ANTEPROYECTO PLANEAMIENTO MINERO DE UNA LABOR ESPECIAL PROYECTADA EN LA MINA EL PEDREGAL DEL MUNICIPIO DE SOGAMOSO.

MARTHA LILIANA CASTRO CABRA

MAIRA ALEJANDRA HERNADEZ LLANOS

ESTEBAN FELIPE CASTILLO

DIMAS TORRES

CARLOS ANDRES GUAUQUE

UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIAFACULTAD SEDESECCIONAL SOGAMOSOESCUELA DE INGENIERA DE MINASPLANEAMIENTO MINERO26/08/2014ANTEPROYECTO PLANEAMIENTO MINERO DE UNA LABOR ESPECIAL PROYECTADA EN LA MINA EL PEDREGAL DEL MUNICIPIO DE SOGAMOSO.

MARTHA LILIANA CASTRO CABRA Cd. 201020546MAIRA ALEJANDRA HERNADEZ LLANOSCd. 201021474ESTEBAN FELIPE CASTILLOCd. 200921427DIMAS TORRESCd. 200921511CARLOS ANDRES GUAUQUECd. 49722

MONICA YASMIN PORRAS PESCADORIngeniera en Minas

UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIAFACULTAD SEDESECCIONAL SOGAMOSOESCUELA DE INGENIERA DE MINASPLANEAMIENTO MINERO26/08/2014Tabla de Contenido

INTRODUCCIONPROBLEMA.Titulo.Planteamiento del problemaFormulacin del problemaObjetivosObjetivo generalObjetivos especficos 1.5. Justificacin 1.6. Alcances y limitaciones1.6.1. Alcances1.6.2. Limitaciones1.7 delimitaciones1.7.1. Delimitacin espacial2. MARCO REFERENCIAL2.1. Antecedentes2.2. Marco conceptual2.2.1. Trabajos mineros y recursos existentes2.2.2. Servicios a la mina2.3. Marco legal3. DISEO METODOLOGICO.3.1. Tipo de investigacin3.2 instrumentos para recoleccin de informacin3.2.1. Fuentes primarias4. PROYECCION DE LA LABOR ESPECIAL A REALIZAR5. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES6. CLASIFICACION DEL MACIZO ROCOSO

INTRODUCCIN

Para garantizar el ptimo funcionamiento del proceso extractivo de minerales y rocas situadas bajo tierra o superficie, es indispensable preveer, organizar, y planear todos los procesos que forman parte de la labor minera, as como los recursos humanos, econmicos y dems que solicite el correcto funcionamiento de la mina. A continuacin se presenta el desarrollo del anteproyecto o propuesta la cual pretende mostrar las caractersticas generales de la mina el pedregal y la propuesta de una labor minera especial que pueda aplicarse en las labores extractivas bajo tierra donde se incluyan todos los factores necesarios para el desarrollo de la misma.

Adems de la organizacin y la planeacin de las actividades en una empresa minera, se debe tener presente como parmetro principal la seguridad y bienestar de los trabajadores, por medio de la tecnificacin de los procesos mineros con el fin de obtener el mayor rendimiento posible, tanto de maquinaria como de trabajadores.

1. PROBLEMA

1.1. TITULO.

Planeamiento minero de una labor especial proyectada en la mina el pedregal del municipio de Sogamoso.

1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

En la mina El Pedregal se desarrolla actualmente un proyecto minero que permite la extraccin de carbn, por tanto es importante para el desarrollo sostenible y sustentable del proyecto desarrollar una labor especial que permita un acceso al manto de carbn en forma rentable y segura.

1.3. FORMULACIN DEL PROBLEMA.

El carbn se encuentra dispuesto en ocho mantos explotables y varias cintas cuyos espesores las hacen despreciables. El manto explotado en la bocamina a analizar es el manto 3, el cual tiene un espesor variable en el rumbo iniciando a partir de 1.6m y alcanzando 2m. El buzamiento es de 60NW y rumbo N25E

En esta bocamina trabajan actualmente 6 personas: 4 piqueros 1 embazador 1 malacatero Este carbn se clasifica como bituminoso alto voltil comnmente aglomerante por sus caractersticas de uso se ve restringido a usos de procesos trmicos.

Las labores de desarrollo y preparacin tienen un sostenimiento predominantemente de puertas alemanas que en ocasiones varan de seccin y de densidad. A modo de observacin se cita que en las labores de explotacin (ensanche de tambores en el rumbo) se emplean tacos de aproximadamente 1m de longitud.

La formulacin que se plantea es: Sera sostenible y econmicamente rentable la implementacin de una labor minera especial que permita el acceso a un manto de iguales caractersticas para su explotacin?

1.4. OBJETIVO

1.4.1. Objetivo General.

Realizar el planeamiento minero aprovechando las labores ya existentes para con base en estas, disear una labor especial que satisfaga los requerimientos de la mina El Pedregal para garantizar el bienestar de los mineros.

1.4.2. Objetivos Especficos.

Realizar la localizacin y vas de acceso a la mina. Identificar la geologa del rea de estudio. Establecer el estado actual de la mina el pedregal.

1.5. JUSTIFICACIN.

Para optimizar la extraccin de las reservas carbonferas presentes en el rea del contrato perteneciente a la mina El Pedregal, es necesario proponer una labor minera especial que permita extraer de una manera sostenible las reservas existentes en los mantos de carbn que an no son explotados.

Para el desarrollo del proyecto se acogen especificaciones contenidas en un planeamiento minero, ya que es necesario proyectar, evaluar organizar y controlar las labores que se requieran para el desarrollo de la labor especial que se pretende aplicar a la mina El Pedregal.

1.6. ALCANCES Y LIMITACIONES.

1.6.1. ALCANCES

Se busca:

Plantear y adoptar medidas necesarias para que las labores subterrneas existentes se adapten a la nueva labor minera que se pretende realizar para optimizar la produccin.

Realizar el planeamiento minero respectivo para la implementacin de una labor especial, teniendo en cuenta informacin previa y la situacin actual de la mina El Pedregal.

Determinar los recursos necesarios para llevar a cabo la labor minera propuesta, resaltando que estos deben ser suministrados en su debido tiempo por el empresario

Aplicar todos los conocimientos adquiridos para argumentar la implementacin de la labor minera propuesta.

1.6.2. LIMITACIONES

Teniendo en cuenta que el carbn que sacan de esta mina es trmico y que el costo de este est bajo (en este momento), crear una labor sin sacar carbn no generara ganancias, por lo que sera muy difcil que el dueo de la mina aceptara.

Es una empresa pequea as que es complejo tratar de implementar una labor que requiera todos los servicios que necesita una mina subterrnea.

1.7. DELIMITACIONES

1.7.1. Delimitacin Espacial.

La mina en la que se desarroll el proyecto es la mina el mirador en la verde el Pedregal del municipio de Sogamoso.

Esta georeferenciada por las coordenadas

X: 1.118.662Y: 1.125.383Z: 2756 m.s.n.m

2. MARCO REFERENCIAL

2.1. ANTECEDENTES

Empricos: Los trabajos de explotacin en la zona se iniciaron en la dcada de los aos 80 sobre los mantos tres, cuatro y cinco, los cuales presentan un espesor de 2,1 m, 1,5 m y 2,1 m respectivamente. Los trabajos de explotacin adelantados muestran la existencia de 11 mantos, entre ellos se ha determinado algn inters econmico para su explotacin solo en ocho mantos.

Bibliogrfico: Mdulo de mecnica de rocas, mdulo de Beneficio de minerales y mdulo de sostenimiento de minas bajo tierra del ingeniero Jaime William Jojoa Muoz.2.2. MARCO CONTEXTUAL

El rea de la licencia No. 14194 se ubica en la vereda El Pedregal en jurisdiccin con el municipio de Sogamoso en la zona lmite con el municipio de Iza, en el departamento de Boyac.Al rea del contrato de concesin se puede acceder por dos rutas distantes, la primera toma la va que comunica los municipios de Iza y Sogamoso, partiendo de Sogamoso hacia el municipio de Iza a una distancia de 4,5 km se desprende una va que conduce a la vereda el Pedregal, luego de un recorrido de 2,6 km, por esta va se ingresa al rea del contrato No. 14194.El segundo acceso se toma partiendo por la va que conduce al departamento de Casanare, a la altura del kilmetro tres se desprende una va en destapado que lo conduce hasta la zona norte del rea de contrato luego de un recorrido de 2 km. Estas vas tienen un ancho promedio de 5m, no estn pavimentadas pero son transitables durante cualquier poca del ao.

En el rea de Sogamoso se encuentran las siguientes formaciones:

Formacin Ermitao: Se localiza en la parte alta del occidente del valle de Sogamoso, con un espesor que alcanza los 500 metros. Consta de una sucesin de arenisca cuarzosa dura, intercalado con arcillolitas grises, fisibles, algo calcreas, capas de chert de diferentes colores y espordicos niveles de fosforita.

Formacin Guaduas: La base de la formacin se compone de 250 metros de arcillolitas grises, intercalaciones ocasionales de areniscas friables, sobre las que yacen 270 metros de arcillolitas grises, areniscas friables y mantos de carbn explotable. El techo llega a 50 metros, de arcilla verdusca y violcea con bancos de arenisca friable. Su espesor sobre pasa 550 metros, se localiza principalmente en los alrededores de la vereda a los 174 metros.

En el rea del contrato se evidencia la presencia de ocho mantos de carbn econmicamente explotables, cuyas principales caractersticas se resumen en el siguiente cuadro, de los cuales actualmente el manto tres no est en explotacin.

MANTOESPESORDESCRIPCINSEPARACIN CON MANTO SUPERIORRUMBOBUZAMIENTO

MANTO A4.1 m2.5C, 0.7R, 0.9C9 mN40 - 43EEL BUZAMIENTO PREDOMINANTE ES MAYOR O IGUAL A 60 NW

MANTO B1.60 mSin intercalacin16 mN40 - 43E

MANTO C1.8 mSin intercalacin85 mN26 - 29E

MANTO 21.0 mSin intercalacin30 mN23 - 28E

MANTO 31.6 2.1 mSin intercalacin8 mN23 - 28E

MANTO 41.0 1.5 mSin intercalacin18 mN23 - 28E

MANTO 52.1 mSin intercalacin15 mN23 - 28E

MANTO 62.1 m1.2C, 0.4R, 0.5C10 mN23 - 28E

MANTO 71.9 m1C, 0.3R, 0.6CN23 - 28E

El yacimiento carbonfero est formando parte del flanco occidental del anticlinal del roble. La actividad tectnica se hace ms evidente hacia la parte suroriental del rea, siendo afectada por la falla inversa la chorrera que marca el curso de la quebrada la fuente. Esta falla da origen a otras de menor desplazamiento que no solamente afecta la continuidad de los mantos sino que los estrechan por lo que se presentan espesores con variaciones considerables en diferentes zonas del rea de contrato.

2.2.1 TRABAJOS MINEROS Y RECURSOS EXISTENTES

Infraestructura en superficie.

El rea de la mina es atravesada por una va central de 2 km de longitud de la que se desprende un sistema secundario que conduce hacia cada una de las bocaminas que en su totalidad suma una longitud aproximada de 600 m. para el manejo del mineral en superficie se cuenta con 5 tolvas en madera que suman una capacidad de 125 ton, 2 campamentos para almacn y cuarto de herramientas. Para el suministro de energa se utilizan dos transformadores de 54 kva.

Labores de desarrollo.

Las labores de desarrollo adelantadas estn determinadas principalmente por inclinados de transporte y galeras que conforman los niveles de explotacin sobre los mantos A, C y 2, para el manto 5 se avanza un inclinado en roca tendiente a establecer su acceso.Las labores de desarrollo existentes se describen a continuacin en el siguiente cuadro:

MANTOESTADOSECCININCLINACINLONGITUD

Ainclinado de transporte en actividad2.8 m22983m

Galera No.1 al sur en recuperacin hacia el norte en avance3 m2-75m

CInclinado de transporte activo2.8 m21868m

Tambor de ventilacin2.5 m27040m

2Inclinado de transporte en avance2.8 m22286m

3Actualmente no se desarrolla ninguna labor

4Trabajos inactivos---

5Sector norte: avance tnel de acceso en rocaSector sur: trabajos inactivos2.9 m22425m

6Inclinado de transporte inactivo2.9 m23040m

7Inclinado superior abandonado2.8 m22970m

Inclinado inferior abandonado2.9 m23335m

TNEL EXPLORATORIO (cruzada No.1)85 m

Labores de preparacin.

Como labores de preparacin se adelantan tambores que unen los niveles de transporte, estos tienen como finalidad mantener el circuito de ventilacin al mismo tiempo que sirven para el descargue del mineral arrancado en los frentes de explotacin.

Labores de explotacin.

Actualmente no existe ningn frente de explotacin en recuperacin, los trabajos mineros se concentran en labores de desarrollo y preparacin.

2.2.2 SERVICIOS A LA MINA

Ventilacin La ventilacin de las labores mineras se realiza de forma natural creando un circuito de ventilacin mediante la comunicacin de los niveles de transporte en los frentes ciegos, la ventilacin se complementa con ventiladores auxiliares de 3hp. Seguridad e higieneLos trabajadores estn asegurados a la ARP del seguro social y reciben dos dotaciones de elementos de proteccin personal al ao (un casco un par de guantes y uno de botas). En seguridad industrial para la prevencin de accidentes se tiene reglamento de higiene y seguridad y vigas de salud ocupacional en cada uno de los frentes.Descargue y transporte El mineral arrancado es cargado con pala manual en carretillas que lo transportan hasta el inclinado principal de transporte en donde es embarcado a las vagonetas que por arrastre son llevadas hasta los patios y tolvas de acopio en superficie.

SostenimientoEl sostenimiento se realiza con madera rolliza, utilizando puerta alemana con ensamble de diente sencillo en niveles e inclinados, la separacin entre puertas es en promedio de 1,5 m.

Desage El agua que se presentaba en los niveles inferiores es escasa puesto que las labores de desarrollo no alcanzan todava el nivel fretico, sin embargo en los niveles en que hay presencia de agua se evacua utilizando electro bombas de 3 hp con manguera de dos pulgadas de dimetro.

Iluminacin El personal que labora en los frentes de trabajo utiliza lmparas de seguridad para su iluminacin personal.

2.3. MARCO LEGAL

El contrato minero No. 14194 fue inscrito en el registro minero el 9 de octubre de 1991, los titulares acogindose a los beneficios de la ley 685 obtienen el derecho de explotacin por un periodo de 28 aos. A la fecha el contrato de explotacin est vigente hasta el ao 2019.

3. DISEO METODOLOGICO

3.1. TIPO DE INVESTIGACION

El objeto de la investigacin descriptiva consiste en llegar a conocer las situaciones, costumbres y actitudes predominantes a travs de la descripcin exacta de las actividades, objetos, procesos y personas. Su meta no se limita a la recoleccin de datos, sino a la prediccin e identificacin de las relaciones que existen entre dos o ms variables. Los investigadores no son meros tabuladores, sino que recogen los datos sobre la base de una hiptesis o teora, exponen y resumen la informacin de manera cuidadosa y luego se analizan minuciosamente los resultados.En este proyecto se conocern las caractersticas de la mina, las del macizo, las del manto, los diferentes tipos de sostenimiento aplicados actualmente en la mina y se har un planeamiento minero aplicado a una labor especial desarrollada en la mina el pedregal, por estas razones la investigacin es DESCRIPTIVA.

3.2. INSTRUMENTOS PARA LA RECOLECCION DE INFORMACION

3.2.1. FUENTES PRIMARIAS

El ingeniero a cargo de la mina, nos brind informacin del comportamiento predominante del manto objeto de estudio adems del nmero de trabajadores y la disposicin de estos: Brindo informacin como rumbo, buzamiento, espesor, respaldos, etc. que despus fueron corroborados por nosotros en nuestras visitas de campo.

4. PROYECCION DE LA LABOR ESPECIAL A REALIZAR

Se pretende realizar una labor especial la cual ser un tnel en roca de 2.9m2 de seccin, con una inclinacin de 24 y 20 metros de longitud. Esta labor especial cumplir con los siguientes objetivos: facilitar el acceso a las reservas del manto tres. Servir como va, para transporte del mineral. Desarrollar las reservas en el sentido del buzamiento. Servir de acceso de aire fresco para la mina.

5. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Las actividades en una explotacin minera tienen una secuencia lgica, es por esto que el cronograma de actividades, se realiza con el fin de evitar prdidas de tiempo y trabajos infructuosos. Estos se disean a corto, mediano y largo plazo para programar actividades anuales, mensuales o semanales.

semanamessemana 1semana 2semana 3semana 4

agosto contactar empresario minerovisitas (2) realizadas a la mina "El Pedregal" (toma de datos)planteamiento de labor minera aplicable al manto 3 mina "El Pedregal"

septiembrerealizar levantamiento topografico de la zona realizar la caracterizacion geomecanicaanalisis e interpretacion de la informacion recolectada entrega 2 parte del poryecto

Actividades realizadasActividades realizadas

6. Clasificacin del macizo rocoso

Clasificacin geomecnica de Bieniawski (RMR)

Esta clasificacin geomecnica se basa en el ndice RMR Rock Mass Rating, que da una estimacin de la calidad del macizo rocoso, teniendo en cuenta los siguientes factores:

Resistencia Compresiva de la roca. ndice de la Calidad de la Roca - RQD. Espaciamiento de Juntas. Condicin de Juntas. Presencia de Agua. Correccin por orientacin.

Estos factores se cuantifican mediante una serie de parmetros definindose unos valores para dichos parmetros, cuya suma, en cada caso nos da el ndice de Calidad del RMR que vara entre 0 100. Para esta clasificacin revisa la tabla que se muestra a continuacin dndole un valor obtenido por las diferentes condiciones que se presentan en esta.

Para este caso especfico para el clculo del RQD que se refiere al grado de fracturacin de la roca en una recuperacin de testigos se hizo y ya que no se cuenta con este trabajo de campo el calculo se realiza de la siguiente manera: en un tramo longitudinal de pared expuesta RQD = 100 ( -0.1 ) x (0.1 1 + )Priest y Houston,1967Donde: = Nro. De Fisuras / Espacio (m)

Segn esto se obtuvo un valor de RQD de 70%.

El clculo realizado por medio de la tabla que a continuacin se muestra se obtuvo el valor para el RMR de 59 lo cual lo clasifica en un macizo de tipo III con un tipo de roca regulas y un claro activo de 5 m para una semana.

Sistema de Clasificacin de Macizos Rocosos (RMR) (Bieniawski (1989))

A. Clasificacin de tos parmetros y su evaluacin

ParmetroRango de Valores

1Resistencia de la roca intactandice de resistencia a la carga puntual> 10 Mpa4-10 Mpa2 - 4 Mpa1 - 2 MpaPara esta escala tan baja se prefiere la prueba de compresin uniaxial

Resistencia a lacompresinsimple> 250 Mpa100 - 250 Mpa50- 100 Mpa25 - 50 Mpa (30 Mpa)5 - 251 - 5 Mpa< 1 Mpa

Puntuacin151274210

2RQD90%-100%75% - 90%50% - 75%25% - 50%< 25%

Puntuacin20171383

3Espaciado de las discontinuidades< 2 m.0.6 - 2.0m200-600mm60-200mm< 60mm

Puntuacin20151085

4Condicin de las discontinuidades,Superficies muy rugosas, No continuas, sinseparacin, paredes de rocainalteradaSuperficies algo rugosas, separacin < a 1mm, paredes algo meteorizadasSuperficiesalgo rugosas,Separacin 5mm espesor o separacin mayor a 5mm, fisuras continuas

Puntuacin302520100

Puntuacin1510740

B. Ajuste en la puntuacin por orientacin de las discontinuidades

Orientacin de rumbo y buzamientoMuyfavorable FavorableRegularDesfavorableMuydesfavorable

ValuacionesTuneles y Minas-2-5-10-12

Cimentaciones0-2-7-15-25

Taludes0-5-25-50-60

C. Clasificacin de Macizos Rocosos determinado a partir de la valuacin total

Valuacin100-8180- 6160-4140-21< 21

Clasificacin No.LIIIIIIVV

DescripcinRoca Muy buenaRoca buenaRoca RegularRoca pobreRoca muy pobre

D. Significado de la clasificacin del macizo rocoso

Clasificacin No.IIIIIIIVV

Tiempo medio deautosoporte20 aos para 15m de claro1 ao para 10m de claro1 semana para 5m de claro10 horas para 2.5m de claro30 min. de claroPara 1m

Cohesin del macizo rocoso (Kpa)> 400300 - 400200 - 300100-200< 100

Angulo de Friccin del macizo rocoso (grados)> 4535-4525-3515-25< 15

Sistema de Clasificacin de Macizos Rocosos (RMR) (Bieniawski (1989)Indice Q de Barton (rock mass quality)

El ndice q de Barton se puede calcular fcilmente con la siguiente expresin:

En nuestro caso quedara de la siguiente manera remplazando los valores de RMR

Donde que Q ser: 5.29Lo cual indica un macizo de regular calidad.Para determinar el tipo de comportamiento o el estado del sostenimiento se podr calcular con el cuadro que se muestra en el anexo (cuadro), que de termina los parmetros para el sostenimiento de este.Con la siguiente expresin se podr determinar De.

Por ser una excavacin minera se da un valor de ERS=4 y la altura de la excavacin es de 2m por lo cual la expresin queda asi: con estos valores podemos ingresas al Abaco el cual da de tipo (1) que requiere de un sostenimiento normal sin ninguna otra clase de refuerzo adicional. Muy favorable para excavaciones mineras.

Estimacin del sostenimiento por medio de Q de Barton.

Mtodo del ndice GSI

El ndice de resistencia geolgica, GSI, fue desarrollado por Hoek (1994) para subsanar los problemas detectados con el uso del ndice RMR para evaluar la resistencia de macizos rocosos segn el criterio generalizado de Hoek-Brown. Este ndice de calidad geotcnica se determina en base a dos parmetros que definen la resistencia y la deformabilidad de los macizos rocosos.

Si se utiliza la versin 1989 del ndice RMR (Bieniawski (1989)), deber suponerse que el macizo rocoso est completamente seco y no deber efectuarse ajuste por orientacin de las estructuras. El valor resultante del ndice RMR89 se relaciona con el ndice GSI de la siguiente forma:Si RMR89 23 entonces GSI = RMR89 - 5Si RMR89 < 23 entonces no puede estimarse el valor de GSI (la estimacin es poco confiable)Entonces GSI=54