Estudio técnico-ambiental de las estructuras principales de fortificación usadas en la minería de carbón de Norte de Santander

A Technical and Environmental Study of Fortified Structures Used in Coal Mining in Norte de Santander

La caracterización de las estructuras de fortificación en la minería de carbón en Norte de Santander (Colombia) y el aporte de este sector a la deforestación han sido poco estudiados. La pérdida de bosques entre 1990 y 2010 en el departamento fue del 26%, y la contribución a ella de la minería de carbón, es de 0,36%. Se determinaron 17 variables geométricas de la estructura, de las cuales sólo dos influyen en el comportamiento mecánico de la estructura. Mediante una simulación estructural y un diseño de experimentos 25, se obtuvo un diagrama para la selección del diámetro y el ángulo, el cual garantiza teóricamente un mejor aprovechamiento de la madera. Se podrían aprovechar diámetros de madera tan pequeños como 14 cm. sin detrimento de las propiedades mecánicas del diseño, conllevando un posible menor tiempo de tala de árboles, menor costo de transporte y mayor facilidad de montaje dentro de la mina.

I. INTRODUCCIÓN

La minería subterránea de carbón en el departamento de Norte de Santander se realiza de forma tradicional y poco tecnificada; la extracción del mineral se hace en coches jalados por malacates hacia la superficie a través de túneles [1]. La estructura de sostenimiento o entibación de estos túneles es construida en madera; su objetivo es brindar el soporte y la estabilidad mecánica de muros y techos y evitar accidentes por desprendimientos imprevistos de las rocas en el socavón, por insuficiente cohesión [2]. La cantidad de accidentes ocurridos debido a una deficiencia en la estructura es de alrededor del 38% [3].

A nivel internacional, las tecnologías de entibación más utilizadas en minería subterránea son: autodesplazante, usando pernos de anclaje, con concreto lanzado y con arcos de acero [4-7]. Actualmente, el diseño y la selección de la entibación se realizan en función de análisis geomecánicos en la mina [8-11]; por ello, actualmente las investigaciones se realizan entorno a estas tecnologías.

Las tecnologías de entibación que usan madera se utilizan únicamente en países donde la minería se explota a un muy bajo nivel. La gran mayoría de las unidades mineras de explotación subterránea de carbón en los departamentos de Norte de Santander, Boyacá, Santander y Cundinamarca usan madera para sostenimientos en los socavones. Al ser una tecnología ampliamente usada en este tipo de explotación, y al no encontrarse estudios recientes que determinen la confiabilidad mecánica y el impacto ambiental de dicha estructura, consideramos que este estudio es, entonces, el primer aporte significativo en torno a estos temas.