INFORME TECNICO DE LA VISITA A LA MINA DE CARBON CARBON LAURELES MUNICIPIO DE SAMACA - BOYACA
PRESENTADO POR: LEINNER APONTE DEVIA 201011287
PRESENTADO A: JAIME WILLIAM JOJOA MUÑOZ INGENIERO EN MINAS
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD SECCIONAL SOGAMOSO ESCUELA DE INGENIERIA DE MINAS METODOS DE EXPLOTACION BAJO TIERRA 29/09/2013
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TABLA DE CONTENIDO
Resumen Introducción Objetivos Generales Específicos 1.Generalicades 1.1.Localización y vías de acceso 1.2.Rasgos fisiográficos 1.2.1.Hidrografía 1.2.2.Clima y vegetación 2.Geología 2.1.Geomorfología 2.2.Estratigrafía 2.3.Geología estructural 2.4.Fallas 2.5.Geología de los mantos 3.Estado actual de la mina 3.1.Infraestructura en superficie 3.2.Estado actual labores mineras 3.2.1Labores de desarrollo 3.2.2.labores de preparación 3.2.3.sistema de explotación 3.2.4.trabajos especiales 3.2.5.turnos de trabajo conclusiones recimendaciones
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RESUMEN En la presente se dará a conocer sobre el método de explotación cámaras y pilares y el método de explotación por tajo en un manto de carbón en la mina laureles desde un ámbito general, además se hablara acerca de la geología, localización, labores de desarrollo, preparación y explotación, lo cual se observo en una visita a la mina echa el día viernes 20 de septiembre del 2013 INTRODUCCIÓN La productividad en la minería es un factor clave para la racionalización de los recursos minerales, humanos y de maquinaria. Existe la preocupación permanente de mejorar la productividad. Pero para ello, es importante también conocer en forma objetiva la situación actual, en otras palabras, encontrar una forma acertada y socialmente válida de cómo medir la productividad. En este caso el método estudiado y analizado es el de explotación por pilares el cual para esta denominación debe entenderse como pilar la unidad de explotación y no como elemento de sostenmiento. El yacimiento se divide en bloques de 400x400m llegando hasta una minima de 10x10m, y el arranque se realiza lateralmente sobre el bloque hasta dejar tan solo la unidad de sostenimiento, El ancho del pilar depende de la dureza del mineral, de la resistencia del techo y de la presión que ejerce el terreno. La mina laureles en samaca tiene mantos de carbón y el método de explotación utilizado es el ya mencionado y al cual se le haráel estudio para luego poder hacer el informe técnico y comprender mas de este método de explotación.
Objetivos Objetivo General Realizar la visita con el fin de observar la mina de carbón laureles con el objetivo de conocer aspectos, características, propiedades físico-mecánicas, labores de desarrollo, preparación y por supuesto el sistema de explotación. Objetivos Específicos
Conocer aspectos generales como ubicación, geología características mineras que nos ayuden reconocer por que se toma el método de explotación hoy en día aplicado en esta mina. Hacer un recorrido por la mina, reconocer aspectos físicos y el método de explotación d esta. Obtener todos los datos para realizar el debido informe técnico de la mina laureles.
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1. GENERALIDADES 1.1 LOCALIZACIÓN Y VÍAS DE ACCESO La mina de carbón LAURELES se encuentra ubicada en la vereda Chorrera, municipio de Samacá, dentro de la licencia de explotación No 9459 de propiedad de Acerías Paz del Rio S.A., el predio limita al oriente con la quebrada Ancón, al occidente con la quebrada Farfán y al sur con el alto el picacho, la quebrada los Cuchinillos y el rio Gachaneque. La licencia de explotación 9459 cubre un área de 155 Has. 3345m 2 y esta enmarcada por el polígono de coordenadas: Cuadro 1. Coordenadas del polígono. PUNTO X L-2 1' 097.695,34 L-3 1' 097.374,9 L-4 1' 097.143,74 L-5 1' 096.645,50 L-6 1' 096.577,75 L-7 1' 096.301,50 L-8 1' 096.092,26 L-9 1' 096.343,10 L-10 1' 096.479,50 L-11 1' 096.554,50 L-12 1' 096.821,37 Fuente: Desarrollo del proyecto
Y 1' 061.258,11 1' 061.443,09 1' 061.005,10 1' 060.138,16 1' 060.138,16 1' 059.486,19 1' 059.418,26 1' 059.925,24 1' 059.071,51 1' 058.941,60 1' 059.384,34
El acceso se realiza a la altura del kilometro 5 por la carretera destapada que de Samacá conduce a Guacheta. Esta zona se encuentra al noreste de la sabana de Bogotá y al sureste de la ciudad de Tunja. (Ver figura 1). Su acceso se puede hacer por ejes viales tales como: Sogamoso - Tunja – Cucaita – Samacá – Mina Laureles Sogamoso - Tunja – Puente de Boyacá – Samacá – Mina Laureles Bogotá – Guacheta – Mina Laureles
Geológicamente el área de la licencia 9459, hace parte de la cuenca carbonífera Cundinamarca- Boyacá la cual cubre una extensión de más de 400km y se extiende desde el sur de la Sabana de Bogotá hasta la frontera Venezolana. 4
Figura 1. Lo calización mina de carbon Laureles 0 0 0 . 0 4 0 1 = Y
0 0 0 . 0 6 0 1 = Y
0 0 0 . 0 0 1 1 = Y
0 0 0 . 0 8 0 1 = Y
0 0 0 . 0 2 1 1 = Y
OCEANO ATLANTICO VENEZUELA P A N A M A
SANTA ANA
N
VIROLIN
O O C I N A F I E C C A O P
X=1160.000
TUNJA
SAN JOSE DE PARE
COLOMBIA
BARBOSA BRASIL ECUADOR
MONIQUIRA X=1140.000
PERU
DUITAMA
BELENCITO NOBSA ARCABUCO
T I B A S O S A
SOGAMOSO
X=1120.000
VILLA DE LEIVA
SACHICA TINJACA SAN MIGUEL DE SEMA
RAQUIRA
CUCAITA
TUNJA
X=1100.000
SAMACA LAGO DE
MINA LAURELES
FUQUENE
GUACHETA
ESCALA: 1:600.000 VENTAQUEMADA
Fuente : Desarrollo del proyecto
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1.2 RASGOS FISIOGRÁFICOS. 1.2.1. Hidrografía y fisiografía. El área donde se desarrolla la mina ocupa una ladera de pendiente ondulada a abrupta entre los 2.800 y 3.200 msnm, los principales afluentes están representados por las quebradas Ancón, Farfán, Cuchinillos y el rio Gachaneque. Debido a la morfología del área de Laureles, existen numerosas cañadas y zanjones de caudal no permanente, que recolectan las aguas lluvias y las entregan a las quebradas Ancón y Cuchinillos de caudal permanente. La quebrada Ancón desciende del oeste al este, hacia el valle de Samacá, recibiendo los drenajes de la parte norte de la concesión. La quebrada Cuchinillos nace en las estribaciones del alto el Picacho, en la cota 3.250 y desciende al valle de Samacá con un alineamiento suroeste-noreste, captando todos los drenajes de la zona central.
1.2 RASGOS FISIOGRÁFICOS. 1.2.1. Hidrografía y fisiografía. El área donde se desarrolla la mina ocupa una ladera de pendiente ondulada a abrupta entre los 2.800 y 3.200 msnm, los principales afluentes están representados por las quebradas Ancón, Farfán, Cuchinillos y el rio Gachaneque. Debido a la morfología del área de Laureles, existen numerosas cañadas y zanjones de caudal no permanente, que recolectan las aguas lluvias y las entregan a las quebradas Ancón y Cuchinillos de caudal permanente. La quebrada Ancón desciende del oeste al este, hacia el valle de Samacá, recibiendo los drenajes de la parte norte de la concesión. La quebrada Cuchinillos nace en las estribaciones del alto el Picacho, en la cota 3.250 y desciende al valle de Samacá con un alineamiento suroeste-noreste, captando todos los drenajes de la zona central.
1.2.2 Clima y vegetación. En Laureles, la temperatura tiene variaciones muy ligeras, de enero a abril en el día se registran 26 ºC como temperatura media más alta, a la madrugada la temperatura media más baja es de -4ºC. Al comienzo de junio la temperatura media desciende y a lo largo del mes de agosto asciende en forma suave hasta enero. La humedad relativa también se mantiene casi constante con un valor promedio de 78 %. Desde el punto de vista climático y con base en el sistema de clasificación de Holdridge, la formación vegetal correspondiente a esta región es la de bosque seco montano bajo ya que la precipitación anual esta dentro del rango de 500 a 1000 mm, y se presenta una temperatura de 12 a 18 ºC.
2.. GEOLOGÍA1 2.1. Geomorfología. Analizando detalladamente el perfil correspondiente a la formación Guaduas, se puede distinguir, a partir de la base, cinco unidades que presentan características morfológicas constantes, de occidente a oriente: La primera unidad de espesor (e=160m) está constituida esencialmente de arcillolitas fisibles blandas, fácilmente erosionables, donde se crea una angosta ensenada, en general cubierta por material detrítico cuaternario. 1
HERNANDEZ, Julio. Geología Laureles. ACERIAS PAZ DEL RIO S.A. 2002. Pág. 8 6
La segunda unidad de espesor (e=190m) está conformada por un conjunto de areniscas intercaladas con horizontes blandos. El número de bancos de areniscas se mantienen constantes resaltando en el perfil a veces cuatro, a veces cinco, por efecto de la menor cementación de las mismas. La tercera unidad de espesor (e=220m) consiste principalmente de arcillolitas, pero en ciertos sectores se destacan intercalaciones de areniscas en su parte superior. Esta zona se distingue netamente por la amplitud de la ensenada que allí se instaura. La cuarta unidad espesor (e=235m) está conformada por un conjunto de areniscas intercaladas con horizontes blandas. La arenisca basal forma generalmente un escarpe prominente, debido a su espesor (aproximadamente 20m). Las demás areniscas forman cordones paralelos característicos a lo largo de la estructura. La quinta unidad espesor (e=120m) consiste de arcillolitas blandas, que dan origen a formas suaves del terreno. En proximidad del contacto con la formación Cacho se destacan dos niveles más compactos que no alteran sensiblemente el perfil.
2.2. Estratigrafía. Los carbones de Cundinamarca y Boyacá hacen parte de la formación Guaduas, estratigráficamente localizada entre las formaciones Guadalupe y Cacho. Formación Guadalupe (Kg). El nombre de la formación Guadalupe fue dado por Hubach, E. (1957) quien la dividió en un conjunto superior arenoso y uno inferior arcilloso, subdividiendo el conjunto superior en Arenisca dura, Plaeners y Arenisca Tierna. La edad se le ha asignado desde la parte superior del Coniaciano hasta el Maestrichtiano, en el Cretáceo Superior. Formación Guaduas (Ktg). Esta es la formación más importante del área ya que además de conformar la mayor parte de los terrenos es la que contiene los mantos de carbón. El espesor promedio de la formación es de 920m para su mejor comprensión y estudio se subdividió en 5 niveles denominados de inferior a superior como Ktg1 a Ktg5. Formación Cacho. Son potentes bancos de arenisca blanca cuarzosa, de grano medio a grueso, subangular, friable, con estratificación cruzada. Sobre estas areniscas se encuentran arcillolitas abigarradas, con delgadas intercalaciones de limolitas grises y areniscas ferruginosas de grano fino. Formación Bogotá. Está constituida por arcillolitas abigarradas con delgados niveles de limolitas intercaladas y de estratificación fina. Sobre las arcillolitas se encuentran varios niveles de arenisca cuarzosa de grano fino, separados por niveles de limolitas abigarradas que varían de textura arcillosa a arenosa.
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2.3. Geología Estructural. El estilo estructural de la zona corresponde a una tectónica típicamente comprensiva, con empujes originados en la región noroccidental. Existe un deslizamiento tectónico hacia el sureste en la base de las formaciones tectónicas o dentro de ellas. Sin embargo, es también probable la acción de la Falla de Boyacá en la tectónica local ya que la zona hace parte de su prolongación hacia el suroccidente. Plegamiento de Matasola. Está formado por un anticlinal y un sinclinal, asimétricos, asociados a la falla de Matasola; los ejes presentan cabeceo hacia el suroeste. Sinclinal de los Laureles. Se extiende en una longitud aproximada de 2 km; la mina Laureles se desarrolla en esta estructura, explotándose los mantos A y B en ambos flancos. Anticlinal de la Chorrera. Adyacente al sinclinal de los Laureles, se caracteriza por ser un pliegue simetrico en los niveles más altos, pero en inmediaciones de la falla de quebrada Grande el flanco suroriental aumenta marcadamente su inclinación. 2.4. Fallas. Falla de Ancón. Limita el área en la parte norte y noreste, su manifestación morfológica es la quebrada Ancón. Fuera de esta dislocación, no se observan fallas transversales importantes, como lo indica la continuidad de las líneas estructurales de los mantos. Falla de Matasola. Es la falla longitudinal más importante, aunque, existen otras evidentes en superficie pero de difícil definición en profundidad. 2.5. Geología de los Mantos de Carbón. El programa de exploración geológica adelantado con perforaciones, recuperación de testigos y registros eléctricos, desarrollado en sector de Samacá por Acerías Paz Del Rio S.A. otorgo un conocimiento detallado de la serie estratigráfica entre los mantos A y O, su correlación y variabilidad con los mantos de Teatinos y Guachetá. Manto A (La Grande). Es el manto de mayor potencia y se localiza en la parte superior de la Formación Guaduas Medio. Tiene un espesor real de 2,4m, con buzamientos de 24º a 30º al SE, contiene una intercalación arcillosa de 20cm de espesor, los respaldos son netamente arcillosos. Manto B (La Limpia). Se sitúa alrededor de 20m por debajo del manto A. Tiene un espesor real de 1,0m y lleva una intercalación de arcilla carbonosa dura de 5 cm, ambos respaldos son arcillosos.
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3. ESTADO ACTUAL DE LA MINA 3.1. INFRAESTRUCTURA EN SUPERFICIE. Vías de acceso: se realiza un mantenimiento general del carreteable que de la vía principal que conduce a la mina, recebando y construyendo cunetas. BOTADEROS: se adecuan sitios planos como botaderos por lo cual se colocaran empalizadas para formar terrazas e ir depositando los steriles(botaderos con dique en el pie) INFRAESTRUCTURA: la mina cuenta en la actualidad con dos construcciones principales que son el cuarto de herramientas, donde se guardan las lámparas y donde se realiza el mantenimiento de los equipos; y el cuarto de oficinas este cuenta con todos los servicios para manejar la parte administrativa de la mina, a demás cuenta con un vestier para los trabajadores y un baño. Por otro lado la mina cuenta con una tolva de almacenamiento con capacidad de 60Ton.
3.2. ESTADO ACTUAL DE LAS LABORES MINERAS 3.2.1. Labores de desarrollo. Nivel principal de transporte. Manto B, cuenta en el momento con una longitud total de 1611,70m desde bocamina, se avanzo siguiendo el rumbo del manto al SW, este nivel tiene 23 tramos de diferentes secciones y longitud desde bocamina hasta el primer punto de bifurcación de la ventilación. Cruzada 3. Labor en roca a nivel, con una longitud de 20m, con la cual se comunica manto B con manto A. a partir de esta cruzada se avanzo un nivel patio por manto A y se tiene preparado el primer frente de explotación de la mina. Transversal. Esta vía se construyo con una dirección N40ºW al flanco W del anticlinal, sección libre 4.0m 2 y longitud total de 195m; se continuara con un nivel principal por manto B de Longitud 35m con una sección de 5m 2 hasta llegar al límite de la licencia al SW. Con esta labor se tienen dos frentes de explotación hacia el flanco occidental del anticlinal, un frente en manto A y el otro frente en manto B; en la evaluación de la ventilación ambos frente están recorridos por los caudales necesarios para laborar en ellos, dado que se comunican con el inclinado de la bocamina Ford 1.
Ventana 3. Esta labor también es en roca pero a diferencia de la cruzada se construye con inclinación y sirve para descargue y ventilación.
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Con esta labor se comunica el primer frente de explotación con el nivel principal de transporte; en la evaluación de la ventilación se observo que es una labor que tiene un área muy pequeña para cumplir con los servicios de ventilación y descargue.
3.2.2. Labores de preparación. Estas labores tienen como función primordial dividir el yacimiento en sectores y niveles de explotación. Tambores. Se construyen cada 20m sobre el buzamiento en los dos mantos. Sobreguías. Se construyen cada 20m en el rumbo del manto. 3.2.3. Sistema de explotación. De acuerdo a la geología del sector y dentro del Contrato de Concesión Nº 9459 son conocidos tres flancos de los cuales en el flanco occidental se encuentran los trabajos actuales, mientras que en el flanco oriental sus labores son mínimas y de mantenimiento, mientras que en el flanco nororiental se va para exploración. Explotación por ensanche de tambores en el rumbo . Consiste básicamente en dividir en bloques el manto en el rumbo cada 20m con tambores, de tal manera que se forman estos un rectángulo con las vías de transporte. La explotación se reduce al ensanche de los tambores mediante franjas en diagonal en forma descendente, siendo el sentido de ésta en retroceso. Ventajas: Seguridad en sus labores Asignación específica de tareas Regulación de la extracción Buen control de los avances Bajo costo de operación Bajo consumo de madera
Desventajas: Inversión alta en las labores de preparación Este método no permite el excederse en la preparación de bloques (más de 40 x 80m). Recuperación del 63.36%
3.2.4. Trabajos Especiales. -Pozo: con el propósito de mejorar el descargue del Manto A y Manto B se construyeron dos pozos con capacidad de 30m2, completamente entibado con cuadro y forrado en tabla.
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3.2.5. Turnos de Trabajo. Actualmente la mina cuenta con dos turnos de trabajo como se observa en el cuadro 2. Cuadro 2. Turnos de trabajo.
Nº de turnos
Nº de personas 48 43
Horario
1ro 7 am – 3 pm 2o 3 pm – 11 pm Fuente: Comcarsa Ltda.
Conclusiones Se conoció el sistema de explotación de los mantos la grande y la limpia. Se reconocieron los conceptos aplicados en clase y se afianzaron los parámetros para escoger un método de explotación. Se ratifica que la minería no es una profesión fácil, sino que envuelve un mundo de dificultades, que se deben solucionar con cabeza fría.
RECOMENDACIONES
Se propone a la mina Laureles aumentar el área de las labores por donde circula la corriente de aire; así se disminuirá la resistencia de las vías y aumentará la abertura equivalente de la mina, lo que facilita la posibilidad de ventilar la mina con menor energía a un menor costo.
En el sostenimiento se recomienda la utilización pronta de arcos de acero en vez de de puertas alemanas para así tener una mayor área de trabajo en las vías de acceso y un factor de seguridad mayor.
bibliografia JOJOA MUÑOZ, Jaime William. Modulos de metodos de explotacion bajo tierrra U.P.T.C facultad seccional sogamoso, escuela de ingenieria de minas. NOVITZKY, Alejandro. Metodos de explotación subterránea Y PLAnificacion de minas http://www.monografias.com/trabajos79/tecnicas-mineras-metodosexplotacion/tecnicas-mineras-metodos-explotacion2.shtml http://es.scribd.com/doc/17139585/metodos-de-explotacion 11
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