RESUMENEl contenido del trabajo de tesis se organiz en cuatro partes o Captulos que a continuacin haremos mencin: La primera parte contiene una descripcin geogrfica y estado de las minas. En la segunda parte describimos la Geologa Regional y Local de las zonas en estudio y se realizaron los respectivos planos topogrficos de actualizacin de las minas. En la tercera parte o cuerpo del trabajo principal que es la seleccin de los mtodos de Explotacin para las Minas El Mortio y la Mina Sanoha, Se hace una descripcin concienzuda y detallada de cada alternativa, informando los requerimientos para su aplicacin y las ventajas como los inconvenientes o limitaciones.En la cuarta y ltima parte hacemos un estudio econmico para verificar la viabilidad del proyecto minero y mirar las formas de su financiacin. Tambin damos unas pautas de estrategias de mercadeo pues la empresa adems de la explotacin del Carbn, una de sus grandes banderas es la comercializacin del mismo.INTRQDl ICC IONEste trabajo fu realizado dm aouerdo a nuestro principal objetivo qu es seleccionar uno o varios mtodos de Explotacin que se adaptarn a diferentes situaciones Geolgicas, Estructurales. Creemos que lo hemos logrado, mostrando diferentes alternativas que tienen parmetros comunes y que son flexibles para adoptar cualquier cambio.Hemos combinado la experiencia de trabajo d personas totalmente empricas oon la idoneidad y la exactitud de la parte terica y del calculo matemtioo para poder tener una base bastante fundamentada en las propuestas y diseos aqu propuestos. Nosotros nos hemos oonoentrado en mtodos de Explotacin aplicables a mantos de Carbn con fuertes buzamientos y tambin a mantos donde son casi horizontales porque en las minas a estudio tenemos una gama de todo tipo de buzamientos y situaciones de estabilidad e inestabilidad de los mantos. Tambin hemos oaloulado detalladamente los sistemas de sostenimiento y algunas labores adicionales a la explotacin.Tratando de buscar soluoiones para las diferentessituaciones que se presentan a diario en las minas aqu mencionadas se vi la necesidad de realizar este trabajo para que cumpliera con las espectativas propuestas por la empresa MINERALES SANOHA LTDA.Es importante anotar que el proyecto aqu presentado es el resultado prctico de un proceso de organizacin empresarial donde se combinan la recursividad y la mpiricidad del pequeo minero, con la ingeniera y capacidad organizativa del profesional en minas, y ms que un proyecto es un banco de datos comprobados, que puede servir como base a la organizacin de explotaciones mineras que muy pronto va a necesitar la regin con los nuevos planes de expansin Carboelctricas .1 ASPECTOS generales1.1 LOCALIZACION1.1.1 Mina SanohaSe encuentra ubicada al NW del municipio de Mongu en la vereda Reginaldo, a 4,6 Km del casco urbano. Ver figura 1. Para su localizacin geogrfica se dejaron all dos mojones cuyas coordenadas son:TABLA 1.Coordenadas MinaSanoha

MOJONXYCOTA*

UNO1 * 125.769,661*134.411,422929,42

DOS1*125.809,251*134.196,392929,32

BM-11*125.867,481*134.335,392976,27

BM-21*125.826,991*134.227,022931,37

BM-31*125.757,001*134.207.502929,39

* MSNM (metros sobre elnivel del marT~

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La propiedad minera tiene una rea de 6,7 Ha y su ubicacinsiili

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"GURA i LOCALIZACION GEOGRAFICA MINA SANCHAsegn el Instituto Geogrfico Agustn Codazzi se encuentraen la plancha 172 - ttt n111 C -*2 con una escala de1:10.000.no1.1.2. Mina el MortiSe encuentra ubicada al Este del municipio de Corrales en la vereda de Reyes Patria. Ver figura No. 2. Para su localizacin geogrfica se dejaron all unos mojones cuyas coordenadas son al igual que las bocaminas como vemos en el siguiente cuadro:TABLA 2. Coordenadas Mina El MortioMOJONXYCOTA*UNO1*136.574.81*139.077.62884.05BM-11*136.633.581*139.173.062898.95* MSNM (Metros Sobre el Nivel del Mar)La licencia Minera tiene una rea de 17*083 Ha. y su. ubicacin segn el Instituto Geogrfico Agustn Codazzi es en la plancha No. 172 - III - B - 1 a una escala de1:10.0001.2. RASGOS FISIOGRAFICOS1.2.1. Vas de comunicacin1.2.1.1 La minar' Saioha se encuentra comunicada con la localidad de mongu por una carretera afirmada aproximadamente a 4,6 Km del casco urbano y de ah a los principales centros de consumo por vas pavimentadas, tambin se puede llegar por la^focal idad de Morc por una carretera afirmada en muy buen estado, lo que hace que sea un sitio estratgico para su comercializacin.1.2.1.2 La mina el Mortio se encuentra comunicada por carretera afirmada por una desviacin de la carretera que comunica al municipio de Sogamoso con el municipio de Corrales en el sitio denominado el Bujo en una distancia aproximada de cuatro Km.1.2.2. Hidrografa y Clima1.2.2.1. El clima presente en la mina Sanoha puede considerarse como fro de pramo, con altitudes que alcanzan los 3.200 m.s.n.m., y temperaturas entre 10C a 8C. y en su periferia tiene una exuberante vegetacin de rboles nativos y un bosque de eucalipto.En est zona existe corrientes superficiales que durante todo el ao mantienen sus caudales; aunque estas pequeas corrientes no son de mayor importancia y no afectan las labores mineras.1.2.2.2 En la mina el Mortio el clima se considera como fro de pramo con altitudes de ms de 3.000 m.s.n.m. y temperaturas que oscilan entre 10*C y 8#C; en sus alrededores tiene una zona muy despejada y de poca vegetacin se encuentran algunos arbustos nativos, la zona es muy utilizada para la agricultura.Cuenta con corrientes superficiales que solamente llevan caudal en pocas de invierno y no afectan en ninguna forma las labores mineras.1.3. SITUACION JURIDICARespecto a la situacin jurdica de las minas Sanoha como el Mortio , se adelantan los trmites correspondientes ante ECOCARBON para definir y poder ampliar las reas de explotacin. Buscando con esto hacer unos planeamientos a mediano y largo plazo.La mina Sanoha cuenta con su respectiva solicitud de contratacin y se est buscando una ampliacin de la zona, mientras que en la mina el Mortio se est diligenciando el rea de explotacin ante ECOCARBON, ver plano No. 1.2, TOPOGRAFIA Y GEOLOGIAEl objetivo de la topografa y geologa es el de tener la mayor informacin posible acerca de la superficiej_ como el comportamiento bajo tierra de los diferentes paquetes estructurales, para poder as realizar un planeamiento muy real y detallado de todas las actividades mineras.2.1 LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO2.1.1 Superf icie2.1.1.1 Mina Sanoha:El levantamiento topogrfico se realizo para obtener el polgono de la solicitud de contratacin diligenciada ante ECOCARBON, ver plano 1, la cartera topogrfica la podemos ver en el Anexo 1.2.1.1.2 Mina el Mortiflo:La cartera de topografa la vemos en el Anexo 2, en el plano se detalla el polgono de la solicitud de contratacin, ver plano 2.2.1.2 Bajo Tierra2.1.2.1 Mina Sanoha:Lacarteratopogrficalavemos enel Anexo 3. El levantamiento se realizo en la mina tres y se enlazo con la mina dos, el nombre de mina tres o mina dos, se le da a cada mina o bocamina correspondiente. Se levantaron todos los nivelesenlos dos mantosquecorresponden a estas bocaminas,delabocamina doshaciaarriba ya se encuentra explotado. En el plano se detalla los tambores, cruzadas y todos los niveles ya desarrollados. Ver Plano NQ 3. Tambin se muestra una vista de perfil del corte A - A*.2.1.2.2 Mina el Mortio: La carteradetopografa lavemosen el Anexo 4. El levantamiento se realizo en el manto que actualmente se esta explotando, en este podemos ver todos los niveles que actualmente se estn desarrollando lo mismo que sus tambores e inclinados que se estn avanzando y una vista en perfil del corte A - A*. Ver plano NQ 4.2.2 GEOLOG A REGIONAL2.2.1 Mina Sanoha8

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El trabajo de campo se hizo para un buen conocimiento de la continuidad y variabilidad lateral de los mantos de carbn, como tambin para un buen conocimiento de las diferentesestructuras en la zona de estudio. Ver Plano 2.Estratigrficamente afloran rocas sedimentaras cuyas edades varan del Maest r icjht iano al Paleoceno como son los las formaciones Ermitao (Ke), Guaduas (Kg), Socha Inferior (Ts i), Socha Superior (Tss) y el Cuaternario (Q) que pertenece al reciente. Ver Columna estratigrafica general en la Figura 3., que se encuentra en la seccin de Planos.2.2.1.1 Formacin Ermitao (Ke). En el rea superior que la vemos en la parte inferior del plano, afloran el conjunto superior constituido por areniscas cuarzosas duras de color blanco, grano fino con un alto contenido de glauconita, presentan una estratificacin gruesa y contina, est en estado concordante con la formacin Guaduas.2.2.1.2 Formacin Guaduas (Kg). Formacin carbonfera por excelencia y objetivo de nuestro estudio, pertenece al Cretceo Superior (Maestrichtiano). En el rea estudiada la formacin est constituida por dos miembros que son el Guaduas Superior y el Guaduas Inferior.- Guaduas Inferior:Conformadocasiensutotalidadpor#

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arci1 lo 1 i tas pizarrozas de color negro con pequeas intercalaciones de areniscas de grano fino; se conoce con el nombre de Guaduas Estril y est separado del Guaduas Productor por el paquete de areniscas de grano fino, matrizare i 11 osa.Este conjunto alcanza una potencia de 190 m.- Guaduas Superior:Limitado en la base por la arenisca yen la parte superior por la formacin Socha Inferior.Este miembro est compuesto en su mayor parte por arcillolitas masivas grises bien estratificadas; arcillo!i tas carbonceas las cuales acompaan frecuentemente al carbn; Las areniscas presentes hacia la parte media de este miembro son tpicamente lajosas de grano fino a medio y miden alrededor de 12 m. Este miembro se distingue principalmente por la presencia de mantos de carbn explotables econmicamente en un numero de 8 a 10 y cuyos espesores varia de 1 a 3.5 m., el espesor total de este miembro es de 230 m.2.2.1.3 Formacin Socha Inferior (Tsi). Esta formacin aflora formando grandes escarpes pertenece al Paleoceno; Compuesto por bancos potentes de areniscas de grano grueso a conglomertico, presentan estratificacin cruzada, se tiene en cuenta por su continuidad regional como gua estratigrfica y estructural.2.2.1.4 Cuaternario (Qal).Est representadoprincipalmente por depsitos aluviales, presentando cantossubredondeados a redondeados de dimensiones variables, embebidos en una matriz arci1lo-arenosa predominantemente, los cantos estn constituidos por areniscas de grano fino provenientes de las formaciones Cretcicas.2.2.2 Geologa Estructural Mina SanohaLa deformacin de la serie sedimentara es una combinacin de pliegues y fallas, se conserva una orientacin general NE - SW de los mayores plegamientos Ver Plano NQ 2.La principal estructura presente es el sinclinal de Reginaldo, fallas en su parte axial, tiene una direccin aproximada de N 43* E y desplazada por la falla de Tpaga. La mina se encuentra sobre flanco oriental que buza 60 SE y est truncada por la falla de Mongu.Las principales fallas son de tipo inverso, entre las cuales tenemos la falla de Tpaga y Mongu, en esta la formacin Socha Inferior se sobre escurre en la formacin Socha Superior, esta falla es desplazada hacia el Noroeste por la falla de Matayeguas; la segunda es paralela a la anterior o sea direccin Noreste, pone en contacto fallado las formaciones Guaduas y Ermitao; el desplazamiento vertical de estas es bastante grande y son las causantes de la tectnica de la regin y por ende de la zona carbon f era.2.3 GEOLOGA I.ODeta 11 aremoM la canmon 1 itol|iooi ms importantes de los afloramientos! presentes* as como las principales estructuras encontradas dentro de la mina Sanoha.2.3.1 EstratigrafaLas rocas aflorantes pertenecen en su mayor parte al Guaduas Superior* Ver columna est ratigrafica local Plano No 2.La parte inferior esta constituida principalmente por arcillolitas alternando con mantos de carbn que segn los espesores de los afloramientos son explotables* el rumbo de esta secuencia de mantos es de N-*58*-E. pero vara bastante en el buzamiento* el espesor total es de 49*60 m; seguida de una sucesin de arcillolitas grises bastante meteorizadas* con presencia de oxidos de hierro hacia la parte media, sta tiene un espesor total de 69*80 m.; por ltimo tenemos la secuencia carbonfera superior donde se encuentra alternancia de arci 1lolitas, limolitas* areniscas y mantos de carbn explotable* entre los cuales esta la Grande y la Pequefla, esta secuencia tiene un espesor de

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36,0 m. aproximadamente.2.3.2 Geologa Estructural Mina SanohaSe encuentra ubicada en el flanco oriental del sinclinal de reginaldo y est afectada por numerosas fallas como la de Tpaga, la de Mongu, la de Matayeguas y la de reginaldo. Ver Plano No. 2.La principal direccin estructural es de N-44#-E. con un buzamiento de 68 NW. Estructuralmente la mina es afectada por el fallamiento regional, produciendo un alabeo de los estratos, este fenmeno se observa dentro de la mina donde los mantos de carbn cambian la inclinacin de NW a 72*SB, pero debido al alto grado de inclinacin no incide en las labores mineras y en el mtodo de explotacin ya que este fenmeno es local, pero si produce un fallamiento en el nivel 3, con un desplazamiento de unos 4 metros y es casi perpendicular a los estratos, esto no incide en el manto grande pero si se puede perderse en el pequeo, una alternativa para seguir los mantos es pasar la falla en el manto grande y hacer una cruzada a encontrar el manto pequeo, pues el espesor de la roca es de aproximadamente6,0 m. y as poder continuar las labores.- Descripcin de la mina Sanoha.Se encuentra ubicada en el miembro superior de la formacin Guaduas, se distingue por la presencia de numerosos mantosde carbn explotables, utilizados para funciones trmicas espee ialmente.Dentro del rea de la mina se localizan dos (2) mantos de carbn denominados de abajo hacia arriba de la forma siguiente como se detalla en la Tabla 3.TABLA 3.Relac inDetallada deMantos

MANTOESPESOR (m)

PARCIALTOTAL

LA GRANDE0,30C ^

0,08R

1,40c /

0,05R

0,67C 72,50

LA PEQUEA1,80C1,80

R = ROCA,C * CARBN22

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Este grupo de Carbones tiene un rumbo que vara entre N-35 -E y N-48-E lo mismo que sus buzamientos entre 51* NW a 68*NW hacia la quebrada de chisis cambia la inclinacin a 72*SE. Esto se debe al alabeo de los mantos producido por la accin de las diferentes fallas presentes en el rea? los mantos en general no sufren rompimientos y tienen gran continuidad lateral en el espesor; actualmente estn en preparacin y son la base econmica de la mina.Los respaldos presentan estras de deslizamiento pero tanto el techo como el piso se comportan en su mayor parte estables, compuestos por arcillolitas grises, la alta inclinacin de los estratos tambin es un factor importante para su estabilidad.Para la clasificacin de los carbones daremos las pautas como se elaboraron:La recoleccin de las muestras se efectuaron en el patio de almacenamiento del carbn y los anlisis inmediatos fueron realizados por el laboratorio de carbones del IRME. Los resultados estn descritos en la Tabla 4.Los anlisis se hicieron en base seca, estos resultados nos sirven para clasificar el carbn en trminos de Trmicos o Coquizables, como hay una gran variabilidad de clasificacin de carbones nosotros utilizamos el sistema de clasificacin por rangos de la American Standards for Testing Materials (ASTM).El rango es el estado alcanzado por un carbn en el curso de la carbonificacin. Para la clasificacin ASTM tenemos en cuenta: Los anlisis de carbono fijo, materia voltil y el poder calorifico.

TAHLA No 4. Kenultados de Anlisis InmediatoANA 1,1 SISRESULTADOSHumedad2,41%Cenizas5,04%Material Voltil44,77%Carbono Fijo47,78%Azufre0,98%Poder Calorfico7689,6cal/gmF. S. I.111 mueatreo serealiz enelpatioporsermssignificativo y ms real por que all es donde se realiza el manejo del mineral; de acuerdo a los resultados del laboratorio mostrados en la Tabla 4. retomamos los s iguentes tMaterias voltiles*44,47%Carbono fijo*47,78%Poder Calorfico 7689,60 Cal/gm.Trasladamos estosresultadosalatabladelaASTMClasificamos el carbnexplotable delamina Sanoha como Orupo:Bituminosoalto voltilesB clase:Bituminoso#

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Carcter:Comnmenteaglomerante.2.4 CALCULO DE RESERVAS MINA SANOHALa cubicacin del mineral se realiz teniendo en cuenta el rea establecida por los linderos de la mina, lo mismo que el plano topogrfico bajo tierra, que se levant en las labores mineras realizadas. En la cubicacin tuvimos en cuenta los siguientes parmetros:El rea:que esta determinada por la longitud en elrumbo (LR) y longitud en el buzamiento (LB) , valores medidos en metros lineales.- El espesor:determinado por medida directa insitulimitada por los respaldos ( techo, piso ), valores medidos en metros lineales. La densidad:esteparmetroenelcarbnesvariable,por que depende de la clase de mineral segn su clasificacin} para nuestro caso tomamos una densidad de 1,3 gm/cm5 para asi poder tener un buen margen de seguridad. Las intercalaciones:esundatomuyimportanteporqueel tonelaje puede variar en una gran proporcin de acuerdo al espesor de stas; para nuestros clculos descontamos los espesores mayores a 4 cm y que sean continuos.- Las toneladas netas:sontoneladastotalesdelrecurso. Toneladas explotadas:sonlas toneladas ya extradas porlabores mineras como galeras, tambores, sobreguias, etc., generalmente esta extraccin se calcula en un 25% de las toneladas netas. Toneladas de reserva:son las que nos interesan para el clculo de la vida til de la mina y ste se obtiene de la diferencia de las toneladas netas y las toneladas explotadas.TONELAJE * LR (m) * LB (m) * e (m) * 6 (tn/m3)donde LR =longitudenelrumboLB =longitudenelbuzamientoe *espesor8 =densidad2.4.1 Reservas Probadas o MedidasSon aquellas cuya cubicacin se ha establecido con base a muestreo anlisis y mesuras de afloramientos en forma tal que la calidad espesor y extensin de los mantos carbonferos estn definidos con la mayor exactitud posible, teniendo en cuenta los linderos de ste. Ver Tabla 5.TABLA 5. Clculode ReservasProbadas25Mina Sanoha

PARMETROSMANTO LAMANTO LATOTAL

GRANDEPEQUEA( m )

Long en el rumbo290 m280 m

Long en buzamiento73 m50 m

Espesor2,37m1,6 m

Metros cbicos50172,922400,0

Dens idad1,3 t/m31,3 t/m3

Toneladas Netas65224,7729120,094344,77

Ton Explotadas16306,197280,023586,19

Ton de Reserva48918,5821840,070758,58

2.4.2 Reservas Probables o IndicadasSon aquellas cuya calidad y cantidad se han definido, en parte, por medio de anlisis de muestras y mesura y en parte, con base en proyecciones e interpretaciones Geolgicas razonables teniendo en cuenta la ultima labor minera. Ver Tabla 6.TABLA 6. Clculo de Reservas Probables Mina SanohaPARMETROSMANTO LAMANTO LATOTAL

GRANDEPEQUEA(TON)

Long en el Rumbo300 m300 m

Long buzamiento100 m100 m

Espesor2,37 m1,60 m

Metros cbicos7110048000

Dens idad1,3 t/m31,3 t/m3

Toneladas Netas9243062400154830

Ton Explotadas000

Ton Reserva9243062400154830

Como resultado de reservastotales tenemos: Reservas Probadas=70758,58Toneladas Reservas Probables*154830,00Toneladas Reservas Demostradas=225588,58Toneladas2.4.3 Reservas Inferidas

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Su estimacin se basa en conocimiento Geolgico del rea y vemos que el sitio de explotacin por su posicin y su estratigrafa las alternativas de sitios de explotacin son halagadoras ya que al Noroeste del rea afloran tres (3) mantos cuyos espesores son bastante buenos para suexplotacinaunque inferiores a los ya preparados y en la parte Noreste segn secuencias de otras minas se encuentran otros mantos superiores, los cuales se pueden localizar tambin en la mina. Como vemos las alternativas son bastantes probables.2.5 CALCULO DE RESERVAS MINA EL MORTIOPara el clculo de reservas da la mina se cubic el minera 1

teniendo eni cuenta el rea establecida por el lindero dela

mina y ellevantamiento topogrfico bajo tierra quese

realiz enlas diferentes labores mineras. El tonelajese

calcul deacuerdo a la frmula:

Tonelaje =LR (m)* LB (m)* e (m)* 8 (ton/m3)

Donde: LR= Longitud en el rumbo

LB= Longitud en el buzamiento

eg Espesor

6= Densidad.

Estos parmetros ya fueron explicados en el numeral 2.4.2.5.1 Reservas Probadas o MedidasSe calcularon teniendo en cuenta la mesura y anlisis de afloramiento, lo mismo que se midieron las labores minerasCaudal totalQf - 2 Qi-3.11.1 Ventilacin Mina Sanohapara el clculo de ventilacin de esta mina se tuvieron e cuenta diferentes variables al tiempo que se tomaron dato del rea, seccin y velocidad de aire en diferentes punto de la mina.I 3.11.1.1 Clculo del caudalEl clculo de caudal necesario para esta mina esta determinado de acuerdo a los siguientes parmetros: q =Volumen de gases =5m3/Tonp =Norma delCHj = 1%n =Nmero depersonas=15t =Seccin =3,06 m2Donde el caudal sera:t s seccin de la Via113

t s seccin de la Via113

Q] = 25,73 m3/min = 90 mVninrt g 47 m3/ min114QjCaudal Total 2 Q a 162,7 m3 /min,3.10.1.2 Calculo de Prdida,3iaasPrFricciny ChoqueLa determinacin de prdidas por friccin del sistema J calculamos de acuerdo a una caracterstica de:s 186 x 104 N seg3/m4.Calculamos la Resistencia equivalente o caracterstica:K *ss 7 m. .aR *A3Donde: O = PermetroA = Area = 3,06 nr 1 = Longitud del tramo * le m Longitud equivalente por choqueK = Caracterstica Req = 473 N seg3/mSCon un caudal de Qr = 162,2 m3/min = 2,71 m3/segin de Hpdrdid. d. ",P s 341.19 m