In relazione all’estrema diversità dei giacimenti, della loro topo-grafia-struttura e delle esigenze di produzione, le cave posso-no assumere configurazioni estremamente variabili; posso-no essere aperte in contesto morfologico montano, collinare odi pianura; possono essere a cielo aperto (Foto 89), in sotterra-

neo, o nella fase di transizione tra questi due stadi (“in sotto-

tecchia”). Possono, inoltre, avere forme molto diverse (a pozzo,a fossa, ad anfiteatro, a fronte unico, a fronti multipli ecc.).I criteri principali di distinzione e classificazione sono, cioè,molteplici. Esistono tuttavia degli elementi che, ai fini classifi-cativi, sono più caratterizzanti di altri. Essi sono:– l’esposizione del cantiere, se a cielo aperto o in sotterra-

neo;– l’ambito morfologico di inserimento: cave in territorio oriz-

zontale (di pianura, di altopiano) o in territorio con rilievo(collinare, montano) e relativa ubicazione (cava di versante,cava sommitale, cava di fondovalle ecc.);

– le modalità di coltivazione (a fronte unico, a fronti multipli,per gradino basso, per sezionamento di trovanti ecc.).

Una accurata definizione di questi elementi non permette an-cora di classificare le cave in modo univoco, giacché i parame-tri di interesse sono molti a seconda degli aspetti che si inten-de esaminare o far prevalere (tipo di materiale, entità della pro-duzione ecc.); si intuisce, tra l’altro, che il numero di combina-zioni possibili è pressoché illimitato: una cava a pozzo può es-sere tanto in pianura come in area collinare; una cava di ver-sante può esistere tanto a cielo aperto come “in sottotecchia”;una coltivazione a gradino basso può essere adottata sia conun unico fronte, sia con fronti multipli. La coltivazione è sempre, in qualche misura, qualcosa di op-

portunistico nel senso che, più che aderire strettamente a unasuccessione di operazioni previste da un progetto, deve poter-si adeguare a numerose variabili, molte delle quali difficilmentequantificabili.La presente trattazione intende enfatizzare soprattutto le mo-dalità di coltivazione, cioè il metodo prescelto per lavorareuna cava, piuttosto che la loro forma (es.: a fossa, a pozzo, adanfiteatro ecc.) o l’ambito morfologico di inserimento (di ver-sante, di pianura, a mezza costa ecc.).In quanto segue saranno pertanto descritti i principali metodi di

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Parte Seconda

LE METODOLOGIE

DI ESCAVAZIONE

Foto 89 - Cava di travertino giallo a fronte singolo (Iran)

Because of the extreme diversity of stone deposits, of their

topographies-structures and of production requirements,

quarries can have extremely variable configurations: they

can be opened in a morphological context that is mountainous,

hilly or flat; they can be opencast (Photo 89), underground or in

the transition stage between the two (in “sottotecchia”, “under-

the-roof”). In addition, they can have very different shapes (pit,ditch, amphitheater, single-front, multiple-front, etc.).

In other words, there are many criteria for distinguishing and

classifying them. However, there are certain elements which,

for classification purposes, are more characterizing than others.

They are:

– the exposure of the worksite, whether opencast or sub-

terranean;

– the morphological context in which they are inserted: quarries

on horizontal land (flatlands, plateaus) or land in relief

(hills, mountains) and their relative location (hillside, crest,

valley-bottom, etc.);

– extraction methods (single front, multiple front, low-step,

boulder-cutting, etc.).

An accurate definition of these elements is still not enough to

classify quarries in a univocal way since there are many par-

ameters involved, depending on the aspects one wants to

examine or have prevail (type of materials, amount of

production, and so on); among other things, one can intuit that

the number of combinations possible is practically limitless: a

pit quarry can be on a plain as well as on hilly land; a hillside

quarry can be opencast as well as “under-the-roof”; low-step

extraction can be adopted both on a single front and on

multiple fronts.

Extraction is always to a certain degree opportunistic in the

sense that, more than closely adhering to a sequence of

operations foreseen in a project, it has to adjust to numerous

variables, many of them hard to quantify.

This article is intended to emphasize primarily the ways

extraction is done, that is, the method chosen for working a

quarry, rather than the shape of one (for instance, ditch, pit,

amphitheater, etc.) or the morphological environment in

which it is located (mountainside, flatland, hillside, etc.).

And so in the following we will describe the main methods of

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Part Two

EXTRACTION

METHODOLOGIES

Photo 89 - Single-front quarry of yellow travertine (Iran)

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TAB. X - Alcuni parametri a raffronto tra una escavazione a cielo aperto ed una in sotterraneoSome parameters of comparison between opencast and subterranean extraction

ELEMENTO DI VALUTAZIONE ESCAVAZIONE A CIELO APERTO ESCAVAZIONE IN SOTTERRANEOEVALUATION ELEMENT OPENCAST EXTRACTION SUBTERRANEAN EXTRACTION

Necessità di scopertura giacimento Integrale Minima, talora nullaNeed to uncover the deposit Basic Minimal, sometimes none

Applicabilità delle diverse tecnologie Tutte Non applicabili flame-jet, perforazione + esplosivo.Applicability of the different technologies All Al momento applicazione sporadica water-jet

Flame-jet and drilling + blasting inapplicable.At present, sporadic use of the water-jet

Resa produttiva Spesso inferiore al sotterraneo ma senza obbligo Spesso superiore al cielo aperto ma con obbligo Production yield di lasciare in sito porzioni importanti di giacimento di lasciare in sito porzioni importanti di giacimento

Often less than underground but without Often higher than opencast, but forcedthe need to leave in place important portions of deposit to leave in place important portions of deposit

Disponibilità Autorità ed Enti al rilascio concessioni In costante riduzione In progressivo aumentoWillingness of the authorities to give permits Less and less Gradually increasing

Necessità di una accurata progettazione di evoluzione Fattore di primaria importanza anche se, Totale, assoluta, soprattutto permorfologia, modalità escavazione, recupero ambientale di fatto, alquanto trascurato ciò che concerne la stabilitàNeed for careful planning of morphological evolution, A factor of primary importance Total, absolute, extraction methods, environmental recoup although de facto disregarded especially in regard to stability

Dipendenza dal clima Totale. Numero di giorni/anno lavorativi Pressoché nulla (accesso alla cava permettendo). Dependency on climate condizionato fortemente dal clima Numero di giorni/anno lavorativi indipendente dal clima

Total. The number of working days Almost none (access to the quarry permitting). per year heavily influenced by the climate Climate has no influence on working days per year

Impatto ambientale Importante, per variazioni morfologiche, Normalmente limitato, per variazioni Environmental impact idrografiche, idrogeologiche, di stabilità, forestali. morfologiche, idrografiche, di stabilità, forestali.

Visibilità delle discariche Non trascurabile per aspetti idrogeologiciHeavy, due to variations in morphology, e visibilità delle discariche

hydrography, hydrogeology, stability and forestry. Normally limited in terms of variationsVisible dumps in morphology, hydrography, stability, forestry.

Not negligible in terms of hydrogeology and dump visibility

Recupero ambientale Compromesso per cave di versante Potenzialmente completoEnviromental recoup da lungo tempo in esercizio e/o con pareti molto alte Potentially complete

Compromised for slope quarries longin use and/or with very high walls

Polveri, gas, prodotti di combustione Buona capacità di dispersione Limitata capacità di dispersione; Dust, gases, products of combustion Good dispersion capacity necessari impianti di ventilazione

Limited dispersion capacity; necessitates ventilation systems

Illuminazione Eguale a quella esterna. Sempre superiore al sotterraneo Dipendente da quella esterna nella fase iniziale Lighting Same as the surroundings. Always superior to the subterranean (“sottotecchia”), peraltro non breve.

In seguito, dipendente dagli impianti installati. Importante fattore psicologico

Depends on daylight in the (lengthy) initial stage(“under-the-roof”). Afterwards depends on lighting

installations. Strong psychological impact

Rumorosità Percezione integrale ma con possibili Normalmente acuita da effetti eco, riverberoNoisiness dispersioni per vento, ubicazione degli ed amplificazioni da ambiente confinato

addetti,forma della cava Normally increased by echoes,Full perception but with possible spread reverberations and amplifications

due to wind, worker location, quarry shape in a closed environment

Microclima Eguale a quello esterno Elevata umidità; assenza di vento e precipitazioni; Microclimate Same as the surroundings minore escursione di temperatura diurna ed annua

Very damp; no wind or precipitation; smaller changes in termperature during the day or the year

coltivazione delle cave, rispettivamente, a cielo aperto e insotterraneo (Tabella X). Il criterio di suddivisione dei paragrafisegue poi sostanzialmente le principali categorie dei materiali:cave di materiali carbonatici, cave di materiali silicei, cavedi pietre sensu lato.La Tabella XI riporta poi, per sommi capi, alcuni fattori da con-siderare nelle scelte progettuali di una cava.

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working quarries, respectively opencast and subterranean

(Table X). The criteria for dividing up the sections essentially

follow the main categories of materials: quarries of carbonate

materials, of siliceous, of stone in the broadest sense.

Table XI briefly lists certain factors to consider in designing a

quarry.

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SCELTA SU CUI INFLUISCEHAS AN INFLUENCE ON

Tracciamento strade di accesso, punti di attacco al giacimento, ubicazione delle discariche, re-gimazione idraulica delle acque, stabilità dei versantiTracing access roads, points at which to attack the deposit, dump location, hydraulic waterregimen, slope stability

Altezza dei fronti di scavo, agibilità interna alla cava, movimentazione dei blocchiQuarry-front height, movement within the quarry, block handling

Dimensione dei tagli primari (produzione diretta di blocco o isolamento grandi bancate, da rita-gliare e selezionare)Size of the primary cuts (to directly produce blocks or isolate big benches to be recut and se-lected)

Orientazione tagli delle bancate; sviluppo “direzionale” della cavaCut orientation of the benches, “directional” quarry development

Tecnologia di distacco adottata (esplosivi; taglio a filo; taglio a catena ecc.)Detachment technology used (blasting; wire cutting; chain cutting, etc.)

TAB. XI - Fattori da considerare nelle scelte progettuali di una cavaFactors to consider in designing a quarry

FATTOREFACTOR

Topografia esistenteExistent topography

Tipo di sviluppo della cava (prevalentemente orizzontale o verticale)Type of quarry development (prevalently horizontal or vertical)

Uniformità ed omogeneità della pietra (aspetto, tessitura e colore)The material’s uniformity and homogeneity (appearance, texture and color)

Anisotropie strutturali, visibili o nascoste (“verso”; “pioda”; inclinazione forzata corpo produttivo)Structural anisotropies, visible or hidden (“verso”; rift; forced inclination of the productive body)

Durezza del materialeHardness of the material

Fonte: Fornaro (2001), modificato / Source: Fornaro (2001), modified

3. METODOLOGIA DI ESCAVAZIONE ACIELO APERTO

Le cave a cielo aperto costituiscono la stragrande maggioran-za delle cave in esercizio; in esse l’attività avviene “a giorno” el’impostazione dei lavori è fortemente condizionata dallamorfologia esterna. In pianura è caratteristica la collocazione ditutte le lavorazioni a una quota inferiore al livello di campagnae gli accessi sono normalmente facili (minori investimenti perstrade di accesso e sbancamenti in roccia). Possono inciderenotevolmente fattori come la scopertura del giacimento e l’in-terazione con le falde acquifere (necessità di edurre le acque).Queste cave dispongono quasi sempre di ampi spazi operativi(Foto 90), sebbene si trovino più frequentemente a interagirecon zone antropizzate, situazione questa che assicura un mag-gior livello di servizi ma che costringe a maggiori attenzioni perle conseguenze negative dell’attività estrattiva con la vita civile. Nelle zone montane o, comunque, in rilievo, si hanno, normal-mente, maggiori difficoltà di accesso, minore disponibilità di

3. OPENCAST EXTRACTION

METHODOLOGY

Opencast quarries constitute the vast majority of those being

worked; in them, work is done “exposed” and its organization is

heavily influenced by external morphology. On flatlands is it

characteristic for all the work to be done at a level lower than

that of the ground and access is normally easy (fewer invest-

ments for access ramps and rock stripping). Quite influential

can be factors like uncovering the deposit and interaction with

water-bearing strata (requiring their drain-off). These quarries

almost always have ample space to work in (Photo 90), although

they frequently interact with inhabited areas, ensuring a higher

level of services but also entailing greater attention to the

negative consequences extraction work can have on civilian life.

In mountainous or in any case high zones, there is normally

greater difficulty in access, less space to work in, possible

difficulties in getting water and/or electricity. Building access

roads is often a major expense, not always bearable by a single

spazi operativi, possibili difficoltà di approvvigionamento idricoe/o elettrico. La costruzione di strade di accesso costituiscespesso un grosso onere, non sempre sostenibile da un opera-tore singolo. Rilevanti, talora, anche alcuni vincoli climatici (es.le precipitazioni nevose), che costringono a lunghi periodi di inattività. Nelle morfologie fortemente acclivi è spesso nonsemplice mantenere in produzione più gradini per mancanza dispazi adeguati. Le cave a cielo aperto, soprattutto quelle ubicate in zone mon-tane, hanno un’importante incidenza sul paesaggio e soffronoparticolarmente tutte le problematiche legate alla visibilità delle

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operator. Sometimes there may also be important climatic

constraints (snow, in particular), which enforce lengthy periods

of inactivity. In very steep morphologies it is often not easy to

keep several steps in production because of insufficient space.

Opencast quarries, especially those in mountainous terrain,

have important impact on the landscape and are particularly

affected by all the problems tied to the visibility of their dumps.

In fact, the greatest hostility to extraction work is manifested

precisely towards opencast worksites, whose visibility, even

from afar, often leads detractors to attribute them with greater

environmental impact than they actually have.

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Foto / Photo 90 - Cava di marmo calcareo estesa su ampi spazi operativi (Puglia, Italia)Calcareous marble quarry with very extensive work areas (Apulia, Italy)

loro discariche. Di fatto, le maggiori avversioni verso le attivitàestrattive si manifestano proprio nei confronti dei cantieri acielo aperto, la cui riconoscibilità, anche da lontano, conducespesso i detrattori ad attribuire loro un impatto ambientaleanche maggiore di quello reale.Indipendentemente poi dal contesto pianeggiante o di versan-te, le cave a cielo aperto determinano sicuramente alcuni van-taggi rispetto all’escavazione in sotterraneo (§ 4). Tra di essi,sono da menzionare:– non necessità di impianti di ventilazione, aerazione, riscalda-

mento ecc.;– non necessità di opere di sostegno, consolidamento, rinfor-

zo delle volte e del tetto;– possibilità di usare la luce solare (evaporazione acque pre-

senti; riduzione fanghi nei piazzali ecc.);– aspetti “psicologici” nel personale.

3.1 CAVE DI MATERIALI CARBONATICI E ASSIMILABILI

È utile sottolineare subito quella che è una grande differenzatra i depositi di materiali carbonatici (marmi commerciali) equelli di materiali silicei (graniti commerciali). I marmi – marmicristallini; calcari; brecce; dolomie ecc. – hanno la caratteristicadi essere limitati, verso l’alto e verso il basso, da altri materiali;essi sono cioè sempre compresi tra due orizzonti che, a finiproduttivi, sono sterili. Le cave di marmi, quindi, intercettano ildeposito e lo coltivano con questi limiti ben precisi, adeguan-dosi alle sue caratteristiche strutturali e stratigrafiche (inclina-zione del corpo, pieghe, faglie). Ciò non vale, invece – non così rigorosamente almeno – per lerocce granitiche. I graniti, nella loro giacitura, e fatti ovviamentesalvi i corpi di volume molto ridotto, non sono limitati inferior-mente e superiormente nella misura in cui lo sono i marmi; ungranito lo si può intercettare in qualunque direzione e inclina-zione. Sono poi le sue caratteristiche interne a consigliarecome coltivare la cava, ma ci sono oggettivamente vincoli bendiversi rispetto ai marmi.Ciò equivale, in pratica, a dire che, una volta ubicatisi nellaparte centrale del corpo produttivo, i graniti potenzialmente litroviamo ovunque mentre un marmo può interrompersi giàdopo pochi metri, o decine di metri. Come sempre, esistono le dovute eccezioni; in particolare al-cuni graniti (commerciali, ma non petrografici, come gneiss,doleriti, migmatiti ecc.) possono presentare problemi analoghia quelli dei marmi. Questa prima grande differenza consente di ridurre nelle cavedi granito, ma non eliminare, la forzata direzionalità dell’esca-vazione, che, in alcuni casi, costringe una cava ad assumereun assetto obbligato poiché il corpo produttivo si sviluppasolo lungo certe direzioni.

3.1.1 MARMI “CRISTALLINI”

Appartengono a questa categoria tutti i marmi sensu stricto,quelli cioè derivanti da metamorfismo e caratterizzati da un a-

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And, independently of the flatland or slope context, opencast

quarries undoubtedly have advantages over the subterranean (§

4). Among them we mention:

– no need for ventilation, aeration, heating installations, etc.;

– no need for works of support, consolidation, reinforcement

of the vaults and roof;

– the ability to make use of sunlight (evaporating moisture;

reducing mud on the quarry floors, etc.);

– “psychological” aspects among personnel.

3.1 QUARRIES OF CARBONATE AND SIMILARMATERIALS

It is useful to stress first and foremost that there is a big

difference between deposits of carbonate materials (commer-cial marbles) and of siliceous (commercial granites). Marbles –

crystalline marbles; limestones; breccias, dolomites, etc. – are

delimited on top and bottom by other materials; and so they

are always enclosed between two horizons which, for

production purposes, are unusable. Therefore, marble quarries

intercept the deposit and extract their payloads with these

precise limitations, adjusting to its structural and stratigraphic

characteristics (deposit inclination, folds, faults).

This does not – at least not so rigidly – hold true for granite-

family rocks. In their positions, and obviously except for very

small deposits, granites are not delimited above and below to

the extent that marbles are; a granite can be intercepted in any

direction and at any inclination. Its inner characteristics will

recommend how to work the quarry, but the constraints are

objectively very different from those found in marbles.

In practice this means that, once you have gotten to the central

part of the productive body, granites are potentially found

everywhere, while a marble may be interrupted after just a few

meters or tens of meters.

As always, there are exceptions: in particular, some granites(commercial, but not petrographical, like gneiss, dolerites,

migmatites, etc.) can present problems similar to marble.

This first big difference makes it possible, in granite quarries, to

reduce (but not eliminate) the enforced directionality of the

extraction, which in some cases obliges a quarry to take on an

obligatory layout because the productive body extends only

in certain directions.

3.1.1 “CRYSTALLINE” MARBLES

Belonging to this category are all of what are strictly termed

marbles, that is, those deriving from metamorphosis and

characterized by a crystalline appearance with more or less

developed grain.

In a great many cases crystalline marbles feature an evident

orientation and directionality in the rock; that is, they have a

verso (rift; Photo 91), which corresponds to the weakest and

most easily cleavable surface. This surface plays a crucial role;

in fact, it is marked enough to be penetrative and quite visible,

but never so marked as to be an authentic discontinuity. It is

not, therefore, a surface that must be adjusted to, or, in other

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spetto cristallino, a grana più o me-no sviluppata.In un elevato numero di casi, i marmicristallini sono caratterizzati da unaevidente orientazione e direzionalitàdella roccia; sviluppano cioè unverso (Foto 91), che corrisponde allasuperficie più debole e di più facilesuddivisibilità. Questa superficiesvolge un ruolo cruciale; essa infattiè abbastanza marcata da essere pe-netrativa e ben visibile, ma mai cosìtanto marcata da essere una vera epropria discontinuità. Non rappre-senta quindi una superficie allaquale ci si deve per forza adeguare,o, in altre parole, non deve esserenecessariamente seguita con i tagliin cava.I metodi di coltivazione adottati nellecave di marmi cristallini sono nellastragrande maggioranza dei casi perfette discendenti; si ha cioè un’a-sportazione progressiva, dall’altoverso il basso (Foto 92 e 93), di volu-mi di roccia in cui un giacimento èstato progettualmente suddiviso.Questi volumi hanno normalmenteuna notevole estensione laterale (allascala della cava intera) e un’altezzamodesta, da qualche metro a qual-che decina di metri, ed è per questoche sono assimilati a delle fette. Sitratta, ovviamente, di fette virtuali:volumi cioè che vengono materializ-zati da superfici che devono esserefisicamente create per mezzo deitagli con le macchine. Durante l’a-sportazione dal giacimento, le fettevengono modellate in forma di gra-doni (o gradini, o scalini) (Foto 94). Se la coltivazione riguarda una solafetta, si ha un solo gradone; se lacoltivazione asporta contempora-neamente più fette, a diversi livelli, sihanno più gradoni (Foto 95 e 96). Laconfigurazione più frequente preve-de gradoni ad alzata e pedata mu-tuamente ortogonali, verticale laprima e orizzontale la seconda; tut-tavia, motivi particolari (sistemi difrattura; esigenze di disegno del ma-teriale ecc.) possono suggerire unaconfigurazione con pedata e alzatanon ortogonali (Foto 97).In questo secondo caso, ogni volta

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Foto / Photo 91 - La evidente orientazione di questo marmo arabescato/venato (Alpi Apuane, Italia)The obvious orientation of this arabesque/veined marble (Apuan Alps, Italy)

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words, cuts in the quarry do not necessarily have to follow it.

The most common extraction methods in crystalline marble

quarries are by descending slices; this means a progressive

removal, from top to bottom (Photos 92 and 93), of the

volumes of rock into which a deposit has been deliberately

divided. These volumes normally extend very far laterally (on

the scale of the entire quarry) and have modest height – from

several to tens of meters – and this is why they can be likened

to slices. Obviously, they are virtual slices: that is, volumes that

are materialized from surfaces that have to be physically

created by means of cuts made by the machines. As the

deposit is being removed the slices are modeled into the form

of steps (or banks or stairs) (Photo 94).

If extraction regards a single slice, there is only one step

(Photos 95 and 96); if it removes several slices at a time, on

different levels, there are several steps. The most frequent

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che si può, è bene avere la pedata orizzontale in maniera dafacilitare gli accessi e le manovre.Organizzare l’escavazione secondo gradoni mutuamente orto-gonali, con pedata orizzontale ed alzata verticale è reso possi-bile proprio dal fatto che la roccia non è strutturata in banchi a-venti altezza limitata e/o inclinati nello spazio (come, invece,succede con i calcari - vedi § 3.1.2). Logicamente, l’escavazione dovrà poi tener conto dei sistemidi frattura e delle faglie.Tutte le possibili varianti del metodo per fette discendenti sonoin definitiva riconducibili a due: metodo “per grandi bancate” emetodo “per gradino basso”. Nel primo caso si ha l’isolamentodi grosse porzioni di roccia dal giacimento, con successivo rita-glio in blocchi commerciali; nel secondo caso si ha l’estrazionediretta del blocco, o, tutt’al più, abbattimento di bancate nongrandi, successivamente ridotte a blocchi commerciali.

Foto / Photo 92 - Cava a fossa di marmo cristallino rosa (Vila Vicosa, Portogallo)Pit quarry of pink crystalline marble (Vila Vicosa, Portugal)

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configuration is steps with risers and treads at right angles to

one another, the former vertical and the latter horizontal;

however, particular reasons (fracture systems; a pattern in the

material, etc.) may make preferable a configuration with risers

and treads that are not at right angles (Photo 97). In this second

case, whenever one can it is best to have the tread horizontal in

order to facilitate access and maneuvers.

Organizing the quarry into steps at

right angles to one another, with

horizontal treads and vertical risers, is

made possible by the fact that the rock

is not structured in banks with limited

height and/or sloped in space (as

instead occurs with limestones - see §

3.1.2).

Naturally, extraction must take into

account fracture systems and faults.

All the possible variations on the

descending slice method can basically

be traced to two: the “big bench”

method and the “low step” method.

In the first case big portions of rock are

isolated from the deposit and sub-

sequently cut into commercial blocks;

in the second case, there is direct

block extraction or, at the least, the

extraction of small ish benches

afterwards cut into commercial blocks.

“Big bench” method: the big bench

finds its justification in the possibility of

dividing up cutting costs over a large

surface, and in the need for selection

of those marbles which, by their na-

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Foto / Photo 94 - Cava a mezza costa di marmo cristallino bianco (Iran)Hillside quarry of white crystalline marble (Iran)

Foto / Photo 95 - Cava a mezza costa di marmo cristallino bianco (Espi-rito Santo, Brasile)Hillside quarry of white crystalline marble (Espirito Santo, Brazil)

Foto / Photo 93 - Cava a mezza costa di marmo cristallino bianco (Brasile)Hillside quarry of white crystalline marble (Brazil)

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Foto / Photo 96 - Cava a mezza costa di marmo cristallino bianco (Grecia). Fonte: Pavlidis (Grecia)Hillside quarry of white crystalline marble (Greece). Source: Pavlidis (Greece)

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Metodo “per grandi bancate”: la grande bancata trova la suagiustificazione nella possibilità di ripartire il costo del taglio suun’ampia superficie e sulla necessità di operare una selezionein quei marmi che, per loro natura, sono molto eterogenei e di-suniformi. Si tratta della geometria che comporta il numero mi-nimo di tagli per un ugual volume escavato, quindi teoricamen-te il minore sfrido. Le dimensioni, così come la forma, dellebancate sono le più svariate, in funzione soprattutto delle tec-nologie adottate, delle fratture e delle caratteristiche del mate-riale. Con questo metodo, l’altezza oscilla tra i 6 ed i 12 metri,la lunghezza tra pochi metri e 15÷25, la profondità corrispondesempre a una delle dimensioni del blocco o ad un multiplo diessa. La profondità non è mai tale da rendere difficoltoso il ri-baltamento, ma neanche così esigua da andare incontro a si-cure rotture a ribaltamento avvenuto. Tre metri è un valore fre-quente. L’andamento delle venature dentro la roccia (Foto 98)suggerisce se questi tre metri (ad esempio) devono corrispon-dere alla lunghezza del blocco finale o se è meglio ricavare illato lungo del blocco secondo un’altra direzione (secondo l’al-tezza della bancata, o secondo la lunghezza) e ottenere dai tremetri due lati di 1,50 m, corrispondenti all’altezza del blocco, oalla profondità (Figura 5). Nel procedere dell’escavazione assume grande importanza lafase detta di apertura del canale; il canale ha lo scopo dicreare una terza superficie libera (una è il fronte, l’altra è la pe-data del gradone superiore) (Figura 6 e Foto 99); la cosa è di u-

ture, are very heterogeneous and

non-uniform. This is the layout in-

volving the fewest cuts per volume

extracted, and thus, theoretically,

the least waste.

The dimensions, like the shape, of

the benches are highly varied,

depending primarily on the techno-

logy used, on fractures and on the

material’s characteristics. Using this

method, height ranges from 6 to 12

meters, length between a few and

15 to 25, and depth always cor-

responds to one of the block dimen-

sions or a multiple of it. Depth is

never so great as to make tipping

difficult, but neither is it so shallow

as to provoke sure breakage after

tipping has been performed. Three

meters is a frequent depth. The run

of veining in the rock (Photo 98)

suggests whether these three

meters (for example) should cor-

respond to the length of the final

block or whether it would be better

to procure the long side of the

block from another direction (ac-

cording to bench height or length)

and, from the three meters, get two

sides measuring 1.5 m, corre-

sponding to either block height or block depth (Figure 5).

As extraction proceeds, the canal-opening stage becomes

very important; the purpose of the canal is to create a third free

surface (one being the front and the other the tread of the

upper step) (Figure 6 and Photo 99). This is very useful be-

cause, as soon as it widens, the space becomes sufficient for

hosting the machinery and attacking the deposit from the front,

from the side and from above.

The technologies currently employed are the diamond wire

(Photo 100), the chain saw and the belt cutter, in multiple

combinations. In primary cuts the classic solution is the

chain/belt cutter for the horizontal cut and the diamond wire for

the vertical cuts parallel and at right angles to the front.

Creating a continual space at the base of the bench, the

chain/belt cutter makes it possible to eliminate horizontal

drilling for holes for the wire, saving a lot of time. The position

chosen for the diamond-wire machine, and the consequent

cutting configuration (ascending loop, descending loop)

depends on many factors, to be assessed case by case

(available space, cut length, the need for safety in the area,

accessibility, etc.; Photo 101). In some cases the entire bench

is isolated solely with the diamond wire, therefore using it in the

horizontal cut, too, where particular care must be taken with

water spraying, which may be less efficient; in this case,

hydraulic drilling units and down-the-hole hammers create the

two preliminary holes for wire introduction. It should be borne

Foto / Photo 97 - Cava a gradoni multipli di marmo cristallino bianco con alzata dei gradoni inclinata(Carrara, Italia)Multiple-step quarry of white crystalline marble with inclined bench risers (Carrara, Italy)

Foto / Photo 98 - Pieghe molto serrate in questo marmo azzurro; cava di Azul Cielo (Cordoba, Argentina)Very close folds in this blue marble; quarry of Azul Cielo (Cordoba, Argentina)

tilità poiché, appena esso si amplia, lo spazio diventa sufficien-te per ospitare le macchine e per aggredire il deposito sia difronte, sia di lato, sia da sopra.Le tecnologie correntemente impiegate sono il filo diamantato(Foto 100), la tagliatrice a catena, la tagliatrice a cinghia, incombinazioni multiple tra loro. Nei tagli primari la soluzioneclassica è rappresentata da tagliatrice a catena/cinghia per iltaglio orizzontale e filo diamantato per i tagli verticali paralleli

ed ortogonali al fronte; la tagliatrice a catena/cinghia, creandouno spazio continuo alla base della bancata consente di evita-re le perforazioni orizzontali in cui inserire il filo, con grande ri-sparmio di tempo. La posizione scelta per la macchina a filo, ela conseguente configurazione del taglio (a cappio ascendente,a cappio discendente) dipende da molti fattori, da valutarecaso per caso (disponibilità di spazio, lunghezza del taglio, esi-genze di sicurezza nell’area, accessibilità ecc.; Foto 101). In al-cuni casi l’intera bancata viene isolata solo con il filo diamanta-

in mind that the difficulties in making the two holes converge

increase with the length of the holes, especially the horizontal

one (an obvious problem when going beyond twelve to four-

teen meters); this is due both to the curving of the rods and to

repercussions from incorrect placement of the driller – place-

ment which is still done today, in many cases, with a plumb-line

(if not by eye).

When cutting with a wire, of particular utility are the pulleys, not

only for the correct geometry of the cutting circuit but also to

remedy problems with space and with machine position (Photo

102). The wires used are the traditional, non-coated, ones,

rubber-coated ones with springs, the plastic-coated not very

frequently; the beads are both electroplated and sintered, with

a definite increase in the latter in recent years. For other, more

strictly numerical data on diamond wires, see Table IV.

If the riser of the step is not vertical, the wire is normally

preferred, even in double simultaneous cuts (Photo 103). If

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to, che viene quindi utilizzato anche nel taglio orizzontale, doveè necessario curare particolarmente l’irrorazione di acqua cherisulta meno efficace; in questo caso “macchinette” perforantie perforanti fondo-foro provvedono alla realizzazione dei duefori preliminari per l’introduzione del filo. È da ricordare che ledifficoltà nel far convergere i due fori aumentano al crescere

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none of the dimensions of the bench is over six meters it is

possible to opt for just one machine, the chain saw, in the

version with the longest arm.

In cutting and squaring the diamond wire predominates (Photo

104); and probably the multiple-portal chain machine will gain

in importance, for the present time preferred in quarries of

Figura / Figure 5 - Importanza dell’andamento delle venature nel giacimento e della corretta orientazione dei tagli delle bancate al fine di ottenere neiblocchi finali la venatura con l’orientamento volutoImportance of the direction veining takes in the deposit and the correct orientation of bench cuts in order to get final blocks with the veining runningthe right way

limestones and non-crystalline marbles. Less frequent is

drilling, used primarily when there is little water or in quarries

with low-level technology.

“Low step” method: when extracting in low steps (Photo 105)

one can proceed in two ways: isolating a bench of modest

height and following the classic tipping-cutting-squaring cycle,

or extracting the block straight from the deposit, with no

tipping or squaring. It is frequent, but not a rule, that the height

of the step corresponds to one dimension of the block. The

low-step extraction method is particularly efficient in quarries of

materials with little fracturing and good homogeneity and

uniformity of appearance and pattern; in fact, these conditions

reduce the need to isolate large volumes in big benches and

make it possible to directly extract the block. However, it

involves a greater number of cuts for the same amount

extracted, and so in theory generates more waste.

When fairly low but fairly long benches are being cut, tipping is

performed, after which one proceeds essentially as in the case

of big benches, as just described. Assuming more importance

in vertical cuts is use of the chain saw with an arm of

intermediate length.

When block extraction is direct, it is common to make the

horizontal and vertical cuts parallel to the front with a chain/belt

cutter; the transversal cuts are done with the wire. The low step

is also the condition making it possible to use just one type of

machine – the chain/belt cutter –, which is very efficient on

these quarry configurations. The diamond wire remains valid

but has to work with smaller radii of curvature, especially if the

Figura / Figure 6 - Schematizzazione dell’apertura di un canaleScheme for canal opening

Foto / Photo 99 - Inizio di apertura di un canale mediante asportazionedi tassello triangolare (Carrara, Italia)Starting to open a canal by removing a triangular plug (Carrara, Italy)

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Foto / Photo 100 - Taglio verticale primario con tagliatrice a filo dia-mantatoPrimary vertical cut with a diamond wire

della lunghezza dei fori stessi e, in particolare, di quello oriz-zontale (problema evidente quando si vogliono superare i dodi-ci-quattordici metri); questo è dovuto sia alla inflessione delleaste, sia alle ripercussioni derivanti da un non corretto piazza-mento della perforante, operazione che, ancor oggi, in molticasi, viene realizzata con filo a piombo, se non a occhio.Nei tagli a filo si rivelano sempre di particolare utilità i volanettidi rinvio, non solo per una corretta geometria del circuito di ta-glio, ma anche per ovviare a vincoli di spazio e di posizionabi-lità della macchina (Foto 102). I fili impiegati sono quelli tradi-zionali, non ricoperti, i gommati con molle, meno frequente-mente i tipi plastificati; le perline sono sia elettrodeposte chesinterizzate, con un deciso incremento per le seconde negli ul-timi anni. Per gli altri dati più strettamente numerici relativi alfilo si consulti la Tabella IV.

step is very low, and this reduces its productivity; in fact,

among the productivity values given in Table IV, this method

low-step extraction shows the least yield.

There is no longer the need to create a canal, while it becomes

very important to be able to make very long cuts, since no

tipping is required (Photo 106). In this case, too, drilling is

much less common, although it can prove very useful,

especially when the rock’s verso is quite marked. The low-step

method has a number of advantages even where deposit

characteristics suddenly change; for example, when there are

many narrow folds, the pattern of the marble can continually

change direction at brief intervals, requiring a continual

adaptation of cut orientation to maintain constancy of ap-

pearance in the blocks. When working with high, long benches

this is not always possible, or immediate; on the other hand,

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Foto / Photo 101 - Taglio primario a filo diamantato con rinvio a 180° per indisponibilità di spazio in prossimità della macchinaPrimary cut with a diamond wire, with 180° return due to lack of space near the machine

Foto / Photo 102 - Taglio orizzontale a filo diamantato ma con volano della macchina in posizione verticaleHorizontal cut with the diamond wire, but with the flywheel in a vertical position

Se l’alzata dei gradoni non è verticale, è normalmente preferitoil filo, anche con tagli doppi simultanei (Foto 103). Se nessunadelle dimensioni della bancata supera i sei metri è possibileoptare per un solo tipo di macchina, la tagliatrice a catena,nella versione col suo braccio più lungo.In ritaglio e riquadratura domina il filo diamantato (Foto 104);verosimilmente dovrebbe assumere crescente importanza lamacchina a catena a portali multipli, per ora preferita nelle cavedi limestones e marmi non cristallini. Subordinata la perforazio-ne, adottata soprattutto quando c’è penuria di acqua o in cavea contenuto tecnologico non massimale.

Metodo “per gradino basso”: nella coltivazione per gradinobasso (Foto 105) si può procedere in due modi: isolando unabancata di altezza modesta e seguendo il ciclo classico ribal-

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Foto / Photo 103 - Esecuzione di due tagli primari simultanei inclinatiMaking two inclined primary cuts simultaneously

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tamento-ritaglio-riquadratura, oppure estraendo il blocco diret-tamente dal giacimento, senza alcun ribaltamento né riquadra-tura. È frequente, ma non tassativo, che l’altezza del gradinocorrisponda a una delle dimensioni del blocco. Il gradino bassoè una metodologia di escavazione particolarmente efficacenelle cave di materiali poco fratturati e con buona omogeneitàe uniformità di aspetto e disegno; questa condizione riduce in-fatti la necessità di isolare grandi volumi in grandi bancate epermette di escavare direttamente il blocco; tuttavia comportaun maggior numero di tagli per un ugual volume escavato,quindi teoricamente maggiore sfrido.Nel caso in cui si taglino bancate di altezza modesta, ma piut-tosto lunghe, se ne opera il ribaltamento e si procede sostan-zialmente come nel caso delle grandi bancate visto poc’anzi.Assume maggiore importanza, nei tagli verticali, l’impiego dellatagliatrice a catena con braccio di lunghezza intermedia. Nel caso in cui l’estrazione del blocco è diretta, è frequente

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Foto / Photo 104 - Presenza femminile in cavaA female presence in the quarry

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orienting a front a meter and a half high, with direct block

extraction, can be modified much faster.

Finally, it is worthwhile remembering that quarries worked in

this way develop steps with maximum height not over 3.5

meters, with extremely positive consequences in terms of

workplace safety and environmental cleanup when the quarry is

abandoned.

3.1.2 “NON-CRYSTALLINE” MARBLES

Belonging to this category are all the carbonate (or similarly

hard) rocks of whatever genesis, devoid of a recognizably

crystalline structure. These include various types of limestones,

dolomites, calcareous onyx (Photo 107), breccias, etc.

Save few exceptions (limestones and massive dolomites; Photo

108) these deposits have two dominant characteristics:

– One is that, in addition to normal fractures, they have sys-

tematic discontinuities like stratification, layer joins, dis-

l’esecuzione dei tagli orizzontale e verticale parallelo al frontecon la tagliatrice a catena/cinghia; i tagli trasversali vengono e-seguiti a filo. Il gradino basso è poi la condizione che rendepossibile anche l’impiego di un solo tipo di macchina – la ta-gliatrice a catena/cinghia – molto efficace con queste configu-razioni di cava. Il filo mantiene inalterata la sua validità ma sitrova comunque a dover lavorare sempre con piccoli raggi dicurvatura, soprattutto se il gradino è molto basso, e questo ri-duce un poco la sua produttività; tra i valori di produttività esposti nella Tabella IV il metodo per gradino basso registra in-fatti proprio quelli di valore inferiore. Scompare la necessità di creare un canale, mentre assumegrande importanza la possibilità di operare tagli molto lunghi,non dovendosi procedere al ribaltamento della bancata (Foto106). Anche in questo caso la perforazione è nettamente su-bordinata anche se può rivelarsi molto utile, soprattutto quan-do il verso della roccia è molto marcato. Il metodo del gradino

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solution surfaces, etc. In other words, these are deposits in

layers (“banks”) (Photo 109) whose thickness, determined

by these discontinuities, is a crucial element in making them

suitable for extraction or not. There is always directionality

(Photo 110) and the height of the blocks, whose length is

nearly always obtained parallel to these banks, can obviously

not exceed the thickness of the banks themselves. A con-

straint, therefore, that cannot be eliminated.

– The banks may be positioned in every way possible, from

horizontal to inclined to straightened (vertical). Unlike crystal-

line marbles, where the verso does not normally physically

interrupt the rock, here the surfaces of discontinuity are an

actual physical break. And so extraction must necessarily

adjust to them; in other words, if the banks are inclined

(Photo 111), extraction will be inclined, with obvious re-

percussions on quarry front orientation, on steps, on quarry

floor topography, on safety aspects, etc.

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Foto / Photo 105 - Oltre 75 gradini di bassa altezza (circa 1 m), con evoluzione verso il basso a gradini medio alti (Ruschita, Romania)Over 75 low steps (about 1 m) with downward development in medium-high steps (Ruschita, Romania)

basso mostra alcuni vantaggi anche dove mutano improvvisa-mente le caratteristiche del giacimento; ad esempio, in presen-za di pieghe numerose e strette, il disegno del marmo puòcambiare continuamente direzione in spazi brevi, richiedendoche si adattino continuamente le orientazioni dei tagli per man-tenere nei blocchi una costanza di aspetto. Quando si lavoracon bancate alte e lunghe, la cosa non è sempre possibile, néimmediata; l’orientamento di un fronte alto un metro e mezzo,invece, con estrazione diretta del blocco, può essere modifica-to con rapidità molto maggiore.Infine, non è inutile ricordare che le cave coltivate in questomodo sviluppano gradoni la cui altezza massima non supera i3,50 metri, con ripercussioni estremamente positive in fatto disicurezza sul lavoro e ripristino ambientale a fine attività.

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The presence of systematic discontinuities obviously influences

any quarry’s structure; the extraction methods used can still be

called by slice, but here, in a certain sense, the slices already

exist and are precisely the banks of the rock. It is more correct

to speak of horizontal, descending slices in the case of

horizontal or slightly sloped strata; inclined slices (still de-

scending) when layers are averagely or strongly sloped;

vertical slices when the deposit has straightened layers. In the

quarry-designing stage, dividing the deposit into slices may not

always be applicable, or take on complicated aspects due to

the run of the fractures and/or faults that may be present.

In addition, it is easy to guess how absolutely crucial the cross-

weave between deposit and topography is: very inclined strata

on a mountainside, with the slope’s same dip, greatly com-

Foto / Photo 106 - Metodo di coltivazione per gradino basso (Polotsk, Russia)Low-step extraction method (Polotsk, Russia)

3.1.2 MARMI “NON CRISTALLINI”

Appartengono a questa categoria tutte le rocce carbonatiche,o di durezza analoga, di qualsivoglia genesi, non aventi unastruttura cristallina riconoscibile. Si tratta di vari tipi di calcari,dolomie, onici calcarei (Foto 107), brecce ecc. Salvo poche eccezioni (calcari e dolomie massicce; Foto 108),due sono le caratteristiche dominanti di questi giacimenti:– Una è quella di avere, oltre alle normali fratture, delle di-

scontinuità sistematiche come la stratificazione, i giunti distrato, le superfici di dissoluzione ecc. Si tratta, cioè, di gia-cimenti a strati (“banchi”) (Foto 109) lo spessore dei quali, determinato da queste discontinuità, è un elemento crucialenel renderli idonei o meno all’escavazione. Esiste sempre

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plicate giving the quarry a step configuration (Photo 112) and

constitute the worst situation for safety; however, they may be

of help thanks to the gravitational pull that facilitates the

splitting of isolated benches. The same inclination, but contrary

to the slope’s (“reggipoggio”) on the other hand complicates

primary detachments, in other words making it necessary to

make transversal cuts to work the quarry better, but this is

surely safer for quarry personnel. Vertical layers in a flatland

quarry instead make for better step configuration.

The cases are obviously many.

This having been said, it is clear that the existence of systematic

discontinuity surfaces makes it possible to do fewer cuts; when

extraction nears these surfaces, the rock is already naturally

separated and normally requires no cutting by machinery.

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Foto / Photo 107 - Cava di onice Tanganica (Mbeya, Tanzania)Quarry of Tanganica onyx (Mbeya, Tanzania)

Foto / Photo 109 - Cava di Biancone Classico di Trani (Trani-Bisceglie, Italia)Quarry of Biancone Classico di Trani (Trani-Bisceglie, Italy)

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When it is possible to give the quarry a step configuration, it is

still valid to speak of big benches (Photo 113) or low steps

(Photos 114 and 115); it all depends on how deep the

discontinuities and the fractures penetrate (something to

always keep in mind). In the presence of net separations, the

step and the block are necessarily as high as the bank. If,

instead, the rock’s surfaces are not so penetrative, you can cut

even big benches and proceed with the usual tipping-cutting-

squaring cycle.

This variety of situations reflects on the variety of technologies

used. The diamond wire and chain/belt cutter (with the net

superiority of the former) are the most commonly used, but

there are still many cases of using discontinuous drilling

together with almost all of the separator devices. Strata

inclination is a fairly discriminating element in this regard;

although the wire and the chain/belt cutter can make sloped

cuts (Photo 116), in this case there are limits to the ability to

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Foto / Photo 108 - Cava di marmo dolomitico (Olavarria, Argentina)Quarry of dolomite marble (Olavarria, Argentina)

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install these machines adequately. While the wire can work at a

distance, perhaps located in a convenient, nearly horizontal

position, the chain saw (which is moreover very heavy) has to

be installed on the spot. Revealing themselves valuable in these

conditions are the slender block-cutters with one or two ham-

mers (Photo 117), easy to anchor even on very steep surfaces.

In the case of big benches, explosives (Photo 118) are

frequently used; if the inclination of the strata is the same as

the slope’s, the thrust of the explosive, together with the gravity

factor on big volumes of rock, aids in dislocating the bench

towards the quarry floor underneath. Not rare are the cases in

which the bench has to be directed towards a quarry floor lying

much lower down, rolling it over a slope on which one usually

tries to make loose earth and soft debris abound (Photo 119).

When the layers are horizontal, or just slightly inclined, quarries

can have a very rational layout; steps with horizontal treads and

vertical risers, spacious quarry floors and the usual connection

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Foto / Photo 110 - L’evidente direzionalità delle bancate di marmo. Cava di Arabescato Orobico (Bergamo, Italia)The evident directionality of the marble benches. Quarry of Arabescato Orobico (Bergamo, Italy)

Foto / Photo 111 - Marcata direzionalità delle bancate di marmo (Hebei, Cina)Marked directionality of the marble benches (Hebei, China)

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una direzionalità (Foto 110) e l’altezza dei blocchi, la cui lunghezza viene pressoché sempre ottenuta parallelamente a questi banchi, non può evidentemente superare lo spesso-re dei banchi stessi. Un vincolo, quindi, ineliminabile.

– I banchi possono avere tutte le giaciture possibili, da quellaorizzontale, a quella inclinata, a quella raddrizzata (verticale).Contrariamente ai marmi cristallini, dove il verso, normal-mente, non interrompe fisicamente la roccia, qui le superfici di discontinuità sono una interruzione fisica vera e propria. L’escavazione, pertanto, deve necessariamente adeguarsi ad esse; in altre parole, se i banchi sono inclinati, anche l’e-scavazione sarà inclinata (Foto 111), con le ovvie ripercus-sioni per l’orientamento dei fronti, per i gradoni, per la topo-grafia dei piazzali, per gli aspetti della sicurezza ecc.

La presenza di discontinuità sistematiche condiziona evidente-mente la struttura di qualunque cava; i metodi di coltivazioneadottati possono ancora essere chiamati per fette, ma qui lefette, in un certo senso, esistono già e sono proprio i banchidella roccia. Si parlerà più correttamente di fette orizzontali,discendenti, in caso di strati orizzontali, o a bassa inclinazio-ne; fette inclinate (ancora discendenti) con strati da media-mente a fortemente inclinati; fette verticali quando il giaci-mento presenta strati raddrizzati. La suddivisione del giacimen-to in fette, in sede di progetto, può non essere sempre applica-bile, o assumere aspetti complicati, anche in funzione dell’an-damento delle fratture e/o faglie eventualmente presenti. Si intuisce inoltre come l’incrocio tra giacimento e topografiasia poi assolutamente cruciale: degli strati molto inclinati su unversante di montagna, con la stessa immersione di questo,complicano molto la vita per dare alla cava una gradonatura(Foto 112), e costituiscono la peggior situazione per la sicurez-za; possono tuttavia aiutare grazie alla gravità che facilita lo

ramps between one step and another. Diamond-wire ma-

chines, chain saws (Photo 120) and drilling block-cutters can

be easily moved and installed and all the configurations

described for crystalline marbles can be adopted. Where there

are net separations between one bank and another, the chain

saw is primarily used for vertical cuts (Photo 121); these, if

quarry size permits, are extended for various tens of meters and

can be done by several machines working in parallel. With the

diamond wire, the low height of the steps suggests locating the

machine at their base and making ascending-loop cuts. Drilling

is still fairly common, both in small quarries with a modest

amount of mechanization and technology, and in larger ones

where it can be economical for a number of reasons (the

material’s characteristics; a scarcity of water; unskilled labor,

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Foto / Photo 112 - Bancate di marmo fortemente inclinate nella stessa di-rezione del versante (Botticino, Italia)Benches of marble heavily inclined in the slope’s direction (Botticino,Italy)

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Foto / Photo 113 - Cava a mezza costa con coltivazione per grandi bancate(Kerman, Iran)Hillside quarry being worked in big benches (Kerman, Iran)

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etc.). In deposits where drilling is predominant, it is mainly

hydraulic, with independent, mobile units and others installed

on excavators (Photo 122).

Some deposits of breccias do not have regular stratification;

divisions into banks are not so frequent and this makes it

possible to extract with large benches, even very high ones

(Photo 123).

In cutting and squaring non-crystalline marbles mixed use is

still made of the three aforementioned technologies (Photo

124); interest is growing for the multiple-portal chain saw and

also for expansion mortars (Photo 125).

3.1.3 TRAVERTINES

Travertines differ from many other materials because of some

special characteristics:

– Given their recent geological age, they rarely have other

rocks in an overlying position. However, this does not mean

that their overburdens cannot be quite thick.

– They have scarce “overall” fracturing, compared to other

materials; in block preparation there are many more pro-

blems with color uniformity (chromatics, texture, genetic im-

purities) than with fractures.

– In the vast majority of cases they maintain nearly horizontal,

or in any case low-angled, stratification.

Along with this goes moderate hardness, allowing quarry

machinery to reach high cutting speeds and excellent yield for

tools.

Travertine quarries are worked downward, in descending slices,

on multiple steps 6 to 18 meters high (Photos 126 and 127).

Whatever the morphology, extraction almost always entails the

full big bench-tipping-cutting cycle; the great height of the

benches is often made possible by the low degree of fracturing

in the rocky mass (Photo 128); although locally intense, the

fracturing is, in fact, generally low on a large scale, and this,

together with the fact that travertine is easy to cut, makes it

scoscendimento delle bancate isolate. La stessa inclinazione,ma contraria a quella del versante (“reggipoggio”) complica in-vece i distacchi primari, ovvero costringe a creare tagli trasver-sali per poter lavorare meglio la cava, ma è sicuramente moltopiù sicura per gli addetti. Strati verticali in una cava di pianuraconsentono invece una buona gradonatura. I casi sono evidentemente molteplici.Ciò detto, è evidente che l’esistenza di superfici di disconti-nuità sistematiche consente di risparmiare dei tagli; quandol’escavazione giunge in prossimità di queste superfici, la rocciaè già naturalmente separata e, normalmente, non si richiede

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Foto / Photo 114 - Cava di pianura, con coltivazione per gradino bassoFlatland quarry worked in low steps

Foto / Photo 115 - Cava culminale con coltivazione per gradino basso(Oman)Crest quarry worked in low steps (Oman)

Foto / Photo 116 - Esecuzione di taglio basale inclinato con tagliatrice acatena (Belgio)Making an inclined base cut with a chain saw (Belgium)

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alcun taglio da eseguire con le macchine. Quando è possibile dare alla cava una gradonatura, parlare digrandi bancate (Foto 113) o di gradino basso (Foto 114 e 115)mantiene ancora una sua validità; tutto dipende dalla penetrati-vità delle discontinuità e dalle fratture (non lo si dimentichi mai).In presenza di separazioni nette, gradino e blocco sono neces-sariamente alti quanto il banco. Se invece la roccia ha superficinon così penetrative, si possono anche tagliare grandi bancatee procedere con il ciclo consueto ribaltamento-ritaglio-riqua-dratura.Questa varietà di situazioni si riflette nella varietà di tecnologiecui si ricorre. Filo diamantato e tagliatrice a catena/cinghia (connetta superiorità della prima) costituiscono le più diffuse, mapermangono numerosi casi di applicazione della perforazionediscontinua, in unione a quasi tutti i dispositivi di separazione.L’inclinazione degli strati è un elemento abbastanza discrimi-nante al riguardo; sebbene filo e tagliatrici a catena/cinghia

easy to remove huge portions in a short amount of time.

The most common extraction method consists of removing

very high and very long benches, frequently higher than 10

meters and 30 to 40 meters in length, with depth that is a

multiple of one of the block’s dimensions. The main technology

is a mix of diamond wire and chain saw, and here both

machines have some of the highest production values in

absolute. Quite often the wire is used alone, especially in

countries with little propensity for using the chain saw (Iran, for

instance); however, the wire always necessitates preliminary

drilling. A different case is when the chain saw is used alone,

wherever fronts are no higher than six meters (Photo 129); in

this case, the quarry can truly be run with only one type of

machine, which, among other things, can saw dry. The high

removal and cutting speeds that travertine permits make it

possible for bigger quarries of them to remove, on the average,

a bench every two days; this leads to very fast changes not

Foto / Photo 117 - Coltivazione a mezzo perforazione su bancate di marmo fortemente inclinate (Botticino, Italia)Extracting by drilling on heavily inclined marble benches (Botticino, Italy)

possano operare tagli inclinati (Foto 116), esistono in questocaso dei limiti alla possibilità di installare adeguatamente lemacchine. Mentre il filo può operare a distanza, magari collo-cato in comoda posizione sub-orizzontale, la tagliatrice a cate-na, che ha, tra l’altro, un peso rilevante, deve essere installatasul posto. In questi frangenti si rivelano preziose le snelle ta-gliablocchi ad uno o due martelli (Foto 117), il cui ancoraggio èagevole anche su superfici molto inclinate. In caso di grandibancate è frequente l’impiego di esplosivo (Foto 118); se l’incli-nazione degli strati è nello stesso senso del versante, la spintadell’esplosivo, unita al fattore gravità su grandi volumi di roc-cia, favorisce la dislocazione della bancata verso il sottostantepiazzale. Non sono rari i casi in cui la bancata debba essere in-dirizzata ad un piazzale ubicato molto più in basso, rotolandosu un versante su cui, di solito, si cerca di far abbondare laterra sciolta e detriti soffici (Foto 119). Quando gli strati sono orizzontali, o a bassa inclinazione, sirendono possibili cave con un layout molto razionale; gradona-tura con pedate orizzontali e alzate verticali, ampi piazzali e leconsuete rampe di raccordo tra un gradone e l’altro. Macchinea filo, tagliatrici a catena (Foto 120) e tagliablocchi da perfora-zione possono essere movimentate e installate con facilità e sipossono adottare tutte le configurazioni già descritte per imarmi cristallini. Dove le separazioni tra banco e banco sononette, la tagliatrice a catena viene usata soprattutto per i tagliverticali (Foto 121); questi, se le dimensioni della cava lo con-sentono, sono sviluppati per svariate decine di metri e possonoessere condotti con più macchine, operanti in parallelo. Con ilfilo diamantato, la scarsa altezza dei gradoni suggerisce la col-locazione della macchina alla base dei gradoni stessi, e quinditagli a cappio discendente. La perforazione mantiene una certadiffusione sia nelle cave di piccola dimensione, con modestogrado di meccanizzazione e tecnologia, sia nei cantieri mag-giori dove la sua convenienza può avere molteplici ragioni (ca-ratteristiche del materiale, scarsità d’acqua, scarsa capacitàdelle maestranze ecc.). In quei depositi dove è usata in formadominante, essa è soprattutto idraulica, con unità semoventie indipendenti e impianti installati su escavatori (Foto 122). Alcuni depositi di brecce non hanno una stratificazione regola-re; le suddivisioni in banchi non sono così frequenti e questone consente l’escavazione per grandi bancate, di altezza ancherilevante (Foto 123). Ritaglio e riquadratura dei marmi non cristallini vedono ancoraun impiego misto delle tre tecnologie menzionate sinora (Foto124); sempre maggiore interesse si registra per la tagliatrice acatena a portali multipli, così come per le malte espansive(Foto 125).

3.1.3 TRAVERTINI

I travertini si differenziano da molti altri materiali per alcune ca-ratteristiche peculiari:– Data la loro recente età geologica, raramente hanno altre

rocce in posizione soprastante. Questo, tuttavia, non impli-ca che i cappellacci non siano di notevole spessore.

– Sono interessati da una scarsa fratturazione “in grande”, se

only in morphology and quarry layout but also in the size of the

dumps. Final block squaring can be done with the wire as well

as by drilling + wedges; less common is the use of expansion

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Foto / Photo 118 - Coltivazione mista perforazione + esplosivo e filodiamantato (Botticino, Italia)Extracting by means of drilling + explosive and diamond wire (Botticino, Italy)

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confrontati con altri materiali; nella preparazione dei blocchi si hanno molti più problemi per l’uniformità di colore (croma-tismo, tessitura, impurezze genetiche) che per la fratturazio-ne.

– Mantengono, nella grande maggioranza dei casi, una stratifi-cazione sub-orizzontale, o, comunque, a basso angolo.

A questo si aggiunga una durezza moderata, la quale consentealle macchine da cava il raggiungimento di elevate velocità ditaglio ed agli utensili ottime rese. Le cave di travertino sono coltivate dall’alto verso il basso, perfette discendenti, su gradoni multipli di altezza di 6÷18 metri(Foto 126 e 127). Indipendentemente dalla morfologia, l’estra-zione prevede quasi sempre il ciclo completo grande bancata-ribaltamento-ritaglio; la grande altezza dei banchi è spessoresa possibile dal basso grado di fratturazione della compaginerocciosa (Foto 128); sebbene localmente intensa, la fratturazio-ne è infatti generalmente bassa su grande scala, consentendo,unitamente alla buona segabilità del travertino, l’abbattimentodi grosse porzioni in tempi molto brevi. La tipologia più frequente di abbattimento comporta il distaccodi bancate di altezza e lunghezza rilevanti, normalmente supe-riore ai 10 m la prima e fino a 30÷40 m la seconda, e profon-dità multipla di una delle dimensioni del blocco. La tecnologiaprincipe è quella mista a filo diamantato + tagliatrice a catena,dove entrambe le macchine esprimono valori di produzione trai più elevati in assoluto. Frequente è l’uso del solo filo, soprat-tutto in quei paesi che mostrano una scarsa propensione al-l’impiego della tagliatrice a catena (ad esempio, l’Iran); il filo,però, necessita sempre della perforazione preliminare. Diversoè invece il caso dell’impiego della sola tagliatrice a catena, lad-dove i fronti non superano i sei metri di altezza (Foto 129); inquesto caso, la cava può essere veramente gestita con l’impie-go di un solo tipo di macchina che, tra l’altro, può segare asecco. Le alte velocità di abbattimento e taglio consentite daitravertini fanno sì che nelle maggiori cave si asporti, media-mente, una bancata ogni due giorni; ne conseguono rapidissi-mi mutamenti tanto nelle morfologie e geometrie di cava, comein quelle delle discariche. La riquadratura finale dei blocchivede analoga diffusione sia del filo, che della perforazione +cunei; più raro l’uso delle malte espansive, sconosciuto quellodegli spaccarocce. In alcuni paesi a tecnologia meno avanzata (Bulgaria, Romania,Russia) le escavazioni possono essere fatte sia per gradinobasso con macchine a disco gigante su strutture installate subinario (altezza dei gradini 80÷100 cm) (Foto 130), sia il tradi-zionale metodo di perforazione + esplosivo (Foto 131), con ri-quadratura a perforazione + cunei.

3.2 CAVE DI GRANITI E MATERIALI SILICEI AS-SIMILABILI

Appartengono a questa categoria tutti i materiali a dominantesilicea, con durezza complessiva sempre superiore a quella deimarmi sensu lato, purtuttavia con genesi anche molto diversetra loro. Per la loro maggior continuità spaziale, i graniti posso-no essere in prima approssimazione considerati come massivi

mortar, and the use of rock-splitters is unknown.

In some countries where technology is less advanced (Bulgaria,

Romania, Russia) extraction can be done in low steps with a

giant-disk machine on structures installed on rails (step height

80 to 100 cm) (Photo 130) and also by means of the traditional

drilling + blasting method (Photo 131), afterwards squaring

through drilling + wedges.

3.2 QUARRIES OF GRANITE AND SIMILAR SILI-

CEOUS MATERIALS

Belonging to this category are all the predominantly siliceous

materials, whose overall hardness is superior to that of marbles

in the broadest sense, but whose geneses may differ even

greatly. Due to their greater spatial continuity, granites can be

roughly considered isotropic massifs (Photo 132); except in the

Foto / Photo 119 - Rotolamento verso il piazzale basale di bancate estrat-te a quote superiori. Si noti il fondo molto terroso (Botticino, Italia)Rolling benches extracted higher up towards the quarry floor at thebase. Note the amount of earth on the floor (Botticino, Italy)

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cases of materials found in seams, they do not have the

geometrical limits of marbles or limestones and frequently

present fracturing systems nearly parallel to the surface (onion-

like exfoliation).

Although examples are vast, opencast extraction methods can

be grouped into the following:

– in descending horizontal slices, with big benches or low

steps

– in sloped slices

– in vertical slices

– boulder cutting

– selective removal

– demolition blasting.

In descending horizontal slices, with big benches or low

steps: here the term “slice” takes on a meaning similar to that

for marble. In other words, it means planning deposit extraction

as the progressive downwards removal of volumes of rock with

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Foto / Photo 121 - Esecuzione di taglio verticale di sei metri con taglia-trice a catena (cava di Moca Creme, Portogallo)Making a six-meter vertical cut with a chain saw (quarry of MocaCreme, Portugal)

Foto / Photo 120 - Esecuzione di taglio orizzontale basale con taglia-trice a catena (Novella, Spagna)Making a horizontal base cut with a chain saw (Novella, Spain)

Foto / Photo 122 - Unità mobile per perforazione con braccio telesco-pico e possibilità di orientare l’azione sui 360°Mobile drilling unit with telescopic arm that can orient work 360°

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(Foto 132) isotropi; salvo i casi dei materiali filoniani, non hannoi limiti geometrici dei marmi o dei calcari e sono frequentemen-te soggetti a sistemi di fratturazione subparalleli alla superficie(esfoliazione cipollare). Benché la casistica sia veramente vasta, i metodi di coltivazio-ne a cielo aperto possono essere per sommi capi ricondotti aiseguenti:– per fette discendenti orizzontali, con grandi bancate

o con gradino basso– per fette inclinate– per fette verticali– per sezionamento di trovanti– abbattimento selettivo– abbattimento per subissamento.

Per fette discendenti orizzontali, con grandi bancate o congradino basso: il termine fette assume qui un significato ana-logo a quello usato per i marmi. Si tratta cioè di progettare lacoltivazione di un giacimento asportando progressivamente,dall’alto verso il basso, dei volumi di roccia con notevole e-

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Foto / Photo 123 - Veduta parziale di cava di Breccia Aurora (Italia)Partial view of a Breccia Aurora quarry (Italy)

Foto / Photo 124 - Riquadratura a mezzo perforazione con tagliablocchi (Oman)Squaring by means of drilling with a block-cutter (Oman)

Foto / Photo 125 - Distacco operato con impiego di malta espansivaDetachment effected with expansion mortar

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considerable lateral extension on the scale of the entire quarry,

and limited height (from some to tens of meters – the “slices”,

to be exact). In this case, too, the slices are virtual, in the sense

that they correspond to volumes whose removal has been

planned but must be physically obtained through machine

cuts. The aforementioned onion-like exfoliation, with its

surfaces nearly parallel to the topography, often facilitates this

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Foto / Photo 126 - Cava a gradoni multipli con coltivazione per grandi bancate. Cava di Rosso Soraya (Azar Shahr, Iran)Multiple-step quarry of Rosso Soraya worked in big benches (Azar Shahr, Iran)

stensione laterale alla scala della cava intera, e altezza limitata(da qualche metro a qualche decina di metri – appunto le“fette”). Anche in questo caso, le fette sono virtuali, nel sensoche corrispondono a volumi di cui è progettata l’asportazione,ma che devono fisicamente essere ottenuti con il tagliodelle macchine. La citata esfoliazione cipollare, con le sue su-perfici sub-parallele alla topografia, spesso facilita questa mo-

Foto / Photo 128 - Cava a gradoni multipli con coltivazione per grandibancate (Tivoli, Italia)Multiple-step quarry worked in big benches (Tivoli, Italy)

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dalità di coltivazione; le discontinuità sono infatti delle interru-zioni fisiche nella roccia e devono essere necessariamente se-guite per l’estrazione. Ogniqualvolta sia possibile, la morfologiada ottenere è quella a gradoni (Foto 133), la cui altezza può es-sere notevole (grandi bancate), o volutamente ridotta (gradinobasso; Foto 134). Se il granito non presenta una marcata orien-tazione (verso), che deve essere per forza assecondata, la gra-donatura è di norma con alzate verticali e pedate orizzontali(fette orizzontali discendenti). Se il granito è orientato la grado-natura può diventare inclinata (Foto 135) (ma non necessaria-mente), salvo i casi particolari in cui l’orientazione sia raddriz-zata (verticale) od orizzontale (vedi caso successivo).Nel metodo per grandi bancate vengono isolati con il taglio pri-mario grandi volumi di roccia, fino a 6.000÷8.500 tonnellate(eccezionalmente anche oltre), successivamente sezionati contagli secondari in porzioni minori fino al blocco commerciale(Foto 136). In termini di dimensioni, questi sono i range di va-

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Foto / Photo 127 - Cava a gradoni multipli con coltivazione per grandi bancate (Mahallat, Iran)Multiple-step quarry worked in big benches (Mahallat, Iran)

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Foto / Photo 129 - Cava su gradone singolo di altezza modesta (Gior-dania)Quarry with a single, fairly low step (Jordan)

Foto / Photo 130 - Cava a gradoni multipli, coltivazione per gradinobasso (Yerevan, Armenia)Multiple, low-step quarry (Yerevan, Armenia)

Foto / Photo 131 - Cava con gradonatura irregolare e tecnologia a per-forazione + esplosivo (Romania)Quarry with irregular steps and drilling + explosiove technology(Romania)

Foto / Photo 132 - Fase iniziale di escavazione di un giacimento mas-sivo di granito (Mauritania)Initial stage of working a massive granite deposit (Mauritania)

Foto / Photo 133 - Fase iniziale di escavazione di un giacimento mas-sivo di granito (Verde Fontein), con creazione di due gradoni (SudAfrica)Initial stage of working a massive granite quarry (Verde Fontein) bycreating two steps (South Africa)

Foto / Photo 134 - Esecuzione di fori orizzontali in cava a gradinobasso con unità mobile di perforazione idraulicaMaking horizontal holes in a low-step quarry with a mobile drilling unit

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riazione delle bancate: l’altezza mediamente tra i 6 e i 15 metri,la lunghezza da 10 a circa 25÷30 (ci sono comunque fronti lun-ghissimi, anche oltre 80 mt.) e la larghezza da 3 metri fino a10÷15 metri.Lo splitting dinamico (perforazione + esplosivo) continua adessere la tecnologia più diffusa su scala mondiale ma, in intericomprensori, sia le malte espansive (Foto 137) che il filo dia-mantato hanno già preso il sopravvento. Nel suo schema clas-sico i tagli laterali ortogonali al fronte sono eseguiti con filo dia-mantato (Foto 138) e, subordinatamente, con il flame-jet; il ta-glio verticale parallelo al fronte e quello sottostante (orizzonta-le) a mezzo perforazione, sia pneumatica che idraulica. Il filodiamantato, esclusivamente ricoperto e con perle sinterizzate,ha progressivamente ampliato il suo raggio di azione: dagli ini-ziali tagli verticali ortogonali al fronte (“tagli di testa”), al taglioverticale parallelo al fronte, fino al taglio orizzontale (Foto 139).

extraction method; in fact, the discontinuities are physical

interruptions of the rock and have to be followed in order to

work. Wherever possible, the morphology of choice is the step

(Photo 133), whose height can be great (big benches) or

deliberately lower (low steps; Photo 134). If the granite does

not have a marked orientation (verso), which must perforce be

followed, the steps are usually with vertical risers and horizontal

treads (descending horizontal slices). If the granite is oriented,

the steps may (but not necessarily) incline (Photo 135), except

in particular cases where the orientation is straightened

(vertical) or horizontal (see the following case).

The big-bench method isolates large volumes (6,000 to 8,500

tons, at times more) of rock with the primary cut, afterwards

making secondary cuts in smaller portions down to commercial

block size (Photo 136). In terms of dimensions, this is the range

for benches: height on the average between 6 and 15 meters,

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Foto / Photo 135 - Gradonatura leggermente inclinata per seguire la orientazione principale della roccia (Pietra di Luserna, Italia)Steps slightly inclined to follow the main orientation of the rock (Pietra di Luserna, Italy)

Come è facilmente intuibile, sono ancora le fasi iniziali del ta-glio (sia delle bancate che delle successive suddivisioni infette) le più critiche in quanto il filo, costretto ad assumere spi-golose traiettorie angolari, sviluppa notevoli tensioni che im-pongono un attento controllo delle operazioni; mediamente,per tagli dell’ordine dei 100 mq, occorrono circa 1,5÷2 ore per-ché il filo assuma l’assetto di regime, cioè arrivi ad eseguire iltaglio lungo un percorso completamente ad arco. Inutile rimar-care quanto siano utili i volanetti di rinvio onde evitare al filo

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length from 10 to about 25 or 30 (although there can be very

long fronts, even over 80 m) and width from 3 to 10 or 15

meters.

Dynamic splitting (drilling + blasting) continues to be the most

common technology worldwide, but in entire basins both

expansion mortar (Photo 137) and the diamond wire have

already taken its place. In its classic scheme the lateral cuts at

right angles to the front are done with the diamond wire (Photo

138) and, less frequently, with the flame-jet; the vertical cut

parallel to the quarry front and the underlying (horizontal) cut is

made by drilling, either pneumatic or hydraulic. The diamond

wire, exclusively coated and with sintered beads, has gradually

broadened its range of action, from the initial vertical cuts at

right angles to the quarry front (“head cuts”) to the vertical cut

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Foto / Photo 137 - Taglio primario realizzato con perforazione + maltaespansiva. Cava di Sierra Chica (Olavarria, Argentina)Primary cut done by means of drilling + expansion mortar. Quarry ofSierra Chica (Olavarria, Argentina)

Foto / Photo 138 - Taglio laterale verticale di bancata a filo diamanta-to (Portogallo)Vertical side cut on a bench made with a diamond wire (Portugal)

Foto / Photo 136 - Riquadratura blocchi con unità di perforazione in-stallata su escavatoreSquaring blocks with a drilling unit installed on an excavator

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parallel to the front, down to the horizontal cut (Photo 139). As

one can easily suppose, the initial cutting stages (both of the

benches and the subsequent divisions into slices) are the most

critical since the wire, forced to take sharp angular trajectories,

develops considerable tension, entail ing very careful

supervision; on the average, for cuts along the lines of 100 sq

m, 1.5 to 2 hours are required until the wire reaches normal

conditions, i.e., can cut along a completely arced route. It is

needless to remark on the usefulness of the pulleys in

preventing the wire from taking trajectories with incorrect

curvatures. Horizontal cuts still pose problems with efficient

wire cooling and the wire’s possible snagging, but these are

problems that also exist with carbonate materials. Nonetheless,

many quarries are beginning to work wholly with the wire,

especially those of petrographically “softer” granites (diorites,

gabbros, tonalites) (Photo 140). The economical advantage of

using the wire depends on a great many parameters and, at the

present time, it is impossible to give general rules valid for

every quarry. We believe we can say that the unitary cost

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Foto / Photo 140 - Sei fette preparate con taglio a filo diamantato (metà di dx. della foto). Cava di granito nero (Australia)Six slices prepared by diamond-wire cutting (mid-right in the photo). Black granite quarry (Australia)

Foto / Photo 139 - Taglio basale orizzontale a filo diamantato di oltre350 m2 (Sardegna, Italia)Base cut of over 350 m2 made with a diamond wire (Sardinia, Italy)

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(euro/m2) of a surface detached by blasting is often lower than

the cost of a surface gotten with the wire, but this does not

mean that the unitary cost of the commercial blocks obtained

with the first method is necessarily lower; the wire, in fact,

creates less waste than blasting and this, in financial terms, has

greater or lesser importance, depending on whether the

commercial value of the material is high or low.

Nonetheless, explosives still play an important role, since they

are easy to procure in almost every country and because of the

familiarity with them that, sooner or later, some quarry em-

ployee will gain.

The detonating fuse in single, double (or even triple) charges,

with loads of 6 to 15 g/m and simultaneous firing is still the

method preferred; black powder, gelatin, and even dynamite

are the other explosives that are used. In terms of con-

sumption, we can take as an average, representative amount

between 100 and 300 g/m3; referring solely to the detonating

fuse, the average is between 16 and 28 m/m3 per cubic meter

of commercial product.

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traiettorie con curvature sconvenienti. I tagli orizzontali man-tengono le note difficoltà di raffreddamento efficace del filo e ilpossibile incastro del medesimo, inconvenienti peraltro esi-stenti anche nei materiali carbonatici. Tuttavia, cominciano adessere numerose le cave integralmente lavorate a filo, soprat-tutto se trattasi dei graniti petrograficamente più “teneri” (diori-ti, gabbri, tonaliti) (Foto 140). La convenienza di usare il filo è inrelazione con moltissimi parametri e, allo stato attuale dellecose, non è possibile fornire regole generali, valide per ognicava. Sembra di poter dire che il costo unitario (euro/m2) di unasuperficie di distacco ottenuta con esplosivo è spesso inferiorea quello della superficie ottenuta con il filo, ma questo non im-plica che il costo unitario dei blocchi commerciali ottenuti conil primo metodo sia necessariamente inferiore; il filo, infatti, de-termina una minore produzione di sfrido rispetto all’esplosivo equesto, in termini economici, ha maggiore, o minore, importan-za a seconda che il materiale abbia un valore commerciale ri-spettivamente alto o basso.L’esplosivo, tuttavia, gioca ancora un ruolo molto importantedata la sua facile reperibilità pressoché in ogni paese e la fami-liarità che qualche addetto di cava, prima o poi, acquisisce conesso. La miccia detonante in caricamenti singoli, doppi (maanche tripli), con grammature variabili da 6 g/m a 15 g/m e bril-lamento simultaneo, è ancora il tipo preferito; polvere nera, ge-latine, ma anche dinamite, sono gli altri esplosivi usati. In termi-ni di consumo, possiamo assumere come valore medio rappre-sentativo quantità tra 100 e 300 g/m3; con riferimento al soloconsumo di miccia detonante, le incidenze medie sul metrocubo di prodotto commerciale oscillano tra i 16 ed i 28 m/m3.Il water-jet, in uso in pochissime cave e in forma intermittente,si propone come tecnologia alternativa e innovativa cui affidaresia i tagli verticali che orizzontali, ma la sua adozione trova an-cora ostacoli consistenti. Molte cave di granito, in forma abbastanza indipendente dallamorfologia in cui sono inserite, sono lavorate con un singolo

Foto / Photo 141 - Cava organizzata su un singolo gradone (Bjarlow,Svezia)Quarry laid out in a single step (Bjarlow, Sweden)

Foto / Photo 142 - Coltivazione per gradoni multipli e grandi bancate(Pochun, Cina)Extraction in multiple steps and big benches (Pochun, China)

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gradone (Foto 141) molto esteso da cuivengono ricavate le grandi bancate.Meno spesso l’estrazione è organizzatasu numerosi gradoni; in questo caso sitratta, quasi sempre, di cave con moltianni di esercizio, dalle procedure benconsolidate, approfondimento dell’esca-vazione nel giacimento, e grande conti-nuità produttiva nel tempo (Foto 142). Lasuddivisione in fette della bancata è unaprocedura più o meno seguita a secondadei materiali e delle condizioni dei giaci-menti.La resa è un parametro altamente varia-bile: si va da meno del 10% fino a circa il50%, con punte fino al 75% laddove ilmateriale possa essere utilizzato ancheper destinazioni secondarie (ancorchéimportanti), come cantonetti, cordoli, cu-betti, lastrame irregolare. È importantesottolineare che, in alcuni casi, si hannorendimenti inferiori al 5÷4% che possonoessere tollerati solo perché compensatida un buon valore commerciale del ma-teriale (es: cave di nero Belfast, NeroAfrica in Sud Africa; cave di nero Zim-babwe; alcune cave di labradoriti inNorvegia).In riquadratura (Foto 143) i metodi di mag-gior uso sono, nell’ordine, la perforazione+ cunei, perforazione + malte espansive,filo diamantato, perforazione + spaccaroc-ce. Raramente si usa l’esplosivo. Il metodo per gradino basso (Foto 144)costituisce una variante operativa checonsiste nel ricavare i blocchi diretta-

mente dal deposito ovvero isolare banca-te oblunghe, ma basse (Foto 145), da cuipoi ricavare, con ritagli secondari, i bloc-chi. In questo caso l’altezza del gradinocorrisponde ad una delle dimensioni delblocco (al massimo il doppio) e i frontipossono svilupparsi molto in lunghezzaed estensione (Foto 146). L’adozione delgradino basso è normalmente favorita,oltre che dalla omogeneità del materialee dal suo basso stato di fratturazione,dalla morfologia sub-tabulare dell’area edalla presenza di discontinuità sub-oriz-zontali abbastanza continue e regolari. Èdel resto intuibile che, in caso di frattura-zione elevata, una coltivazione per gradi-no ad altezza ridotta è antieconomica rispetto ad una con ban-cate più alte dato che, nel primo caso, sono maggiori lo scartoe il numero di tagli da eseguire per un ugual volume escavato.Con il gradino basso sono richieste rocce con buona unifor-

The water-jet, used in very few quarries

and only intermittently, provides an alter-

native and innovative technology that can

be used for both vertical and horizontal

cuts, but its adoption still finds consider-

able obstacles.

Many granite quarries, fair ly inde-

pendently of the morphology in which

they are found, are worked with a single,

very long step (Photo 141), from which

big benches are taken. Less often the

extraction is from numerous steps; in this

case the quarries are almost always ones

that have been in operation for years, with

well-consolidated procedures, pene-

tration of the deposit and great produc-

tive continuity over time (Photo 142).

Dividing the bench into slices is a pro-

cedure followed more or less, depending

on the materials and deposit conditions.

Yield is a highly variable parameter: it

ranges from less than 10% to about 50%,

with peaks of 75% wherever the material

can also be used for secondary (although

still important) destinations such as cor-

ners, curbstones, cubes, irregular slabs. It

is important to underscore that, in some

cases, yield less than 5 to 4% can be

tolerated, but only if offset by a good

commercial value for the material (for

instance, quarries of Belfast, Nero Africain South Africa; quarries of black granite

in Zimbabwe; some labradorite quarries in

Norway).

For squaring (Photo 143), the methods

most used are, in order of importance,

drilling + wedges, drilling + expansion

mortar, the diamond wire, drilling + rock-

splitters. Blasting is rarely used.

The low-step method (Photo 144) is a

variation that consists of getting blocks

directly from the quarry, isolating oblong,

but low, benches (Photo 145) from which

blocks can be gotten with secondary

cuts. In this case the height of the step

corresponds to one of a block’s dimen-

sions (double it, at most) and the fronts

can extend quite far in length (Photo 146).

Adoption of the low step is normally

favored by the homogeneity of a material

and its low state of fracturing, the nearly

tabular morphology of the area and the

presence of nearly horizontal discontinuities that are fairly

continuous and regular. And it is easy to realize that, in the

case of heavy fracturing, low-step extraction is less economical

than higher bench, because there is more produced by the

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Foto / Photo 145 - Cava con spazi operativi immen-si; estrazione di bancate lunghe e basse (Cina)Quarry with immense work space; extraction inlong, low benches (China)

Foto / Photo 143 - Riquadratura blocco con unitàdi perforazione mobileSquaring blocks with a mobile drilling unit

Foto / Photo 144 - Coltivazione per gradini mul-tipli e configurazione a gradino basso (Svezia)Extracting in multiple low steps (Sweden)

mità e costanza di caratteristiche, pena una grande selezionedell’abbattuto; spesso non esiste la fase del ribaltamento, ifronti di scavo sono più bassi e quindi più sicuri e più facilmen-te ripristinabili da un punto di vista ambientale.Tecnologicamente, si ha il vantaggio di perforazioni pocoprofonde (minori deviazioni e inconvenienti) e una grande effi-cacia di tutti i sistemi di separazione alternativi all’esplosivo.

Per fette inclinate: come precedentemente accennato, dove ilgranito è marcatamente orientato, e dove detta orientazionenon sia orizzontale (o verticale), bisogna tener conto di que-sta caratteristica tessiturale. La situazione è oggettivamente di-versa se si tratta di graniti sensu stricto o di rocce a composi-zione granitica ma geneticamente diverse, come gli gneiss. Ilgranito, infatti, evidenzia la sua orientazione ma mantiene lagiacitura tipica dei corpi granitici, di vasta estensione, e rara-mente limitato a tetto (e verso il basso) da altre formazioni chelo sovrastano. In questo frangente si può optare per una colti-vazione con gradoni a pedata orizzontale ed alzata verticale,intercettando cioè l’orientazione del granito (che è inclinata)con un certo angolo, oppure si può seguire completamente ladirezionalità della roccia. Più spesso si opta per gradoni ad al-zata verticale e pedata orizzontale, per poi orientare opportu-

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former and more

cuts are required for

the same volume

removed. The low-

step method re-

quires rocks with

good uniformity and

constancy of char-

acteristics, other-

wise a large part of

output will have to

be weeded out;

often there is no

tipping stage, the

quarry fronts are

lower and therefore

safer and easier to

reclaim from an en-

vironmental view-

point.

Technologically, it

offers the advantage

of shallow dril l ing

(fewer deviations

and mishaps) and

highly efficient use

of all the separating

systems alternative

to blasting.

In sloped slices: as

previously mentioned,

where granite is

markedly oriented, and where this orientation is not

horizontal (or vertical), this textural characteristic has to be

taken into account. The situation objectively differs when it

concerns granites in the strict sense or rocks with a granite

composition but different genesis, such as gneiss. Granite, in

fact, manifests its orientation but retains the position typical of

granite bodies, huge in extension and rarely delimited above

(and below) by other formations. In this case one can opt for

step extraction with horizontal treads and vertical risers, i.e.

intercepting the orientation of the granite (which is inclined)

from a certain angle, or one can totally follow the rock’s

directionality.

Most often one opts for steps with vertical risers and horizontal

treads, afterwards orienting rock directionality when cutting the

benches and blocks. However, if cuts in the quarry are

completely parallel (and at right angles) to rock orientation,

extraction becomes sloped-slice.

In the case of granite-like gneiss, their membership in the family

of metamorphic rocks makes it possible for this orientation to

develop in all possible inclinations, from horizontal to vertical. In

addition, there are almost always other rocks at the top and

bottom that confine the body of interest above and below and

give a marble-like layout.

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Foto / Photo 146 - Coltivazione per gradini multipli e configurazione a gradino basso (Sud Africa)Extraction in multiple low steps (South Africa)

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namente la direzionalità della roccia nel ritaglio della bancata edei blocchi. Se i tagli in cava sono però completamente paral-leli (e ortogonali) all’orientazione della roccia si ha una coltiva-zione per fette inclinate.Nel caso di gneiss granitici, la loro appartenenza alla famiglia

An excellent example of this kind of situation comes from the

serizzo quarries (Ossola Valley, Italy), where the main

orientation (“pioda”) of the granite – which is actually a gneiss –

is almost always inclined downhill, and thus towards the base

of the quarry itself (Photo 147). In this case the granite’s

orientation is such that it creates authentic packs of strata

clearly separated from one another, almost reminiscent of

sedimentary rocks. Here, the more the body of rock is sloped,

the harder it is to install machinery on the banks. Drilling +

blasting is still the most common method, because with

inclinations of this sort a modest push is enough to detach the

mass found looming over the work area. Drilling at the base

(more or less sloped) is reduced, or done with larger spacing

between holes, or even disappears entirely because of the

discontinuities we spoke of. Detachment is done either by

means of the detonating fuse, with single or double charges, or

with black powder when it is hard to keep water from flowing

out on very steep surfaces. When the rift is “open” the benches

break off easily (Photo 148), therefore showing how necessary

it is to tailor charging schemes to each individual deposit. The

diamond wire is also used: its greater advantages here are its

good performance on medium-low hardness and the ability to

make cuts with the machine installed in convenient positions

(Photo 149), making preliminary drilling the only “awkward”

work on the bench. However, careful assessment needs to be

made of the economical advantage of using the wire in lieu of

blasting. Squaring techniques are the same as already

described for horizontal slices; it needs to be said that, thanks

to its physical-mechanical characteristics, the serizzo just cited

as an example is one of the few materials squared with

explosives; loading is almost always done with a 10 g/m single

detonating fuse, possibly tamped with water. The small amount

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Foto / Photo 147 - Cava di un granito tipicamente orientato, il serizzo(Val d’Ossola, Italia)Quarry of a typically oriented granite, serizzo (Val d’Ossola, Italy)

Foto / Photo 148 - Taglio primario con esplosivo facilitato dal “verso”molto penetrativo posseduto dal materiale (serizzo) (Val d’Ossola, Italia)Primary cut with explosives is facilitated by a very penetrative verso in thematerial (serizzo) (Val d’Ossola, Italy)

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of excess material is easily removed, leaving the block with

remarkable evenness, often superior to what would be gotten

with the drilling + wedges system.

In vertical slices: with this system the plan for the deposit is to

divide it into vertical slices whose thickness is equal to one

dimension of the block or a multiple of it. The lower limit of

each slice is the height of the main quarry floor, while its upper

limit corresponds to the morphology and is thus variable and

undulating. This extraction method can be prompted by the

conformation of the productive body, such as deposits with

domed outcroppings, by property constraints or accessibility

conditions or simply by the fact of being in the initial stages of

work (Photo 150), especially in mountainous zones where

deposit working proceeds up the slope. Clearly, on steep and

inaccessible morphologies, slice height augments quickly in

brief spaces, posing problems of very deep, imprecise and

slower drilling and possibly problems of quarry front stability.

Because the upper profile of the slices varies, it can be very

difficult to install block-cutters, and so it is still convenient to

use the diamond wire even for very long cuts, with the cutting

machine located at the base of the wall to be cut. Vertical-slice

extraction is often used in start-up work when, to make it easier

to “attack” the deposit, instead of creating access from above

(and working towards the base), work begins from the

presumably simpler and more immediate part, the base. Or, it

can be a stage of transition from a descending-slice, multiple-

step quarry at the stage in which, having attacked the deposit

in its easiest part, production backtracks uphill, while a second

zone to be worked is being prepared lower down.

Nevertheless, it is a method that can prove useful because of

the speed at which production can initiate, or also if there are

no particular cut directions to follow in the rock, or if the mor-

phology actually impedes the creation of accesses from the

higher parts.

Foto / Photo 150 - Fase iniziale di escavazione di un giacimento di granito(Brasile)Initial stage of working a granite deposit (Brazil)

Foto / Photo 149 - Tagliatrice a filo diamantato installata alla base dellebancate di granito fortemente inclinate verso valle (Val d’Ossola, Italia)Diamond-wire cutter installed at the base of the granite benches, heavilyinclined downhill (Val d’Ossola, IItaly)

delle rocce metamorfiche fa sì che questa orientazione possasvilupparsi con tutte le inclinazioni possibili, dall’orizzontale allaverticale. Inoltre si hanno quasi sempre altre rocce al tetto ealla base che confinano il corpo d’interesse superiormente edinferiormente, e gli danno una geometria tipo-marmi. Un ottimo esempio di questa situazione è rappresentato dallecave di serizzo (Val d’Ossola, Italia), dove, la principale orienta-zione del granito (“pioda”) – che è in realtà uno gneiss – è quasisempre inclinata verso valle, quindi verso la base delle cavestesse (Foto 147). Il granito, in questo caso, mostra un’orienta-zione tale da creare veri e propri pacchi di strati nettamente se-parati l’uno dall’altro, quasi a ricordare le rocce sedimentarie.In questi frangenti, quanto più inclinata è l’orientazione delcorpo, tanto più difficoltosa è l’installazione delle macchine suibanchi. La perforazione + esplosivo rappresenta ancora il me-todo più seguito; con queste inclinazioni è sufficiente solo unamodesta spinta per staccare la massa che si trova poi ad in-combere sull’area di lavoro. La perforazione alla base (più omeno inclinata), si riduce, o viene fatta con interasse tra i foriaumentato o, addirittura, sparisce del tutto per la presenzadelle discontinuità suddette. Il distacco si attua sia con micciadetonante, con caricamento singolo o doppio, sia con polverenera quando vi sono difficoltà a contenere l’acqua su superficimolto inclinate. Quando la pioda è “aperta”, le bancate sco-scendono con facilità (Foto 148), dimostrando quindi quanto ènecessario adattare gli schemi di caricamento alla struttura diogni singolo giacimento. Altrettanto impiegato è il filo diaman-tato: i maggiori vantaggi sono qui rappresentati dalle buoneprestazioni ottenute su un granito di durezza medio-bassa edalla possibilità di eseguire tagli con la macchina installata inposizioni comode (Foto 149), relegando ad unica operazione“scomoda” sulla bancata quella della perforazione preliminare.Da valutare con attenzione, invece, la convenienza di usare il

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filo in luogo dell’esplosivo. Le tecniche di riquadratura ricalca-no quanto già detto a proposito dei metodi per fette orizzontali;da sottolineare che i serizzi di cui si è portato l’esempiopoc’anzi, grazie alle loro caratteristiche fisico-meccaniche,sono tra i pochi materiali riquadrati con esplosivo; il caricamen-to viene effettuato quasi sempre con cordone singolo di micciadetonante da 10 g/m, con eventuale borraggio di acqua. Il mo-desto diaframma di eccedenza viene facilmente rimosso, la-sciando il blocco con una regolarità rimarchevole, spesso su-periore a quella che si avrebbe col sistema perforazione +cunei.

Per fette verticali: con questo sistema un giacimento vieneprogettualmente suddiviso in fette verticali di spessore pari aduna delle dimensioni dei blocchi o suo multiplo; il limite inferio-re di ogni fetta è la quota a cui si trova il piazzale principale, illimite superiore corrisponde alla morfologia, quindi variabile edondulato. Possono suggerire questo metodo di coltivazione laconformazione del corpo produttivo, come i giacimenti con af-fioramenti a cupola, vincoli di proprietà, le condizioni di acces-sibilità o, semplicemente, il fatto di essere nelle fasi iniziali(Foto 150) dell’attività soprattutto in zone montane dove la col-tivazione del giacimento viene sviluppata verso monte.Chiaramente, su morfologie ripide ed impervie, l’altezza dellefette aumenta considerevolmente in brevi spazi, ponendo pro-blemi di perforazioni molto profonde, imprecise e più lente ed,eventualmente, problemi di stabilità dei fronti. A causa del pro-filo superiore variabile delle fette l’installazione delle tagliabloc-chi può risultare molto difficoltosa e si rivela allora comoda l’a-dozione del filo diamantato anche per tagli di considerevole e-stensione, con la macchina tagliatrice collocata alla base dellaparete da tagliare. Ad una coltivazione per fette verticali si pos-sono ricondurre molti casi di inizio-attività quando, per como-

Boulder cutting: this is a method largely used where the

granite boulders are big and numerous, and in those

developing countries where labor is less skil led and

infrastructures relatively scarce. The method is generally

implemented by placing the explosive (black powder,

detonating fuse but also other types) in a central mine hole or

several of them. If single, the hole is cut into the summit of the

isolated mass; if there are multiple holes they are cut in-line,

trying to obtain bodies of material in a parallelepiped shape

(Photo 151). The process is thought to be facilitated by the fact

that boulders are easy to “surround” and have a lot of free

surface; however, this leads many operators to neglect the risk

of undesired shattering, precisely because of the available free

surfaces, which are known to have a big influence on how

explosives work. Less damaging results can be had from

drilling + wedges and, more recently, from drilling + expansion

mortar. And it should be remembered that boulders can be a

few meters in diameter but also in diameters that are really

huge (tens of meters), sometimes supplying work for many

years.

Smaller boulders break into two parts, each of which, perhaps

having fallen into the surrounding area, is squared into

commercial size through drilling + wedges. Larger ones require

a much more extensive drilling scheme and may actually

generate a “temporary” quarry architecture if they are cut in

several stages.

The method is quick and intuitive and, however approximate

and irregular it may seem, is widely adopted, also because of

its negligible costs. Greater or lesser profitability depends

exclusively on the number of boulders available in the area and

on the intrinsic quality of the rock. Needless to say, extraction

never penetrates with this method, which continues to insist on

the superficial portions (outcroppings) of a deposit, nor does it

Foto / Photo 151 - Escavazione su boulder (Zimbabwe)Boulder extraction (Zimbabwe)

Foto / Photo 152 - Escavazione irrazionale su granito con abbattimentoselettivo delle porzioni considerate sfruttabili (Zheng Zou, Cina)Irrational granite extraction, selectively removing the portions con-sidered usable (Zheng Zou, China)

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dità di “attacco” al deposito, si evita di creare un accesso allaparte morfologicamente superiore (per poi scendere verso ilbasso) e si inizia dalla parte intuitivamente più semplice e piùimmediata, la base. Oppure può essere uno stadio di transizio-ne di una cava per fette discendenti, a gradoni multipli, nellafase in cui, dopo aver attaccato un giacimento dalla sua partepiù comoda, se ne inizia la produzione arretrando verso monte,mentre, verso il basso, si prepara una seconda zona su cui la-vorare.È tuttavia un metodo che può rivelarsi utile per la velocità checonsente nell’iniziare a produrre, o anche se non ci sono parti-colari direzioni di taglio da seguire nella roccia, o se la morfolo-gia ostacola veramente la costruzione di accessi alle parti piùalte.

Per sezionamento di trovanti: è questa una metodologia lar-gamente usata dove i trovanti granitici di superficie (“boul-ders”) sono grandi e numerosi, e in quei paesi a produzione e-mergente in cui la manodopera è meno qualificata e le condi-zioni infrastrutturali relativamente carenti. Il metodo viene ge-neralmente applicato collocando dell’esplosivo (polvere nera,miccia detonante, ma anche altri tipi) in un foro da mina centra-le, o in più fori. Il foro, se singolo, viene eseguito sulla sommitàdel masso isolato; se si hanno fori multipli vengono eseguiti inlinea cercando di ottenere dei corpi di forma parallelepipeda(Foto 151). Il processo è ritenuto facilitato dal fatto che i boul-ders sono facilmente “circondabili” ed hanno molta superficielibera; tuttavia, questa cosa porta molti operatori a trascurare ilrischio di frantumazioni indesiderate, proprio in virtù della su-perficie libera a disposizione, la quale, come è noto, ha una no-tevole influenza sul lavoro dell’esplosivo.Risultati con minori danneggiamenti si hanno usando la perfo-razione + cunei e, recentemente, la perforazione + malte e-spansive.È da ricordare, per inciso, che esistono dei trovanti del diame-tro di pochi metri, ma anche trovanti con diametro veramenteragguardevole (svariate decine di metri) che, talvolta, fornisco-no lavoro per molti anni. I boulders di dimensioni modeste si fendono in due parti, o-gnuna delle quali, dopo eventuale ricaduta nell’area circostan-te, viene squadrata a mezzo perforazione + cunei a dimensionicommerciali. Quelli di maggiori dimensioni richiedono unoschema di perforazione molto più esteso e possono arrivare agenerare una “temporanea” architettura di cava se il loro sezio-namento viene svolto in più stadi. Il metodo è sbrigativo e intuitivo e, per quanta approssimazio-ne ed irregolarità possa presentare, è purtuttavia di vasta ado-zione, visti anche i suoi costi irrisori; la maggiore o minore red-ditività dipende esclusivamente dal numero di boulders dispo-nibili nell’area e dalla qualità intrinseca della roccia.Va da sé che, in questo modo, non si approfondisce mai la col-tivazione, la quale continua a insistere sulle porzioni superficialidi un deposito, così come non viene mai raggiunta una geome-tria decente che consenta di produrre blocchi riquadrati con unminor numero possibile di operazioni.Abbattimento selettivo: come rimarca il termine stesso si trat-

ever achieve a decent geometry that would turn out squared

blocks with the fewest number of operations.

Selective removal: as the term implies, this concentrates

extraction only where the deposit’s conditions are favorable.

More than a method, selective removal should be considered a

necessity imposed by the structural conditions of a deposit;

that is, it is not a recommended way of extracting but an

adjustment, more than in other cases, to the rock’s charac-

teristics. Selective removal is applied in all those cases in which

the rock is involved to various degrees with families of

fractures, heavily heterogeneous zones, defects in the rock and

anything else that can guide extraction (such as bands of

prevalently oriented fractures) or heavily compromise it (spots,

various defects) (Photo 152). And so the usable zones are

selected and recouped by opportunely orienting the cuts. In

this way the general architecture of the quarry is poorly defined,

because of the irregular layout of the fronts (should there be

any) and above all heavily influenced by the fracture zones:

quarry floors, maneuver zones and ramps are consequent to

this situation. Yield is low to very low on the average (always

less than 20%). Selective removal can also be used in quarries

which, as they develop, intercept structurally compromised

zones. Typically, this is a situation for which a prevalent

technology does not exist: each case may benefit from the

differentiated use of a technology described in Part One.

Demolition blasting: or massive blasting. This is a method that

removes even huge volumes of rock by sapping the base with

explosives. For a number of reasons we shall not go into here,

this type of work is acceptable where the rocky mass is slab-

like, has vertical joins and/or columnar fissures and where the

material is fairly resistant to drilling. Figure 7 exemplifies this

method. It should be stressed that the collapse of the mass is a

gravity phenomenon, facilitated by the presence of vertical

discontinuities, while the task of blasting is simply to break the

base foundations.

For commonness and longevity of application, the case of

extracting Italy’s Trentino porphyries is a good example of the

method, also called “flat mine” (Figure 7, case d); in this case,

the explosive is distributed in a set of large-diameter horizontal

holes, drilled at right angles to the quarry front.

Massive blasting parameters are normally arrived at empirically

and change according to whether the “slabification” of the rock

is parallel to the front or at a certain angle; what follows can be

taken as pure examples:

– hole diameter: not less than 105 mm;

– hole length: 6 to 9 m;

– type of explosive used: gelatins, slurries;– length of the drilled zone: 15 to 25 m;

– spacing: 10 to 25 times hole diameter;

– charge: 40 to 80 g/ton;

– loading: 2/3 explosive, 1/3 tamper;

– trigger: detonating fuse + electric detonator, much less often

fire detonators; when useful and necessary, the total charge

is divided with delay blasting caps.

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(A) in grisé: zona di concentrazione dell’esplosivoin grisé: area where the explosive is concentrated

(B) il volume di materiale abbattutothe volume of material removed

(C) schema tradizionale “Stoll”, con carica di esplosivo concentratatraditional “Stoll” scheme, with concentrated explosive charge

(D) metodo delle mine piane (vedi testo)flat mine method (see text)

Figura / Figure 7 - Schema esemplificativo dell’abbattimento per subissamento:Exemplifying scheme of demolition blasting:

A B

C D

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ta di concentrare l’escavazione solo laddove il deposito pre-senta condizioni favorevoli. Più che una metodologia, l’abbatti-mento selettivo deve essere considerato come una necessitàimposta dalle condizioni strutturali di un giacimento; non è cioèun modo con cui sarebbe consigliabile affrontare l’escavazionebensì un’adeguamento, maggiore che in altri casi, alle caratte-ristiche della roccia. L’abbattimento selettivo trova applicazio-ne in tutti quei casi in cui la roccia è interessata in varia misurada famiglie di fratture, zone fortemente eterogenee, difetti dellaroccia e quant’altro possa costituire o una guida all’escavazio-ne (es.: fasci di fratture ad orientamento prevalente) o una fortecompromissione (macchie, difetti vari) (Foto 152). Le zone utilivengono quindi selezionate e recuperate orientando opportu-namente i tagli. In questo modo l’architettura generale dellacava è mal definita a causa della geometria irregolare dei fronti(se ve ne sono), ed oltretutto fortemente condizionata dalle

As can easily be presumed, this system is subject to variations,

even big ones, by operators. To date it has combined yield that

is satisfactory only because of the particular nature of the

product, with drawbacks of different extents: among the most

important are surely the extension of the damaged zone, the

consequent amount of dumping and the risks deriving from

unstable fronts. Among other things, to guarantee certain

collapse of the mass, it is often necessary to oversize the

charge, and on very high walls this can make barring and

cleanup problematic.

Unfortunately, demolition blasting is very common in zones

where inexperience leads one to believe that explosives are the

cure-all for deposits of very tenacious and compact rocks; the

results are often devastating because in a very short time the

quarry workers, deaf to any sort of outside advice, compromise

vast areas of good deposits.

Foto / Photo 153 - Macchina tagliatufo a doppio disco verticaleVertical double-disk tuff-cutter

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zone di frattura; piazzali, aree di manovra e rampe sono conse-guenti a questa situazione. Le rese produttive sono mediamen-te da basse a molto basse (sempre inferiori al 20%). All’abbattimento selettivo possono pervenire anche cave che,nel prosieguo del loro sviluppo, intercettano zone struttural-mente compromesse. È questa, tipicamente, la situazione perla quale non esiste una tecnologia prevalente; ogni singolocaso potrà trarre vantaggi dall’applicazione differenziata di unadelle tecnologie descritte nella Parte Prima.

Abbattimento per subissamento: l’abbattimento per subissa-mento (o varata per subissamento) è un metodo di coltivazioneche prevede l’abbattimento di porzioni rocciose di volumeanche considerevole per scalzamento della base a mezzo e-splosivo. Per una serie di motivi qui non discussi, questo tipodi azione risulta accettabile dove l’ammasso roccioso si pre-

3.3 QUARRIES OF STONES

From both the technological and methodological standpoints,

stone quarries show a greater variety of situations than what

can be seen for marbles and granites. This is basically for three

reasons:

– the characteristics of the deposits and the materials do not

always make it possible to implement the classic production

cycle (bench, tipping, squaring), at times not even the short-

er one (direct block extraction);

– at times, use is made of machines expressly designed and

built either to get specific products (such as building ash-

lars) or to deal with particular quarry layout (for example,

tuff-cutters; Photo 153);

– the manual factor is still quite important, especially for some

materials.

Foto / Photo 154 - Marcata suddivisibilità per lastrificazione naturale in porfido (Santa Cruz, Argentina)Porphyry’s marked cleavability due to natural “slabification” (Santa Cruz, Argentina)

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senta lastrificato, interessato da giunti verticali e/o fessurazionecolonnare, e dove il materiale presenta una certa resistenzaalla perforazione. La Figura 7 esemplifica questo metodo. È dasottolineare che il crollo della massa è un fenomeno gravitati-vo, facilitato dalla presenza delle discontinuità verticali, mentreall’esplosivo spetta solamente il compito di rompere la base diappoggio.Per diffusione e longevità di applicazione, il caso della coltiva-zione dei porfidi trentini (Italia) ben si presta ad illustrare il me-todo, detto anche “delle mine piane” (Figura 7, caso d); in que-sto caso l’esplosivo viene distribuito in una serie di perforazioniorizzontali di grande diametro, eseguite ortogonalmente alfronte in coltivazione. I parametri della volata sono normalmen-te determinati su base empirica e mutano a seconda che la la-strificazione della roccia sia parallela al fronte o con un certoangolo; quelli che seguono possono essere assunti come validia puro titolo esemplificativo:– diametro perforazioni: non inferiore a 105 mm;– lunghezza perforazioni: 6÷9 m;– tipo di esplosivo impiegato: gelatinati, slurries;– lunghezza della zona perforata: 15÷25 m;– interasse: 10÷25 volte il diametro delle perforazioni;– carica: 40÷80 g/tonn;– caricamento: 2/3 esplosivo + 1/3 borraggio;– innesco: miccia detonante + detonatore elettrico, molto su-

bordinatamente detonatori a fuoco; quando utile e necessa-rio, carica totale suddivisa con detonatori ritardati.

Il sistema, come è facilmente intuibile, è soggetto a variazioni,anche notevoli, da parte degli operatori. Sino ad oggi esso haunito rendimenti da ritenere soddisfacenti solo per la particola-re natura del prodotto, ad inconvenienti di diversa entità; tra ipiù importanti, vi sono sicuramente l’estensione della zonadanneggiata, la conseguente attività di messa a discarica ed irischi derivanti dalla stabilità dei fronti. Tra l’altro, spesso, pergarantirsi il sicuro crollo della massa, viene sovradimensionatala carica, la qual cosa, su pareti molto alte, può rendere poiproblematici i disgaggi e le bonifiche.Purtroppo, le varate per subissamento rappresentano un meto-do diffuso in quelle zone ove, per inesperienza, si crede chel’esplosivo sia la panacea per i giacimenti di rocce molto tenacie compatte; i risultati sono spesso devastanti poiché, in pocotempo, le maestranze di cava, sovente sorde ad ogni consiglioesterno, compromettono vaste aree di buoni giacimenti.

3.3 CAVE DI PIETRE

Sia da un punto di vista tecnologico che metodologico le cavedi pietra esibiscono una maggior varietà di situazioni rispetto aquella che si può osservare in marmi e graniti. Questo è dovutosostanzialmente a tre motivi:– le caratteristiche dei giacimenti e dei materiali non sempre

permettono l’attuazione del ciclo produttivo classico (banca-ta, ribaltamento, squadratura), talvolta neanche di quello ri-dotto (estrazione diretta del blocco);

– talora, si fa impiego di macchine espressamente proget-

The layout in quarries of stones and how they are worked can

be significantly different from what is typical of marble and

granite, and also different will be yield, investments, production

constraints and work-cycle organization. On the other hand, the

technologies do not differ, except for some machinery that

might be more appropriate for marbles and less so for granites,

and vice-versa (such as, for instance, using a tuff-cutter on

granite or line-drilling on cleavable slate). Rather, while the

range of combinations is assuredly broader, it is not always

possible to know beforehand whether or not a certain tech-

nology will work with this or that material, as is generally known

for marbles and granites.

As a first example, let us consider the splitting stones, whose

dominant characteristic is their marked propensity to be cleft

(Photo 154), since they have an extremely penetrative verso.

Foto / Photo 155 - Mantenimento dell’acqua di cava in blocchi di ardesiacon fogli di polietilene (Liguria, Italia)Keeping quarry water inside blocks of slate with polyethylene sheets(Liguria, Italy)

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tate e realizzate sia per l’ottenimento di prodotti specifici (ad es. conci di pietra da costruzione), sia per la gestione di geometrie particolari di cava; ad es. le tagliatufo (Foto 153);

– il fattore manualità mantiene ancora una notevole importan-za, soprattutto con determinati materiali.

La geometria delle cave di pietre ed i modi di lavorazione pos-sono essere significativamente differenti da quelli normal-mente presenti nelle cave di marmi e graniti, così come diffe-renti saranno le rese, gli investimenti, i vincoli produttivi, l’orga-nizzazione dei cicli di lavoro. Le tecnologie impiegate nonsono invece differenti, eccezion fatta per qualche macchinache risulta più appropriata per i marmi e poco appropriata per igraniti, e viceversa (come potrebbe essere, ad esempio, peruna tagliatufo su granito o un line-drilling su ardesie a spacco).Piuttosto, è sicuramente più ampia la gamma di combinazioni,mentre non sempre è possibile sapere a priori se una determi-nata tecnologia funzionerà con questo, o quel materiale, comeinvece normalmente avviene con marmi e graniti.

Come primo esempio consideriamo le pietre “a spacco”, lacui caratteristica dominante è una marcatissima suddivisibilità(un verso estremamente penetrativo; Foto 154); le cave nesono totalmente condizionate avendo il disegno dei fronti, deipiazzali e le altezze dei banchi in diretta relazione con lo svilup-po di questa superficie. In questi casi raramente si hanno bloc-chi, essendo la tipologia prevalente di prodotto il lastrame e la-stroni di spessore limitato, e pezzame vario. Le operazioni dicernita del prodotto si svolgono generalmente già in cava dovevengono confezionate le lastre e i lastroni a seconda del gradodi suddivisibilità della roccia. Tra i materiali silicei “a spacco”, ad affinità decisamente grani-tica, si annoverano alcuni porfidi (Italia, Argentina), sul cui me-todo di estrazione più tradizionale ci siamo soffermati poc’anzi(§ 3.2). Qui vale la pena ricordare che raramente le cave diquesti materiali si sviluppano su più di due gradoni; la fitta la-strificazione sconsiglia lo sviluppo di fronti di grande altezza, lacui stabilità, già precaria per le discontinuità interne alla roccia,è ulteriormente ridotta dall’impiego di esplosivo alla base deifronti stessi.Tra i silicei a durezza moderata, vi sono invece le ardesie (Ita-lia, Spagna, India, Brasile). Per caratteristiche genetiche intrin-seche alcune ardesie possono fornire sia blocchi molto com-patti, da cui estrarre lastre e manufatti analoghi a quelli inmarmo e granito, sia materiale a spacco, fino a spessori sotti-lissimi (alcuni millimetri). Il segreto sta tutto nel trattamento delblocco; se viene mantenuta, al suo interno, la cosiddetta“acqua di cava” mediante copertura con grandi fogli di polieti-lene (Foto 155), la suddivisibilità si mantiene e può essere uti-lizzata; se l’acqua viene fatta evaporare, il materiale perdecompletamente questa sua caratteristica e può essere trattatosolo per taglio e segagione, ma non più per spacco. Altre arde-sie, invece, non offrono questa possibilità e possono essere e-stratte solamente in forma di lastre irregolari, con spessoremolto variabile a seconda del loro grado di suddivisibilità.Tecnologie e metodologie nelle cave di ardesia dipendono for-

Their quarries are totally influenced by this, having the design

of the fronts, quarry floors and bank height in direct relation to

the development of these surfaces. In these cases block are

rare, because the prevalent type of product is slabs and thin

slabs and various pieces. Product picking work is generally

done right in the quarry, where slabs and thin slabs are

prepared according to the rock’s degree of cleavability.

Among the cleavable siliceous materials definitely similar to

granite are some porphyries (Italy, Argentina) whose more

traditional extraction method we described earlier (§ 3.2). Here

it is worth mentioning that quarries of these materials are rarely

developed on more than two steps; dense slabification

discourages the development of very high quarry fronts, whose

stabil ity, already precarious due to the rock’s internal

discontinuity, is further weakened by the use of explosives on

the base of the fronts.

Among the moderately hard siliceous materials are slates (Italy,

Spain, India, Brazil). Due to their intrinsic genetic char-

acteristics, some slates can furnish both very compact blocks

from which to get slabs and manufactures similar to those

gotten from marble and granite, and material cleavable into

very thin sheets (of a few millimeters). The secret is in how the

block is treated: if the so-called “quarry water” is kept inside it

by covering the block with big sheets of polyethylene (Photo

155), its cleavability remains and can be utilized; if the water is

allowed to evaporate, the material loses this charac-teristic

completely and can be used only for cutting and sawing, no

longer for splitting.

Other slates, instead, do not offer these possibilities and can be

extracted only in the form of irregular slabs, with thickness

varying a great deal depending on their degree of cleavability.

In slate quarries, technology and methodology heavily depend

on these characteristics and above all on the inclination the

slabification takes in the quarry. The most commonly used

systems pretty much depend on how much the slabification

penetrates. The chain saw and diamond-wire cutter are

preferred on compact slates that can be extracted in blocks,

especially when strata inclination is slight, with the great

advantage of being able to use the second one dry. In some

rare cases even disk-saws mounted on dozers are used. With

very layered slates the preference is for discontinuous drilling +

explosive, removing the material with a mechanical shovel and

afterwards selecting on the basis of the thickness and shape of

the slabs obtained.

Quarry layout also springs from the inclination of the strata; it

can be very tidy, with more or less even steps – especially in

the case of horizontal or vertical slabification (Photo 156) – or

much “messier” (Photo 157), when inclination is greater.

In the field of “floury” (not very tenacious) sedimentary rocks

there are many materials. It should be kept in mind that from

stones are acceptable sizes and volumes absolutely not

profitable for marbles (or granites), and so the constraints

and/or compromising factors in quarries for the latter are, for

stones, typical particularities and connotations. One of the

elements most worthy of mention is surely the thickness of the

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temente dalle caratteristiche poc’anzi descritte e, soprattutto,dalla inclinazione che hanno le lastrificazioni nel giacimento. Isistemi più adottati sono abbastanza in relazione alla penetrati-vità della lastrificazione. Tagliatrice a catena e filo diamantatosono preferiti su ardesie compatte ed estraibili in blocchi, so-prattutto quando le inclinazioni degli strati sono modeste, econ il grande vantaggio della seconda di poter operare asecco. In qualche raro caso sono impiegate anche tagliatrici adisco montate su cingoli. Con ardesie molto lastrificate la pre-cedenza è alla perforazione discontinua + esplosivo, con rimo-zione dell’abbattuto a mezzo pala meccanica e successiva se-lezione secondo lo spessore e la forma delle lastre ricavate.Il layout delle cave scaturisce anch’esso dall’inclinazione deglistrati; può essere molto ordinato, con gradoni più o meno re-golari, specialmente nei casi di lastrificazione orizzontale o ver-ticale (Foto 156), o molto più “disordinato” (Foto 157), quandol’inclinazione è maggiore.

Nel campo delle rocce sedimentarie “farinose” (cioè poco te-naci) si hanno molti materiali; è da ricordare che dalle pietre siaccettano prodotti di dimensioni e volumi assolutamente nonproficui per marmi (e graniti) ed ecco quindi che i vincoli e/o ifattori penalizzanti delle cave di questi ultimi diventano peculia-rità e connotati tipici delle prime. Tra gli elementi da menziona-re c’è sicuramente lo spessore degli strati: spessori decimetri-ci sono accettabili per le cave di pietre, mentre non lo sono as-solutamente per i marmi. Entro certi limiti anche sullo stato difratturazione c’è maggior “indulgenza”; l’avere lastroni di lun-ghezza inferiore a m 1÷1,20 può non essere un problema,quando per calcari lucidabili e marmi una simile misura è ac-cettata solamente se si tratta di prodotti di grande pregio. Per igraniti la situazione è ancora più rigida. Il grado di “farinosità” o

layers: decimeters are acceptable for quarries of stones, while

they are absolutely not for marbles. Within certain limits there is

even more “indulgence” with regard to the state of fracturing:

having slab length inferior to 1 to 1.20 meters may not be a

problem, while for polishable limestones and marbles a similar

measurement is acceptable only for truly premium products.

For granites the situation is even more rigid. The degree to

which a stone is “floury” or lacking in tenacity places some

constraints on the cutting technologies that can be used;

sometimes the diamond wire tends to “stick”, by which we

mean that it loses its cutting power due to the great amounts of

mud and slush generated by the floury material in contact with

water. In these cases the chain saw is often much more

efficient.

And so, with these kinds of materials, what might seem easier

to cut, given the lesser resistance involved (and hence higher

performance and yield) may instead pose not always fore-

seeable difficulties. One may often have to drill, which to some

extent penalizes the final look of the quarry product. The mud

we just mentioned, when produced in copious amounts, may

make it necessary for supplemental purchases of solely belted

vehicles, adding quite a lot to investments.

Many soft stone quarries are very extensive (covering a number

of acres) because extraction is so easy. They can supply big

blocks or construction ashlars in smaller sizes (such as

25x25x40 cm; 20x30x60 cm and so on) (Photo 158).

In the first case, in almost every situation the diamond wire and

chain saw are used, with direct extraction of the block. The

stones’ intrinsic lack of tenacity suggests not proceeding by

means of big benches and therefore not to tip, so as to prevent

unwanted internal breakage. It should also be considered that

the higher costs owing to the greater number of cuts required

Foto / Photo 156 - Cava di ardesia con lastrificazione orizzontale (Brasile)Slate quarry with horizontal slabification (Brazil)

Foto / Photo 157 - Movimentazione e trasporto di lastrame di ardesia (Spagna)Handling and transporting slate slabs (Spain)

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di scarsa tenacità pone qualche vincolo alle tecnologie di taglioche si possono adottare; talora il filo diamantato tende a “im-pastarsi”, intendendo con questa dizione l’inefficienza del po-tere tagliante dell’abrasivo a causa delle grandi quantità difango e poltiglia generate dal materiale farinoso a contatto conl’acqua. La tagliatrice a catena in questi casi si mostra spessomolto più efficace. Con questo tipo di materiali, quindi, quella che potrebbe esse-re una facilità di taglio molto maggiore, date le scarse resisten-ze in gioco (e quindi prestazioni e rese maggiori), può invecediventare una difficoltà non sempre prevedibile. Ci si può tro-vare a dover utilizzare spesso la perforazione, penalizzandocosì, in qualche misura, la veste finale del prodotto di cava. Lostesso fango di cui sopra, quando sviluppato in quantità copio-se, può costringere all’acquisto suppletivo di mezzi esclusiva-mente cingolati, costringendo così ad investimenti non trascu-rabili.Molte cave di pietre tenere si sviluppano per estensioni note-voli (svariati ettari), grazie anche alla loro facilità di estrazione.Da esse si possono ottenere blocchi grandi o conci per co-struzione di dimensioni inferiori (ad es.: cm 25x25x40;20x30x60 ecc.) (Foto 158). Nel primo caso, nella quasi totalità delle situazioni, si impiega-no filo diamantato e tagliatrice a catena, con estrazione direttadel blocco. La intrinseca bassa tenacità delle pietre teneresuggerisce di non procedere per bancata grande, e quindi dinon ribaltare, onde non provocare indesiderate rotture all’inter-no. V’è anche da considerare che i maggiori costi dovuti almaggior numero di tagli che si fanno con l’estrazione direttadel blocco sono compensati dalle elevate velocità di taglio chele macchine raggiungono con questi materiali, e conseguenticonsumi-utensile ridotti. Nel secondo caso, di cui la Pietra di Lecce (Italia) è un ottimoesempio, si hanno cicli particolari, eseguiti con macchine spe-cifiche a disco, come la scalzatrice e l’intestatrice (§ 2.1.7). Lecave sono coltivate per fette discendenti, con superfici sostan-zialmente orizzontali e, spesso, con evoluzione a fossa. Il cicloprevede la realizzazione di un “reticolato” di tagli verticali, mu-tuamente ortogonali, per mezzo di intestatrici: questi tagli verti-cali delimitano due delle tre dimensioni dei conci.Successivamente al reticolato di tagli, viene scavato verso ilbasso un pozzetto di forma quadrata, necessario ad introdurrela scalzatrice, la quale ha il compito di tagliare la pietra in sensoorizzontale ed estrarre tutti i conci preventivamente delimitatidai tagli verticali. In questo modo si crea la cosiddetta trincea,ovvero un gradino che permetterà alle macchine di potersimuovere ed operare su tutta la lunghezza della cava.

Si hanno poi pietre di buona compattezza appartenenti a ca-tegorie petrografiche le più disparate: calcari duri, ma in stratisottili, calcari arenacei, tufi compatti e alcune rocce vulcano-clastiche, come i peperini.Con materiali ben stratificati, le geometrie e la coltivazione ri-calcano i modelli dei calcari stratificati: coltivazioni per fette di-scendenti, adeguando la topografia della cava a quella deglistrati. Dove l’inclinazione degli strati è forte, il piazzale è unico,

for direct block extraction are compensated for by the high

cutting speed the machines reach on these materials, and

consequently minor tool consumption.

In the second case, for which Lecce Stone from Italy is an

excellent example, particular cycles are performed with specific

disk machines, like the sapper and the grid-cutter (§ 2.1.7). The

quarries are worked in descending slices, with essentially

horizontal surfaces and often with ditch evolution. The cycle

foresees creating a “grid” of vertical cuts at reciprocal right

angles, by means of grid-cutters; these vertical cuts delimit two

of the ashlars’ three dimensions. After this cut grid has been

Foto / Photo 158 - Produzione diretta di Pietra Leccese in conci e bloc-chetti per costruzione (Cutrofiano, Italia)Leccese Stone directly produced in ashlars and little building blocks(Cutrofiano, Italy)

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alla base; dove è moderata, se non nulla (strati orizzontali), sihanno cave a gradoni più o meno alti a seconda di quantoconsente la stratificazione. Quando le rocce sono sì suddivisi-bili in strati sottili, ma abbastanza compatte, si possono averegradoni anche di una certa altezza (Foto 159).Alcune rocce vulcanoclastiche non evidenziano alcuna strati-ficazione principale e quindi si lasciano coltivare con granderegolarità; un buon esempio è rappresentato dal peperino

(Lazio, Italia) le cui cave sono lavorate per fette discendenti, agradino basso (Foto 160). In questi casi si ha l’estrazione diret-ta di blocchi commerciali o, al massimo, blocchi oblunghi da ri-tagliare immediatamente a forma finale, senza alcun ribalta-mento. Domina la tagliatrice a catena (Foto 161), spesso l’uni-ca macchina usata per eseguire tutti i tagli. Nonostante un’a-

made, a square pit is dug lower down to take the sapper, which

is tasked with cutting the stone horizontally and extracting all

the ashlars previously delimited by the vertical cuts. This

creates a so-called trench, or a step that will allow the machine

to move around and work on the entire length of the quarry.

And then there are quite compact stones belonging to the

most varied petrographical categories: hard limestones, but in

thin strata, arenaceous limestones, compact tuffs and some

volcano-clast rocks like peperino.

When the materials are well stratified, quarry layout and

extraction work repeat the models for stratified limestones:

extraction by means of descending slices, adjusting quarry

topography to that of the layers. Where strata inclination is

steep, there is just one quarry floor, at the base; where it is

moderate, if not nil (horizontal layers), the quarries have steps

as high as the stratification permits. When the rocks can be

divided into thin, but fairly compact, layers, there can be steps

that are even quite high (Photo 159).

Some volcano-clast rocks show no main stratification and so

can be worked with great regularity; a good example is

peperino (Lazio, Italy), whose quarries are worked in low-step

descending slices (Photo 160). In these cases there is direct

extraction of commercial blocks or, at the least, of oblongs to

be immediately cut into their final shape, with no tipping. Here

the chain saw predominates (Photo 161) and is often the only

machine used for all the cuts. Although these rocks are quite

abrasive the machine cuts very fast, making for high output.

Foto / Photo 159 - Estrazione di Pietra di Prun per taglio a disco verti-cale e spacco orizzontaleExtracting Prun Stone by means of vertical disk saw and horizontalsplitting

Foto / Photo 160 - Cava di Peperino: configurazione con gradino bassoed estrazione diretta del blocco (Vitorchiano, Italia)Peperino quarry configured in low steps with direct block extraction(Vitorchiano, Italy)

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Work is always done dry. All

the other technologies are

used to a much lesser extent.

Many volcanic rocks develop

in more or less even masses

but their characteristics are

always very different from their

cousins, the granites. Every

lava flow is different from the

others, with never-equal thick-

ness, highly variable chemical

composition and various other

characteristics we will not refer

to here.

The result are quarries that are

never regular in layout, where it

is hard to apply the traditional

cycle and where production

may even be diversely or-

ganized. For example, every

part of the Etna lava flows is

put to use: from the surface

scoria (ground up for sand) to the core of the flow, which

supplies ashlars and even blocks and slabs, down to the

characteristic rifusa, a layer of brick-red sand beneath the flow

and consisting of the soil “cooked” by the lava, used for plaster

to color building facades. The extraction method, called “percascata” (“cascade”) has locally been refined and falls within

the classic landslide methods, which also include the afore-

mentioned porphyry demolition.

A family fairly distinct from the others is that of sandstones. In

a certain sense, sandstone deposits constitute a midway point

between those of non-crystalline marbles and granites. In fact,

like the former they almost always have net stratification in

banks (layer division) and position that is often inclined; and,

while always less hard than granites they are normally harder

than carbonate materials. The presence of layers implies the

persistence of discontinuity surfaces which, as such, limit the

height of the usable banks and must necessarily be used in

extraction. The non-horizontality of the strata themselves forces

work to follow the incline of the deposit and thus develop the

quarry in obligatory directions. The method used is almost

always that of descending slices, horizontal or inclined

according to the rock’s position. As long as the layers are only

slightly inclined, the quarry floors remain easily accessible and

every step tread corresponds to a quarry floor; beyond a

certain inclination work following the primary cut has to be

concentrated on a single quarry floor at the base. When the

banks are fairly thin (along the lines of the height of one or two

blocks) it is practically a rule for the long side of the blocks to

be gotten parallel to the banks, not at right angles to them.

When thickness is greater, if there is no evident verso, block

length can also be gotten at right angles to the layers. Many

deposits also have densely stratified zones, that is, a great

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brasività non trascurabile diqueste rocce, la macchina con-segue altissime velocità di ta-glio, con conseguenti elevateproduttività. Le operazioni sonosempre a secco. Decisamentesubordinato è l’uso di tutte lealtre tecnologie.

Molte rocce vulcaniche svilup-pano ammassi più o meno re-golari, ma sempre con caratteri-stiche molto distanti da quelledei cugini graniti. Ogni colata èdifferente dalle altre, con spes-sori mai uguali, composizionichimiche altamente variabili evarie altre caratteristiche quinon riferite. Ne risultano cave mai regolaridove è difficile applicare il ciclotradizionale e dove si possonoorganizzare produzioni anchediversificate. Ad esempio, delle colate laviche dell’Etna si èsempre impiegato tutto: dalle scorie superficiali macinate perottenere sabbia, al cuore della colata dal quale ricavare conciper costruzione, ma anche blocchi e lastre, fino alla caratteristicarifusa, strato di sabbia di color rosso mattone sottostante allacolata e costituita dal suolo “cotto” dalla lava, usato nelle malteda intonaco per colorare le facciate degli edifici. Il metodo stes-so di coltivazione, detto “per cascata” è stato affinato local-mente e si inquadra nei classici metodi per franamento, di cuianche il menzionato subissamento per il porfido è un esempio.

Una famiglia abbastanza ben distinta dalle altre è quella dellearenarie. I giacimenti di arenaria costituiscono, in un certosenso, una situazione intermedia tra quelli di marmi non cristal-lini e quelli di granito. Infatti dei primi ripropongono quasi sem-pre la netta stratificazione in banchi (suddivisione in strati) euna giacitura spesso inclinata; ai secondi si avvicinano per ladurezza del materiale che, normalmente, supera quella dei ma-teriali carbonatici, ma è sempre inferiore a quella dei graniti. Lapresenza di strati implica la persistenza di superfici di disconti-nuità che, come tali, limitano l’altezza dei banchi utili e devonoessere necessariamente usate nell’escavazione. La non-oriz-zontalità degli strati stessi costringe le lavorazioni a seguirel’inclinazione del giacimento e quindi a sviluppare la cava se-condo direzioni obbligate. Il metodo adottato è quasi semprequello delle fette discendenti, orizzontali o inclinate a secondadella giacitura della roccia. Finché gli strati hanno inclinazionimodeste i piazzali di cava sono ancora ben accessibili ed ognipedata di gradone corrisponde a un piazzale; oltre una certainclinazione, si rende necessario concentrare le operazioni suc-cessive al taglio primario su un unico piazzale di base. Quandolo spessore dei banchi è piuttosto ridotto (dell’ordine di gran-dezza dell’altezza di 1-2 blocchi), è praticamente una regola

Foto / Photo 161 - Taglio verticale a secco in cava di Peperino (Vitor-chiano, Italia)Dry vertical cut in a quarry of Peperino (Vitorchiano, Italy)

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che il lato lungo dei blocchi sia ottenuto parallelamente ai ban-chi stessi, non ortogonalmente. Con spessori maggiori, se nonesiste un verso molto evidente, la lunghezza dei blocchi puòanche essere ottenuta ortogonalmente agli strati. Molti depositihanno anche zone a stratificazione fitta, cioè un grande nume-ro di strati di spessore decimetrico, se non centimetrico. Se ilmateriale non è commerciabile sotto forma di lavorati grezzi erustici (cordoni, conci, cubetti ecc.), questi straterelli costitui-scono, a tutti gli effetti, uno sterile nonché un grosso onere perla loro rimozione e allontanamento.Non mancano, come sempre, le eccezioni a quanto sin qui af-fermato. Alcune arenarie mostrano giacimenti massivi o, perlo-meno, dove la stratificazione è sì evidente ma non marcata dagiunti di strato che separano fisicamente un banco dall’altro. Inquesti casi, l’escavazione non è costretta a seguire le disconti-nuità e la cava può essere configurata a gradone singolo/multi-plo (Foto 162), con alzata verticale e pedata orizzontale, nella

many strata that are decimeters, if not centimeters, thick. If the

material is not marketable in the form of rough and rustic

finished pieces (curbstones, ashlars, cubes, etc.) these little

layers are authentic waste, as well as a big expense in re-

moving and dumping them.

As always, there are exceptions to what has been stated. Some

sandstones are found in massive deposits, or at least ones

where the stratification may be evident but not marked by layer

joins that physically separate one bank from another. In these

cases, extraction is not obliged to follow the discontinuities and

the quarry can be configured as single-multiple steps (Photo

162), with vertical risers and horizontal treads, in the most

classic (and rational) manner of descending slice extraction.

The technologies used on sandstone are the same as for

marble and granite: drilling, diamond wire and chain/belt

cutters. The diamond wire may pose the same problems it

does with “floury” rocks, in the sense that as soon as the matrix

Foto / Photo 162 - Cava a gradoni multipli di Pietra di SantafioraMultiple-step quarry of Santafiora Stone

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più classica (e razionale) delle escavazioni per fette discenden-ti. Le tecnologie impiegate per le arenarie sono le stesse deimarmi e dei graniti, perforazione, filo diamantato e tagliatrici acatena/cinghia; il filo diamantato può porre gli stessi problemiche si hanno con le rocce “farinose” nel senso che appena lamatrice dell’arenaria assume composizioni un po’ troppo tene-re rispetto alla parte quarzosa (pressoché sempre presente) èin agguato il fenomeno dell’impastamento. Si registrano risulta-ti positivi con la tecnologia della tagliatrice a cinghia diamanta-ta, soprattutto su alcuni tipi di moderata abrasività (arenarie amedio contenuto in quarzo, siltiti metamorfiche). In alcuni paesisono invece adottate tecnologie alternative, come le grandi ta-gliatrici a disco su binari o semoventi. Ancora in uso gli impian-ti a filo elicoidale la cui bassa produttività è compensata daaltri indubbi vantaggi (silenziosità, sicurezza, regolarità superfi-ci ecc.) (Foto 163).

Infine, le quarziti. Alcune quarziti costituiscono materiali digrande pregio, sono estremamente compatte ed estraibili inblocchi grandi. La situazione giacimentologica ricalca quella dimolti marmi cristallini: corpi di estensione e spessore rilevante,inseriti in successioni che, spesso, hanno un verso evidente egiacitura inclinata (Foto 164). La loro durezza le colloca ai verti-ci tra i materiali che usurano fortemente gli utensili; questo fa sìche le tagliatrici a catena/cinghia siano inadeguate e il filo dia-mantato sia conveniente solo in alcuni casi. La tecnologia dimaggior adozione è la perforazione discontinua in abbinamen-to a cunei, esplosivo, malte espansive. I metodi sono quelli perfette discendenti orizzontali, con grandi bancate o con gra-dino basso quando le superfici principali sono orizzontali/verti-cali, per fette inclinate quando le superfici principali non sonoorizzontali, né verticali.

of the sandstone takes on compositions a bit softer than the

quartz component (almost always present) the “gluey”

phenomenon is in ambush. Positive results have been

registered with the diamond-belt cutter, especially on some

types that are moderately abrasive (sandstones with medium

quartz content, metamorphic siltstones). In some countries

alternative technologies have been adopted, such as big disk

cutters on rails or self-moving. Still in use are helical-wire

installations whose low productivity is offset by other indu-

bitable advantages (silent running, safety, surface regularity,

etc.) (Photo 163).

Finally, the quartzites. Some quartzites are very prized

materials, compact and extractable in big blocks. Deposit

position is similar to that of many crystalline marbles: bodies of

great length and thickness included in sequences that often

have an evident verso and an inclined attitude (Photo 164).

Their hardness ranks them high among the materials with heavy

wear on tools; this makes the chain/belt cutters inadequate and

the diamond wire economical only in certain cases. The most

common technology is discontinuous drilling combined with

wedges, explosives and expansion mortar. The methods are

horizontal descending slices, with big benches or low

steps when the main surfaces are horizontal/vertical, and by

means of inclined slices when the main surfaces are neither

horizontal or vertical.

Quite numerous are the “cleavable” quartzites, not described in

the earlier part of this section devoted to cleavable stones, and

separate from them because they are better characterized than

other petrographical families.

Purely as an example, we report extraction methods for a well-

known Italian quartzite, quartzite di Barge (in the Piedmont

Foto / Photo 163 - Cava di arenaria coltivata con perforazione + cunei efilo elicoidale (Australia)Sandstone quarry worked by means of drilling + wedges and helical wire(Australia)

Foto / Photo 164 - Primi blocchi estratti da un giacimento di quarzitefortemente orientata (Madagascar)First blocks extracted from a strongly oriented quartzite deposit(Madagascar)

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Abbastanza numerose sono le quarziti “a spacco”, non descrit-te all’inizio di questo paragrafo dedicato alle pietre a spacco, eda esso separate in quanto meglio caratterizzate rispetto adaltre famiglie petrografiche.A titolo di puro esempio, si riporta la coltivazione di una notaquarzite italiana, la quarzite di Barge (provincia del Piemonte),con la quale sono applicati due metodi distinti: perforazione +esplosivo e scavo meccanico con martello demolitore. Nellaperforazione + esplosivo si ha l’esecuzione di fori verticali percirca 3,5÷4 m, caricati in maniera frazionata con polvere nera edinamite (Figura 8) e brillati con miccia detonante. Quandol’abbattimento avviene con gradino, con tre superfici libere di-sponibili (superiore, frontale, laterale) i fori sono eseguiti su unafila unica, parallela al fronte. Se le superfici libere sono invece

province): drilling + blasting and mechanical extraction with a

demolition hammer. When drilling and blasting, vertical holes

are drilled for about 3.5 to 4 m, loaded in a fractioned way with

black powder and dynamite (Figure 8) and fired with a

detonating fuse. When blasting is done on a step, with three

free surfaces available (upper, front, side), the holes are drilled

in a single row, parallel to the quarry front. If there are only two

free surfaces, there are two variations:

1) A conventional system with several rows of holes and frac-

tioned mine loading (Figure 9). The result is a fracture along

the hole plane, with no dislocation.

2) An alternative system that uses the pre-splitting technique

and is based on using thin tubular uncoupled charges (Fig-

ure 10). The result is the creation of two net, regular frac-

Figura / Figure 9 - Cava di Quarzite di Barge (Piemonte, Italia): volata re-alizzata su più file di fori e caricamento frazionatoQuarry of Quartzite di Barge (Piedmont, Italy): blasting done by means ofseveral rows of holes and fractioned loadingFonte / Source: Cardu, Lovera, Sassone (2000)

Figura / Figure 8 - Cava di Quarzite di Barge (Piemonte, Italia):schema di caricamento dei foriQuarry of Quartzite di Barge (Piedmont, Italy). Scheme of hole loadingFonte / Source: Cardu, Lovera, Sassone (2000)

Figura / Figure 10 - Cava di Quarzite di Barge (Piemonte, Italia): volata re-alizzata mediante l’uso di cariche tubolari sottili disaccoppiateQuarry of Quartzite di Barge (Piedmont, Italy): blasting done by using thin,decoupled tubular chargesFonte / Source: Cardu, Lovera, Sassone (2000)

Miccia detonanteDetonating fuse

BorraggioTamper

Polvere neraBlack powder

Gelatina dinamiDynamite gelatin

Piani di scistositàSchistosity planes

PiantaAerial view

Sez. A-ASect. A-A

PiantaAerial view

Sez. H-HSect. H-H

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due si hanno due varianti: 1) Un sistema convenzionale con più file di fori e caricamento

frazionato delle mine (Figura 9). L’effetto è una frattura lungoil piano dei fori, con assenza di dislocazione.

2) Un sistema alternativo che si avvale della tecnica del pre-

splitting e basato sull’uso di cariche tubolari sottili disaccop-piate (Figura 10). L’effetto è la realizzazione di due fratture nette e regolari lungo gli allineamenti dei fori a separare il volume di roccia tra esse compreso.

Nello scavo meccanico con martello demolitore, quest’ultimo(M) (Figura 11), installato sul braccio (B) di un escavatore (E),ortogonale al fronte di cava (F), opera normalmente alla scisto-sità (S) della roccia, provocando un distacco secondo la super-ficie di scistosità stessa, che rappresenta la discontinuità prin-cipale. Il materiale, suddiviso in lastrame irregolare, cade alpiede del fronte e viene successivamente spostato ad altropunto.

4. METODOLOGIA DI ESCAVAZIONE INSOTTERRANEO

La coltivazione in sotterraneo (Figura 12), comunemente riferi-ta anche come escavazione in galleria, comporta la conduzio-ne del lavoro dentro alla massa della roccia, senza contattocon l’ambiente esterno, eccezion fatta per le vie di accesso. Imotivi che conducono a preferire un’escavazione in sotterra-neo possono essere numerosi e di varia natura; si va in sotter-raneo per evitare la rimozione di grossi volumi di sterile sopraal giacimento; per seguire la direzionalità (se esiste) del corpoproduttivo che così può essere più proficuamente coltivato;per evitare le difficoltà legate alla realizzazione di costose stra-de di arroccamento o per la presenza all’esterno di zone ad e-levata fratturazione. Ci possono essere limiti e vincoli legati al-

tures along the hole alignments, which separates the vol-

ume of rock between them.

In mechanical extraction with a demolition hammer, this

hammer (M) (Figure 11), installed on the arm (B) of an excavator

(E) at a right angle to the quarry front (F), works on the schist-

osity (S) of the rock, provoking a break-off along the plane of

schistosity itself, which is the main discontinuity. The material,

divided into irregular slabs, falls to the foot of the quarry front

and is afterwards moved to another position.

4. SUBTERRANEAN EXTRACTION

METHODOLOGY

Subterranean extraction, also referred to as tunnel extraction,

involves working inside the rocky mass, with no contact with

the outside environment except by means of access roads/

ramps. The reasons for preferring subterranean extraction may

be many and various in character: one goes under ground to

avoid the removal of huge volumes of waste material

(overburden) lying above the deposit; to follow the directionality

(if existent) of the productive body that can thus be more

profitably worked; to eliminate the difficulties tied to building

costly uphill roads or because the areas outside are heavily

fractured. There can be limits to, and constraints on, the extent

of the zone granted a permit, or the need to minimize

environmental impact, or the ability to intercept portions of

usable deposit otherwise impeded by structures than cannot

Figura / Figure 11 - Schematizzazione del metodo di coltivazione dellaQuarzite di Barge (Piemonte, Italia) con uso di martello demolitoreScheme of the extraction method for Quartzite di Barge (Piedmont, Italy)using a demolition hammerFonte / Source: Cardu, Lovera, Sassone (2000)

Figura / Figure 12 - Nomenclatura e schema della transizione tra la colti-vazione a cielo aperto e quella in sotterraneoNomenclature and scheme for the transition between opencast and sub-terranean extraction

CiglioCrest

TecchiaRoof

Coltivazione a cielo apertoOpencast quarrying

Coltivazione in sottotecchiaUnder-the-roof quarrying

Camera dicoltivazione in

sotterraneoUnderground

extractionchamber

Galleria di avanzamentoAdvancement tunnel

PilastroPillar

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l’estensione della zona rilasciata in concessione, o la necessitàdi ridurre al minimo l’impatto ambientale, o la possibilità di in-tercettare porzioni di giacimento utile altrimenti vincolate dastrutture ineliminabili (linee elettriche, strade, ferrovie, acque-dotti). In molte cave in sotterraneo, ad esempio, la discarica e-sterna viene fortemente ridotta, mentre si può utilizzare unaparte dei vuoti creati per la collocazione dello scarto. Il sotter-raneo è poi indipendente dal clima e dalle precipitazioni (Foto165), con prosecuzione delle attività senza alcuna interruzionelungo tutto l’arco dell’anno. Ancora: si ha una grossa riduzionedi polveri, rumori e macchinari alla vista in ambiente esterno,sono minori gli interventi di bonifica delle pareti a rischio dicrolli, ed è comunque minore il costo complessivo della ricom-posizione ambientale.Quali che siano le motivazioni che spingono a condurre l’esca-vazione in sotterraneo, si deve sempre tener conto che questascelta comporta generalmente maggiori oneri e che la pianifi-cazione e programmazione delle attività godono di un minornumero di gradi di libertà rispetto a quanto avviene nell’esca-

be eliminated (power lines, roads, railways, aqueducts). In

many underground quarries, for example, external dumping is

heavily reduced because portions of the hollows created can

be used to collect debris. In addition, the tunnel is unaffected

by climate and weather (Photo 165), so work can continue all

year round; there is much less dust, noise and machinery

appearing on the outside, less work is required to shore up

unstable walls and therefore it is less expensive on the whole to

recompose the quarry environment.

Whatever the reasons taking work under ground, it must always

be borne in mind that this decision is generally more expensive,

and that planning and programming work is afforded less

freedom than in opencast extraction. Beneath the ground, work

is perforce more rigid; there are constraints deriving from the

walls, because the rock limits the work area both above and to

the sides, the available space is quite reduced and there is an

overhead roof whose stability must be constantly checked.

Knowing the geo-mechanical characteristics of the rock be-

comes fundamental in planning subterranean extraction,

Foto / Photo 165 - Accesso ad una cava in sotterraneo (Slovenia)Access to an underground quarry (Slovenia)

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vazione a cielo aperto. Nel sottosuolo il lavoro è forzatamentepiù rigido: ci sono i vincoli derivanti dalle pareti poiché la roccialimita sia lateralmente che superiormente l’ambiente di lavoro,gli spazi a disposizione sono più ridotti, c’è la presenza di untetto incombente di cui deve essere sempre controllata la sta-bilità.La conoscenza delle caratteristiche geomeccaniche della roc-cia diventa poi fondamentale per pianificare l’escavazione poi-ché le conseguenze del comportamento della roccia scadente,sia essa escavata o, ad esempio, adibita a pilastro, non posso-no mai essere eluse. Se nei lavori a cielo aperto si può sostan-zialmente ovviare ad alcuni problemi o superare qualche diffi-coltà anche con decisioni “dell’ultimo momento”, in sotterra-neo le decisioni inerenti la stabilità sono indifferibili, pena graviripercussioni dal punto di vista economico e della sicurezza dellavoro; in altre parole, è indispensabile prevedere e prevenirel’insorgere delle difficoltà ed è quasi sempre necessario atte-nersi a quelle che erano le previsioni di progetto iniziali.Laddove le condizioni strutturali dell’ammasso roccioso sonocritiche è necessario procedere ad opere di rinforzo e di con-solidamento (Foto 166), costituite da chiodature, bullonature,esecuzione di pilastri ecc.; gli interventi di consolidamento co-stituiscono una voce economica di rilievo nell’esercizio di unacava ed incidono profondamente sul bilancio di questa fino acomprometterne, in alcuni casi, la redditività.Ci sono poi da considerare gli aspetti legati all’ambiente di la-voro; le cave in galleria determinano, normalmente, un genera-le peggioramento delle condizioni di lavoro, con incrementodell’umidità relativa, della concentrazione di polveri e dell’inqui-namento acustico. I correlati problemi di aerazione e ricambiovengono affrontati con l’installazione di impianti di ventilazione.Anche per l’approvvigionamento idrico ed elettrico devono es-sere predisposti adeguati impianti; voci queste che contribui-scono in misura sensibile ad elevare i costi di esercizio.Non pochi, peraltro, gli aspetti positivi; alcuni coincidono conle motivazioni, già citate, per cui si arriva ad optare per questametodologia. Altri possono essere individuati nei minori costi diripristino ambientale a fine attività, nella possibilità di riutilizzodei vuoti interni per la collocazione a discarica degli sterili, nellagià citata continuità di lavoro tutto l’anno e in una generalemaggior resa in blocchi commerciali.

Un breve cenno, infine, alle escavazioni denominate in sotto-

tecchia. Con una terminologia che si è diffusa soprattutto nellazona di Carrara, esse rappresentano la fase di passaggio trauna cava a cielo aperto ed una in sotterraneo; con la caratteri-stica però che con sottotecchia si intende perlopiù il primo sta-dio, seppur protratto, con cui l’escavazione si addentra nel gia-cimento. Le lavorazioni avvengono solo parzialmente in sotter-raneo, in zone ove però giunge ancora la luce esterna.

Le coltivazioni in sotterraneo adottate nei diversi materiali pre-vedono che i vuoti lasciati dall’escavazione si alternino neces-sariamente a delle zone lasciate in situ. Questo implica cheporzioni importanti del giacimento siano sacrificate, a detri-mento del recupero minerario, ma ciò è assolutamente indi-

because the consequences of poor rock behavior, whether

extracted or, for instance, used as pillars, can never be

excluded. While in opencast work one can substantially remedy

certain problems or overcome certain difficulties with “last-

minute” decisions, in tunnel quarries any decisions regarding

stability cannot be postponed unless you want grave reper-

cussions from the financial and workplace-safety standpoints.

In other words, it is indispensable to foresee and prevent

difficulties from arising, and it is almost always necessary to

stick to the initial project predictions.

Wherever the structural conditions of the rocky mass are critical

it is necessary to undertake reinforcement and consolidation

work (Photo 166), such as nailing, bolting, creating pillars, etc.;

consolidation work is a costly heading in running a subter-

Foto / Photo 166 - Opere di consolidamento a tetto di una galleria inmarmo cristallino (Alpi Apuane, Italia)Consolidating the roof of a tunnel quarry of crystalline marble (ApuanAlps, Italy)

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ranean quarry and has such great weight on its budget that it

may, in some cases, preclude profitability.

And then you have to consider the aspects tied to the

workplace: normally, tunnel quarries worsen work conditions,

with increases in relative humidity, dust concentration and

noise.

The correlated problems of aeration and change of air

require the installation of ventilation systems. And adequate

installations are necessary for power and water supply, all of

which sensibly contribute to raising running costs.

On the other hand, there are quite a few positive aspects,

some of which coincide with the previously stated reasons

for going under ground.

Others can be found in lower costs of environmental re-

clamation when work has concluded, in the ability to reuse

internal hollows for dumping waste, in year-round work and

in generally higher yield in commercial blocks.

Finally, a brief mention of the work known as “under-the-

roof” (in Italian, in sottotecchia). This term is common

above all in the Carrara basin, and stands for the stage of

passage between an opencast quarry and a subterranean;

with the characteristic, however, of under-the-roof meaning

mainly the first stage, albeit protracted, in which extraction

enters a tunnel. Work is done only partly beneath the ground,

and in areas still reached by sunlight.

The tunnel methods used for different materials entail

alternating the hollows left from extraction with zones left in

place. This means that large portions of the deposit will be

sacrificed, to the detriment of mining recoup, but it is

absolutely indispensable to stability.

There is no one prevalent model for the quarry layout

developed in current tunnel work; there are some basic rules,

but essentially every deposit shows independent methods of

development. In absolutely generalized l ines we can

distinguish two main types of layout: extraction creating

chambers and diaphragms and extract ion creat ing

chambers and pillars.

These two types do not represent different types of work, but

different quarry configurations, which depend on each

deposit’s characteristics; in fact, the latter is often an

evolution of the former (Figure 13).

There are chambers and diaphragms when the hollows and

the rock left in place alternate in an elongated form. When

the hollows are dimensionally superior to the supports left in

place, this is known as chambers and pillars.

This last can derive from the first when the diaphragms are

partially recouped (Figure 13), or can be imposed as a design

decision right from the start. What distinguishes each quarry

is the size, shape (square base, rectangular base, base

tapered towards the top, etc.) and the distribution of the

pillars (aligned, staggered, random, etc.) – three parameters

that can be better appreciated only by examining some

concrete cases.

Today, many subterranean quarries have reached huge

spensabile ai fini della stabilità. Non esiste un modello preva-lente cui ricondurre la geometria sviluppata nelle attuali esca-vazioni in galleria; vigono alcune regole-base ma, sostanzial-mente, ogni giacimento mostra modalità di sviluppo autonome.In linea assolutamente generale si possono riconoscere dueprincipali tipi di geometrie: la coltivazione per camere e dia-frammi e quella per camere e pilastri. Questi due tipi nonrappresentano tanto metodologie differenti tra loro, bensì con-

figurazioni diverse della cava in funzione delle caratteristiche diogni giacimento; infatti il secondo tipo costituisce spesso l’e-voluzione del primo (Figura 13). Si ha una coltivazione per ca-

mere e diaframmi quando vuoti e roccia lasciata in posto si al-ternano in forma allungata. Quando i vuoti sono dimensional-mente superiori ai sostegni che vengono lasciati in situ, si parladi coltivazione per camere e pilastri.Questa configurazione può derivare da quella con camere ediaframmi, per parziale recupero di questi ultimi (Figura 13) ov-vero essere impostata come scelta progettuale fin dall’inizio.Cosa caratterizza ogni singola cava è proprio il dimensiona-mento, la forma (a base quadrata, a base rettangolare, rastre-mati verso l’alto ecc.) e la distribuzione dei pilastri (allineati,sfalsati, casuali ecc.), tre parametri che possono essere ap-prezzati meglio solamente esaminando alcuni casi concreti.Molte cave in sotterraneo hanno oggi raggiunto dimensioniragguardevoli con vuoti dell’ordine delle centinaia di migliaia di

Figura / Figure 13 - Schematizzazione della topografia sotterranea:Scheme of subterranean topography:

A = camere (C) e pilastri (P); i pilastri sono allineatichambers (C) and pillars (P); the pillars are aligned

B = pilastri allungati (diaframmi, P) e camere allungate (V)elongated pillars (diaphragms, P) and elongated chambers (V)

C = dalla configurazione B, parziale recupero (R ) dei pilastri allungati.I pilastri finali sono sfalsatifrom configuration B a partial recoup (R) of the elongated pillars. The final pillars are staggered

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Foto / Photo 167 - Camera di notevoli dimensioni; coltivazione per grandi bancate, con ciclo eguale a quello dell’escavazione a cielo aperto (Carrara, Italia)Very large chambers; big-bench extraction with a cycle similar to opencast (Carrara, Italy)Fonte / Source: Buffoni, Giannelli, I giganti di marmo

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metri cubi e sviluppi complessivi dell’ordine dei chilometri dentroi fianchi delle montagne (Foto 167) o al di sotto del piano campa-gna. Al loro interno le operazioni si svolgono come a cielo apertocon abbattimento di grosse bancate, gradonatura e creazione dirampe di raccordo tra le diverse zone in lavorazione.

Attualmente, la coltivazione in sotterraneo è ristretta a un numeromolto limitato di aree ed è geograficamente concentrata in po-chissimi paesi. Tra di essi, l’Italia svolge – di fatto – ancora unruolo di riferimento, vuoi per il maggior numero di coltivazioni inessere, vuoi per la gamma diversificata dei materiali escavati,vuoi per una maggior esperienza acquisita fin dai tempi storici.Le motivazioni della scarsità di cave in sotterraneo sono molte-plici ma certamente la minore immediatezza rispetto al cielo a-perto, l’entità dei rischi connessi con il lavoro sotto a un tetto diroccia e, non ultimo, le limitazioni tecnologiche sul granito hannogiocato – e giocano – un ruolo importante.I materiali estratti appartengono quasi esclusivamente alla ca-tegoria dei calcarei, o a quella dei silicei a durezza moderata.Pochissimi sono attualmente i silicei a durezza elevata (quarzi-ti, graniti) escavati in sotterraneo in tutto il mondo e per ognu-no di essi le attività sono ad uno stadio poco più che iniziale,se non sperimentali.

Quanto segue costituisce una disamina necessariamentemolto rapida delle cave più conosciute, con la consueta sepa-razione tra le categorie dei diversi materiali (marmi cristallini,non-cristallini, pietre, silicei); sarà dedicata maggiore attenzio-ne alla metodologia di inizio dell’escavazione in sotterraneo, la

dimensions, with hollows along the lines of hundreds of

thousands of cubic meters and overall development of many

kilometers inside a mountain’s flanks (Photo 167) or below

the level of the countryside. Inside of them work is done as in

opencast, removing big benches, creating steps and connec-

tion ramps between the different zones being worked.

At the present time, tunnel quarries are restricted to a very

limited number of areas and are concentrated geographically in

a very few countries. Among them, Italy plays – de facto – a

reference role, due to the number it has, the diversified range

of the materials extracted from them and quarrying experience

dating from many ages past. There are many reasons why so

few underground quarries exist, but certainly their lack of

immediacy compared to the opencast, the risks involved in

working under a roof of rock and – last but not least – the

technological limitations on granite, have played, and are

playing an important role. The materials extracted belong

almost exclusively to the calcareous category, or that of the

moderately hard siliceous. At the present time very few very

hard siliceous materials (quartzites, granites) are being

extracted underground anywhere in the world, and for each of

them work is only in the initial, if not experimental, stage.

The following is a necessarily quick look at the best-known

quarries, as usual making distinctions between the different

categories of materials (crystalline marbles, non-crystalline

marbles, stones, siliceous materials).

Greater attention will be given to methods of tunnel start-up,

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Figura / Figure 14 - Schema classico di creazione del primo vuoto (“so-pravuoto” = S). PM = pannello di marmoClassic scheme for opening the first hollow (“sopravuoto” = S). PM =marble panel

Figura / Figure 15 - Schema della fase iniziale del sotterraneo: TV = tagliverticali; TO = tagli orizzontali; FT = faccia a tergo (Vedi testo)Scheme for going underground: TV = vertical cuts; TO = horizontal cuts;FT = rear side (See text)

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fase sulla quale si concentrano normalmente le domande daparte degli operatori non familiari con questo tipo di escavazione.

4.1 CAVE DI MATERIALI CARBONATICI E ASSIMILABILI

Al sotterraneo si perviene o per sviluppo in profondità di un’e-scavazione in sottotecchia o dopo aver tracciato una galleria diaccesso; il primo metodo è di gran lunga il più diffuso. Nellaprima fase di sviluppo del sottotecchia si procede all’aperturadel primo vuoto (“sopravuoto”; Figura 14) che corrisponde allaparte a tetto della futura escavazione; il primo vuoto viene ese-guito pressoché ovunque con le tagliatrici a catena le quali ef-fettuano un reticolo di tagli orizzontali e verticali per delimitareuna serie di parallelepipedi, corrispondenti ai primi futuri bloc-chi (Figura 15). Ognuno di questi parallelepipedi ha cinquefacce staccate dal deposito: una esterna, le altre quattro inter-

the stage that generally draws most questions from operators

unfamiliar with this type of work.

4.1 QUARRIES OF CARBONATE AND SIMILAR

MATERIALS

Extraction goes underground either by extending the depth of

under-the-roof work or after having traced an access tunnel;

the first method is the most common by far. In the first phase

of moving on from under-the-roof, work proceeds to opening

the first hollow (“top hollow”; Figure 14), which corresponds to

the roofed part of the future excavation.

The first hollow is created just about everywhere with chain

saws, which make a grid of vertical and horizontal cuts to

delimit a set of parallelepipeds corresponding to the first future

blocks (Figure 15).

Each of the parallelepipeds has five sides detached from the

Foto / Photo 168 - Realizzazione dello schema di taglio di cui alla Fig. 15 con tagliatrice a catenaFollowing the cutting scheme in Fig. 15, using a chain saw

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deposit: one outside, the

other four inside; the

sixth side, blocked on

the rear, is usually split

free by straining its me-

chanical resistance by

means of inserting hy-

draulic bags (the same

ones used in tipping)

into the cracks of the

cuts made between one

parallelepiped and the

next.

When its back has been

freed, the parallelepiped

(block) is harnessed with

metal cables and extrac-

ted while the operation is

repeated on all the other

blocks.

The chain saw has prov-

en to be practically ir-

replaceable in these

init ial phases and is

almost always the only

machine used (Photo

168). Normally, one tries

to make sure that the

rear side, which has to

be broken off with bags,

corresponds to a plane

that affords good rock

breakage, meaning that

the direction in which a

tunnel is opened (at a right angle to this plane) is not a

random one.

The first hollow can also be created with different, more

complicated methods, using drilling and the diamond wire. A

system used in Portuguese marble quarries and illustrated in

Figure 16 shows a combination of preliminary drilling and the

diamond wire, configured both in reversed-catenary and as a

loop (§ 2.1.1).

Having created the minimum amount of space required for

maneuvers, the first hollow can be enlarged in depth and to the

right and left; the chain saw is usually used alongside the

diamond-wire cutter, whose stretch is directed by means of

risers + flywheels.

Having reached the state of development desired for the tophollow, which, as we said, may require years of work, extraction

takes fairly different directions, depending on the type of

deposit and type of material.

Except for the need to leave some rock in place, in the form of

pillars supporting the overlying roof, the methods are not very

different from those previously described for opencast quarries;

work can be a successive detachment of big benches of

various shapes and volume, using the chain/belt and diamond-

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ne; la sesta faccia, vin-colata a tergo, viene disolito liberata per spac-co forzandone la resi-stenza mediante l’inse-rimento di cuscini i-draulici (gli stessi impie-gati nelle operazioni diribaltamento) nelle fen-diture dei tagli operatitra un parallelepipedo el’altro. Staccato il retro,il parallelepipedo (bloc-co) viene imbragato concavi metallici ed estrat-to mentre l’operazioneviene ripetuta su tutti glialtri blocchi. La tagliatri-ce a catena si r ivelapressoché insostituibilein queste fasi iniziali edè quasi sempre l’unicamacchina impiegata(Foto 168).Normalmente si cercadi fare in modo che ilpiano a tergo che deveessere rotto con i cu-scini corrisponda a unpiano che consente unabuona rottura della roc-cia, il che significa chela direzione di aperturadi un sotterraneo (orto-gonale a questo piano) non è una direzione casuale. Alla creazione del primo vuoto si può pervenire anche con me-todi diversi, invero più complessi, con impiego di perforazionee filo diamantato. Un sistema adottato nelle cave di marmoportoghese, e riportato in Figura 16, illustra la combinazione diperforazione preliminare e filo diamantato sia in configurazionea catenaria rovescia, che a cappio (§ 2.1.1). Dopo aver creato uno spazio minimo necessario a facilitare imovimenti, il primo vuoto può essere ampliato sia in profon-dità, sia a destra, sia a sinistra; la tagliatrice a catena è spessocoadiuvata dalle tagliatrici a filo diamantato la cui stesa vieneopportunamente direzionata mediante l’uso di montanti + vola-netti.Raggiunto lo stadio di sviluppo desiderato per il sopravuoto

che – per inciso – può necessitare anche anni di lavoro, l’esca-vazione segue direttrici abbastanza diverse a seconda del tipodi giacimento e del tipo di materiale. Ferma restando la neces-sità di lasciare della roccia in posto sotto forma di pilastri, a so-stegno del tetto soprastante, i metodi non si discostano tutta-via da quelli precedentemente descritti per le cave a cielo a-perto; si può cioè operare per successivi distacchi di grandibancate di varia forma e volume, impiegando congiuntamente

Figura / Figure 16 - Schema alternativo per la creazione del primo vuoto (cfr. la Fig. 15)Alternative scheme for creating the first hollow (cf. Fig. 15)Fonte / Source: Fornaro, Bosticco (1999)

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wire cutters together, or it can proceed in low steps, either with

tipping or the direct extraction of blocks. It is above all the

development of the internal topography that has to obey

rigorous design criteria in order to guarantee the stability of the

hollows, minimize the tension on the pillars and try to keep to a

minimum the consolidation and reinforcement work that might

eventually be needed.

4.1.1 “CRYSTALLINE” MARBLES

Since it is quite complex to trace work methods to a general

scheme, we will quickly review the best-known crystalline

marble quarries. In addition to the aforementioned Portuguese

marbles, on which subterranean extraction is still in the fairly

early stages, we can cite Apuan marbles (Tuscany, Italy), Lasa

marble (Alto Adige, Italy), Candoglia marble (Piedmont, Italy)

and Vermont (USA) marbles.

Apuan marbles (Carrara and neighboring zones, Tuscany,

Italy): this is the area with the highest concentration of tunnel

quarries in the world, with over 50 units at work, or 25% of the

active quarries in this zone. In Apuan quarries, once the first

hollow has been created, development tends (wherever

possible) to follow a typical job sequence, summarized in

Figure 17. In Figure 17, (a) constitutes the basic panel; stages 1

to 5 represent the initial volumes, whose removal makes it

possible to bring down 6 and 7, tipping them on the existent

quarry floor. Blocks 1 and 2 are extracted with the chain/belt

cutter, which delimits the side cuts, and with hydraulic bags,

which split off the rear. For blocks 3, 4 and 5 the rear cut is

made with the diamond wire (Photo 169). Extraction then

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tagliatrice a catena/cinghia e filo diamantato, oppure procede-re per gradino basso, sia con ribaltamento che con estrazionediretta del blocco. È soprattutto lo sviluppo della topografia in-terna a dover obbedire a rigorosi criteri di progettazione al finedi garantire la stabilità dei vuoti, minimizzare lo stato di tensio-ne sui pilastri e cercare di rendere minimi gli interventi di con-solidamento e di rinforzo eventualmente necessari.

4.1.1 MARMI “CRISTALLINI”

Poiché è abbastanza complesso ricondurre i metodi di coltiva-zione ad uno schema generale saranno passate in brevissimarassegna le cave dei marmi cristallini più noti. Oltre ai già citatimarmi portoghesi, con i quali l’escavazione in sotterraneo èancora in fase un po’ acerba, possiamo citare i marmi apuani(Toscana, Italia), il marmo di Lasa (Alto Adige, Italia), il marmodi Candoglia (Piemonte, Italia), i marmi del Vermont (U.S.A.).

Marmi Apuani (zona di Carrara e limitrofe, Toscana, Italia):è la zona che annovera la maggior concentrazione di cave insotterraneo al mondo, con oltre 50 unità attive, pari ad 1/4 ditutte le cave in esercizio in questa zona. Nelle cave Apuane,dopo aver ultimato la creazione del primo sopravuoto, l’evolu-zione tende a seguire, ogniqualvolta è possibile, una sequen-za-tipo di operazioni, riassunte nella Figura 17. Nella Figura 17,(a) costituisce il pannello-base; gli stadi da 1 a 5 rappresentanoi volumi iniziali, asportati i quali diventa possibile l’abbattimentodi 6 e 7, con loro ribaltamento sul piazzale già esistente. I bloc-chi 1 e 2 sono estratti con la tagliatrice a catena/cinghia, laquale ne delimita i tagli laterali, e con i cuscini idraulici, che nespaccano il lato a tergo. Per i blocchi 3, 4, 5 il taglio a tergo si

Figura / Figure 17 - Schema della sequenza-tipo di operazioni nella faseiniziale di escavazione in sotterraneo (area di Carrara e limitrofe, Italia).Vedi testoScheme of the typical work sequence in going underground (Carrarra andenvirons, Italy). See textFonte / Source: Fornaro, Bosticco (1999)

Foto / Photo 169 - Taglio della faccia posteriore del blocco con filo dia-mantato (Alpi Apuane, Italia)Cutting the rear side of a block with a diamond wire (Apuan Alps, Italy)

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proceeds with volumes 6 and 7, following the big-bench

scheme used in opencast.

Figure 17, (b) therefore illustrates the evolution of the system,

with the downwards repetition of the scheme just described.

In some quarries the deepening is the result of removing rock

of limited thickness, which conceptually recalls the “low step”.

From the existent base-plane the chain/belt cutter delimits the

usual grid (this time facing downwards) of cuts within which the

diamond wire can be inserted (Photo 170) and cut along the

base of the delimited parallelepipeds. The diamond-wire cutter

is arranged with its flywheel horizontal, while the usual smaller

flywheels duly orient wire trajectory to make the cut at the

bottom of the grooves created by the chain/belt cutter.

Whatever the development method chosen, the aim is ob-

viously to create the necessary maneuver room and to arrive at

stable configuration (Photo 171).

In the Apuan quarries it is not very common to find a regular

arrangement of chambers and pillars because it is frequently

necessary to follow certain lines of commercial interest (the

arabesques, for instance). Instead, one opts for fairly complex

internal topographies or, at the least, for sequences of cham-

bers separated by diaphragms. It should also be said that few

of the configurations seen today are the result of previous

design, but rather the result of opportunistic extraction.

The most common chamber sizes are along the lines of some

tens of meters (15x25; 20x30), rarely with length over 40

meters. However, some quarries have the largest hollows in the

world (170 m, with heights of 30 m).

Lasa marble (Alto Adige), Italy: on Lasa marble – a very thick

marble lens found inside schistose formations – extraction is

being carried out in two quarries, Covelano (mixed sub-

terranean – opencast) and Acqua Bianca (subterranean). The

subterranean one has developed a chamber and pil lar

configuration; chamber size is not over 20 meters. After

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effettua con il filo diamantato (Foto 169). L’escavazione proce-de poi con i volumi 6 e 7 secondo lo schema delle grandi ban-cate adottato a cielo aperto.La Figura 17, (b) illustra quindi l’evoluzione del sistema, con laripetizione, verso il basso, dello schema poc’anzi descritto.In alcune cave l’approfondimento è ottenuto asportando spes-sori limitati che, concettualmente, si riconducono al “gradinobasso”. Dal piano-base esistente, la tagliatrice a catena/cin-ghia delimita il solito reticolo (questa volta verso il basso) ditagli entro i quali può essere inserito il filo diamantato (Foto170) che provvede a recidere alla base i parallelepipedi delimi-

Foto / Photo 170 - Ribassamento del piano di lavoro: tagli verticali contagliatrice a catena, taglio orizzontale alla base con filo diamantatoopportunamente orientatoLowering the work plane: vertical cuts with a chain saw, horizontalbase cut with an appropriately oriented diamond wire

Foto / Photo 171 - Doppio accesso in sotterraneo (Carrara, Italia)Double tunnel access (Carrara, Italy)

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tati. La tagliatrice a filo viene disposta con il volano orizzontalementre i consueti volanetti provvedono ad orientare debita-mente la traiettoria del filo per eseguire il taglio in fondo ai sol-chi creati dalla tagliatrice a catena/cinghia.Indipendentemente dal metodo di evoluzione scelto, l’obiettivoè evidentemente quello di creare i necessari spazi di manovrae pervenire a una configurazione stabile (Foto 171).Nelle cave Apuane non è molto comune una disposizione rego-lare di camere e pilastri anche per la frequente necessità di se-guire alcuni livelli di particolare interesse commerciale (ad es.gli arabescati). Piuttosto si opta per topografie interne abba-stanza complesse o, tutt’al più, per successioni di camere se-parate da diaframmi. Occorre anche dire che poche delle con-figurazioni attualmente osservabili sono il risultato di una pas-sata progettazione, essendo piuttosto il risultato di coltivazioniopportunistiche.Le dimensioni più ricorrenti delle camere sono dell’ordine di al-cune decine di metri (15x25; 20x30), raramente con lunghezzemaggiori di 40 m. Alcune cave hanno tuttavia sviluppato vuotitra i maggiori al mondo (170 m, con altezze di 30 m).Marmo di Lasa (Alto Adige, Italia): nel marmo di Lasa – unalente marmifera di spessore rilevante ubicata all’interno di for-mazioni scistose – l’escavazione viene condotta nelle due cavedi Covelano (mista sotterraneo - cielo aperto) e dell’AcquaBianca (sotterraneo). Nel sotterraneo è stato sviluppata unaconfigurazione con camere e pilastri; la dimensione delle ca-mere non supera i 20 metri. Dopo la creazione del primo so-pravuoto con uso di tagliatrice a catena, nella parte alta dellaformazione verso il contatto con gli scisti, la cava si è sviluppa-ta progressivamente verso il basso; vengono eseguiti tagli di8÷10 metri, dai quali ricavare fette di tre metri di spessore conimpiego di filo diamantato. Ciò che è sorprendente, nonchéraro, è il sistema di trasporto dei blocchi fino allo stabilimentodi trasformazione; esso, infatti, comprende una teleferica, unprimo tratto di ferrovia, un piano inclinato ed un secondo trattodi ferrovia, fino all’impianto di Lasa.Marmo di Candoglia (Piemonte, Italia): impiegato solo perrestauro ed applicazioni al Duomo di Milano (Italia), costituisceun orizzonte di circa 22 metri, a giacitura raddrizzata (verticale)compreso tra rocce di altra natura, improduttive. La cava, a-perta su un versante di zona montagnosa, segue la geometriadel corpo marmoreo, addentrandosi nel versante per circa 100m e sviluppandosi in altezza per circa 35 metri (Figura 18). Alsuo interno l’escavazione avviene per abbattimento di grandibancate di lunghezza media 10÷12 m, altezza 5 m, e profon-dità 3 m. La tecnologia impiegata è il filo diamantato, tanto intaglio primario come in riquadratura. La cava si caratterizza perun imponente sistema di consolidamento e sostegno, costitui-to da strutture in cemento armato a tetto della galleria, e da ti-ranti. La stabilità è mantenuta costantemente sotto controlloattraverso un esteso sistema di monitoraggio.

4.1.2 MARMI “NON CRISTALLINI”

Tra i materiali ricadenti in questo gruppo, quelli estratti in sot-terraneo appartengono sostanzialmente a due categorie: i cal-

creating the first hollow with the chain cutter in the upper part

of the formation towards contact with the schist, the quarry

progressively developed downwards. Cuts of 8 to 10 meters

are made, from which to get three-meter-thick slices with the

diamond wire. What is surprising, as well as rare, is how the

blocks are taken to the processing plant: they are hauled first

on an aerial tramway, then on a stretch of railway, an inclined

plane and finally on a second stretch of railway down to the

plant in Lasa.

Candoglia marble (Piedmont, Italy): used solely for

restoration on the Duomo in Milan, Italy, it consists of a horizon

of about 22 meters, in a straightened position (vertical) between

unusable rocks of another nature. The quarry, opened on a

mountainside, follows the geometry of the marble body,

entering the slope for about 100 meters and rising in height

about 35 m (Figure 18). Inside, extraction is by means of

removing big benches with average length of 10 to 12 m,

height of 5 m and depth of 3 m. The technology used is the

diamond wire, in both primary cuts and squaring. The quarry

features an impressive consolidation and support system

consisting of structures in reinforced concrete on the ceiling of

the tunnel and tie-rods. Stability is constantly monitored.

4.1.2 “NON-CRYSTALLINE” MARBLES

Among the marbles falling into this group, those extracted

underground belong essentially to two categories: limestones

and green marbles (ophicalcites). Subterranean non-crystalline

marble quarries see – if one can say so – the participation of

the biggest number of countries: Italy, Croatia (Photo 172),

France, Slovenia and Spain. In this case, too, we will briefly

Figura / Figure 18 - Sezione longitudinale della “Cava Madre” diCandoglia (Piemonte, Italia)Longitudinal cross-section of the “Mother Quarry” of Candoglia(Piedmont, Italy) Fonte / Source: Fornaro, Bosticco (1999)

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describe a few situations of particular interest, in part because

they relate to older quarries and are thus fairly indicative of the

principal problem of tunnel work – stability.

In northwestern Italy (the Aosta Valley) are extracted two green

marbles, Verde Patrizia and Verde San Nicolaus; the VerdePatrizia quarry (Photo 173) is configured in chambers and

pillars (with both square and rectangular bases), with the pillars

much smaller than the chambers. The hollow are between 12

and 20 meters high and inside the tunnel two steps for big

benches are being worked, with a 6-meter riser. The cycle is

the classic one of bench isolation, tipping and cutting into

commercial blocks. The technology used is the diamond wire,

although in the initial stages of some sections great use was

made of the chain cutter.

The Verde San Nicolaus quarry, instead, has a chamber and

diaphragm configuration, an arrangement that foresees

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cari e i marmi verdi (oficalciti). Le cave di marmi non cristalliniin sotterraneo vedono – se così si può dire – la partecipazionedi un numero di paesi maggiore: Italia, Croazia (Foto 172),Francia, Slovenia, Spagna. Anche in questo caso saranno bre-vemente descritte alcune situazioni ritenute di interesse parti-colare, anche perché relative a coltivazioni condotte da tempipiù lunghi e quindi abbastanza indicative di quello che è il prin-cipale problema del sotterraneo, cioè la stabilità.Nel nord-ovest dell’Italia (Valle d’Aosta) sono coltivati duemarmi verdi, il Verde Patrizia e il Verde San Nicolaus; nella cavadi Verde Patrizia (Foto 173) si ha una configurazione per came-re e pilastri (a base sia quadrata che rettangolare), con questiultimi di dimensioni nettamente inferiori a quelle delle prime. Ivuoti hanno un’altezza compresa tra i 12 e i 20 metri e, all’in-terno del sotterraneo, sono in coltivazione due gradoni pergrande bancata, di alzata 6 metri. Il ciclo è quello classico diisolamento della bancata, ribaltamento e ritaglio in blocchicommerciali. La tecnologia impiegata è il filo diamantato anchese si è fatto largo uso, nelle fasi iniziali di alcuni settori, della ta-gliatrice a catena. La cava di Verde San Nicolaus sviluppa invece una configura-zione con camere e diaframmi, una disposizione che prevedecamere e pilastri allungati ed affiancati. I vuoti sono più bassirispetto alla cava di Verde Patrizia nella parte iniziale, poi piùprofondi nella zona più interna. L’avanzamento in galleria av-viene secondo quanto descritto nel § 4.1, o con piccole varia-zioni. Le tecnologie sono sia il filo diamantato, sia le tagliatrici acatena, in entrambe le versioni da cielo aperto e da galleria.Un materiale rinomato è il Portoro, calcare criptocristallino nerocon venature dorate, da tempo apprezzato per il suo valore estetico e decorativo. I giacimenti di Portoro sono costituiti daorizzonti di pochi metri di spessore (mai superiore ai 20 metri),stratificati, e non sempre continui lateralmente; i corpi appar-tengono ad una successione di rocce fortemente piegate, econ inclinazioni anche notevoli (oltre 45°-50°). L’escavazione in

Foto / Photo 172 - Cava di Kanfanar (Croazia): dimensionamento deipilastriKanfanar quarry (Croatia): pillar sizing

Foto / Photo 173 - Accesso alla cava di Verde Patrizia (Valle d’Aosta,Italia)Access to the Verde Patrizia quarry (Valle d’Aosta, Italy)

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sotterraneo (Foto 174) sfrutta tutto lo spessore di questi corpidei quali deve però seguire completamente la giacitura, condifficoltà quindi di non poco conto. Si ha un’alternanza di ca-mere e pilastri senza un preciso ordine, rispondenti più a criteridi opportunità che di progettazione preventiva. La coltivazioneprevede sempre una galleria iniziale realizzata al tetto dellabancata per la quale si continua, purtroppo, a far uso di esplo-sivo, con danneggiamento indotto nelle compagine rocciosa.Creato il primo sopravuoto, la coltivazione procede verso ilbasso con impiego di filo diamantato, con il quale vengono ef-fettuate tutte le successive fasi. Si tratta di uno dei pochi mate-riali con i quali è stato protratto anche l’uso del filo elicoidale,usato per lunghissimo tempo prima del diamantato, e tuttorautile per alcune operazioni particolari.Nella penisola d’Istria (Croazia) è di interesse l’estrazione insotterraneo del materiale commercialmente denominatoKanfanar. Il materiale è un calcare stratificato avente spessoreutile di circa 7 metri, e disposto con una debolissima inclina-

elongated and side-by-side chambers and pillars. In its initial

part the hollows are lower than in the Verde Patrizia quarry,

then deepen in the innermost part. Tunnel advancement is as

described in § 4.1 or with small variations. The technologies are

both the diamond wire and the chain cutter, in the opencast

and tunnel versions.

A material of renown is Portoro, a cryptocrystalline black

limestone with golden veining, long admired for its beauty and

decorativeness. Portoro deposits consist of horizons a few

meters thick (never more than 20), stratified, and not always

continuous on the sides; the bodies belong to a sequence of

heavily folded rocks with quite sharp-angled inclinations (more

than 45 to 50°). Underground extraction (Photo 174) exploits

the whole depth of these bodies, but must totally follow their

position, creating some heavy difficulties. There is an alter-

nation of chambers and pillars in no precise order, responding

more to opportunity criteria than to previous design. Extraction

always foresees an initial tunnel cut into the roof of the bench,

Foto / Photo 174 - Veduta parziale del sotterraneo di una cava di Portoro (Liguria, Italia)Partial view of the tunnel in a Portoro quarry (Liguria, Italy)

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zione (circa 5°) rispetto all’orizzontale. A tetto è sovrastato daaltre formazioni improduttive, per oltre 12÷15 metri, che hannosuggerito lo sviluppo in sotterraneo. La cava presenta un’alter-nanza di vuoti e di pilastri (ma anche diaframmi) che, pur nellaloro irregolarità dettata dall’ubicazione delle fratture, tutte sub-verticali e con aperture anche fino a 50 cm, mostrano inveceuna certa regolarità. L’aspetto dall’esterno ripropone anch’es-so questa regolarità (Foto 175); la “luce” iniziale all’entrata diogni vuoto è di m 5,6x4,2. La coltivazione inizia secondo loschema di pannello-base precedentemente descritto, cioè conimpiego di tagliatrice a catena, cui si associa, nella fase di ta-glio a tergo, il filo diamantato; il ciclo è quello dell’estrazionediretta del blocco, senza ribaltamento.

4.2 CAVE DI PIETRE

Tra i materiali ricadenti nell’eterogeneo gruppo delle pietre,quelli estratti in sotterraneo vedono prevalere le calcareniti e le

and unfortunately explosives are still used for this work, with

damage to the rocky mass. Once the first hollow has been

created, work proceeds downwards with the diamond wire,

used for all the subsequent phases. This is one of the few

materials on which there was protracted use of the helical wire,

used for a very long time before the diamond and still useful for

some particular jobs.

On the Istria Peninsula (Croatia) there is interesting subter-

ranean extraction of a material commercially known as

Kanfanar. This is a stratified limestone with usable thickness of

about 7 meters, positioned with a very slight (about 5°) incline

from the horizontal. Overlying its roof are unproductive

formations in a thickness of over 12 to 15 meters, which were

the cause of going under ground. The quarry is an alternation of

chambers and pillars (but also diaphragms), which, while

irregular due to the location of fractures – all nearly vertical and

with cracks of even 50 cm – still have a certain order. Its

appearance from the outside also reflects this regularity (Photo

Foto / Photo 175 - Veduta parziale esterna della cava di Kanfanar (Croazia)Partial external view of the Kanfanar quarry (Croatia)

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ardesie, subordinatamente le rocce di tipo conglomeratico.Sono poi da enfatizzare due esempi molto importanti di colti-vazione su quarziti che, date le loro caratteristiche (lucidabilità,composizione, durezza) vengono descritte a parte, nel para-grafo che segue, dedicato ai materiali silicei.Le coltivazioni di ardesia, un materiale notoriamente molto fis-sile e con un verso molto marcato, sono fortemente condizio-nate dalla giacitura degli strati (Foto 176). Nelle cave dellaLiguria (Italia), dopo la creazione di un primo vuoto al tetto delgiacimento usando l’esplosivo, è adottato il metodo delle ca-

175); the initial span at the entrance to each hollow is 5.6x4.2

m. Work begins on the basis of the base-panel previously

described, i.e., using a chain saw which, in the rear-cut stage,

is joined by the diamond wire; the cycle is direct block

extraction, with no tipping.

4.2 QUARRIES OF STONES

Of the materials belonging to the heterogeneous group of

stones, those extracted underground are primarily the

Foto / Photo 176 - Coltivazione per gradino basso in cava in sotterraneo di ardesia (Liguria, Italia)Low-step subterranean slate extraction (Liguria, Italy)

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mere con pilastri, spesso sfalsati, la cui applicazione è semprefacilitata quando il verso dell’ardesia è orizzontale o moderata-mente inclinato. Oltre i 40°÷45°si procede con un metodo afossa detto a “cannone”. È da segnalare come la struttura in-terna dell’ardesia talora faciliti molto un’escavazione per fettediscendenti, analogamente a quanto descritto per il cielo aper-to, con la creazione di gradoni a pedata orizzontale e alzataverticale. Infatti, pur essendo il giacimento molto inclinato(Figura 19) non è questa inclinazione (marcata dai contatti tra Ce D, e tra D e T in Figura 19) a guidare l’escavazione (come av-verrebbe, ad esempio, in un calcare) bensì la scistosità internaall’ardesia (marcata da D sempre in Figura 19), che ne determi-na la facile suddivisibilità.Poiché questa scistosità interna è una superficie debolmenteinclinata, se non orizzontale, essa consente l’escavazione per

calcarenites and the slates, less often the rocks of the

conglomerate type. And to be stressed are two very important

examples of work on quartzites, which, given their charac-

teristics (polishability, composition, hardness) will be described

apart in the following section on siliceous materials.

Quarries of slate, a notoriously fissile material that also has a

very marked verso, are heavily influenced by strata position

(Photo 176). In the quarries in Liguria, Italy, after creating a first

hollow in the roof of the deposit with explosives, the method of

choice is chambers and pillars, often staggered, and facilitated

when the verso of the slate is horizontal or moderately inclined.

When it is over 40 to 45°, one proceeds with a ditch method

known as the “cannon”. It should be mentioned that slate’s

inner structure is often of great help to descending slice

extraction similar to that described for opencast, with the

creation of horizontal treads and vertical risers. In fact, although

the deposit may be heavily inclined (Figure 19) it is not this slope

(marked by the contacts between C and D and between D and

T in Figure 19) that guides extraction (as it would be for aFigura / Figure 19 - Schematizzazione di alcune cave in sotterraneo diardesia (Liguria, Italia):Scheme of some underground slate quarries (Liguria, Italy): A = apertura con esplosivo

opening by blastingB = coltivazione a gradini, solitamente bassi

step (usually low) extractionC = letto del livello di ardesia sfruttabile

bed of the level of exploitable slateD = suddivisibilità principale dell’ardesia

main slate cleavabilityR = accumulo di sfridi e sterili di escavazione

accumulation of extraction wasteT = tetto del livello di ardesia sfruttabile

ceiling of the exploitable level of slateLa creazione dei banchi B, a base suborizzontale, è grandemente favoritadall’esistenza della superficie D, che deve essere assecondata con i tagliThe creation of benches B, with a nearly horizontal base, is greatly aidedby the existence of surface D, which cutting must followFonte / Source: Fornaro, Bosticco (1999)

Foto / Photo 177 - Veduta parziale di una cava di ardesia in sotterra-neo (Leon, Spagna)Partial view of a subterranean slate quarry (Leon, Spain)

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fette discendenti orizzontali, con creazione di un gradino bassoe produzione diretta di blocchi, senza alcun ribaltamento. Latecnologia principe è la tagliatrice a catena, spesso in versionisenza binario, con utensili riaffilabili e braccio di lunghezza limi-tata. Sempre nell’ambito delle ardesie, è poi sicuramente damenzionare la coltivazione in sotterraneo dell’ardesia nera, agrana molto fine, della zona di Odollo-Llamas (Bierzo, provinciadi Leon). In questa cava, sicuramente l’escavazione in sotterra-neo più importante della Spagna, sono stati sviluppati vuoti didimensioni ragguardevoli (Foto 177 e 178).Tra le pietre a dominante calcarea, si possono ricordare laPietra di Vicenza (Veneto, Italia), la Pietra di Finale (Liguria,Italia), la Pietra di Saltrio (Lombardia, Italia, cave abbandonate),la Beig Serpiente (Murcia, Spagna), il Rojo Ereno (Pais Basco,Spagna), il Gris Deva (Pais Basco, Spagna, inattiva), la Pietra di

Lecce (Puglia, Italia, cave abbandonate), alcune pietre francesie inglesi, e poche altre ancora, di minore importanza. Si può in-

limestone, for instance) but, instead, the inner schistosity of

slate (marked by D, again in Figure 19), which determines its

easy cleavability. Since this inner schistosity is a slightly

inclined surface, when not horizontal, it permits extraction by

descending horizontal slices, with creation of a low step and

direct block extraction without tipping. The main technology is

the chain saw, often in rail-less versions, with tools that can be

sharpened and a short arm. And in the slate context is it surely

worth mentioning the underground extraction of a black, very

fine-grained slate in the zone of Odollo-Llamas (Bierzo,

province of Leon, Spain). Definitely Spain’s most important

tunnel quarry, it has developed enormous hollows (Photos 177

and 178).

Among the predominantly calcareous stones, we can cite

Vicenza Stone (Veneto, Italy), Finale Stone (Liguria, Italy),

Saltrio Stone (Lombardy, Italy – quarries now abandoned), BeigSerpiente (Murcia, Spain), Rojo Ereno (Pais Basco, Spain), Gris

Foto / Photo 178 - Veduta parziale di una cava di ardesia in sotterraneo (Leon, Spagna)Partial view of a subterranean slate quarry (Leon, Spain)

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cludere in questa categoria anche il Ceppo di Grè (Lombardia,Italia), una breccia di falda fortemente cementata, a dominantecalcarea.La Pietra di Vicenza è coltivata per camere e pilastri sfalsati (ascacchiera), sviluppati sostanzialmente in orizzontale, graziealla blanda inclinazione del giacimento, di circa 10°÷20°. Lacoltivazione si sviluppa in più gallerie che si diramano dall’im-bocco, con accesso diretto a mezza costa. Le loro dimensionisono normalmente di 8 metri, con intervento di pilastri an-ch’essi di m 8x8. La tecnologia dominante è, anche in questocaso, quella della tagliatrice a catena.La Pietra di Finale ha avuto in passato uno sviluppo in sotter-raneo ben maggiore dell’attuale. La coltivazione viene effettua-ta seguendo il sistema di apertura del pannello-base già illu-strato in precedenza (Figura 17); gli scavi sono eseguiti con ta-gliatrice a catena, in versione allocata all’interno di un telaiosemovente. Successivamente alla fase iniziale, una cameracon altezza di 3 metri, le operazioni proseguono per fette oriz-zontali discendenti, facilitate dalla stratificazione suborizzonta-le del giacimento, ed estrazione diretta del blocco. Non di radola tagliatrice a filo diamantato affianca le tagliatrici a catena,sia per alcuni tagli a tergo dei blocchi, sia per alcuni tagli di estensione maggiore.La Pietra di Lecce (Puglia, Italia) fornisce un ottimo esempio dicoltivazione, ora abbandonata, con accesso al sotterraneo tra-mite pozzi verticali. L’attività in sotterraneo trovava le sue ra-gioni d’essere nello spessore di copertura da rimuovere (quasimai inferiore ai 15 metri) e nella possibilità di conservare lazona superficiale, destinandola ad attività agricole. Il piano dilavoro veniva raggiunto attraverso un pozzo verticale che par-tiva dal piano-campagna ed era baricentrico rispetto alla su-perficie di cava.A tale pozzo, chiamato “di estrazione” o “principale”, si affian-cava un secondo pozzo (il lanternino), che serviva per il pas-saggio del personale. Il pozzo principale si spingeva sino altetto della formazione produttiva, dove uno strato di buone ca-ratteristiche meccaniche (il Carparo) garantiva la portanza ne-cessaria alla copertura sovrastante. Dopo aver realizzato unprimo vuoto (la “campana”), partendo dal tetto del banco colti-vabile, si proseguiva tagliando nel banco stesso secondo unasezione di 5x5 m e per una profondità di 2 m circa. Quindisulle due pareti opposte si aprivano altrettante gallerie di testa(con sezione di 2x5 m). Si procedeva poi secondo livelli infe-riori, tagliando ed estraendo contemporaneamente il tufo consegatrici. Queste segatrici, chiamate sgrottatrici, consentivanol’avanzamento sul fondo cieco secondo una sezione rettango-lare di circa 2x5 m. I tagli orizzontali e verticali venivano prati-cati con un movimento verticale del disco opportunamentemontato su un braccio della macchina, mentre il taglio nella di-rezione di avanzamento veniva consentito dal movimento dellamacchina lungo i binari (Figura 20). Molte cave hanno così svi-luppato la loro geometria interna, talora con pilastri sfalsati, ta-lora con pilastri allineati.La casistica potrebbe evidentemente proseguire, ma è gio-coforza limitare la descrizione solo ad alcuni casi, rimandandoalla bibliografia specializzata la conoscenza degli altri.

Deva (Pais Basco, Spain – inactive), Lecce Stone (Apulia, Italy –

quarries now abandoned), some French and english stones and

some others of minor importance. In this category we can also

include Ceppo di Grè (Lombardy, Italy), a heavily cemented,

predominantly calcareous fault breccia.

Vicenza Stone is extracted from staggered (checkerboard)

chambers and pillars, essentially developed in horizontal thanks

to the bland incline of the deposit (about 10 to 20°). The quarry

has several tunnels branching off from the mouth, with direct

access from the hillside. Tunnel size is normally 8 meters, with

interspersed pillars also 8x8. In this case, too, the dominant

technology is the chain saw.

Figura / Figure 20 - A) Schema della coltivazione in sotterraneo dellaPietra di Lecce e dei tufi leccesi, in pianta e in sezioneScheme for underground extraction of Lecce Stone and Lecce tuff, in lay-out and cross-sectionB) Funzionamento della macchina di taglio a discoHow the disk saw worksFonte / Source: Toni et al. (1985)

a) Coltivazione a pilastri sfalsati / Straggered-pillar quarrying

b) Gallerie disposte a croce / Tunnels laid out like a cross

c) Sezione di una cava sul pozzo / Cross-section of a pit quarry

Legenda / Legend:

1) Copertura leggera / Thin overburden; 2) Piano di carico esterno /External loading plane; 3) Gru / Crane; 4) Pozzo / Shaft; 5) Rivesti-mento / Consolidation coat; 6) Campana / Bell; 7) “Fassa”; 8) Bancata /Bench; 9) Gallerie / Tunnels; 10) Lanternino / Access hole (or shaft)

a) Taglio orizzontale / Horizontal cut; b) Verticale / Vertical; c) Parallelo / Parallel;

sabbiesands argille

clays

“mazzaro” “chianca”

calcareniticalcarenites

calcari di letto fossiliferi / fossiliferous-bed limestones

a)

b)

c)

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4.3 CAVE DI MATERIALI SILICEI E ASSIMILABILI

Come più volte accennato, esistono estrazioni in sotterraneo disilicei ad affinità granitica o di graniti sensu stricto solo in formaepisodica o embrionale. Il motivo principale è sostanzialmenteda ricercarsi nella mancanza di una macchina equivalente aquella che è la tagliatrice a catena/cinghia per le rocce carbo-natiche o similari: ad essa, infatti, (molto più spesso alla primadelle due) si affida non solo la transizione da cielo aperto a sot-terraneo, ma anche una consistente quota della successiva at-tività in sotterraneo. In verità anche il filo diamantato può esse-re utilmente applicato, ma, soprattutto nei casi in cui il passag-gio al sotterraneo avviene da una parete verticale, la tagliatricea catena/cinghia è oggettivamente la macchina più adatta e piùappropriata.In passato sono state condotte alcune escavazioni pilota per lequali ha giocato un ruolo di primaria importanza il water-jet; aquesta tecnologia era stato infatti affidato il ruolo di sostitutadella tagliatrice a catena/cinghia, vista la sua possibilità di ope-rare comodamente i tagli “ciechi”, cioè con una sola superficielibera. La combinazione waterjet-filo diamantato avrebbe potu-to costituire l’accoppiata con cui affrontare i giacimenti di gra-nito e con la quale esordire nel tanto atteso sotterraneo. Leperplessità sul water-jet, tuttavia, hanno per il momento relega-to questa combinazione ad opzione futura e le attenzioni perprocedere in sotterraneo con i silicei si sono concentrate so-prattutto sul filo diamantato.Ed è proprio con il filo diamantato che sono stati realizzati i duepiù importanti esempi di escavazione in sotterraneo, tuttora inuna fase che può essere definita iniziale. I giacimenti sono diquarziti aventi caratteristiche di durezza e tipo di giacimento talida poter essere ragionevolmente equiparate a dei graniti s.l.Le cave sono ubicate una nello stato di Bahia (Brasile - Azul

Imperial) e l’altra in Valtellina (Lombardia, Italia). In entrambe ilpassaggio a “sottotecchia” è stato realizzato impiegando il filodiamantato in configurazione a catenaria rovescia, la modalitàdi taglio nella quale il filo viene “spinto” dentro al piano da crea-re per mezzo di pulegge e ruotini semoventi. L’esperienza brasi-liana, condotta da uno staff di tecnici brasiliani, tedeschi e por-toghesi, data già dal 1996, mentre quella italiana è più recente. Le Foto 179-187, relative alla cava italiana, evidenziano la suc-cessione di operazioni condotte per l’estrazione del primo tas-sello; per comprendere meglio il metodo usato si faccia primariferimento alla Foto 182; in essa si notano chiaramente quattrofori che materializzano la forma del tassello prescelto per l’e-strazione. Il perimetro di detto tassello è stato delimitato daquattro tagli a filo realizzati con la modalità della catenaria ro-vescia (Foto 179 e 180). Ad un terzo circa dell’altezza del tas-sello è stata realizzata una fila di fori a mezzo perforatore (Foto181); detti fori, ben visibili immediatamente al di sopra dellatesta dell’addetto (Foto 181), non erano esattamente orizzonta-li, ma leggermente inclinati verso l’alto per favorire l’espulsionedella massa rocciosa che si intendeva rimuovere con l’esplosi-vo. In seguito alla brillatura dell’esplosivo, i due terzi superioridel tassello (cioè dalla fila di fori fino al taglio orizzontale supe-

Finale Stone was worked underground much more in the past

than nowadays. Extraction follows the previously described

scheme of opening a base-panel (Figure 17); the work is done

by a chain saw, in a version housed inside a moving frame.

After the initial stage, a chamber 3 meters high, work proceeds

in descending horizontal slices, facilitated by the nearly

horizontal stratification of the deposit, and direct block

extraction. Not infrequently the diamond wire is used alongside

the chain saw, both for cuts on the rear of the blocks and for

some of greater length.

Lecce Stone (Apulia, Italy) is an excellent example of work

– now abandoned – with tunnel access through vertical pits.

The decision to go under ground was based on the overburden

that had to be removed (never less than 15 meters) and the

desire to conserve the surface areas, devoting them to farming.

The work level was reached through a vertical pit that began at

ground level and was at the center of gravity with respect to the

quarry surface. This pit, called the “extraction” or “main” pit,

was joined by a second one (the lanternino), which served for

the passage of personnel. The main pit rose to the roof of the

productive formation, where a layer with good mechanical

characteristics (the carparo) guaranteed support of the

overburden. After creating a first hollow (the “bell”), starting

from the roof of the workable bench, work proceeded by

cutting the bench itself into a 5x5 m section and to a depth of

about 2 meters. This opened head galleries (2x5 m) on opposite

walls. Work then went on to lower levels, cutting and sim-

ultaneously extracting the tuff with sawing machines. These

machines, called sgrottatrici made it possible to advance on

Foto / Photo 179

Foto / Photos 179-187 - Evoluzione della coltivazione in sotterraneo diun giacimento di quarzite (Valtellina, Italia). Vedi testoDevelopment of underground work in a quartzite deposit (Valtellina,Italy). See text

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Foto / Photo 180

Foto / Photo 181

Foto / Photo 182

Foto / Photo 183

Foto / Photo 184

Foto / Photo 185

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the blind rear in a rectangular section of about 2x5 meters. The

horizontal and vertical cuts were made with a vertical

movement of the disk mounted on the arm of the machine,

while the cut in advancement direction was made as the

machine moved along the rails (Figure 20). Many quarries have

developed their internal layout like this, sometimes with

staggered pillars, sometimes with aligned ones.

Obviously, we could continue with examples, but we are

obliged to limit them to just a few cases, referring you to the

specialized bibliography for others.

4.3 QUARRIES OF SILICEOUS AND SIMILAR

MATERIALS

As several times mentioned, the subterranean extraction of

siliceous and similarly granite-like materials or granites in the

strict sense, is only episodic or embryonic. The main reason for

this lies in the lack of a machine equivalent to what the

chain/belt cutter is for carbonate and similar rocks: in fact, this

machine (most often the chain saw) not only effects the

transition from opencast to subterranean but also does a lot of

the subsequent tunnel work. In actual fact, the diamond wire

can also be usefully applied, but, particularly in cases where

the passage to subterranean occurs on a vertical wall, the

chain/belt cutter is objectively the most suitable and ap-

propriate machine.

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Foto / Photos 188-189 - Evoluzione dello scavo di cui alle precedenti foto 179-187 dopo alcuni mesiHow the site seen in photos 179-187 developed after a few months

Foto / Photo 186

Foto / Photo 187

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riore eseguito col filo) sono stati proiettati fuori dal profilo dellaparete (Foto 183 e 184); la Foto 184 evidenzia chiaramentesulla parete verticale le tracce del filo diamantato in avanza-mento dentro alla massa rocciosa. Una volta creato lo spazionecessario per accedere all’interno, sono state eseguite leperforazioni (di cui si vede traccia nella Foto 185), che hannoconsentito l’espulsione della parte inferiore del tassello. Il pro-cesso è poi proseguito con l’allargamento della zona e la rea-lizzazione di un taglio a filo a tergo (Foto 186 e 187). Nelle Foto188 e 189 si può apprezzare l’evoluzione dello scavo neltempo.La cava brasiliana ha fatto invece impiego, fin dall’inizio, delsolo filo diamantato con il quale, oltre ai quattro tagli iniziali,mutuamente ortogonali, è stato eseguito anche un taglio incli-nato dal basso verso l’alto onde espellere un tassello superiore

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In the past there have been some pilot projects in which the

water-jet played a primary role; in fact, this technology was

used in replacement of the chain/belt cutter, given its ability to

conveniently make the “blind” cuts, that is, cuts with a single

free surface. Combining the water-jet with the diamond wire

could have been the ideal team-up for affronting granite

deposits and beginning the long-awaited tunnel work, but

perplexities concerning the water-jet have, for the time being,

relegated this combination to a future option, and attention to

going underground with siliceous has been mainly focused on

the diamond wire. And it was precisely with the diamond wire

that the two most important instances of subterranean work

were created, at present still in what could be called the start-

up phase. The deposits are of quartzites whose hardness and

deposits can reasonably liken them to granite-family materials.

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Foto / Photo 190 - Escavazione in sotterraneo allo stato iniziale; cava di quarzite Imperial Blu (Bahia, Brasile)Tunnel extraction in the start-up stage; quarry of Imperial Blu quartzite (Bahia, Brazil)

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a forma di prisma triangolare; dei fori relativi a questo taglio ri-mane traccia nella (Foto 190).Oltre ad altri pochissimi casi di tentativi e/o sperimentazioni surocce silicee, sono sostanzialmente queste le due cave che of-frono lo stato dell’arte del sotterraneo in rocce dure.

5. CENNI SUGLI ASPETTI AMBIENTALI

Se è evidente che non è possibile affrontare in modo accetta-bile gli aspetti ambientali nell’ambito di una così breve nota, èperò innegabile che di essi si deve necessariamente parlare. Gli aspetti legati alle tecnologie e metodologie hanno modi-ficato – e modificano, in maniera marcata – molti parametri tec-nici delle cave, il loro disegno, la produttività, le rese, le condi-zioni di lavoro, e i diversi costi variamente correlati ad ognunodi questi parametri. Con gli aspetti ambientali, invece, ci si trova ad interveniresulla mentalità, sul modo con cui per secoli sono state consi-derate le risorse, le relative cave, il loro sfruttamento, e le riper-cussioni subite dal territorio e dall’ambiente, dopo che le cavesono state abbandonate.V’è da dire, innanzi tutto, che il recupero ambientale, nelle cavedi lapidei di molti paesi industrializzati, non è più un’opzione; leleggi in materia sono diventate molto più rigorose, i controllipiù frequenti ed è fatto obbligo alle aziende di ripristinare lezone di escavazione abbandonate. È decisamente importante che la maggior parte degli addetti ailavori abbia ormai assimilato la necessità di un recupero am-bientale a fine attività. Anche solo cinque-sei anni fa non a-vremmo potuto scrivere queste righe. Il problema del recupero e del futuro riutilizzo delle aree sog-gette ad escavazione deve essere affrontato tenendo contoche l’attività estrattiva è una destinazione transitoria delterritorio, ancorché per periodi non brevi, e che le sue tre fasidi “preparazione”, “escavazione” e recupero”, prima del defini-tivo abbandono dell’area, devono soddisfare le esigenze diproduzione, di sicurezza e di reinseribilità del sito nel paesag-gio e nel contesto originari (Foto 191).Minore assimilazione ha invece avuto il concetto di “conte-stualità” del recupero della cava; la pretesa, cioè, che, perpoter conciliare l’attività estrattiva con altre attività sociali, lacoltivazione e il recupero debbano procedere contestual-mente. Questo concetto è stato sostanzialmente interpretatodagli esercenti solo come un “fastidio” operativo, come un ag-gravio degli oneri durante l’esercizio della cava stessa, ed è perquesto che è stato fortemente avversato. Da più parti non si èancora accettato (né compreso) che per contestualità del recu-pero si deve intendere il ripristino di quelle zone che non saran-no più interessate dall’attività e che si trovano già nelle condi-zioni per poter essere recuperate, mentre le attività proseguo-no altrove all’interno del cantiere. Il riferimento al termine “men-talità”, di cui alle righe precedenti, prende le mosse proprio daquesta cosa: infatti, la scelta di ripristinare una cava durante ilsuo stesso sfruttamento non ha mai appartenuto alla menta-lità dominante degli esercenti, ed è per questo che è indispen-sabile un deciso cambio della mentalità stessa.

One of the quarries is in Bahia, Brazil (Azul Imperial) and the

other in Valtellina (Lombardy, Italy). In both of them the

passage to “under-the-roof” was effected with the diamond

wire in the reverse-catenary configuration, the cutting mode in

which the wire is “pushed” into the plane to be created by

means of pulleys and movable wheels. The Brazilian project,

carried out by a staff of Brazilian, German and Portuguese

technicians, dates from 1996, while the Italian one is more

recent.

Photos 179-187, of the Italian quarry, show the sequence of

operations performed to extract the first plug; for a better

understanding of the method used, please look at Photo 182,

where you can clearly see four holes that materialize the shape

of the plug chosen for extraction. The perimeter of the plug

was delimited by four wire cuts made in reverse-catenary mode

(Photos 179 and 180). A row of holes was drilled at about one-

third of plug height (Photo 181); these holes, visible right above

the head of the worker (Photo 181) were not precisely

horizontal but slightly inclined upwards to favor expulsion of the

rocky mass intended for removal with explosives. After firing

the explosive, the upper two-thirds of the plug (that is, from the

row of holes to the upper horizontal cut made by the wire)

jutted out from the profile of the wall (Photos 183 and 184).

Photo 184 clearly shows, on the vertical wall, the traces of the

diamond wire advancing into the rocky mass. Once the space

was created for access to the inside, drilling was done (of

which traces can be seen in Photo 185) to permit the expulsion

of the lower part of the plug. The process continued with

enlargement of the zone and a wire cut on the rear (photos 186

and 187). In Photos 188 and 189 one can note quarry devel-

opment through time.

Right from the beginning the Brazilian quarry made use solely

of the diamond wire, which, in addition to the four initial cuts at

right angles to one another, also made an inclined cut from the

bottom up to expel an upper plug in the form of a triangular

prism; traces of the holes for this cut can be seen in Photo 190.

Aside from a few other cases of attempts and/or experiments

on siliceous rocks, these are essentially the only two quarries

offering state-of-the-art in subterranean on hard rocks.

5. NOTES ON ENVIRONMENTAL

ASPECTS

While we obviously cannot deal at length with environmental

aspects in such a brief article, it is undeniable that they must be

talked about.

Aspects linked to technology and methodology have

modified – and are markedly modifying – many technical

parameters of quarries, their layout, productivity, yield, work

conditions and the various costs correlated to each of these

parameters.

On the other hand, environmental aspects have an influence

on mentality, affecting the way in which, for centuries, people

regarded stone resources, quarries, their exploitation and the

repercussions endured by the land and the environment after

the quarries were abandoned.

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Ciò detto, il punto d’inizio di ogni attività estrattiva dovrebbeessere un Piano di Coltivazione (o documento equivalente aseconda delle normative vigenti) regolarmente approvato e,quindi, anche conforme alle prescrizioni in materia di V.I.A.(Valutazione di Impatto Ambientale). Di fatto, anche in presenzadi detto documento, si assiste alla sistematica disattenzionedelle prescrizioni in esso contenute, con una serie di conse-guenze negative che amplificano il già importante impatto am-bientale che l’attività estrattiva comunque produce.È peraltro da sottolineare che raramente la singola unità deter-mina un impatto forte; questo si ha, piuttosto, quando unostesso corpo geologico è intercettato in più punti, creando unaforte concentrazione di cave, come avviene nei bacini estratti-vi o nei comprensori.Nell’esaminare gli aspetti ambientali, risulta più appropriato di-stinguere tra quelli che si hanno durante l’esercizio di unacava e quelli alla fine delle attività.

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It should be said, first and foremost, that, in stone quarries in

many industrialized countries, environmental recoup is no

longer an optional; the laws in this regard have become much

more severe and checks more frequent and it is obligatory for

stone companies to reclaim abandoned worksites.

Of great importance is the fact that most people involved in

quarry work have now realized the need to clean up the

environment once work has ended. Even just five or six years

ago it would have been impossible to make this statement.

The problem of the recuperation and future reuse of extraction

areas can be affronted keeping in mind that quarrying is a

transitory use of the land, albeit for lengthy periods, and that

its three stages of “preparation”, “extraction” and “recu-

peration” must, prior to abandoning the area, fulfill the

requirements of production, safety and the site’s reinsertion

into the landscape and original context (Photo 191).

Meeting with more resistance is the concept of “contextual”

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Foto / Photo 191 - Vecchia zona di cava reinserita nel paesaggio originario. L’aspetto più interessante della foto è rappresentato proprio dal fatto chein essa non si riconosce alcuna traccia di pregresse attività a conferma della bontà del recuperoAn old quarry zone reinstated into the original landscape. The most interesting aspect seen in the photo is that there is no trace of former work, con-firming the excellence of the recoup

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5.1 ASPETTI AMBIENTALI DURANTE LE ATTIVITÀ

Gli aspetti più importanti da considerare durante l’eserciziodelle attività sono relativi a:– morfologia– acque (superficiali e sotterranee)– discarica– polveri– rumori, impatto acustico– vibrazioni– oli, lubrificanti, carburanti.

Morfologia: è spesso la componente più vistosa per la colletti-vità. L’impostazione progettuale deve essere finalizzata ad ot-tenere, non solo al termine della coltivazione, ma anche du-rante, una morfologia che, per quanto modificata, sia il piùcompatibile possibile e in armonia con il resto del rilievo prece-dente all’intervento. Anche in questo caso non è semplice for-nire un quadro generale poiché ogni cava fa storia a sé. Si pos-sono tuttavia avanzare alcune considerazioni. Nelle cave dipianura è giocoforza creare delle depressioni morfologiche lequali non possono essere sottratte alla vista; la cava è scarsa-mente visibile da distanza (ma, spesso, la sua discarica sì) tut-tavia da vicino l’impatto è sicuramente rilevante e non ovviabi-le. Per quanto la variazione morfologica rispetto all’originepossa essere forte, le cave in pianura offrono però più soluzioniper il loro recupero (allevamenti ittici; laghi di pesca sportiva;attività ricreative ecc.; Foto 192).Nelle cave di versante vige una regola-base: tecnicamente par-lando, non si dovrà mai invertire il naturale andamento dellecurve di livello (isoipse); se la carta topografica che si avrà allafine della vita della cava presenterà le curve di livello invertiterispetto a quelle che si avevano prima dell’inizio dei lavori, ilreinserimento nella topografia circostante non sarà pratica-mente possibile. Nel bel mezzo di un versante si può cercare di limitare gli effettideturpanti dell’escavazione lasciando una porzione di rilievonon coltivata a impedire la vista del fronte di cava. La soluzionenon sempre è attuabile e, comunque, conduce a risultati mo-desti perché, soprattutto da lontano, le parti più alte dei frontisono ancora ben visibili. Se lo sviluppo della cava è a fossa, oa pozzo, la visibilità dall’esterno è minima, ma una siffatta si-tuazione è in armonia con la morfologia solo in zone carsiche esarà normalmente di recupero molto difficile. Infine, nelle cavesommitali non si ha pressoché modo di impedire alla vista l’e-scavazione e le variazioni morfologiche (Foto 193); tuttavia,benché queste siano talvolta radicali (abbassamento di quotadi montagne), l’effetto finale è generalmente più accettabiledelle pareti verticali nude.Va da sé che l’entità dell’impatto visuale dipende moltissimodalle modalità di sviluppo della cava e dalla sua zona di inseri-mento. Esistono casi (clamorosi) di escavazioni a cielo apertoeseguite nell’ambito di formazioni con volume notevole e conmorfologia geometrica particolarmente compatta (rapporto re-ciproco molto vicino all’unità) tra le misure in pianta e quelle in

recoup of the quarry; in other words, the assertion that, to

conciliate extraction work with other social activities, extrac-

tion and recoup must proceed hand-in-hand. This concept

has been basically interpreted by operators solely as a

“nuisance”, as an increase of costs while running the quarry,

and has therefore been strongly opposed. From many parts

there has so far been no acceptance (or comprehension) of the

fact that contextual recoup actually means cleaning up the

areas no longer involved in work and already in the condition

to be recouped while work proceeds elsewhere on the site.

Our earlier reference to mentality stems exactly from this: in

fact, choosing to clean up a quarry while it is being worked

has never been a part of the mentality predominant among

operators, making it indispensable to change their thinking

itself.

This being said, the departure point for each quarry should be

a regularly approved Extraction Plan (or the equivalent, as per

the laws in force) that also conforms to E.I.E. (Environmental

Impact Evaluation) prescriptions. De facto, even with such a

document, there is systematic disregard of the prescriptions it

contains, with a whole set of negative consequences that

amplify the already heavy environmental impact that quarrying

in any case produces.

It is likewise important to underscore that rarely does a single

quarrying unit create heavy impact; rather, this occurs when

the same geological body is intercepted at several points,

leading to a heavy concentration of quarries, as happens in

extraction basins or districts.

In examining environmental aspects it is more appropriate to

make a distinction between those pertaining to quarry work

and those pertaining to work’s end.

5.1 ENVIRONMENTAL ASPECTS DURING

WORK

The most important aspects to consider during extraction work

concern:

– morphology

– water (surface and subterranean)

– dumps

– dust

– noise, acoustical impact

– vibrations

– oil, lubricants, fuel.

Morphology: for the community this is often the most blatant

component. Planning must be finalized to get, not only after

extraction, but also during it, a morphology that, while

changed, is as compatible and harmonious as possible with

how the rest of the terrain was prior to work. In this case, too, it

is not a simple task to provide an overall picture because every

quarry is a history unto itself. However, some considerations

can be made. In flatland quarries it is obvious that mor-

phological depressions will be created that cannot be hidden

from view; the quarry may not be visible from a distance

(although its dump often is) but from close up the impact is

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altezza (Afyon, Tennesse, Georgia, Marmara); questo, in prati-ca, significa che, dopo oltre cento anni di ininterrotta coltiva-zione, sugli stessi lotti di terreno compresi nei mappali delleproprietà comunali, insistono ancora le attuali unità produttive.Il loro impatto visuale è certamente importante ma proporzio-nalmente inferiore ad alcuni impatti che vengono generati dacave aperte da pochi anni e che hanno esteso la loro zona diinfluenza in maniera impressionante.Data per scontata una morfologia a gradoni, gli elementi dellegradonature vanno armonizzati in funzione del risultato finaleche si desidera ottenere e delle esigenze dell’estrazione. Lalarghezza della pedata è condizionata dalla ripidezza dellazona, ma anche dalle esigenze delle macchine operatrici utiliz-zate; l’altezza dell’alzata è determinata, oltre che dalle caratte-ristiche di stabilità della roccia, anche dalle modalità del ripri-stino della copertura vegetale prevista. Il rapporto tra le dimen-sioni dell’alzata e della pedata determinerà l’inclinazione finaledel versante; questo rapporto non dovrebbe essere superiore

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surely big and impossible to avoid. However, despite how

strong the changes may be from the original morphology,

flatland quarries offer more solutions for their recoup (fish

breeding; fishing ponds; recreational areas, etc.; Photo 192).

For hillside quarries there is a basic rule: technically speaking,

the natural curves (contour lines) of the rise must never be

inverted; if the topographical map drawn at the end of the

quarry’s life shows contours inverted from the original ones,

reinstatement into the surrounding topography will be prac-

tically impossible.

In the midst of a hillside one can try to limit the disfiguring

effects of extraction by leaving a portion of the rise not being

worked to act as a screen for the quarry front. This solution is

not always possible and in any case leads to modest results

because, especially from afar, the higher parts of the quarry

front will still be quite visible. If the quarry is developed as a

ditch or pit, visibility from the outside is minimal, but this type

of situation is in harmony with the morphology only in karst

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Foto / Photo 192 - Sito di cava (granito) recuperato e adibito a lago con allevamento di trote (Olavarria, Argentina)Granite quarry-site recouped and converted to a trout-breeding lake (Olavarria, Argentina)

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ad 1:1, se non di poco; a questo valore corrisponde infatti unainclinazione di 45° che, preferibilmente, non dovrebbe esseresuperata. Una gradonatura razionale è quella dove pedata edalzata sono entrambe 6 m; essa consente una buona sicurez-za alle macchine operatrici, rende il versante non eccessiva-mente inclinato, e permette al successivo rinverdimento di ma-scherare completamente la roccia nuda. Come nota aggiuntiva, è appena il caso di ricordare come glistrumenti e i metodi di coltivazioni più razionali per ogni cavapossano trovare una efficace sintesi ed una organizzazionefunzionale all’interno di Sistemi Informativi Territoriali (S.I.T.). Sitratta, in somma sintesi, di sistemi informatici capaci di gestireed analizzare simultaneamente parametri cartografici, descrit-tivi e numerici, e utilizzabili quindi anche per prevedere degli e-lementi che possono essere di interesse prioritario. Ad esem-

zones, and normally very difficult to recoup. Finally, when the

quarry is on a mountain crest there is practically no way to hide

work, and the morphological changes, from view (Photo 193);

however, while the latter are sometimes radical (lowering

mountain height), the final effect is generally more acceptable

than nude vertical walls.

Needless to say, the amount of visual impact depends a great

deal on the way the quarry develops and the zone in which it

lies. There are cases (outstanding) of opencast quarries in the

context of formations having enormous volumes and a geo-

metric morphology that is particularly compact (a reciprocal

ratio very close to a unit) between area and height (Afyon,

Tennessee, Georgia, Marmara); in practice, this means that,

after over one hundred years of uninterrupted work, the current

quarries are still within the same boundaries shown on old

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Foto / Photo 193 - Le cave culminali determinano la progressiva sparizione della vetta originaria delle montagneCrest quarries lead to the gradual disappearance of the original mountain peaks

pio, simulare il prosieguo di un’escavazione negli anni ed os-servare tridimensionalmente l’evoluzione dell’area: come evol-ve la discarica, come muta la morfologia, quanto risultano visi-bili i fronti da un determinato angolo di visuale ecc.

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property maps. Their visual impact is assuredly great but

proportionately less than the impact generated by quarries just

a few years old that have widened their boundaries to a great

extent.

Taking for granted a stepped morphology, the elements of the

flights should be created in harmony with the final effect one

wishes to achieve, and with extraction requirements. The width

of the tread is influenced by the steepness of the zone, but also

by the requirements of the machinery being used; riser height is

determined not only by the stability of the rock but also by the

foreseen reclamation of the plant life on the cover. The ratio in

size of riser to tread will determine the final inclination of the

slope of the hill or mountain; this ratio should not exceed 1:1,

unless by a little; this amount, in fact, corresponds to an incline

of 45°, which is preferably not exceeded. Rational step-grading

is where riser and tread are both 6 meters; this provides good

security for the machinery, makes the slope not excessively

inclined and allows for the subsequent planting of greenery to

completely mask the nude rock.

As an additional comment, it is worth mentioning that the most

rational extraction tools and methods for every quarry can find an

efficient synthesis and functional organization within Territorial

Information Systems (T.I.S.). Very briefly, these are information

systems able to simultaneously handle and analyze cartographic,

descriptive and numeric parameters, and are therefore also

usable in foreseeing the elements that may be of priority interest.

For example, simulating the progress of extraction over the years

and seeing how the area evolves three-dimensionally: how the

dump evolves, how morphology changes, how much the quarry

fronts are visible from a certain visual angle, etc.

Water (surface and subterranean): there are mainly two kinds

of action to take: decreasing consumption and limiting the

contamination of underground water. The measures taken to

limit consumption consist of recycling the water used in wet

technologies; this recycling is done by erecting temporary dikes

around the cutting zone (Photo 194), pumping out the muddy

water with an immersion pump and putting it back into

circulation. The efficiency of recycling is objectively limited by

the state of fracturing in the rock, a problem that can be

remedied very little. Where there is massive use of wet

technology, water takes on not only dust from the rock – whose

composition is obviously that of the rock itself – but other types

of residue: diamond dust, metal elements from the bonders of

the tools, ferrous and steel scoria, and oil and lubricants which

will be dealt with further on. The muddy liquid deriving from

cuts is partially ridden of its solid fraction, filtered and put back

into circulation. The moist solid fraction, called marmettola, is

collected in special big sacks (Photo 195) and stored in special

deposits for it. Only in some cases, and with previous treat-

ment, can it be used for secondary purposes in other industries.

Despite these measures and the low amount of chemical-

biological pollution in quarry water, in zones with a high con-

centration of quarries the groundwater has a hard time getting rid

of the polluting inflow, and fish and plant life can be heavily

impacted, with risks of extinction for some endemic species.

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Foto / Photo 194 - Diga temporanea per riciclare l’acqua impiegataduranti i tagli primari (Carrara, Italia)Temporary dike to recycle the water used in primary cuts (Carrara,Italy)

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Acque (superficiali e sotterranee): sono da riferire principal-mente due tipi di azioni: il contenimento dei consumi e la limi-tazione della contaminazione delle acque sotterranee. Le mi-sure adottate per contenere il consumo prevedono il riciclodell’acqua impiegata con le tecnologie a umido; detto ricicloviene eseguito mediante erezione di dighe temporanee attornoalle zone di taglio (Foto 194), prelievo delle acque torbide amezzo pompe ad immersione e reimmissione in circolo.L’efficacia del riciclo è oggettivamente limitata dallo stato difratturazione delle rocce, un elemento cui non è possibile ov-viare più di tanto. Dove l’impiego di tecnologie a umido è mas-siccio, le acque sono arricchite, oltreché dalla polvere di roc-cia, la cui composizione è evidentemente legata alla rocciastessa, di residui di vario tipo: polvere di diamante, elementimetallici dei leganti degli utensili, scorie ferrose e acciaiose, eoli e lubrificanti, di cui si riferisce oltre. La torbida liquida deri-vante dai tagli viene parzialmente privata della frazione solida,filtrata e reimmessa nuovamente in circolo. La frazione solidaumida, detta marmettola, viene raccolta in appositi sacconi(Foto 195), e stoccata in discariche. Solo in alcuni casi, previtrattamenti specifici, costituisce materia utile per impieghi se-condari in altre industrie.Nonostante queste misure e la bassa capacità di inquinamen-to chimico-biologico delle acque di cava, nelle zone ad elevataconcentrazione di cave, le falde idriche faticano a smaltire glisversamenti inquinanti, mentre fauna ittica e flora possono pa-tire pesanti conseguenze, con rischi di estinzione di alcunespecie endemiche.

Discarica: costituiscono, insieme alla morfologia s.l., l’aspettodi percezione più immediata per la collettività in quanto re-sponsabili di un impatto visuale importante (Foto 196). Il pro-blema è sentito tanto nelle zone con topografia in rilievo (Foto197) quanto in quelle a morfologia orizzontale. Nelle prime lediscariche compromettono la vegetazione, l’idrografia, la per-meabilità di superficie e, non di rado, la stabilità del nuovo as-setto che si viene a creare sui versanti. Nelle seconde, purpermanendo alcuni aspetti comuni alle cave di versante, si hasostanzialmente a che fare con vere e proprie collinette in rilie-vo e ben visibili da distanza. Il fenomeno difficilmente conoscemitigazione, se non in alcuni casi molto specifici. Nelle cave dipianura solamente la fase che precede la chiusura definitivadella cava vede normalmente una riduzione delle discariche, ilcui contenuto può essere utilmente usato per parziali riempi-menti del sito al momento della ricomposizione ambientale.Nelle cave di versante una ubicazione quanto più possibile oc-cultata della discarica, ovvero l’impegno a cercare di sottrarlaalla vista con barriere naturali o artificiali, non riduce il proble-ma dell’esistenza della stessa ma, sicuramente, ridimensionaproteste e critiche da parte della collettività. Una buona oppor-tunità è invece offerta dall’eventuale evoluzione in sotterraneo;il lavoro all’interno riduce infatti i volumi da collocare a discari-ca mentre la progressiva disponibilità di vuoti aumenta la pos-sibilità di asportare ulteriore materiale dalla discarica con ilquale colmare i vuoti stessi (Foto 198).Il riuso del materiale di scarto è comunque da ritenersi sempre

Dumps: these, together with morphology in the broadest

sense, are the aspects most immediately perceived by the

community as being responsible for heavy visual impact (Photo

196). The problem is felt as much in zones of topographical

relief (Photo 197) as in those with horizontal morphology. In the

former the dumps jeopardize plant life, hydrography, the

permeability of the surface and, fairly often, the stability of the

new set-up that has been created on the slopes. In the latter,

while some aspects common to slope quarries remain, one

basically has to do with authentic little hills quite visible from a

distance. This is very hard to change, except in some very

specific cases. In flatland quarries, the stage preceding

definitive closure normally includes a reduction in the dumps,

whose contents can be usefully utilized to partially fill in the site

when the environment is being recomposed. In hillside

quarries, striving to hide the dump from sight with natural or

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Foto / Photo 195 - Sacchi impiegati per lo stoccaggio dei fanghi di la-vorazione parzialmente disidratatiThe sacks used to store partially dehydrated work mud

una opzione aggiuntiva anche se difficilmente risolutiva, com-plici anche i bassi recuperi minerari di moltissimi giacimentiche costringono a scartare percentuali ingenti di abbattuto. Irecuperi parziali dello scarto devono considerarsi come azionidi estrema utilità, vuoi per la riduzione volumetrica delle disca-riche stesse, vuoi per il riciclo applicativo (Foto 199 e 200) deimateriali che da essa vengono tolti; è tuttavia necessario ricor-dare che con certi materiali (arenarie, calcari marnosi, calcaricon argille ecc.) detti recuperi portano a una modificazionecomposizionale delle discariche, prima costituite da materialelitico grossolano e poi arricchite in materiali fini, terrosi ed alte-rabili. Il ripristino ne è facilitato ma possono sorgere problemidi stabilità di versante.

Polveri: le principali sorgenti di polveri in cava sono la perfora-zione (Foto 201), il flame-jet, le tagliatrici a catena/disco nei

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artificial barriers does nothing to reduce the problem of its

existence but certainly helps downsize protests and criticism

from the community. A good opportunity is offered, instead,

from possible development in subterranean; work on the inside

in fact reduces the volumes that need to be dumped and the

progressive availability of empty chambers makes it possible to

take material away from the dump to fill them in (Photo 198).

The reuse of waste material is in any case always an additional

option, if not a problem solver, also due to the low mining

recoup from very many deposits, which entails dumping huge

percentages of what is removed. Partial waste recoup should

be considered work of great utility, both for the volumetric

reduction of the dumps themselves and for the applicative

recycling (Photos 199 and 200) of the materials taken from

them; however, it has to be remembered that with certain

materials (sandstones, marly limestones, clayey limestones,

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Foto / Photo 196 - L’impatto visuale delle discaricheThe visual impact of dumps

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tagli a secco, il transito di mezzi pesanti (e non) entro i cantierie sulle strade di accesso ai medesimi. Per quanto concerne laperforazione, sono impiegati sistemi di captazione e di aspira-zione in prossimità della aste e delle teste perforanti, con con-vogliamento della polvere in appositi contenitori (Foto 202). Unaiuto all’abbattimento in alcune cave viene anche dall’uso diacqua durante le operazioni di perforazione. Al di là del nocu-mento recato agli addetti in termini di igiene e sicurezza sul la-voro (aspetti non esaminati in questa nota), sicuramente rile-vanti nelle cave di silicei e di materiali contenenti minerali fi-brosi, le polveri sono preda dei venti dominanti e sono sogget-te a ricaduta, con possibili fastidiosi accumuli in aree urbaniz-zate. Le polveri prodotte dai mezzi di trasporto possono esse-

etc.), such recoups lead to a compositional modification of the

dumps, first constituted by coarse stone materials and then

added to with fine, silt-bearing and alterable materials. Cleanup

is facilitated, but problems with slope stability may arise.

Dust: the main sources of dust in a quarry are drilling (Photo

201), the flame-jet, chain/disk saws when cutting dry, the

transit of heavy (and light) vehicles through the worksite and on

their access roads. Where drilling is concerned, there are

methods to collect and suck in dust in proximity to the rods

and drilling heads, conveying the dust to special containers

(Photo 202). An aid to abatement in some quarries comes from

using water during drilling. Aside from harmfulness to workers

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Foto / Photo 197 - La vista aerea di aree intensamente sfruttate evidenzia bene il problema dell’impatto visuale delle discaricheAn aerial view of heavily exploited areas gives a good indication of the visual impact of dumps

re abbattute, almeno all’interno dei cantieri, con mezzi distribu-tori di acqua (Foto 203) mentre per le polveri sollevate dalflame-jet, oltremodo nocive per gli operatori alla macchina, nonesistono sistemi efficaci di abbattimento e convogliamento. Trale tagliatrici a catena/disco, da richiamare la già menzionatacoclea (§ 2.1.2) di alcuni modelli di tagliatrice a catena la quale,seguendo il procedere del taglio, ovvia soddisfacentemente alproblema.

Rumori, impatto acustico: se, all’interno dei cantieri, tutte lemacchine devono rispondere alle normative specifiche in temadi rumori, all’esterno ci possono tuttavia essere propagazioni dirumori anche molto fastidiose, con un impatto acustico impor-

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Foto / Photo 198 - Riempimento parziale dei vuoti dell’escavazione insotterraneo con gli scarti di lavorazione (Carrara, Italia)Partially filling subterranean hollows with work waste (Carrara, Italy)

Foto / Photo 199 - Vagliatura e selezione granulometrica del materialedi scarto eseguita direttamente sul piazzale di cava (Carrara, Italia)Sorting debris by grain size directly on the quarry site (Carrara, Italy)

Foto / Photo 200 - Produzione di granulati e pietrischi a piè di cava(Carrara, Italia)Producing granulates and shards at the foot of the quarry (Carrara, Italy)

Foto / Photo 201 - Polveri e gas prodotti in perforazione durante la ri-quadratura blocchiDust and gases produced by drilling in block squaring

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tante anche fino ai centri abitati. In tema di macchine si puòtranquillamente affermare che tre tecnologie, sopra ogni altracosa, hanno fatto la differenza: il filo diamantato, la tagliatri-

in terms of workplace health and safety (not dealt with in this

article) – surely great in quarries of siliceous and materials

containing fibrous minerals – dust is prey to the dominating

winds and there can be fallout, with bothersome accumulations

in urbanized areas. The dust raised by vehicles can be abated,

at least inside the worksites, by water sprinklers (Photo 203),

while for the dust created by the flame-jet, extremely harmful to

machine operators, there are no efficient systems of abatement

and conveyance. Where chain/disk cutter are concerned, there

is the previously mentioned Archimedean screw (§ 2.1.2) on

some models of chain saw which, following the cutting

procedure, satisfactorily solves the problem.

Noise, acoustical impact: if, within the worksites, all the

machines have to conform to specific noise standards, outside

of them a lot of really annoying noise can be created, with

acoustical impact even on neighboring towns. In terms of

machinery, it can be confidently stated that three technologies,

more than anything else, have made the difference: the

diamond wire, the chain saw and expansion mortar. The first

two truly confine work noise only to the quarry; the third,

necessarily dependent on drilling (which is the real source of

noise) is noteworthy for impact significantly inferior to the

technology proposed as an alternative: blasting. It should be

noted that, almost paradoxically, the situation of minimal

acoustical impact for the outside environment and/or

community – underground extraction – creates the most incon-

venience for personnel, with an amplification of the noise level

due to the total confinement of the work environment and noise

echoing in and bouncing off the chamber walls.

Vibration: leaving aside the vibrations felt by operators when

using certain machines (of pertinence to workplace health and

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Foto / Photo 202 - Unità di perforazione dotate di dispositivi di cap-tazione e convogliamento delle polveriDrilling unit equipped with apparatus to collect and convey away dust

Foto / Photo 203 - Distribuzione di acqua come misura di mitigazioneper ridurre le polveri sospese nell’area di cavaSprinklers help to reduce the dust suspended in the air

ce a catena, le malte espansive. Le prime due confinano real-mente alla sola cava il rumore delle operazioni di escavazio-ne; la terza, dipendendo necessariamente dalla perforazione,che è la vera sorgente del rumore, si segnala per un impattonettamente inferiore a quello della tecnologia cui si proponecome alternativa, l’esplosivo. Da notare come, quasi para-dossalmente, la situazione di impatto acustico minimo perl’ambiente esterno e/o la collettività – l’escavazione in sotter-raneo – corrisponde a quella di massimo disagio per gli ad-detti, con amplificazione dei rumori dovuta al totale confina-mento dell’ambiente di lavoro e ad effetti di eco e riverberodalle pareti delle camere.

Vibrazioni: tralasciando le vibrazioni sofferte dagli operatorinell’impiego di alcune macchine, di pertinenza degli aspetti diigiene e sicurezza sul lavoro, le vibrazioni di interesse comples-sivo a fini ambientali sono quelle connesse all’uso di esplosivi.Occorre dire che non si tratta di un fenomeno particolarmenterilevante tuttavia può essere causa di innesco di fenomeni se-condari (subsidenze, movimenti di suolo, fastidi agli animaliecc.). Al problema non c’è soluzione se non l’abbandono del-l’uso dell’esplosivo in favore di altri sistemi non generatori di vi-brazioni.

Oli, lubrificanti, carburanti: i problemi ambientali legati a que-ste sostanze derivano sostanzialmente dall'immissione in faldadi prodotti fortemente inquinanti e ad elevatissima dispersione.Se consideriamo che 10 microgrammi (10 milionesimi di gram-mo) di olio tolgono la potabilità a un litro d’acqua, si compren-de facilmente come il problema dei lubrificanti sia tra quelli dimaggiore importanza. Ogni kg di olio infiltratosi nel sottosuolopuò rendere non potabili 100.000 metri cubi d’acqua, con icorrelati problemi economici per tutta la collettività. In tema dioli, lubrificanti e carburanti le norme da seguire possono appa-rire elementari, tuttavia sono spesso disattese da numerosi o-peratori. Per quanto concerne le cisterne di carburante è op-portuno sostituire i dispositivi di rifornimento primordiali (nor-mali rubinetti, tubi volanti) con pompe erogatrici a pistola. I ser-batoi devono essere contenuti in bacini impermeabili, di capa-cità pari almeno al volume stoccato e muniti di pozzo disolea-tore. Quando i serbatoi sono in un bacino chiuso sono suffi-cienti un’opportuna pendenza del fondo e una valvola di scari-co con dispositivo di raccolta. Va da sé che l’ubicazione diqueste infrastrutture deve essere al riparo da zone di possibilifrane e/o dissesti, onde evitare incidenti rilevanti, già verificati-si. Per quanto concerne la manutenzione dei mezzi meccanicisarebbe sufficiente allestire un’area apposita, impermeabile,nella quale poter effettuare rabbocchi, cambi d’olio, riparazionie quant’alto, senza incorrere nel rischio che importanti quantitàdi liquidi si infiltrino nel sottosuolo. Gli oli esausti devono esse-re stoccati in appositi bidoni e recipienti (Foto 204), provveden-do alla loro frequente riconsegna ai consorzi (in alcune zoneobbligatori) per gli oli usati. Si rammenti che l’olio usato, inconseguenza delle alte temperature a cui ha lavorato, aumentadi decine di volte la concentrazione di sostanze cancerogene(idrocarburi policiclici aromatici, nitrosamine). Infine, ma non

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217

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safety), the vibrations concerned in environmental impact are

those connected with the use of explosives. It should be said

that this is not an especially great phenomenon, but it could be

the source of secondary ones (subsidence, ground movement,

nuisance to animals, etc.). There is no solution to the problem

except abandoning explosives in favor of other systems that do

not generate vibration.

Oils, lubricants, fuel: the environmental problems linked to

these substances mainly derive from the seepage into

underground water of high-dispersion, highly contaminating

products. If we consider that 10 micrograms (10 millionths of a

gram) of oil make a liter of water undrinkable, we can easily see

how the lubricants problems is one of the biggest. Each kilo of

oil seeping into the ground can render undrinkable 100,000

cubic meters of water, with correlated economic problems for

the entire community. Where oil, lubricants and fuel are

concerned, the rules to follow may seem elementary but are

often ignored by a great many operators. In regard to fuel

tanks, it is a good idea to replace primordial dispensing devices

(faucets, flying hoses) with pistol-pumps. The tanks must be

housed in waterproof basins whose capacity is at least equal to

the volume being stored, and equipped with an oil-extraction

well. When the tanks are in a closed basin, all that are needed

are sufficient bottom slope and a discharge valve with a

collection device. Needless to say, these infrastructures have to

be located in places sheltered as far as possible from

landslides and/or movements of the earth, to prevent the

terrible accidents that have already occurred. Where vehicle

maintenance is concerned, it would be sufficient to set up a

special area, waterproofed, in which to refill fuel tanks, change

the oil, do repairs, etc., without running the risk of having large

quantities of liquid seep into the ground. Used-up oils have to

be stored in special bins and receptacles (Photo 204), and

frequently consigned to consortiums (in some zones obligatory)

for used oils. Remember that, because of the high tem-

peratures at which it has worked, used oil increases by ten

times its concentration of cancer-generating substances

(aromatic polycyclical hydrocarbons, nitrosamine). Last, but

certainly not least, great attention should be given to those

machines that, in order to run well, need constant greasing

and/or lubricating (drillers, chain saws); in these cases the run-

off water should always be recycled in tanks with devices that

separate grease and residue. Although, unfortunately, such

precautions are not enough.

5.2 ENVIRONMENTAL ASPECTS AT WORK’S END

As previously stated in § 5, every extraction activity must

foresee environmental recoup right from the start.

Morphological order, slope inclination, the hydrographical

network and vegetation are all elements to be carefully

considered and safeguarded as a whole and in their reciprocal

interaction. Nevertheless, while environmental recoup concerns

both slope and flatland quarries, it is easy to see that mor-

phology is an absolutely crucial element; if the route to final

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certo in ordine di importanza, biso-gna porre la massima attenzione aquelle macchine che, per loro rego-lare funzionamento, necessitano uningrassaggio e/o una lubrificazionecostanti (perforatrici, tagliatrici a ca-tena); in questi casi dovrebbe sem-pre essere operato il ricircolo delleacque in serbatoi dotati di dispositiviper la separazione dei grassi e dellamarmettola. Anche se, purtroppo,queste precauzioni non sono suffi-cienti.

5.2 ASPETTI AMBIENTALIALLA FINE DELLE ATTIVITÀ

Come precedentemente espressonel § 5, è necessario che ogni inter-vento di attività estrattiva prevedafin dall’inizio il recupero ambientale.Assetto morfologico, inclinazione deiversanti, rete idrografica, vegetazio-ne, sono tutti elementi che vanno at-tentamente considerati e salvaguar-dati nel loro complesso e nelle lorointerazioni reciproche. Tuttavia,anche se il recupero ambientale ri-guarda sia le cave di versante, sia lecave di zone pianeggianti, non è dif-ficile capire come la morfologia siaun elemento assolutamente cru-ciale; se l’andamento della morfolo-gia finale è stato progettato in fun-zione della salvaguardia ambientale,la fase di risistemazione sarà unalogica conseguenza, sarà efficacee, soprattutto, avrà costi sosteni-bili.Il fatto di aver maturato solo recen-temente una coscienza un po’ piùambientale rispetto al passato fa sìche i recuperi completi di cave sianoancora pochi; sono ancor di menoquelli esaurientemente documentati,per i quali esistono cioè delle foto-grafie del “prima” e del “dopo”. Ciò,del resto, è anche dovuto alla vitamedia delle cave stesse, spesso su-periore a quella umana, e quindi vin-colante ai fini della nostra possibilitàdi descriverne un reinserimento nelterritorio. Tra qualche anno si po-tranno osservare meglio gli effettidelle attuali riconversioni.

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Foto / Photo 204 - Recipiente per la raccolta e lo smaltimento degli oli esausti di cavaReceptacle for collecting and disposing of used quarry oil

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morphology has been planned with

regard to environmental protection,

the cleanup stage will be a

logical consequence, will be

efficacious and above all will have

sustainable costs.

Since environmental awareness is

fairly recent, there are still very few

complete quarry recoups; even

fewer have been exhaustively

documented, with “before” and

“after” photographs. This is also

due to the average life of the

quarries themselves, often longer

than a human life, which puts a

bind on our abilities to describe

their environmental reinsertion.

Some years from now we will be

better able to observe the effects of

today’s conversions. And for the

time being it is important to make

one’s own the concept that a quarry

is a transitory moment in the life of

the land, and that the environmental

impact it produces must cease

when the quarry closes.

Slope quarries: once the im-

portance of morphology has been

understood, it is superfluous to say

that steps with risers higher than

ten meters, or completely vertical

walls, without any steps are a

total block to cleanup (Photo 205).

Except in cases where the area

is acknowledged as having a

particular landscape due to quar-

ries (i.e., the Apuan ravaneti –

debris dumps in the zone of

Carrara, Italy) or in morphological

contexts permitting singular types

of recoup (jogging paths, teaching

routes, areas used as summer

theaters, quarry museums, etc.;

Photo 206) this mode of extraction

is responsible for most of environ-

mental degradation: in fact, it offers

no possibility of remodeling the

morphology, reinstating water

courses, enabling new plants to

grow. What we hereafter describe

in terms of post-work environmental

aspects therefore applies to zones

where quarries have necessarily

left a morphology permitting area

recoup.

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Foto / Photo 205 - Pareti completamente verticali di molte decine di metri impediscono qualunque tipo diripristino ambientaleCompletely vertical walls many tens of meters high prevent any form of environmental recoup

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Foto / Photo 206 - Stazione di un percorso museale realizzato alla fine delle attività estrattive (Rorà, Italia)Stop along a museum route created at the end of quarry work (Rorà, Italy)

Per ora è importante che si ac-quisisca il concetto che la cavadeve essere un momento tran-sitorio della vita del territorio eche l’impatto ambientale cheessa produce deve cessare altermine della coltivazione.

Cave di versante: capita l’im-portanza della morfologia, èsuperfluo dire che gradonatu-re con alzate superiori ai diecimetri ovvero pareti comple-tamente verticali, senzagradone alcuno, impedisco-no qualunque tipo di ripristino(Foto 205). Fatti salvi i casi incui si riconosce alla zona unvalore paesaggistico del tuttoparticolare (es.: i ravaneti a-puani - zona di Carrara, Italia),o quei contesti morfologiciche consentono recuperi sin-golari (percorsi formativi, sen-tieri didattici, aree adibite ateatro estivo, cave-museoecc.; Foto 206), questo mododi escavazione è responsabiledella maggior parte dei de-gradi ambientali; non esiste,infatti, alcuna possibilità di ri-modellazione morfologica, diregimazione delle acque, dicolonizzazione da parte dinuova vegetazione.Quanto qui di seguito espostoper gli aspetti ambientali post-attività vale quindi per zoneove è necessariamente statalasciata una morfologia checonsente di recuperare l’area. Dopo la salvaguardia dellamorfologia, uno dei principalielementi per la completa risi-stemazione è il “rinverdimen-to”. La scelta del tipo di pian-te da utilizzare viene semprefatta dopo aver preso in e-same la vegetazione nellazona adiacente la cava e iltipo di orizzonti pedologici di-sponibili od ottenibili. L’altezza dell’alzata non do-vrebbe superare le massimealtezze delle specie arboreeche possono attecchire; è

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Figura / Figure 21 - Esempi di sistemazione di cave in fossa mediante parziale riempimento (a), o con parziale riem-pimento associato a gradonature (b, c)Examples of reclaiming ditch quarries through partial fill (a) or partial fill and steps (b,c)

Profilo di abbandono della cavaAbandoned-quarry profile

P. c. finaleFinal quarry profile

RiportoFill

Profilo di abbandono della cavaAbandoned-quarry profile

P. c. finaleFinal quarry profile

RiportoFill

Profilo di abbandono della cavaAbandoned-quarry profile P. c. finale

Final quarry profile

RiportoFill

Attrezzature turistiche fisseStationary recreational equipment

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TAB. XII - Relazioni metodologie-tecnologie nelle cave di granito; situazione attuale ed ipotesi diMethodology- technology relationships in granite quarries; current situation and hypothesis

TECNOLOGIETECHNOLOGIES

OPERAZIONE DI CAVA DW CS DBS P + WQUARRY JOB

CAVE A CIELO APERTO – PER GRANDI BANCATEOPENCAST QUARRY – BIG BENCH

Tagli verticali lateraliVertical side cuts XXX 0000 N.A. = N.A. = X 00

Taglio verticale posterioreRear vertical cut XXX 0000 N.A. = N.A. = X 00

Taglio orizzontaleHorizontal cut XX 000 N.A. = N.A. = X =

Taglio delle fetteSlice cutting XXX 0000 N.A. = N.A. = XXX =

RiquadraturaSquaring XX 000 N.A. = N.A. = XXXX =

CAVE A CIELO APERTO – PER GRADINO BASSOOPENCAST – LOW STEP

Tagli verticaliVertical cuts XXX 0000 N.A. = N.A. = XXX =

Tagli orizzontaliHorizontal cuts XX 000 N.A. = N.A. = XX =

Riquadratura (eventuale)Squaring (eventual) XX 000 N.A. = N.A. = XXXX 000

IN SOTTERRANEO (PREVISIONE)SUBTERRANEAN (PREDICTION)

Fase iniziale di aperturaInitial opening 000 N.A. N.A. N.A.

Escavazione camereChamber excavation 0000 N.A. N.A. ≈

TECNOLOGIE / TECHNOLOGIES APPLICAZIONE / APPLICATION PROSPETTIVE DI APPLICAZIONE / APPLICATION PROSPECTSDW FILO DIAMANTATO XXXX MOLTO FREQUENTE OOOO VALIDO / MOLTO PROMETTENTE

DIAMOND WIRE VERY FREQUENT VALID / VERY PROMISINGCS TAGLIATRICE A CATENA XXX FREQUENTE OOO INTERESSANTE

CHAIN SAW FREQUENT INTERESTINGDBS TAGLIATRICE A CINGHIA DIAMANTATA XX LIMITATA OO SCARSAMENTE INTERESSANTE

DIAMOND-BELT CUTTER LIMITED NOT VERY INTERESTING

FJ FLAME JET X EPISODICA, MARGINALE ≈ POTENZIALMENTE INTERESSANTE, MA DA VERIFICARE

P + EX PERFORAZIONE DISCONT. + ESPLOSIVO EPISODIC, MARGINAL POTENTIALLY INTERESTING BUT NEEDS VERIFICATIONDISCONT. DRILLING + EXPLOSIVE N.A. NON APPLICATA = INVARIATE

P + W PERFORAZIONE DISCONT. + CUNEI NOT APPLIED UNVARIEDDISCONT. DRILLING + WEDGES

P + HW PERFORAZIONE DISCONT.+ SPACCAROCCEDISCONT. DRILLING + ROCK SPLITTERS

P + EM PERFORAZIONE DISCONT. + MALTA ESPANSIVADISCONT. DRILLING + EXPANSION MORTAR

CP PERFORAZIONE CONTINUA (LINE DRILLING) WJ WATER JET

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i evoluzione futura per i metodi e le configurazioni più comuni (per grandi bancate e per gradino basso) of future evolution in the most common methods and configurations (big-bench and low-step)

TECNOLOGIETECHNOLOGIES

P + HW P + EM P + EX CP FJ WJ

CAVE A CIELO APERTO – PER GRANDI BANCATEOPENCAST QUARRY – BIG BENCH

N.A. = X 000 XX 00 N.A. = XXX 00 X ≈

N.A. = XXX 0000 XXXX 000 N.A. = N.A. = X ≈

X = XX 0000 XXXX 000 N.A. = N.A. = X ≈

X = XXX 0000 XXX 000 N.A. = N.A. = N.A. 00

XX = XXX 0000 X = X = N.A. = N.A. 00

CAVE A CIELO APERTO – PER GRADINO BASSOOPENCAST – LOW STEP

XX = XXX 0000 XXX = XX 00 X = X ≈

X = XX 000 XXX 00 XX = N.A. = X ≈

XX = XXX 000 X = XX = N.A. = N.A. ≈

IN SOTTERRANEO (PREVISIONE)SUBTERRANEAN (PREDICTION)

N.A. ≈ N.A. N.A. N.A. ≈

≈ N.A. 000 N.A. N.A. 000

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TAB. XIII - Relazioni metodologie-tecnologie nelle cave di marmo; situazione attuale ed ipotesi di eMethodology- technology relationships in marble quarries; current situation and hypothesis o

TECNOLOGIETECHNOLOGIES

OPERAZIONE DI CAVA DW CS DBS P + WQUARRY JOB

CAVE A CIELO APERTO – PER GRANDI BANCATEOPENCAST QUARRY – BIG BENCH

Tagli verticali lateraliVertical side cuts XXXX 0000 N.A. = N.A. = X =

Taglio verticale posterioreRear vertical cut XXXX 0000 N.A. = N.A. = X =

Taglio orizzontaleHorizontal cut XXX 0000 XXXX 0000 XX 000 XX 00

RiquadraturaSquaring XXXX 0000 XX 0000 N.A. ≈ XXX =

CAVE A CIELO APERTO – PER GRADINO BASSOOPENCAST – LOW STEP

Tagli verticaliVertical cuts XXX 000 XXXX 0000 XX 000 XX =

Tagli orizzontaliHorizontal cuts XXX 000 XXXX 0000 XX 000 X =

Riquadratura (eventuale)Squaring (eventual) XXXX 0000 XX 0000 N.A. = XXX =

IN SOTTERRANEO SUBTERRANEAN

Fase iniziale di aperturaInitial opening X 000 XXXX 0000 XX 000 N.A. =

Escavazione camereChamber excavation L’evoluzione è analoga a quelle delle cave a cielo aperto

TECNOLOGIE / TECHNOLOGIES APPLICAZIONE / APPLICATION PROSPETTIVE DI APPLICAZIONE / APPLICATION PROSPECTSDW FILO DIAMANTATO XXXX MOLTO FREQUENTE OOOO VALIDO / MOLTO PROMETTENTE

DIAMOND WIRE VERY FREQUENT VALID / VERY PROMISINGCS TAGLIATRICE A CATENA XXX FREQUENTE OOO INTERESSANTE

CHAIN SAW FREQUENT INTERESTINGDBS TAGLIATRICE A CINGHIA DIAMANTATA XX LIMITATA OO SCARSAMENTE INTERESSANTE

DIAMOND-BELT CUTTER LIMITED NOT VERY INTERESTING

FJ FLAME JET X EPISODICA, MARGINALE ≈ POTENZIALMENTE INTERESSANTE, MA DA VERIFICARE

P + EX PERFORAZIONE DISCONT. + ESPLOSIVO EPISODIC, MARGINAL POTENTIALLY INTERESTING BUT NEEDS VERIFICATIONDISCONT. DRILLING + EXPLOSIVE N.A. NON APPLICATA = INVARIATE

P + W PERFORAZIONE DISCONT. + CUNEI NOT APPLIED UNVARIEDDISCONT. DRILLING + WEDGES

P + HW PERFORAZIONE DISCONT. + SPACCAROCCEDISCONT. DRILLING + ROCK SPLITTERS

P + EM PERFORAZIONE DISCONT. + MALTA ESPANSIVADISCONT. DRILLING + EXPANSION MORTAR

CP PERFORAZIONE CONTINUA (LINE DRILLING)WJ WATER JET

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evoluzione futura per i metodi e le configurazioni più comuni (per grandi bancate e per gradino basso) of future evolution in the most common methods and configurations (big-bench and low-step)

TECNOLOGIETECHNOLOGIES

P + HW P + EM P + EX CP FJ WJ

CAVE A CIELO APERTO – PER GRANDI BANCATEOPENCAST QUARRY – BIG BENCH

N.A. X 000 X 00 X = N.A. = N.A. =

N.A. XX 000 XX 00 N.A. = N.A. = N.A. =

X = XX 000 XX 00 X = N.A. = N.A. =

X = XX 000 X = N.A. = N.A. = N.A. =

CAVE A CIELO APERTO – PER GRADINO BASSOOPENCAST – LOW STEP

X = XX 000 XX 00 X = N.A. = N.A. =

X = X 000 XX = X 00 N.A. = N.A. =

XX = X 000 X = N.A. = N.A. = N.A. =

IN SOTTERRANEO SUBTERRANEAN

N.A. = ≈ = N.A. = N.A. = N.A. = N.A. =

Evolution is analogous to opencase quarries

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quindi opportuno che essa non sia maggiore di 8 m. Un incre-mento della velocità di copertura si può realizzare adottandospecie rampicanti e cadenti. Per evitare infine il dilavamentodel terriccio si consiglia la rapida costituzione di una cotica er-bosa seminando un’associazione di leguminose e graminacee.Il rinverdimento della pedata è relativamente più facile di quellodell’alzata, ma, per un mascheramento più completo e rapido,bisogna cercare di rinverdire sempre anche l’alzata.

Cave di pianura: la resistemazione delle cave di pianura inte-ramente impostate sopra al livello della falda d’acqua ha so-stanzialmente due soluzioni: il riempimento totale o parzialedella fossa, il mantenimento della fossa. Per il riempimento to-tale o parziale due sono le opzioni più comuni:1) Il sito può essere riempito con materiali naturali del sito

stesso, i quali possono essere sbancati dalle vicinanze op-pure essere materiali di scarto della cava, che, tuttavia, sa-ranno nettamente insufficienti per un riempimento totale edovranno quindi essere integrati con altri. Anche in cave dipianura, una coltivazione a gradoni semplificherà molto il ri-pristino (Figura 21).

2) Il sito può essere riempito con materiali estranei al sito stesso:a) adibendo la fossa a discarica di inerti come quelli deriva-

ti da demolizioni (“riporto”);b) adibendo la fossa a discarica di rifiuti solidi urbani o in-

dustriali. Inutile precisare che quest’ultima soluzionedeve ottemperare a tutte le normative relative alle disca-riche controllate.

Se la fossa viene mantenuta, non è quasi mai pensabile un col-mamento su profondità di diverse decine di metri. Le soluzioniproponibili coincidono quasi sempre con quelle che si hannoquando l’escavazione era scesa sotto al livello della falda idri-ca. Le conversioni sono pertanto in serbatoio idrico che puòessere adibito a varie attività a seconda della vocazione dellazona di cava: colture ittiche, bacino da dedicare a pesca spor-tiva, attività sportive, serbatoio idrico di riserva o per il ravvena-mento della falda. Tali impianti potranno essere evidentementedi gestione privata o pubblica.

After safeguarding morphology, one of the principal elements

for complete reinstatement is “replanting”. The type of plant is

always chosen after an examination of the vegetation in the

area adjacent to the quarry and the type of pedological

horizons available or obtainable. The height of the riser must

not exceed the maximum height of the species of tree that can

take root; so it should not be over 8 meters. Planting species

that climb and cascade can increase re-coverage speed.

Finally, to keep the soil from eroding one recommends the

rapid constitution of a grassy mantle, sowing a mixture of

leguminous plants and couch grass. Replanting the tread is

relatively easier than the riser, but for fuller and quicker

masking the riser must be replanted, too.

Flatland quarries: reclaiming flatland quarries lying completely

above the groundwater level has basically two solutions: fully or

partially filling in the ditch, or maintaining it. For full or partial

fill-in, two options are the most common:

1) The site can be filled in with materials natural to the site

itself, which can be taken from the nearby vicinity or be

quarry waste, but this is obviously insufficient for a total fill,

requiring supplementary material. In flatland quarries, too,

step extraction greatly simplifies cleanup (Figure 21).

2) The site can be filled in with materials extraneous to it:

a) using the ditch to dump inert waste like that deriving

from demolition (“backfill”);

b) using the ditch to dump solid urban or industrial waste.

Needless to say, this has to be in compliance with all the

regulations for authorized dumps.

If the ditch is maintained, it is almost always impractical to try

to reclaim depths of dozens of meters.

The possible solutions coincide with those used when

extraction went below groundwater level. Conversions are

therefore into water reservoirs that can be used for various

activities, depending on the quarry zone’s locations: fish

farming, fishing, sports, an extra reservoir or replenishment for

the groundwater. These facilities can obviously be under public

or private management.

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Foto / Photo 207 - Coltivazione per gradoni multipli e grandi bancate (Carrara, Italia)Extraction in multiple steps and big benches (Carrara, Italy)