parámetros que inciden en la elección y análisis de un método de

PARÁMETROS QUE INCIDEN EN LA ELECCIÓN Y ANÁLISIS DE UN
MÉTODO DE EXPLOTACIÓN
Eveling D. Cuchigay Pelayo* Rubén D. Mojica Villamizar*Miguel Alfonso
Castillo
*Escuela de Ingeniería de Minas, U.P.T.C.
Resumen:
Abstract:
De acuerdo a la gran demanda de
energía en especial la proveniente
del carbón, se requieren de
método de explotación técnico, el
cual
garantice una producción
razonable, sostenible y rentable;
para lo cual se realizo una
investigación que
involucro los
diferentes parámetros de selección
y diseño requeridos en un proyecto
minero.
According to the great demand of
energy in special the providing of
carbon, this required of technical
method of exploitation, which
bonded a reasonable production,
sustainable and profitable; for
which carried an investigation that
involve the different parameters of
selection and design required in a
mining project.
Some of these parameters that
incident in the selection of an
exploitation method are: Form and
size of the sprawling, thickness and
angle of dip, depth of the deposit,
geomechanicals properties of the
rocky bulk, water presence, effects
of the collapse in surface, hardness
of the mineral of rocks, behavior of
the
endorsements,
type
of
transport, production, sense of
exploitation, the starting, length to
explode,
type
of
unloading,
availability and type of support,
environmental impact.
Algunos de estos parámetros que
inciden en la selección de un
método de explotación son: Forma
y tamaño del yacimiento, espesor y
ángulo de buzamiento, profundidad
del
yacimiento,
propiedades
geomecánicas del macizo rocoso,
presencia de aguas, efectos del
hundimiento en superficie, dureza
del
mineral
de
las
rocas,
comportamiento de los respaldos,
tipo de transporte, producción,
sentido de explotación, el arranque,
longitud a explotar, tipo de
descargue, disponibilidad y tipo de
sostenimiento, impacto ambiental.
Palabras claves:
Key Words :
1. INTRODUCCIÓN
El carbón como recurso natural no renovable, debe ser aprovechado en forma
técnica y racional. Razón por la cual se realiza el presente estudio, debido a
que cualquier trabajo subterráneo de carbón, para que sea seguro, siempre
debe estar sujeto a un diseño de explotación dependiendo de cada uno de
factores que incidan.
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En la elección de un método de explotación se debe tener en cuenta
parámetros de tipo geomecánico, geológico, ambientales y económicos.
Entre los más destacados tenemos las Características estructurales del manto
de carbón, Características Geomecánicas de la roca encajante, Tipo de
transporte, Tratamiento del techo y el espacio vacío dejado por la explotación,
El arranque, Tipo de descargue, Sostenimiento a emplear, Grado de
mecanización, y Producción.
2. PARÁMETROS QUE INCIDEN EL LA ELECCIÓN DE UN MÉTODO DE
EXPLOTACIÓN.
Teniendo en cuenta que para cada uno de los métodos de explotación existen
los mismos parámetros para su lección tenemos:
Influencia de la potencia.
La potencia y el buzamiento tienen la máxima influencia sobre la elección, ya
que estos factores determinan la posibilidad de aplicar diversos métodos como
son por niveles, por grandes tajos, por bancos y entre otros.
Figura 1. Potencia del manto
Influencia del Buzamiento.
Junto con la potencia y la firmeza del mineral y del techo, el buzamiento tiene la
máxima influencia sobre el método de explotación. Además este influye sobre
la forma de arranque, el transporte, la fortificación, en paso de personal y la
seguridad de este.
Figura 2. Buzamiento de estratos
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Profundidad del Yacimiento.
Decide en primer lugar si debe realizarse la explotación a cielo abierto o con
labores subterráneas y también tiene importancia si el mineral o la roca
encajante son suficiente firme a una profundidad reducida o bastante grande
para elegir el método de explotación.
Figura 3. Influencia de la Profundidad
Regularidad de la forma de los yacimientos.
Un yacimiento regular, en el que ni la potencia ni la dirección y ni el
buzamiento, así como las propiedades de la roca encajante varían, es más
favorable que un yacimiento que sea irregular.
Existen métodos de explotación que no son alterables a las irregularidades de
yacimiento, es decir que se puede adaptar con mucha facilidad a la forma y
condiciones variables del mismo y otros el cual presentan algún cambio
dificultan la extracción del mineral, es mejor que un yacimiento se continuo
para que facilite su explotación.
Rendimiento de la explotación.
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El rendimiento depende de la longitud de la línea de ataque, de la potencia del
yacimiento y de la velocidad del arranque, así como de la profundidad y del
número de ciclos por día. La longitud y altura del tajo, la anchura de los pilares,
o la longitud a altura del frente de arranque, son decisivas en cada explotación,
siendo la longitud total de los puntos de ataque para el conjunto de las labores
de la mina.
Por eso se considera, trabajar simultáneamente en varios pisos o niveles, de
manera que la línea o superficie activa puedan ser mayores que la longitud o la
extensión superficial del yacimiento.
El rendimiento del método viene determinado por la velocidad con que se
pueda explotar los diversos sectores.
El arranque.
El cometido fundamental del minero es el arranque del mineral útil, es decir, la
separación de dicho mineral de la roca que lo rodea. Este es el trabajo más
importante. Todas las restantes tareas mineras solo son en cierto modo
trabajos preparatorios y auxiliares del arranque. El tipo de arranque depende
de la dureza, la resistencia y la composición del relleno del yacimiento, y en
segundo de la magnitud, posición y las condiciones la formación del mismo.
Figura 4. Arranque Mecanizado
Velocidad del arranque.
Es posible realizar un arranque rápido cuando se puede emplear un gran
número de obreros y maquinaria al mismo tiempo sin que se obstaculicen
mutuamente. Un avance rápido de explotación tiene influencia sobre la
extracción, el rendimiento por hombre, la fortificación, los costos de desagüe y
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ventilación, el transporte, condiciones de seguridad y dimensiones del diseño
de explotación.
Figura 5. Velocidad de arranque
Recuperación del mineral.
Al elegir un método de explotación con recuperación de mineral se debe tener
en cuenta que el porcentaje que se puede recuperar varia, debido que al dejar
estas labores por cierto tiempo abiertas el mineral puede perder sus
propiedades o generar derrumbes, produciendo grandes pérdida.
Consumo de materiales.
Los distintos métodos de explotación requieren cantidades diversas de
materiales y energía (Madera, Lubricantes y Herramientas), y debe realizarse
un cálculo cuidadoso, para determinar cómo incrementan los costos de
extracción por tonelada de mineral.
Figura 6. Madera para el Sostenimiento.
El precio del mineral.
Al elegir el método de explotación se debe tener en cuenta el precio del
mineral. Si los minerales son muy valiosos, debe elegirse un método que lleve
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pérdidas de explotación mínima, si son baratas unos en que su beneficio
resulte lo más económico posible, aun cuando se produzcan pérdidas de
explotación elevadas.
La explotación con entibación en madera o métodos con rellenos garantizan
una explotación prácticamente sin perdidas.
Tratamiento al espacio vacío.
Siempre debemos proteger el frente de trabajo. Esto se realiza mediante una
entibación o relleno de los espacios ya explotados. A menudo se utilizan varios
sistemas.
Cuando se emplea entibación, la explotación se protege mediante puertas de
maderas, tacos etc. según el avance, o según el sostenimiento requerido.
Cuando se tiene a mano suficiente cantidad de escombros, estos se utilizan
para rellenar los espacios dejados por la explotación.
Es frecuente que el relleno progrese al mismo tiempo que el frente de
arranque. Al elegirse el método explotación debe tener en consideración el
espacio que ocupa la entibación, así como la dirección de las grietas y planos
de cruce al proceder a su colocación.
Ventilación: Únicamente en explotaciones mineras donde los puestos de
ventilación están bien ventilados puede el minero rendir el máximo de su
capacidad, solo en tale minas se conserva la salud y se pueden reducir los
costos de obtención del mineral.
Por esta razón deben desecharse todos aquellos métodos de explotación que
crean espacios muertos junto al frente arranque, imposible de ventilar. Una
ventilación buena y eficaz requiere de recorridos cortos, los recorridos de
ventilación deben ser simples,
Figura 7. Ventilador para minas de carbón.
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Transporte.
Al seleccionar un método de explotación se debe tener en cuenta la forma en
que se va transportar el mineral, esta puede ser manual, por vagonetas o por
bandas transportadoras.
Además algunos métodos permiten un transporte fácil y rápido del mineral
explotado y por consiguiente también un arranque rápido, es de eficiencia
evaluar el mejor método de implementación.
Figura 8. Banda transportadora
Factores Ambientales.
El gran crecimiento de los sectores de la construcción y la ornamentación y el
desarrollo de infraestructuras ha convertido a la minería en el procedimiento
fundamental de extracción de materiales.
Desgraciadamente la minería tiene un impacto ambiental muy grande que se
puede recuperar, no totalmente. Para la evaluación de estos impactos existen
normas que se deben regir a la hora de implementar un método de explotación.
Figura 9. Impacto Ambiental
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Seguridad minera.
El área de seguridad minera tiene como función la elaboración de propuestas
relativas a la mejora de la seguridad minera, así como a la regulación básica
sobre condiciones técnicas y garantía de seguridad en instalaciones, equipos y
productos mineros.
Para alcanzar dichos objetivos se trabaja a través de:
•
•
•
•
la Comisión de Seguridad Minera
Actuaciones en Materia de Seguridad Minera
el Control de Productos de Mercado
la Siniestralidad Minera
Figura 10. Elementos de Seguridad
3. CONCLUSIONES
El análisis de los factores técnicos económicos y sociales permite que la
elección del método de explotación sea el más viable durante el desarrollo de
un proyecto.
La estructura técnica y mecánica que se le quiere un proyecto es para beneficio
rentable y sostenible de la mina, por tal motivo se debe manejar un proyecto de
una manera segura y cumpliendo todos los lineamientos legales, técnicos y
sociales que establece la minería.
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4. REFERENCIAS
Cuchigay P. Dayana, Castillo G. Miguel, Diseño Y Análisis Del Método De
Explotación Bajo Tierra Para El Manto Dos En La Concesión N° Be9-091
Municipio De Socotá Departamento De Boyacá. Sogamoso.
CÓDIGO DE MINAS, Ley 685 de 2001. Ministerio de Minas y Energía, Imprenta
Nacional de Colombia. 2005.
DECRETO 1335 DE 1997. Seguridad en la Industria Minera mediante el cual
se expide el reglamento de seguridad en las labores Subterráneas. 2006.
INSTITUTO TECNOLÓGICO GEOMINERO DE ESPAÑA, Manual de Túneles y
Obras Mineras. España: edigraf.
------. Geotecnología Del Avance Mecanizado de Galerías, Túneles y Pozos.
España: edigraf.
------. Mecánica de Rocas Aplicada a la Minería Metálica Subterránea. España:
edigraf.
JOJOA, Jaime. Modulo de mecánica de Rocas. Universidad Pedagógica y
Tecnológica de Colombia. Sede Sogamoso. Escuela de ingeniería en minas.
Sogamoso. 2005.
STOCES, B. Elección y crítica de los métodos de explotación en minería.
Barcelona: Ediciones omega, S.A.
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