TRABAJO DE INVESTIGACION BIBLIOGRAFICA Y APLICACIÓN DE CONOCIMIENTOS DE DESARROLLO Y PREPARACION A PARTIR DE LA INFORMACION RECOLECTADA EN LA PRÁCTICA REALIZADA EN LAS INSTALACIONES DE LA MINA EL UVO DE ACERIAS PAZ

DEL RIO

PRESENTADO POR:RICARDO DAVID CERCHIARO VASQUEZ

JAIME ALFONSO MUÑOZ GONZALEZLEIDER ERLITH FLOREZ AGUAS

CARLOS ANDRES GRANADOS ZEA

DIRIGIDO AINGENIERO DE MINAS

TOBIAS CHAVEZ

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIAESCUELA DE INGENIERIA DE MINAS

DESARROLLO Y PREPARACION BAJO TIERRASOGAMOSO, BOYACA

12-OCT-2013

INTRODUCCION

La mina el uvo se encuentra localizada en el Dpto. de Boyacá, a 4 Km. al NW del municipio de paz del río, el mineral que explota es hierro y tiene una producción diaria de 1650 ton. De mineral de hierro. La mina de hierro se viene explotando desde el año 1957 y aún falta por explotar 80 millones de Toneladas.

La gran extensión del yacimiento al igual que las características geológicas y estructurales que presenta, hacen que la mina sea dividida en bloques, permitiendo identificar las zonas donde se adelantan cada uno de los trabajos, en donde se pueden distinguir los distintos espacios de explotación.

La Empresa Paz del Rio requiere para su proceso siderúrgico de materias primas como hierro, carbón y caliza con especificaciones de calidad muy bien definidas, dentro de los rangos exigidos en la fabricación de acero, parámetros que se han establecido gracias a investigaciones y al desarrollo de la siderúrgica desde su inicio hasta hoy.Para la explotación legal, técnica y racional de estos minerales, el estado ha otorgado a Minas Paz del Rio derechos de exploración y explotación en diferentes áreas, según contrato de concesión para hierro; además existen otros contratos en etapa de legalización.

OBJETIVOS

OBJETIVO PRIMARIO Establecer, y evaluar las labores de desarrollo y preparación empleadas en la

mina de hierro el uvo y así mismo todos los aspectos relativos que devengue la selección de los métodos de explotación en esta.

OBJETIVOS SECUNDARIOS

Determinar y estudiar cuales son los parámetros empleados a tener en cuenta para la escogencia de un método de explotación siendo en nuestro caso cámaras y pilares, y tambores paralelos.

Establecer las diferentes labores empleadas en la explotación bajo tierra y la relación de la producción entre el sistema de tambores paralelos y cámaras, en cuanto a las características del yacimiento, sus costos y la razón de explotacion.

Evaluar los diferentes sistemas de explotación dentro del marco de viabilidad en la mina del uvo.

GENERALIDADESUBICACIÓN GEOGRAFICA, AMBIENTE GEOLOGICO Y CARACTERISTICAS DEL

YACIMIENTO

La mina de hierro bajo tierra el UVO se encuentra localizado en la vereda el salitre a 5 kilómetros del municipio de paz de rio por la vía que conduce a Duitama departamento de Boyacá, con una altura promedio de 2388 mts. Sobre el nivel del mar (nivel patio) con una temperatura de 18ºC. Ubicada en la hoya del rio chicamocha, cuenca del rio soapaga dentro de unas coordenadas: 5º 24' 55'' latitud norte y 0º 59' 30'' longitud oriental.

Los yacimientos de Acerías Paz del Rio descubiertos en 1942 por el doctor Olimpo Gallo y auscultados por los geólogos Vicente Suarez Hoyos y Benjamín Alvarado, llegaron a la constitución de la empresa siderúrgica en diciembre de 1947.El manto pertenece a la era Cenozoica, periodo terciario, edad Oligocena y ubicada en la Formación CONCENTRACION, donde se encuentran 5 series: SALITRE, PUERTA DE GOLPE, CARRACO, LA LOMA Y PAZ VIEJA. Este depósito se encuentra limitado al NW y NE por fallas, al SW por los afloramientos en superficie; además se encuentra dividido en tres grandes zonas, las cuales están separadas por fallas de BUENOS AIRES tomando el bloque NW y registrando el nombre de Buenos Aires; como también el bloque del SALITRE que está limitado por la falla del mismo nombre.

Los respaldos de este yacimiento:SUPERIOR> Arcilla pizarrosa mineralizada (oolitas).INFERIOR> Arenisca compacta calcárea y dura.ESPESOR: 3.5 A 5.0 metros.BUZAMIENTO: Entre 0º y 70º.

GRAVEDAD ESPECIFICA: 3.1 gr/cm3 In Situ.El actual sistema de explotación se acompaña con el sostenimiento permanente del techo (pernos de anclaje).

TEXTURA Y COMPOSICION DEL MINERAL. El mineral de hiero presenta una textura oolítica (forma de huevos de pez), mineralógicamente es una limolita que bajo la forma de hidróxido de hierro, la cual presenta la siguiente composición:

Fe = 40.25% FeO = 22-26% SiOz = 9-14% CaOz= 1-2% P = 1%

MINERIA Y PRODUCCIONEn la mina el "Uvo" se desarrolla en la actualidad el método de explotación por Cámaras y Pilares, el cual brinda un porcentaje de recuperación satisfactorio en comparación del método implementado por Tambores Paralelos, que además de ser más costoso, no se obtiene una recuperación necesaria para cumplir los gastos que esta demanda. De acuerdo con los datos suministrados por el ingeniero Wilson García, que la mina tiene una producción diaria de 1500ton/día y aproximadamente 450.000ton/año.

LOCALIZACIONLa zona de estudio se encuentra localizada en la estribación oriental de la cordillera oriental en el norte del Dpto. de Boyacá, municipio de paz de río, en la mina de hierro el uvo a 4km al NW de dicho municipio por la vía que conduce a Duitama.

La mina esta comunicada con el municipio de Belén por carretera destapada y este a su vez con santa fe de Bogotá por medio de la carretera central del note, con ramales hacia Sogamoso y belencito, además de la vía destapada paz de río- tasco- corrales- y pavimentada entre corrales y Sogamoso. Se encuentra también con el ferrocarril eléctrico paz del río S.A.

CLIMATOLOGIA Y VEGETACIÓNEn la región hay una distribución estacional de las lluvias, caracterizada por dos periodos de alta precipitación y otros dos en que las lluvias disminuyen considerablemente, sin llegar a constituir periodos secos. La altura promedio es de 2500 m.s.n.m. y sus temperaturas son predominantemente templadas. El día de la visita se encontraba con un sereno paulatino.

TOPOGRAFÍAla región de Paz del Rió se caracteriza por presentar una morfología abrupta, con pendientes variables y numerosos cañones y áreas escarpadas, a lo largo del cruce del río Chicamocha, con altura que va, desde los 2100 a 2450 constituido principalmente por material areno arcilloso.

TALLER DE DESARROLLO

A PARTIR DE UN PLANO TOPOGRAFICO, PERFORACIONES Y DE LA INFORMACION RECOJIDA EN SUS PRÁCTICAS ELABORE UN TRABAJO QUE CONTENGA LOS SIGUIENTES ASPECTOS:

1. DETERMINE RUMBO, BUZAMIENTO Y POTENCIA DE LA ESTRUCTURA (MANTO)

2. ELABORAR EL AFLORAMIENTO (PISO Y TECHO)3. FACTORES PARA LA SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION4. GRAFICAR VISTAS EN PLANTA, FRONTAL Y CORTES, ISOMETRICO QUE

CONTENGA

1. RUMBO: N 72° WBUZAMIENTO: Varía entre 0º y 70ºPOTENCIA: El espesor del manto varía entre 3 y 5 metros

2. La geología local representa una serie de sedimentos de rocas en su mayoría areniscas, que hacen parte de las formaciones Picacho, Concentración inferior, Concentración superior y Depósitos Cuaternarios; dentro de la formación concentración se distinguen 5 miembros estratigráficos acompañados del nombre geográfico que hace parte de la formación concentración inferior.

Miembro Salitre: Constituido exclusivamente de arcillas negruzcas, piriticas con rastros carbonosos de vegetales aproximadamente, 30m por encima del contacto de formación picacho aparece el banco de mineral de hierro cuyo espesor es de 5 a 60m, sobre el banco mineral existe una intercalación de 2 a 3m de areniscas de grano fino. El espesor aproximado es de 170m.

Miembro Puerta de golpe: Presenta un espesor aproximado de 110m, constituido por 7 niveles de areniscas de grano fino compactas, intercaladas con niveles de arcilla pizarrosa y arenosas generalmente de 10m de espesor.

Miembro Carraco: Predominan en él, las arcillas pizarrosas grises verdosas en su parte superior con pocas intercalaciones de bancos de areniscas, varios bancos de areniscas se presentan en su parte inferior.

Miembro La Loma: Se compone esencialmente de arcillas grises blandas con arcillas compactas intercaladas. Existe un banco de arenisca de grano grueso con zonas conglomeráticas, los elementos de conglomerado alcanzan un diámetro de 3cm. Su espesor tiene 100m.

Series de Paz Vieja: presenta en su parte inferior una alternancia de areniscas finas arcillosas de capas muy delgadas y arcillas pizarrosas grises.

Anticlinal Chicamocha: Es un extenso pliegue asimétrico que puede seguirse a lo largo de la cuenca del rio Chicamocha, se caracteriza por tener el núcleo erosionado y pliegues internos de carácter local. Su flanco occidental está limitado por la falla Soapaga.

Sinclinal de Paz Vieja: está situado adyacente al flanco occidental del anticlinal Chicamocha al norte del municipio de paz de rio. Es un pliegue asimétrico.

Anticlinal Buenos aires: Es un pliegue asimétrico que hacia el sur es interrumpido por una serie de fallas en la zona de explotación del bloque buenos aires.

3. PARAMETROS Y FACTORES A CONSIDERAR EN LA ELECCION DE UN MÉTODO DE EXPLOTACION. Los parámetros son de tipo:

1. Geológico2. Geomecánicos3. Minero3. Benéfico4. Económicos 5. Otros

1. GEOLOGICOS: Son las características particulares del yacimiento que se obtienen en la evaluación de este y entre los factores de mayor importancia tenemos:

1. Reservas2. Rumbo3. Espesor4. Buzamiento5. Profundidad6. Forma7. Tipo de mineral8. Dureza del mineral y respaldo9. Concentración del mineral10. Geomecánica11. Otros

2. Geomecánicos Modelo geomecánico: Geología, propiedades, análisis de discontinuidades. Caracterización: Clasificación, teoría de ruptura Estabilidad Geotecnia

3. MINEROS: Es el factor técnico que tiene que ver con el diseño de acuerdo a la producción como a la demanda en el mercado de la forma operacional de trabajo que implica personal procedimientos maquinaria y equipo. Los factores pueden ser:

1. Procedimiento o fase de laboreo 2. Fuerza normal3. Planeamiento minero4. Herramientas, maquinaria y equipo5. Rendimientos 6. Aspectos técnicos particulares Arranque

Perforación Sostenimiento Trasporte Ventilación. etc.7. Varios.

3. METALURGICOS: Esta relacionado con el beneficio que se le vaya a dar al mineral extraído entre los factores que se pueden considerar:

1. Venta en bruto o tal cual sale de la mina

2. Proceso simple, trituración clasificación

3. Proceso con algún grado de complejidad, trituración, molienda, clasificación, separación física y química.

4. Procesos complejos de beneficio; Acerías Paz del Río

4. ECONOMICOS: Es el factor que esta relacionado con el aspecto inversión de capital de trabajo de acuerdo a una producción exigida por un mercado cuyos parámetros son:

1. Capital necesario

2. Capital que se puede invertir

3. Capital que realmente se invierte

4. Capital efectivo

5. OTROS: Son factores que resultan en el momento del diseño y se deben considerar de acuerdo a las circunstancias

1. Presencia de gas2. Protección a la superficie3. Seguridad4. Etc.

METODO DE EXPLOTACION DE CAMARAS Y PILARES.Es el método de explotación que lo constituye un frente de arranque llamado cámara y el sostenimiento natural en mineral, denominado pilares rectangulares o machones.

1.1.3 Características. Corresponde al gráfico y a los rangos de sus dimensiones.

Dimensiones promedias 4 ≤ Wo ≤ 20 m. Wo: Ancho de la camara 2 ≤ Wp ≤ 20 m. Wp: Ancho del pilar o manchon 2 ≤ Hp ≤ 10 m. Hp: Altura del manchon o frente de explotacion 40 ≤ ≤ 200 m. : Longitud del eje de la camara℄ ℄

Figura 1. Esquema del método de explotación por cámaras

Las dimensiones se fundamentan en:

Condiciones de trabajo. Maquinaria utilizada (mecanización). Disponibilidad económica. Producción. Condiciones geométricas. Varios.

VENTAJAS.

Explotación barata. Menos trabajo preparatorio. Ningún sostenimiento artificial o de relleno.

DESVENTAJAS.

Grandes pérdidas en la explotación. Superficie de arranque pequeño.

1.1.4. Condiciones de aplicación. 1.4.1.1 Geológicas.

1. TIPO DE MINERAL: se clasifica en:

Forma del yacimiento Origen. Sedimentario. Metamórfica. Ígneo.

2. RESERVA.3. PRECIO.

4. ESPESOR.5. BUZAMIENTO

0º a 20º 20º a 40º. 40º a 90°

6. PROFUNDIDAD

1.1.4.2 Condiciones geomecánicas.

MECÁNICA DE ROCAS.1. Problema de la carga sobre el pilar.2. El problema de la resistencia del pilar y la estabilidad.3. El problema del factor de seguridad.

1.1.4.3 Minero. Además de las condiciones y parámetros en la elección del método de explotación se debe considerar.

1. Procedimiento o fase de laboreo.2. Planeamiento minero.3. Fuerza normal.4. Herramienta, maquinaria, equipo.5. Rendimientos.6. Aspectos técnicos particulares.

Arranque. Perforación. Sostenimiento. Trasporte. Ventilación.

Campo de aplicación: bancos de grandes espesores, domos bolsadas donde se puedan establecer niveles con buzamiento de 0 a 10º.Mineral y respaldos suficientes o resistentes.Pueden derrumbarse después de la explotación sino se necesitan o no se afectan las vías principales.Las perdidas por explotación son altas y su recuperación máxima es del 40% al 50%.La longitud varia entre 100 y 200 m; ancho de 10 a 20 m y altura de 10 a 20 m.

Método de explotación por cámaras para tambores paralelos. Tambores paralelos: el ángulo de buzamiento varía entre 10 y 45º y consiste básicamente en dos labores horizontales y un tambor.

CONCLUSIONES

Se puede concluir que la mina el Uvo es la mayor mina de hierro a nivel departamental y nacional, en cuanto a la parte de sus labores de preparación y desarrollo

En la mina el "Uvo" se desarrolla en la actualidad el método de explotación por Cámaras y Pilares, el cual brinda un porcentaje de recuperación satisfactorio en comparación del método implementado por Tambores Paralelos, que además de ser más costoso, no se obtiene una recuperación necesaria para cumplir los gastos que esta demanda. De acuerdo con los datos suministrados por el ingeniero guía, la mina tiene una producción diaria de 420 ton/día y aproximadamente 10.000 ton/mes.

Se recopiló la información necesaria para el lector, referente a las labores de desarrollo llevadas a cabo por la empresa ACERIAS PAZ DEL RIO y el método de explotación utilizado para la explotación del mineral,

Se analizaron las tareas elaboradas en las labores de preparación de la mina y como son llevadas a cabo por el personal de la mina.