empresa nacional adaro de investigaciones mineras, s. a

1

:n' fin �� b�ey•y,," .;a (}'x< .,°x•

>>.r:;i��:$%::: ,�#iti:. e., /7. r` .�1a z?s:6 :•<i .„i• .rrj,c:,,.".•.• •�

kü' `W'/•'r•

S::?!N r i �:

i: r nv _ �. t •• . r r �. [; rir.i�:�>`�wx�`°'<'r::aa:�,:>�:. .:BITUMINOSAS DE PUERTOLLANO

TOMO IIALTERNATIVAS DE APROVECHAMIENTO Y CA

RACTERIZACION DEL DEPOSITOY N

s PLAN ENERGETICO NACIONAL

ABRIL - 1981

�: r:rl•• .,•

'g<Zri`�.':A;1•::.c'.•é�:�á�� ü�:eV„v��tt�:>q.�,�'<''�:�>�<'vi(i:.++�:: ��, _� .. ,�.

>SF:r%<'•;5.;��w:y.Y',�.� � ¡i;�<:}x:,r;t C.3<:•¡c•: l.£:

^;i.:,`d,'�3,. „3 ;élY,.:h�:"a%�''C.

.a .r,�i:• '::?�:'€>::```r.?�'':''�'•:',.�'::'�•:�'s• ,•r n•i :ai'.. •'�.'� .1,irt�..•:z!<u.�v.S°�:..�rli..:Ged<R23>..� �� k:W��%'..C�' �.....3:?:.>:`,!o..rir<# . • fQoG r . N Z 'l

empresa nacional adaro • deinvestigaciones mineras, s. a.enadimsa

í

•X43

I

L

INFORME SOBRE FL PROYECTO DE PIZARRASBITUMINOSAS DE PUERTOLLANO

T'I.7J LO, TOMO II

ALTERNATIVAS DE APROVECHAMIENTO Y CARACTERIZACION DEL DEPOSITO

C;.1SVT PLAN ENERGETICO NACIONAL {

Í _=. { 1 ABRIL - 1981

Li

t

Rererrr�cia.: P3/13/300

1Cecarcamarrto : PLANTAS MINERALURGICAS

L

1

L

L

P áL 9

4.1 DISPOSICION DE LOS MATERIALES 75

4.2 PROPIEDADES TENSO-DEFORMACIONALESDEL CONJUNTO PIZARRAS-ARENISCAS 89

4.3 PROPIEDADES TENSO-DEFORMACIONALESDE LAS PIZARRAS BITUMINOSAS ..••••••.•••.••••••••••••••••••••• 100

4.4 RESUMEN DE PARAMETROS GEOTECNICOSCARACTERÍSTICOS .......................................................... 116

5. CARACTERIZACION MINERA DEL DEPOSITO .............••••••••••.•••••••••• 119

5.1 INTRODUCCION ................................................................ 120

5.2 INFORMACION BASICA .............................•.••..•••••••••••••••.• 122

5.2.1 Tratamiento de la información 1225.2.2 Resultados obtenidos •••••••••••••••••••••••••••••••••• 127

5.3 EVALUACION DE RESERVAS GLOBALES 128

5.3.1 Sistemática aplicada •••••••••••••••••••••••••••••••• 1285.3.2 Reservas totales "in-situ" •••••••••••••••••••••• 131

5.4 DISTRIBUCION DE RESERVAS ••••••.••••••••••••••••••••••••-•••••• 137

5.4.1 Criteri os aplicados •••••••••-•••••••••••••••••••••••• 1375.4.2 Distribución de reservas

"in-situ" por bloques,horizontes y tipo de minería:Alternativa inicial ..•..........•...........•.....•.•.• 141

5.4.3 Distribución de reservas"in-situ " por bloques , horizo ntes y tipo de minería:Alternativa potencial aplicable ..•...•.•..• 155

5.4.4 Resumen de distribuciones 167

L

11

11

t

t

L

Li

I N D I C E

Pág.1. ANALISIS DE ALTERNATIVAS GLOBALES

DE APROVECHAMIENTO .............................................................. 1

1.1 ALTERNATIVAS GLOBALES .............................................. 11.1.1 Planteamiento general ............ .................... 11.1.2 Eficiencia térmica y/o

ratios energéticos ................................ 71.1.3 Factores económi cos ................................ 101.1.4 Alternativa recomendable 20

1.2 DESTILACION "IN SITU" FRENTE AMINERIA CONVENCIONAL Y DESTILACIONEN SUPERFICIE .............................................................. 221.2.1 Alternativas de destilación .................. .. .. 221.2.2 Destilación "in situ" ................................ 241.2.3 Minería convencional y

destilación en superficie 311.2.4 Análisis comparativo y

alternativa recomendada ....................... 35

2. MUESTRA SOPORTE PARA PLANTA PILOTO 372.1 INTRODUCCION ................................................................ 382.2 EVALUACION DE LA ESCOMBRERA

DE ENPETROL ................................................................ 402.3 LABORES DE ACCESO .................................................... 43

2.3.1 Objetivos ........................................................ 432.3.2 Características del plano

inclinado y de su entorno .................... 452.3.3 Ejecución ...................................................... 50

3. CALIDAD DE LAS PIZARRAS .................................................... 553.1 PLANTEAMIENTO GENERAL ............................................. 563.2 ENSAYOS MINERALOGICOS .............................................. 573.3 ENSAYOS QUIMICOS ........................................................ 58-

3.3.1 Contenidos y composición .. ........................ 583.3.2 Características físicas y

análisis elementales 623.3.3 Características del Kerógeno 643.3.3 Id. de los aceites de destilación 66

3.4 CARACTERISTICAS DEL GAS DE DESTILACION.............. 703.5 EXTRACCION POR DISOLVENTES Y

CARACTERISTICAS DE LA FRACCION EXTRAIDA............ 71

4. CARACTERIZACION GEOMECANICADE LOS MATERIALES .............................................................. 74

L1

I

L

L

L

� I ÍL

L

CAPITULO 1

f 1ANALISIS DE ALTERNATIVAS GLOBALES

DE APROVECHAMIENTO

L

1

11

11

I

L

1

L

L

L

1.1 ALTERNATIVAS GLOBALES

1.1.1 Planteamiento general

El aprovechamiento de combustibles fósiles, como las pi-

zarras bituminosas, en productos energéticos de uso controlado

y/o de tipo petroquímico , requiere de una planificación detalla

da para la que es preciso contemplar las diversas alternativas

que, en la actualidad , nos ofrece la tecnología.

Estos sistemas de aprovechamiento están hoy en continua

evolución, aunque muchos de ellos han alcanzado ya niveles de

disponibilidad en grado aceptable. En su selección ha de tener

se en cuenta los dos siguientes principios fundamentales:

1La fracción orgánica de esos recursos está formada

por estructuras moleculares semejantes a las exis-

tentes en los crudos -relación H/C elevada-, lo -

que les hace muy apropiado para su transformación

en crudos sintéticos.

Dicha fracción orgánica muestra una relación H/C -

muy inferior a la de los crudos petrolíferos, lo -

que obligará a un consumo energético - lo menor po-

sible- para su transformación en otros productos -

1L

L

12.

L

de mayor valor y/o utilización comercial.

En el caso de las pizarras bituminosas , la fracción or-

gánica , compuesta principalmente por Kerógeno, está constituida

por hidrocarburos de grandes cadenas moleculares y muestran re-

laciones H/C inferiores a la de los crudos , requiriéndose un -

proceso de calentamiento para su recuperación y producción de -

combustibles líquidos y gaseosos..

En principio , la tecnología disponible para llevar a cabo el aprovechamiento de dichos recursos se basa en:

(¡) Incrementar el contenido en H. de dichos recursos

(Hidrogenación, hidrocarbonilación, etc.)

(ii) Separación del C, a fin de conseguir un producto

con una mayor relación H/C (Destilación, cracking

coquizante, etc.)

(iii) Transformación de dichos recursos en gas de sinte

sis (Gasificación y/u oxidación parcial).

(iv) Conseguir la combustión directa de dichos recur -

sos para la producción de energía eléctrica, por

medio de centrales térmicas adecuadas.

En la actualidad , las tecnologías que implican estas pos¡

bilidades -hidrogenación, destilación, gasificación,etc.- se en

cuentran ya, en general, suficientemente desarrolladas , aunque

-en cada caso - presentan diferentes ventajas e inconvenientes -

(consumo de hidrógeno , subproductos de interés económico, etc.)

que deberán analizarse en cada problema concreto.

1

11

1

LL

De cualquier forma, es necesario señalar que la decisión

a adoptar entre las diversas alternativas de aprovechamiento de

un combustible fósil, como las pizarras bituminosas de Puerto-

llano, debe estar sobre la base de una información lo más :com-

pleta posible, en la que se contemplen las reservas existentes,

la producción energética global, los ratios de producción, los

aspectos económicos, la regulación en la producción, los proble

mas políticos internos y externos, el impacto ambiental y las -

demandas de energía.

Inicialmente, y a la luz de los diferentes factores men-

cionados, el aprovechamiento de las pizarras bituminosas puede

resumirse -de un modo genérico - en las siguientes alternativas

globales.

. Producción de combustibles líquidos:crudo sintético.

. Producción de gas de síntesis

. Producción de energía eléctrica

El establecimiento, bajo un punto de vista técnico, '".de

cual de estas tres alternativas es la más conveniente, exige -

el análisis de diferentes factores cuyo resultado aportará la

información técnica indispensable para la toma de decisión. En

nuestro caso concreto, a partir de diferentes estudios e inves

tigaciones americanas, se ha analizado la información existen'-

te en relación con la eficiencia térmica y/o ratio energéticos,

así como el análisis de factores económicos de acuerdo con con

dicionantes concretos existentes en nuestro país para diversos

productos energéticos.

Dichos factores han de contemplarse - en el aprovecha-

miento de un depósito concreto- en todo el largo proceso que va

desde la explotación hasta la obtención del producto final, pa

I

1

4.

L

sando por la extracción, conversión, transporte, etc. En la -Fig. 2.1.1 se resumen las trayectorias de aprovechamiento energético de diferentes recursos (carbón, crudo petrolífero, piza-rras bituminosas, etc.). En cada una de las fases que componencada una de las diversas trayectorias han de tenerse en cuentalos factores citados, a fín de poder disponer de un balance global de las posibilidades reales de cada tipo de alternativa.

Cómo han de influir esas trayectorias en el medio am -biente es, en la actualidad, un factor importante del que no sepuede prescindir, ya que condiciona de un modo sustancial la -economía del proceso, los rendimientos energéticos, etc. En general la repercusión del camino o flujo energético consideradoen los ecosistemas es pequeña en comparación con la extraccióndel propio recurso -distorsión de la agricultura por la mine -ría a cielo abierto, problemas de subsidencia en la minería subterránea, variaciones en la hidrología, etc.

En cada caso es necesario contemplar las condiciones decontorno que enmarcan el problema, como se indica en el estudio"Net Energy Analysis: An Energy Balance of Fossil Fuel Resour -ces", llevado a cabo por el Colorado Energy Research Institute(Fig. 2.1.2). Cada sistema de aprovechamiento definirá una trayectoria, constituida por diferentes etapas, que proporcionaráun tipo de energía para su consumo en el mercado.

El citado Organismo considera que las condiciones de -contorno son las que se exponen en la Fig. 2.1.2. Como puede -observarse, tanto en el capítulo de aportaciones energéticas --"in put" directos e indirectos- como en el de "out-put" ener-géticos directos e indirectos, se incluyen un gran número de -factores. Sin embargo, debe señalarse que el C.E.R.I. en su e studio considera que no es necesario tener en cuenta la energía

L

1

r r° r r r ° r"- rr - r-- -- r°-- - r- r-- r'- 1'

TRANSPORTE TRANSPORTE CONVERSION CONVERSIONRECURSO EXTRACCION 1 PROCESO 11 I II DISTRIBUCION UTILIZACION

LICUADOTREN

MINA TREN SELECGTREN ECAMION

CARBON -� CINTA SECAD (TUIBERIA 1N TUBERIACIELOABIERTO DUMPER MACwaouE TUBERIA

GASIF. (BAJO Y MAQUINAS DE COMBUSTIONMEDIO BTU) INTERNAGASEODUCTO

CALOR INDUSTRIAL

PDE GAS SECADOGAS NATURAL

POZOPOZODEACE IGASEODUCTO jPRESuRIZACI0N- GASEOOU

JJ TANQUE LN CALEFACCIONCíl-LICUADO_j

I LUMI NACIONTREN -ELECTRICIDAD

MINA INSTAL ELECTRONICASCAMIONI DESTIL. MOTORES ELECTRICOS

PIZ. BITUMINOSACIELO ABIERTO

CINTA J SUPERFICIALTUBERIA REFINADO

IN SIDESTIL."INSITU -TRENI N

SI

TUMODIFICADO AMION

-TUBERIA- -BARCAZA-BARCAZA- TUBERIA

PETROLEO POZO OLEODUC ETROLE

AMION

TREN

• OPCIONES

FIG. 2.1 -1 - TRAYECTORIAS DE LA PRODUCCION ENERGETICA A PARTIR DE COMBUSTIBLESFOSILES

r-� r res- r r' r'- r- f~ r-° r res` r- r- r_- rq

APORTACIONES INDIRECTAS APORTACIONES DIRECTAS- CONST CCY OPERACIONES PRODUCTO FINAL

ENERG IA ENERGIAINDIRECTO

MATERIALES MATERIALESSISTEMA URBANOINFRAESTRUCTURA

AGUATRA

EFECTOEFECTMULTIPLICA

SERVICIOS DE ENERGIASISTEMA SOCIAL INVESTIGACIONES,

INSTALACIONESPROYECTO

ECOSISTEMASFINANCIACION f RODUCTOFI

DIRECTOSISTEMA DE ABASTECIMIENTO TIERRA

FINANCIACIONSIST. HIDROLOGICO P. FINAL

SIST. POLITICOINTELECTO

P. FINAL

ESTAS ETAPAS DESARROLLANENERGIAA PARTIR DE PROCESO

ENERGIAPROCESO 1 ENERGIA PROCESO 1ENERGIA PROCESO P. FINAL

COMBUSTIBLES FOSILES

P. FINAL

P. FINAL

RESULTADOS DIRECTOENERGIA, CALOR EFECTOS INDIRECTOSMATERIALES IRRUPCION EN LOS ECOSISTEMASSUBPRODUCTOS, SISTEMAS SOCIALESUTILIZABLES SISTEMAS ECONCMICOSNO UTILIZABLES

SISTEMAS DEABASTECIMIENTO¡DAÑINOS EXPLOTACION DE LA TIERRA

MATERIASPRIMAS

FINANZAS - AGUA

L NO RTEMPORALRECUPERADo PERMANENTE

CONDICIONES DE CONTORNOFIG. 2.1.2 - CONDICIONES DE CONTORNO EN LA

PRODUCCION ENERGETICA

c

7.

L

L

eólica, la energía metabólica del sistema humano, los periodosde tiempo, etc.,lo que da idea de la rigurosidad de su análisis.

Con estas premisas, el CERI ha desarrollado -en 1976- -un exhaustivo estudio de balances energéticos en el aprovecha -miento de diferentes tipos de recursos y alternativas de aprovechamiento, que estimamos puede aportarnos la información indis-pensable para definir,bajo dicho aspecto técnico, cual es la alternativa global más ventajosa, ya que, si bien no debe hacersela extrapolación de dicho estudio a nuestro caso concreto, sial menos es aplicable -con un grado de fiabilidad aceptable- -

en cuanto a resultados relativos de las diferentes alternativas

de aprovechamiento.

11.1.2 Eficiencia térmica y/o ratios energéticos

La eficiencia térmica de diversas alternativas de apro-

vechamiento aplicadas a pizarras bituminosas ha sido analizada

en detalle por KUNCHAL (1976) en su trabajo "Energv Recuirements

in an Oil Shale Industry, Based on Parah'os Direct Combustion -

Retorting Process". En su análisis contempla un sistema para -

una producción de 50.000 Bb/dta, con una extracción por minería

subterránea de 70.000 t/d., incluyendo para sus cálculos las -

etapas de extracción v transporte, destilación e hidroaenación

y refino. Debe advertirse que en el análisis de su sistema no

considera como "in-put" energético los recursos no recuperados

en la explotación.

Asimismo, en su trabajo compara la eficiencia térmica -

global de diferentes alternativas de aprovechamiento en función

de diversos tipos de recursos, cuyos resultados se resumen en

el Cuadro 2.1.1.

11

c

8.

CUADRO 2.1.1

EFICIENCIA TERMICA DE DIFERENTES ALTERNATIVAS DEAPROVECHAMIENTO Y TIPO DE RECURSOS (Kunchal, 1976).

ALTERNATIVA DE PRODUCTOSAPROVECHAMIENTO DE GAS DE ENERGIA

REFINERIA

(Combusti SINTESIS ELECTRICAbies 11-quidos)

TIPO DE RECURSO

A1PIZARRAS

T 28 g/t 64 ó 61 % 24 %

BITUMINO- I

(=110 1/t

� B Í �SAS P,. 74 % 70 % 27 %

O ( 3140/ lit)

T Sub-bit. 65 % 53 %I 26

CARBON P ! !Contenidopelevado deLignito 62 % 63 % azufre.

T Sour87 % 82 % °I 34(Amargo)

PETROLEO P0 Sweet 92 % 84 % 33 %

(dulce)i

APORTACION TOTAL DE ENERGIA AL SISTEMAEFICIENCIA TERMICA=

PRODUCCION TOTAL DE ENERGIA POR EL SISTEMA.

1

1

1

9.

1

Como puede observarse, el aprovechamiento de las piz arras bituminosas para la producción de combustibles liquido-productos de refinería= aporta eficiencias térmicas superiores alas otras alternativas, superioridad que se manifiesta más acusada cuando se compara con la alternativa de aprovechamiento para la producción de energía eléctrica.

Por otra parte, en el trabajo citado del CERI y en elde MELCHOR (1976): "Net Energy Analysis. An Energy Balance Study of Western Fossil Fuels", con base a las condiciones de con-torno de la Fig. 2.1.2, prefieren la aplicación de diferentesratios energéticos para el análisis de las diferentes alternativas de aprovechamiento. Con dicha metodología analizan veintetrayectorias o alternativas de aprovechamiento diferente a partir de diversos tipos de recursos; para lo cual definen los s iguientes ratios:

Ratio de energía neta externa (Ri ):Relación entre la energía total del producto resultante y la energía externa total introducida en elsistema.

Ratio de energía neta del sistema (R2 ):Relación entre la energía total del producto resu ltante y la pérdida total de energía que se produceen el sistema.

Ratio energético de recursos (R3) :

Relación entre la energía total del producto resultante entre la energía total del producto resultante y la pérdida total de energía incluyendo los recursos que no hayan podido recuperarse.

1

1

10.

f

1En el Cuadro 2.1.2 se resumen los resultados derivados,

de esas trayectorias, para los ratios mencionados, suponiendo -

Y que el producto final es de 100 unidades.

De dichos resultados se desprende que la alternativa deaprovechamiento de las pizarras bituminosas para la producciónde combustibles líquidos -gasolina- es más ventajosa que cuando dicho recurso es utilizado para la producción de energía

eléctrica, mostrando valores de 6.07 - 6,32 frente a 3,60-3,89;

de 1,18 - 1.19 frente a 0,20 - 0,23 y 0.41 - 0,78 frente a

0.11 - 0,17 para los ratios R1r R2 y R3 respectivamente.

El análisis de detalle de esas dos alternativas, fijan-

do como unidad de referencia la obtención de 106 Btu (British -

thermal unit) (= 2,5 x105 KC) como energía final, se esquemati-

za en las Figs. 2.1.3 a 2.1.5. Como puede observarse, para la

alternativa de combustibles líquidos -gasolina-, la aporta

ción energética necesaria es de 4 x 106 y 6 x 106 Btu ( _ 106 y

1,5 x 106 KC) según sea minería a cielo abierto o minería subte

rránea, respectivamente. En tanto que en la alternativa de pro

ducción de energía eléctrica dicha aportación se eleva del orden

de 12 x 106 a 15 x 106 Btu (�- 3 x 106 y 3,75 x 106 KC) para mi-

nería a cielo abierto y minería subterránea respectivamente.

1.1.3 Factores económicos

Como se ha mencionado anteriormente, no sólo los aspec -

tos energéticos -a pesar de su importancia- deben ser conside-

rados a la hora de tomar una decisión sobre la alternativa más

ventajosa, sino que además existen otros factores de tipo econó-

mico, ambiental, político, etc., que no deben olvidarse a la ho-

ra de tomar dicha decisión.

1

1

E

CUADRO 2.1.2

RATIOS ENERGETICOS DE DIFERENTES ALTERNATIVAS

DE APROVECHAMIENTO Y TIPO DE RECURSOS( Melcher, 1976 )

ALTER PRODUC RATIO RATIO RATIOMATERIA PRIMA NATI- TO PRI N EXT . PROC E DE RE

VA CIPAL SO CURSOS(1 ) 2 3

GAS NATURAL Ga.s Gaselev.p. 24,21 4,94 4,84calor.

«CARBON ( M.Cie . Ab.) Gas Id. 24,75 1,46 1,28

CARBON ( M.Sub .) Gas Id . 25,45 1,47 0,32

PETROLEO Gasolina Gasolina 9 , 61 4,11 0,40

PIZ.BITUM .( M.C.Ab .) Gasolina Gasolina 6,07 1,18 0,78

PIZ.BITUM.(M.Sub .) Gasolina Gasolina 6 , 32 1,19 0,41

CARBON ( M.C.Ab. ) Lic.Gas Gasolina 6,41 1,36 1,18 !

CARBON (M.Sub. ) Lic.Gas Gasolina 6,45 1,35 0,88

CARBON ( M.C.Ab. ) - Carbón 38,61 28,25 8,18

CARBON ( M.Sub. ) - Carbón 39,53 25 , 84 0,64

GAS NATURAL Elect . Elect. 8,50 0,35 0,35

CARBON (M.C.Ab .) Gas.El Elect. 8,96 0,23 0,22

CARBON ( M.Sub .) Gas.El Elect. 9,22 0 , 23 0,08

PETROLEO Elect. Elect. 9,67 0 , 38 0,10

PIZ.BITUM. ( M.C.A.) Elect. Elect. 3,60 0,22 0,17

PIZ.BITUM. ( M.Sub .) Elect. Elect. 3,89 0 , 23 0,11

CARBON ( M.C.A.) Lic.El Elect. 9,26 0,22 0,20

CARBON ( M.Sub. ) Lic.El. Elect . 9,55 0,22 0,08

CARBON (M.C.A.) Elect . Elect. 9 , 07 0,40 0,36

CARBON ( M.Sub .) Elect. Elect . 9,23 0,40 0,13

2 _ E.Prod. (3

) R3 - E.Prod.1R'

= E.Pro .R( ) E.Ex. ( ) R2 - Pe Proc. - Per.Total.

L

1L

DIRECTAS E INDIRECTAS 1 : MATERIALESENERGIA

APORT. 2 :(RECURSOSRESULTADOS:

FOSILES ) 2,5x 10 5 K cal3,95x 105Kcal 11 II

APORT.3:PERDIDAS DE ENERGIA

4,95x 105 Kcal

I 0,15x 105 Kcal0,25x 105 Kcol

CONSUMO INTERNORECURSOS NO TRATADOS 0,87 x 10 5 K cal

10x105Kcal' PERDIDAS FISICAS 0,60x 105 Kcal

o) CON MINERIA A CIELO ABIERTO

1APORT . 1 MATERIALES

ENERGIA

II III I I ( RESULTADOS

APORT . 2 II II 2,5x 105 Kcal3,95x105Kcal I II

APORT. 3 PERDIDAS DE ENERGIA7,9x105 Kcal

0,12x105 Kcal

0,25z 10 5 Kcol

CONSUMO INTERNO/. / 0,85x 10 Kcal

O�60DIDAOSSKcl

RECURSOS NO TRATADOS3,94 x105 Kcal

b) CON MINERIA SUBTERRÁNEA

L

FIG. 2 . 1.3 - BALANCE ENERGETICO DE LA TRANSFORMACIONPIZARRA BITUMINOSA - GASOLINA

s

L

ir- r r

APORT. MATERIALES

ENERGIA

II (I RESULTADOII I I 2,5x10 KcalII ��

APORT 2: 12,3x 105 Kcal

0,42x 105 Kcol

1/0,27x 105 Kcal

APORT 3 1 15,4 x 105 KcalPERDIDAS DE ENERGIA

í ami;/CONSUMO INTERNO

PERDIDAS FISICAS 7,9 0 O 5 Kcal1,8xlO5 Kcal

RECURSOS NO TRATADOS FIG. 2.1.4 - BALANCE ENERGETICO DE LA TRANSFORMACION3,07 x 105 Kcal PIZARRA BITUMINOSA- ELECTRICIDAD

(MINERIA A CIELO ABIERTO)

APORTS. 1 MATERIALES

ENERGIA

I� �I RESULTADOI� II 2,5x105Kcal

O,37x 105 Kcal

027 x 105 Kcal

APORT. 2 12,3 z 10 5 Kcal

PERDIDAS DE ENERGIA

APORT . Y. 24,6x 10 5 Kcal

CONSUMO INTERNOPERDIDAS FISICAS

7,9x10 5 Kcal1,8 x 10 5 K cal

/ FIG. 2. 1.5 -BALANCE ENERGETICO DE LA TRANS_FORMACION PIZARRA-BITUMINOSA-ELEC-TRICIDAD ( MINERIA SUBTERRÁNEA)

RECURSOS NO TRATADOS : 12,3 x 10 5 Kcal

15.

1

En este epígrafe se expondrán los resultados derivadosde considerar únicamente aspectos puramente económicos en rel ación con los procesos tecnológicos en connivencia con las diferentes alternativas de aprovechamiento. Para ello, se ha adop_tado como metodología a seguir la del estudio llevado a cabopor el U.S. Deptment of Energy (Julio, 1979) "Coal ConversionComparison", en el que se realiza un exhaustivo análisis comparativo de las diferentes alternativas de conversión de carbónpara producción de combustibles líquidos, gaseosos y de energía eléctrica, incluyendose los siguientes procesos:

1SRC - I (Solid Solvent Refined Coal)

SRC - II (Liquid Solvent Refined Coal)

EDS (Exxon Donor Solvent)

H-FO (H-Coal, Fuel Oil Mode)

H-Syn (H-Coal, Syncrude Mode)FT (Fischer-Tropsch)

Methanol

M (M-Gasoline)

CO2 - SNG (C02 Acceptor, SubstituteNatural Gas Mode)

CO2 - Syn (C02 Acceptor, Syngas Mode)HyG (Hygas)

BiG (Bigas)

Synth (Synthane)

Lur (Lurgi)

West-Syn (Westinghouse, Syngas Mode)West (Westinghouse, Combined Cycle)CE (Combustion Engineering, Combined Cycle)

1L

1L

16.

En dicho estudio las hipótesis básicas consideradas han

sido:

Capacidad de la planta 25.000 t/d.

Material de alimentación : Carbón de 6000 Kcál/Kg

Días de operación 300 días/año

Factor de operación 0,9Consumo medio brutopara la producción de

energía eléctrica 2500 Kc/Kw h.Año de la inversión 1979Coste op.+ manteni-

miento 10% de la inversión

1En la extrapolación de dicha metodología a nuestro caso

particular se han efectuado las siquientes hipótesis:

Asimilación de la pizarra bituminosa a un

carbón de 2000 Kc/Kg, lo que supone dar

por resuelta la tecnoloctía para esos mate

riales en los procesos analizados.

Producciones directamente proporcionales

al poder calorífico, lo que representa,

para esos materiales , una producción equi

valente a la tercera parte de las deriva-

das del estudio.

Con esas hipótesis se ha procedido a un análisis compara

tivo de esos procesos frente a la destilación, hidrogenación y

refino,para lo cual,en este filtimo,se han considerado hipótesis

del lado de la seguridad:

1

1

1 .

17.

LDestilación, hidrogenación y refino

para producir un crudo sintético y

transformación en gasolina.

Sobre estimación de la inversión,tomando datos de 1980 frente a los de

1979 considerados para el resto de

los procesos.

No consideración del gas de destila

ción como producto del proceso, su-

poniendo que toda su producción se

consumirá en la producción de hidró

geno. lo que hace que probablemente

el costo de operación y mantenimien

to esté sobreestimado en este caso.

No valoración de subproductos de -

cierto interés comercial.

Lógicamente el método comparativo más simple consistiráen la determinación del costo por unidad energética producida,pero este sistema se sitúa del lado de la irrealidad, ya queen los diferentes productos energéticos, fundamentalmente loslíquidos, la asignación de un costo directamente proporcional asu poder calorífico carece de soporte histórico de mercado.Estohace que sea preciso recurrir a la aplicación de técnicas de -evaluación de productos, para lo que se supone que el valor relativo de los productos, unos con otros, permanecerán constante, y el valor de los mismos se refiere a un producto de refe -rencia. En nuestro caso el producto de referencia elegido hasido la qasolina, comparando con ella el resto de los productoscomo puede apreciarse en el Cuadro 2.1.3, en la que se han con

1

L

1

CUADRO 2.1.3 RELACION DE PRODUCTOS CONSIDERADOS Y VALOR DE FACTOR DE LOSMISMOS EN RELACION CON EL PRODUCTO DE REFERENCIA CONSIDERADO(GASOLINA).

PODER CALORIFICO PRECIOS REFINERIA ' PRECIOS MERCAD05.1

PRODUCTO DENSIDAD Kcal/Kg Kcal x Pta/t Pr.energ. Pr.energ.106/t Pta/106 fl Pta/t Pta/106 f2

Kcal Kcal

GASOLINA 0,74 10.700 10,7 24.000 2.243 1 70.000 6.542 1

GASOLEO 0,84 10.500 10,5 20,000 1.905 0,83 27.000 2.571 0,39

FUEL-OIL 0,90 10.000 10.0 12.000 1.200 0,53 18.000 1.300 0,19

NAFTA 0,82 10.700 10,7 21.000 1.962 0,87 21.000 1.962 0,30

G.L.P. 0,52 11.000 11,0 17.000 1.545 0,68 32.000 2.909 0,45

METANOL 0,80 5.000 5,0 7.970 1.594 0,71 7.970 1.594 0,24

ELECTRICIDAD - 8641/ - 5.000/ 5.787 2,58 5.0001 5.787 0,88

ACEITES 0,80 9.000 9,0 11.000 1.222 0,54 11.000 1.222 0,18

GASES 0,70 8.000 8,0� - - 0,68 - - 0,45'

CHAR - 4.000 4,0 4.000 1.000 0,44 4.000 1.000 0,15

S.R.C.SOLIDO 1,25 8.000 8,0 11.000 1.375 0,61 11.000 1.375 0,21

Kcal/Kwh , Precios de Segundo Trimestre de 1980

Pta. 1000 KwhJ Kcal/m3

41 Considerado como G.L.P. co

k

L19.

I

siderado precios medios de segundo trimestre de 1980 y, dada la

situación de los combustibles líquidos en nuestro país, dos pos¡

bilidades de mercado.

Con estas directrices, el costo de cada proceso -para

un periodo de tiempo determinado- por unidad de energía produ-

cida -hemos considerado la termia- vendrá definido por

L

C F+ M+ K I

B.i

siendo

C = costo de la energía en pts/termia.

F = costo anual materia prima, se ha considerado

2000 Pts/t.

M = costo anual de operación y mantenimiento

K = factor de capital = 0,19; determinado para:

Planificación de la inversión:4 años ( 5%; 25%; 50% y 20%

TIR = 15%

Vida = 20 años

I = Inversión

B i= Energía anual total producida, siendo Bi la

energía de cada producto.

La energía total producida, para el análisis en relación

con el producto de referencia, será E fi Bi, en el que fi es el

factor de cada producto.

L

L

1

E

20.

I

Con estos criterios se ha confeccionado el Cuadro 2.1.4en el que puede apreciarse que la destilación presenta los costos más bajos por unidad de energía, si bien al no poder dispo-ner del balance real de materiales se ha supuesto, al considerarlas condiciones de mercado que el 90% de la producción seríatransformada en gasolina, extrapolación en consonancia con -las tendencias actuales en el aprovechamiento de estos recursos,para lo que se ha considerado una inversión total de 42.000 Mpt.

Como puede observarse, únicamente dos procesos -produc-ción de gas- aportan costes ligeramente inferiores a la alternativa de destilación -hidrogenación-refino cuando no se consi-deran las condiciones de mercado, lo que hace que sea poco indicativo. Por otra parte, la valoración del gas producido enesos procesos se ha equiparado a la de los gases licuados de petróleo, situación que cae del lado de la sobrevaloración de losmismos.

Finalmente, debe advertirse que los costes derivados nodeben tomarse como valores absolutos de los diferentes procesos,ya que, si bien se ha tratado de alcanzar la mayor aproximaciónposible a las situaciones reales, el objetivo fundamental del -análisis efectuado es a nivel comparativo de unos procesos frente a los otros.

L1.1.4 Alternativa recomendable

Toda la información resultante de los diferentes análi-sis efectuados, así como lo disponible de otros estudios, ponede manifiesto que la alternativa de aprovechamiento encaminadaa la producción de combustibles líquidos -productos de refine-ría- es la que parece responder a unas mayores ventajas tantotécnicas como económicas, proporcionando mejores rendimientos

LI

1

CUADRO.2.I.4.- COSTE DE PRODUCCION POR UNIDAD DE ENERGIA PRODUCIDA

COAL -- - --- .11) Miro/01 L1/U ACIYI48/ I6S71N170314E WES7. CE

SIIC 1 ::11C 11 EUS FIIE/011. SVNCNIIUf F-l M1iASU1 ME ME IAN(,L IIVI:AS SYq MANENU

/1111 9//%A6 SYNUAS, SYN EL .►U. L.Y/1 . uESIILA

1111 AI 191901 916161 76880 60 ii/0 6446 (1 44 86440 47 6W4 14,670 488./444 11000fAal/I'6r 141 . 111 1111 .1.144 WI Wn1 101 48611 19.380 18 .4711.__-919444 BJ IivU _ _.. _.. ... ... _....____.._ __..-_-_._ _..._.._. ... .. _

_tw_i_._._. _._ -

17044Q

AN11k11M11'.NIm 4131/441x1 . 1944 00:4 4814461 6 4tl6 ?.vi tl 1047 48464 8 :96 YNW1 ). WM ItU9 tlIM! d9W _ tlbW -41648 )ABT BB/U

Z C.f INAMI'. I111 13116 11 .611 14 117 16.14448 ,3 134134 176•!488 91977 14.1119 168644 1960Mathe! 1467:18 1. lW6 1609144 17./4416 I6 UB7 ,'l 11.8403, 7 16.119E 16097,P ,,,,__ .-..... .. .._... ---.-.-._--

186�i nP. ANU Mal. l _. _ ..... ..... ._._...

- - ------- ------Q Jhb

I' I : AI1 MAI 1«. U 1244 • _ ..... .. ..... .... ... ._ .... ._. ....._.. ..

I 4. ANII Mal 1 U IU/ 115.183 4.4101 039139 0,3417 083)

1' I. Al1. MAI 1e. 16/0 6402 4101 6039 3 .11) 316

1• AN11 Afa1 1 I11M63 UIIM11 0.169 0 ,01/1130.110

4) Y 1,541 1.4. 14 le 4)40 611 1.109 6113 1,700

•t 4' AN11 - Md1 1 11,130 0.11/ab 0,2313 0,4160 41 ,0004 0,01486

4. 1,1.1 Mal 1 491 7.116 7 644 4449 941 3449

Y. ANl1 Mal 1 00466 01931 0039 4.1116 0.2636

l Y 1 h 4 1 . 464 lx . 6 42 11n0i 6 411 .9 1360 3.001,3

YAN 1 MNI.1 0.2141 061441

_ ..

.....'

._.-_.

_-__ _.._._

-.__. -_.. _ _ . ..

••44,40)4

1' CM k 54 41 . la 7107 48836 7

Y.ANU - M011 0.0)69

1• CAl1 0441.1« 197

Y.AN/l MAl l 1,661

F 1• I:AIf 04 .14 1r 7100

t7Y ANU 0441.1 44.6071

---

4'

In 1• CALI' MM l«. 9911,1

1'.AN11 6041 1

4 1 11..

M•Il

MOL 1«

6041 37148 3640{,2

04011« 10849,1 126073

M.1110 00914 40000.

M4I 1« 4000 6000

USIL 411)11444 Mal/1.1x/6 4116188 40/01 34 •.14,6 39 070,2 31166,3 3064136 34 2646 84804 47661 3)1016,'1 36385 ,3 36.25444 34.1.26 2884).7 36639.8 40/4444 67160

YIMk441144/1 Mdl4l 441) 902111 86066 9060 9210 % 560.3 /.2",3 IIW/ 844081 047/,6 900 ! 601%,3 9.3546 140461 1201173' 6.944 61001 6666

1:4)51E 4160414,8 1 ..3.10 41.0 4 140 360 4.10 500 642 5 ,04. .166 361 436 3 , 11 3,14 2 .69 732 8,14 6.47

Y CALI M11/1.. 0: ,3 6448 61196 76311,6 7100,4 6B4b4 4 0068 66144 6942) 84x7 4164] G3tl1 /J/6 8.717 /669 16600 6166

1405161104 6.31 )4b 1144 466 676 8446 5.64 1 , 1 6.6) 649 6 , 10 9,01 661 461 3.61 764 9.14 687

PC4514' 5404/1 .. 96 116111 1/1,1 71738 .1.1U1 :4!196 Otl5438 1400 1100

I1 AS II IIM0.21 Itl tl/ 1/40 1421 13 , 144 8,71 6.11 2 1 11 ! 4848 484 7 661 10.21 sal 069 671 6,7 6.70 6!11

•

22.

Lenergéticos y mayor rentabilidad , por lo que constituye la al-

ternativa global de aprovechamiento de estos recursos que habi-

tualmente se contempla por aquellos proyectos que, a nivel mun

dial, se están visualizando para su desarrollo inmediato.

Cabria pensarse que las dos alternativas restantes pu-

dieran ofrecer la ventaja , sobre todo la encaminada a la produc

ción de energía eléctrica , de poder ser utilizadas las pizarras

junto con otros recursos energéticos carbón, residuos agríco -

las, urbanos , etc. Dicha posibilidad, si bien puede represen -

tar interés bajo un punto de vista sicológico, la realidad con

creta de la zona de ubicación del depósito -con posibles aporta

ciones de esos recursos realmente insignificantes frente a la

producción inicial estimada para las pizarras-, junto a una -

tecnología aún no disponible , ha hecho que dicha posibilidad no

haya sido considerada.

h1.2 DESTILACION "IN-SITU" FRENTE A MINERIA CONVENCIONAL

Y DESTILACION EN SUPERFICIE.

1.2.1 Alternativas de destilación

Dentro de las alternativas de destilación existe la po-

sibilidad de su aprovechamiento " in-situ", técnica muy investi

gada fundamentalmente en USA, y/o destilación en superficie una

vez extraída la materia prima.

Lógicamente , según la alternativa de destilación aplica-

ble al depósito el programa de investigación en el mismo será -

marcadamente diferente , como puede apreciarse en la Fig.2 . 1.6,en

la que de un modo esquemático se representa la planificación de

L

L

1

Minería acielo abierto PROGRAMA

PROTOTIPO

LIn -Situ

ARRENDAMIENTO

INVESTIGACIONIn -Situ

TIPO DE DECISIONmodificado

DEPOSITODE

PIZARRAS

DEFINICION DELA TECNICA

DEFRACTURACION

MASIDONEA

DEFINICIONDE LOSMEDIOSMAS

FRACTURA IDONEOS OPERACION

L v DE YEVALUACION PIROLISIS EVALUACION

Minacon agua PROGRAMA

PROTOTIPO

Mineríasubterránea

PROGRAMAMina PROTOTIPO

sin agua

LI

- VIABILIDAD COMERCIAL

-GRADO DE RECUPERACIONAPLICABILIDAD DEL PROCESO

- COMPATIBILIDAD DEL PROCESO CON OTROS PROCESOS

- NORMAS DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO FIG. 2.1.6- EFECTOS AMBIENTALES

- NECESIDAD DE RECURSOS (ENERGIA , AGUA , MATERIALES,MANO DE OBRA, ETC.)

- PREVISION DE PLAZO PARA SU APLICACION COMERCIAL

L

24.

L

los diferentes trabajos a realizar, así como los objetivos per-

seguidos para el aprovechamiento industrial del depósito.

A fin de establecer claramente las ventajas y desventa-jas de las alternativas citadas, se ha considerado convenienterecoger en los epígrafes siguientes, una descripción de dichasalternativas.

1.2.2 Destilación "in-situ "

La destilación "in situ" de las pizarras bituminosas

es una tecnología que aún no ha llegado a desarrollarse en planindustrial en grandes plantas de tipo comercial, pero en la que

desde hace unos 15 ó 20 años se viene trabajando a escala de investigación y en plantas pilotos. Su futuro parece ser promete

dor dado el elevado precio que están adquiriendo los crudos de

petróleo y los avances que en el campo puramente técnico está

adquiriendo este tipo de ingeniería especialmente en U.S.A., a

través del U.S. Bureau of Mines, en asociación con compañías pe

troleras tales como la Shell Oil Company, Equity Oil Co. y Sin

clair Oil Co., que han dedicado grandes esfuerzos a la destila

ción "in situ" de las pizarras bituminosas de la formación eo

cena Green River que se extiende por los estados de Colorado, -

Utah y Wyoming, con un contenido de alrededor de los 100.000 mi

llones de barriles de petróleo.

En líneas generales, y de una forma resumida y breve,po

demos visualizar esta nueva tecnología y la problemática que

lleva asociada en dos alternativas, dependiendo del grado de

transmisibilidad que presenten las pizarras ante fluidos gaseo-

sos (gas natural o aire) a altas temperaturas.

Existen pizarras bituminosas que, debido al proceso de

ir

L1

25.

ti

deposición y sedimentación, llevan en su composición mineraló-

gica, aparte del 15 al 20% de materia orgánica (Kerógeno y b i

r turren), y del casi 65% de materia inorgánica (caliza, dolomía,

silico-aluminatos, etc. ...), un relativamente alto porcentaje

de minerales solubles, como son la dawsonita y la nahcolita

(carbonatos aluminico-sódicos) y otros. Esto da lugar a un

medio pizarroso de una cierta relativa alta permeabilidad que

permite el flujo de un fluido transportador de calor en un me

dio poroso (pizarras).

El fluido transportador de calor cede su contenido ca

lorífico, en un proceso de transferencia de calor al medio pi

zarroso, produciéndose en éste una pirólisis del Kerógeno y

una conversión del mismo en hidrocarburos de cadenas cortas,

dependiendo éstos en gran parte de las características del

fluido transportador de calor y de sus propiedades catalíticas.

Recientemente el U. S. Bureau of Mines ha desarrollado un mode

lo químico-físico sobre el mecanismo cinético químico que go

bierna la pirólisis y conversión del kerógeno y de los bitúme

nes de las pizarras bituminosas en gas, aceites y residuo car

bonoso. En líneas generales, el aceite (petróleo) producido

por destilación "in situ; presenta un punto de congelación (Pour

Point), densidad, contenido en N2 y viscosidad muy por debajo

del petróleo producido en retortas de superficie, por lo que

su manejo y transmisión a través de líneas de conducción es

mucho más económico y menos problemático.

Los productos obtenidos en la pirólisis son arrastra -

dos por el fluido transportador de calor a superficie, donde -

se separan los aceites y gases producidos del gas natural in

yectado, el cual se recalienta y se vuelve a reciclar dentro -

de la formación pizarrosa continuándose el proceso de pirólisis

y destilación subterránea.

11

1

E

26.

1

Uno de los mayores problemas que presenta este tipo de

operaciones es el grado de recuperación del costoso (gas natu-

ral) transportador de calor, ya que al ser inyectado en un medio de baja permeabilidad, da lugar a un elevado tanto por -ciento de gas irrecuperable. El pensar en inyectar otro fluí

do menos costoso, como aire, da lugar a otros problemas más

graves, como son la polimerizaci6n por oxigenación de los hi

drocarburos producidos en la pirólisis y a:.un enriquecimiento

en nitrógeno en los mismos, con lo cual éstos aumentan su densidad, viscosidad y "Pour Point", lo cual no solamente dificul

ta su manejo y transmisión en superficie en líneas de conduccien, sino también en la misma formación pizarrosa y en el grado de recuperación del aceite.

1Como vemos podemos detectar fácilmente, en esta alter-

nativa de la destilación"in situ"apoyada en la permeabilidad -natural, un conjunto de problemas o hechos en connivencia conla:

- Ingeniería de Reserva : Transmisividad de fluidos gaseososa alta temperatura en medios porosos de baja permeabilidad.Tanto por ciento de fluido inyectado no recuperable.

- Transferencia de calor : Desde un medio gaseoso a alta temperatura (900°F = 480°C), a través de un medio poroso, a unmaterial de baja conductividad térmica como son las piza -rras bituminosas.

- Cinética Química : Pirólisis y conversión del kerógeno y bitúmenes de las pizarras en aceites y gases producidos de cadenas cortas. Efectos catalíticos y polimerizantes.

LOtro sistema de destilación "in situ" se deriva de que

1

1

1

E

27.

1

existen muchas pizarras bituminosas que, por sus característi-

cas mineralógicas y sedimentológicas, presentan unas transmisi

bilidades extremadamente bajas, por lo que el proceso del flul

do transportador de calor tiene que verse asistido por mecani s

mos de Hydro-Frac (fracturación hidráulica), proceso este to

talmente mecánico o, mejor, geomecánico,y dependiente de la -

disposición geológica-estructural de los depósitos y de las ca

racterísticas geomecánicas, en consecuencia, de las pizarras.

El proceso de Hydro-Frac puede presentar en muchas oca

siones fenómenos de cierres de las fracturas creadas por dil a

tación (""swellingo) de las pizarras durante la fase de transfe -

rencia de calor y pirólisis debido a lo cual es necesario cono

cer su comportamiento termo-físico a las temperaturas de piró

lisis; comportamientos éstos que, pensamos, deben de estar in

timamente ligados a las características intrínsecas de las pi

zarras (composición mineralógica, contenido Fischer, componen-

tes orgánicos, edad geológica, profundidad, disposición estruc

tural, etc.). Esta información al igual que las ya comentadas

puede parcialmente obtenersede los centros especializados y com

pañias petroleras que más hayan trabajado en estas tecnolo -

gías.

En muchos casos la hidrofracturación no basta y es ne-

cesario acudir a explosivos químicos que, introducidos en son

deos apropiados, produzcan un efecto multiplicador en las

fracturas creadas por el hydrofrac (uso de nitroglicerina, di

namita y pellets de TNT) como se ha realizado en algunas esta-

ciones y plantas experimentales en Wyoming.

Otro camino a seguir cuando las pizarras presentan re s

puestas malas a la hidrofracturación es acudir a la fractura -

ción eléctrica ("electrolinking"), siempre que las caracterís-

ticas eléctricas de las pizarras así lo permitan. En el "elec

L

L

E

L28.

1

trolinking", se introducen dentro de sondeos contiguos electro

dos que al ser activados en unos pocos ' miles de voltios con

ducen a la creación de corrientes dentro de la masa pizarrosa

que piroliza a la misma formando pasos continuos de carbono f i

jo. Una vez realizada la conexión eléctrica entre pozos "elec

trolinking", la pirólisis de las pizarras se realiza por "elec

trocarbonización", proceso en el que el calor necesitado en la

pirólisis es suministrado por la propia resistencia eléctrica

de las pizarras. El U.S. Bureau of Mines ha podido comprobar

la relación existente entre las características eléctricas de

las pizarras y el contenido definido por el ensayo Fischer.

Por último, cuando ni la fracturación hidráulica ni la

eléctrica asistidas por explosivos dan resultados positivos ni

aceptables, el alto grado de fracturación que se requiere para

que la destilación in situ sea posible, es necesario acudir,

como de :,-echo se ha hecho, a la utilización de cargas explosi-

vas nucleares (U.S.Bureau of Mines/Atomic Energy Commission).

Una carga nuclear de 250 Kilotones en el fondo de un

pozo de 600 metros de profundidad puede crear una retorta de

120 metros de diámetro y 300 metros de altura rellena con 10

millones de toneladas de pizarras altamente fracturadas, pres-

tas ya para la pirólisis mediante la inyección y extracción del

fluido portador de calor. Las cargas nucleares se han conside-

rado como el único medio posible para la destilación "in situ"

de pizarras a gran profundidad. Las cargas nucleares aportan

200 veces más energía que los explosivos convencionales por

sólo dos veces el coste; sin considerar el extracoste de unos

sondeos lo suficientemente grandes como para dar cabida a un -

volumen de explosivos convencionales con una potencia semejante

a las cargas nucleares.

L

.

L

L

L

29.

L

Como grandes desventajas presentan:

a) Daño e impacto en el medio ambiente y bienestar de la población.

b) Efectos sísmicos originados por la explosión y creación dela cavidad.

c) Fracturas de gran longitud y de dificil localización, quepueden dar lugar a la fuga de isótopos radioactivos y quecontaminen acuíferos usados en servicios urbanos o rurales.

1d) Isótopos radioactivos dañinos a la biosfera (cesio, estron

cio y tritio) que llegan a ésta a través de los gases yproductos petrolíferos y con una vida media de más de 30años, con lo que seguirán contaminanto al medio ambiente,aún después de acabado el proyecto de explotación.

Todo esto ha hecho que la alternativa nuclear haya sidoabandonada y que, en su lugar, se estén haciendo experiencias(Occidental Petroleum) de "minería asistida; en la cual se utíliza un proceso típicamente minero (Block-caving, sublevel,etc).para la creación de la retorta llena de pizarras fragmentadasen cuyo seno se establece el proceso de pirólisis mediante sondeos y pozos de inyección y extracción del fluido portador decalor. Cámaras de este tipo se han ensayado con dimensionesde hasta 48,5 x 48,5 metros en sección horizontal y 81 metros -de altura, dando lugar a la alternativa o sistema denominada"in-situ modificado".

En la Fig. 2.1.7 se expone un esquema de un proceso dedestilación "in-situ". Generalmente este sistema ha mostrado -resultados desalentadores en cuanto al grado de recuperación del

6

L

1

E

1

1

1

1

1

1GAS

POZO DE EXTRACCION AIRE

GAS

POZO DE EXTRACCION

PIZARRA CALENTADA PORCONDUCCION

ZONA DE RETORTA

PIZARRA EN COMBUSTION

1p qFIG. 2.1.7.- RETORTA DEL SISTEMA DE DESTILACION IN SITU

1

1

L

L

1

1

L

31.

L

aceite "in -situ" , así como enormes dificultades de operación.

Por su parte , el sistema de destilación " in-situ modif icado", que lleva implícita la ejecución de labores mineras com-plementarias para la creación de la " retorta" o macizo a desti-lar"in situ° adolece asimismo de recuperaciones inferiores al50% del aceite de la retorta , por lo que la minería complementaria se ha incrementado hasta un 50% de la recuperación totaldel depósito , y ha obligado a que dichos sistemas estén, en laactualidad , encaminados al aprovechamiento de depósitos o zonasde los mismos de bajo rendimiento en aceite . Actualmente, uni-camente el "in-situ modificado vertical" (Fig. 2.1.8) se encuentra plenamente investigado y de puesta en marcha en un futuroinmediato en USA por la Occidental Petroleum y la Río Blanco OilCompany, pero exige grandes potencias de capas y condiciones específicas de continuidad en la calidad de las pizarras para poder ser aplicado . El "in -situ modificado horizontal " puede decirse que se encuentra a un nivel de investigación equivalente alde hace 10 años en el modificado vertical , y su aplicación estáorientada a capas de pequeña a mediana potencia.

1.2.3 Minería convencional y destilación en superficie .

La tercera alternativa , más segura en orden a recuperar la mayor parte del yacimiento , la constituye la explota -ción total por minería convencional y posterior "destilación ensuperficie".

Existen diversos procesos para llevar a cabo la destil ación de los recursos extraídos . En esencia , dichos procesos sediferencian en el sistema de transferencia de calor a la pizarraa destilar , en lw restricciones granulométricas impuestas a la -alimentación,en la calidad de los gases de destilación , y en los

L

LL

LTUBERIA DERECUPERACION TURBINA

RETORTA DE GASES DE GAS ENERGIA ELECTRICAtINSITUtALMERCADO

I NYECCION DE AIRE

ACCESOSDE LA MINA _ ;a;•;,;,-

___-_-

ACEITE ASU+ALMACENAMIENTC

-- ---- ------- -------------------------- -

SUMIDERO DERECUPERACION DE ACEITE

a) ESQUEMA GENERAL DEL SISTEMA

AIRE Y GAS RECICLADO GAS

RECUBRIMIENTOr rey

L zQNA QE COMBUSTiON

PILAR PILAR?£�fAl�@F�A£Sf31

ZONA DE CONDENSACIONDE VAPOR

ACEITE Y AGUA

ACEITE

b) DETALLE DE LA RETORTA

FIG. 2.1.8 - SISTEMA DE DESTILACION IN SITU MODIFICADO"

L33.

1

sistemas de separación de los productos obtenidos en el proceso.

Dado que dichos procesos se describen con detalle en el estudio

de "selección y análisis de alternativas" incluido en otro

lugar, no se considera conveniente una mayor insistencia en e s

te punto. Unicamente, y a modo de ejemplo, se muestra en la

Fig. 2.1.9 la representación esquemática de una retorta de

destilación Lurgi-Ruhrgas, por ser dicho proceso el que se ha

utilizado para la obtención de una muestra de 1000 Kg. de acei-

te de destilación de las pizarras bituminosas de Puertollano.

L

L

L

L

L

LI

L

1

LI

LL

L

W~ f r"- Ir»-- r- r" ' r,- !"°., r"-, r- r,~ r- r

RECUPERACION DESEPARACION GAS/SOLIDOS CALOR DE RESIDUOS

RESIDUO GASEOSO

CICLONESDE POLVO

VERTIDO DE CONDENSADORDE ACEITE

RESIDUOS -)♦ PRODUCTOS LIQUIDOS Y GASEOSOS

PIZARRA BITUMINOSA

C ICLON

TORNILLO PARAHOMOGENEIZACION SOLI DOS

VERTIDO DE RESIDUOS

AIRE + FUEL ( SI SE NECESITA)

FIG . 2.1.9 PROCESO LURGI- RUHRGAS

L35.

1

1.2.4 Análisis comparativo y alternativa recomendada

A efectos de comparar las diferentes alternativas de destilaci6n se exponen a continuación las ventajas e inconvenientes

más significativas de dichas alternativas:

ALTERNATIVADE VENTAJAS INCONVENIENTES

DESTILACION

• Coste de producción, •Baja recuperaciónen general, inferio del aceite "in-situ"res a los de super-ficie. .Dificultades de opera-

ción.Impacto ambientalpotencialmente me- •Contaminación potencialnor, del sistema hidrogeoló-

IN SITU gico.•Aplicabilidad a de-pósitos profundos. •Grandes inversiones de

capital.

•Condiciones específicasen cuanto a potencia ycalidad.

• Flexibilidad en la .Vertido de los residuospuesta en marcha: de destilación.

{ Plantas piloto, etc.*Necesidad de aplicación

.Gran desarrollo in- de tecnología de controldustrial de la zona ll de la contaminación.

SUPERFICIE.Mitigación del im- •Inversiones de ciertapacto ambiental me- entidad.diante tecnologíafuncional. .Viabilidad de los siste-

mas de minería convencional a las caracteristicas de los depósitos.

L

1

36.

L

Dadas_-las características del depósito de Puertollano,-

tanto en lo que se refiere a la potencia de sus capas, reservas

totales y calidad de las pizarras, así como a las característi -

cas geométricas y estructurales del mismo, obligan a considerar

de escasa o nula viabilidad la aplicación de los sistemas de des

tilación "in situ", ya que, por uh.a parte, los condicionantes

geológicos, estructurales y antecedentes mineros harían de muy

dificil control dichos sistemas y, por otra, dicho depósito, si

bien muestra una buena calidad en sus recursos, es de reservas -

muy limitadas, lo que obliga para un desarrollo industrial de un

proyecto -garantizar una vida media, como mínimo, de veinte años-

a recuperaciones elevadas de dichos recursos.

Dichas razones técnicas, entre otras, nos hacen aconse-

jar la alternativa de minería convencional y destilación en su-

perficie para el aprovechamiento industrial de dicho depósito. -

Lógicamente, ello implica ciertos riesgos de contaminación que

exigirá inversiones adicionales de cierta entidad para garantí -

zar la no degradación de la zona.

1

L

L

L

L

LL

L .

1

L

LL

L

x

L

L

L

CAPITULO 2

MUESTRA SOPORTE PARA PLANTA PILOTO

1

1

1

1

1

L

38.

1

1

11

2.1 INTRODUCCION

Uno de los trabajos incluidos en la planificación delproyecto consistía en disponer de una muestra de 1000 Kg de ace ite de destilación de pizarras, a fin de que ENPETROL llevase acabo diversos ensayos de hidrogenación sobre dicha muestra paradeterminar el consumo de hidrógeno en dicho proceso , ya que, enopinión de los técnicos de ENPETROL, dicho consumo podría constituir un punto crítico en la viabilidad global del proyecto.

Por consiguiente , y una vez consultadas las entidades -especializadas con capacidad para realizar dicho trabajo, se recurrió a LURGI, la cual pidió disponer, como mínimo , de 20 -40tde pizarra para destilar en su planta piloto de Alemania. As tmismo, LURGI dejó constancia explícita de que si se deseaba ---en estudios posteriores - un balance completo de materiales,lamuestra necesaria sería superior a 300t, con el correspondien-te incremento en el coste de dicho ensayo.

En la obtención de las 20t a 40t de pizarra cabían dosposibilidades

Evaluación de una antigua escombrera de ENPETROLpara su posible utilización como soporte para laobtención de dicha muestra.

Labores de acceso a capas.

1

L

L

39.

L

Por otra parte, inicialmente las reservas estimadas -enestudios previos - para ser explotadas por minería subterránea,

constituían un porcentaje relevante de las reservas totales deldepósito , por lo que dicho tipo de minería tendría un gran peso

especifico en la viabilidad global del proyecto . Ahora bien, -dicha viabilidad podría ser seriamente afectada de no conseguir

se productividades elevadas , factor que sólo podría asegurarse -

con la aplicación de sistemas de arranque mecanizados . Para ello,

es, en consecuencia , necesario asegurar que dichos sistemas pue---den ser aplicables a la explotación de pizarras bituminosas,

aspecto cuestionable ya que los mismos no han sido ;ensayados en

este tipo de minería.

Estos aspectos aconsejaron inicialmente la creación de

una mina piloto en la que pudieran chequearse dichos sistemas, -

así como condiciones especificas de comportamiento geomecánico -

que podrían influir en los costos de operación.

En consecuencia , dicho criterio, unido a la necesidad de

disponer de muestras de pizarra en cantidad más o menos signifi-

cativa según el estado¡ de desarrollo del proyecto , hizo aconse

jable abordar -en esta etapa- únicamente las labores de acceso,

tratando así de conseguir una mejor utilización de los recursos

económicos del proyecto , así como bajo un punto de vista técnico.

Aspecto este último justificado al dejar para etapas poteriores

el diseño y ejecución de la mina piloto, y una vez que se cono-

cieran con mayor exactitud los recursos a explotar por minería

subterránea, ya que podría darse el caso de que dichas reservas

fuesen de escasa relevancia por una posible ampliación de las po

sibilidades de cielo abierto al considerar otros recursos -car

bón- existentes en niveles superiores.

LL

1

L40.

L

En definitiva , la secuencia seguida para los trabajos deesta etapa han sido:

Evaluación de la escombrera de ENPETROL , a fin deconocer si el tipo de aceite obtenido en las pizarras que la constituyen es de la misma naturaleza

que el procedente de muestras frescas, lo que, deresultar positivo , la capa actuaría como soporte

para la obtención de la muestra de aceite.

Labores de acceso a capas -plano inclinado-, a fin

de conseguir como mínimo:

- La obtención de una muestra de 20-40 t de piza

rra, si la evaluación de la escombrera fuese

negativa.

„ - Soporte para la obtención de muestras de mayor

entidad, necesarias para un estudio completo -

de balance de materiales.

Estos trabajos , objetivos y alternativas se han resumido

en el organigrama de la Fig . 2.2.1.

L

2.2 EVALUACION DE LA ESCOMBRERA DE ENPETROL

Dado que dicha escombrera está constituida por tres

zonas bien diferenciadas , fue necesario proceder a tres desmues

tres que proporcionaron la cantidad de muestra necesaria para -

su ensayo en los laboratorios de la Cátedra de Carboquímica, Pe

troquimica, Ampliación de Química y Análisis de la E.T.S. Ing.

de Minas de Madrid , a fin de comparar sus resultados con los de

1

1

OBJETIVO OBJETIVOSBÁSICO

ESCOMBRERA EVALUACION SI I yDE ENPETROL POSITIVA

ENSAYOS PLANTA PILOTOBALANCE MATERIALES

1000 KQ 1 MUESTRA -ENSAYO

20040T.m 1,000T.m. Y MAQUINARIA�/Fn N O DE ACEITE PIZARRAS\�ps I -ENSAYOS GEOMECANICOS

IN SITU

I

LABORES DE ACCESOMINA PILOTOALAS PIZ. BITUMINOSAS

FASE PREVIA FASE DEFINITIVA

FIG. 2.2.1 - FASES ALTERNATIVAS Y OBJETIVOS DE LOS TRABAJOS DE CAMPO DESTINADOSA CONSEGUIR MUESTRAS PARA ENSAYOS INDUSTRIALES

L

42.

L

rivados a partir de muestras frescas. En consecuencia, simulta

neamente a los trabajos sobre la escombrera, fue necesario llevar a cabo un..dbsmuestre , de los tres horizontes, sobre los testigos de los sondeos procedentes de la campaña de investigación

del IGME 1979 , muestras que pueden ser consideradas como "fres

cas" y que a su vez fueron ensayadas en el laboratorio.

A continuación se exponen , de forma resumida , los resul

tados derivados en esos ensayos, en relación con el tipo de aceite de destilación. Los resultados detallados se incluyen en el

Apéndice correspondiente al capítulo de calidad de las pizarras.

LACEITE DE DESTILACION

(Ensayo Fischer)

DETIPOMUESTRAi PIZARRAS TESTIGO DE SONDEOS

„ COMPONENTE ESCOME. CAPA A CAPA B CAPA C

- H20 TOLUENO(% en volu ) 0,30 - 0 , 50 2,0 4,2 3,8

- CARBONO 1I

(% en peso ) 82,9 - 83,9 83,65 82,0 83,3

- HIDROGENO(% en peso) 11,20 - 11,36 11,18 10,74 11,08

- NITROGENO(% en peso ) 0,75 - 0,83 0,84 0,93 0,87

- AZUFRE(% en peso ) 0,44 - 0,54 0,74 0,57 0,50

- POT.CALORIF.SUP.Kcal/Kg 9.790 -10,189 10,134 9,972 9,935

DENSIDAD A 50°C(gr/cm3) 0,874 - 0,878 0,877 0,878 0,878

C/H 7 , 37 - 7,46 7,46 7,63 7,51� � I n

L

j

L43.

L

Como puede observarse, esos resultados ponen de manifies

to caracterSsticas similares para ambos tipos de aceites de des

tilaci6n. Asimismo, dichos resultados muestran características

idénticas para los aceites de destilación procedentes de los di

versos horizontes.

Una vez comprobada la viabilidad de la escombrera como

soporte para la obtención de la muestra necesaria, se procedió

a la obtención de 60t que una vez triturada a < 4 mm, según

las exigencias de LURGI,se enviaron a Alemania.

L2.3 LABORES DE ACCESO

2.3.1 Objetivos

Dentro de los trabajos incluidos en este estudio desta -

can -por su relevancia- las labores de acceso a las capas de

pizarras bituminosas.

Para ello, se ha realizado un plano inclinado en una zo

na previamente seleccionada en función de los siguientes crite -

rios:

Calidad y potencia de las pizarras, de los tres

horizontes, similares a los valores medios del

depósito (Ver Sondeo PP-9)

Accesibilidad y flexibilidad para las labores a

realizar.

Posibilidad de alcanzar profundidades, en cada

horizonte, con posibilidades de representativi-

L

1

44.

1

dad de condiciones reales de las futuras expío

taciones . con extrapol . tciones• mínimas en los -

modelos de simulación de aquellas condiciones.

Adecuada utilización de los recursos económicos

disponibles.

Con dichos criterios, la zona de implantación selecciona

da se sitúa en el avalo oeste del depósito , en las proximidades

de Batosa y del limite Oeste de la explotación a cielo abierto

de ENCASUR . Dicho plano inclinado, proyectado previamente por

el equipo técnico del proyecto , se describe brevemente en los

apartados siguientes; incluyéndose el proyecto de diseño en el

Apéndice II.A

Los objetivos que han motivado la ejecución de una laborde este tipo han sido , fundamentalmente , los siguientes:

Acceso para la obtención de muestras frescas verdaderamente representativas de los niveles de pizarras, y en cantidades realmente satisfactoriaspara la realización de ensayos a escala semi-in-dustrial.

Soporte para la realización de ensayos geomecáni

cos "in - situ" -resistencia y deformabilidad- -

sobre los hastiales.

Observación directa de las pizarras bituminosas

con objeto de apreciar su estado "in-situ", dis

continuidades , intrusiones, etc.

1Establecimiento del marco soporte para la implan

1

1

45.

L

taci6n de una futura mina piloto, en la que -puedan chequearse los futuros sistemas de ex-plotación , sistemas de arranque, etc.

aL

2.3.2 Características del plano inclinado y su entorno .

LLa zona de implantación ( Fig. 2 . 2.2) se presenta muy -

suave, mostrando una ligera pendiente hacia el río Ojailén. Endicha zona las capas de pizarras bituminosas están dispuestas enforma de sinclinal muy suave de eje WSW-ENE, con buzamiento en

1w los bordes inferior , generalmente, a los 200.

El subsuelo está constituido por rocas carboníferas, r ecubiertas localmente por sedimentos miocenos y cuaternarios. Elcarbonífero se manifiesta por una alternancia de pizarras y niveles de areniscas menos frecuentes . Dentro de esta serie apare -cen ciertos niveles de carbón (denominados capas de 0 a 5).Entrela 4 y la 5 se extiende la formación de pizarras bituminosas (capas A-B-C) que han sido objeto de explotación en algunas ocasio-nes.Como conclusión de un estudio geotécnico general, basado endiversas investigaciones previas, se ha confeccionado el Cuadro2.2.1 que resume significativamente la disposición de los materiales más representativos anteriormente mencionados.

LDado el carácter de soporte -de dicho plano- para labo

res de investigación, se le han dado las siguientes dimensiones(Fig. 2.2.3).

- Longitud teórica: 200 m.

1LL

LEYENDA

2° CAPA - TOTALMENTE EXPLOTADO A EXCEPCION DE MACIZOSCE PROTECCION.

fx/�

ZONA EXPLOTADA 3°CAPA.

MACIZOS DE PROTECCION Y ZONAS NO EXPLOTADAS` EN 3° CAPA. /

/[ - ZONA IMPLANTACION PLANO INCLINADO.

YJ<

UMI` E C�O CESIONES XYX A:

�Y REA`

SORIA,

P. A

x �! DEL 0 �ó i

fi

PE ES

1 \XXX\� /'��xXX/ LOURDES

(levada

x , i,;% ' - /.QUINTO

680

í � ,.., POP ae �

CONCESIONULTRA SRA. DEL

&/ 690. '

k. P.P-9 ^Y i..

CONCESION � ��GUAGRIERA

ASAN JULIAN

FIG. 2 .2.2.- SITUACION DEL PLANO INCLINADO

/ E; 1/2500

r .' .. r r"- t r~ !"l" r fue- e-"," r r.,.- r r''" [ "' r^^

o) POSICION DEL PLANO INCLINADO CON RESPECTO A LAS CAPAS EXPLOTABLESE°1/2000

SONDEOP- P. 9

UBRI.. 1... TRAMO 1-15 MIOCENO .:..: 10

( RAMO 220

TRAMO 3

40

-53CAPA A . ;� TRAMO 4

L, 60z A q_'..

W -T5>z u

--10o GAFA- c.;. �

PIZARRAS

PIZARRAS BIYUMINQSAS

PLACASMALLAZO 23p

1 �

15°_--O \ I

�5i

O

3,UUTRAMO- C g -- - - -

b) SECCION LONGITUDINAL DE LA TRINCHERATRAMO- C Y C2BOCA DE GALERIA 2

E • 1/500 c) SECCIONES TIPO DEL PLANO INCLINADO

E• 1/50

FIG. 2.2.3 - CARACTERISTICAS DEL PLANO INCLINADO

L

48.

L

CUADRO 2.2.1

MATERIALES PRESENTES EN LA ZONA

L

ESPESNIVEL D E S C R I P C 1 0 N ESTIM

L

Recubrimiento pliocuaternario: Conglomera-A do suelto de cantos de cuarcita y matriz 5-10

margo-arcillosa.

J

L B Lulitas a veces muy alteradas, que forman 5 -10tramos de verdaderas arcillas margosas.

Pizarras finas arcillosas alteradas. SonC1 más siliceas en la base. Abarcan hasta 10-20

el muro de la capa A.

Similar al Cl pero de mayor compacidadC C2 y resistencia. La base lo forma el hori- 20-30

zonte B, de Pizarras bituminosas.

Similar a los anteriores pero con frecuen-C3 te presencia de paquetes de arenisca. Incl u 20-30

ye el horizonte C de Pizarra Bituminosa.I

L

L

L

49.

L

- Inclinación: Se le ha dado una pendiente del 27%,

equivalente a un ángulo con la horizontal de 15°.

L

Debe añadirse que la longitud del plano fue definida a

partir de la información disponible, y con el objetivo de alcan

zar una profundidad en torno a los 50 m, por considerar que di

cha profundidad era suficiente para los trabajos posteriores de

simulación de las condiciones reales de explotación subterránea.

Dicha información, considerada del lado de la seguridad -ya que

se supuso un buzamiento en los bordes en torno a los 30°- ponlade manifiesto alcanzar la capa B de pizarras bituminosas en torno a los 150-160 m de longitud de plano y a una profundidad en

torno a los 40 m. Asimismo, al no disponerse de información en

relación con la capa C -el sondeo PP-9 de la investigación delIGME de 1979 se finalizó antes de cortarla- se adoptó como hipótesis los criterios medios existentes en la zona Oeste del de

pósito: 20-30 m del muro de la capa B (En el proyecto se toma

ron 20 m). Lógicamente dicha hipótesis ponía de manifiesto la

posibilidad de cortar dicha capa con las labores de acceso a

realizar, pero siendo consciente -el equipo técnico del proyecto-

de que únicamente se trataba de una posibilidad. Esta incerti-

dumbre, que en principio podría aconsejar la ejecución de algún

sondeo de investigación a fin de despejar la misma, fue sopesa-

da dentro del contexto global de los objetivos de dichas labo

res, decidiéndose finalmente abordar dichas labores, dejando,pa

ra etapas posteriores la ejecución de dichos sondeos y en donde

su realización estuviese más justificada tanto bajo un punto de

vista técnico como económico dentro de los objetivos específi -

cos a alcanzar.

Para la determinación de las presiones sobre el revesti-

miento del plano inclinado se aplicaron los criterios empíricos

Le

L

L

E50.

L

de Barton (1974 ), lo que permitió , junto con las leyes de momen

tos, axiles y esfuerzos cortantes para la sección tipo elegida,

definir el tipo de revestimiento o fortificación a utilizar en

los diferentes tramos a atravesar , analizándose -para cada tra

mo- tres tipos de sostenimiento:

- Revestimiento de hormigón

- Cuadros metálicos

- Bulonaje

Del análisis llevado a cabo se decidió utilizar revesti-

miento de hormigón en el tramo inicial , -emboquillado del pla

no-, cuadros metálicos con diferente espaciamie.nto en la zona

central , y bulonaje con mallazo en el tramo final del plano --

-tramo de pizarras bituminosas.

L

2.3.3 Ejecución

Previamente a la propia ejecución de dichas labores fue

necesario materializar las siguientes fases de trabajo:

Selección del área y tramitación de contrato de

arrendamiento para su ubicación.

Elaboración del proyecto.

Petición y selección de ofertas para su materia

lización.

Contratación con la empresa seleccionada.

Una vez efectuada la contratación se procedió a la rea-

lización del acta de replanteo , iniciándose los trabajos prác-

ticamente en el mes de Agosto de 1980.

Durante la ejecución de estas labores, la dirección de

L

L

E

51.

1

obra - llevada por ENADIMSA-, ha recogido todas las incidencias

que se iban produciendo . En el Apéndice II-A se incluye las -

condiciones reales de la ejecución. Asimismo, en el Cuadro -

2.2.2 se expone las unidades de obra realmente colocadas.

De dicha información puede observarse que los metros -

realmente ejecutados son 150 m , habiéndose alcanzado la Capa B

a los 140 m y una profundidad en torno a los 35 m. Lógicamente,

los m3 de excavación son menores de lo previsto, pero bajo un

punto de vista económico el ahorro que -de acuerdo con las con

diciones contractuales - ha supuesto esa disminución en los m3

de excavación , ha sido equilibrado por desviaciones producidas

en otras unidades de obra -principalmente sostenimiento y ago-

tamiento -, por lo que el presupuesto inicialmente asignado se

ha quedado , incluso, insuficiente para las unidades realmente

efectuadas.

Durante la realización de la obra se ha observado, de

forma continua , los aspectos que se consideraban relevantes des

de el punto de vista geomecánico , con objeto de aumentar lá in

formación ya disponible . Con ello se pretendía constatar las

ideas que ya se tenían sobre la disposición de materiales y suestratificación.

Se prestó atención especial a la zona de pizarras bituminosas , en la que se tomaron varios bloques que fueron envía -dos al correspondiente Laboratorio para su posterior análisis -

geomecánico . También se realizaron diversas medidas " in situ"de resistencia de estas pizarras mediante el uso de un escler6

metro . A pesar de lo discutible que puede ser su utilización

en este caso la resistencia a compresión simple resultó del mis

mo orden de magnitud que en los ensayos de laboratorio

Especial atención se prestó a la disposición del

sostenimiento a lo largo de todo el plano inclinado, en re

lación con la disposición de los diferentes estratos

1

1

E

52.

1CUADRO 2.2.2

UNIDADES REALIZADAS

UNIDADESCONCEPTO REALIZADAS

Excavación a cielo abierto •••••••••••••••••••••••••••••• 2.441 m 3Excavación manual en galería 18,4 m3Excavación con explosivo en

3galería ...................................................................... 980 mHormigón (Rc = 200 Kg/cm2)en emboquillado .................................................... 37,3 mHormigón (Rc 200 Kg/cm2)en galería .............................................................. 29 m3Acero en armaduras •••••••••••••••••••••••••••••••• ••••••••••••• 169 Kg

..............................................Acero en parrillas 7.897 KgAcero en cuadros metálicos •••••••••••••••••••••••••••••••- 15.330 KgAcero en tresillones •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4.234 KgCable de acero de 16 m/m •••••••••••••••••••••••••••••••••• 250 mlRodillos portacables •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 30 UdTubería de plástico de 500 m/m •••••••••••••••••••••••• 100 mlTubería de plástico de 300 m/m •••••••••••••••••••••• 100 mlCarril para vía, de 10 Kg/ml 310 mlTraviesas metálicas •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 155 UdTubería metálica de 2" •••••••••••••••••••••••••••••••••••• 280 mlMadera en relleno ••••••••••••••••••••-•••••••••••••••••••••••••••.. 10 m3

Asímismo se incluyen las siguientes partidas de insta-lación:

Un cabrestanteDos turboventiladoresDos bombas para agotamientoAlumbrado antideflagrante para elfrente de excavación.Mano de obra en agotamiento

L

L

E

53.

E

Una vez cortada la capa B, se empezó a cumplir el prime-

ro de los objetivos específicos de la mina piloto, que era el de -

tomar muestras frescas, que no provinieran de sondeos.

Ahora hay que iniciar la segunda fase, consistente en de

terminar parámetros mineros, que permitan diseñar, con fundamento,

el método de explotación adecuado, y evaluar los resultados y cos-

tos con una base experimental.

Esto puede hacerse, como es lógico, con más o menos pre

supuesto, pero evidentemente las concesiones serán tambien tanto -

más fiable, cuanto mayores sean los medios puestos en juego.

EL mínimo compatible con una planificación aceptable, se

ría limitarse a la capa B, montando embarque en el plano actual y

haciendo una galería experimental de unos 100 m de longitud, apoya

da en 3 sondeos de información y un pocillo de salida de ventila -

ción.

La solución más aconsejable, de acuerdo con la importan-

cia del proyecto sería la siguiente:

1.- Realizar la solución anterior excepto el pozo de ventilación

2.- Profundizar otro plano paralelo hasta capa C para tener me-

jor servicio de ventilación, seguridad y extracción.

3.- Comunicar los dos planos, extendiendo los ensayos a las

dos capas:... principales, pues la A tiene un contenido -

tan bajo que probablemente no admitirá una explotación subte

rránea.

Con esta solución se podrían hacer,no solo los ensayos -

de perforación, bulonaje, sostenimiento, dimensionado óptimo de cá

maras y pilares, consistencia de pisos para el tráfico rodado so-

bre neumáticos... etc, sino que todo ello se realizarla en las dos

t

E

L

54.

capas y pruebas de producci6n a escala industrial , que es cuandotienen verdadera validez los ensayos.

LEn realidad con esta solución, no dejarían de hacerse en

sayos, hasta que empezase la explotación real de la mina, lo que -

no es posible en la primera solución, que solo es admisible con -

una salida de ventilación por pocillo, para una pequeña amplitud y

corta duración.

LL

LL

1

L

L

1

1

1

1

CAPITULO 3

1CALIDAD DE LAS PIZARRAS

1

1

1L

t

56.

L

L

L

13.1 PLANTEAMIENTO GENERAL

A efectos de definir la calidad de las pizarras bituminosas se han llevado a cabo diversos análisis sobre las mismas,de modo que se pudiera disponer de una caracterización globalde esos materiales. Esto ha dado lugar a los siguientes estudios:

Estudio mineralógico a fin de definir la composi

ción de estos materiales con miras a la obtención

de posibles subproductos de valor comercial, así

como información adicional previa para los fabri

cantes de maquinaria de explotación.

Ensayos químicos, destinados a conocer los conte

nidos en aceite, composición de dicho aceite, de

la pizarra inicial y residual, así como las ca -

racterísticas del Kerógeno de dichas pizarras.

Ensayo de destilación en planta piloto para la -

obtención de una muestra de aceite de 1000 Kg.,

soporte para posteriores ensayos de hidrogenación,

y calidad y composición del gas de destilación.

Ensayos de extracción por disolventes convencio

nales, encaminados a constatar la escasa o nula

L

L

57.

L

viabilidad de dicha técnica en el aprovecha-

miento de dichos recursos.

En el Apéndice II-B se incluyen los resultados de todos

los ensayos llevados a cabo, así como aquellos que se han consi

derado de mayor interés dentro de la información recopilada y

analizada.

Debe señalarse que por causas ajenas a la voluntad del

equipo técnico del proyecto, así como una justificación técnica

de cierta relevancia , han hecho aconsejable no llevar a cabo

-en esta etapa- los ensayos de hidrogenación encomendados a

ENPETROL, posponiéndolos a etapa posterior en la que se dispon-

ga de información mayor sobre los procesos a aplicar.

L

3.2 ENSAYOS MINERALOGICOS

Estos ensayos se han llevado a cabo sobre muestras fres

cas -de las tres capas- procedentes de los sondeos de la in-

vestigación efectuada por el IGME en 1979. Para ello se han uti

lizado las técnicas habituales de difracción por Rayos X.

El procedimiento seguido en el análisis de cada muestra

ha sido el siguiente

Análisis cualitativo

Análisis semicuantitativo para determinar el conte

nido de minerales arcillosos, principalmente caoli

nita.

L

LI

LL 58.

L

Análisis cuantitativo , previo calentamiento de la

muestra a 5000 para comprobar si los minerales -

arcillosos estaban constituidos o no por caolini

ta.

Los difractogramas obtenidos en estos análisis se inclu

yen en el Apéndice II-B. En el Cuadro 2.3.1 se resumen los re

sultados obtenidos para las diferentes capas. Como puede obser

varse la composición de las pizarras esta integrada fundamenta l

mente por mica, caolinita y cuarzo.

En cuanto a la composici6n de los residuos de destila -

ci6n estos muestran los siguientes valores

L

Si02 - 58% Mg0 - 2%

A1203 20% S O 3 4%

Fe2 O 3 - 10% P205 - 1,5%

Ca0 - 3% Alcalis - 1,5%

L

3.3 ENSAYOS QUIMICOS

3.3.1 Contenidos y composici6n

En la investigación llevada a cabo por el IGME en 1979

se realizaron 474 determinaciones de contenido , mediante el en

sayo Fischer , sobre muestras -de las tres capas- procedentes

de los sondeos. Dichos resultados , junto con información adi-

cional recogida de investigaciones anteriores , se han represen

tado de forma gráfica en cada sondeo de modo que pueda dispo -

nerse de un modo rápido de una visualización de la variación -

del contenido en cada horizonte . En el Apéndice II-B se inclu

L

L

L59.

L

L

CUADRO 2.3.1

COMPOSICION MINERALOGICA

L

A B C

MICA 45 40 40LCAOLINITA 15 25 30

CUARZO 15 15 2011

CALCITA 5 10 --I

ANKERITA-DOLOMITA Trazas <5 --

SIDERITA 10 <5 <5

PIRITA 10 10 10

CLORITA TrazasÍL

L

L

1

1

60.

1

yen los resultados de esos ensayos , así como la documentación -

gráfica elaborada.

Las conclusiones derivadas en dicho estudio en relación

con el contenido en aceite de cada horizonte son las siguientes:

1

HORIZONTE CONTENIDOS MEDIOSl/t

A ---------------- 60 - 70 l/t (5 - 6%)

B ---------------- 140 - 150 l/t (12-14%)

C ---------------- 100 - 150 l/t (10-14%)

MEDIA DEPOSITO ------------ 110 - 120 l /t (10-11%)

Dentro de los trabajos específicos de este estudio se -

efectuó un demuestre de los tres horizontes a partir de las mue s

tras de sondeos de dicha investigación , a fin de llevar a cabo

análisis completos en cuanto a la composición y naturaleza de las

pizarras . Dichosensayyos fueron. Llevados a. cabo en los laboratorios -

de la Catedra de Carboquímica, Petroquímica , Ampliación de Quími

ca y Análisis de la E.T.S. I . de Minas. En el Apéndice II-B se

recoge el informe presentado por dicho laboratorio.

Esos resultados proporcionan rendimientos en aceite de -

8, 13 y 14% para los horizontes A, B y C respectivamente, mos -

trando la pizarra inicial la siguiente composición.

1

1

1

C

L 61.

L

Análisis de la pizarra inicial

(secada a 221°F durante 1 hora ): CAPA-A CAPA-B CAPA-C

CO2 (mineral) 1,62 0,99 0,15

Carbono orgánico 11,10 18,85 21,30

Hidrógeno 1,50 2 , 30 2,50

Nitrógeno 0,30 0 , 41 0,44

Azufre 1,01 2 , 06 2,00

Potencia calorífica superior 541,00 1.673,00 1.758,00

Solubilidad en H20 (g/1) 0,50 0,52 0,56

Solubilidad en benceno ( g/1) 0,69 0,72 0,75

Humedad higroscópica 2,00 1 , 50 1,35

Azufre sobre pizarra inicial (seca )

Azufre total 1,01 2,06 2,00

Azufre sulfato 0,02 0,03 0,03Azufre piritico 0,69 1,53 1,37

Azufre orgánico ( por difer .) 0,30 0,50 0,60

Por su parte, la pizarra residual mostró la siguiente

composición:

Análisis en pizarra residual :

CO2 (mineral ) 1,35 1,15 0,15Carbono orgánico 5,20 10,40 11,50Hidrógeno 0,29 0 , 47 0,65Azufre 1 , 04 0,98 1,33Nitrógeno 0,16 0 , 31 0,29Pérdidas al fuego 6,05 12,25 13,75Cenizas 93 , 95 88,10 86,20Potencia calorífica

superior No quema 500,00 706,00

1

1

L

L

62.

Azufre sobre pizarra residual : CAPA-A CAPA-B CAPA-C

Azufre total 1,04 0,98 1,33

Azufre sulfato 0,01 0,01 0,02

Azufre piritico 0,15 0,20 0,16

Azufre orgánico (por difer.) 0,88 0,77 1,15

Azufre en cenizas de

la pizarra inicial 0,85 0,86 0,27

Azufre en cenizas de

la pizarra residual 0,74 0,71 0,16

1Finalmente debe señalarse que, en relación con los rendi

mientos en aceite, la muestra -de la Capa B- destilada por -

LURGI en su planta piloto de Alemania, confirmó los rendi -

mientos esperados -en torno al 12%-, obteniéndose tres muestras

diferentes de aceite -ligero, medio y pesado- en proporciones

de 7, 27 y 67% de la muestra total de aceite, respectivamente.

Li3.3.2 Características físicas y análisis elementales

A fin de poder correlacionar diversos parámetros con el

contenido en aceite, obtenido en el ensayo Fischer, se llevaron

a cabo una serie de ensayos de determinación de pesos específi

cos y análisis elementales. En la Fig. 2.3.1 se ha representado

la variación del contenido en aceite con el peso especifico, pu

diéndose obtener una correlación entre ambos parámetros sin que

exista una dispersión excesiva.

De los ensayos elementales, la determinación del poder -

calorífico ha permitido establecer una correlación entre dicho

Li

Li

1

r r- r- r r °" r r- r- r r- f"ue" r- r- r- r- r r . .

340 - •

CORRELACION PESO ESPECIFICO320 -

CONTENIDO EN CRUDO•

300 • •

280 FIG .-2.3.1

260-

240-

2

••

J •

220

200-

180-

wi 160Ú •

• ••140-

$20

•

- -• •

100- f•

80 •

••

60-

40-

20 • • ••

•

1 1,5 2.0 2,5 PESO ESPECIFICO qr/an1

64.

1

parámetro y el contenido, correlación que se recoge en la Fig.

2.3.2. Los resultados de dichos análisis elementales se inclu-

yen en el Apéndice II.B, exponiéndose a continuación un resumen

de los valores medios de las determinaciones realizadas.

L

Peso es Volá- Poder capecífico Cenizas tiles lorificogr/cm3 % % Kcal/Kg

1Horizonte A - - - - 2,10 83 12,5 1.100

Horizonte B - - - - 1,83 70 22 2.000

Horizonte C - - - 1,80 69 22 2.000

1

Finalmente, debe indicarse que los ensayos de dureza sho

re sobre superficies lisas, correspondientes a planos de estrati

ficación, muestran valores que oscilan entre 35 y 48 unidades.

1

3.3.3 Características del Kerógeno

De la información disponible en torno a la calidad de las

pizarras bituminosas exponemos a continuación los resultados obte

nidos por el Laramie Petroleum Research Center de Wyoming ( USA ),

bajo la dirección de E. Robinson y E.D. Dinneen, sobre un concen-

trado de Kerógeno procedente de la Capa B.

1. Carbono orgánico, % en peso •••••••••••• 61,08

. Hidrógeno orgánico, % 7,04

Cenizas, % en peso •••••••••••••••••••••••••• 26,00

. Relación H/C orgánico (atómico)...... 1,38

Asimismo se dispone de los datos sobre la constitución -

11

!^"' y P .- poWI 1 t~ fue" /

340

320-CORRELACION PODER CALORIFICO-CONTENIDO L/T

300-

280- FIG - 2.3.2

260 - ,

240 •

220

200

O 190-

IGO-2 �W

ó140

120-

100

so •

f0-

40

20 -

1000 2000 3000 PODER CAIDRIFICO 4.000 KCL / Kg 5000

L

66.

L

del mismo Ker6geno, obtenidos de su oxidación exhaustiva con -MnO4K, resultados que indican que las pizarras bituminosas dePuertollano producen Ker6genos no completamente oxidados dandolugar a un total del 35-50% de ácidos no-oxálicos y no volátiles:

Dioxido de carbono, % en peso ••••.••.••....•. 33Acidos volátiles, % en peso 4Acido oxálico, % en peso 25Acido no-oxálico y no volátiles,

% en peso 27

Carbono orgánico no oxidado,

% en peso 11

En cuanto a la composición del Ker6geno en grupos funcionales es la siguiente

. Oxigeno en forma de COOH (Carboxílicos),

mg/gr de C. orgánico .. 8. Oxígeno en forma de COOR (Esteres),

mg/gr.de C. orgánico 39. OxSgeno en forma de OH (Hidróxilos),

mg/gr de C. orgánico 10

3.3.4 Características de los aceites de destilación

Los ensayos llevados a cabo sobre las muestras de aceitede destilación procedentes del ensayo Fischer -realizados en laE.T.S.I. de Minas- muestran las siguientes características

1

11

1

1

67.

Análisis del destilado : CAPA-A CAPA-B CAPA-C

H20 tolueno ( % en volumen ) 2,00 4 , 20 3,80Carbono ( % en peso) 83,65 82,00 83,30Hidrógeno ( % en peso ) 11,18 10,74 11,08

P.calorifica Superior 10.134,- 9.972,- 9.935,-Densidad a 50°C (g/cm3) 0,877 0,878 0,878

C/H 7,48 7,63 7,51

Nitrógeno ( % en peso) 0,84 0 , 93 0,87

Azufre ( % en peso ) 0,74 0,57 0,50

L

Estos aná._ksis ponen de manifiesto una misma calidad deaceite para los destilados obtenidos de los tres horizontes, quemostraron la siguiente curva de destilación:

Tempera- Volumen % deltura °C recogido total

Hasta 110 20 ml. 10

140 10 ml. 5

165 10 ml. 5

205 20 ml. 10

240 20 ml. 10

240 20 ml. 10

240 20 ml. 10

240 20 ml. 10

240 16 ml. 8

No destila ( residuo alquitranoso) 22

100%

1

1

1

L

68.

L

Por su parte el U.S.Bureau of Mines expone, en su publi

caci6n " Development of the Bureau of Mines Gas-Combustion Oil-

Shale Retorting Process ", las siguientes características para

los aceites de destilación de muestras procedentes de la Capa B

A.P.I. ...................................... 27,9

Azufre, ( % en peso ) •:::::::: 0,40

Nitrógeno , ( % en peso) 0,68

Punto de cong . i ° F •• •• •• •• •• •• •• 70

Viscosidad, 100°F, SS 50

Las características de destilación de esos aceites son:

400°F ......................................... 13,8% en vol.

400-600°F ........... ...................... 25,2%

600- 800°F .................................. 42,0%

Residuo ...................................... 18%

mostrando la fracción < 600°F una composición de 50% de hidro-

carburos saturados, 30% de olefínicos y 20% de aromáticos.

Asimismo, R.Sanchez y J.Rodríguez Jurado en publicación

"Raffinage par hydrogenation d'huile de Schistes bitumineux

espagnols. Etude des fractions lubrifiantes ", exponen las si-

guientes características para los aceites de destilación de dos

muestras de la Capa B destilados en la retorta Pumpherston uti-

lizada por ENCASO,

Humedad , % 0,1 - 0,2Densidad a 70°C 0,87 - 0,872Punto de congelación ° C 21 - 30Mat.insoluble en benceno , % 0,02 - 0,023Asfaltenos 0,9 - 1,07Parafinas 8,0 - 8,7Carbono, % 85,3 - 85,4

L

L

69.

L

Hidrógeno 18,76 - 12,23Relación C/H 6,97 - 7,26Azufre 0,58 - 0,59Nitrógeno 0,68 - 0,70Oxigeno 1,2 - 1,58

y con las siguientes características de destilación

DESTILACION ASTM

Muestra Muestra1 2

P.inicial 110°C 100°C5% 207°C 198°C

10% 229°C 218°C20% 271°C 264°C30% 312°C 306°C40% 338°C 336°C50% 353°C 353°C60% 363°C 360°C70% 366°C 365°C80% 367°C 370°C85% (craking)

Por otra parte, las características mostradas por las di

ferentes fracciones -tipo de aceite- obtenidos por LURGI son:

ACEITE ACEITE ACEITELIGERO MEDIO PESADO

DENSIDAD A 15°C 0,8479 0,9507 -AZUFRE, % EN PESO 0,43 0,31 0,35

NITROGENO, PPM 2900 10700 22000N° DE BROMO 70 51,5 40,3

DESTILACION ASTMPI .......................... 83 156 2845% 111 218 330

10 % .................••.•...•. 119 230 34520% ..•.......•.•...•.....•.•. 133 248 36830 % •. ••••••••••••.....••••••. 147 260 38340% 160 275 craking50% .......................... 176 292

1

1

1

L

70.

L

ACEITE ACEITE ACEITELIGERO MEDIO PESADO

60% 190 31170% 204 33280% 224 34790% 260 craking95% 298P.F. 312

INSOLUBLES EN C14C,% peso 39,1CENIZAS, % PESO 0,03 33,0

Análisis que fueron realizados en los laboratoriosdel Centro de Investigación de ENPETROL.

3.4 CARACTERISTICAS DEL GAS DE DESTILACION

Para la caracterización del gas de destilación se disponede los datos aportados por la muestra destilada por Lurgi, resu ltados que muestran un rendimiento en gas de 44,6 Nm3/t de piza -rra bituminosa destilada. Asimismo, la información recogida delU.S.Bureau of Mines "Petrographic Examination and Chemical Analyses For Several Foreign Oil Shales" proporciona unos rendimien -tos en gas -obtenidos de la destilación en el ensayo Fischermodificado- de 30 Nm3/t de pizarra. En ambos casos, el gas obtenido tiene poder calorífico en torno a 10.000 Kc/Nm3, y con -una composición que exponemos a continuación.

% en volumenLURGI U.S.B.M .

CH4 } Metano 19,1 - 23,6 23,3C2H6 -, Etano 5,3 8,2 9,8C3H8 -� Propano ............ 4,8 - 6,1 ...••••... 4n-C 4 H i 0 n. Butano ............ 1,01 - 0,95 .• •• .. •..• 2,1i-C4 H10 -'- Iso-Butano ............ 0,10 - 0,12 •. •.••..•. 0,3n-C5H12 -> n-Pentano 1,22 - 1,38 ••••••••.. 1,2i-C 5 H 1 2 -� Isopentano 0,1

1

1

1

71.

L

En volumen

LURGI U.S.B.M .

C 6 H 1 4 Hexanos ••.. •• •• •• •• 1,52 - 1,86 •• •• •• •• •• •• •• 0,5C7H16 -r Heptenos 0,52 - 0,63 _C2H4 -� Etileno 6,5 - 8,3 2,6C 3 H 6 } Propileno ......... 4,8 - 6,1 3,8C4H8 Buteno But 1

{ But 2 } 4,1 - 5,4 2,3I-But

C s H 1 0 -> Pentenos 1,8C 6 H 12 -► Hexeno s 0,8C8H18 - Octenos ............ 0,19 - 0,08 ..............

Benzol 0,19 - 0,22 -• C02 .................. 11,5 - 19,7 9,6CO ........ ... 3,8 - 4,1 2,8Nitrogeno •. •• ...... 3,5 - 11,8 .............. 10,4Hidrógeno 16,1 - 21,7 21,7S H2 2,9

3.5 EXTRACCION POR DISOLVENTES Y CARACTERISTICASDE LA FRACCION EXTRAIDA.

De la fracción orgánica constituyente de las pizarras bituminosas, solamente una pequeña fracción ., puede ser extraída por disolventes orgánicos convencionales. No obstante yaunque conocidos previamente dicho comportamiento, se ha considerado conveniente llevar a cabo algunos ensayos para determinar elporcentaje de extracción y Comprobar la inviabiliadad de dicha -técnica. Dichos ensayos, llevados a cabo por el Centro de Inve stigación de ENPETROL mostraron los siguientes resultados.

TIPO DE DISOLVENTE % EXTRACCION

Tetracloruro de carbono •• •• ............ 0,26Tolueno ........................................... 0,45 - 0,49

Asimismo, y dentro de la información aportada por el La-ramie Petroleum Research Center, los ensayos llevados a cabo -

L

Li

L

172.

ti

sobre r.iws-tra de la capa B aleando el benceno como disolvente mues-tra los siguientes resultados.

1Contenido en bitumen,

% en peso 0,9Ratio de extracción 3,4

Carbono , % en peso 26,0Minerales carbonatados,

% en peso 2,3

------------------------------------------

Ratio definido como = 100 % Mate . soluble en benceno

% Carb. orga. en la pizarra

Componentes del bitumen

- N-Alkanos, % en peso ••••••..••...... 6,9- Alkanos isocíclos , % en peso .... 35,1- Aceites aromáticos ,.. 2,2- Aceites polares 0,1- Resinas, " " 54,2- C5H12 insol. " " .... 1,5- Total de hidrocarburos

% en peso 44,2

Asimismo , de la misma fuente de información se expone ladistribución e indices preferentes de carbono de los N-Alkanos yde los acidos grasos en % del total.

N.Alkanos A.Grasos

-C1 4 .................................... 4,0- C1 s .................................... 4,9 .......... 5,2- C16 .................................... 6 , 1 .......... 9,8- C17 .................................... 6 , 6 .......... 6,6- C18 .................................... 6,6 8,2

..........6,4

C1 ...................................7,2-

Ce oo 7,3 5,8-C21 5,6

1

L

1

L73.

1

N.Alkanos A.Grasos

- C2 4 .................................. 5,7- C25 .................................. 6,0 3,4

C26 ......... ......................... 4,5 3,9C27 .•• 4,3 3,0C28 ................................ 3,0 5,0

- C2g .................................. 2,5 .............. 1,9- C30 ............. ..................... 1,7 3,2- C31 1,7- CPI C15 - C19 1,03 ..............- CPI C16 - C20 1,30- CPI C25 - C29 1 , 18 ..............- CPI C26 - C 3 0 - .............. 1,64

1

1

1

1

1

1

1

11

L

L

1

t

L

L

L

LLL

L

CAPITULO 4

CARACTERIZACION GEOMECANICA

DE LOS MATERIALES

L

L

LL

LL

1

75.

L

1

1

L

1

4.1 DISPOSICION DE LOS MATERIALES

A efectos de caracterizar desde un punto de vista geome-

cánico los materiales que serían afectados por la explotación de

las pizarras bituminosas , se han desarrollado una serie de traba

jos de campo , laboratorio y gabinete . Estos estudios se han di

rigido hacia la obtención de los parámetros geotécnicos que pue

dan considerarse como representativos del comportamiento global

de dichos materiales frente a la alteración que supondra en ellos

los dos tipos de explotación previstos : cielo abierto y minería

subterránea.

Como se ha indicado en apartados anteriores se disponía

de una amplia información de tipo geológico , con una testifica

ción de detalle de diversos sondeos mecánicos , de los datos de

reconocimientos " de visu " realizados en el área de Puertollano

y, por último , de la observación de las pizarras bituminosas de

la Capa B en el Plano inclinado . Con todos estos datos se ha

pretendido:

- Establecer una visión global de la disposición

"in situ" de materiales , desde un punto de -

vista esquemático -geotécnico.

- Caracterizar geotécnicamente la masa de materia

les no explotables.

1 .

1

76.

L- Caracterizar geotécnicamente el material

explotable.

LComo primera aproximación se ha tratado de reducir la

disposición de materiales en una cuenca tan amplia como la estudiada. Para ello se ha recurrido a tener en cuenta diversasconsideraciones , tales como:

- Posición geográfica- Geología ( pliegues , buzamientos,fallas, etc.)- Profundidad de las pizarras bituminosas, etc.

con lo que se han estudiado los datos disponibles y se han def inido siete secciones geotécnicas . Aparecen definidas en la -planta de la Fig. 2.4.1, en la que se ha esquematizado todo eldepósito.

También se ha definido un corte estratigráfico esquemático ( n° 1 de la Fig.2.4.1), que atraviesa normalmente a la zona de trastornos que separa al Ovalo del Sur. Este corte se harepresentado en la Fig. 2.4.2 y en él se puede apreciar lasdos cubetas de los óvalos y la disposición horizontal de los e stratos superiores cuaternarios y miocenos y la variación debuzamiento de las capas de carbón y pizarras bituminosas , dentrode la masa de pizarras y areniscas que forma la masa de la zona.

La sección 0, quizás la más típica y de mayor longitud,corresponde al Borde Sur y está situada entre la Falla Límite yla Falla Laredo , aunque puede considerarse que se prolonga a ambos lados de estas fallas , aun con ciertos trastornos . Esta sección aparece representada en la Fig. 2.4.3, a la que se indi -can las características más peculiares de la zona , como por --ejemplo que está parcialmente explotada por galerías , que los

L

Nw0U•

SECCION II

SECCION III

SECCION I V Ovalo norte

SECCION V......... :.

SECCION V ISECCION 1

de trastos Ovalo sur-esteona suroeste

Falla limiteZona oeste - - - - - - -

Falla de CalatravaSECCION O

Falla de LaredoEscala t : 50.000

FIG. 2.4.1 ESQUEMA DE LA ZONA ESTUDIADA, CON DEFINICION DE CORTEY SECCIONES

SECCION 1

SECCION O SECCIONES 11 Y IIICUATERNARIO ( 7-8m. DE ESPESOR MEDIO)

N SMIOCENO (14-15 m. DE ESPESOR MEDIO)

-67s o SONDEO PE-S

ZONA DEFALLA

2TRASTORNOS -? LAREDO

23B 200m

300 m.

INTRUSIONES DEBASALTO

---- CAPAS DE CARBON

PIZARRAS BITUMINOSASFIG. 2.4.2.- CORTE ESQUEMATICO 4

PIZARRAS Y ARENISCAS

79.

1

1Sección 0. - Ovalo Sur. - Mitad oriental hasta falla Laredo . Esta área está explotada parcialmente por galerías ,

teóricamente debería explotaras casi toda a cielo abierto . Los buzamiento* varían en-tra 250 ó 30o en zonas muy próximas al borde de la capa , hasta 100 a 500 m; en el contro oscilan entre 40 y 60.

15-18- Fundamentalmente arcillo-margoso con algunas intercalaciones calcáreas.5-10 m

Muy razonable sacre - Es un tramo iundamnntalmante pizarroso , pizarras arcillosas y/v arenosas con ca-0 y 90 m pas de 0, ó-0, 8 m; el porcentaje de areniscas no alcanza el 10% en capas de 0. 7-1, 3 m.

Capa 21 - 2.2 m; el metro inferior carbón . el reato carbón . borrasco arenisca y pi-zarra todo muy tableado.

- Pizarras con vetas de areniscas 60%; pizarras arcillosas 30%, arenisca 10%, todo en30-35 m capas delgadas de 0.15 a 0.40 m.

- Capa 35 - Carbón 1,3 m.

- Pizarra arcillosa 30%, arenisca 45% y borrasco 25% en capas de espesor variable6-15 m 0,3-L m.

- Cana 45 - Carbón 1 m.

L0d5 m - En el tercio superior pizarras muy arenosas y areniscas (capas de 0.4-0,8 m el reatopizarras arcillosas con algunas pizarras arenosas (0, 13-0,40).

- Cava A - ? niveles de 0.80 y 1, ?0 m de pizarra bituminosa con un nivel intermedio -(1 m) de pizarra.

- Fundamentalmente pizarroso a veces arenoso con intercalaciones delgadas de arenis-18-30 ca* (10%, 0.2-0,4 m).

- Capa B - Pizarra bituminosa, 4 a 5 m con intercalaciones de pizarras arenosas.

15->5 m - Pizarras con intercalaciones delgadas de arenisca preierentemente en la mitad superior.

��. - Capa C - 1 a 1. 5 m pizarras bituminosas.

Los desniveles entre cap&a explotables crecen hacia el centro de la cuenca.

Fig. 2.4.3

L

1

L

1

1

L

80 .

buzamientos hacia el Norte varían entre 25 y 30° en las proxi-

midades del borde y son del orden de 10-20° a unos 500 m de di

cho borde. En esta sección se detectan:

- Un recubrimiento cuaternario de 15 a 18 m.

- La formación arcillo-margosa, con niveles miocéni-

cos sedimentarios y volcánicos muy compactos, con

intercalaciones calcáreas.

- Las capas de carbón más características (en la Fig.

2.4.2 sólo se han representado la .2a, 3a y 4a,

porque la la y la 0 aparecen sólo en la zona cen

tral de ese óvalo), con espesores de 1 a 2 m.

- Las tres capas de pizarras bituminosas (la A con -

0,8 - 1,2 m de espesor, la B con 4-5 m. de poten -

cia y la C con 1-1,5 m).

Entre estas capas de carbón y pizarras bituminosas

se presentan los materiales que pueden denominarse

"básicos" en la estratigrafía general de conjunto:

Pizarras (esquistos arenosos de grano fino y medio

y esquistos arcillosos) y areniscas, constituyendoseries de espesores globales de 10 a 90 m entre -

las capas de carbón y pizarra bituminosa, pero que

-en detalle- se presentan alternados en capas de

15 a 40 cm.

Toda esta serie presenta una estratificación paralelacon los buzamientos hacia el Norte ya indicados (25-30° en laszonas de afloramientos y del orden de 10-20° en la zona más característica.).

aL

L

L

L

a•

81.

La sección I representa el área intermedia entre óva-

los, es decir está situada junto a la zona de trastornos. En

ella se produce un cambio de sentido en los buzamientos, con

respecto a la Sección 0 (ver Fig. 2.4.2). Este cambio coinci-

de sensiblemente con el cauce del río. Al parecer, más que a

una charnela de anticlinal, dicho cambio corresponde a un plie

que-falla con inyecciones de basalto (zona de trastronos). En

esta sección I (Fig. 2.4.4) no se detectan mas que las Capas -

3a y 4a de carbón y la B (4-7 m de espesor) y C (2 m) de piza

rras bituminosas. El buzamiento general de las pizarras-are -

niscas y estas capas singulares es hacia el Sur, con un valor

medio de 15 a 18°. En esa zona el mioceno tiene una potencia

muy escasa ( 3-6 m), mientras que la Capa B se presenta a unos

150 m de profundidad.

La sección II corresponde al Ovalo Norte, a la Zona -

NE y E, es decir, donde está situada la factoría de ENPETROL.

En parte la Capa B y probablemente la A han sido explotadas -

por minería subterránea. El detalle estratigráfico aparece en

la Fig. 2.4.5, resultando un corte muy similar al de la sección

0, salvo que la Capa A de pizarras bituminosas se haya desdo -

blado en A-1 y A-2, puesto que están separadas por 3,5 m de pi

zarras arcillosas lajosas. En esta columna estratigráfica los

buzamientos son hacia el Sur y Sur-Oeste con un valor de 13-16°

que en la zona Este bajan a 8-12?

La zona Oeste del Ovalo Norte, o sea, desde la zona

de trastornos al casco urbano, de Puertollano, viene represen-

tada por la sección III (Fig. 2.4.6), en que la Capa B alcanza

una profundidad del orden de hasta 350 m. Aparecen las 4 ca

pas de carbón y las A-1 (1 m de espesor), A-2 (0,8 m), B (4,5-

5 m) y C (1,5 m) de pizarras bituminosas. La masa entre estas

capas está, en este caso, constituida principalmente por piza-

rras arcillosas y arenosas, con alguna intercalación de areni s

L

L

1

L

82.

L

L

L

Sección I.- Ares intermedia entre óvalo. - El cambio de sentido en loa buzamientos coincide sensiblemente conel cauce del rio . Al parecer tacs que a una charnela anticlinal corresponde a un plie-gue falla con inyecciones de basalto.

.� Q + - Litología y porcentajes semejantes al resto del óvalo N.V1

X muy variable - Areniscas en bancos de 1 a 2 m 50%. Pizarras arcillosas tableadas - banco continuo

( 5 a z5 m 1 20%. Pizarras arcillosas y arcillo-arenosas - 30% capas de 0, 5 a 0, 8 m.

- Capa 3á - Carbón con intercalaciones de arenisca fina . Buzamiento loo-?00 y piza-rras lajosas y una capa (0, 10) de caliza al techo.

28-30 m - Los 2/ 3 superiores arenisca en bancos gruesos ( 2-3 m) con intercalaciones de piza-rra (15%a) en capas de 0, 8-1 m.

Capa 4= - Carbón con intercalaciones de pizarra carbonos. 1, i m. Buzamiento 15-180.

Areniscas 40%- Mitad superior Pizarras 50%

Carbón y borrasco 3%

30-35 m - �wLitad inferiorPizarras 85%Areniscas tableadas 1511.

- Capa 3 - Buzamiento muy variable en función de su distancia a la charnela 150-450,4-7 aa con intercalaciones de areniscas lajosas.

- Pizarras arcillosas 0,4-0,6 m o algo arenosas con intercalaciones de areniscas 0,2 a10-12 m 0, 5 m (10%).

- Capa C - Buzamiento como capa B-2m.

Areniaca�al menos 2 m

Q, borde oeste - 15-20 m; centro - 5-8 m; Este - 2-4 m.M.

3-6 m.

La capa A no se detecta claramente.

1

Fig. 2.4.4

L

1

1

1L

L

83.

L

L

Sección II. - Ovalo No rte Zona NE y £ - En su parte explotado por minería subterránea - Esta columna vale pa-ra la zona de galerías en la parte E del óvalo con buzamientos entre 80 y 120.

10-15 m Q - nada y posibles rellenos a rtificiales . Horizontal.

3 -5 m M - Margas ferruginosas , margas arenosas , arenas arcillosas y gravas arcillosas.

La potencia de caca capa ,�puede alcanzar hasta - - 33�. Pizarra arcillosa en capas finas a veces reunidas en bancos (1 a^ . 3 m). 40%

120 m en la zona de ext. Arenisca; las finas en capas 0, 8 m; las gruesas masivas ( 3 m). 17% Pizarra areno

más profunda sa, capas 0, 10 a 0, 35 m. Pizarra carbonosa 9%.

10.15 m - Capa 25 - Buzamiento 180-200 . Carbón pizarra carbonosa y borrasco 1.40 m; 20 :a.superior arenisca en capas de 1 a 2 m - 60%, pizarras y pizarras arenosas en capas< 1 m. 40%i.

25-30 ra. . Pizarra carbonosa y pizarra arcillosa con restos vegetales en los 5-6 ra ini.

Capa 35 - Buzamiento 160-200 . 1 m carbón y pizarra carbonosa.

g Pizarras arcillosas, bituminosas y carbonosas , con hiladas de arenisca en capas del-10-12 m gadas (0. 1 a 0.3 m). Hacia la mitad puede haber un banco de arenisca de 1. 5 a 2 rn.

Capa 45 - Buzamiento 13°-16°. lscarbón y pizarra carbonosa.

- Pizarras nás o menos arenosas en capas de 0.2 a 0, 4= aue intercalan niveles de bo-14-1o rrasco y pizarra carbonosa de 2 a 3 co de potencia conjunta.

Capa A-1 - Pizarra bituminosa y pizarra arcillosa 2.3 m. Buzamiento 150.

3. 5 m - Pizarra arcillosa tajona con suelo a techo y muro.

Capa A-2 - Pizarra bituminosa 6. 5 m coa una intercalación de 1 m de pizarra arcillo-sa suelta.

m - Pizarras arcillosas o algo arenosas de 0,2 a 0,6 m con niveles de areniscas (15%) in-8-10 ( 15%) intercaladas de 0,2 m.

• Capa B - 5 m pizarra bituminosa con algunas intercalaciones de pizarras arenosas deorden centimétrico. Buzamiento 15%.

15-17 m - Pizarras arcillosas y arenosas de 0,3-0 , 5 co. con intercalaciones de arenisca (15%) ycaliza ( 5%) ambas tableadas.

- Capa C - 2 m pizarras bituminosas con intercalaciones de pizarras arcillosas y piza-rra arenosa . Buzamiento 160.

- Arenisca y pizarra muy arenosa en capas de 0.2 a 0. 5 m.

Esta columna vale para la zona de galerías en la part e E del óvalo no rt e con buzamientos entre 80 y 12 0.

LFig. 2.4.5

L

1

L

84.

L

L

L

Sección III.- Zona de Trastornos - casco urbano - Ovalo No rte, zona W

3-6 m - Liada de gravas arcillosas y posiblemente relleno artificial - Horizontal.

2-5 m - Margas y margocalizas miocénicas algo arenosas - Subhorizontal ( 50-80).

- Pizarras arcillosas y pizarras algo arenosas conan 15% de areniscas. Bancos de pi-ZO-Z5 zarcas 1 a 6 m - capas de 0,3-0,6 m. Capas de arenisca 0,3 a 0.9 m.

- Capa La - Buzamiento 190 - Carbón . pizarras carbonosas y borrasco. 6.6 m.

- Pizarras arcillosas y arenosas en bancos de 0, 6 a 10 t ( capas de 0, 2 a 0. 8 m), 70%.Areniscas en capas de 0, 5 a 1. 5 m (excepcionalmente se reunen en barcos hasta 5 m)

100-110 m 2 5% - Sorrasco yjo pizarras carbonosas - 5% Distribución bastante homogénea en -todo el paquete.

- Capa 23 - Buzamiento 18° - Carbón y pizarra - 4, 83 m.

28-30 m - Pizarras y pizarras arenosas prácticamente sin arenisca clara , bancos de 3, 5 m, paso gradual, capa < 1 m.

- Capa. 34 - Buzamiento 18°. Carbón 1 m.

10-1? m - Arenisca arriba - 2 mPizarra aoajo - 8-10 m

- Capa 43 Buzamiento 130-160. Carbón y borrasco 1 a Z m.

507 pizarra11-12 m - Capas alternantes 1 a Z m 25% pizarra arenosa

25% arenisca

- Capa A-1 - Buzamiento 150 - 1 m pizarra bituminosa

- Pizarras bastante arenosas en paquetes continuos de capas < 0, 8 m con un banco in-15-18 m termedio de areniscas de 2 m.

- Capa A-2 - Buzamiento 160 - 0 . 8 m pizarras bituminosas.

ZO-25 m - Pizarras arcillosas en capas de 0, 3-0 , 5 m, con un banco de areniscas de usos 3 mhacia el tercio inferior.

- Capa B - Pizarra bituminosa . 4, 50 a 5, 00 m. Buzamiento 12°-140.

- Mitad superior . ?alternancia de pizarras arenosas y areniscas en capas de *l a 1. 5 m.15-20 m Mitad inferior . Pizarras arcill osas con alguna intercalación de pizarras arenosas.

- Capa C - Pizarra bituminosa. 1, 5 m. Buzamiento 12°-140.

Fig. 2.4.6

L

L

t

ti

L

85.

L

cas, pero en menor proporción que en otras áreas (25%). El bu

zamiento es hacia el Sur (12-14°). Esta columna es también válida para la mitad occidental del Ovalo Norte, en la zona de

galerías, con buzamientos suaves ( 8-10°). En dicha área sobrela Capa A (de 0,9 - 1,0 m de espesor) se presenta un metro de

pizarra arenosa en capas de 0,4 m, a lo largo de 20 m;sobre la

Capa B aparece 10 m de pizarras arcillosas o arenosas en capas

finas (0,2-0,4 m) y sobre la Capa C se han detectado 1 m de pi

zarra arenosa (en capas de 10 a 30 cm), unos 3 m de areniscas

finas de baja cohesión y poco cementadas y 3-5 m de pizarras -

arenosas.

irrEl afloramiento Norte del yacimiento -Falla límite a

Zona de trastornos- se ha representado por la Sección IV en

la que se detectan (Fig. 2.4.7) las capas 2a, 3a y 4a de car

b6n y las A, B y C, con buzamientos de 25 a 35°. La masa es

una alternancia de areniscas y pizarras, en capas,de aproxima-

damente, 1 m de espesor.

En la Zona Oeste del yacimiento se han definido, por

último, dos secciones: La V (Fig. 2.4.8) corresponde al Eva

lo más occidental (donde está situado el plano inclinado), y a

la que la Capa B aparece, como mucho, a 120 m de profundidad;

está constituida por pizarras arenosas y arcillosas principal-

mente, con la Capa A dividida en tres subcapas y aparecen la B

y la C, así como la 2a, 3a y 4a de carbón. Y la VI (Fig.2.4.9)

que corresponde a la actual explotación a cielo abierto; en

ella la Capa 3a de carbón (última explotada) aparecen a 60 m,

la Capa A está constituida por 1,10 m de pizarra bituminosa y

la B por 5-6 m, con juntas rellenas de arena fina. En ambas -

secciones el buzamiento es del orden de los 22-30° en las z o

nas de los bordes del yacimiento y de 8-10° en el centro.

A pesar de que en detalle las secciones definidas son

L

L

86.

ti

ti

LSección N - Fall a limite - Zona de trastornos

Q 4-10 m - liada de gravas arcillosas.

M 10 m Margas y margocalizas algo arenosas.

Pizarras y pizarras arenosas con 10-159 de areniscas en capas < 1 M. Buzamien-Variable to 20°.

- Capa 24 . Carbón. 1-2 m. Buzamiento 25-350.

25-30 m Pizarras con 25-30% de areniscas.

Capa 33 . Carbón. 2-3 m. Buzamiento 28°-36°.

5-10 Pizarras y areniscas más tableadas.

- Capa 44 . Carbón. 0, 5-1, 3 m.

60-d0Alternancia de areniscas y pizarras , en capas de _ 1 m. En la ?arte inierior pizarrasy pizarras arenosas.

Capa A - Pizarras bituminosas . 0-1, 3 m

20 m - Pizarras y areniscas.

- Capa 3. Pizarras bituminosas , 3 a 5 m. Buzamiento 25°-280.

10-12 m - Pizarras con 20% de areniscas.

- Capa C - Pizarra bituminosa. Espesor _ 2 m.

t

Fig. 2.4.7

t

L

L

t

t

t

87.

L

Sección V. - Ovalo más occidental - (El del Plano inclinado). Profundidad máxima de la Capa B a 155-160 m.Buzamiento& muy homogéneos 220-2 So en los bordes y 70-80 en el centro de la cu-beta.

Q - 9 m2.5

10-50 m - Pizarras finas arcillosas con 15% de pizarras arenosas y 10% de areniscas.

Capa 23 - 5 m de carbón co. juntas de pizarra carbonos

25-28Pizarras finas arcill osas con 15% de areniscas y algunas pizarras arenosas; hiladasde carbón.

*

Capa 34

5-7 m - Areniscas y cineritas en la parte alta, pizarras arcillosas en la mitad inferior.

- Capa ib - 0, 6 m de carbón sucio.

- Pizarras arcillosas y arenosas en capas delgadas con algunos niveles métricos de are35-38 m ciscas principalmente en la parte superior (1l').

- Capa A- 1 - 1.7. de pizarra bituminosa con intercalaciones.

5-6 m - Pizarra arenosa

- Capa A-2 - 0,64 pizarra bituminosa

9-10 - Pizarras arenosas y areniscas poco compactas.

- Capa A-3 - 2.66 pizarra bituminosa con muchas intercalaciones.

- Tercio superior. Areniscas y micropudingos en bancos gruesos . Resto • Pizarras are18-20 m notas con intercalaciones de areniscas y pizarras arcillosas delgadas.

- Capa B - 5-6 m pizarra bituminosa.

- Mitad superior - pizarras arenosas alternantes con areniscas en capas de 0. 3-0.6 m.

23-25 m biltad' infe rior - pizarras arcillosas con intercalaciones de lechos delgados de arenis-cas y pizarras arenosas.

- Capa C - 1, 5 m pizarras bituminosas.

L

Fig. 2.4.8

L

11

. 8E.

L

Sección VI. - Actual explotación a cielo abierto.

Profundidad mixirna Capa 34 (última eacplota-da) 60 m buzamiento de las capas , eii el cen -tro 90 -10 15 en los bordes 250-300.

Bajo capa 3 t

- Capa 3S'

- Pizarras arcillosas y areniscosas con algunos10-12 m niveles de cineritas en la parte alta.

- Capa 4!

4 5% piz. arc.. - bancos de 1 m en capas lajosas40-45 m - 351% piz. aren.- capas 0,75

2019 arenosas - capas 0, 70

- Capa "A" - 1, 10 m de pizarras bituminosascon una intercalación de 0,25 m de arenisca.

40% pizarra arcillosa en bancos de 0, 2 a 0, 7 m12-15 m - 50% pizarra arenosa en capas de 1 m

10% de arenisca en capas de 0, 2-0,4 m.

- Capa "B" - 5 a 6 m de pizarra bituminosa conjuntas arenosas.

40% Areniscas , bancos de 1 a 1, 20 m.20-22 m - 33% Pizarras arenu,as , bancos de 70 cm.

27%. Pizarras finas arcillosas, bancos de 0, 5 m.

- Capa 1 - 0, 30 pizarra bituminosa arenosaI•, 31 pizarra arcillosa fina + 0, 71 -

t pizarra arenosa.- Capa 2 - 1, 63 pizarra bituminosa.

L

Fig. 2.4.9

1L

L

L89.

Ldiferentes , realmente un examen global , teniendo en cuenta el

carácter de viabilidad de este estudio , los hace ser muy similares , puesto que los buzamientos son parecidos , las alternan-

cias pizarras -areniscas son similares , los espesores de piz a

rras bituminosas del mismo orden de magnitud , etc. Es decir,

que "a grosso modo ", la disposición de los materiales no d i

fiere mas que en su clara orientación hacia el interior de ca

da cubeta u óvalo y no en la situación relativa.

El estudio geológico y la observación de testigos ob

tenidos en los sondeos mecánicos indican que los materiales _

que constituyen la masa del Depósito , son muy similares de

-

unas zonas a otras. Aunque se distinguen pizarras arcillosas

y pizarras arenosas de las areniscas , por el tamaño de sus gra

nos, la alternancia con que se presentan, hace pensar, en prin

cipio que pueden considerarse -a la hora de abordar los pro -

blemas geomecánicos de la explotación- como un material un¡

forme, de tipo claramente estratificado , pero sin distinguir -

unos materiales de otros, dentro de los conjuntos que se situan

entre las capas de carbón y pizarras bituminosas.

4.2 PROPIEDADES TENSO -DEFORMACIONALES DEL

CONJUNTO PIZARRAS - ARENISCAS.

IDiversas muestras seleccionadas de pizarras y arenis -

cas se enviaron al Laboratorio de Carreteras y Geotécnica "José

Luis Escario ", para efectuar diversos ensayos geomecánicos.

En el Apéndice II-C se ha incluido la relación detallada de muestras estudiadas , ast como los resultados de cada unode los ensayos realizados sobre estos testigos. Para mayor claridad se han resumido la mayor parte de los resultados en el -Cuadro 2.4.1.

IP

1

r' r r°- rr r- r' r" r > rr r r- rr * r

CUADRO 2.4. 1. _ RESIMEN DE PROPIEDADES GEOTECNICAS DE ARENISCAS Y PIZARRAS

MATERIAL SONDEO PROF. DENSIDAD HUMEDAD RESISTENCIA RESISTENCIA CARGA MODULO DE MODULO DE E/ G c(m) SECA (%) COMP. SIMPLE A TRACCION PUNTUAL DEFORMACION POISSON

(Ky/cm2) (Ky/cm2 ) I<y/cm2 ( Ky/cm2)úc 6t 1v E

Arenisca PP- 1i/, 131,- 2,48 0,60 497 90 . 909 0 , 060 182,90PP-2/4 B1,_ 2,57 0 , 65 356 l0,- 80,000 0,10 224,70PF•-12/8 56,81 2 , 09 1,15 12,5 13.-PP-1/10 44,64 2, 41 0,? 494 153 . 846 0,15 311,43PP-1/11 88 , 32 2,43 0 ,9 33,1PP-1/13 112,92 2,31 0 ,7 5 604 32,- 117.647 0,12 194,78P1--i/14 100,74 2,53 0,50 391 58.823 150,44PP-3/16 65,00 2,40 1,30 42,8PP-10/19 45,- 2,47 0,50 196 23 ,_ 66,667 0,03 340,14PF-5/25 40,32 2,32 6,70 341 25,2 12,_ 68.000 117,30PP-13/G-1 272,- 2,44 0,80 1 8 0 29,3 56.666 185,18PP-13/G-14 270,- 2, 46 0,97 384 34,2 100,000 0,05 260,42

" PP-13/G-23 208,02 2,72 0,30 666 263,158 0,31 395,13

P1z. Iina PP-4/2 _6 92,00 2,17 1,0 608 16,9 166.667 0,13 274,12PP-13/G-4 228 , 00 2,46 0 , 9 13,2PP-13/G-9 235,00 2,51 j>0 6,2PP-13/G-12 235, 00 2,40 1,6 22,4PP-13/G- 20 216,00 2,55 1,1 31

Piz.arerwsa PP-12/2 86,_ 2,46 0,9 32,3PP-12/3 23, 51 2,42 0,7 12,1PP-12/9 76,89 2,45 0,7 149 21 , 8 16,6 80.000 0,06 536,91PP-13/G-2 276, 36 2,52 0 , 8 351 40 , 1 103.030 172,67PP-13/G-3 226, 00 2,49 0,9 16,9PP-13/G-5 200,- 2,56 1,03 375 105. 263 0 , 16 280,70PP-13/G-6 264,_ 2,48 0,5 699 206.060 173,41PP-13/G- 8 252,71 2,56 1 , 01 418 141 . 666 0 , 14 199,36PP-13/G-10 217,- 2,59 0,8 184 61. 8 19 197,63PP-13/G-15 256, 97 2,58 0 , 4 451 128 . 302 167,34PP-13/G-16 286,- 2,46 0,8 12,7PP-13/G-18 269,- 2,39 0,6 22,-PP-13/G-19 237,- 2,48 1,2 22,30PP-13/G-21 227,87 2,46 1,0 490 21,8 65.383 78,49

Arenisc4pIz. PP-8/7 129,29 2,35 0,9 539 133, 833 0,13 247,37PP-2/17 6,9 2,32 1,15 342 5,1 82.926 142,63PP-13/G-11 218,- 2,51 0,75 364 42,6 71.428 0 , 07 196,23PP-13/G-25 270,- 2,48 0 ,73 447 120.000 0 , 20 268,46

1.0O

91.

En dicho Cuadro se ha conservado la descripción "de

visu" de cada muestra, distinguiendo areniscas , pizarras fi -

nas (o arcillosas), pizarras arenosas y pizarras-areniscas (in

tercalaciones claras en el propio testigo de unos 15-25 cm de

longitud). También se ha incluido el sondeo y profundidad de

cada muestra, así como su densidad aparente seca , su humedad,

su resistencia a compresión simple, 6c, la resistencia a trac-

ción at, el índice de carga puntual, Is, el módulo elástico o

de Young, E y el módulo de Poisson, v.

La resistencia a tracción se ha determinado mediante

el ensayo "brasileño" de tracción indirecta"; el índice Is

mediante el ensayo de carga puntual de Broch y Franklin, ref i

riéndose al diámetro standard de 50 mm; y los módulos E y v a

partir de las medidas de deformación realizadas en los ensayos

de compresión simple. Estas medidas se realizaron, en más del

50% de los casos, por medio de bandas extensométricas eléctri-

cas pegadas a las probetas y, además, con extensómetros mecá

nicos que median el acortamiento global de la probeta con apre

ciación de 1,0 x 10-3 mm; este sistema mecánico incluye erro

res de forma, de aplastamiento de bases y da, como promedio, -

valores de E del orden de 1,7 veces menores que el sistema de

las bandas. En algunos casos éstas no pudieron pegarse (fisu-

ras, discontinuidades, etc), por lo que solo se empleó el si s

tema mecánico, en cuyo caso el valor de E del Cuadro 2.4.1 es

el medido multiplicando por 1,7, para que sea más representati

vo. Cuando se pegaban bandas, se median también deformaciones

transversales, por lo que con estas y los longitudinales ha po

dido deducirse el valor del módulo de Poisson, v.

El peso específico de pizarras y areniscas es muy s i

milar y varía entre 2,3 a 2,7, con unos valores representati-

vos del orden de 2,45 a 2,50. El contenido de agua es muy ba

jo, puesto que las humedades varían del 0,3 a 1%.

L

L

92.

LPara clasificar la roca se ha acudido a la utiliza -

ción del criterio de Deere-Miller que combina la resistencia acompresión simple, ac, con el módulo de Young E. En la Fig. -2.4.10 aparecen dibujados los puntos correspondientes a las -areniscas, a las pizarras y a las areniscas-pizarras en un diagrama Deere-Miller. Se aprecia que las resistencias y deformabilidades de estos tres tipos de materiales son similares y -que, desde un punto de vista geomecánico, pueden considerarsecomo un solo material. Los valores quedan dentro de los queDeere-Miller consideran habituales para areniscas y pizarras -con esquistosidad horizontal, indicando resistencia media a baja y deformabilidad media.

El valor medio de ac para las areniscas es de 475 Kg/cm2 (desde 180 Kg/cm2 para las fisuradas a 670 Kg/cm2 para lasde grano fino), mientras que el de las pizarras es de 430 Kg/

cm2 (de 150 Kg/ctn2 de los fisuradas a 608 de las muy sanas) -

por lo que resulta indicado tomar un valor Cínico representati-

vo de 450 Kg/cm2, con lo que resultaría una dispersión de + 35%.

La resistencia a tracción obtenida en ensayos brasile

ños varía de 5,1 a'42,1 Kg/cm2, es decir, aparentemente hay -

gran dispersión. La mayoría de los valores se agrupan entre -

20 y 35 Kg/cm2 y corresponden a muestras sin fisuras. La mayor

disparidad de valores se debe a la presencia de discontinuida-

des en el testigo, a cambio de naturaleza de arenisca, a piza-

rras, etc. que en el caso de los ensayos de resistencia a trac

ción introducen mayores diferencias. El valor medio del orden

de 29 Kg/cm2 indica "resistencia débil" a la tracción, segtnlas clasificaciones de FOURMAINTREUX y de OTEO (1978).

Habitualmente existe una correlación entre la resis -tencia a compresión simple, ac, y la de tracción at, de forma

que puede escribirse:

LII

I

Irr

Lór

NE

N

a CRESIST. MUY BAJA RESIST. RE313T . RESIST. RESIST.

1$BAJA MEDIA ALTA MUY ALTA

8 p

z 4 pQ` 1 ZONA DE ESQUISTOS CONESQUISTOSIDAD HORIZONTAL

4 p

C FJP �o i�Jp

-- �� ZONA DE ARENISCAS

ó1 Z,�`' ó • • pi%/ vP _�� ( DEERE Y MILLER)

/ v2 i i

ó�p

0 o,

0,5-

0,25-

75 125 260 500 1000 2000 4000 (Kg/cm2)RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE Q'c

o ARENISCA

v PIZARRAS

• ARENISCAS- PIZARRAS

ti

I

FIG. 2.4.10 - CLASIFICACION DE LAS ARENISCAS Y PIZARRASSEGUN EL CRITERIO DE DEERE Y MILLER

1

t

t

IP

L94.

t

cc = N at

siendo N = 10 a 25 (10 a 15 para rocas de resistencia muy bajay 15 a 25 para resistencias altas). En nuestro caso, dados -los valores de ac ( e- 400-500 Kg/cm2) debería resultar un va

Iralor del orden de 15. Para comprobarlo se han representado(Fig.2.4.11)los valores ac

_ at disponibles, apreciándose una corre-lación suficientemente aproximada para el valor 15. Este hecho da idea de que ambas resistencias estan en consonancia y,además, puede servir para que en futuros reconocimientos y e studios de detalle se estime ac a partir de at, que es mucho -más sencilla, rápida y económica de determinar.

En cuanto a los resultados de ensayos de carga pun -tual, que proporcionan el factor Is incluído en el Cuadro 2.4.1,resulta también una variación considerable por análogas razo -nes a las ya indicadas: 10 a 33 Kg/cm2;si se considera el valor medio (18 Kg/cm2) se obtendría una resistencia "alta", s egún BROCH y FRANKLIN (1972), correspondiente a valores típicosde areniscas; habitualmente se utiliza una relación entre ac eIs, de la forma:

ac = n 15 n _ 25)

que, en nuestro caso, da buenos resultados, puesto que si se -considera el valor medio de I s :

ac = 25 x 18 Kg/cm2 = 450 Kg/cm2

que es el valor medio deducido para el conjunto pizarras-areniscas.

Es decir, que a la hora de efectuar futuros reconocí -mientos de detalle pueden utilizarse los ensayos de carga pun

tu

tu

LL

L

L

b

100

c ARENISCA

80 p PIZARRAS

_ • ARENISCA- PIZARRAaEU

60

z0oo

40t6 6t

Q20

c 6cUZ •

l 20

w

0

100 200 300 400 500 600 700

RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE ( K9/Cm)2

FIG. 2.4.11 - RELACION ENTRE LOS VALORES DE O'c Y (YtEN LAS ARENISCAS Y PIZARRAS

L

1

L

96.

L

tual (que se realizan con aparatos portátiles y muestras bien

de sondeos, bien irregulares de galerías, escombreras,etc.), o

los de "brasileños" de laboratorio, con buenas probabilida -

des para obtener la resistencia a compresión simple.

En cuanto a la deformabilidad, cabe indicar que el m6

Bulo elástico o de Young, E, varió entre 80.000 y 125.000 Kg/

cm2 en las areniscas y entre 70.000 y 135.000 Kg/cm2 en las -

pizarras, con valores medios de 108.300 y 96.400 Kg/cm2 respec

tivamente. Vemos, nuevamente, una similitud grande entre ambos

materiales, con disposiciones semejantes, por lo que tomar un

módulo único igual a 102.000 Kg/cm2 se considera suficientemen

te representativo.

Lo mismo ocurre con el módulo de Poisson, v, que va_ría de 0,17 a 0,28 en las areniscas y de 0,18 a 0,26 en las pi

zarras. Por ello se recomienda utilizar un valor único igual

a 0,21.

También se ha determinado la resistencia al esfuerzo

en diaclasas de pizarras (las de menor resistencia, en cual

quier caso). Los resultados obtenidos se han dibujado en la -

Fig. 2.4.12, obteniéndose un ángulo a rozamiento interno que

varía de 30 a 35°y una cohesión que tendría un límite inferior

de 1 t/m2, pero que presenta un valor medio de 3 t/m2. Estos

parámetros resistentes corresponden a una rotura producida a

lo largo de una diaclasa o un plano de estratificación. Pero,

como ya se ha indicado, el conjunto areniscas-pizarras si bien

puede considerarse como un todo-uno, no puede olvidarse su c a

rácter de medio estratificado. Si se produce un plano de rotu

ra (por ejemplo, al abrir un talud demasiado pendiente) que no

coincide con el plano de estratificación, se movilizará la par

te de la resistencia de las diaclasas y parte de la resisten -

cia de la masa de roca. Si el plano de rotura fuese normal a

LP

LP

LLL

L

4

wá_ 3

UC9Z

w 2W

00 � 2 3 4 5 6

TENSIONES NORMALES ( Kg/cm )

FIG. 2.4.12.- ENSAYOS DE ROZAMIENTO EN DIACLASAS SOBREMUESTRAS DE PIZARRAS

L

1

L98.

L

la estratificación , esta no influiría apenas y la resistencia -sería máxima. Esta variación de resistencia puede considerarseque afectarla , fundamentalmente , a la cohesión, ya que, por laforma de realizar los ensayos de resistencia al corte en diaclasas , el rozamiento entre partículas de roca se mide con bastan-te representatividad. Por eso , se ha considerado que el ángulode rozamiento interno, �, no varía al hacerlo la orientación relativa plano de rotura-estratificación (medida por el ángulo aque forman entre ellos ) y, sin embargo , solo varía la cohesión,c, en función de a.

Esta dependencia c : a debería determinarse con ensayos de laboratorio en gran nflmero, pero no ha podido hacerse -así por falta de muestras similares en gran cantidad . Se ha considerado que el límite inferior de c sería 3 t/m2 (ya determina

do con a = o en laboratorio ) y que el máximo de c sería de 100

t/m2 ( a = 90°). Este valor se ha obtenido considerando un dia

grama de Mohr-Coulomb , en el que se ha representado el círculo

de menor resistencia a la compresión simple ( 180 Kg/cm2 ) y seha trazado una envolvente de resistencia intrínseca con 35°( elmáximo valor de $ ) de inclinación , resultando , así, una cohesi6n dé 400 t/m2. Ello supone admitir que para tensiones muybajas el ángulo $ desarrollado es de los ensayos de diaclasas,

hipótesis generalmente admisible . Pero los ensayos de Hoek enpizarras ( ver "Mecánica de Rocas en la Ingeniería Práctica) indican que el valor así obtenido no debe ser superior a 30-40 veces el obtenido en diaclasas, por lo que se ha limitado la cohesión a 100 t/m2.

Establecidos los valores mínimos y máximos de c en función de a, se ha determinado su variación sin más que conside -

rar un medio estratificado en el que se cumplen la condición derotura de Mohr-Coulornb. El resultado se ha representado en laFig . 2.4.13, en que se aprecia la variación de c con a.

L

1

1

L

1

100PLANO DE ROTURA

ESTRATIFlCACION

75

NE

50

Z

W

25

0

0 30 60 90

cY (G)

1

FIG. 2 . 4.13 - VARIACION DE LA COHESION SEGUN LA ORIENTACIONRELATIVA DEL PLANO DE ESTRATIFICACION Y EL DECORTE EN EL CONJUNTO PIZARRAS - ARENISCAS

1

1

1.

1

100.

L

4.3 PROPIEDADES TENSO-DEFORMACIONALES DE

LAS PIZARRAS BITUMINOSAS

Para caracterizar geomecánicamente a las pizarras bi-

tuminosas se ha dispuesto de algunos testigos cortos del son

deo PP-13 y de diversos bloques tomados de la Escombrera de

ENPETROL y del plano inclinado . Estos bloques presentaban una

forma lajosa , definida principalmente por las discontinuidades

que se presentan en su masa.

Cuando se querían tallar probetas era necesario extre

mar las precauciones operativas , pues en ese momento se abrían,

a veces, las discontinuidades internas (separadas unos 2 cm )

que podían impedir el tallado . A pesar de ello se han obte

nido 17 probetas para ensayos de compresión simple , 19 para en

sayos "brasileños ", 12 para ensayos de carga puntual y ocho

-con una discontinuidad en el centro- para ensayos de resis -

tencia de diaclasas.

En cada bloque y probeta se determinaba la densidad o

peso específico aparente , a efectos de estimar el contenido en

aceite a partir de la correlación ya expuesta al hablar de la

calidad de las pizarras (Capítulo 3 de este tomo). De esa for

ma, en el Cuadro 2.4.2, que resume los resultados de la mayo

ría de los ensayos realizados ( cuyo detalle puede verse en el

Apéndice II.C), se ha podido incluir en cada muestra la densi

dad aparente , el contenido de aceite , las resistencias a com

presión y tracción , de la carga puntual y los módulos de Young

y Poisson.

Los pesos específicos secos presentan una amplia va

riación , puesto que se han obtenido valores que van desde 1,58

t/m3 a 2 , 33 t/m3 ; esta dispersión se presenta incluso en un

mismo bloque de 30 x 20 x 10 cm. Sin embargo la mayoría de

L

1

CUADRO 2.4.2. _ RESIMEN DE PROPIEDAI)ES GEOTECNICAS DE PIZARRAS BITUMINOSAS

ORIGEN FISURAS DENSIDAD HI.MEDAD CONTENIDO RESISTENCIA RESISTENCIA CARGA MODULO DE MODULO DE E/6c(DIRECCION) SECA (ñ+) ACEITE COMP.SIMPL-E ATRACCION PUNTUAL DEFORMACION POISSON

7/m3 11i (Kg/cm2) (Ky/c(Wt2) l<9/cm2 (K9/cm2)Gc o-1 15 E

1-0 1,73 184 75,-H 1,50 0,98 280 590 88,- 10,11-1 1,70 1,27 200 539/431 "1 93,- 10,8 37 . 000 0,32 68,64H 1.77 1,04 170 476„ 126,- 10,31-1 1,64 0,98 216 691 /502 72,_ 15,1 35 , 000 0,22 50,65H 1, 80 0,96 130 . 57,_

J 1,68 1 ,28 200 458 b5,- 10,1O 11 1,77 1,50 170 335 70,_ 14,1

O r (V 1,78 0,80 170 362 62.500 0,49 172,65OU1 V 1,75 1,14 178 247 68.000 0,5 275,30

ZZ V 1,63 1,21 216 10,1W J H 1, 64 0,90 2 16 10,1

D 1-1 1,7) 0, 71 200 118,--Q Z 1-1 1,70 1,00 200 123,_ll - tI 1,58 0,89 240 96,-W O H 1,57 0.66 240 108,_ll Z H 1,62 0,53 223 492 29 . 400 0 , 21 59,76m H 1,64 0,50 216 263 41.64)0 0,20 158,172 J V 1, 74 0,62 178 221 38,900 0,14 176,02O LLO V 1,76 0,34 178 10,1

> H 1,73 2,12 178 10,3W 1-1 1,69 0,97 200 106,-

H 1,74 1,28 178 77,-H 1,72 0,87 200 97.-H 1,73 1,42 186 62,-H 1,76 0,91 178 503 42 , 100 0,21 83,70V 1,66 0,78 210 245 66.600 0,5 27#,84fl 1,76 0,67 )78 625 37 . 000 0,28 59,20

Sondeo Pro f. (m).Pp-13/G-7 251 ,_ 2,33 0,52 22 376 60.606 161,19Pp_ 13/Bn-1 247,31 2,03 0,80 95 11,4PP-13 B/2 246,87 1, 74 0,40 178 49,-Pp_ 13 B/4 245,77 2,10 0,80 71 29,_PP-13 02/ 3 266,89 1,59 0,20 240 50,....PP-I3 B/12 247,75 2,31 0,60 30 32,_

4v# - Fisuras Ik)rizontales y perpendiculares al eje del cilindro de la probeta F-+V Fisuras vGr• ticales y paralelas al eje del cilindro de la probeta

L

102.

1

los valores estan comprendidos entre 1,70 y 1,78 t/m3. La hu

medad es muy baja ( 0,20 a 1,27 % ), con la mayoría de los va

lores alrededor del 0,7 al 0,8%.

Como en el caso de areniscas-pizarras se ha determina

do la resistencia a compresión simple de probetas cilíndricas

con medida de deformaciones longitudinales y transversales con

bandas extensométricas y longitudinales con extensómetros mecá

nidos. En algunos casos solo pudieron utilizarse estos últi

mos. El módulo E en estos casos, se determinó mediante la re

i laci6n:

vy

E _

ey

en que Aay

y Acy

son el incremento de tensión y de deformación,

respectivamente , según el eje del cilindro ensayado.

En la Fig . 2.4.14 se han utilizado los resultados obte

nidos para clasificar las pizarras bituminosas según el crite

rio de Deere-Miller. Los puntos representativos caen dentro de

la zona que establecen estos autores para pizarras arcillosas.

Aunque no sea éste nuestro caso, el contenido de aceite les ha

ce comportarse como más blando de lo normal en una pizarra (com

párese las Figs. 2.4.10 y 2.4.14 ). La resistencia puede califi

carse como baja a muy baja, con deformabilidad relativa baja.

También puede utilizarse la clasificación de Bieniawski. Djahanguiri y Abel (1976 ) consideran adecuada para las piza

rras bituminosas de Colorado. Ast se ha hecho en la Fig.2.4.15

en la que se ha tenido en cuenta el contenido en aceite de las

probetas ensayadas. En dicha figura puede apreciarse que casi

L11

1

111

1�O

NE

e D C B ARESIST. MUY BAJA RE3IST. RESIST . RESIST. RESIST.

I G BAJA MEDIA ALTA MUY ALTA

W9

OSO

4 ��J p PEO

0 Y.

ww2 Jv O / 1

�• 00 / iOJ JQ00 PIZARRAS ARCILLOSAS

DEERE Y MILLER )g )4C xx

0,5/,X x

0,25 x

75 125 250 500 1000 2000 4000 Kg/cm

RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE , Crc

1

FIG.2.4.14- CLASIFICACION DE LAS PIZARRAS BITUMINOSASSEGUN EL CRITERIO DE DEERE Y MILLER

1

1

L

1

1

CONTENIDO EN ACEITE 1/1 RESIST. MUY BAJA R . BAJ. R . MED. R . ALTA R. MUY ALTA

0 150 10 250 500 1000 2000 RESISTENCIAACOMPRESION SIMPLEX-r-�- (K g /cm2 )

II 1 I 1

151 175 �� (

1 1 1176 200

1 1 ��>c�c

1 1

201 300 ( 1 1-,K

FIG. 2.4.15 - CLASIFICACION DE LAS MUESTRAS DE PIZARRAS BITUMINOSAS SEGUNEL CRITERIO DE BIENIAWSKI ( 1973)

1

105.

L

todos los puntos caen en la zona que Bieniawski considera de -resistencia baja, a pesar de que el contenido en aceite tengauna variación considerable . Como los limites de Bieniawski nocoinciden exactamente .con los de Deere-Miller se produce unadiferente consideración de la resistencia como baja o como baja a muy baja . De todas formas, esta segunda distinción no esde una importancia relevante, por lo que calificaremos a estaspizarras bituminosas simplemente como de baja resistencia. Puede decirse también, "a priori " que el contenido en aceite noinfluye en esta clasificación.

Ello se pone más claramente de manifiesto en la Fig.2.4.16 en la que se ha representado la resistencia, ac, en función del.contenido en aceite expresado en litros/tonelada. Cabe decir que dicho contenido se ha deducido a partir de la densidad seca y que ésta se ha determinado a a partir de dos determinaciones diferentes (en la propia probeta y en el bloqueoriginal)

No se aprecia ningún tipo de relación entre la resi stencia a compresión y el contenido en aceite . Realmente loque se observa es que dicho contenido varía poco, ya que estáprincipalmente entre 170 y 220 l/t, mientras que la resisten -cia varia de 200 a 600 Kg/cm2. Esta mayor variación de la resistencia es mayor que la de contenido en crudo , puesto que enella influyen las fisuras visibles y las que se abren por efecto de tallado, de compresión, etc.

En la misma Fig. 2.4.16 se ha representado la correlación obtenida por Abel y Hoskins (9th Oil Shale Conference,1976) en las pizarras bituminosas de Colorado (U.S.A.). En -ellas el contenido en crudo varía considerablemente (entre 50y 270 l/t), habiendo encontrado los citados autores que Qc va

1

1

L

L

L90 0

- PIZ. B IT. DE COLORADO800

(ABELY HOSKINS,1976)

e

700

NE600

J„ ag 500 •

� •Zówg 400ó • •Q •QU •Z

300u,

200

L 100

0 50 100 150 200 250 300

CONTENIDO DE ACEITE(E/t)

L

FIG. 2.4.16:-- RELACION ENTRE EL CONTENIDO DE ACEITE Y LARESISTENCIA A COMPRESION

1

1

1

L107.

L

ría entre 1900 y 600 Kg/cm2 y generalmente disminuye al aumen-

tar el contenido de crudo , hasta alcanzar un valor de unos 220

1/t, a partir de donde ac aumenta ligeramente ( o se mantiene

constante ) al aumentar el aceite.

LComo se aprecia en la Fig. 2 . 4.16 los valores obteni-

dos en el caso de Puertollano están claramente por debajo de

la correlación de Abel y Hoskins, puesto que el mínimo valor -

medio obtenido en Colorado es nuestro máximo . Además , como ya

hemos comentado anteriormente , no se aprecia en nuestro caso -

correlación entre ac y el contenido de crudo, el cual varía,

en general , entre límites mucho menores que en la amplia y co

nocida formación de pizarras bituminosas de Colorado. Real

mente no es de extrañar esta discrepancia puesto que si se ob

servan los valores originales utilizados por Abel y Hoskins, -

presentan dispersiones similares a las muestras en el mismo in

tervalo de contenido de aceite, aunque ellos pueden obtener -

una cierta correlación por disponer de una gama más amplia de

contenidos de crudo.

Como anteriormente se ha indicado, se tallaron probe-

tas cilíndricas con eje normal y paralelo a la estratificación.

En el primer caso la resistencia media es del orden de 445 Kp/

cm2, mientras que en el segundo solo de 270 Kp/cm2, lo que po

ne de manifiesto la influencia de las discontinuidades.

En la resistencia a tracción también se manifiestan -

fen6menos similares que. con la de compresión simple. En la Fig.

2.4.17 puede verse una amplia dispersión ( 30 a 130 Kp/cm2),con

un contenido de aceite que varía, casi siempre, entre 170 y

240 l/t. En este caso la resistencia se ha medido tallando

probetas cilíndricas de eje perpendicular a la estratificación

y aplicando la carga en dos generatrices opuestas del cilindro.

L

L

1

L

L

PIZ. BIT. DE COLORADO(HOSKINS Y OTROS, 1976)

140

120

L•

100ii •

NEu •

80•

z •

60

Q •

z 40

w •

20

0

0 50 100 150 200 250 300

CONTENIDO DE ACEITE (e/t )

LFIG. 2.4.17 - RELACION ENTRE EL CONTENIDO EN ACEITE Y LA

RESISTENCIA A TRACCION

L

L

L

109.

L

Según Chong, Smith, Chang y Roine (Journal of the GeotechnicalDiv, A.S.C.E, 1980), esta técnica es análoga a la de tallar -las probetas con las generatrices paralelas a la estratifica -ci6n, según han comprobado tras ensayar numerosas muestras dela formación Green River (Colorado, U.S.A.).

Durante los ensayos "brasileños" se observó que enmuchos casos la resistencia venía limitada al romperse las -probetas por los planos de estratificación más que por tracciónen la propia roca matriz. Aún aso se obtienen magnitudes elevadas, con un valor medio de 89 Kp/cm2 lo que permite clasifi -car estas pizarras como de resistencia a tracción media ( FOURMENTRAUX) a alta (OTEO, Boletín de la Soc.Española de Mecánicadel Suelo, 1978).

Nuevamente hay discrepancia con la correlación obteni-da por HOSKINS y ctr s (9th Oil Shale Conference, 1976), que -permite obtener at en función del contenido de aceite (Fig. --2.4.17). En este caso, Puertollano muestra resistencias a tracción claramente más elevadas que las pizarras bituminosas de Colorado. Sin embargo los valores que proporcionan la correla -ción de CHONG y otros (1980) para las de Green River son algomás bajos, puesto que, para igual contenido de aceite, propor-cionarían valores de 70 a 154 Kp/cm2, superiores al intervaloreal obtenido. Ello supone, como en el caso de la resistenciaa compresión simple, que es preciso estudiar cada yacimiento independientemente y que las correlaciones obtenidas para otrasformaciones solo sirven para tener alguna idea sobre órdenes demagnitudes, pero que pueden duplicarse o reducir a la mitad enel caso considerado.

En cuanto a la relación que une at y ac, se ha visual¡zado en la Fig. 2.4.18. En ella se aprecia gran dispersión yque la relación ac / at es del orden 5 a l0,valores que resultan

1

1

L

L

L

L

140

L

120

x

é- loo

xY X

Xó soÚ

60o

CJW 6c

cr 40

20

0

100 200 300 400 500 600 700 Uc

RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE ( Kg/=)

L

FIG. 2.4.18.- RELACION ENTRE LOS VALORES DE 0'c Y (Tt ENLAS PIZARRAS BITUMINOSAS

L

L

I

LL 111.

L

más pequeños que lo habitual si se considera la resistencia me

día a compresión simple de las pizarras bituminosas. Ello -

vuelve a poner de manifiesto la considerable resistencia a trac

ción con respecto a la de compresión , medidas en laboratorio,-

debido a que en ésta última resistencia influye más la fisura-

ción y estratificación . En este caso no resulta tan claro que

se determine el valor de ac a partir de at , pero una relación

de ac /at de 7 puede servir para estimaciones futuras senci

lías y rápidas.

Los ensayos de carga puntual han resultado muy unifor

mes y han dado un valor medio de 11 , 6 Kp/cm2 para el índice Is,

que corresponde a una resistencia media. En este caso la co -

rrelación ac /Is no es tan satisfactoria como en el caso de

las areniscas -pizarras puesto que sería necesario utilizar un

valor de 40 para tener resultados adecuados . Solo si se con

sidera el caso de estratificación paralela a la presión la re

lación ac / Is es aproximadamente 25, caso en que quizás los

dos ensayos resultan más comparables , por la influencia rela

tiva de las fisuras en cada caso.

En cuanto a la deformabilidad , se ha medido, como en

el caso de las areniscas -pizarras , en los ensayos de compre

sión simple, habiéndose incluido en el Cuadro 2.4.2 los resu l

tados obtenidos para el módulo de Young, E , y para el módulo

de Poisson , v. La deformabilidad perpendicular a la estratifi

cación resulta algo menor que en sentido paralelo ( valores me

dios de 46.000 Kp/cm2 en el primer caso y de 59.000 Kp/cm2 ),

aunque no considerablemente diferente . El módulo de Poisson -

no parece claramente afectado por la orientación de las diacla

sas, variando entre 0,2 y 0 , 5, con un valor medio del orden de

0,30.

En los ensayos de compresión simple las bandas exten-

1

1

L112.

L

sométricas eran de suficiente longitud como para tener en cuenta la presencia de alguna fisura, por lo que estos valores obtenidos pueden considerarse representativos del conjunto roca-fisuras. Para determinar, sin embargo, la deformabilidad dela roca en zonas sanas sin fisuras, dado que estas corresponden a planos quasi-horizontales, se tallaron probetas con ejeperpendiculares a éstos y se sometieron a ensayos "brasileños".En ese caso se pegaban pequeñas bandas extensométricas en lascaras planas de las probetas, de forma que fueran paralelas yperpendiculares a la carga aplicada sobre dos generatrices -opuestas del cilindro.

En este caso si la dirección del eje X corresponde ala perpendicular a la carga aplicada y la del eje Y a la para-lela, en el centro de las caras planas de las probetas (dondeestaban las bandas) las tensiones serian:

a= 2 P a 6 P 33 aTrDL y TrDL x

en que P es la carga total aplicada sobre el cilindro de diámetro D y longitud L; suponiendo un comportamiento elástico enla probeta, los módulos de deformación resultan:

y x x yV =

F~y ay £x ax

ay - V ax

E =y

en que ex y sy son las deformaciones unitarias medidas en lasbandas para las tensiones ax y a

yEl signo positivo corres

1

1

L

113.

L

ponde en estas fórmulas a la tracción y alargamiento. Con ello

resulta:

16 PE _ -

rrDL ( eX + 3e

6 P + T¡DL eyy

v - -2 P

Aplicando estas fórmulas a las seis probetas ensaya

das resulta un módulo E medio igual a 104 . 000 Kp/cm2 con módu

los de Poisson entre 0,17 a 0,48. Es decir resulta una defor

mabilidad de la roca sana, sin fisuras de estratificación, del

orden de la mitad de la que se obtiene teniendo en cuenta las

discontinuidades.

Por último comentaremos que también se han realizado

ensayos destinados a determinar la resistencia al esfuerzo cor

tante en discontinuidades . Para ello se realizaron ensayos de

rozamiento sobre muestras cilíndricas de forma que el plano de

corte fuese una discontinuidad. Los resultados obtenidos se

han resumido en la Fig. 2.4.19, en la que se han distinguido -

ensayos realizados en seco de los "sumergidos". En el primer

caso resulta una cohesión aparente , c, de 1,8 a 3 t/m2 y un

rozamiento interno, �, medio de 20 a 26°, mientras que en los

ensayos con presencia de agua c resulta casi nula 0,5t/m2)

y el rozamiento 0 baja a 18-20?

Estos valores pueden compararse con los obtenidos en

otras formaciones . Por ejemplo , ABEL y HOSKINS (9th Oil Shale

Conf, 1976 ) informan de los resultados obtenidos con muestras

de la Formación Green River ( Colorado ). Han sometido probetas

1

I

3

• EN SECO

Y SUMERGIDOE 2

W

ZW

Z

WZO

ZW

OO 1 2 3 4

TENSIONES NORMALES EN Kg/cm2

FIG.2.4.19- ENSAYOS DE ROZAMIENTO EN DISCONTINUIDADES DE PIZARRAS BITUMINOSAS

L

115.

L

muy sanas a ensayos triaxiales , tomadas de bloques en que las

juntas de estratificación estaban espaciadas , generalmente,del

orden de 30 cm, es decir con mayor espaciamiento que en Puertollano . Con estas probetas han obtenido rozamientos internos de

27 a 40 °( segdn que el contenido de aceite fuera 150 a 85 l/t,-

respectivamente ). Con la ley de variación obtenida por estos

autores para $ y el contenido de crudo de Puertollano se obten

dría 20 a 25°, que están en consonancia con nuestros valores.-

En los mismos ensayos triaxiales se han obtenido cohesiones me

dias de los 230 Kp/cm2 que no son comparables con los comenta-

dos anteriormente , puesto que corresponden a la roca sana o ma

triz y no a discontinuidades. Ese valor de 230 Kp/cm2 está en

consonancia con la resistencia a compresión obtenida por ABEL

y HOSKINS y resulta más elevada que la que correspondería a

nuestras muestras sanas, pues debería ser del orden de 60 -120

Kp/cm2 como media, a juzgar por el rozamiento obtenido en dia

clasas y los resultados de ensayos de compresión simple.

Si se quiere tener en cuenta la resistencia en función

de la orientación del plano de rotura con respecto al de estra

tificación , puede seguirse un procedimiento análogo al indica-

do en el caso del conjunto areniscas -pizarras. En ese caso la

cohesión mínima podría tomarse igual a 2 t/m2 ( media medida -

en ensayos de rozamiento en diaclasas) mientras que el máximo

sería del orden de 70 t/m2, con una curva de variación de C -

con a semejante a la obtenida para las pizarras -areniscas.

No son de esperar problemas de fluencia bajo presión -

puesto que en otras formaciones de Colorado y Wyoming no se han

detectado fluencias apreciables con presiones mantenidas del

orden de los 150 Kp/cm2.

L

L

L

116.

4.4 RESUMEN DE PARAMETROS GEOTECNICOS

CARACTERISTICOS

LCon el fin de resumir lo expuesto anteriormente se --

enuncian a continuación las conclusiones básicas que puede obte

nerse del estudio geomecánico de la zona.

- Se presenta una formación constituida básicamente

por areniscas y pizarras alternadas, en capas des

de 0,30 a 1,0 m de espesor, entre las que apare -

cen hasta cuatro capas de carbón ( la, 2a, 3a y

4a ) y hasta tres de pizarras bituminosas (A, B,y

C).

Se han definido varias secciones tipos que pueden

servir de base para detalles de proyecto, defini-

ción de taludes de excavación y sistemas de ex

tracción, etc.

Desde un punto de vista geomecánico el conjunto -

de areniscas y pizarras puede considerarse como

un material único pero claramente estratificado.

Las pizarras bituminosas se encuentran con discon

tinuidades o estratificaciones espaciadas 20 a 50

cm, a juzgar por los bloques disponibles, dentro

de los que aparece otro sistema de discontinuida-

des, no apreciable a simple vista, que da lugar a

la apertura de fisuras, cuando se maneja el mate

rial, con separación de 2 a 3 cm.

_ Las propiedades geotécnicas de resistencia y de -

formabilidad se han resumido en el Cuadro 2.4.3.

en el que se ha establecido los parámetros geome

L

L

1 r_- r rw"" w'"" 1` ro ` Mes, y' f"� rue` P FM" ! ` P',01 f' r~

CUADRO 2.4.3 RESUMEN DE PARAMETROS GEOMECANICOS CARACTERISTICOS

PE HUME COHE- ROZA RESIS RESIS- INDICE MODULO MODULO MODULO MODULO CALIFI CALIFISO DAD SION MIE N TEN - TENCIA DE CAR DE DE DE DE CACIOÑ CACIOÑ

MATERIALESP. % t/m2 TO CIA A A TRA C GA PUN YOUNG YOUNG YOUNG POI - DE LA DE LAFRI ** IN - COMP. CION TUAL DE LA VERT I HORIZ. SSON RESIS- DEFOR-SEC TERNO SIMP. Kp/cm2 Kp/cm2 MASA CAL Kp/cm2 TENCIA MABILIt/m3 (°) Kp/ Kp/cm2 Kp/cm2 DAD.

** cm 2 ***

ROTURAPARALE

ARE LA ES- 2,5 0,7 3 30MEDIA

NI S TRATIFICA-1- CACION 450 29 17 102.00PIZA ROTURA + + 40% + 40% - + 28% - 0,21 A MEDIARRAS NORMAL - 80% -

A ES - 2,5 0,7 100 35 35% + 60%TRATI- BAJAFICA -CION

CARBON * 1,6 0,5 2,5 22 - - - - - - 0,25 - -

ROTURAPIZA PARALERRAS LA ES 1,75 0,8 2 24 440

TRATIFI + 50% 89BITU CACION - 30% 11,6 104.000 46.000 59.000 0,30MINO ROTURA

+ 35% BAJA. BAJA+ 33% + 60% + 15%SAS NORMAL 270 + 30% - + 70%A ES - 1,75 0,8 70 26 + - 14% - 40% 35%

TRATI-FICA - ****CION 30%

* Valores determinados a partir de datos existentes en la bibliografía.(HOEK y BRAY, y otros).** Parámetros recomendados para análisis de estabilidad de taludes

*** Vertical indica perpendicular a la estratificación.**** Estos valores de 24 y 26° descienden a 18 y 20°, respectivamente, en presencia de agua.

LL

118.

L

t

cónicos mas representativos de las areniscas-p izarras, carbón y pizarras bituminosas que pueden

i�• ser necesarios bien para análisis de estabilidaden los estudios de explotación a cielo abierto,bien en los tenso-deformacionales correspondien-tes a minería subterránea.

LLos datos correspondientes al carbón han sido determi

nados a partir de nuestra propia experiencia y de la informa -cibn incluida en diversos tratados de Mecánica de Rocas ( HOEKy BRAY : " Rock Slope Engeneering "; STAGG y ZIENKIEWICK : " Rock -Mechanics in Engineering Practice ", etc.)

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

LL

LCAPITULO 5

CARACTERIZACION MINERA DEL DEPOSITO

L

1

1

1

1

1

L120.

L

L

L

LL

5.1 INTRODUCCION

En los capítulos anteriores se ha ido exponiendo la información disponible sobre el depósito, tanto desde un punto devista geométrico, como físico-químico o como geomecánico, almismo tiempo que se ha ido comentando o analizando de forma

global.

En este apartado se pretende agrupar dicha información

en un sistema coherente, en base a criterios mineros potencia l

mente aplicables al depósito de Puertollano.

Como primera etapa se ha confeccionado el Cuadro 2.5.1,

en el que se han incluido, por sondeos o puntos en que se dis -

pone de información, las potencias de cada capa u horizonte,las

profundidades a que aparecen los contenidos medios de aceite,

etc. con objeto de tener un resumen breve de lo anteriormente

expuesto. También se ha tratado la información que contiene de

forma gráfica. Para ello se consideró conveniente la aplicación

de los medios y métodos que pone a nuestra disposición la Infor

mática, con objeto de utilizar más racionalmente la información

y, disponer de una mayor flexibilidad en estudios posteriores,

ya que bastará introducir los nuevos datos que se dispone en los

programas de ordenador elaborados para modificar los resultados.

Estos procedimientos se detallan a continuación.

L

L

r-� r e-�°° r•° r r-- . r- r r r - r r- r- i r-°- r - re- r- r- wee -FIG.2.5.I.-COTAS TECHO Y MURO REFERENTE A PcITENCIAS REALES Y CRITERIOS MINEROS

POZO COOROE6AOAS 710611597( A uORIZOXIt b *661l0NTE C OBSE RVACIONESIi

o - PD M CO COTA CD7A505060 E Y Z E- CATA ut _ L1 _. LONT. - COTA COTA 1u2 Ru - Ou TE4 ( 01505 NIVELES ND CON-

(5 'IOTADSONDEO A 3,240 f 954 5 665 100 [ROS¡ 1000 NO GE (CIAD ( AFA 0)) IN 0,83

-1_ su 62 001 0 619 183 le• 0,60 0.57

50XDE0 B 2.990 f 1.530 5 660 INT 500;90 S10,4D 7' 50 118 0,50 fN 48 9 486 9 • 5.60 5,53 3,50 718,18 FO NO SE CORTO If IXA OFL N RO B____ 19)7, 96 196,5 aR9 . 9 _!86__,--. -_..3.9 LSL -97,98

-- IM 140,12 436 99 3,13 121,5 IN 415,69 414, 1 / 0,95 138.0SONDEO C 1 . 340 1.570 S 671 IUT EROSI NADA NO Of ECIAO ( AFl R) b" 3.17 1 . 13 0,96 0,95_ me __ -._- ___ -_ _ _. u !70.11 .43£,49 --- --- 21-u :Y .4111419_. tl` 138-0sur3060(0 0 3 . 435 [ 1 . 860 5 ¿56,25 "OS¡ AGÁ NO OI ECTAO ( AFL R) 11 Sal .E6 sol ,IJ 6' 3, 60 3S¿ 3 . 5E IOL• ) 6 III 512,83 571 75 D• I.I0 1 , 08 1,08 116,7/

50 71 060 M 5. 7 10 u 2.575 S 676 . 50 E SI NAOA N ER5 40 N 0 A SU ¿49,41 618.20 2 1,30 1.27 1.27 153.0'

SONDEO N, 5 . 560 u 2 . 720 5 676 612 , 90 611.60 U• 2.30 2 . 30 2.30 N 6 4 1.di 599 , 05 0• Z • bo 2.80-1 u NG $ f CORTO ( FINAL MURO DE a)

ME - ._ -- - 7.0_ 19[12 _ __ _ ____50 0 060 X 5.625 u 7 . 135 5 683 SU 593.92 591 . 55 9 • 3.00 3.00 2 , 37 Su 5130.41 575,901 D• 4.50 4 . 50

5.f._ 35..59 su1 556 .75 554 , S C 0° 1.79 1,)9

POZO CAL- 605 4 2 .1 70 S 665 IX 445.42 444.76 0° 41 ,66 6.66 0 . 66 171 U` 1 .16 4.76 4.76 125.4 1N 398,75 397 , 5E 0 ' 1 . 19 1.19 1,,

119 137.1 Eafsla un nivel de 5 , 8

y0 TEl 121 IB 416.4 el _ r. or tncir e u AUNUCO 2.850 I 650 S 666 IM 42.09 10 2' 6.91 6.39 3 .99 78 IN 6�7T 576;5 25 5,12 1,96 1 .96 4351111) 53 SST36 2. 1,6 1.44

r� Fnt rt t B Y el C 7.1,7 9PQ_ �3P 590 84 SaS •51 1 ?L7j 175.24 556,1 5 -

10. PY •2 7.930 u 1 ,7 75 S 666.72 su S�.BT 25 1,51 1 . 10 (9.4 S 11 UA S SIN OA705 Existe uA nivel de 0'.) 11ii-a -a) 65 43 1,40

10. PP-1 3 . 155 Y 1485 689 . 41 INT NO DE CT OA ( A LOO ) u 660.79 655 . 94 24, 2.13 1,95 1.95 761 b 625 •1 024,25 26 1.57 1.11 1 . 11 128.2t 'q;' rt `3 dep'y

l 5 . pp-4 3.130 u 2.958 5 671 . 66 INT 5 3 1.1 529,46 20 1,20 1.14 1.14 46,09 IN 51 4 ,1 6 iU •lñ U° 2,10 2 , 10 2.10 Il6,P IN I 8 0,1 ) NO fI LOIABL (< U,2 r.) Ylvtl de 0Ti 1i 136 MR; 4 1 Sl-á lá 5Li.3Q 7 Lo- - - RCR7Naele,11-

10. PP-5 2 . 775 4 I . a¿s 5 615 SU . 50 IN 3.1.15 1

u10,l). 1

2° 0,52 .50 SS,7ó 641.41 678 ,2¿ 3.2 3.5 13b,7 13 . 7 7 612.42 IU 1.38 1 , 35 1.35 9b__._ _IU. PP- 6 4 . 390M 2 . 185 5 610 . 15 SUP 611 . 43 600 .3 2. 4, 65 4,30 1,13 48.40 u A SENIL 0 9 fA tA D 582.06 590 . 41 ig 1.74 1.65 1.65 718 . 2 Nivel ae e•36u a<75ac.p618

a'

IU. PP-1 4.180 u 3 . 500 5 695 SUP E 003 1 NA U ( Af 0 0) 4 655.9 651 •3 6 15` 3.14 2.54 2.54 154.3 U 618.9 1 616.46 341 2.94 2.51 2.51 11 ,Lu,10, PP-8 4.595 x 2_175 5 684 , 26 SUY 5 51,30 580 . 23 0` i,2á 1.07 1.07 31,74 U 569 . 63 660 ,J2 5` 4 ,03 1,61 1.6E 119 U 542.57 510.09 0 ° 1.66 1 . 68 1.68 162.6 05,,0 de 0'30 n a-

-- - --- - -- - --

10- PP.9 7 . 295 4 3 . 900 5 694 . 31 SUP 637,95 636.54 I2" 1.44 1 . 42 1.41 74 . 7 u 619 . 86 ¿14,16:32` 5.89 5 • 3 E 5 . 76 148 . 3 u NG 61 0001 4154 MURO B714,.1 de 2'38 r. a

1 0, PP-10 5 . 170 Y 3 . 571 5 690 .3 3 (011 6 64 , 52 660 . 55 2" 4 . 20 3.91 1.97 49 U 650.61 ¿ 45.410[• 6 .AU 6,1I 1,18 131. 3 U 626.11 624.80 Nlrel d< 0'37 r 416° 136 1 . 31 131 ILO,¿ 0,110. PP-II ]60 u 1.090 5 4 7o 1111 530 . 89 579 . 71 2' 1,27 1 . 19 1. 9 79 .42 $ E 0570 NO 5E CORI ( FINA MURO B) ---

1Tby- £00,81 T.) e a0- T 590 .62 9�, 7 1-�7-

eT--1-40i Í7 1ve e a10. PP-12 1 . 160 F 2.120 S 647 . 10 iN 612.62 05 85 10 6.58 6 .77 U 599 7 1 91.E "5`--64 6.23 507- 12508_ U� 576 ,92 876,,58 1I` 1.62 1.74 156 < lor--- [roo n ve es10. PY- 7 7 1.850 6 551 5 682 INl 151.16 418 , 62 0' 2.50 2,54 2.54 130,06 N 436 , 93 472.2 10 ` 1.12 -7 , 04 14.65 110,3 177 ) 715,1 1 3 1,415 15" 1.10 1 . 15 1,35 207 pp81 de-

hatoPU2 SAn 295 E 2.1185 5 666 IN ) 108 106,71 0' 1.29 1 . 29 1,'Z9 N EAP69 400 U• 1,72 4, 7Y 14.72 NO SC CURTnltAx�On INUxo BIpoloDOÑ 1 . 275 L 2 . 795 S 6131 IN 473 176,53 u ' 0.41 0.41 0 . 47 N EXPLO ADO G• 1,41 4,11 4,41 --- - NO si CURT ( AUNO tllN ._76 j-1 .5

3 111 2.21SOX [Q 2-551 E 2.1 54 1 611 111 1 FLOR ) NO FIGUgA E4 LA COLUINA lü 611 . 47 601 ,74• 3.1313,73 i31 LLf 596.00 1" 2.26 2.21(0. PE-2 ¿ . 567 1 2.088 5 64 ), 50 IUN 6 11,18 606.71 2.50 12.41 2.4 IN 601 . 67 597 , 8 8" 7•a ' 1 �•8J 13.83.

i01 5b6.0 ? U. 1.99 1.9] 1.91

614.99 661 .31 10" 3,75 69 ¡3.69 NO se CURT IIIUfla b)(0. PE-3 2.1 0 2 E 2.154 5 648 6 30 SUEx011D OA (AfLOB ) - _---__I _

10. PE-1 2-748, 0 E2.053> 5 651 . 50 (I( fR ' 105404 4 0 PARfC E ll IN 111 652.02 545 . 5 17 3.68 3.49 3.94 NO S[ [OR7 (00 (46 6)

lO. Pf-5 952.313 . 005) 5 ó80 50 1 6OS10 OA ( 6F10 ) u 654.18 649 . 2 - a' 5,371 ,913 4.96 N0 SE C 001 (41860 9)

1 6 . PE-6 1 .6 69,7 1 . 0760 5 649,46 592 . 95 591 . 38 0' 1.51 1 . 511,5 ) 111 579.61 SJS ,] U° _.3 0,3

1.1 NO SE CORI ( 94000 0)

447 , PC- 1 1 . 103551 . 960,55 653 I 0 Ñ A 1 R A 5 1 0 0

i1.111 Íp -665,72 399,9 1 B, 51 6.77 5,73 - 711 Stl6 ,09 -84 .3 18` 2.28 1.79 '1- -- -IU. ¡[-6 .703 , 562.000 653 05064 LEMfNIE PO FALL - ION IRAS 605.12 5911 ______ 56 V 7N 1"

938 E 1.2 0 e S 671 . 50 IN 315 . 68 313 . 80 0' 1 . 90 1,88 1.88 117 294 . 15 259.911 6' 4,30 4.25 4.25 ul 275 . 19 274 , 60 5` 0 , 6 0.59 0.59

6IW.5 01.-_ 80 4 1.500 S 66 ] I8 CORTA PERO Uf CO OCIOS ND NA DATO POT. ¡lo 350 . 15 -301 , 2 1.30 4.30 4 . 30 nl CURIA Df5CUM0 IO - NO ¡Ay GAT P07SONOFO 1 ) 5 u 1.910 5 605 117 DES ON CIDA ( fLOR )

Iu 4_3

M2-, --615.22 609 ,9 ,�• 6,15 5,3'2 YO si COai MURO 8)SiuPOj7_ 3g

00 Sf CORI LAURO B)5017060 1 50 N 4 . 010 5 ba5 DES ON CIDA ( FLOR ) IN 630 .5 624. 00,31 ' 6.70 5,10 5;16-fOLYUblb._ _ _--_ -_ _. _ 5.0 _Polo .105 E L UJOS 6 61 ,21 111 Sal Sao,¿ 0 4 " 0.40 0,10 p'/0 IN 561.48 556,94 6` 4.50 4 .50

4'S0 ITI 542. 95 541.52 8 ` 1.47 1.43 1.43¡lit

5-1up 4.005 u 2.720 5 077,50 SU 569 , 11 5¿7 , 22 0' 2.19 2.19 2,49 SU 556 , 26 551 .-1+{ 0` 6 ,02 5 . 02 5.02 VP 525 . 52 527.3E p ' 1.16 1.16 1.16

10 7 Df Sx ), 567 x 3 .342 S 6a5 SU 599 , 98 599 . 52 0' 0.46 0.46 0.46 5 576,1 ?e.¡¡ u` .96 3 , 9ó 3.96 -- -11 C49 ,9] 519,77 U` 1,2 1 1.21 1,21 Nl vel de 0'16 n a<BS';

9u CU ISTA Ls SZ7.4 524.5 1 2.94 2..90

4,125 E 110 S //a

2 94 . 07 1 25 1.25IGNACIO '_j.._--_V0Z0- SAM -- '-- '- -- ---- - X ñ16.6 611 ;12 _ -- --- .1.2i -

675 7 . 21 _1.9d NO SE CO TO ( IIa .9)S� _1.590 F 3.tl75 5 , 5 EROSI n A _ LL 71111 ul iz �=7'13

OMOEO ),050 E 3045 5 ¿54 SUV -- - 710 C 7S TA 4 -----�-U ¿11 611 120 ' 4.25 1 . 00 /,00 NO CONS7

L

6

122.

5.2 INFORMACION BASICA

5.2.1 Tratamiento de la información

A la vista de los datos de partida ( afloramiento proba-ble de horizontes y columnas de sondeos ), el sistema elegidopara efectuar las cubicaciones ha sido el método de los Poligonos de Thiessen . Es necesario destacar que no es posible daruna idea clara de la fiabilidad de este estimador, dado el nflmero de puntos de los que se dispone información.

Elegido este sistema de cubicación , se procedió a es-

tructurar la información de partida para su posterior proceso

con ordenador.

En primer lugar se procedió a la creación de Ficheros -

que almacenaran la información disponible, distinguiendo dos

tipos de datos:

- Información de columnas de sondeos . En este fichero se incluía cota de techos y muros , potencias ycontenidos de aceite.

- Información geométrica . En este segundo fichero -se introdujo la situación de cada sondeo , el aflo-ramiento de horizontes , bloques para cubicar, hipótesis sobre fondo de posibles cotas, etc.

Estos dos ficheros aparecen esquemátizados en la Fig.

2.5.1

Los registros del Fichero de Sondeos contienen la in

formación contenida en su columna estratigráfica.

LEl Fichero de Contornos contiene la información geomé-

6

6

PLANO

DATOS CODI-AFLORAMIENTOS

FICADOS DESONDEOS

IDIGITALIZACION

PROGRAMA DELECTURA YFORMACION DE CINTAFICHERO EN CON

DISCO PLANOSGITALIZA -DOS

PROGRAMA DELECTURA Y

FICHERO FORMACION FI-DE CHERO EN

SONDEOS DISCO

FICHERODETORNO

FIG. 2.5.1 - ESQUEMAS DE LOS FICHEROS UTILIZADOS PARATRATAMIENTO DE LA INFORMACION

1

124.

1

trica de las líneas que definen afloramientos , bloques, fondosde corta (en caso de posibles explotaciones a cielo abierto),zonas explotadas, zonas urbanas e industriales , etc. incluidaen un sistema de coordenadas acorde con el de situación de sondeos.

Este sistema de ficheros permitirá , en el futuro, incorporar los nuevos datos que se vayan obteniendo , o las hipótesis de posibles cortas, de forma rápida y sin , prácticamente,alteración de los datos ya disponibles.

Como la información relativa a sondeos no es homogénea,en el sentido de que en algunos sondeos no figuran datos rela-tivos a contenidos , presencia de un determinado horizonte, etc.se realizó un programa de ordenador cuyos objetivos han sido:

1. Homogeneizar el Fichero de Sondeos, atribuyendo alos sondeos en los que no figuran contenidos el -contenido medio de aquellos en los que si figura,respetando los dos criterios establecidos ( explo-tación en superficie y explotación en interior).

2. Completar los datos de los sondeos con densidadesde pizarras , obteniendo éstas a partir de la correlación densidad-contenido, determinado en losensayos de laboratorio y ya comentado en el Capí-tulo 3 de este tomo.

3. Listar por impresora un cuadro resumen del Fiche-ro de Sondeos ( Cuadro 2.5.1)

,. Para el cálculo de cubicaciones se realizaron dos programas:

L1

1125.

L1. Cálculo de cubicaciones de pizarra.2. Cálculo de cubicaciones de recubrimiento.

El primero tiene como entradas (ver Fig. 2.5.2)

- Fichero de Sondeos

- Fichero de Contornos

- Una ficha para indicar: a) El horizonte a cubicar. b) La escala del plano de polígonos. c) Elcontorno de cubicación. d) El criterio minero.

El programa, mediante un recorrido recurrencial del Fi-chero de Sondeos, selecciona los sondeos que intervienen en lacubicación. De igual manera, selecciona del Fichero de Contornos el contorno elegido.

Una vez presentes los datos necesarios para el cálculode los Polígonos de Thiessen, mediante el apropiado algoritmo,el programa obtiene los polígonos de cada sondeo en forma ana-lttica, planimetrando éstos, dibujándoles con plotter y cubi -cando potencias y densidades. El programa termina distandopor impresora los resultados (Fig. 2.5.2).

En cuanto al segundo programa- (cubicación de recubri -mientos) puede decirse que su estructura es en todo análoga ala del anterior, salvo que los datos de partida para la cubicación son diferentes, aunque también están contenidos en losmismos ficheros.

Este sistema de análisis puede adolecer de errores ya -que obliga a definir los polígonos a partir de la situación delos sondeos, los cuales no estan regularmente separados, ni corresponden a zonas en que la variación de potencias de los ho

L

L

1

a

L

L

FICHERO FICHEROSONDEOS CONTCRNo

ORIZONTEACt RIRESCALA PLANO

PROGRAMA CONTORNO

CALCULOITERIO MINERO

PIZARRASL

L

IMPRESORA PLOTTER

RESULTADOS

LL

FIG. 2.5.2.- UTILIZACION DE FICHERO Y RESULTADOSOBTENIDOS

LL

L

1

1

127.

L

rizontes de pizarras bituminosas sea lineal . Esta variación -de potencias registra , en algunos casos , fuertes gradientes,locual no se introduce exactamente en el método utilizado.

Para intentar comprobar estos efectos se han llevado acabo diversos chequeos de forma manual e incluyendo criteriospersonales -y subjetivos - sobre la zona de influencia de c ada sondeo . Estos chequeos parecen indicar que los errores cometidos por el método seguido en el cálculo por ordenador noson considerables . Puede decirse que los volúmenes cubicadospodrían estar afectados de un error del orden del + 10%, locual puede considerarse perfectamente aceptable dentro de unestudio de viabilidad y dada la situaci6n relativa de los sondeos disponibles y de su número.

5.2.2 Resultados obtenidos

Con los medios ya comentados , se ha confeccionado lasiguiente documentación:

L- Plano Base de situación de puntos de informaci6n- Plano de batimetría de capas u horizontes- Plano de isopotencias en la Capa B- Plano de isocontenidos en la Capa B- Plano de la Zona en que el buzamiento de la Capa- B tiene menos de 10 0.

Evaluación numérica de las reservas totales y di stribuci6n de las mismas en función de criterios -mineros.

Estos planos pueden verse en detalle en el Apéndice II.D, a escala 1/20.000, por haberse considerado que esta escala

L

L

1

L

128.

L

era la adecuada y la manejable en un estadio de viabilidad.

Dada la dispersa y, en general, no suficiente informa

ción existente, la elaboración de esa información ha resultado

dificultosa, obligando en algunos casos a centrarse únicamente

en la Capa B (por otra parte, la más importante), y a extrapo-

liaciones que, aunque razonables por tratarse de un depósito -

de cierta homogeneidad, pueden ser criticables bajo el punto -

de vista.. de un criterio de excesivo rigor técnico.

En las Figs. 2.5.3 y 2.5.4 se adjuntan algunos de los

documentos elaborados a escala reducida, pudiendo apreciarse -

en ellas las características del depósito (por ejemplo, los -

fuertes gradientes que se registran en las lineas de isopoten-

cias, la variación de contenidos de aceite, etc.). Además se

obtuvo el listado cuyos datos se han incluido en el Cuadro --

2.5.1.

I

5.3 EVALUACION DE RESERVAS GLOBALES

5.3.1 Sistemática aplicada

Para el estudio de las reservas disponibles en el de-

pósito de Puertollano no podían olvidarse los criterios mineros

adecuados a esa zona y operar directamente sobre su geometría.

Estos criterios ya fueron contemplados en informes previos, co

mo el estudio del I.G.M.E. de 1979, y responden inicialmente a:

1Explotación a cielo abierto hasta la falla limite

(Zona Oeste)

Explotación con minería subterránea del resto del

depósito (Zona Este).

1

1

L

L 131.

L

Estas dos posibilidades potenciales de aplicación, de -las que ya se había previsto una utilización simultánea, obli

gan a que los criterios a considerar en cuanto a potencias, po

sición, etc. sean contemplados según la situación del área. a

estudiar. Por ello, en el cuadro 2.5.1 ya se tuvo en cuenta

este criterio minero y se introdujo el hecho de que, según el

sistema de explotación, el volumen de pizarra bituminosa a re

cuperar podría ser diferente. En efecto, en una explotación a

cielo abierto podrían recuperarse niveles de pizarras bitumino

sas que, sin embargo, en explotación subterránea obligarían a

excavaciones excesivas para extracciones adicionales poco im

portantes. En el Apéndice II-D, se incluye toda la informa

ción-gráfica y listados del ordenador- obtenida en la evalua -

ción de reservas.

5.3.2 Reservas totales "in situ "

Para la evaluación de las reservas totales, inicialmen-

te,se ha tenido en cuenta el criterio considerado en estudios

previos:

- Explotación a cielo abierto en la Zona Oeste, a

partir de la falla límite.

- Explotación subterránea en la Zona Este.

Este caso , que hemos denominado A-1, supone una amplia

recuperación de las pizarras con minería subterránea, incluyen

do zonas con fuertes buzamientos, por lo que podrían presentar

se problemas a la hora de pensar en los sistemas de explotación.

Sin embargo, como hipótesis inicial de trabajo se ha considera

do válida.

1

1L

L

132.

L

En el Cuadro 2.5.2 se han incluido las reservas en toneladas, contenido de aceite y rendimiento ( % de peso en aceite

que se podría extraer) de cada horizonte para las dos zonas

consideradas, así como lo correspondiente al conjunto de las tres

Capas y para el conjunto de las dos Zonas . En ningún caso se

han considerado lo explotado en la Capa B, situando el contor

no de cubicación en el límite definido por el área urbana e industrial.

En la Zona Oeste -cielo abierto - podrían extraerse -unos 80 Mt , con cerca de 9 Mm3 de aceite ( rendimiento : 10,3%).

1El total del depósito supondría , por tanto, 251 Mt. de

reservas "in situ", que representa 29 Mm3 de aceite ( rendimien

to medio global: 10,4%).

Como puede observarse en el Cuadro 2.5.2, los rendimien

tos en aceite responden a los valores medios definidos en estu

dios previos, y en consonancia con las experiencias previas

reales de la Zona. La distribución de reservas -por horizon-

tes - en ambas zonas , Este y Oeste , se ha representado gráfica

mente en la Fig. 2.5.5.

Puesto que en la minería subterránea puede considerarseun buzamiento límite de 10° para la operatividad de los sistemas de explotación , se ha evaluado, dentro de la Zona Este,lasreservas de dicha Zona con buzamiento inferior a 10°. Dichaevaluación responde a los valores siguientes.

1

LL

L

L

#"WF !"" w"W" V011- r"", t w, r r'"""" r- r- r r~

CUADRO 2.5.2 RESERVAS Y RENDIMIENTOS EN EL CASO A.I.

OESTE (cielo abierto) ESTE (subterránea) TOTAL DEPOSITO

Reservas M3 ace i Rend.* Reservas M3 Rend.* Tm M3 Rend. %te (% peso Tm x Aceite % peso 3 peso en

Tm3 x 103 x 103 en acel 3 3 en x 10 Aceite

te 10 x 10 acei te x 10 aceite

HORIZONTE A 21.332 1.375 5,8 44.087 2.515 5,1 65.419 3.890 5,4L 1 1

HORIZONTE B 41.883 6.026 12,9 84.672 11.411 12,1 126.555 17.437 12,4

HORIZONTE C 16.936 2.058 10,9 42.597 5.683 12 59.533 7.741 11,7

L

TOTAL ... 80.151 9.459 10,6 171.356 19.609 10,3 251.507 29.068 10,4

* Se ha considerado una densidad de 0,9 t/m3.como densidad del aceite.

NOTA.- Las pequeñas diferencias entre los resultados parciales y totalesson consecuencia de los reajustes del ordenador.

Vi¡

EXCV. CIELO ABIERTO ( ZONA OESTE) u 01 iv MINERIA SUBTERRANEA (ZONA ESTE)G

v

100 100

.............................................................................................................................................80 so

F- �

60 602W w

d >

40 40

20 20

0 0

CAPA A CAPA B CAPA C CAPA A CAPA 8 CAPA C

FIG. 2.5.5.- RESERVAS DE LA EXPLOTACION CASO A-1

L

L 135.

L

RESERVAS RECUPERA-(TM EN(Tm x 103)

ACEITEm3 x 103

HORIZONTE A 20.361 1.132

HORIZONTE B 42.818 5.670

HORIZONTE C 20.237 2.706

TOTAL 83 . 416 9.508

L

{ Si nos referimos solamente a reservas con minería subterránea puede hacerse el siguiente balance respecto a la extracci6n o contenidos en aceite:

% Respecto al % Respecto al Recuperacióntotal recupe- en la Zonarable por m. total del de con buz.<10°subterránea p6sito respecto al

total dep6s.

HORIZONTE A 12,8 8,6 3,9

HORIZONTE B 58,2 39,3 19,5

HORIZONTE C 29,0 19,5 9,3

TOTAL 32,73 horizontes) 100,0 67 , 9( I TEs decir que en este caso A-1, aproximadamente y en teo

ría, podría extraerse por minería subterránea el 67% del dep6sito.

1

1

136.

LResumiendo , puede decirse que las reservas totales de -

la Zona Oeste son de 80 . 151.000 Tm; las de la Zona Este situa-

das en Zona con buzamiento > 10° son de 87 . 940.000 Tm, y las de

la Zona Este con buzamiento menor de 10 ° son 83.416 . 000 Tm, -

aportando un total de 251.507 . 000 Tm, que supondrían 29.068.000

m3 de aceite , con un rendimiento del 10,4%.

Ahora bien , debe advertirse que en las zonas ya explota

das de la Capa B se han considerado las reservas existentes --

tanto de Capa A como de Capa C, reservas que han sido evalua -

das en dichas zonas aportando los valores globales siguientes.

Reservas M3 deAceite

Tm x 103 x 103

HORIZ. A 12.644 825

HORIZ. B* - -

HORIZ . C 16.026 2.271

TOTAL 28.670 3.096

* No se han considerado las posiblesreservas no extraídas y que podríanalcanzar las 10 Mt.

1

Si bien el caso A-1 puede considerarse como aquel en quese ha llevado la explotación en minería subterránea hasta su 11mite máximo, puede considerarse otro caso, el A-2 , en que, porel contrario , sea la miner-ia a cielo abierto la que se extien-de al máximo de sus posibilidades , estando éstas en la solución

L

L

L

137.

de explotar todo el depósito a cielo abierto.

En ese caso las reservas y rendimientos de aceite serían

los que aparecen en el Cuadro 2.5.3. Se aprecia en él que las

reservas aumentarían en unos seis millones de Trn, y en un mi

llón de m3 de aceite , consiguiéndose un rendimiento en aceite -

global de 10,5.

5.4 DISTRIBUCION DE RESERVAS

5.4.1 Criterios aplicados

En el apartado anterior se ha puesto de manifiesto que -

una parte importante de la Zona Este del depósito está situada

con un buzamiento mayor de 10 °, por lo que su recuperación con

minería subterránea -entre otros factores - presentarla difi

cultades o, al menos , suplementos de costes importantes con res

pecto a zonas de menor buzamiento.

Por ello, y con objeto de ajustarse más a criterios mine

ros más realistas , se ha contemplado la posibilidad de extender

la minería a cielo abierto más allá de la Zona Oeste. A tal -

efecto , inicialmente se ha dividido el depósito en una serie de

bloques , definidos en la Fig . 2.5.6, a fin de conocer las reser

vas en cada bloque , los recubrimientos medios, el rendimiento -

de aceite , etc. Estos bloques se han definido suponiendo que

en cada caso se pudiera prolongar la minería a cielo abierto

hasta profundidades mayores, aunque siempre siguiendo los buza

mientos de las pizarras bituminosas en la medida de lo posible,

a fin de que si un bloque se explotara se consiguiera en él el

máximo rendimiento posible. Los bloques considerados , en núme

ro de siete , corresponden a la siguiente subdivisión en planta:

L

L

1.

CUADRO 2.5.3 RESERVAS EN EL CASO A.2 (TODO A CIELO ABIERTO)

OESTE ESTE TOTAL DEPOSITO

Reservas m3 de Rend.Tm

M3 de % Rend. Tm M3 de % Rend.aceite en aceite aceiteenTm x 103 x 103 aceite % x 103 x 103 aceite x 103 X 103 en

aceite

HORIZONTE A 21.332 1.375 5,8 49.568 2.946 5,3 70.937 4.337 5,5

HORIZONTE B 41.833 6.026 12,9 85.694 11.688 12,3 77.893 17.722 12,5

HORIZONTE C 16.936 2.058 10,9 42.062 5.883 12,5 58.988 7.966 12,2

TOTAL ... 80.159 9.459 10,6 177.324 20.517 10,4 257.816 30.025 10,5


a

BLOQUE 1 PLANTA DE LA EXPLÓTACION. DIVISIONEN BLOQUES. PARA EL ESTUDIO DE RESERVAS "gE URUN~

BLOQUE

_.-__ SEi. alt'_ BLOQUE IQ ___nn AÂ

n+.i^,^ñ:n^•Anwn n nnñ"^ñne ZO

A ^^.îÁw AiMASA A^n�^n^w w�Aw,¡wn� nA��w^^^w• + .Añ:n� ^4.1 Awn �nn�n nnn nn ♦A / '- INW TRIALBLOQUE

�i

A AÂ

A

Á ' n ^^ wA ^ A

BLOQUE Jr

t :. '. • 1 BLOQUE _ :_ .-'�..s-_r- / _y t 1 n� 2^ ^ _- .

BLOQUE

z1.�,� ,�# I+.x �rt n wA"^�1^^ñ:^,w n'.in�wn^wnÂw /� _ -

FIG.2.5.6

140.

L

BLOQUE I Desde el extremo Oeste hasta la Zona de -

apertura de la explotación de ENCASUR, -

aproximadamente.

BLOQUE II Desde la Zona de apertura hasta el frente

de la explotación de ENCASUR en 1987.

BLOQUE III Desde el bloque anterior hasta la falla -

límite.

BLOQUE IV Desde la falla límite hasta la línea de -nivel que corresponde a una profundidad -de 150 m(techo de Capa C).

BLOQUE V Desde el límite anterior hasta la línea -

batimétrica -techo de Capa C- de 200 m.

de profundidad.

BLOQUE VI Desde el límite anterior hasta la línea -

batimétrica -techo Capa C- de 250 m.

BLOQUE VII El resto del depósito, comprendido entre

la línea batimétrica -techo de Capa C-

de 250 m hasta el extremo del casco urba

no y zona industrial.

Lógicamente la evaluación de reservas en cada bloque se

ha efectuado con criterios de explotación a cielo abierto, al

considerar las potencias de los horizontes, cuando se iba am

pliando la extensión de este sistema de extracción. Sin embar

go, en los bloques restantes se continuaba utilizando los cri-

terios ya expuestos sobre minería subterránea.

L

L

1

141.

L

„ 5.4.2 Distribución de reservas "in-situ" por

bloques, horizontes y tipo de minería :

Alternativa inicial

Los casos a estudiar en este análisis de distribuciónpor bloques los denominaremos "B".

La Zona Oeste agrupa los bloques I, II y III que, en conjunto, suponen el mismo área a explotar que en el Caso A-1. Encaso de explotar solo esta zona a cielo abierto (que, como yahemos dicho, era lo previsto en informes anteriores), tendría-mos el Caso B-1 y la distribución de reservas sería la que seha reproducido en el Cuadro 2.5.4.

Los resultados totales (Cuadro 2.5.4) de la suma de losbloques I, II y III es igual que los incluidos en el Cuadro2.5.2 bajo el nombre de Zona Oeste, dado que son las mismas -áreas . En cuanto al resto, si se explotase con minería subte-rránea se obtendrían las distribuciones ya incluidas en el Cuadro 2.5.2.

Ahora bien, este Caso B-1 solo es el punto de partida. -Si se. amplia la explotación a cielo abierto a otras zonas, seiría reduciendo el área explotada con minería subterránea.Vamosa analizar sucesivos casos en que el área Este se explote parcialmente. En el Cuadro 2.5.5 puede verse la distribución dereservas en este Caso B-2, definida geométricamente en la Fig.2.5.7.a.

1En ese Cuadro 2.5.5 también se ha incluido lo que se po

dría extraer ahora en total,teóricamente, de la Zona Este y del

LL

CUADRO 2.5.4

CASO B-1 DISTRIBUCION DE RESERVAS ( BLOQUES I + II + III)

BLOQUE I BLOQUE II BLOQUE III TOTAL I + II + III

Reservas m3 de Rend . en Tm m3 Rend.% Tm m3 Rend .% Tm m3 Rend.%en aceite aceite

Tm x 103 X 103 (%) x 10 x 103 X 103 X 103 X 103 X 103

HORIZ.A 5 . 476 378 6,2 10.211 674 5,9 5.624 837 5,4 21.311 1.373 5,8

HORIZ . B 18.307 2 . 611 12,8 15 . 757 2.255 12,8 7.986 1.145 12,9 41 . 883 6.026 12,9

HORIZ.C 5.771 835 13,0 7.294 844 10,4 3.760 389 9,3 16.936 2,058 10,9

'TOTAL 29.534 3 . 824 11,6 33 . 264 3.773 10,2 17 . 370 1 . 871 10,3 80 . 151 9.459 10,6


N

CUADRO 2.5.5

CASO B-2 DISTRIBUCION DE RESERVAS (BLOQUES I A IV A CIELO ABIERTO)

Z 0 N A E S T ETOTAL ZONA ESTE TOTAL DEPOSITO

BLOQUE IV BLOQUES V+VI+VII - - -A CIELO ABIERTO MIN.SUBT RESERV:'IN

U_'_' --- Tm m3 Rend. Tm m3 Rend.Tm m3 Rend. Tm m3 Rend.

X 103 X 103 % X 103 X 103 % X 103 X 103 % x 103 X 103 %

HORIZ.A 18.253 1.037 5,1 31.002 1.798 5,2 49.255 2.835 5,2 70.587 4.210 5,4

HORIZ.B 24.007 3.322 12,4 62.076 8.301 12,0 86.083 11.623 12,2 127.966 17.649 12,4

HORIZ.C 15.111 2.111 12,6 25.466 3.447 12,2 40.577 5.588 12,4 57.513 7.646 12,0

TOTAL 57.371 6.470 10,1 118.524 13.547 10,3 175.915 20.046 10,3 256.066 29.505 10,4


,.. �.. f"°""' �"""" !'""' !* �"""` f"'"'. •""" !"'",- fem. �,,,1,.. �,,,�. �e"'..• /"�'"',

CASCO URBANO

pllp>Ilr\_II//\\hg�INi�\ II �..\\/111 J�eb1\YIYj\��r�<

111' �/ /ll .I f\ \ il. /�\ c\ 1 �i + i ll O rIl q\ 'll.r

//all.\It ��I il n i\-/ UUtld ..�t_ p tl Ji\JI HUI..ll h \

\\%IV/�D` /11,11 �L`l.J/1111 i\�;Ill�Ìl\I ll�nll ll �� _011�//�IFALLA LIMITE I- 11 u u211

r\ -I \\/P / /i-n 11\/l.�\\\ Pt\/\\U J/��//-, II\/! \`

�\ \\- H\\ 1Ìlí\t� Ih\\t\ O IIttP-Il 0 ll\\h V ll\// \ pl 11 JJ / \ `

,lA qYJ / II � / \� Il/ 11 11 \�1. t\ ll II \'24 U �\IF t 1( 1111 �r / \ll 11 \I1rl \\ /ill 1 .1 If \/1 N DII 1 \\ 11 1 \ '

\\ 'O nt \\�11 /Ollp IN/\ Ir .tt \1111 J�\II \�IYi\\ 1��1t \J/IJ �J�bt�/11/\\ �� \ \\J/IF. JJOIIp N4\ /

II U/>Ih/i 11 ` /i� 11�\II �'�/ IZ�P Jí\\

(1J x\11 /11/1 _\ /�\

4-1111111 Id11�1 \J \•'�

�(J_dI'•

:1;.°iI/u\Í111¡`\i/t \.\ \1 \//1/11\1111 Q h \U ql/11�111J\AJI d /l i\ fjR.I\0 Il. ryl/11\1l

//,\/ 1:"\�/Iti �i //\:I�u\/\etl,,\\- lt�JS Il /i.\��ll \/\\tl;y/\\\1tt/\\ �1' IJ\\J�"

\/\11,/t\ l�/Jn QII 1�,�`,\v�11N�� \tu\1

i\ ,IIF�ñ. /

'� � / \\ // H�11111\..)\ Ñ. á1%11 ;ni\\IIJUI't/0.Q ' al�u / 01j.�l¡�t;L.a=¿1_ H � J \\'(! 1`11\11` il _N ñla ./.\ÌIJ� \1 It�il �I Ji'Ji� \ \`1l r l \- í/ II�I\ r

Irle;¡i:ÌIV-\:µ.I1„-�/C�IYU .�, ,. N, ,\ H\\/h ll ll�,. Iy.:Fll-'= YI. •:� 11""�'�,t11 X11 \ Irll, t. ' ZONA

\ 0 `/n. I \ tt J/h Il \ tt/ �/h` ;Q - _ -. \ =tt . q./r u.r 11 � \. d i /11 11 1 >h 11 11' li '�:`•, Alai IÍ''• ' / ` /i` /

_ ._ \\ 1 \\'1 /f-/ /J\/\ pt\�\\Y/// /F/L011\/l\\\-_1-•\\%i\.1191�•/i�.y'�•J 1. 1� I 1..: �I J \�b s yl \/lv\\\I`p�\/\\4 /I I 1 /INDUSTRIAL

�Ú�\Il \t��Íl�'N\\� IL�I!\\,11� Iki.R�H 11 �\C_o•�\ ilall� ��/r_tiJl_I'�i�\\��,\�� 1. Ir .1 �.' 1 I - 1 � � 1 y : i` `t , - s._ Ift\Il. \r.�tlJll l�i�\\\ _ � . /

\ 411. IlY/ uta 0 "q/r:h�ll_.\1F%[t\.-ll II�-/ /. .. JJ 11 '� 1 ° P 11� / 1 �11I�H\IF/`�. .ll_IJII\J� \�'11;�.11•�I d ll p \ . a ü \°- n ,II \q fl_

/p_\\.,/•11=, •q�a_� \N 7H•R ; >.�.ni,.-,�'�s Ji> r I 1 _t�. t

d , ,•-.,, , rl ., :I J( y.IVi ._II J/ /( • /

//

;II\\ (1/,\\_11 \\\Jl �'í JJ�\Ilp 11/�'�♦ ti`'\\1111 /{Ollp11/J\\ U -1Í li\ 51'1,. >. 111:. :. 1i. 11\`ll-./ÌI.//4i í�_\\11-� � / r ///�

11 /_Il7 1 /i. 11 ✓ilh/d /i 11=J II q J\\ / 1 1 1' 1 1 , d /i / Q/j` , /, /

\ �T Il��i/•%N II .� J\\ � \ Ill��i/ / 11 \ /, u 1 •I 1 11 JI ,, 1! I , / I Il' 11 II. /i1 i.11�11 �L%c/t.\ �I ,

07\,\\71 MI;i.

1\1 \!n\11.

�lil `� 11 \ 11 1 1' / 1•.,I� �1i ��n\ 1/ i/ � /�r/ UJ��=n, /�I.�Ñ \\ p {iY jul. / , t� � 1 �.:1 � ,. •, 1.1 ., r/r\I; f. / /

21

FIG. 2.5.7 ZONA A CIELO ABIERTO

CASO 0. 2

PROFUNDIDAD DE EXCAVACION 150 m .®

ZONA EXPLOTADA LA CAPA-B

;:JJ Irla: MINERIA SUBTERRÁNEA CON BUZAMIENTO < 10 oi. ou

L145.

1depósito en total. En este caso, al explotar el bloque IV a

cielo abierto, los bloques V, VI y VII tienen, en casi toda su

extensión , buzamiento menor de 10 °, se conseguiría un mayor

rendimiento. Sólo quedarían algunas zonas con buzamiento ma

yor de 10° (del orden de treinta millones de toneladas, algo

más del 10% de las reservas totales). La distribución por ho

rizontes y tipo de minería se ha visualizado en la Fig.2.5.7.b

Si la parte de los bloques V + VI + VII se refiere al -

total de lo explotable por minería subterránea en este caso o

al total del depósito, la distribución porcentual seria:

BLOQUES V + VI + VII

%. Respecto del % Respecto deltotal recupera total del depóble por m.subt sito

HORIZONTE A 13,3 6,1

HORIZONTE B 61,3 28,1

HORIZONTE C 25,4 11,7

TOTALll

100,0 45,9

1Es decir que en este caso B-2 (los cuatro primeros blo

ques a cielo abierto) se podría explotar del orden del 46% conminería subterránea y del orden del 54% a cielo abierto, conuna recuperación total que podría llegar a doscientos cincuen-ta y seis millones de toneladas de pizarra bituminosa y un rendimiento del 10,4%.

Análogos análisis se han hecho para el Caso B-3, en que

LL

L

„ r. PP,

vi)i

EXCV. CIELO ABIERTO ( BLOQUE IV) �� v w MINERIA SUBTERRANEA(BLOQUES VtVI+VII)i

100 100

80 so

E Ef- H

Ó O60 60

z zw w

Q QJ J

w 40 W 40w

20 20

O

0

......................O

CAPA A CAPA B CAPA C CAPA A CAPA B CAPA C

FIG. 2.5.7. b.-ZONA ESTE. RESERVAS DE LA EXPLOTACION EN EL CASO 0-2

I

147.

I

se considera que se explotarían a cielo abierto los bloques IV

y V de la Zona Este. En el Cuadro 2.5.6 se pueden ver las re

servas de los distintos bloques, según el sistema de explota -

ción. Una visualización gráfica se ha incluido en la Fig.2.5.8.

En esta figura y en el cuadro mencionado se aprecia que en es-

ta zona Este y con la hipótesis del Caso B-3 las reservas de

cada horizonte se han hecho ya del mismo orden de magnitud, -

con un total de noventa y dos millones de toneladas a cielo

abierto y ochenta y cinco en subterránea. El rendimiento resu l

ta en ambos casos de 10,3%.

Si se relacionan las reservas en cada horizonte, corres

pondientes a minería subterránea, con el total del depósito re

sulta:

1BLOQUES VI + VII

% Respecto del % Respecto deletotal recupera total del de lble por m.subt� pósito

HORIZONTE A 13,8 4,5

HORIZONTE B 62,1 Í 20,3


1 TOTAL 100,0 32,7

Es decir, en este Caso B-3, llegando a un máximo de pro-

fundidad de excavación a cielo abierto de 200 m, se podría recu

perar un 67,3% del depósito a cielo abierto, y un 32,7% por mi

nerla subterránea, que, en este caso, corresponderla enteramen-

11

CUADRO 2.5.6

CASO B-3 DISTRIBUCION DE RESERVAS (BLOQUES IV + V A CIELO ABIERTO)

Z 0 N A E S T E

BLOQUES IV + V BLOQUES VI+VII M.SUBT TOTAL ZONA ESTE TOTAL DEPOSITOm.c.a. RESERVAS "IN SITU"

Tm m3 Rend. Tm m3 Rend. Tm m3 Rend. Tm m3 Rend.x 103 x 103 % x 103 x 103 % x 103 x 103 % x 103 x 10 3 %

HORIZ.A 27.680 1.579 5,1 22.631 1.334 5,3 50.311 2.913 5,2 71.643 4.288 5,4

HORIZ.B 41.161 5.697 12,5 45.517 6.021 11,9 86.678 11.718 12,2 128.561 17.744 12,4

HORIZ.C 23.701 3.296 12,5 16.744 2.336 12,6 40.445 5.632 12,5 57.381 7.690 12,1

TOTAL 92.542 10.572 10,3 84.892 9.691 10,3 177.434 20.263 10,3 257.585 29.641 10,4


ra3

CASCO URBANO

í mrr II \1.4i\/(1, I \rrp

U üS\\II/.ii\t\':/\j✓1

u p� II \ q U/ /^n,rr 71 Q Ilt` `ll�..!-��''1

FALLA LIMITE /u\1

''ìr!u "1°.l % uh,1 n .n `f//�,ral\u

l\//'111 ql\ 1. ry

1' uU '/\a I rÍy /

\ 1t u � IIq

1,11 „11, q , u . ,, j1 /ej..1111 II l\'I \ I /� t u>`/r 1II \I „- \

, 4 0/ u , ' Ir p'r t\ !.11'!0/ n , r 1111 \ r. t� / 1 , t tU`

\ a n, Ul \l ., d Ilu 11 lu,l„ `,�I/ . I á r,t1 n 1�II

u, ll 11 h�l�' i ��/�'!I t-.1 11 L rt >. Jpr 11 4 VII 1' �� ll r t\� � �\ �\\��q �G\\ yt - � /rll_Iq � 11 q. �N U \\pfl u 11 '

/ 7/\Il'1 -ri 1/, tr��ll Jl�ll llO A1,/rl li �t ll ��U-`ll 1\ \1i`'!LI/I\`11 \íl ll/ / / / �N W 11 I ° \ \1 / / r� „ r ZONA

res-11`1/ \`.UIl�: tpl/tr\\\IÍII I/�. / II ,v:�lll\\ulj `Y/\Illyi ",l� ,, / / / i/

1 N DUSTRIAL/ // \` /'Mùyla y`�t► -a\r r. ,/� �,R / ll ¡; .4 1 \ , \ II \\ 1 IMII \ II / , r/ i �/ / /111'11/,

ü U1.1� ` /t\i, pa II I \'t I'k, 1 / n//á t\ Qr/1/\\ J' 11\u`,1 /. i'

/, ii /

/ / 11/¡`\ �L VII !\/ll l�Ìa/��/� 11 ( II, r �I / / 40 h \\/1111\llr ri� '�;! ' j/` \, 11 1 / II , I r 41 I r/ /

Hid/� // û Ilr/ P uY - I: 11\\ 11 . 7/ , 1 11. ` . �• /10/�i �/il�/' II /r / ��'/ /ii i"

/ r Q \If/i . �`

U.� q1 ;1 U N r , 1 \\ 1 yh,l _ , i /

/ // � - \\ ll \l II !les \\ \ "/ ,! \ /� Il // :ll �i\-11\ >,\\y 11 1-i, t� .pál II /l.' , j

FIG. 2.5. B. ZONA A CIELO ABIERTO

CASO B•3

PROFUNDIDAD DE EXCAVACION 200 m .LL111111�

ZONA EXPLOTADA LA CAPA- B

MINERIA SUBTERRANEA CON BUZAMIENTO < 10°

Vi¡

EXCV. CIELO ABIERTO( BLOQUES IVtV)

Gi�imMINERIA SUBTERRANEA ( BLOQUES VIsVII)

100 100

80 80

É

E- ó0 60 60

zz wwN a

40 40

20 20

0 0

CAPA A CAPA B CAPA C CAPA A CAPA B CAPA C

FIG. 2.5.8.b.-ZONA ESTE. RESERVAS DE LA EXPLOTACION EN EL CASO B-3

LL

151.

L

te a zonas con buzamiento inferior a 10 0.

En el caso B-4 los bloques de la Zona Este 'a cielo abier

to serian IV + V + VI, con profundidad de hasta 250 m, y s61o

el VII se explotarla con minería subterránea. La distribución

de reservas correspondiente se ha incluido en el Cuadro 2.5.7.

En este caso quedarían para minería subterránea casi cuarenta y

cinco millones de toneladas, con unos cinco millones de m3 de

aceite, con todo ese área buzando menos de 100. En la Fig.2.5.9

se ha visualizado la distribución de reservas, mostrándose, por

ejemplo, que se extraerla a cielo abierto del orden de tres ve

ces más que en minería subterránea, manteniendo el rendimiento

medio prácticamente invariable con respecto a hipótesis anterio

res (10,4% frente a 10,3%).

Si se analizan las reservas en cada horizonte, correspon

dientes a minería subterránea, con el total del depósito resul-

ta:

BLOQUE VIII

% respecto del to % respecto del total recuperable tal del dep6sitopor m. subterránea

HORIZONTE A 17,7 I 3,0

HORIZONTE B 58,6 9,9


TOTAL 100,0 16,9

Es decir, que en este Caso B-4, llegando a una profundi-dad máxima de excvaci6n a cielo abierto de 250 m, se podría re-cuperar el 83,1% de las reservas con este tipo de minería y sólo

11

! r r / f'- Pes,.` P,-- r- f"._ r"", r,

CUADRO 2.5.7

CASO B. 4 DISTRIBUCION DE RESERVAS (BLOQUES IV + V + VI A CIELO ABIERTO)

Z 0 N A E S T E TOTAL ZONA ESTE TOTAL DEPOSITO

BLOQUES IV+V+VIm.c.a. BLOQUES VII M.SUBT. a sRESERVAS "IN SITU" Tm m Rend. Tm m Rend.

x x % x x %Tmx103 m x10 Rend.% Tmx103 m x103 Rend.% 103 103 103 103

HORIZ. A 37.020 2.888 5,1 14.025 891 5,7 51.045 2.979 5,2 72.377 4.354 5,4

HORIZ. B 63.553 8.718 12,3 22.405 2.949 11,8 85.958 11.667 12,2 127.841 17.693 12,5

HORIZ. C 32.074 4.457 12,5 8.289 1.191 12,9 40.363 5.648 12,6 57.2997.706 12,1

TOTAL 132.647 15.263 10,4 44.719 5.031 10,1 77.366 20.294 10,3 257.517 29.753 10,4


1'Ul

CASCO URBANO

1L

/ÍI 5., =c' IlI%// lgurll.. ' r�1= 0�1 '/ r r'.

!il,'.+w;Uljl'o-''i�„�IVr ��-u �,vr,� � ULa�;rP\ÍW'%'��í• /r�

u11�I\I1.d/�Íliill-��in'ri.1r �>

FALLA LIMITE u u_ u. 'ar

u u ,

ZONA1

INDUSTRIAL/ j =_..,/ 1 /llí 1111/\rll 111

tl`'11�/Il.<.ri

1. i 1' i l r /

-rr=V II I -, 11 I ) , 11 r I' �'

FIG. 2.5 .9. ZONA A CIELO ABIERTO

CASO 8.4PROFUNDIDAD DE EXCAVACION : 250m .

®ZONA EXPLOTADA LA CAPA-8

MINERIA SUBTERRANEA CON BUZAMIENTO < 10°

vil

EXCV. CIELO ABIERTO ( BLOQUES IVtV+VI) V 1 iv MINERIA SUBTERRANEA ( BLOQUE VII)

100 100

80 8o

60 ó 60

wN

40 w 40w

20 20

O 0

CAPA A CAPA 8 CAPA C CAPA A CAPA 8 CAPA C

FIG. 2.5.9.b.ZONA ESTE. RESERVAS DE LA EXPLOTACION EN EL CASO B-4

L155.

el 16,9% con subterránea, con rendimientos de aceite acepta

bles (10,4%).

LPor último cabe considerar un caso extremo, el B-5, que

corresponde a explotar toda la Zona Este a cielo abierto y que,

por ello, coincide con el A-2. La distribución de reservas,en

ese caso se muestra en la Fig. 2.5.10 y supone 86 millones de

Tm en el Horizonte B ( frente a 50 y 42 millones en el A y C,

respectivamente ). Como ya se indicó anteriormente, en estecaso la recuperación es total, llegándose a un total de

257.816.000 Tm, entre las Zonas Este y Oeste, con un rendimien

to del 10,5% (Ver Cuadro 2.5.3).

Puede verse,por lo tanto, que resulta interesante la con

sideraci6n de estos bloques, superando la idea de los informesanteriores de que toda la Zona Este se explote en minería de

interior. Si parte de esta Zona Este se explotara a cieloabierto la recuperación de las reservas "in-situ" aumentarían

apreciablemente.

Li5.4.3 Distribución de reservas "in-situ" por bloques

horizontes y tipo de minería:Alternativa potencialmente aplicable.

1

En la alternativa inicialmente considerada en el apar-tado anterior (Caso B), se suponía la expansión de la minería acielo abierto con fondos de corta definidos por el techo de laCapa C, lo que respondía a criterios de extracción de esa capaen toda la Zona comprendida por los contornos así definidos enla Fig. 2.5.6, incluso en aquellas zonas en las que la Capa B -ha sido ya explotada.

L

Li

1

�V

EXCV . CIELO ABIERTO (BLOQUES IV+ V+ VI + VII )

100

L eo

60

w 40

20

0CAPA A CAPA 8 CAPA C

L

Li FIG. 2.5.10.- ZONA ESTE RESERVAS DE LA EXPLOTACION CASO B-5

(TODO A CIELO ABIERTO)

L

L

L

L

L

157.

1

Ante la circunstancia real de existencia de zonas ex

plotadas de la Capa B la situación anterior debe considerarse

como teórica suponiendo una primera aproximación al problema.

Por ello se ha considerado conveniente evaluar la distribución

de reservas estimando que la minería a cielo abierto se expan

siona fznicamente para cada uno de los fondos de corta consi-

derados, hasta los límites impuestos por las zonas en las que

se ha explotado la Capa B. En la Fig. 2.5.11 se representan -

los bloques de expansión resultantes para este tipo de minería

en la zona Este (Caso C). Los bloques I', II' y III' son igua

les que el I, II y III del Caso B.De esta alternativa C se han

analizado los casos:

C1 = Fondo de corta a 150 m. (Incluye el Bloque IV' de laFig. 2.5.12.a)

C2 = Fondo de corta a 250 m. (Incluye los Bloques IV' y V'- (Fig. 2.5.12.b)

C3 Todo el depósito a cielo abierto, salvo áreas ya explotadas. (Incluye los Bloques IV' + V' + VI').

1En el primer caso C 1 las reservas calculadas se ven

en el Cuadro 2.5.8. En él se aprecia que la zona Oeste permane

ce igual que en los casos A y B y que la explotación a cielo -

abierto permitirla extraer algo más de 35 TM, con 4 Mm3 de ace i

te (rendimiento del 10, 5%). Este caso es similar -en cuanto a

profundidad de excavación- al Caso B-2, aunque con una recupe-

ración menor a cielo abierto (35 MT frente a los 57 MT del B-2),

por haberse eliminado un área apreciable ya explotada. Por mi

neria subterránea en este Caso C-1 podría recuperarse 130 MT

(rendimiento: 10,1%). 0 sea, la zona Este supone unas reservas

recuperables de 173 MT (prácticamente iguales a los 176 MT del

Caso B-2). En total, en la hipótesis C-1 se tendrían unas re

servas de 253,7 MT, con 29 Mm3 de aceite y un rendimiento

del 10,3%.

L1

1

CASCO URBANO

FALLA LIMITE

ZONAINDUSTRIAL

ZONA EXPLOTADA CAPA BFIG. 2.5.1 1

CASO C : DEFINICION DE BLOQUES 1 V I®

V 1

VI ® VIII

I

L►'~ rw" i- r r,,..• r"""' r,._ r._ r.,.... r� ". !^..,- r"_ ,.� r- f„""" ( /"�•°" u

CUADRO 2.5.8

CASO C1-1 DISTRIBUCION DE RESERVAS (BLOQUE IV' - ZONA ESTE- A CIELO ABIERTO)

ZONA OESTE Z 0 N A E S T ETOTAL DEPOSITO

BLOQUE IV' BLOQUES V'+VI'+VII'11 TOTALBLOQUES I1+III+IIII

A CIELO ABIERTO MINERIA SUBTERRANE ZONA ESTE

Tm x Acei- Rend. Tm x Acei Rend. Tm x Acei- Rend. Tm x Acei- Rend. Tm x Acei- Rend.103 x e10M'

13 % 103 xe10ff33 % 103 xelo3 % 103

xe103% 103 x e103 %

HORIZ. A 21.311 1.373 5,8 8.035 351 4 40.398 2.424 5,4 48.433 2.275 5,2 69.744 4.148 6,2

HORIZ. B 41.883 6.026 12,9 20.471 2.850 12,5 61.933 8.326 12,1 82.404 11.176 12,2 124.287 17.202 12,5

HORIZ. C 16.936 2.058 10,9 6.943 947 12,3 35.767 4.769 12 42.710 5.716 12 59.646 7.774 11,7

TOTAL 80.151 9.459 10,6 35.449 4.148 10,5 130.098 15.519 10,1 173.547 19.667 10,2 253.698 29.126 10,3


L

160.

Si la parte explotada con minería subterránea (Blo -

ques V + VI + VII ) se refiere al total de lo explotable por mi

nería subterránea o al total del depósito , la distribución por

centual resulta (% en función de reservas del aceite).

BLOQUES V1+VI'+VII1

Respecto % Respectodel total del total

por delmin. subt. depósito

HORIZ . A 15,62 8,3

HORIZ. B 53,6 28,6

HORIZ. C 30,7 16,4

TOTAL 100,0 53,3

1Es decir, que en este caso C- 1 (cuatro primeros blo -

ques a cielo abierto) se podrían explotar del orden del 53,3% delas reservas recuperables con minería subterránea y del orden del46,7% a cielo abierto, con recuperación total de 253 MT. Dela parte de reservas destinadas a minería , la zona correspon -diente a buzamiento menor de 100 es del orden del 74%.

En el caso C-2, en que se alcanzaría una profundidadde excavación de 250 m, la distribución de reservas se incluyeen el Cuadro 2 . 5.9 adjunto . Con esta hipótesis se explotaríana cielo abierto desde el Bloque I1 al V1. El IV' y el V1 se l i

L

4~ r-- ! "" r - r"'* r" r_, r

CUADRO 2.5.9

CASO C-2 DISTRIBUCION DE RESERVAS (BLOQUES IV'y V' - ZONA ESTE-

A CIELO ABIERTO

ZO N A OESTE Z 0 N A E S T E

BLOQUES IV' + V' BLOQUES VI'+VII' TOTAL TOTAL DEPOSITOBLOQUES I'+II'+III' A CIELO ABIERTO MINERIA SUBTERRAN. ZONA ESTE

Tm Aceite Rend Tm Aceite Rend. Tm M3 Rend. Tm M3 Rend. Tm M3 Rend.X 103 M3X103 % X103 M3X10 % X 103 X 103 % X103 x 10 3 3 3 %

HORIZ.A 21.311 1.373 5,8 17.502 780 4 31.69 2.113 6 49.194 2.893 5,3 70.505 4.266 5,4

HORI.Z.B 41.88 6.026 12,9 44.804 6.152 12,3 39.42 5.264 12,0 84.233 11.416 12,2 126.116 17.442 12,4

HORIZ.C 16.93 2.058 10,9 15.353 2.076 12,2 27.50 4.005 13,1 42.868 6.081 12,8 59.804 8.139 12,2

TOTAL 80.151 9.459 10,6 77.659 9.008 10,4 98.63 11.382 10,4 176.295 20.390 11,5 256.425 29.847 10,5


1rn

L

162.

mitan a alcanzar zonas no explotadas ( ver Fig. 2.5 . 12). La recuperación a cielo abierto seria ahora de casi 78 MT en la z ona Este, con 9 Mm3 de aceite y rendimiento de 10,4% , mientrasque con minería subterránea se podrían extraer casi 99 MT, conanálogo rendimiento. Se consigue, asl, recuperar unos 176 MTen la zona Este frente a los 80 MT de la Oeste.

La minería subterránea , en este caso C-2, supone lossiguientes porcentajes frente al total del depósito:

L

BLOQUES VI ' + VII'

% Respecto % Respectodel total del totalpor min . sub. del depósito

HORIZ . A 18,5 7,1

HORIZ . 8 46,2 17,6

HORIZ . C 35,2 13,411

TOTAL 100, 0 38,1

1Se aprecia ahora que el Horizonte B va perdiendo impor

tancia en la zona de minería subterránea , puesto que está par-cialmente explotado . En el caso B-4, (análogo por la profund idad de excavación al C-2) , se preverla que las reservas del Ho-rizonte B suponían un 58,6% de todo lo explotable por mineríasubterránea , mientras que ahora es solo un 46,2% . Sin embargo,

11

CASCO URBANO

áal =. ..� x`%1.0\\�'\�'. 11\311_�l'i_It=�kv\t\�:\\:...)I��:Il�lli tt =Ù.�

\\ll `\ h II � ri N II \\I/ \ 11 11 II " G h II \\j, \\ 1I� Il/� n r,p, u \ / , r v Ir

FALLA LIMITEp\\ , .o, , p_L nd ,r,N>• a

IL /i\\-// 111111't t\� � II, � \ 1111 P \\ %-11 1� � \\�.

.II O b 1U1` -r�\ n\t I(> \ q, UU /1� aN /)l"II 711 -\\11// 11 )11 \\11� N •1 ?/<_qll.\/l\`x\�/\\il��sr�ll\/L�\\.��\��\vr /rrylrs`\.1\

U�\\\ \\ \lIp/1\\k ttij1111 \\l' \\. ll\tll\Il �A1 II \\\V Il\ll \Il n\/ u \\ \\ t

111U�r 4 ür \\ll !0 1/ 111111 11 \.Ilo\\.. u u_°' < h u� \\ll. U` y`¡I'.I

• N_ u .a `'•Ñ'L�lü!"IY, u.' ;\ r ,n ,,'y r 11

rx \t /II- uY r 11Ir

rx \\ rill P I/ �YI 1\: UII �/ 11= 11/r\ /f N \ N' 1` b /( ✓ UY 11 L , Noll\\ O ; . 1 \\/Jf .// Ilp 11/\\ t`\ 1fl

1,11, r

J11' / �/i ,J ll_ 11 / I\f1 / \ /r\ J 1J\\x t ,0U'' l� /r\/ \ /611p\\NIU4 <Otl,ii rt /\\LJI 1�\ �; jtll 11' \I'✓' \

7\I '''``,.\Il d jrrt/1111 U `\i�5.;\ Ì

Ftl \\"� �N\1V!' /, \ \l) d ri /11'. „ 0 \,\,.�dr Jq`í 11 II !\, -\ 1 Ill Jr II

Y \ey; \ \ //d NY \ l; r I1 l\c. \ /! ; ,�, s _l',>111. /'/r\ .,r0 �' t _ ?1111/r<. r,�t ,t rI'- »/ =y\Ir ol\t 11 yCr'J.. '\� tl\\/,,, i��„\,\\u,,� 1 ,1.'- % u\\11 U)�, ,\\,. \ \ 2d I\\ ZONA

-- //ll, Il `\\q!��111�411„�I'/r11,//'�i\\ II�1�IP�`f!\II 11'r�l 11 \/�\\IÍ'1111Ì�t

t1 .r ��,!,1 I t\ 1 'II! \\/`��_Ud\\,4•A1�IL 14 i, U _`'?1 1''.

/ ,I11 ,,, 1 �.,,, `.,�._ YI„ ,, 11, . N.`\,,\. II11 ,,„ u\ _ 1 .,I 1 .., I•.. H\f u;''fi `,I , 11 7. t INDUSTRIAL

L.r\\ u•`\�UU1 /r ri`11 \.'�%\:_x•Q%\\•q,`/f li i1\?LG\\� p\7\<Yi s- �j1 ` _ 1 I 1 \ -H'•� i. •l11 Ilr �N s. tF� I •\;•

all. Eile_�II, �...� .ii

1 < t =\ ,.` !- - , Ilall\\:._u\�\\llp"i gll�.,I /,

\ \\ 't\\!

L.1�1\\�\y,\\'ll(1311;1k/ttl ll -INt\�:\\ .-Il\t:1131�ri �1i 1Í '\il i?',`' ;. \ V} t -\ \ a�1; 11 tt a�. r � < Cl ,. _: L�\ rü I ,l, r 1 Ifr'\� -\-¡ 'ÍI \ 1 .1 /'. t: ll, - rl1 r\C�`\\-í\`lt ,/ Ni_ - �,,, I .

If_ NÌ/�I\!x st�°gQliLl �tl ls.ll 11�rúSH N%ii �l'�¡_�n:r�11.. - �, II �I r , r. \.IIII I -\\Il: \t< qr 11 - r, ri q r \; ..��u,11`- Í../<,:

,'-l'.". _n¡r-=q!'✓.IVi`�_u�'\a'/��.:T/•o>r1p! !-t \ \-'1t 1��\ 1y , �_I¡ 11 1 n_ 11 �x ,\ / 11i 71\t c•. -,,, \\ II IJ\\Igt)I _,\\Il,,r

n fü�\Ii1,Íl � l�\\ll � '� I `l e r Í . / \ 1 �1' i e l \ ! ' , i r\ Ilttll j1r\\IIrI ��Qrr - � 11 �, . 1 \ r � .¡ : s. \ ¡ ' t

/ II G= II / JU-11 r -.. \ 1 � ` 1¡.

1. J •�/ _ ü / i � , y �" N 1: � 1 , I .. lÍ'I) \\q�r 11 IÍ. �\a \ 1 11G \r, /11 II - •q ' I�_ r II � , ', 11 � 11'�� I,- q f - , � 1 II :. \ rl 'i YI

/ 11�:�Í¡\\�'1 r\j�. \.,\\4-\l.. b\�;"��\ _ .t lr \ �.-.1- I r. 1`;q1 >r11, 11 u.\ r 1 .1/h t,l. -.I v• \I.\1�

�•/ '�11'` �'i.IL\\t1' - �_1 \\¡ la

�U \� _-/¡a� I p t `p !(. I'��11 :I-ü

11 1i " I \\ y, 1 l �.

/ r/ /

FIG. 2.5.12.a. ZONA A CIELO ABIERTO

CASO C•1PROFUNDIDAD DE EXCAVACION : 150m. ZONA EXPLOTADA LA CAPA-B

ti=jC'Í- :W"MINERIA SUBTERRANEA CON BUZAMIENTO < 10°

CASCO URBANO

- /'/ .. ,1\i= aa�/<I1�.\�c í�e�\`Ílrlsll�a_II ��tif �"lr�liulr¡\flr/\7.\� II ��

..II f��aÍ U°: ` :�í//?(• ,I �\\ - lis:<-� �Uc

N. 017. •.i I. l/.11? �ra�i •:. 1-41 \\•

FALLA LIMITE

/ /// j% ' ,�:Ir✓,/\:; �e!4T� yl/i /Jl cy,/it:..._��t_lyr:

/ / . / / / // `M � II�I II 11 ,, 7 1111/

`/11\ II ,� AÍÍ ��\�\/ / � / / / // 11 ll' 11 ¡/ 11 Ill II 11 -

/ \ 11 /11 / 11 \\11/ � j 11 VI 11 ir- p (d� ill \II Ilr�7y y 1

/ , 1 1\111111II' i-: 01711 11II 1 ),

II J11 IIj/\ /pl/ / /' /�'� ud !/__ql!\ d<II\°//> - q II 1111 /! / ZONA� \ � tl I IF; 17 71L1 11/I 'Ic N -

/ / - \ 1 7\ \r / ! \ \ly! 11r 4_ �\ \N.71II1 _ \- Il I• -/ \ I \ I 1 '! 11 , 1, \\I

(u,. 11.11„ /, a í \ I , 1 1 NDUSTRIAL

// / / / lC \ I '/ , i- \ / \. ( ` Y \ p (. ¡\Ilnl . N 11 IÍV-17 4

/ íi�lí�,r�I I I 1 p \ \/ / � 11 \ \ i u '7 I

1 � 7\ \ 1 _ `.1

�1 -1 cb , /i 11 b � \7lli lj 11 IC�i \\ ,� a r - A < !� � Ni . Í 7 II - p u L,q 1 . I 11

/ /p I U , � / \\ 1 . I ! 11. II �I \7 .11 /l111 11. I \ . . 1, (! I I < /

./ / // / /i c � \ 11 I 11 u . \ -! ¡ ... 11 \ { � /•1,

N1Ju �lr

II. �ulll' /< ;Í =, � l - / ! ! 1' lí I �' 1 1/ I 11 1 i, , - II/ / 11\11- rI. \ 7 II 0 ��I 1h I', y�.I1 11/1. 11 ú 11. I I• I7 I/J1 .II I,' i\

•/ /i // 11 _.\ '/. 1,ui,. >•�:\ /ii>/O A- Irj11;/i \, l\\`.I 1 ..1 II.��.

ZONA A CIELO ABIERTOFIG. 2.5. 12 . b.

CASO C-2PROFUNDIDAD DE EXCAVACION 250 m . ZONA EXPLOTADA LA CAPA- 8

MINERIA SUBTERRANEA CON BUZAMIENTO < l0°

1

165.

ahora la recuperación por este tipo de minería sería del orden

del 38% de todo el depósito frente a 17% del caso B-4. La parte de minería subterránea con buzamiento menor de 100 sería -

del 53%.

En definitiva, en este caso C-2 podría recuperarse -

del orden de unos 256 MT en total (solo 1MT menos que en el c a

so B-4 ), con una recuperación de casi 30 Mm3 de aceite y un

rendimiento medio del 10,5%.

LPor último cabe considerar el caso C-3, en el que los

bloques I1 a VI1 (Fig. 2.5.11) se explotarían a cielo abierto

y solo se dejaría, en última instancia para minería subterránea,

el Bloque VII' en cuya mayor parte ya se ha explotado el Hori-

zonte B. La distribución de reservas puede verse, en este ca-

so, en el Cuadro 2.5.10. Como se aprecia en él, no se ha con-

siderado aprovechamiento de la capa B en la parte de la mineríasubterránea, puesto que lo que queda sin explotar es una super

ficie muy pequeña. Las capas A y C darían, en esa zona, unos

29 MT, con un rendimiento bajo (9,7%). La distribución porcen

tual de la minería subterránea sería en este caso

BLOQUE VII'

% Respecto delj % Respecto deltotal por_min.�total del depó

subterranea ; sitoHORIZONTE A 26,6 2,7 ÍHORIZONTE 8 1 - -HORIZONTE Cl 73,4 7,6

TOTAL 100,0 10,3

1Es decir, solo un 10% del depósito. Ello implica que

L

r r-° r~ r r�. r- r- r*-- r'- r r r r^ r°. r r°° r- r r. rte..,

CUADRO 2.5.10

CASO C-3. DISTRIBUCION DE RESERVAS (BLOQUES IV', V' y VI'

ZONA ESTE A CIELO ABIERTO

ZONA OESTE Z 0 N A E S T E

BLOQUES BLOQUES BLOQUE VII' TOTALTOTAL DEPOSITO

I' + II' +III' IV1 +VI a+ vi,bierto MINERIA SUBTERRAN. ZONA OESTE

a cielo

Tm Aceite Rend Tm Aceite Rend. Tm M3 Rend. Tm M3 Rend Tm m3 end.

x 103 % X 103 X 103 % X 103 X 103 % X 103 X 103 %X 103 M x103 % X1033

HORIZ. A 21.311 1.373 5,8 36.924 2.121 5,2 12.644 825 5,9 49.568 2.946 5,3 70.879 4.319 5,5

HORIZ. B 41.883 6.026 12,9 84.886 11.601 12,3 - - - 84.886 11.601 12,5 126.769 17.627 12,5

HORIZ. C 16.936 2.058 10,9 26.036 3.612 12,5 16.026 2.271 12,7 42.062 5.883 12,5 58.998 7.941 12,1

TOTAL 80.151 9.459 10,6 147.846 17.334 10,6 28.670 3.096 9,7 176.516 20.430 10,4 256.677 29.887 10,5


rnrn

L

167.

L

serían necesarias, en este caso , inversiones muy importantes -para extraer solo una fracción pequeña del depósito. Por lo -que pudiera pensarse en un caso C-3 bis en que solo se aprove-chan a cielo abierto lo del caso C-3 y no se utilizaría mineríasubterránea.

En el caso C-3 la zona a cielo abierto de la parte Este tiene como reservas del orden de 148 MT, con un rendimientoen aceite del orden del 10,4%. Ello supondría unas reservas entotal ( zonas Oeste y Este) de casi 257 MT con un rendimiento -elevado en aceite: 10,5%.

LEn el caso C-3 bis las reservas solo serían de 227 MT,

con un rendimiento del 10,6%, al suprimir la explotación subterránea del Bloque VII..

15.4.4 Resumen de distribuciones

A manera de resumen de todo lo anteriormente expuestosobre reservas, cabe indicar que se han analizado tres hipóte-sis básicas:

a) Caso A : Explotación a cielo abierto de la zona Oeste hasta la falla límite y el resto (zona Este) con minería sub-terránea. Este caso corresponde a las hipótesis previas.La distribución de reservas expresadas en T. de aceite recuperables aparece en la Fig. 2.5.13.

b) Caso B : Explotación a cielo abierto de la zona Oeste yparte de la Este. El resto con minería subterránea. Ambaszonas se han dividido en bloques (Fig. 2.5.6), según la -profundidad de la excavación necesaria. Se han analizado

1

L

1

BUZAMIENTO < 10°.............MINERIA SUBTERRÁNEA

v v v v BUZAMIENTO > 10°

MINERIA A CIELO ABIERTO

L 9444.•••••••.•.•••••.

•...........•........•.......•.•••••••••••.•••.•••••..•••••.•.•.....•..••..•..•••••••...•••.•..••.••••

. .........•..••••••••••.••••...••.•..••••• SS •••

................•..........................................••..•......••......•....•.......•.•.... •.•••••••••

...•........•..•...•......•.••.......•..•...•. ••..••••.•••.••

•.•••..�.•••...••.•..•.• ///i/'mol¡-ice. s••. •• • • •.••

•••.••...•..••••• . �� /�\�� 11� -. `��_ • ..<•?i}?i:.....

•••••••.••••••.••.VVVV ��i\\\� •::,ti• T• ......S::-:{:};>:..••••••••••••s••• V VVV V

•.•.••.••••••••• `✓ V V V V••••••..•.••.•..• v V v V V\•..•.••••••••..•..

Ci�v v v PIZ=171 MT...........•.....3

V..•.•............ V ✓oV v PIZ=80.1 MT••••..•..........•••••••.••••••.• V V V V................ AC=9.4 Mm3

.•.••...••••... V VV v••••••.•••• •. V VVV V

.................................}:';•••.••• •••••• O••• ••..•.•••• V V v ,4Y V >♦?.•••••••••••••••••• V V V Ni V V V••••••.••••...•••• V v` VVV V••..••...•••• • V V V V V V V•.•••••..•••• •.•• VV 9� V V ✓ V v

•••.••,•••..•••.•••••• \/ VVV V

••.•••••.•••••.••.••••.•••••.•••••••••••••.••.••.••.•••••.•••:

................ .....................

....••.....••..•.••.......••...•........••.• :

............

PIZ= RESERVAS DE PIZARRAS BITUMINOSAS

AC = RESERVAS EN ACEITE

FIG. 2.5 . 13.- CASO A. DISTRIBUCION DE RESERVAS DE ACEITE

L

L

L

169.

L

varios subcasos. Los más destacados pueden considerarse

los B-2 (profundidad de las excavaciones a cielo abierto

hasta 150 m) y el B-4 (Profundidad 250 m), puesto que elB-5 (todo a cielo abierto) supondría alcanzar profundidades de más de 350 m. En la Fig. 2.5.14 se han resumidográficamente las distribuciones de reservas en estos doscasos, expresadas en T. de aceite recuperables.

c) Caso C : Explotación a cielo abierto de la Oeste y partede la Este, pero teniendo en cuenta en la configuracióngeométrica las zonas ya explotadas de la Capa B. El re sto con minería subterránea. Ambas zonas se han divididotambién en bloques que se definen en la Fig. 2.5.11. Enla Fig. 2.5.14 se ha resumido la distribución de reservascorrespondientes a los casos C-1 (profundidad de excava-ción a cielo abierto hasta 150 m) y C-2 (profundidad --250 m ). Ambos casos son comparables , en profundidad máxima excavada, con los B-2 y B-4 (Fig. 2.5.15).

Estas Figuras (2.5.13 a 2.5.15) se han expresado en -porcentajes referidos al total de contenido en aceite recupe-rable en cada caso, puesto que este parámetro es, en definit iva, el que más interesa, incluso más que el de Toneladas de -pizarra recuperables, puesto que la calidad de los horizontesno es similar.

11

1

L

LL

r f r.1,• r~ r~ ! ""-- y"`"" 1"""" r'"w r.•., r .., r'- ro -. l"- l ,.,.,-. /'.�,..

CASO 8-2: EXCAVACION A 150m. CASO B• 4 : EXCAVACION A 250 m.(BLOQUES I'A IV' A CIELO ABIERTO ) ( BLOQUES V A VI' A CIELO ABIERTO)

.•••••••.. _I'•i ' 1./

_�tt.. ... ., '- ' PIZ 212.7 T

2 //•- ira AC - 24.6 Mn3...........a PIZ: U8-5M ;.:.:;:; :•.:: `?::' • ': ' '

II. • U �- PIZ-137 T1 3.5Mm3 er.. II 6r- �Ir GIV I'

V V V.• • VV

_l.it ...•v;� �� x°1"0';:;::' ;:•

.

14

....•...... PIZ-' ...... •. .•.... .. �.•• ~'•'.' ' - • •........ :::. � .:::: •::: RESERVAS DE PIZARRAS

BITUMINOSASAC e RESERVAS EN ACEITE

BUZAMIENTO < 10°............. MINERIA SUBTERRÁNEA..............

n A n A BUZAMIENTO > 10°

MINERIA A CIELO ABIERTO

FIG. 2.5.14.- CASO B. DISTRIBUCION DE RESERVAS DE ACEITE

1 °"' /""�.. .- ! f""� ! ! ! r r'"°' r '' f /i" ice` / r-^-- ['�'` t•..-- r.._ �..r,. r^'.

CASO C-1 : EXCAVACION A 150m. CASO C-2 : EXCAVACION A 250m.

( BLOQUES 1' A I V' A CIELO ABIERTO) ( BLOQUES VA VI' A CIELO ABIERTO)

......... . .. ::.......... .......... .

............. ..•••••• ••• •••

0. bsx..••u•••. ••• ,VII •, - ,//-I //�;. ::';lc.: •.. •• •Ll •!f�•!r• ...-!r. -::.; ..a \r

a \�í !.I

PIZ 578PIZ-138MT :':''".:-:.:.:•;..,•.'•. ••-•'.-.

( �:: :::.;h!►.Y•':c: i':':;YO::;::::: .........• . PIZ-98.6M AC-18.5Mrt.......... .. �. Ir cl PIZ-115 MT ki,

•••••••••• J \ \• _ 3 h 14 y 11 AC-11.4Mrt1

I •...•• • V V VVV*VVV...••vV V••••• •.•••/VV♦ VVV •••:::::::'

VVV►V6

VVvv m Y. .......... vv \7v vvvv

�:Arr •�G1rV•: •�0:�� :.:-?Y¿!:• r9 8•:r:'! :•?à:

..•:-.7,':?-'••.•• i.f>~1.LJT•••/A::

•••••••••••••• PIZ= RESERVAS DE PIZARRAS • " " "'•............: .......... :.•..•..... :::::.:::.......,.. BITUMINOSAS.•••..•

AC = RESERVAS EN ACEITE

BUZAMIENTO < 10°.......................... MINERIA SUBTERRANEA

vvv BUZAMIENTO >10°

1 1 MINERIA A CIELO ABIERTO

FIG. 2.5.15.- CASO C . DISTRIBUCION DE RESERVAS DE ACEITE

Documents

empresa nacional adaro de investigaciones mineras, s. a