Home page | Sul sito | Storia | Persone | Natura | Archeologia industriale | Sport | Links |
Miniere e cave | Impianti a fune | Lavori |
Tratto da: Manuale di arte mineraria; ing. Zoppetti; Hopeli; 1881.
CAPITOLO III.
LAVORI D'ABBATTIMENTO.
Le rocce da
abbattersi si distinguono in 5 classi per la facilità maggiore
o minore del lavoro.
Come rocce della
prima classe abbiamo i quarzi, le quarziti, i graniti quarziferi;
della seconda i graniti e gneiss ordinarii, gli scisti porfìrici,
i feldespati; della terza i calcari, arenarie e marne; della quarta
le sabbie agglutinate, argille indurite, gessi, litantraci; della
quinta le terre vegetali, lo alluvioni, ecc. Noi filoni si hanno
ordinariamente materie della seconda classe. Nei banchi sogliono
incontrarsi rocce di classe inferiore variabili dal 2 al 5. Gli
ammassi presentano tutte le classi, dalla 1.a alla 5.a.
Le rocce del
numero 5 sono le più facili ad abbattere. Si usa il piccone
per disaggregarle e la pala per caricarle. Per quelle del num.
4 si ricorre all'picco, specie di martello di 2 chil. circa di
peso, a lunga appendice tagliente, con manico in legname di
Om,60-0m,70 di lunghezza. Con esso si fanno intagli
profondi 0m,50-0m,80 che rendono libera la
roccia da abbattersi su più faccio; la caduta di essa è
poi provocata con cunei. Ordinariamente, pel lavoro in gallerie,
l'abbattimento è fatto eseguendo un sotto scavo al basso, in
senso orizzontale, traendo profitto, per es., di un letto o filo
tenero che la roccia stessa può presentare, e poi praticando
due tagli laterali, in senso verticale ai due lati della galleria.
Così appunto si procede per abbattere il litantrace, la
lignite, ecc.
Per le rocce del
num. 3, 2, 1 si usavano anticamente le punte o scalpelli in acciaio,
tenuti colla mano sinistra, mentre sono battuti col martello
impugnato colla destra. La roccia era allora abbattuta in scheggie.
Tale processo era lento e costoso.
Dopo la scoperta
della polvere l'abbattimento delle rocce dure è ottenuto
invece colle mine. Si praticano queste perforando la roccia con
scalpello in acciaio del diametro di 25-50mm. S'impugna questo colla
mano sinistra, mentre se ne batte la testa con martello di circa 2
chilogr. tenuto colla destra. Il foro, in genere, deve tendere al
basso e deve praticarsi in posizione tale che la roccia presenti poi
una linea di minore resistenza. Il foro è tenuto pieno d'acqua
per raffreddare l'utensile, diluire i detriti ed impedire allo
scalpello d'impastarsi con essi. Una rotella in paglia posta in alto
impedisce all'acqua d'escire. Ad ogni colpo lo scalpello è
girato d'alquanto per avere un foro ben calibrato. Di tanto in tanto
i detriti sono levati con una specie di piccolo cucchiaio a lungo
manico; la profondità varia fra 0m,40-1m,00.
Ultimato il foro da mina si procede a pulirlo ed essicarlo,
ricorrendo al cucchiaio ed a stracci che vi si comprimono e si levano
inzuppati d'acqua. Per caricare una mina si introduce sul fondo del
foro una cartuccia di polvere; questa ha d'ordinario un diametro che
corrisponde a quello del foro, ed una lunghezza di circa un terzo di
quella del foro; nella cartuccia s'infilza lateralmente e fino al suo
centro un ago in bronzo o rame munito di un anello all'estremità
opposta, che deve sempre esser fuori del foro. Si procede allora al
riempimento del foro da mina, comprimendovi dapprima leggermente, ed
usando un calcatoio in legno, dell'argilla con mattone pesto, od
altra sostanza terrosa che formi una massa sufficientemente plastica
da riempiere per bene tutto il vano. A misura che si comprime girasi
d'alquanto l'ago onde non aderisca; alla fine levato l'ago,
coll'aiuto dell'anello di cui è munito, nel vano lasciato
s'introduce sino al fondo la miccia, costituita ordinariamente da un
lilo di bambagia imbibita di soluzione gommosa di polvere, oppure
altra miccia di corda, ora usitatissima, detta di sicurezza, o
Bickford. Questa porta nel mezzo un filetto continuo di polvere
finissima, e con essa è soppresso l'uso dell'ago, perché
basta introdurre un suo estremo nella cartuccia e legarvelo alquanto.
Il caricamento è allora fatto colla miccia stessa in sede, e
non presenta pericolo. La miccia si fa poi sufficientemente lunga da
dar tempo al minatore di ritirarsi dopo la sua accensione, ritenendo
che questa miccia di sicurezza brucia colla velocità di 0m,50
al minuto.
Devonsi proibire
gli aghi in ferro od acciaio perché possono, in presenza del
quarzo, produrre scintille per sfregamento, e quindi lo scoppio
fortuito della mina pendente il caricamento. Così pure non è
prudenza versare la polvere liberamente nel foro, ma è bene
usare polvere già raccolta in cartuccie. Il calcatoio deve
essere in legno; le prime porzioni d'argilla devonsi spingere prima
leggermente contro la cartuccia onde l'aria, che può rimanervi
compressa, non funzioni come nell'acciarino pneumatico. Nei casi di
ritardo d'esplosione non devesi accorrere alla mina prima che
trascorra un tempo sufficiente, mai minore di 10 minuti. È
pericolosissimo scaricare una mina che non esplose, e ciò non
devesi fare che colle più grandi cautele.
Si fecero
numerosi tentativi per aumentare la efficacia della polvere e delle
mine. In questi ultimi tempi si ottennero risultati favorevolissimi
colla sostituzione della dinamite alla polvere e coll'impiego
dell'elettricità per far esplodere simultaneamente più
mine, aumentandone l'efficacia colla coesistenza di tensioni e sforzi
sulla roccia [la dinamite è stata
brevettata da Alfred Nobel nel 1867 n.d.r.].
La dinamite ed i
numerosi suoi derivati, usati sotto nomi diversi di dinamite gomma,
lithofrotore, fulminalina, dualina, ecc., constano essenzialmente di
nitroglicerina. Questa sostanza di aspetto oleoso è ottenuta
trattando la glicerina coll'acido nitrico, ed ha la proprietà
di detonare quando, in seno ad essa od in prossimità, si
determina un'esplosione di corpo fulminante. È instabile, e fa
esplosione sotto urto violento. Le catastrofi segnalate per l'impiego
di tale sostanza provarono che l'uso ne era pericolosissimo
sopratutto nei trasporti. Si tolsero tali inconvenienti della
nitroglicerina pura, usando la dinamite, che è una miscela di
nitroglicerina con sostanze che l'assorbono e non la trasudano, come
la farina fossile, il tripoli, la silice pulverulenta.
Si usa
comunemente quest'ultima sostanza, denominata Kieselguhr, che pare
essere una sabbia silicea proveniente da infusorii e che trattiene
forti dosi di nitroglicerina per capillarità.
La dinamite di
prima qualità contiene dal 70 al 73 % di nitroglicerina. In
tale stato fisico la nitroglicerina della dinamite non presenta più
i pericoli indicati. La dinamite è trasportatile, e, se non vi
sono trasudamenti, è stabilissima, e senza pericoli; è
sostanza molle, di color giallo miele e si usa sempre raccolta in
cartuccie di carta resistente, presentando la forma di cilindri di
22mm di diametro circa, e lunghi 14-16 centimetri, del peso di circa
100 grammi. Queste cartuccie richiedono, per lo scoppio, l'uso di
capsule fulminanti collegate con miccia. Ogni capsula deve contenere
da 0,gr.20-0,25 di fulminato di mercurio. La dinamite gela
a circa + 8° ; allora non scoppia più colla capsula
semplice, ma richiede capsule triple, contenenti cioè circa 1
gramma di fulminato. Per
evitare
ciò, i minatori sogliono tenere in inverno sul loro corpo
alcune piccole cartuccie come esca onde non gelino.
Non male! Se vi capita di fare un viaggio con la macchina del tempo e incontrate antenati minatori evitate accuratamente di salutarli dando pacche sulle spalle!!!
Per farle
sgelare si riscaldano a temperaturamoderata di 30-40° non più,
all'aria libera, oppure a bagno-maria, ma non direttamente sul fuoco
vivo, ricorrendo invece all'acqua riscaldata altrove. L'efficacia
della dinamite è di circa sei volte quella della polvere. Per
l'impiego di essa, dopo fatto il foro da mina, si introduce sul fondo
una cartuccia avvolta interamente nella carta; sopra questa, se
occorre, se ne pone un' altra per far la carica occorrente; sopra
queste si pone infine una piccola cartuccia che serve di esca per
produrre lo scoppio delle altre, non essendo necessario il contatto
diretto delle masse, ma bastando la loro vicinanza. La cartuccia
d'esca porta la capsula; questa riceve nel suo interno la miccia di
corda tagliata ben netta, in modo che il suo filetto interno di
polvere tocchi il fulminato della capsula. La capsula è
compressa in alto contro alla miccia perché vi si mantenga
aderente; allora si introduce la capsula nella cartuccia di esca
facendola penetrare nella dinamite; si fissa la posizione della
miccia attorcigliandovi la carta della cartuccia e legandovela con
spago ; la cartuccia d'esca non si comprime mai. Sopra questa
s'introduce, con precauzione, nel foro un riempimento di terra
sciolta od argilla, ma senza batterla, essendo sufficiente la
compressione colla mano.
Gli accidenti
per l'uso della dinamite succedono pei seguenti motivi: 1.° Per
cattiva qualità di dinamite che lascia trasudare la
nitroglicerina; 2.° per lo sgelo delle cartuccie poste
imprudentemente avanti a fuoco vivo; 3.° per imprudenza nel
caricamento, usandosi, per es., calcatoi in ferro; 4.° per
dimenticanza di una cartuccia che non si fece esplodere in un foro,
quando per inavvertenza si riprende il lavoro nello stesso foro; 5.°
per essersi eseguito un foro troppo vicino ad altro carico, che si è
abbandonato, dopo che non si potè produrre l'esplosione. Il
fioretto può colpire la dinamite che si è espansa nella
fessura e produrre l'esplosione della intera carica, trattandosi di
colpi fra corpi durissimi. In complesso però da attenti
confronti è risultato che la dinamite da luogo ad accidenti
minori che non la polvere. Gli avvantaggi presentati dall'uso di tale
succedaneo alla polvere sono molti e considerevoli. La dinamite
riduce il lavoro dell'operaio, perché bastano fori di 22-25mm
di diametro, invece di 45-50mm come per la polvere
e non occorre
praticare dei fori obliquamente; di più non occorre un
riempimento cosi accurato sopra la cartuccia; basta farlo in modo
sommario. Inoltre la dinamite è usabile anche nell'acqua e
scoppia ancora dopo 15' dall' immersione. Per la sua maggiore
efficacia, in rapporto al suo prezzo, di circa L. 6,00 al chil.,
risulta una economia di costo di 20-40 per cento secondo i terreni in
confronto colla polvere.
Per rimpiazzare
le mine nei cantieri ove non possono usarsi le sostanze esplodenti si
immaginarono cunei idraulici ed altri ordigni meccanici con cui
produrre la rottura, ricorrendo specialmente all'acqua sotto
pressione.
Per l'escavazione di una galleria di miniera in roccia il lavoro procede generalmente come segue. Le dimensioni regolari di una galleria sono di 2m,00 d'altezza, per 2m di larghezza, essendo escavato circolare il vólto di essa a partire da 1m,00 dal suolo. Si calcola quindi una sezione di 3mc,5 ed un vuoto di 3mc.,5 per metro corrente. L'avanzamento, nel caso d'uso di polvere, presenta il profilo a b c d (fig. 32), non piano onde aver la roccia libera il più possibile, e questo profilo si va spostandolo parallelamente a sé stesso in a' b' c' d'. Se la galleria è ampia si suole attaccare la roccia in 2 punti, cioè nell'avanzamento a b e nello strozzo c d. Così si hanno 2 cantieri distinti ed il lavoro può procedere più rapido senza mutui incagli. È il sistema essenzialmente in uso pei grandi tunnel di ferrovie, per es., del Gottardo (fig. 33), in cui si aveva una galloria d'avanzamento 1 in alto, o poi lateralmente a questa o più in dietro si stabilivano i lavori 22 detti in calotta; di poi si eseguiva il vólto; allora al livello sottostante si praticava la cunetta 3, dall'alto al basso, per levare poi lateralmente la porzione di roccia 4 dello stross e procedere in fine alla murazione dei piedritti, canali, nicchie e corpo stradale. Se la roccia presenta fessure, letti, clivaggi, vi si fanno ivi dei sotto scavi, i quali faciliteranno poi l'azione delle mine.
Queste sono
praticate coll'ordine indicato nella fig.
32,
cioè dapprima in basso e molto inclinate, di poi
più in alto e con minor inclinazione, e per ultimo al sommo.
Usandosi invece la dinamite, la fronte di taglio è mantenuta
affatto piana e verticale. Si fanno mine parallele all'asse, le quali
saranno come gli assi di tanti imbuti conici, le cui basi unite
occuperanno tutta la sezione, i fori si fanno profondi di 1/3 della
larghezza della galleria, cioè circa 0m,67. Usando
cartuccie di 0m,16 di lunghezza la roccia resterà
rotta sino a 0m,80 dalla fronte e si potrà allora
con leve e picchi levare la parte fessurata ed ottenere una nuova
fronte a 0m,80 dalla prima.
In generale nell'abbattimento, sopra tutto di banchi, devesi badare
ai piani o letti di stratificazione ed al clivaggio che presentano,
cioè al senso con cui il banco può dividersi secondo
piani perpendicolari a quelli di stratificazione. Quindi la fronte di
taglio devo esser parallela al clivaggio principale; così si
ha maggior proporzione di grosso, ciò che è molto
importante nel caso di lignite e litantrace. Le gallerie principali
sono scelte pure parallele al clivaggio.
Si vanno ora
introducendo gli apparecchi moderni di abbattimento sopra vasta scala
nei centri importanti di coltivazioni minerarie e nei lavori
molteplici dell'arte dell'ingegneria. Si hanno 2 serie di apparecchi.
Gli uni utilizzano meglio le forze dell'uomo e possono agire per
rotazione o per percussione; costituiscono i così detti
perforatori a mano, di cui numerosi tipi si vennero da poco
introducendo. Accenniamo, come esempio, l'apparecchio rotativo Lisbet
che agisce como succhiello e dà buoni risultati in rocce poco
dure e non granose plastiche e fibrose che staccansi in pezzi, ed il
perforatore Jordan, semplice, leggiero, di mite costo, e che da
avanzamento di 4-6 centi-metri ad 1' in rocce dure. Nell'altra classe
d'apparecchi si impiegono come motori le forze inanimate, ed
esenzialmente l'acqua e l'aria sotto pressione. Si hanno allora i
perforatori o scavatori meccanici; i primi praticano
solo i fori da mina, i quali sono poi scaricati ed esplosi nel modo
ordinario; i secondi fanno gli intagli per provocare l'abbattimento.
La serie dei perforatori è numerosissima. Si apre col
perforatore Someillier, che prima venne usato noi lavori del Cenisio,
per giungere al tipo più perfetto dal lato pratico, tenuto
conto di tutti gli elementi, quale è quello del perforatore
Ferroux ultimo modello, che così favorevolmente venne
impiegato nei lavori del Gottardo, in modo da dimostrarsi il più
conveniente di tutti nella gara che rimase aperta ai diversi
perforatori, per tutta la durata dell'escavazione di quell'enorme
galleria. Rimandiamo alle pubblicazioni ufficiali sui lavori del
Gottardo per la descrizione di tale apparecchio e pei dettagli di
confronto colla numerosa serie di perforatori che vennero
esperimentati. Diciamo solo che nella maggior parte dei perforatori è
l'aria compressa che vien usata come motore alla pressione da 3 a 5
atmosfere, e che al perforatore convien poter dare, od
automaticamente od altrimenti, 3 movimenti, cioè, di
percussione, di rotazione, di avanzamento. La facilità del
ricambio degli scalpelli e la maggior durata in azione degli organi
di un perforatore sono in pratica elementi di una influenza
grandissima sulla speditezza ed economia del lavoro, motivo per cui
molti perforatori, perfetti dal lato meccanico teorico, non si
mostrarono in pratica convenienti di fronte ad altri meno
perfezionati negli organi loro. La esperienza ha constatato che la
perforazione meccanica è tanto più vantaggiosa quanto
più la roccia è dura. Di più in generale il
costo per 1m,00 corrente di perforazione meccanica è
ancora alquanto maggiore del costo della perforazione a mano. Ma la
celerità del lavoro è sempre maggiore nella
perforazione meccanica nel rapporto di 1:2 ed anche 1:5 secondo i
terreni.
Laonde la
perforazione meccanica è sempre a consigliarsi pei lavori in
cui i capitali investiti assumono molta importanza e per quelle opere
minerarie, come apertura di gallerie attraverso banco, gallerie di
ribasso, di comunicaziono nella roccia fra più cantieri, per
le quali trattasi di lavoro urgente, il cui rapido eseguimento,
rendendo più presto utilizzabile una parte importante della
ricchezza della miniera, può dare un vantaggio ben maggiore
della spesa che devesi fare e per l'impianto e per l'escavazione.
Oggi noi lavori molto intensi, come per es., al Gottardo si giunse,
con lavoro continuo delle 24 ore, ad ottenere avanzamenti di 3m,00,
3,50 per ogni fronte d'attacco in rocce dure, quali i graniti e
gneis.
Di escavatori
meccanici si hanno pure parecchi tipi di origine specialmente
inglesi. Questi apparecchi si mostrarono utili per l'escavazione di
litantrace con letto resistente e molto regolare, come si ha in
Inghilterra. Sul continente Europeo, in cui i giacimenti sono meno
regolari, non ebbero successo.
Come dati
dell'esperienza si ritenga, che col lavoro a mano nelle rocce
d'eccezionale durezza si ottiene in galleria normale, per prezzo del
metro corrente, da L. 230-240, con avanzamento mensile a due posti
giornalieri di soli 2m-3m. Nelle rocce
diarissime si ha un costo da L. 140-150 ed un avanzamento di 4m-5m;
nelle rocce del N. 2 come nei filoni, un costo di L. 60-70 con un
avanzamento di 8m-10m; nelle rocce facili del
N. 3 da L. 30-35 con un avanzamento di 16m e finalmente
nei terreni teneri da L. 7-8 con un avanzamento di 40-50m.