a situaciones especiales como la de liberar bloques de roca obteniendo planos de corte lo más sanos posibles, para alcanzar ese objetivo es imprescindible distribuir lo mejor posible la energía generada por el explosivo en el plano de fractura y evitar la partición de tenciones máximas o diferenciales que induzcan la facturación de la roca. El éxito de la voladura que se traduce en una precisión de la geometría del bloque y unos daños mínimos este y a la roca. Depende del esquema de perforación, de la calidad de los barrenos y en las cargas de los explosivos TIPOS DE EXPLOSIVOS: a) CORDÓN DETONANTE: Se trata de un cordón muy similar es su constitución a la mecha lenta, pero que contiene en lugar de pólvora, un explosivo de alta velocidad de detonación, como es la pentrita, rodeado de varias capas de hilados y fibras textiles, con el recubrimiento exterior polvinito que permite que tenga flexibilidad, impermeabilidad, resistencia a la tracción y a la humedad, cuyo nombre comercial es perfocord. La pentrita es un sólido cristalino que funde a 141º C, la velocidad de detonación es de 70000 m/s b) POLVORA NEGRA: La pólvora tiene la siguiente composición: nitrato potasio 75 %. Azufre 10 % y carbón 15 % presentándose siempre granulada y grafitada, la velocidad de combustión depende de la densidad de la pólvora y condiciones de confinamiento, y es siempre inferior a 2.000 m/s, por lo que es un explosivo de fragrante.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS a) VENTAJAS: Utilizando estos explosivos mencionados tendríamos las siguientes ventajas:   

Explosión más rápida La brevedad del trabajo Menos vibración

b) DESVENTAJAS:    

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Mayor costo, por empleo de explosivos especiales. Requiere de perforadoras El incremento de trabajo de perforación en la roca. Producirán fragmentación, agrietamiento en los bloques a causa de la explosión.

CIFRAS TECNICAS DE EXTRACCION MECANICA El grupo de las rocas carbonatadas (mármol y calizas), en las primeras etapas del ciclo de explotación se utiliza fundamentalmente herramientas diamantadas, hilo diamantado y discos diamantados, sustituyendo a las de hilo helicoidal, corte con explosivos o manual de combo y barreta. Para la selección de los equipos de arranque se debe considerar en primer lugar, deferentes factores intrínsecos de la roca, como resistencia a la comprensión, dureza, tenacidad, agresividad, etc., para determinar los rendimientos del corte.

26.

EQUIPOS DE CORTE CON HILOS DIAMANTADOS: El hilo diamantado, consiste en un cable formado por tres hilos de acero que están trenzados y da lugar a un cable trenzado de 5 mm de diámetro, en el que se encuentra insertado varios anillos diamantados (perlinas) con un diámetro de 10 a 11 mm, estos elementos pueden estar aplicados de diferentes formas de acuerdo a la función que se desea aplicar. Las perlinas se fabrican con dos sistemas de distinto por electrodeposición y por concreción. Las perlinas electrodeposición son las más antiguas y las de menor costo, están hechas de un soporte anular de acero sobre en los granos de diamante se depositan por electrolisis, son adecuadas para el corte de rocas blandas y sobre todo para pequeños cortes y el escuadrado de bloques.

Las perlinas de concreción son concebidas para cortar cualquier tipo de roca, incluyendo las rocas duras y abrasivas, para mejorar la vida útil de los hilos. El hilo, recorre en forma continua un circuito cerrado girado por una serie de poleas dispuestas adecuadamente, que al entrar en contacto con la roca, produce en ella con el roce una incisión longitudinal y va adentrándose en la masa hasta provocar su seccionamiento. El trabajo del hilo viene ayudado por agua, para evitar el recalentamiento del hilo y su consiguiente fracturación o rompimiento, el movimiento del hilo lo produce una gruesa polea, aunque esta potencia puede variar según la característica de la instalación.

Los hilos diamantados que se usan para los mármoles presentan las siguientes características:      

27.

Longitudes estándar de 5, 10, 15 m Hilos perforadores de 5 mm Perlinas electrolíticas o de concreción Diámetro exterior de 10 mm Numero de perlinas de 30 a 32 por metro Separadores de resorte.

RENDIMIENTO DE CORTE DEL HILO DIAMANTADO: La velocidad de corte de los hilos perlinas electrolíticas puede ser en principio superior a la que se consigue con los hilos de concertación, pero disminuye palatinamente con el uso, legando a ser inferior a la de estos. Por el contario, la velocidad de los hilos de concertación se mantiene prácticamente constante durante toda la vida útil que suele ser el doble de la de los otros hilos; en las tablas se indican algunos datos sobre velocidades de corte y vida de los diferentes tipos de hilo, (DIAMANT BOARD). TABLA Nº 1 ROCA TOBAS Travertinos Mármoles cristalinos Mármoles y calizas compactadas Areniscas Mármoles duros Granitos FUENTE: Elaborado por el Ejecutante

VELOCIDAD DE CORTE M2 / h 20 – 30 10 – 15 8 – 15 5–9 4–7 3–5 2–5

TABLA Nº 2 ROCA

VIDA UTIL ( m2 DE CORTE / m DE HILO) HILO HILO DE ELECTROLITICO CONCRECION Mármol blando cristalino 25 50 Travertinos 50 75 Mármol y caliza compacta 15 30 Mármoles duros 15 Tobas abrasivas 22 FUENTE: Elaborado por el Ejecutante VENTAJAS Y DESVENTAJAS a) VENTAJAS: Con el uso del hilo diamantado tare las siguientes ventajas:   

Mejor obtención de bloque de mármol en forma de un cubo. Mejor cantidad de obreros en la cantera. Mayor producción por día . b) DESVENTAJAS:  

28.

Las desventajas que trae el uso del hilo diamantado son: Mayor costo de explotación. Mayor gasto de combustible.

EQUIPO DE CORTE CON DISCO: Los equipos de corte con disco permite obtener desde el principio los bloques sin necesidad de recurrirá sucesivas etapas de división, aunque presentan grandes limitaciones de aplicación por la escasa profundad de corte, generalmente de 40 a 60 cm como máximo. Los equipos consisten básicamente en unos discos cortadores diamantados, los discos pueden girar en algunas maquinas en ambos sentidos y tienen diámetro de 1.5 y 3 m, el accionamiento pude ser eléctrico o con un motor diesel, los bloques que se obtienen presentan una calidad de acabado sin la necesidad de escuadrados finales, estas maquinas tienen las siguientes características que se aprecian tabla siguiente.

Otro tipo de maquinarias son las que tienen el disco montado sobre un brazo articulado y este unido a un chasis con tres de oruga para su desplazamiento. TABLA Nº 3 CARACTERISTICAS DEL EQUIPO DE CORTE CON DISCO Velocidad de avance 0 – 20 m / min Velocidad de retroceso 90 m / min Potencia del motor diesel 112 / 135 kW Distancia máxima entre pasadas 0.70 m Corte vertical máximo 0.40 m Corte horizontal máximo 0.25 m Peso aproximado 3.5 TM FUENTE: (PELLEGRINI). 29.

SELECCION DEL METODO DE EXPLOTACION. De los diferentes métodos de explotación descritos anterior mente; el método que mejor se acomoda a las condiciones de estratificación y a la realidad del yacimiento de Pusi es el método de extracción manual con equipo y herramientas, la explotación se desarrollara a cielo abierto porque presenta hendiduras y grietas naturales en los afloramientos de mármol, esto es sumamente sencillo cuando la roca se encuentra a flor de tierra, o de cubierta por una capa de poco espesor de material cuaternario. No se podrá utilizar maquinaria eléctrica, como hilo diamantado puesto que es una maquinaria muy costosa y este encarecería los costos de explotación del yacimiento de Pusi. El material que se explotara en cantera tendrá distintos tamaños y el precio en cantera se aprecia en el siguiente cuadro. TABLA Nº 4 MARMOL PESO PRECIO UNIDAD Kgr Soles / tonelada Bloques 2700 a 1200 200 Bloquecillos 700 a 1200 150 Bochones 400 a 700 100 Menudo < a 400 40 FUENTE: Elaborado por el Ejecutante. Se explotara 8 Tm / día, trabajando 26 días al mes, haciendo y un total 312 días de trabajo, produciendo al mes 208 toneladas al mes, de los cuales 104 Tm transformaran en la planta y los otros 104 Tm restantes se venderá en el mercado como materia prima.

COSTO DE LA MATERIA PRIMA POR MES

30.

MATERIA PRIMA

TABLA Nª 5 CANTIDAD COSTOS UNIT. Tm / mes SOLES

Bloques Bloquecillos Bochones Menudo TOTAL

26 52 78 52 208

200 150 100 40 490

COSTOS TOTALES SOLES 5200 7800 7800 2080 22880

HERRAMIENTAS MANUALES. Se requiere principalmente herramientas manuales más o no así maquinaria, tanto para la explotación como para el transporte hasta el botadero, se requiere de las siguientes herramientas que se muestran en el cuadro.

HERRAMIENTAS UN Herramientas para medir Trazadores Un Escuadras Juego Wincha de 3 m Un Herramientas para desbaste Picos Un Martillo Un Picotas Un Barretas 5` x 1‘ Un Barretas 7’ x 1 ¼ Un Combas de 14 Lb Un Combas de 25 Lb Un Herramientas de Labra Punteros Un Cincel Un Equipo manual Winches Un manuales TOTAL EN 2652.00

TABLA Nª 6 CANTIDAD PREC. UNIT.

SUB TOTALS/.

4 2 4

10.00 5.00 5.50

40.00 10.00 22.00

6 4 4 3 3 4 4

30.00 20.00 80.00 50.00 50.00 80.00 50.00

180.00 80.00 320.00 150.00 150.00 320.00 200.00

6 8

20.00 10.00

120.00 80.00

2

500.00

1000.00

NUEVOS

SOLES

31.

REQUERIMIENTO DE PERSONAL EN CANTERA:

Para la explotación del volumen determinado será necesario de la participación de la mano de obra por cuanto la explotación de la cantera será de forma manual considerando 2 cuadrillas de tres peones y un operatorio cada cuadrilla, con una producción de 8 Tm / día, se plantea el requerimiento del siguiente personal cuyos haberes serán mensuales: TABLA Nª 7 PERSONAL HABER MENSUAL De C/U Soles Ing. Geólogo 1 1200 Capataz 1 800 Operarios 2 700 Peones 6 500 Total 10 3200 Fuente: Elaborado por el Ejecutante CARGO

32.

HAVER MENSUAL del personal en soles en 1200 800 1400 3000 6400

GENERALIDADES DEL PROCESO INDUSTRIAL DE MARMOL: El mármol como roca ornamental será extraído de la cantera de Pusi, de distintos tamaños a los que se denomina; bloques, bloquecillos, bochones y menudo. Una vez desprendidos estos bloques, bloquecillos y bochones se trasladara hasta las canchas donde se ha de realizar la primera fase de “labra” que consiste en darle una forma regular, apta para su valorización comercial, y facilidad de su transporte. Esta operación se realiza manualmente, con la ayuda de herramientas de desbaste.

33.

TRASPORTE DE MARMOL El transporte de los distintos bloques, bloquecillos y bochones de roca (mármol) después de ser labradas son colocados en los volquetes por winches manuales luego será trasladados de la cantera a la fábrica por medio de volquetes, donde han de ser transformados, el carguío del menudo se realizara con mayor facilidad, su transporte será cantera a la planta de mosaicos.

34.

ETAPAS DE TRATAMIENTO DEL MARMOL La descripción del proceso productivo del mármol se inicia de la siguiente manera: a) LABRA:Es la primera etapa del tratamiento de las rocas ornamentales, una vez desprendidos los bloques, bloquecillos y bochones se transportan con winches

manuales hasta las canchas donde se han de realizar la operación de labrado que consiste en darles una forma adecuada, apta para su comercialización y ser colocados en obra. Esta operación se le realizarse manualmente, con la ayuda de herramientas de desbaste como; escafilado, punteros, cinceles, gradinas, cepillos, limas, etc. El labrado se hace con el objetivo de prevenir las esquirias superficiales que pueden producirse en la manipulación, y transporte; el material restante del proceso de labra es el menudo que será comercializado.

b) ELABORACION DE LAS PLANCHAS DE MARMOL: Comprende toda las operaciones que es necesario realizar en las plantas, para transformar los bloques obtenidos de la cantera en planchas y piezas que tendrán de forma, medida y acabado que se requiere para una determinada obra. Los bloques se almacenan al aire libre y para su carga y descarga hasta que llegue a la etapa de su transformación. La etapa de transformación comprende las siguientes operaciones: b.1)

CORTADOR DE BLOQUES Se realizara mediante un disco diamantino de 1.2 m de diámetro con un motor de 20 Hp, con altura de corte de 47 cm, está constituido por una alma de acero que lleva en su peri ferie dientes con diminutas esquirlas de diamante artificial aglomeradas. Los segmentos o dientes del disco tienen a gastarse según el uso que se le dé. Existen tres tipos diferentes de disco de corte; los de llantas continuas, los segmentos con ranuras normales y los de ranuras angostas. Los discos de llantas continúas, consiste en un anillo esférico de conglomerado diamantado; se utiliza para cortes de vidrio, cuarzo y piezas sintéticas, siendo muy poco empleados para el corte del mármol. Los discos de segmentos con ranuras normales, están separados por ranuras que prosiguen en el disco de soporte, son los más usuales para aserrar materiales pétreos como el mármol, sirve para cortar el bloque en un determinado número de planchas en bruto, el corte se realizara con agua para refrigerar el disco y facilite al cortado. Los discos de ranura reducidas, se utilizan para trabajos donde prima el acabado superficial, en el proceso de biselado, se emplea para el biselado de los mármoles y travertinos. Un cortador de bloques, trabajaran 16 horas en los dos turnos, la potencia instalada es de 20 HP, es igual a 14.9 KW /h, su consumo es de 70% de la

capacidad instalada, por tanto el consumo de energía por día es de 166.88 KW / día, por será 4 338.88KW /mes. Una bomba centrifuga para recirculación de agua para que se encargue de refrigeración, trabaja 16 h en dos turnos, con una potencia instalada de 4 HP y es igual 2.98 KW / hr, su consumo es de 70%, luego se obtiene 33.376 KW /día y por mes 867.776 KW /mes. b.2)

PULIDO:Unas ves divididas el bloque en planchas, se realiza la siguiente operación en la elaboración del mármol, puliendo con el que se adquiere el aspecto brillante característico de este material y se realizara con las maquinarias llamadas pulidoras, que pueden ser de distintas formas. Las comúnmente utilizadas en las fábricas peruanas están formadas por brazos articulados de 1 a 1 metros de longitud aproximadamente, unidas una a continuación del otro y uno de los cuales se apoyan a la columna de sostén y el otro lleva en su extremo libre, la palanca de mano – útil, donde se coloca el plato o disco que se realiza el pulimento. Las articulaciones de los brazos están montados sobre cojinetes, permitiendo una maniobra suave y en todas direcciones para trasladar el plato sobre el banco de trabajo, que está colocado debajo de la maquina; La plancha se coloca sobre el banco, fijándola bien, si es necesario, para evitar su movimiento a causa de la translación y rotación del plato, el cual gira sobre sí mismo a gran velocidad movido por un motor de 1.5 HP. Con velocidades graduales generalmente de 400 a 700 r.p.m. en la operaciones de inicio y de 200 a 400 r.p.m. en la fase final de pulido. Para el cambio de los discos con los diferentes granos, el plato puede ser elevado hasta una altura de unos 15 cm. Y ser mantenido fijo en esa posición hasta terminar el cambio del disco o simplemente para interrumpir el trabajo. El pulido empieza con el pulido de las planchas utilizando discos de carburum en granos de graduación decreciente y agua. La finura del grano con que se inicia la labor depende de la clase de material que se trabaje y del aspecto que presente su superficie. Se emplea el disco de grano Nº 30 para desbaste, aplicando a continuación el de 60, 120, 220, cada uno de los cuales va eliminado las rayas dejadas por el anterior hasta quedar la superficie completamente afinada. El pulido y abrillantado previo secado duramente 24 horas, se realizara con piedra pómez, después con montas de cáñamo impregnadas con acido oxálico, esmeril en polvo, agua y posteriormente secarlas para agregarles cera que les dan un magnifico brillo. Una vez pulidas las planchas, se almacenan, seccionan clasifican y ordenan de acuerdo a sus dimensiones y calidad. Una maquina pulidora, trabajara el 80% de 16 horas es igual 12.8 horas, la potencia instalada es de 1.5 HP, es igual a 1.1175 KW / hr su consumo es de 70% de la capacidad instalada, por tanto el consumo de energía por día es de 10.0128 KW /día, por mes será 260.3328 KW /mes. Es el tercer paso a seguir, este consiste en calibrar los lados de la plancha, luego se lava y se seca quedando listo para su comercialización. Se realiza mediante una cierra pequeña diamantada de 7 – 14” de diámetro el disco.

Un biselador, trabajara el 60% de 16 horas, es igual a 9,6 horas, es igual a 9,6 horas dos turnos, la potencia instalada es de 2.5 HP, es igual a 1.8625 KW /h, su consumo es de 70% de la capacidad instalada, por tanto el consumo de energía es de 12.516 KW /día, por mes será 325.416 KW /mes. 35.

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LA MAQUINARIA QUE SE UTILIZARA CONSTANTEMENTE ES: TABLA Nª 8 MAQUINARIAS POTENCIA CANTIDAD PREC.UNI.S/. Cortador de mármol 20 HP 1 26,670.00 Brazo pulidor 1.5 HP 9 2,275.00 Biselador 2.5 HP 2 1,610.00 TOTAL EN 50,365.00 FUENTE: Elaborado por el Ejecutante EQUIPOS USADOS EN PLANTA TABLA Nª 9 EQUIPOS CANTIDAD PREC. S/. Esmeril de mano 3 950,00 Esmeril de banco 2 960,00 Tornillo para mano 2 390,00 TOTAL EN 4,750.00 FUENTE: Elaborado por el Ejecutante

SUBTOTAL 26,670.00 20,475.00 3,220.00 SOLES

UNIT. SUB TOTAL S/. 2,850.00 1,120.00 780.00 SOLES

SUMINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA POR MAQUINA: Las maquinas trabajaran 16 hora diarias, en dos turnos cada uno 8 horas diarias, 26 días al mes. TABLA Nª 10 MAQUINARIAS POTENCIA ENERGIA PREC. SUB TOTAL Hp GASTA UNI. Soles Por maquina Soles Sierra Trazadora 20 HP 5206,66 0,22 1145,46 Brazo Pulidor 1.5 HP KW/Mes 0,22 57,27 Biselador 2.5 HP 260,33 KW/Mes 0,22 71,59 325,42 KW/Mes TOTAL EN SOLES 1274,32 FUENTE: Elaborado por el Ejecutante

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SUMINISTRO DE AGUA: El agua juega un papel refrigerante de la sierra cortadora de mármol y también en los brazos pulidores, se tiende a utilizar 250 litros de agua por metro cubico aproximadamente.

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PERSONAL EN PLANTA: La transformación del mármol es otro procedimiento como se explico anteriormente, para ellos será necesaria la participación de mano de obra. Considerando dos grupos para el trabajo en dos turnos de 8 horas de trabajo, se requiere el siguiente personal: PERSONAL DE PLANTA

CARGO

TABLA Nª 11 PERSONAL

Ing. Metalurgista 1 Operarios 10 Peones 9 TOTAL 20 FUENTE: Elaborado por el Ejecutante

HABERES MENSUAL De C/U En Soles 1200 600 500 2300

HABERES MENSUAL Del personal en soles 1200 6000 4500 11700

a) Hilo Diamantado El hilo diamantado consiste en un cable de acero inoxidable que lleva engarzados unos útiles diamantados de forma cilíndrica, con separadores constituidos por muelles. La longitud del cable depende de la superficie a cortar, perogeneralmente es de 5-10 metros. Al ir progresando el corte, se van reduciendo segmentos de hilo. La polea tractora tiene una velocidad de giro de 3.000 r.p.m., que le proporciona al cable una velocidad de 110-120 m/seg. Su trabajo consiste en cortar la roca en los bancos de los frentes de explotación para proceder posteriormente al volcado de la misma sobre la plataforma inferior, apreciar el suelo embarrado y encharcado, resultante del corte con adicción de agua. El trabajador necesita gran movilidad, ya que debe operar con los mandos de la máquina y aproximarse al borde del banco para distintas tareas.

Figura Nº 4 corte de travertino con hilo Diamantado. b) ACARREO El transporte es la operación por la que se traslada el mineral arrancado hasta el exterior de la mina. El transporte dentro de una cantera puede ser continuo, discontinuo o una mezcla de ambos. El transporte continuo utiliza medios de transporte que están continuamente en funcionamiento. Dentro de este tipo de transporte se utilizan las maquinarias pasadas como el cargador frontal. En el transporte discontinuo los medios de transporte realizan un movimiento alternativo entre el punto de carga y el de descarga Dentro de las minas subterráneas se distingue, además, entre el arrastre y la extracción. Por arrastre se entiende el transporte por las labores situadas, aproximadamente, a la misma cota. Y por extracción el transporte vertical que tiene por objeto situar el mineral en la superficie.

Figura Nº 5 acarreo del material en bloques c) Serrado del material El serrado deja una superficie lisa muy porosa y rugosa al tacto, la piedra queda mate, de tono blanquecino y normalmente está muy arañada con la huella de la herramienta utilizada para serrar. Estas herramientas suelen ser: hilo de acero, hilo diamantado o disco diamantado.

Esta operación, de serrado de bloques para la obtención de las tablas, casi siempre es un paso previo a otras terminaciones superficiales.

Figura Nº 6 explotación por bloques con hilo diamantad d) Pulido del material Se consigue una superficie lisa, plana y brillante sin ningún tipo de raya o arañazo visible. Con porosidad casi nula que proporciona a la piedra mayor resistencia al ataque de agentes externos, resistencia que se puede aumentar con diversos tratamientos de protección. El tono que se obtiene es más oscuro que el logrado con otros tratamientos superficiales. El pulido se consigue mediante abrasión, pasando por diferentes granulometrías cada vez mas finas, que dan a la piedra ese aspecto de "brillante“. 40.

TECNICAS PARA EL PROCESAMIENTO DE LA INFORMACION Se registraran los datos obtenidos y luego se procede al análisis en una tabla ordenándolos , siendo:

  

Los datos de resultados de los análisis se llevaran a la confrontación con lo teórico. Así también se elevara el nivel de confianza calculando mediante formulas obtenidas en salón de clases para realizar los cálculos respectivos. Se aplicara los índices de resistencia de la roca para designar el tipo de equipo que se necesita para la extracción del mineral como también el desgaste del equipo de trabajo para un futuro reemplazo.

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CONCLUSIONES  La visita al lugar de Pusi origina un gran interes para el grupo , por que se pudo observar los yacimientos de mármol y travertino como también la extraccion practicada en la zona ,  Pudimos observar restos de bloques del mineral asi como huellas de taladro en los diferentes bloques obteniendo también dialogos con las personas del lugar para que puedan brindarnos mayor informacion sobre la cantera de , asi como la extraccion y venta.  Las rocas ornamentales como el mármol y el travertino tienen aplicación en obras civiles para enchapados de paredes, monumentos y obras de arte.  La mayoría de los travertinos que se encuentra en la región de puno y en el peru, se encuentra en la franja interandina o en su inmediata vecindad. También se encuentra en las áreas cubiertas por los volcanes en la franja del vulcanismo y en el departamento de puno, provincia de HUANCANE, distrito de pusi  El mármol consta de forma predominante de calcita y dolomita. La presencia de tremolita, forsterita, diopsida, y wollastonita, indican la temperatura al mármol. RECOMENDACIONES

42.



En la región de puno tenemos reservas potenciales de mármol y travertino que no son aprovechadas adecuadamente debido a ello proponemos a los inversionistas que se de una gran importancia a la extracción de los yacimientos no metálicos.



Difundir el uso de los rocas ormanentales como el el travertino y el mármol para sus diferentes usos por sus alta resistencia al transito de la humeda

BIBLIOGRAFIA 

Ing. Araucano A. Eugenio: Simposium internacional de minerales industriales del peru. Lima-200



Bateman M. Alan: yacimientos minerales de rendimiento económico



Ing. Calixto Ramírez Ramírez : ” Minerales Industriales: Su Importancia Económica”.



Ing. Angel Garcia Cortez: necesidad de los minerales en nuestro medio.

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ANEXOS

Figura 01

fuente : mapas puno Figura 02

fuente : goole earth Perforación primaria:

Perforacion secundaria:

Foto 1

FUENTE :PROPIA Foto 02

FUENTE :PROPIA Foto 03

FUENTE :PROPIA

Foto 04

FUENTE :PROPIA Foto 05

FUENTE :PROPIA