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POSIBILIDADES DE MECANIZACIÓN PARA MINAS SUBTERRÁNEAS DE CARBÓN EN EL

INTERIOR DE COLOMBIA

Edmundo J. Laporte, PE, PEng, CPEng, RPEQ

Engineers – Consultants – Scientists - International

Serving Energy and Environmental Clients With Worldwide Office Locations

Colombian Mining & Energy Conference June 11-13, 2014

ECSI, LLC ECSI, LLC is a partnership between Lafayette Cumberland, Inc., and Ecology and Environment, Inc., (E & E) a Buffalo, New York-based consulting firm with over forty years experience and an international reputation in environmental services. ECSI, LLC’s predecessor, Engineering and Consulting Services Incorporated, an engineering company headquartered in Lexington, Kentucky, was founded in 1983. ECSI has been providing high quality engineering services for 30 years. Its personnel include engineers and geologists recognized by international codes as Competent Persons/Qualified Persons (SAMREC, JORC and NI 43-101). ECSI has experience in all the coal-producing regions of the US as well as in multiple international locations such as Canada, Venezuela, Colombia, Peru, China, Italy and Mongolia.

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ETAPAS FUNDAMENTALES DEL PROCESO DE EXPLORACIÓN Y DESARROLLO DE UN PROYECTO

DE MINERÍA DE CARBÓN

• Exploración • Diseño de Mina • Mercadeo de Carbón • Desarrollo de Mina • Operación de la Mina • Cierre de Mina

ETAPA DE EXPLORACIÓN

• Exploración: es el proceso de identificación y evaluación geológica del depósito

DISEÑO DE MINA

• Diseño de Mina: es la etapa en la cual se efectúa el diseño y la evaluación económica de la metodología óptima para la explotación racional del recurso

MERCADEO DE CARBÓN

• Mercadeo de carbón es la identificación de los mercados a los cuales se destinará la producción de la mina durante la vida útil del proyecto

DESARROLLO DE MINA

• Desarrollo de mina es la etapa en la cual se efectúa la adquisición, construcción y puesta en marcha de los equipos e instalaciones necesarias para para la operación de la mina, siguiendo los parámetros contenidos en el diseño de la mina

CIERRE DE MINA

• Cierre de mina son todas las actividades necesarias para cerrar las operaciones, desmantelar las instalaciones y devolver la zona afectada a una condición similar a la que se encontraba antes del proceso de exploración, desarrollo y minado, o a otra condición previamente acordada con los reguladores, así como las medidas de recuperación ambiental pertinentes.

OPERACIÓN DE MINA

• Operación de mina es el conjunto de actividades diarias que se efectúan para mantener la producción de carbón establecida en la etapa de diseño de la mina

AREAS CARBONIFERAS DE COLOMBIA

LA REALIDAD DE LOS DEPOSITOS EN EL INTERIOR DEL PAIS

• Geología complicada • Mantos menos potentes • Topografía abrupta • Distancias considerables hasta los puertos • Limitaciones de infraestructura • Múltiples pequeños y medianos productores • Falta de estudios geotécnicos y geológicos • ENORME POTENCIAL CON GRANDES

RECURSOS Y EXCELENTES CALIDADES

RECURSOS EN CUNDINAMARCA

RECURSOS EN BOYACÁ

RECURSOS EN NORTE DE SANTANDER

RECURSOS EN SANTANDER

• Para desarrollar el potencial del interior del país se necesita racionalizar las operaciones.

• Dependiendo de las circunstancias, se puede hablar de una gama de medidas de mejoramiento que pueden incluir la semi-mecanización o mecanización de las operaciones.

LA REALIDAD DE LOS DEPOSITOS EN EL INTERIOR DEL PAIS

OPERACIONES MANUALES EN EL INTERIOR DE COLOMBIA

• Contar con información geológica y geotécnica confiable.

• Definir unidades operativas discretas con suficientes reservas y condiciones idóneas para el funcionamiento del equipo.

• Capacitación del personal minero. • Suministro confiable de electricidad.

REQUISITOS MÍNIMOS PARA UN PROGRAMA DE RACIONALIZACIÓN

• Aumento de la productividad: • Mayor producción • Menor costo unitario

• Aumento de la seguridad

VENTAJAS FUNDAMENTALES DE LA RACIONALIZACIÓN

RIESGOS ASOCIADOS AL USO DE EXPLOSIVOS EN MINAS SUBTERRANEAS DE CARBON

• El uso de explosivos en minas subterráneas de carbón presenta un riesgo potencial de lesiones serias o muerte.

• Uno de los principales riesgos asociados con el uso de explosivos en minas de carbón es la ignición accidental de metano y/o polvo de carbón.

CAUSAS COMUNES DE ACCIDENTES CON EXPLOSIVOS EN MINAS SUBTERRANEAS DE

CARBÓN

• Uso de material explosivo no permisible. • Mala manipulación de los explosivos. • Ventilación deficiente. • Evacuación inadecuada durante la voladura. • Problemas con la carga de los barrenos de voladura. • Problemas con los detonadores. • Aplicación inadecuada de polvo de roca. • Acumulación de polvo de carbón.

LA EXPLORACIÓN COMO ELEMENTO FUNDAMENTAL PARA LA MECANIZACIÓN

• La exploración de carbón es necesaria para identificar nuevos depósitos de carbón.

• La exploración sirve para evaluar depósitos nuevos of existentes y para determinar la cantidad y calidad de los carbones contenidos en ellos, así como para identificar los factores geológicos que pueden afectar su recuperación y uso.

• Los pequeños productores establecen sus operaciones en el afloramiento de los mantos.

• Multitud de operadores a lo largo del afloramiento tienen un efecto negativo: reducen la vida del depósito y crean factores de riesgo para operaciones futuras.

• La actividad de los mineros artesanales causa la esterilización de importantes reservas

DESAFÍOS PARA UN PROCESO DE RACIONALIZACIÓN

• La fragmentación de los títulos mineros dificulta la consolidación de bloques idóneos para el desarrollo de operaciones mecanizadas.

• La presencia de mantos de poco espesor, ondulados, de espesores variables y con múltiples fallas limita el tamaño de los bloques de minado.

• Los mantos con buzamientos significativos limitan el uso de ciertos equipos normalmente usados en otros países, y requieren la implementación de técnicas innovadoras.

DESAFÍOS PARA UN PROCESO DE RACIONALIZACIÓN

SITUACIÓN TÍPICA EN EL INTERIOR DE COLOMBIA CON MÚLTIPLES PEQUEÑOS TÍTULOS

CREACIÓN DE BLOQUES DE MINADO

• La creación de bloques de minado discretos formados por múltiples títulos individuales es un modelo viable desde el punto de vista técnico y económico que garantizan reservas adecuadas y la continuidad operativa que justificarían una operación mecanizada.

• Esta metodología requiere intensas negociaciones y un esfuerzo de exploración importante.

Bloques de Minado

COOPROCARBÓN: UN EJEMPLO DE INTEGRACIÓN

COOPROCARBON

PAZ DEL RIO

MINA LA PEÑA

OPCIONES DE SEMI-MECANIZACIÓN

Vista en Planta

Sección Transversal

1. Palancas

2. Cap

3. Cuña de madera

4. Panzer

5. Equipo de Corte de Carbón

OPCIONES DE SEMI-MECANIZACIÓN

OPCIONES PARA LA MECANIZACIÓN

• Existen dos métodos fundamentales para mecanización de minas de carbón: • Cámaras y Pilares • Tajos Mecanizados:

• Tajo corto (ancho de paneles <100m) • Tajo largo (ancho de paneles 200m)

• El método de cámaras y pilares no es viable en la mayoría de los depósitos del interior de Colombia porque se requiere la utilización de un minero continuo, el cual no puede operar en buzamientos de más de 20 grados

OPCIONES PARA LA MECANIZACIÓN

• Existen dos métodos fundamentales para mecanización de minas de carbón: • Cámaras y Pilares • Tajos Mecanizados:

• Tajo corto (ancho de paneles <100m) • Tajo largo (ancho de paneles 200m)

• El método de cámaras y pilares no es viable en la mayoría de los depósitos del interior de Colombia porque se requiere la utilización de un minero continuo, el cual no puede operar en buzamientos de más de 20 grados

OPCIONES PARA LA MECANIZACIÓN

• Existen dos métodos fundamentales para mecanización de minas de carbón: • Cámaras y Pilares • Tajos Mecanizados:

• Tajo corto (ancho de paneles <100m) • Tajo largo (ancho de paneles 200m)

• El método de cámaras y pilares no es viable en la mayoría de los depósitos del interior de Colombia porque se requiere la utilización de un minero continuo, el cual no puede operar en buzamientos de más de 20 grados

OPCIONES PARA LA MECANIZACIÓN

• Existen dos métodos fundamentales para mecanización de minas de carbón: • Cámaras y Pilares • Tajos Mecanizados:

• Tajo corto (ancho de paneles <100m) • Tajo largo (ancho de paneles 200m)

• El método de cámaras y pilares no es viable en la mayoría de los depósitos del interior de Colombia porque se requiere la utilización de un minero continuo, el cual no puede operar en buzamientos de más de 20 grados

MINEROS CONTÍNUOS

EJEMPLO DE UN DESARROLLO DE CÁMARAS Y PILARES

ELEMENTOS EN UN SISTEMA DE TAJO

• Los sistemas de tajo son aplicables a las minas del interior de Colombia pero presentan desafíos.

• El sistema de tajo consta de los siguientes elementos: • Un componente de soporte (escudos o palancas) • Un componente de transporte (una banda

armada o panzer y bandas transportadoras convencionales) y

• Un componente de corte (rozadora o cepillo).

¿CÓMO FUNCIONA UN TAJO?

• Los escudos protegen al personal y equipo que se encuentran en el frente de trabajo, mientras la rozadora o el cepillo cortan el carbón, el cual cae en el panzer. El carbón se transfiere a bandas transportadoras convencionales, las cuales lo transportan al exterior de la mina.

• A medida que el frente avanza, los escudos se mueven en la dirección de avance y, eventualmente, el techo que se encuentra detrás de los escudos colapsa.

• El espesor del manto, así como su buzamiento y otras condiciones geológicas pueden limitar la aplicabilidad de las soluciones mecanizadas

ELEMENTOS EN UN SISTEMA DE TAJO

Bandas hacia el exterior

ELEMENTOS EN UN SISTEMA DE TAJO

ELEMENTOS DE CORTE EN UN SISTEMA DE TAJO

Rozadora

Cepillo

¿ROZADORA O CEPILLO?

EJEMPLO DE UN SISTEMA DE CEPILLO PARA MANTOS EN EL INTERIOR DE COLOMBIA

EJEMPLO DE UN SISTEMA DE CEPILLO PARA MANTOS EN EL INTERIOR DE COLOMBIA

IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA MECANIZADO EN MINAS DE CARBÓN EN EL INTERIOR DE COLOMBIA

VER VIDEO # 1

IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA MECANIZADO EN MINAS DE CARBÓN EN EL INTERIOR DE COLOMBIA

VER VIDEO # 2

IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA MECANIZADO EN MINAS DE CARBÓN EN EL INTERIOR DE COLOMBIA

VER VIDEO # 3

FIN DE LA PRESENTACIÓN