MODELO MATEMÁTICO PARA EL MEJORAMIENTO DEL CONFORT Y CALIDAD AMBIENTAL DE LA MINA SUBTERRÁNEA

7/29/2019 MODELO MATEMTICO PARA EL MEJORAMIENTO DEL CONFORT Y CALIDAD AMBIENTAL DE LA MINA SUBTERRNEA

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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERBIBLIOTECA EDUARDO COTE LAMUS

RESUMEN TESIS DE GRADO

AUTOR (ES):NOMBRE (S): MARCO JAVIER APELLIDOS: PINEDA GALVISNOMBRE (S): LUZ KARIME APELLIDOS: RODRGUEZ DORADO

FACULTAD: INGENIERA

PLAN DE ESTUDIOS: INGENIERA DE MINAS

DIRECTOR:NOMBRE (S): YESID APELLIDOS: CASTRO DUQUE

TITULO DE LA TESIS: MODELO MATEMTICO PARA EL MEJORAMIENTO DELCONFORT Y CALIDAD AMBIENTAL DE LA MINA SUBTERRNEA SAN JOS EN ELSECTOR DEL INCLINADO 7 UBICADA EN LA VEREDA CERRO TASAJERO DELMUNICIPIO DE SAN JOS DE CCUTA

RESUMEN:

CARACTERSTICAS:

PAGINAS: 194 PLANOS: 3 ILUSTRACIONES: CD-ROM: 1

Se realiz una investigacin de tipo descriptiva con la cual se evaluaron los factorescontaminantes relacionados con la atmsfera minera subterrnea, los parmetrosclimatolgicos (temperaturas, humedad relativa, velocidad y caudal del aire) yconcentracin de gases mediante la realizacin de los aforos de ventilacin proponiendomedidas para mitigar los impactos ambientales subterrneos. Igualmente estableci conbase en el modelo de seguridad propuesto la potencia de los ventiladores empleados enel sector. Por ultimo, se dise el circuito de ventilacin principal y la optimizacin de laventilacin auxiliar del sector.

Palabras clave: modelo, matemtico, confort, mina, Cerro Tasajero.


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MODELO MATEMTICO PARA EL MEJORAMIENTO DEL CONFORT YCALIDAD AMBIENTAL DE LA MINA SUBTERRNEA SAN JOS EN EL

SECTOR DEL INCLINADO 7 UBICADA EN LA VEREDA CERRO TASAJERODEL MUNICIPIO DE SAN JOS DE CCUTA

MARCO JAVIER PINEDA GALVISLUZ KARIME RODRGUEZ DORADO

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERFACULTAD DE INGENIERA

PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERA DE MINASSAN JOS DE CCUTA

2012


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MODELO MATEMTICO PARA EL MEJORAMIENTO DEL CONFORT YCALIDAD AMBIENTAL DE LA MINA SUBTERRNEA SAN JOS EN EL

SECTOR DEL INCLINADO 7 UBICADA EN LA VEREDA CERRO TASAJERODEL MUNICIPIO DE SAN JOS DE CCUTA

MARCO JAVIER PINEDA GALVISLUZ KARIME RODRGUEZ DORADO

Trabajo de grado presentado como requisito para optar al titulo deIngeniero de Minas

DirectorYESID CASTRO DUQUE

Ingeniero en Minas

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERFACULTAD DE INGENIERA

PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERA DE MINASSAN JOS DE CCUTA

2012


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CONTENIDO

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INTRODUCCIN 17

1. DESCRIPCIN DEL PROBLEMA 20

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 20

1.2 FORMULACIN DEL PROBLEMA 21

1.3 JUSTIFICACIN 22

1.4 OBJETIVOS 22

1.5 DELIMITACIONES 23

1.6 ALCANCES Y LIMITACIONES 24

2. REFERENTES TERICOS 25

2.1 ANTECEDENTES 25

2.2 MARCO TERICO 26

2.3 MARCO LEGAL 29

3. DISEO METODOLGICO 31

3.1 TIPO DE INVESTIGACIN 31

3.2 POBLACIN Y MUESTRA 31

3.3 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIN DE INFORMACIN 31

3.4 TCNICA DE ANLISIS DE DATOS. 32

3.5 PRESENTACIN DE RESULTADOS 32

4. GENERALIDADES 33


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4.1 LOCALIZACIN Y ACCESO 33

4.2 HIDROGRAFA Y FISIOGRAFA 34

4.3 CLIMA Y VEGETACIN 35

5. GEOLOGA 36

5.1 GEOMORFOLOGA 36

5.2 ESTRATIGRAFA 38

6. BASE TOPOGRFICA 44

6.1 ACTUALIZACIN TOPOGRFICA EXTERNA 45

6.2 ACTUALIZACIN TOPOGRFICA INTERNA 45

7. DESCRIPCIN GENERAL DE LAS LABORES MINERAS 47

7.1 LABORES MINERAS 47

7.2 SERVICIOS MINEROS 48

7.3 OPERACIONES MINERAS 53

8. ANLISIS DE LA ATMSFERA MINERA Y CLCULO DE SUS 57

8.1 ORIGEN Y FORMACIN DE LOS GASES 57

8.2 MEDICIN Y CONTROL DE GASES 58

8.3 INFLUENCIA EN EL CLIMA EN EL CUERPO HUMANO 59

8.4 POLVO 60

8.5 UBICACIN DE LAS ESTACIONES DE AFORO 61

8.6 TEMPERATURA DE LA MINA 62

8.7 TEMPERATURA SECA Y HMEDA 63

8.7.1 Temperatura seca 63


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8.7.2 Temperatura hmeda 63

8.8 MEDIDA Y CLCULO DE LA TEMPERATURA 64

8.8.1 Temperatura efectiva y eficiencia 65

8.9 MEDIDA Y CLCULO DE LA HUMEDAD 74

8.9.1 Humedad relativa 76

8.9.2 Humedad absoluta 76

8.9.3 Clculo de la densidad del aire 76

9. ANLISIS DE LOS RESULTADOS DE LAS CONDICIONES DEVENTILACIN ACTUAL 83

9.1 COMPORTAMIENTO DE LA TEMPERATURA EN EL INCLINADO DEESTUDIO 83

9.2 COMPORTAMIENTO DEL CAUDAL DE AIRE 83

9.3 FENMENOS ATMOSFRICOS 84

9.4 UBICACIN DE LOS VENTILADORES AUXILIARES 84

10. CLCULO DEL CAUDAL PARA LA VENTILACIN PRINCIPAL 8510.1 INSTRUMENTOS DE MEDICIN DE LA VELOCIDAD PROMEDIO DELCAUDAL DE AIRE 85

10.1.1 Anemmetro digital 85

10.2 MEDICIN DE LA VELOCIDAD DEL CAUDAL DE AIRE EN LASDIFERENTES ESTACIONES 86

10.3 CLCULO DEL CAUDAL DE AIRE REQUERIDO 91

10.4 PRDIDAS DE CAUDAL DE AIRE 96

10.5 RESISTENCIA Y ABERTURA EQUIVALENTE DE LA MINA 97

10.5.1 Abertura equivalente 107

10.6 CLCULO DE LA DEPRESIN MXIMA DE LA MINA 109


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11. VENTILACIN AUXILIAR 113

11.1 CAUDAL DE AIRE REQUERIDO 113

12. CLCULO DE VENTILADOR PRINCIPAL A 5 AOS 120

12.1 CLCULO DEL CAUDAL DE AIRE REQUERIDO 120

13. APLICACIN DEL CONCEPTO DE INGENIERA AMBIENTALSUBTERRNEA EN LA MINA SAN JOS 136

13.1 DEFINICIN Y CONCEPTOS A ANALIZAR 136

13.1.1 El ambiente Subterrneo 138

13.1.2 Metodologa a utilizar 138

13.1.3 Caracterizacin y diagnstico del ambiente subterrneo en la minaSan Jos 139

13.2 IMPACTO AMBIENTAL TRMICO 140

13.3 IMPACTO AMBIENTAL DINMICO Y VOLUMTRICO 145

13.4 MODELO MATEMTICO PARA EL ANLISIS DEL IMPACTOTRMICO 151

13.5 MODELO MATEMTICO PARA EL ANLISIS DINMICA YVOLUMTRICA 183

14. CONCLUSIONES 189

15. RECOMENDACIONES 191

BIBLIOGRAFA 193


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LISTA DE FIGURAS

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Figura 1. Los principales constituyentes del ambiente en la tierra 27

Figura 2. Componentes del ambiente global y el ambiente subterrneo 28

Figura 3. Ambiente subterrneo como parte de ambiente global o exterior 28

Figura 4. Ubicacin de Cerro Pasajero 33

Figura 5. Columna estratigrfica regional 41

Figura 6. Sistema de explotacin 47

Figura 7. Resistencia de asociacin en estrella 106

Figura 8. Instalacin de ventiladores principales 110

Figura 9. Velocidad y caudal de aire como factor ambiental de primer ordenen la contaminacin del medio ambiente subterrneo 137


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LISTA DE FOTOS

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Foto 1. Posicionamiento satelital de mojones 44

Foto 2. Inclinado 7, nivel 3 norte 49

Foto 3. Inclinado 7, nivel 3 norte, tambor 2 49

Foto 4. Inclinado 7, nivel 3 norte, tambor 13 49

Foto 5. Nivel 3 norte, tambor 13 50

Foto 6. Filtros y tanques de almacenamiento 51

Foto 7. Alumbrado y sealizacin 52

Foto 8. Bocamina de acceso del personal 54

Foto 9. Malacate inclinado 55

Foto 10. Rumbn de almacenamiento 55

Foto 11. Multidetectores M40M 58

Foto 12. Psicrmetro elctrico 64

Foto 13. Anemmetro digital marca Testo 85


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LISTA DE CUADROS

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Cuadro 1. Coordenadas de los mojones de la mina San Jos 45

Cuadro 2. Centro del inclinado, subsubguas y tambores 46

Cuadro 3. Direccin de tambores y subsubguas en los diferentes inclinados 46

Cuadro 4. Sostenimiento adoptado en el inclinado 7 50

Cuadro 5. Composicin del aire puro seco 57

Cuadro 6. Tiempo de permanencia de un trabajador en horas segn latemperatura efectiva 60

Cuadro 7. Ubicacin de los aforos de ventilacin 62

Cuadro 8. Promedio de temperatura hmeda, temperatura seca, humedadrelativa y temperatura efectiva estaciones del inclinado 7 66

Cuadro 9. Estaciones del nivel 3 norte 67

Cuadro 10. Estaciones del nivel 3 sur 67





Cuadro 15. Bocamina (ingresando de la mina) 70

Cuadro 16. Bocamina (saliendo de la mina) 71

Cuadro 17. Bocamina del inclinado 6 71

Cuadro 18. Promedio de temperatura hmeda, temperatura seca, humedadrelativa y temperatura efectiva en Inclinado 7 nivel 1 sur 72

Cuadro 19. Nivel 2 norte 72


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Cuadro 20. Nivel 2 sur 73

Cuadro 21. Nivel 3 norte 73

Cuadro 22. Nivel 3 sur 73

Cuadro 23. Presin de vapor de agua 75

Cuadro 24. Peso especfico del aire, aforo de ventilacin sobre el inclinado 7 78

Cuadro 25. Nivel 3 norte: densidad de aire 78

Cuadro 26. Nivel 3 sur: densidad de aire 79





Cuadro 31. Bocamina inclinado 7: densidad de aire 81

Cuadro 32. Bocamina inclinado 6: densidad de aire 82

Cuadro 33. Relacin ventiladores potencia, consumo y rendimiento ubicacin 84

Cuadro 34. Velocidad media de una corriente de aire en minas de carbn 86Cuadro 35. Seccin, velocidad del caudal de aire y caudal de aire, aforosobre el inclinado 7 87

Cuadro 36. Nivel 3 norte: velocidad 88

Cuadro 37. Nivel 3 sur: velocidad 88





Cuadro 42. Bocamina del inclinado 7, entrando 91

Cuadro 43. Bocamina del inclinado 7, saliendo 91


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Cuadro 44. Caudal total necesario 96

Cuadro 45. Coeficiente de rozamiento en vas entibadas en madera 99

Cuadro 46. Longitudes equivalentes para los elementos de la mina 99

Cuadro 47. Elementos de longitud equivalente en el inclinado 7: N1, N2, N3 100

Cuadro 48. Sector norte: Tb14, Tb15 101

Cuadro 49. Sector norte: Tb20, Tb23, Tb9 101

Cuadro 50. Sector sur: Tb13, Tb17, Tb16 102

Cuadro 51. Sector sur: Tb3, In7 103

Cuadro 52. Permetros de las va, longitud rea promedio, coeficiente derozamiento, del inclinado 7: N1, N2, N3 103

Cuadro 53. Sector norte: N0N, N1N 104

Cuadro 54. Sector norte: N2N 104

Cuadro 55. Sector norte: N3N 104

Cuadro 56. Sector sur: N1S, N2S 104

Cuadro 57. Sector sur: N2S, N3S 105

Cuadro 58. Clculo de resistencia 1 105

Cuadro 59. Resistencia del inclinado 7 106

Cuadro 60. Resistencia sector norte 106

Cuadro 61. Resistencia sector sur 106

Cuadro 62. Grado de dificultad para ventilar 108

Cuadro 63. Proyecciones de produccin, explosivo y personal para 5 aos 120

Cuadro 64. Caudal total necesario 123

Cuadro 65. Elementos de longitud equivalente en el inclinado 7: N1, N2, N3,N5 124

Cuadro 66. Sector norte 1: longitudes equivalentes 125


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Cuadro 69. Sector sur 1: longitudes equivalentes 128

Cuadro 70. Sector sur 2: longitudes equivalentes 129

Cuadro 71. Permetros de las va, longitud rea promedio, coeficiente derozamiento, del inclinado 7: N1, N2, N3, N5 129

Cuadro 72. Sector norte: superficie N0N-Tb14, N1N-Tb15 130

Cuadro 73. Sector norte: superficie N1N-Tb15-Tb16, N2N-Tb17, N3N-Tb17-Tb18 130

Cuadro 74. Sector norte: N3N-Tb18, N5N-Tb16 130Cuadro 75. Sector sur: superficie N1S-Tb13, Tb18, N3S 131

Cuadro 76. Sector sur: superficie N3S-Tb18 131

Cuadro 77. Clculo de resistencia 2 131

Cuadro 78. Resistencia del inclinado 7: asociacin en estrella 132

Cuadro 79. Resistencia sector norte: asociacin en estrella 132

Cuadro 80. Resistencia sector sur: asociacin en estrella 132Cuadro 81. Valores medios de Condiciones trmicas y volumtricas en laslabores del sector del Inclinado 7 140

Cuadro 82. Matriz de identificacin de impacto ambiental trmico 141

Cuadro 83. Impacto ambiental trmico en vas principales 142

Cuadro 84. Frentes de explotacin: trmico 142

Cuadro 85. Frentes de nivel 1 sur: trmico 143

Cuadro 86. Frentes de nivel 2 norte: trmico 143

Cuadro 87. Impacto ambiental trmico en los frentes de nivel 2 sur 144

Cuadro 88. Frentes de nivel 3 norte: trmico 144


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Cuadro 89. Impacto ambiental trmico en los frentes de nivel 3 sur 144

Cuadro 90. Matriz de identificacin de impacto ambiental volumtrico ydinmico para vas principales 147

Cuadro 91. Frentes de explotacin: volumtrico y dinmico 147

Cuadro 92. Impacto dinmico y volumtrico en vas principales 147

Cuadro 93. Frentes de nivel 1 sur: volumtrico y dinmico 148

Cuadro 94. Frentes de nivel 2 norte: volumtrico y dinmico 149


Cuadro 96. Frentes de nivel 3 norte: volumtrico y dinmico 150


Cuadro 98. Simulacin en Excel para las temperaturas de salida en losfrentes del nivel 3 norte 159

Cuadro 99. Simulacin en Excel para las temperaturas de salida en losfrentes del nivel 3 sur 165

Cuadro 100. Simulacin en Excel para las temperaturas de salida en losfrentes del nivel 2 norte 170



Cuadro 103. Simulacin en Excel para determinacin de longitudes mximasdel ducto para ventiladores de 3Hp 187

Cuadro 104. Simulacin en Excel para determinacin de longitudes mximasdel ducto para ventiladores de 5Hp 187


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LISTA DE GRFICAS

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Grfica 1. Presin de vapor de agua y temperatura 75

Grfica 2. Tendencia de la temperatura con relacin al caudal de aire en losfrentes del nivel 3 norte 160

Grfica 3. Tendencia de la temperatura con relacin al caudal del aire en losfrentes del nivel 3 sur 165

Grfica 4. Tendencia de la temperatura con relacin al caudal del aire en losfrentes del nivel 2 norte 171



Grfica 7. Longitud mxima de los ductos en funcin del dimetro 188


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INTRODUCCIN

Una de las mayores prioridades que se debe tener en la minera subterrnea es la

ventilacin ya que es un servicio que est involucrado en todo el procesoproductivo de las minas subterrneas y que en estas se presentan muchasdificultades, porque cada vez estn aumentando su profundidad y con ello elriesgo de mayor concentracin de gases que es la mayor causa de accidentalidadde las minas subterrneas; esto debido al incremento de la velocidad de avance,que hoy es posible gracias al progreso tcnico sobre el arranque y sostenimientode las minas, haciendo ms difcil un ambiente confortable a los trabajadores,dado que se debe obligar a que un mayor caudal de aire recorra una mayorlongitud para poder controlar los parmetros atmosfricos que deben ser tenidosen cuenta para la ventilacin en el interior de las minas, como la temperaturas,humedad relativa, concentracin de gases, caudal y velocidad del caudal de aire,que deben estar acordes con los lmites establecidos en el Decreto 1335 de 1987(Reglamento de Seguridad en las Labores Mineras Subterrneas), el cual indicalos mximos y mnimos estndares de seguridad que se deben cumplir paraobtener una mayor seguridad a los trabajadores, ya que ellos son el recurso msimportante de las minas.

El proyecto se realiz en el sector del Inclinado 7 de la mina San Jos, Ubicada enel cerro Tasajero, all se llevan a cabo labores de desarrollo preparacin yexplotacin que en el momento han alcanzado profundidades considerables. Elsector del Inclinado 7 de la mina San Jos tiene un avance de 300 m de longitud ypresenta varios frentes de trabajo constituidos por 3 niveles, los cuales tienen suavance en sentidos del Norte y Sur. Este sector no tiene un estudio previo deventilacin por lo que actualmente el sistema presenta falencias, ya que no tieneun circuito de ventilacin establecido en el sector del Inclinado 7, as mismo nocuenta con un caudal apropiado que garantice las condiciones ptimas en laatmsfera minera, por consecuencia al sistema de ventilacin natural utilizado eneste sector.

La minera del departamento de Norte de Santander se ha visto afectada por losdistintos tipos de accidentes mineros, si tenemos en cuenta las dos grandestragedias que han ocurrido como la del 3 de febrero del 2007, donde murieron 32mineros de las minas La Preciosa y San Roque del corregimiento de San Roqueen el municipio de Sardinata; el 27 de enero del 2011 se presento otra explosinen esta mina debido a la acumulacin de gases y polvo de carbn, dejando 21trabajadores fallecidos; sin dejar atrs otros accidentes de menor escala ocurridosen diferentes minas de la regin que igualmente han dejado prdidas de vidashumanas.


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Las cifras anteriores han venido en aumento debido al mal manejo de la seguridaddel confort y calidad ambiental que est presente en las minas, los cuales no sonlos ms aptos, ya que la mayora de minas presentan una ventilacin natural, loque quiere decir que no presentan ningn tipo de ventilacin forzada por medio de

ventiladores principales, ya sea soplante o aspirante; de otra manera, el confort yla calidad ambiental de las minas subterrneas estn ligadas al sistema deventilacin que se utilice en ellas y si estos parmetros son de una mala calidad,se puede afectar la salud, la integridad fsica, la vida de los trabajadores conposibles prdidas para las empresas mineras derivadas de los accidentes que sepueden generar.

Una de las minas ms importante en Norte de Santander es la mina San Jos,debido a que es una fuente de extraccin de carbn con propiedades coquizables,con un yacimiento de 474250, 25 Ton (reservas probadas), explotada por elConsorcio Minero de Ccuta LTDA. Esta mina genera 152 empleos directos, conun nivel de produccin de 4500 ton/mes, teniendo como misin empresarialmantener un negocio productivo y sostenible de extraccin de carbn donde todoslos que participen en este proceso mantenga unas condiciones de vida dignas.

Considerando los riesgos y amenazas que genera la contaminacin de laatmsfera en la minera subterrnea, as como los acontecimientos fatales quehan cobrado vidas de tcnicos y trabajadores mineros, se presenta lapreocupacin global sobre el manejo de la calidad y velocidad del caudal de aire,temperatura y humedad relativa al interior de las minas subterrneas.

El presente proyecto pretendio disear el sistema de ventilacin principal yoptimizar la ventilacin auxiliar en sector del Inclinado 7 de la mina San Josadecuando un modelo matemtico para el mejoramiento del confort y la calidadambiental subterrnea; por lo tanto, es muy importante ya que ayudar, a controlary disminuir los ndices de accidentalidad en el interior de la mina por suscondiciones ambientales, teniendo como prioridad la integridad fsica, la salud y lavida de los trabajadores.

El objetivo principal de este proyecto fue Proponer un modelo que permitaoptimizar el confort y calidad ambiental del sector del Inclinado 7 de la mina SanJos, ubicada en la Vereda Cerro Tasajero, con la finalidad de tener una mayorseguridad laboral.

Los objetivos especficos pretenden evaluar los factores contaminantesrelacionados con la atmsfera minera subterrnea, los parmetros climatolgicos


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(Temperaturas, humedad relativa, velocidad y caudal del aire) y concentracin degases mediante la realizacin de los aforos de ventilacin.

Adecuar un modelo matemtico para el mejoramiento de confort y calidadambiental para el sector del Inclinado 7 de la mina San Jos y proponer medidaspara mitigar los impactos ambientales subterrneos.

En cuanto al diseo metodolgico la siguiente investigacin es de tipo aplicada,descriptiva y experimental ya que se realizan trabajos de campo y de oficina loque pretende mejorar condiciones medioambientales del interior de la mina SanJos.

El presente proyecto, est dirigido a mejorar las condiciones de seguridad delpersonal de la mina San Jos y a optimizar el sistema de ventilacin principal yauxiliar del sector del Inclinado 7 , por lo tanto contribuye al aumento de los nivelesproductivos actuales de esta mina debido a que se pueden alcanzar ventajas ybeneficios en las operaciones, como, disminucin de la tasa de accidentes yenfermedades, optimizacin de los tiempos, mejoramiento de calidad, reduciendolos costos de operacin y compensacin.

La poblacin requerida para el desarrollo del presente proyecto en la mina SanJos est definida por la Licencia de Explotacin 3248 celebrado entre el Estado yel Consorcio Minero de Ccuta, con una extensin de 1310 Hectreas, 806.95metros cuadrados.

La muestra la conforma el circuito de ventilacin comprendido en el sector delInclinado 7 de la mina San Jos.

Lo anterior se justifica teniendo en cuenta que en el desarrollo de las laboresmineras es fundamental ofrecerle a los trabajadores un excelente ambientelaboral, el cual consta de la disposicin de los equipos suficientes para que sepueda cumplir con la funcin asignada y brindar un ambiente de trabajo seguro,con una atmsfera adecuada para procurar obtener el mximo rendimiento de lostrabajadores, todo esto ajustado a la normativa que el gobierno colombianoestablece para la minera subterrnea del carbn, ya que todas estas minas tienencondiciones y caractersticas propias que las hacen diferentes a la dems y queobligan a tener un estudio especfico de sus labores y particularidades.


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1. DESCRIPCIN DEL PROBLEMA

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la mina San Jos, ubicada en la vereda Cerro Tasajero, municipio de CcutaNorte de Santander, se llevan a cabo labores de desarrollo preparacin yexplotacin que en el momento han alcanzado profundidades considerables.

El sector del Inclinado 7 de la mina San Jos tiene un avance de 300 mt delongitud y presenta varios frentes de trabajo constituidos por 3 niveles, los cualestienen su avance en sentidos del Norte y Sur. Este sector no tiene un estudioprevio de ventilacin, por lo que aun se encuentra siendo trabajado con ventilacinde tipo natural combinada con ventilacin auxiliar mecanizada, esta ltima nopresenta un caudal de aire mayor que lo alimente lo que representa un granproblema debido a que la ventilacin de tipo natural depende de la presin internay externa baromtrica que a horas del medio da son similares, lo que genera unadiferencia de presiones que tiende a cero, lo cual crea una recirculacin de aireviciado en el circuito de ventilacin auxiliar, por otra parte esto significa perdidasen factor dinero debido que los ventiladores gastan la energa elctrica sinmantener una atmsfera adecuada; por tal razn, este sector de la mina San Josha venido presentando variaciones en sus condiciones ambientales especialmentede aumento en la humedad relativa que en las horas de la maana oscila entre un90% y 95% y en estas circunstancias el trabajador puede presentar disminucinen su rendimiento laboral.

Si se le da la importancia que en realidad merece la ventilacin en minerasubterrnea, tendramos en cuenta que el fin de este estudio es mejorar lascondiciones ambientales y de seguridad del personal; hacia la solucin de esteproblema se adaptara un modelo matemtico para evaluar las condiciones delambiente y el impacto ambiental subterrneo de la mina segn los datos tomadosen campo en el sector del Inclinado 7 y se propondra un sistema de ventilacinprincipal y la optimizacin de la ventilacin auxiliar para este sector.

Cuando hablamos de los problemas ambientales, estamos habituados a relacionarcon la proteccin ambiental de los componentes aire, agua, suelo o roca y labiodiversidad, incluido el hombre como componente principal.

Esta justa preocupacin deja de lado los difciles problemas ambientales queocurren en el ambiente subterrneo, que son abordados solo a nivel de seguridad


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y salud ocupacional, a pesar de que tambin en el mundo subterrneo estnpresentes todos los componentes ambientales existentes en el ambiente exterior,donde las alteraciones ambientales son, muchas veces, mas crticas y graves queel ambiente exterior.

Considerando los riesgos y amenazas que genera la contaminacin de laatmsfera en la minera subterrnea, as como los acontecimientos fatales quehan cobrado vidas de tcnicos y trabajadores mineros, se presenta lapreocupacin global sobre el manejo de la calidad y velocidad del aire,temperatura y humedad relativa al interior de las minas subterrneas.

Las consecuencias de no tomar los correctivos a tiempo en el mejoramiento delambiente subterrneo del Inclinado 7 de la mina San Jos podran ser lassiguientes:

Disminucin en el rendimiento personal del trabajador:

Aumento de concentracin de gases que podran ocasionar un accidente fatal.

Creacin de un ambiente de trabajo incomodo, que no incentiva al trabajador alaborar.

En el caso que la humedad relativa del ambiente subterrneo no es la msadecuada, ocasionara sequedad de la piel y dermatitis, dolores de cabeza,sensacin de falta de aire, etc.

Exposicin del personal a una atmosfera minera con material particulado porencima de los lmites permisibles.

1.2 FORMULACIN DEL PROBLEMA

Cul debera ser el modelo adecuado para la seguridad y el mejoramiento delconfort y la calidad ambienta del sector del inclinado 7 de la mina subterrneaSan Jos?


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1.3 JUSTIFICACIN

En el desarrollo de las labores mineras es fundamental ofrecerle a los trabajadores

un excelente ambiente laboral, el cual consta de la disposicin de los equipossuficientes para que se pueda cumplir con la funcin asignada y brindar unambiente de trabajo seguro, con una atmosfera adecuada para procurar obtener elmximo rendimiento de los trabajadores, todo esto ajustado a la normativa que elgobierno colombiano establece para la minera subterrnea del carbn, ya quetodas estas minas tienen condiciones y caractersticas propias que las hacendiferentes a la dems y que obligan a tener un estudio especifico de sus labores yparticularidades.

La importancia de este proyecto radica en que por medio del modelo de seguridadque se aplicar, se tendr la oportunidad de mejorar el confort y la calidadambiental subterrnea para prevenir accidentes y mejorar las condicioneslaborales y de seguridad del personal del sector de Inclinado 7 de la mina SanJos, ya que esta ha alcanzado profundidades considerables presentadoalteraciones de temperatura y humedad; de esta forma, se lograr un incrementoen el nivel productivo del trabajador debido a que este se encontrar en un mejorambiente laboral y se desarrollar la explotacin del yacimiento con un mejor yseguro aprovechamiento de las reservas.

De otra parte, este proyecto es de gran utilidad para la mina debido que elgobierno nacional est exigiendo con mayor severidad el cumplimiento delreglamento de seguridad en las labores subterrneas, decreto 1335 de 1987; deigual manera, es importante para la Universidad Francisco de Paula Santanderporque se tratar la problemtica del impacto ambiental en minera subterrnea ydonde nuestra labor como estudiantes de ingeniera de minas es promoverinvestigaciones en busca de modelos de seguridad en los distintos aspectos de laminera, involucrados en todo el proceso productivo, para generar un cambiotecnolgico a las minas de Norte de Santander y as controlar y disminuir losndices de accidentes mineros que cada vez van en incremento.

1.4 OBJETIVOS

Objetivo general. Proponer un modelo que permita optimizar el confort y calidadambiental del sector del inclinado 7 de la mina San Jos, ubicada en la VeredaCerro Tasajero, con la finalidad de tener una mayor seguridad laboral.


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Objetivos especficos. Evaluar los factores contaminantes relacionados con laatmsfera minera subterrnea, los parmetros climatolgicos (Temperaturas,humedad relativa, velocidad y caudal del aire) y concentracin de gases mediantela realizacin de los aforos de ventilacin.

Adecuar un modelo matemtico para el mejoramiento de confort y calidadambiental para el sector del inclinado 7de la mina San Jos.

Proponer medidas para mitigar los impactos ambientales subterrneos.

Establecer con base en el modelo de seguridad propuesto la potencia de losventiladores a emplear en este sector de la mina San Jos y su respectivadisposicin.

Disear el circuito de ventilacin principal y la optimizacin de la ventilacinauxiliar del sector del inclinado 7 de la mina San Jos.

Elaborar el isomtrico del circuito de ventilacin del sector del inclinado 7 de lamina San Jos.

1.5 DELIMITACIONES

Delimitacin espacial La mina se encuentra ubicada en la vereda Cerro Tasajerodel municipio de San Jos de Ccuta; para acceder a la mina, se toma desdeCcuta la va que conduce al corregimiento de San Faustino, aproximadamente a7 Kilmetros, se llega a la Finca La Viaguala, de la cual parte un carretera el cualse encuentra sin pavimentar y conlleva al campamento de la mina deaproximadamente 8 kilmetros, que conduce al campamento principal de la minaSan Jos.

Delimitacin temporal. El tiempo estimado para la realizacin del proyecto es unperodo de 6 meses, contados a partir del momento de aprobacin delanteproyecto.


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1.6 ALCANCES Y LIMITACIONES

Alcances. El presente proyecto, est dirigido a mejorar las condiciones de

seguridad del personal de la mina San Jos y a optimizar el sistema de ventilacinprincipal y auxiliar del sector del inclinado 7 , por lo tanto contribuye al aumento delos niveles productivos actuales de esta mina debido a que se pueden alcanzarventajas y beneficios en las operaciones, como, disminucin de la tasa deaccidentes y enfermedades, optimizacin de los tiempos, mejoramiento de calidad,reduciendo los costos de operacin y compensacin, adems tendra mejoraspsicolgicas, es decir, trabajadores con mayor motivacin, mayor percepcin,mejor concentracin, ms comprometidos en sus labores, disminucin del estrs,mejoramiento de la calidad de vida, avances en la calidad del nivel de trabajo.

Limitaciones. Las limitaciones que se pueden presentar en la elaboracin delproyecto son:

Situacin climtica: por tratarse de un rea rural se puede presentar problemas deacceso por la situacin climtica.

Medio de transportes: dependera el traslado hacia la mina por medio deltransporte pblico o llegado el caso por el automvil que tiene la empresa paramovilizar a su personal.

Equipos de medicin: para recoleccin de datos se utilizaran equipos de medicinde propiedad de la Universidad Francisco de Paula Santander, lo cual podraafectar el tiempo del estudio debido a que estos son prestados por tiempos cortosy en determinadas ocasiones puede ser negada la solicitud por demanda deprstamo de estos equipos para otras actividades.

Tiempo: la recoleccin de datos mediante aforos de ventilacin en la totalidad dela mina durante los turnos de trabajo, se retrasara debido a que los investigadoresse adaptaran a los ritmos de trabajo para no entorpecer notablemente laproduccin.


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2. REFERENTES TERICOS

2.1 ANTECEDENTES

GMEZ HERNNDEZ, Jos Lus y CCERES SANTOS, Jhon Jairo. Adecuacindel circuito de ventilacin en la mina San Jos mediante la aplicacin del softwaresofvent, San Jos de Ccuta. Trabajo de Grado. Ingeniero de Minas. San Jos deCcuta: Universidad Francisco de Paula Santander. Facultad de Ingeniera.Departamento de Ingeniera de Minas, 2009. 187 p.

Estudio que se realizo en la mina San Jos dando solucin al problema prcticode ventilacin en el rea minera, donde se observ una situacin anmala y sehicieron los cambios necesarios. Se realizaron mediciones diarias de gases ytemperaturas para hacerle un seguimiento a la atmsfera minera. Se analizaronlos diferentes parmetros que intervienen en la ventilacin. Igualmente sedetermin la potencia necesaria para el ventilador principal y/o secundario. Esteestudio nos lleva tomarlo como referencia ya que fue realizado en la misma minaen los sectores del inclinado 3,4 y 5.

ZAMUDIO ROZO, Jorge Hernn y PEARANDA HERNNDEZ, Oscar Elicer.Optimizacin del sistema principal de ventilacin de la mina la Quiracha, pordebajo de la cota 410 m.s.n.m., ubicada en el municipio de Santiago; Norte deSantander. Trabajo de Grado. Ingeniero de Minas. San Jos de Ccuta:Universidad Francisco de Paula Santander. Facultad de Ingeniera. Departamentode Ingeniera de Minas, 2010. 142 p.

Se realizaron aforos de ventilacin que involucran atmsfera minera, climatologa,velocidad del caudal de aire y secciones. Igualmente se calcul el caudal de airenecesario para el personal, para diluir gases producidos por la voladura, para diluirel gris, para diluir polvos y para diluir otro tipo de gases por debajo del sus lmitespermisibles. Por ltimo, se analiz y optimiz la ventilacin auxiliar y/o secundariay se calcul la potencia de los ventiladores requeridos para acondicionar el circuitode ventilacin. Esta tesis nos sirve de referencia ya que hizo un estudio deventilacin donde intervienen parmetros que debemos tomar en cuenta al estudioque vamos realizar.


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2.2 MARCO TERICO

Aforos de ventilacin. Cuando se realiza una estacin de medida en la mina,

donde adems del anlisis de la atmsfera minera en cuanto a concentracin degases, se realicen otro tipo de mediciones como: temperaturas (seca y Hmeda),clculo de la humedad relativa, velocidad del aire y seccin de la va, lodenominamos aforo de ventilacin. Los aforos son una herramienta bsica paraconocer la atmsfera minera y as poder determinar los parmetros y necesidadesen cuanto a requerimiento de aire y clculo de ventilacin principal y auxiliar.

Temperaturas. Para realizar esta medida se utiliza el sicrmetro, aparato quebsicamente consta de dos bulbos o termmetros semejantes que miden latemperatura seca y hmeda respectivamente, la diferencia radica en que eltermmetro para medir la hmeda est envuelto en un tejido que se mantienesiempre humedecido; Se busca crear una corriente de aire, para ello se agita, seenciende una cuerda o un molinete segn el tipo de sicrmetro a utilizar.

Principio de funcionamiento: la evaporacin desde la superficie del bulbo hmedodentro de la corriente de aire enfra el bulbo hmedo hasta una temperaturaestacionaria tal que haya un equilibrio entre el calor perdido por la evaporacin y elganado por la conveccin y radiacin. Esta temperatura depende de la presin,temperatura y humedad de la atmsfera. As pues cuando se dispone de un valoraproximado de presin, la humedad puede obtenerse a partir de las temperaturasobservadas de los bulbos hmedo y seco.

Velocidad del aire. Es una medida fundamental en la realizacin de aforos deventilacin pues conociendo la velocidad del aire y la seccin de la va podemosconocer la cantidad de aire que fluye por determinada va; para determinar esteparmetro se utiliza el anemmetro.

rea. Comprende la medida de la seccin libre interna de los elementos desostenimiento; o sea, el espacio por el cual se puede desplazar la corriente deaire.

Las secciones son comnmente trapezoidales, circulares, cuadradasrectangulares y elpticas. Para determinar su rea se hace mediante el desarrollomatemtico de su frmula.


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El ambiente subterrneo. El estado del ambiente depende de las influenciasconjuntas de la atmsfera, clima, procesos qumicos y biolgicos, terrenos ecobertura vegetal, fauna e seres humanos. Estos ltimos actan, con intensidadcreciente, en los procesos geolgicos, geofsicos, qumicos e bioqumicos que

tiene lugar en los suelos, en las rocas, en aguas superficiales, subterrneas y elaire, a veces poniendo en riesgo su integridad, as arriesgando la calidad de vidaactual y las futuras generaciones.

Figura 1. Los principales constituyentes del ambiente en la tierra

Fuente: VIDAL NAVARRO, Torres y DINIS DA GAMA, Carlos. Modelizacin parael confort y calidad ambiental en la atmsfera subterrnea, basado en los riegosambientales. Lisboa: INFOMINA, 2002.

En el pasado era aceptable proyectar obras de Ingeniara, incluyendo laexplotacin de recursos minerales, con base apenas en criterios tcnicos yeconmicos, sin hacer intervenir las consecuencias ambientales de ahresultantes.

Tal postura se modifica cada da y los propios criterios de tomada de decisiones,como a relacin beneficio costo, pasan a integrar variables y parmetros antesconsiderados intangibles, como los de tipo ambiental, estableciendo as un nuevoparadigma, que va ganando cada vez ms aceptacin en la opinin pblica yconsecuentemente en el poder poltico.

El proceso de explotacin de minas por mtodo subterrneo no solo generadesequilibrio con la naturaleza en el ambiente exterior, sino en el ambientesubterrneo donde se realizan los trabajos de operaciones unitarias en el procesode explotacin de una estructura mineralizada en sentido el concepto existente


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para el ambiente exterior es posible ser aplicados al ambiente subterrneo. Loscomponentes fisicoqumicos y biolgicos existentes en el ambiente global oexterior estn presentes en el ambiente subterrneo con algunas peculiaridades.

Figura 2. Componentes del ambiente global y el ambiente subterrneo


El ambiente subterrneo no es desligado del ambiente global o terrestre, debido aque forma parte integrante a travs de la entrada y salida del aire.

Figura 3. Ambiente subterrneo como parte de ambiente global o exterior



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Este concepto permite utilizar los procedimientos utilizados para el estudio delimpacto ambiental en el ambiente global o exterior, en el ambiente subterrneotanto para minas en operacin como para nuevos proyectos.[6]

2.3 MARCO LEGAL

Decreto 1335 de 1987. Expedido por el Ministerio de Minas y Energa.Reglamento de seguridad en labores subterrneas.

Acuerdo nmero 065 del 26 de agosto de 1996. Por el cual se establece elestatuto estudiantil de la Universidad Francisco de Paula Santander.

Constitucin Poltica de 1991. En la constitucin poltica de Colombia secontemplan los siguientes aspectos relacionados con el uso y aprovechamientode los recursos naturales en los artculos (8, 80, 81, 95,334).

Decreto 35 de 1994. Por el cual se dictan unas disposiciones en materia deSeguridad Minera.

Ley 685 del 2001. (Cdigo de minas). El presente Cdigo tiene como objetivos deinters pblico fomentar la exploracin tcnica y la explotacin de los recursosmineros de propiedad estatal y privada; estimular estas actividades en orden asatisfacer los requerimientos de la demanda interna y externa de los mismos y aque su aprovechamiento se realice en forma armnica con los principios y normasde explotacin racional de los recursos naturales no renovables y del ambiente,dentro de un concepto integral de desarrollo sostenible y del fortalecimientoeconmico y social del pas.

Normas complementaria al Decreto 1335 de 1987 expedidas por el Ministerio deMinas y Energa:

Sobre ventilacin y control de polvos en las labores mineras.

Sobre prevencin y extincin de fuegos e incendios en la minera.


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Sobre cables e instalaciones elctricas bajo tierra.

Resolucin Numero 6 0351 de 1993. Ministerio de Minas y energa. Por la cual

se fijan los requisitos que deben cumplir los planos y registros relacionados conla minera (Planos de Ventilacin) .

Decreto 3290 de 2003. Expedido por el Ministerio de Minas y Energa. Por el cualse establecen requisitos y especificaciones de orden tcnico- minero para lapresentacin de planos.


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3. DISEO METODOLGICO

3.1 TIPO DE INVESTIGACIN

El tipo de investigacin a utilizar es de tipo aplicada, descriptiva y experimental yaque se realizan trabajos de campo y de oficina lo que pretende mejorarcondiciones medioambientales del interior de la mina San Jos.

3.2 POBLACIN Y MUESTRA

Poblacin. La poblacin requerida para el desarrollo del presente proyecto en lamina San Jos est definida por la licencia de explotacin 3248 celebrado entre elestado y el Consorcio Minero de Ccuta, con una extensin de 1310 Hectreas,806.95 metros cuadrados.

Muestra. La muestra la conforma el circuito de ventilacin comprendido en elsector del inclinado 7 de la mina San Jos.

3.3 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIN DE INFORMACIN

Recoleccin de informacin primaria.Asesora del ingeniero en minas, YESIDCASTRO DUQUE docentes del plan de estudios de ingeniera de minas de laU.F.P.S.

Exploracin y recoleccin de datos en campo, con el fin de tener la informacinconcreta para evaluar las caractersticas ambientales del yacimiento.

Recoleccin de informacin secundaria. Libros sobre Ventilacin de Minas,Libros sobre Mtodos de Explotacin en Minera Subterrnea.

Biblioteca Eduardo Cote Lamus, Tesis de Ingeniera de Minas, UniversidadFrancisco de Paula Santander.


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3.4 TCNICA DE ANLISIS DE DATOS.

Se tendr una base de datos por medio de los aforos de ventilacin que se realice.

Base de datos para el anlisis de temperatura humedad, temperatura seca,humedad relativa y temperatura efectiva.

Base de datos para el anlisis de Tensin de Vapor, Presin Baromtrica,Humedad Absoluta y Peso Especifico del Aire.

Base de datos para el anlisis de la velocidad del aire y caudal de aire.

Base de datos de la concentracin de gases nocivos como el metano (CH4),monxido de carbono (CO), dixido de carbono (CO2), entre otros.

A partir de la informacin recolectada en campo se har el respectivo anlisis deimpacto ambiental que est ocurriendo dentro de la mina, con la finalidad deaumentar en confort al personal.

3.5 PRESENTACIN DE RESULTADOS

Una vez analizados los resultados se proceder a realizar el informe final, el cual,contendr la informacin detallada del modelo matemtico propuesto para evaluarel impacto ambiental subterrneo y proponer medidas correctivas para mitigarestos fenmenos. El informe final estar compuesto de: un texto originaldebidamente empastado, planos de la mina, archivo magntico, todo esto con susrespectivos anexos.


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4. GENERALIDADES

4.1 LOCALIZACIN Y ACCESO

La mina San Jos se encuentra ubicado en la parte central del Cerro Tasajero, elcual se localiza al Norte del casco urbano de la ciudad de San Jos de Ccuta,Departamento Norte de Santander, con una elevacin mxima de 1.000 m.s.n.m.Est enmarcado al este por el Ro Pamplonita, al Oeste por la va que conduce deCcuta a Puerto Santander; al Norte por la hacienda La Unin y la quebradaConcepcin y al Sur el corregimiento de El Salado.

Figura 4. Ubicacin de Cerro Pasajero

Fuente: GOOGLE CORPORATION. Vista area del Cerro Tasajero. 2011.

Para acceder a la mina San Jos se toma desde Ccuta la va que conduce alcorregimiento de San Faustino, aproximadamente a 7 Kilmetros, se llega a laFinca La Viaguala, de all parte un carreteable de aproximadamente 8 kilmetros,que conduce al campamento principal de la mina San Jos el cual puede alojaraproximadamente 100 trabajadores. All se encuentra la oficina de la mina, el tallerde mantenimiento, la tienda, el saln de reuniones, dormitorios y baterassanitarias en la cual se utiliza el agua que se extrae de la mina luego de seradecuada por una pequea planta de tratamiento para el aseo y serviciossanitarios del personal.


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Las diferentes bocaminas de la Mina San Jos y su infraestructura externa seencuentran comunicadas por una red de carreteables hasta llegar al campamentodel Inclinado 7 el cual puede alojar unos 80 trabajadores.

La mina San Jos cumple con todos los requisitos necesarios que exigeINGEOMINAS y el Ministerio de Minas y Energa para la explotacin del carbn,esto hace que sea una de las minas ms exitosas de regin.

4.2 HIDROGRAFA Y FISIOGRAFA

El rea de influencia directa del proyecto por su misma configuracin geolgica,carece de grandes fuentes naturales, tanto a nivel superficial, como subterrneo,encontrndose que en la parte alta se localizan pequeos nacientes que sonaprovechados por los habitantes de la zona, El Cerro Tasajero est limitado alOriente por el ro Pamplonita y al occidente por la quebrada la Floresta, cursos deagua que hacen parte de la vertiente hidrogrfica del ro Catatumbo.

Las quebradas ms destacadas que convergen con el rio Pamplonita son Laquebrada la Rinconada, la Corralera, la Periquera, el Naranjito y la Palmita, lascuales marcan el control estructural de su drenaje en direccin Oeste Este.

Los caos y quebradas que convergen sobre la quebrada la Floresta es de tipodendrtico, entre las cuales se destacan la quebrada La Curva, La Jabonosa,Oripayera y la Bejuca y permanecen secas la mayor parte del ao.

El Cerro Tasajero, y por tanto el rea de la Licencia de Explotacin 3248, formaparte del flanco oriental de la cordillera oriental colombiana, Los suelosencontrados en la zona son de tipo superficial generados de rocas duras del tipoareniscas o suelos erosionados de arcillolitas y lutitas extremadamente secospresentando un relieve que va desde plano a abrupto, evidenciando el contrastelitolgico entre rocas duras y blandas; Las alturas varan desde los 125 m.s.n.m enel valle del Ro Pamplonita y la Quebrada La Floresta, hasta los 1000 m.s.n.m. enla cresta del cerro.


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4.3 CLIMA Y VEGETACIN

En general el rea de la Regin presenta un clima clido con temperaturas

promedio de 24c. El clima ambiental muy seco en la parte Norte de San Faustinopero en la noche la temperatura baja considerablemente, lo que condiciona unaalta prdida de agua por evaporacin y transpiracin, que se traduce en sequedadde los suelos.

Se consideran dos periodos invernales; el primero alcanza su pico finalizando elmes de Marzo con un valor de 90 mm y el segundo, y ms fuerte, a finales delmes de Septiembre con un pico de 120 mm.

A pesar de estas condiciones climticas, en grandes sectores el suelo presentabuena humedad debido a los niveles freticos altos ocasionados por las aguas dealgunos ros y quebradas. En reas extremas, al Norte y sur de la zona, lahumedad ambiental es alta.

Las formas de terreno encontradas pertenecen a lomas medias con alturaspromedio de 1.000 metros, con eventos tectnicos no muy fuertes y normalmentelos estratos no superan los 40 grados de inclinacin. Es una zona bastantecompleja donde llegan a la superficie del terreno estratos de arcillolitas yareniscas.

El rea se ubica dentro de la zona de vida de Bosque Seco Tropical (bs-T) segnL.R. Holdridge. La vegetacin es de tipo arbustivo y se concentra principalmenteen la parte media y baja del cerro siendo muy escasa en la cresta, la cual escubierta por pasto y muy pocos arbustos.


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5. GEOLOGA

5.1 GEOMORFOLOGA

Las formaciones que conforman el Cerro Tasajero presentan variaciones tanto enel espesor de los estratos como en las unidades litolgicas debido a lairregularidad presentada en la cuenca Cretceo - Terciaria del Norte de Santander,como se presenta en el mapa geolgico regional y en la Leyenda Estratigrfica dela cuenca de Maracaibo.

Formacin Catatumbo (Ksct). Corresponde a la parte superior del Cretceo enesta regin y est construida por lutitas interestratificadas con limolitas silceas;subyaciendo esta serie se presentan lutitas carbonosas, limolitas arcillosasbandeadas pardo negras y limolitas pardo rojizas, tambin en algunas partes sepuede observar una cinta de carbn de hasta 0.10 m.

El espesor de esta formacin ha sido difcil determinarlo debido a la presencia denmerosos micropliegues y fallas menores producidas por el afecto deldoblamiento y cizallamiento de los estratos Cretceos en el eje del anticlinal.

Formacin Barco (Tpb). Se halla suprayaciendo concordantemente a laFormacin Catatumbo y est formada interestratificacin de arenitas, limolitas yarcillolitas. Las arenitas son gris verdoso, arcillosas, de grano fino a medio encapas que van de 0.3 a 20 m de espesor, con estratificacin cruzada y cuarzorecristalizado. Las limolitas y arcillolitas son gris oscuro, carbonosas. El espesorde esta formacin para el sector se calcula entre 70 y 90 ms.

Formacin Los Cuervos (Tpc). Es la formacin ms importante de la secuenciaTerciaria pues en ella es donde se localizan el mayor nmero de mantos decarbn.

Debido a fenmenos de subsidencia y en general de poca estabilidad de la cuencasedimentaria, los carbones de esta formacin no son de espesor ni continuidadlateral constante, por ello el espesor total de la formacin es muy variable. Asmismo el nmero de mantos de carbn vara de un flanco a otro; para el flancoeste del anticlinal se lograron identificar hasta cinco mantos de carbn, mientrasque para el flanco Oeste anticlinal se identific tres (3) mantos.


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Las rocas predominantes hacia la base de esta formacin son lutitas grises aoscuras que s interestratifican con areniscas grises claras finas y compactas yadems donde se localizan las cintas y mantos de carbn que varan entre 0.10 y2.0 m de espesor. En la parte intermedia de la formacin las arcillolitas pierden

gradualmente su laminacin y s interestratifican con limolitas arenosas; hacia eltecho se presentan predominantemente areniscas fino granulares grises algobandeadas intercaladas con limolitas.

Formacin Mirador (Tem). La Formacin Mirador consta predominantemente deareniscas de grano fino a medio, moderadamente duro y masivo, de color gris ablanco. La presencia de un conglomerado oligomctico con espesor aproximado detres metros divide la formacin en sus miembros superior e inferior; las areniscasde la parte inferior son ms delgadas y menos limpias que las del resto de laformacin.

El contacto inferior de la Formacin Mirador se marca donde las areniscas bindesarrolladas reposan sobre las arcillolitas o limolitas de la Formacin LosCuervos. Este contacto se reconoce fcil y localmente. El espesor de la formacintiene un promedio de 180 metros.

Con base en datos Palinilgicos se le asigna una edad Eoceno Inferior a EocenoMedio.

Formacin Carbonera (Tec). Reposa concordantemente sobre la FormacinMirador, es la segunda formacin en importancia por poseer mantos de carbnexplotables.

Est constituida predominantemente por arcillolitas abigarradas de colores verdes,amarillos, rojo, blanco interestratificadas con arenisca micceas de color verde,grano fino, con estratificacin cruzada y marcas de olas; los espesores son muyvariables, desde delgadas capas hasta blancos de arcillolitas mayores de 10metros areniscas hasta de 0.80 metros.

Los mantos explotables de esta formacin se localizan hacia la base de la misma;para el sector del flanco invertido no se han reportado explotaciones sobre estaformacin debido a su complejidad tectnica, lo mismo que no se ha podidodeterminar su espesor, ya que slo aflora una seccin de ella pues la parterestante se halla erosionada.


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Formacin len (Tol). Est compuesta casi en su totalidad de arcillas pizarrosasde color gris verdoso que presentan horizontes limolticos hacia la parte baja y altade la misma. El contacto inferior de la formacin es normal y se marca dondeocurre el cambio de las arcillas pizarrosas puras de esta formacin a los

sedimentos mas arenosos de la formacin Carbonera. El espesor tiene unpromedio de 545 m.

Depsitos recientes (Q). El cuaternario est representado por dos tipos dedepsitos, aluviones y coluviones. Los primeros estn constituidos sedimentosarenosos y cantos de areniscas de dimetros variables y que se hallanrestringidos a los valles de las quebradas que baan el cerro, al valle del RioPamplonita y la Quebrada La Floresta. Los coluviones conforman depsitos depiedemonte en las laderas del cerro y estn constituidos por grandes bloques deareniscas, limolitas y arcillolitas en matriz areno-arcillosa.

5.2 ESTRATIGRAFA

En el rea, ubicada sobre el Flanco normal del Anticlinal Tasajero, afloran lasFormaciones Los Cuervos, Mirador y Carbonera.

Formacin los Cuervos (Tplc). Se distribuye como una franja longitudinal ensentido Norte hacia la parte oriental del rea del contrato. Conforma la ladera delcerro Tasajero. Est constituida por interestratificacin de arcillolitas grises, grisesoscuras y ocasionalmente carbonosas en estratos mtricos, con arenitas grises,duras, ocasionalmente carbonosas y mantos y cintas de carbn, hasta 17manifestaciones, localizados hacia la parte inferior de la secuencia.

Es claro su cambio gradual de arenoso en el tope de la infrayacente a laFormacin Barco hasta arcillosa en la parte media superior hacia su contacto conla suprayacente Formacin Mirador. El espesor oscila entre 300 m y 350m.

Formacin Mirador (Tem). Se distribuye como una franja longitudinal en sentidoNorte, abarcando la casi totalidad del area del contrato. Conforma la parte altadel cerro, conformando la contrapendiente estructural hacia el Este y la pendienteestructural y topogrfica hacia el Oeste. Constituida en por bancos potentes dearenita clara, moderadamente dura. El espesor oscila entre 150 m y 180 m.


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Formacin carbonera (Tec). Aparece como una pequea franja en la parteNoroccidental en el rea del contrato; conforma la continuacin de la pendientetopogrfica y estructural del cerro Tasajero hacia el Oeste.

Constituida por arcillolitas de color gris verdoso, intercaladas con arenitas degrano fino y ocasionalmente capas finas de limoltas y estratos de carbn en laparte inferior y en el tope de la formacin. En muchos sectores donde aflora nopresenta horizontes de carbn econmicamente explotables. Su espesor es delorden de 450 m.

En el rea contratada nicamente aparecen manifestaciones de carbn en laFormacin Los Cuervos. Regionalmente, se ha establecido que para el flancoNormal del anticlinal Tasajero existen 3 mantos de carbn, denominados M10,M20 y M30; sin embargo, las variaciones laterales y en profundidad de la cuencade depsito ocasionan que disminuya el espesor de los mantos o que incrementeel espesor de las cintas.

Se denominan mantos, las manifestaciones con espesor superior a 0.60 m,iniciando con M10 como el ms inferior estratigrficamente. Es comn, y este es elcaso, que se denomine manto al conjunto de 2 o 3 segmentos de carbn con 1 o 2intercalaciones como sucede con el denominado manto M20.

Manto 10, M10. Carbn, negro, opaco, blando, pulverulento con espesor de 0.46 a0.51 m. Respaldo inferior arcillolita gris, masiva dura y el respaldo superior otraarcillolitas gris, masiva. Es el primer manto de la Formacin Los Cuervos y selocaliza aproximadamente a 50 m de la infrayacente Formacin Barco.

Manto 20, M20. Localizado entre 25 m y 30 m por encima del manto M10. Estcompuesto por tres segmentos de carbn con dos intercalaciones. El segmentoinferior, semibrillante, duro, tabular con fractura angular, su espesor oscila entre0.5 m y 0.72 m; el segmento intermedio, semibrillante, duro con fractura cbica, suespesor oscila entre 0.04 m y 0.18 m; y el segmento superior, semibrillante, duro,con fractura cbica, su espesor oscila entre 0.5 m y 0.8 m; y el segmento superior.El espesor acumulado en carbn oscila entre 1.19 m y 1.70 m.

La intercalacin inferior, una limolita gris dura, su espesor oscila entre 0. 07 m y0.27 m; la intercalacin superior, una arcillolitas limosa compacta, cuyo espesoroscila entre 0.54 m y 0.80 m.


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El respaldo superior del manto es una limolita gris laminada, moderadamentedura; el respaldo inferior es una arenita gris masiva de 0.16 m pasando a unaarcillolita gris masiva, compacta.

Manto 30, M30. Localizado entre 30 m y 33 m por encima del manto M20. es uncarbn negro, semibrillante, duro, fractura cbica, algo pulverulento, con espesorque oscila entre 0.65 m y 0.80 m. el respaldo inferior es una arcillolita gris,moderadamente dura y el respaldo superior una arcillolita carbonosa, blanda.

Este manto tambin es posible considerarlo como de dos segmentos; sin embargoel segmento inferior que aparece en esta rea es de tan solo 0.45 m y estseparado del segmento superior 1.30 m.

Se ha considerado de dos segmentos; sin embargo en este flanco el segmentoinferior es de tan solo 0.40 m separados por una intercalacin arcillosa arenosa de1.75 m convirtindolos en dos manifestaciones diferentes.

Manto 40, M40. Localizado entre 12 y 22 m por encima del manto M30. Estconstituido por dos segmentos de carbn, separados por una intercalacin dearcillolita gris compacta de 0.62 m de espesor. El segmento superior es un carbnopaco, duro, con fractura cbica, con espesor de 0.30 m y el segmento inferior, uncarbn opaco, duro con fractura cbica, cuyo espesor es de 0.30 m. El espesoracumulado en carbn es de 0.6 m.

El respaldo superior es una arcillolita gris, algo rojiza y hacia su base una cinta decarbn de 0.08 m y una arcillolita carbonosa de 0.12 m. El respaldo inferior es unaarcillolita gris, compacta.


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Figura 5. Columna estratigrfica regional

Fuente: MINA SAN JOS. Programa de trabajos y obras. San Jos de Ccuta:Mina San Jos, 2011.


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El Cerro Tasajero, es un anticlinal asimtrico con cabeceo hacia el Norte.

Litolgicamente est conformado por un ncleo de rocas Cretcicas y los flancos

son rocas Terciarias. Es un pliegue altamente tectonizado, con fallas en direccinNW de tipo inverso y buzando al Oeste, y fallas de tipo normal con direccin EWbuzando al sur, el Eje sigue una direccin aproximada N10 E. El flanco normal esbien desarrollado, forma pendientes estructurales correspondientes a las arenitasde la Formacin Mirador, su buzamiento promedio es de 15 al W. El flancooriental se encuentra invertido y altamente fallado, constituido por rocas de laFormacin Los Cuervos y su buzamiento en la mayor parte del rea pasa los 45al W.

Falla Tasajero: cabalgamiento cuya traza mantiene un rumbo general N10 E,

paralela al curso del Ro Pamplonita; buza al Oeste con ngulo entre 25 y 30,que en profundidad va siendo mayor hasta llegar a ser casi vertical. Esta falla apesar de ser la ms importante desde el punto de vista estructural, no estrascendente para el rea del contrato como si lo son sus fallas satlites. Se leha calculado un salto mayor de 150 m.

Falla Presidente: de tipo normal con plano de falla cerca a la vertical y saltoestratigrfico de 30 m. con rumbo aproximado de N28W.

Falla Aguablanca: de tipo normal con plano de falla cerca a la vertical y saltoestratigrfico de 150 m. con rumbo aproximado de N56W.

Falla Oripaya: de tipo normal con plano de falla cerca a la vertical y saltoestratigrfico de 80 m. con rumbo aproximado de N63W.

Falla Las Albaricas: de tipo inverso con buzamiento del plano de falla entre 30y 50 al oeste.

Falla La Jaguala: es el lmite o zona de rotura ocasionada por el movimientoascendente del anticlinal Tasajero que dio origen al seudo cabeceo del mismo.


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La actual configuracin geolgica es reflejo de los constantes cambios a queestuvo sometida la cuenca de depsito la cual fue de dominio transicional depantanos marginales marinos, con periodos de regresiones y transgresiones.

La variacin del espesor de las formaciones, de los mantos de carbn, de sucontinuidad, de su posicin relativa en la formacin, y su nmero, son indicativo defenmenos de subsidencia y en general de poca estabilidad de la cuenca, la cualfue ms profunda al NW correspondiendo al flanco normal del anticlinal donde elcarbn se localiza ms cerca al piso de la formacin y en el flanco invertido elcarbn se localiza ms hacia el techo de la formacin. Buzamiento,correspondiente al flanco Normal del Anticlinal Tasajero y el monoclinal Oriental,buzando al Oeste, con menor continuidad lateral y mucha incertidumbre en sucontinuidad en profundidad debido a su inversin estratigrfica y a la mayorincidencia de fallas sobre l.


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6. BASE TOPOGRFICA

Existe la plancha topogrfica 88 III B, a escala 1:25.000 del Instituto

Geogrfico Agustn Codazzi, as como la base topogrfica del rea contratada aescala 1: 5.000 con curvas de nivel cada 5 metros, producto de interpolacin decurvas de la plancha IGAC. Adicionalmente, se efectu el posicionamiento satelitalsubmtrico de tres mojones para hacer el amarre de las labores mineras,infraestructura externa e interna.

Foto 1. Posicionamiento satelital de mojones

Fuente: GMEZ HERNNDEZ, Jos Lus y CCERES SANTOS, Jhon Jairo.Adecuacin del circuito de ventilacin en la mina San Jos mediante la aplicacindel software sofvent, San Jos de Ccuta. Trabajo de Grado. Ingeniero de Minas.San Jos de Ccuta: Universidad Francisco de Paula Santander. Facultad deIngeniera. Departamento de Ingeniera de Minas, 2009.


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Mediante posicionador satelital se ubica espacialmente, afloramientos, accidentesgeogrficos, bocaminas, cursos de agua y vas.

6.1 ACTUALIZACIN TOPOGRFICA EXTERNA

En la actualizacin topogrfica de superficie se utiliz la estacin total TopconGTS-230w, GPS Garmin y dems instrumentos necesarios para tomar lainformacin. Se parti de los tres mojones existen en el rea de la mina y queestn ubicados en las siguientes coordenadas:

Cuadro 1. Coordenadas de los mojones de la mina San Jos

Coordenadas (m)x y

Mojn N01 1377331 848211Mojn No

2 1376963 847999Mojn N0

3 1376743 848488

Partiendo de estos puntos se detallan la infraestructura cerca de las bocaminas,carretera, afloramientos lneas de conduccin elctrica y los accidentestopogrficos ms significantes. De igual forma se ubicaron puntos en la entrada decada bocamina para el posterior levantamiento de las labores mineras.

6.2 ACTUALIZACIN TOPOGRFICA INTERNA

En la topografa de las labores solo se actualiz los frentes de trabajo activos pues

ya existe el plano de la empresa en el que se observa todos los trabajos existentesen la mina. Se realiz la actualizacin con la estacin Top con GTS-230w, cinta,brjula y dems instrumentos para el levantamiento topogrfico interno. Severificaron centros de los inclinados, subsubguas y Tambores, y se proyectaronfuturos trabajos para la adecuacin del circuito principal de ventilacin. Lainformacin de cada uno de los inclinados se seala en el siguiente cuadro:


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Cuadro 2. Centro del inclinado, subsubguas y tambores

cordenada Altura LongitudInclinado x y m.s.n.m (m) Direccin

7 1376994,66 848015,01 742,08 320 N 640 W

Cuadro 3. Direccin de tambores y subsubguas en los diferentes inclinados

Inclinado subsubguassector Norte

Subsubguassector Sur

TamboresSectorNorte y

Sur7 N 240 E S 220 W S 670 E


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7. DESCRIPCIN GENERAL DE LAS LABORES MINERAS

El mtodo de explotacin. Se implementa en el Inclinado 7 es una variante de

Cmaras y Pilares con ensanche de subsubguas de forma ascendente (avanceen sentido contrario del buzamiento), el arranque se realiza en sentido del rumbo.Diferente al mtodo tradicional implementado en los dems inclinados de la minaSan Jos, la preparacin se realiza de Tambores a partir de niveles, estosTambores se comunican por subsubguas los cuales definen los pilares de 25 mpor 25 m; entre niveles se alcanza a preparar 3 subsubguas y a partir de lasubgua inferior se inicia la explotacin buscando la subgua superior

Figura 6. Sistema de explotacin

Las labores que se presentan en el sector del Inclinado 7 son las siguientes.

7.1 LABORES MINERAS

Comprenden las labores que van encaminadas al aprovechamiento del yacimientolas cuales se dividen en labores de acceso, desarrollo, preparacin y explotacin.El Inclinado 7 cuenta con todas estas etapas debido a que actualmente seencuentra activo y en desarrollo.


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Labores de desarrollo. Como labores de desarrollo se cuenta con el Inclinado 7que de igual manera sirve de labor de acceso y es utilizado para el transporte delmineral a travs de un coche de 4 ton de capacidad accionado por un malacate decombustin interna ubicado en la bocamina, este inclinado permite dividir el

yacimiento en dos sectores: norte y sur.

El Inclinado 7 como labor de desarrollo, adems posee 3 niveles distanciadoscada 100 metros aproximadamente, denominados Nivel 1, Nivel 2 y Nivel 3; conlongitudes hacia el Norte de alrededor de 780 m y hacia el sur de 520 m. A travsde estos niveles se transporta el mineral desde las teclas de cargue hasta las 3tolvas internas ubicadas en la interseccin del Inclinado 7 con cada uno de los tresniveles para posteriormente ser transportado hacia superficie.

Tanto el Inclinado 7 como los 3 niveles de desarrollo tienen machones deproteccin de 25 m por 25 m para soporte de presiones de techo y de piso.

Labores de preparacin. La preparacin en el Inclinado 7 se realiza mediantesubsubguas y Tambores. Las subsubguas estn dispuestas cada 25 metros ylos Tambores de igual manera cada 23 a 25 metros por lo que definen cuas opilares de 25 m x 25 m, aunque en algunos lugares de la misma no se cuenta conla misma simetra por lo que se aprecian algunos desfases. La direccin de losTambores se lleva paralela al buzamiento y en direccin contraria a ste, ladireccin de las subsubguas se realiza en la direccin del rumbo en ambossectores. El ancho de las subsubguas es de 1 m a 1,3 m y el ancho de losTambores es de 1,5 m a 1,7 m.

Labores de explotacin. Comprende el frente de explotacin que tiene un anchode 25 metros y un espesor igual al manto 20 que se est explotando en elInclinado 7.

7.2 SERVICIOS MINEROS

Sostenimiento. El sostenimiento de las labores del Inclinado 7 se realizanicamente con madera; las vas principales (inclinado y niveles) se entiban conpuerta alemana corte diente sencillo con un cpiz entre 2 m y 2,7 m de longitud ydos palancas que tendrn entre 1,1 m y 2,2 m de longitud dependiendo de lasvariables condiciones de espesor del manto.


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Foto 2. Inclinado 7, nivel 3 norte

Foto 3. Inclinado 7, nivel 3 norte, tambor 2

En las labores de preparacin se utilizan cuadros completos para soporte depresiones de techo y piso con maderas con dimetro entre 10 cm y 15 cm deespesor y 1,5 m a 2 m de longitud.

Foto 4. Inclinado 7, nivel 3 norte, tambor 13


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En las labores de explotacin donde se arranca primero la capa superior delmanto se utilizan estemple con cabecera como sostenimiento provisional ydespus de arrancado el estril y la capa inferior se utilizan escalera que consistenen un cpiz y mximo dos parales debido a que el estril sacado se va

depositando en el espacio vaco dejado por el arranque y la madera utilizada enestas escaleras se pierde o no es recuperable.

Foto 5. Nivel 3 norte, tambor 13

Cuadro 4. Sostenimiento adoptado en el inclinado 7

LABOR TIPO DESOSTENIMINETO

SEPARACIN(m)

DIMETRO DE LAMADERA (m)

OBSERVACIONES

Inclinado deTransporte

Puerta Alemana 0.8 1 0.18 - 0.20 Madera especial.

Tambores ysubsubguas

Cuadro, estemples concabecero

0.80 - 1.0 0.15 0.2 Madera especial ycorriente.

Descues Cuadros y estemples concabecero

0.8 1.0 0.18 0.2 Madera corriente

Fuente: MINA SAN JOS. Programa de sostenimiento. San Jos de Ccuta: MinaSan Jos, 2011.

Sistema de ventilacin actual. El sistema de ventilacin actual del sector del

Inclinado 7 se realiza por tiro natural, entrando el caudal de aire por el Inclinado 7con un promedio de 11.91 m3/s, segn los aforos de ventilacin, este caudal esdistribuido por todos las labores mineras, debido que no tiene un sistema devendas que direccione el caudal de aire, luego el aire es tomado por losventiladores auxiliares que se encuentran en los niveles o en las subguas, conuna potencia aproximadamente de 3 a 4 HP y un suministro de energa de 440 V;la finalidad de los ventiladores es llevar suministro de aire a los frentes de


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explotacin y a los frentes donde se estn realizando labores de preparacin(Tambores y subguas), por medio de ductos de polietileno con dimetros de 20 y10 para disipar los gases productos de la voladura, provisionando el sector conoxigeno para que la atmsfera minera sea confortable; el aire viciado es

conducido por una de las subguas del sector Norte del Inclinado 7 que comunicaal inclinado 6 para la evocacin de este a superficie.

Actualmente el sistema de ventilacin presenta falencias, debido que no tiene uncircuito de ventilacin establecido en el sector del Inclinado 7, as mismo nocuenta con un caudal apropiado que garantice las condiciones ptimas en laatmsfera minera, por consecuencia al sistema de ventilacin natural utilizado eneste sector.

Sistema de desage. El desage del Inclinado 7 de la mina se realiza conelectrobombas de capacidad entre 5 y 20 caballos de fuerzas (Hp), utilizandotanquillas cada 100 m hasta evacar el agua hacia superficie a la cual se le haceun tratamiento especial con filtros para luego ser utilizada en bateras sanitarias dela mina; Los filtros se encuentran apoyados sobre una plataforma en cemento de 8m2, con cubierta en lmina de zinc y columnas cilndricas no terminadas conamarre metlico a tubera rectangular del techo. Tanque de almacenamiento.Construido en mampostera y empaetado en cemento, los tanques plsticos seapoyan sobre un planchn en viga doble T.

Foto 6. Filtros y tanques de almacenamiento

Alumbrado y sealizacin. La energa elctrica llega a la mina San Jos desdela lnea principal de conduccin elctrica que va hacia san Faustino, en el sitioconocido como Villa Lobillos parte la lnea de alta que conduce 13000 Voltios.


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Llegando al transformador del taller de la mina que la transforma a 400 v y 200 v yla dirige hacia la bocamina del inclinado en estudio.

La sealizacin que se utiliza en el sector de estudio se realiza con materialreflectivo, dicha sealizacin nos indicas las rutas de evacacin, nomenclatura delas labores, distancias dentro de los niveles al inclinado principal, normas deseguridad. Adems cuenta con un sistema de seales auditivas por medio detimbres que se utiliza como orientacin de la evacacin del carbn mineral asuperficie.

Foto 7. Alumbrado y sealizacin


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7.3 OPERACIONES MINERAS

Sistema de arranque. El avance de las distintas labores de desarrollo,

preparacin y explotacin se realiza mediante una forma manual con la utilizacinde herramientas de picos de hierro, no obstante se utiliza el sistema de voladuracon Indugel plus AP y espoletas.

El arranque se realiza en forma selectiva primero la capa superior del manto,luego la intercalacin y finalmente la capa inferior, y en algunos casos se inviertendicho orden, teniendo como referencia el espesor de la intercalacin que no esconstante, y as mismo las condiciones de techo.

Sistema de transporte estril y carbn. El transporte del carbn mineral dentrode la mina se realiza de la siguiente manera, los coches de capacidad de 1 tonque estn ubicados en los niveles, son cargados de forma manual (pala), estosllevan el mineral a unas tolvas internas localizadas en las intersecciones de losniveles e inclinado. El mineral se descarga al coche principal que tiene unacapacidad de 4 ton, ubicado en el inclinado y por medio de un malacate motordiesel de 360 hp de potencia que se encuentra en superficie es sacado dichocoche. Llevando el carbn a la rumbn respectivo, con capacidad de 70 ton.

En cuanto al transporte de material estril es muy poco, debido por las proyeccinde las diferentes labores se disponen de espacios (bolsillos) que tienen como finque la roca de intercalacin sea encajada en estos lugares; es decir, el inclinado,las subsubguas y los Tambores tienen un ancho suficiente para que la roca sedeposite all en la medida que se va avanzando. Solo cuando se realizan trabajosde mantenimiento, desabombes o ensanches en la va de transporte u otroslugares del los Inclinados se evaca este material a superficie, el cual esdepositado en los lugares dispuestos para tal fin y en algunos casos como rellenoen el mantenimiento de las vas de acceso a la mina. Es claro entonces que elmanejo de este material estril en superficie es mnimo.

Personal. El personal accede a pe, al sector del Inclinado 7 a travs del nivel 0,su bocamina tiene un sostenimiento de mampostera y una seccin de bveda locual tiene un rea de 3.83 m2, posteriormente, el sostenimiento se realiza pormedio de madera puerta alemana con corte sencillo, separada cada 1 m a 1.5 m.Luego bajan por la ruta del personal que van en sentido del buzamientocomunicando los niveles (N1, N2, N3), y ubicada en la parta Norte del sector delinclinado.


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El promedio que se toma el personal para bajar al nivel 3 que es la labor msprofunda es de 30 minutos, y para subir a superficie es de 60 minutos.

Foto 8. Bocamina de acceso del personal

Sistema de cargue. El cargue del carbn mineral se realiza de forma manual(pala) posteriormente es cargado por medio de carreta que tienen una capacidadde 210 kg que son cargados desde los diferentes frentes activos (Tambores ysubguas) y es llevado a los cargadores internos o centros de acopio internosubicados a lo largo de los distintos niveles; para el cargue de los coches se cuentacon dos personas o cocheros.

Sistema de descargue. Frente a la bocamina se encuentra el malacate y la tolvade almacenamiento de mineral.

El malacate se encuentra soportado en una estructura de acero, compuesta porcolumnas y cerchas en perfil doble T, la estructura posee arriostramientos en vigasmadera.


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Foto 9. Malacate inclinado

El rumbn de almacenamiento de mineral descargado del coche, est construidaen mampostera con un rea aproximada de 135 m2, columnas y vigas de amarreen concreto reforzado. La zona de descargue de la tolva se encuentra ubicada enlas coordenadas 1.178.825E, 1.377.235N. En su frente posee pasarelasmetlicas para el personal y 3 boquillas metlicas para el paso de mineral y elcontrol de descargue.

Foto 10. Rumbn de almacenamiento

Produccin y rendimiento. La produccin mensual promedio del sectorestudiado es de 2800 ton, sin tener en cuenta los dems inclinados activos,contando una totalidad de 62 personas el campo operativo, trabajando 8 horasdiarias y 22 das al mes, la mina San Jos en su totalidad produce 4500 ton/mes,as que el sector con un mayor ndice de produccin es el Inclinado 7.


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El rendimiento promedio de produccin del sector es de 15.9 ton. H/turno.

Higiene y seguridad Minera. La empresa Consorcio Minero de Ccuta Mina

San Jos, cuenta con Reglamento Interno de Trabajo y Reglamento de Higiene ySeguridad, como lo exige el Ministerio de la Proteccin Social; adems, elPrograma de Salud Ocupacional es actualizado anualmente. De igual forma laempresa cuenta con asesora en Salud Ocupacional y Seguridad Industrial porparte de la empresa Prevenir S.O. Ltda. Todos los trabajadores se encuentranafiliados a la seguridad social, tal como lo exige la legislacin colombiana.

En la mina se encuentra constituido el Comit Paritario de Salud Ocupacional porparte de los representantes de la empresa y los trabajadores, quienes se renenmensualmente para definir los lineamientos a seguir para la seguridad y salubridadde los integrantes de la empresa. Adicional a esta reunin se realizan asambleasquincenales con todo el personal operativo y administrativo con el fin de conocertodas las novedades ocurridas transcurrido este periodo de tiempo.

La empresa cuenta con elementos de primeros auxilios, operados por el Dpto. desalud ocupacional y miembros de brigadas. Dentro de las asesoras prestadas porPrevenir S.O Ltda., se encuentra la capacitacin del personal en primeros auxiliosy brigadas de emergencias, con el fin de organizar al personal frente a cualquiereventualidad.


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8. ANLISIS DE LA ATMSFERA MINERA Y CLCULO DE SUSPARMETROS

8.1 ORIGEN Y FORMACIN DE LOS GASES

El aire atmosfrico es una mezcla de una serie de gases, cada uno de los cualestiene propiedades fsicas y qumicas propias.

Cuadro 5. Composicin del aire puro seco

Gases % en Volumen % en MasaNitrgenoOxgenoDixido de Carbono

Argn, helio, nen, etc.

78,0920,950,030,93

75,5323,140,0461,284

La densidad del aire a nivel del mar y a 21 grados centgrados es de 1,2 Kg/m3.

En atmsferas normales, el aire seco no existe ya que normalmente contiene unporcentaje variable de vapor de agua (0,1 y 4% de su masa); Fuera de estoscomponentes normales el aire de las minas subterrneas contiene otrasimpurezas que son provenientes de:

Humos y gases de voladuras.

Gases de las mismas formaciones.

Polvo proveniente de las labores mineras.

CO2 producido por la respiracin del personal.


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Los principales contaminantes del aire son: monxido de carbono (CO), gascarbnico (CO2), metano (CH4), gases nitrosos (NO + NO2), anhdrido sulfuroso(SO2), los polvos de rocas y en los casos de los minerales radioactivos, el Radny el Torino que son los istopos radioactivos, de vida corta, provenientes de la

desintegracin de los istopos de radio pertenecientes a las familias de actinio ydel torio. Estos componentes del aire pueden representar un peligro, tanto por supropia nocividad como por la disminucin de oxgeno que ocasionen.

8.2 MEDICIN Y CONTROL DE GASES

En el sector de estudio y en la mina en su totalidad, la mediciones de gases serealiza por medio de multidetectores de gases M40M de la industria cientfica, estemultidetector tiene cuatro censores inteligentes que nos miden los gases comunesque se pueden presentar en una atmsfera minera como: CH4, CO, O2 y H2S, locual es importante tener un monitoreo diario de estos gases para saber si laatmsfera minera es apta para los trabajadores y estar al tanto de la ventilacin;en el sector estudiado, se lleva un control permanente de los gases, dentro de lamina hay puntos estratgicos donde son anotados diariamente la concentracin delos gases, fecha, hora y responsable de quien tomo la lectura, no obstante, seregistra la lectura de los gases diariamente en un folio para sacar una estadstica yobservar las variaciones que se presente en la atmsfera minera.

Foto 11. Multidetectores M40M

El estudio que se realiz se destaca al no encontrar concentraciones de metano(CH4), ya que en la mina San Jos, no se presentan concentraciones de este gastan peligroso y difcil de manejar, lo que es una gran ventaja para la seguridad dela mina en su totalidad.


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8.3 INFLUENCIA EN EL CLIMA EN EL CUERPO HUMANO

Los trabajos en minera subterrnea se generan algunas condiciones climticas

que, aunque influidas por el clima externo difieren normalmente de este. Lostrabajadores en estas reas estn expuestos a un ambiente trmico agresivo quepuede ocasionar daos a su salud.

El deseo de estar confortables en nuestros puestos de trabajo, (de no pasar frio nicalor) es un objetivo natural que todos perseguimos, la mayora de los trabajospueden y deben realizarse en un ambiente confortable, donde no se percibanfluctuaciones trmicas.

Es importante destacar que la sensacin trmica es algo distinto de la temperaturatal como se define en termodinmica. La sensacin trmica es el resultado de laforma en que el cuerpo humano percibe la temperatura de los objetos y delentorno, y no un reflejo fiel de la temperatura real de las cosas.

1. Temperatura seca. ts.

2. Temperatura Hmeda. th.

3. Temperatura radiante.

Los efectos que se percibe en el cuerpo humano por humedades relativas altas ytemperaturas son: estrs por calor o golpe de calor, disturbios nerviosos, cambiosemocionales, agotamiento por calor, trastornos renales, aumento de respiracin,deshidratacin, etc.

En el clima minero tambin debemos tener en cuenta un parmetro muyimportante que es la velocidad del caudal de aire Va, que debe ser apropiadapara disminuir las altos porcentajes de humedad relativa; obteniendo los registrosde ts, th y va, se puede calcular la temperatura efectiva por lo cual el Decreto1335 de Seguridad en las Labores Subterrneas, dispone el tiempo depermaneca de un trabajador.


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Cuadro 6. Tiempo de permanencia de un trabajador en horas segn latemperatura efectiva

Te ocTiempo de permanencia

(horas)28 Sin limitacin29 Seis (6)30 Cuatro (4)31 Dos (2)32 Cero (0)

Fuente: COLOMBIA. MINISTERIO DE MINAS Y ENERGA. Decreto 1335. (15,julio, 1987) Mediante el cual se expide el reglamento de seguridad en las laboressubterrneas. Bogot: El Ministerio, 1987.

8.4 POLVO

Las contaminaciones ambientales en la atmsfera minera por el polvo de carbnes debido a las distintas operaciones como en el arranque, cargue y transporte ylas voladuras que realizan; al generar las partculas de polvo por las operacionesmecanizadas, estas son transportadas por la corrientes de ventilacin permitiendoconcentraciones locales de polvo y posterior depositacin de carbn finsimo enaquellos sitios dnde la velocidad del caudal de aire disminuye.

Estos lechos de polvo pueden ser puestos en suspensin formando una nueve encualquier momento, ya sea por una explosin de metano, manipulacionesrepentinas, vibraciones y en el caso ms delicado por el incremento de lavelocidad del caudal de aire (mayor a 5 m/s), en presencia de una chispa caliente,no obstante las partculas de polvo puede generar efectos nocivos

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MODELO MATEMÁTICO PARA EL MEJORAMIENTO DEL CONFORT Y CALIDAD AMBIENTAL DE LA MINA SUBTERRÁNEA