Prevención y control de autocombustión del carbón in situ en la mina Carbones del Cerrejón Limited
Autor: Mendoza Daza, Alfonso David
Asesor: Restrepo Baena, Oscar Jaime (Thesis advisor)
Fecha: 2009
Programa: Bogotá - Medicina -Fisioterapia
Facultad: Facultad de Medicina

Resumen: La combustión espontánea representa una amenaza importante en todas las etapas de producción y almacenamiento de carbón y  es un factor inherente en este tipo de minería.   Los costos para controlar los incendios son grandes y son aún mayores los costos en los que se podría incurrir por los riesgos asociados.  Las acciones que se tomen sobre el problema de la autocombustión del carbón deben ser consideradas como no discrecionales, por todos los efectos relacionados con salud, seguridad, medio ambiente, estabilidad de taludes, integridad de equipos, reservas y planes futuros.  Si no se toman acciones para controlar los incendios presentes en los diferentes tajos, toda la parte al occidente del río se puede ver afectada en un futuros sería catastrófico.

PREVENCIÓN Y CONTROL DE AUTOCOMBUSTIÓN DEL CARBÓN IN SITU EN LA
MINA CARBONES DEL CERREJON LIMITED.
ALFONSO DAVID MENDOZA DAZA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE MINAS
SEDE MEDELLIN
2009
ALFONSO DAVID MENDOZA DAZAINFORME PRÁCTICA EMPRESARIAL:
PREVENCIÓN Y CONTROL DE AUTOCOMBUSTIÓN DEL CARBÓN IN SITU EN LA
MINA CARBONES DEL CERREJON LIMITED.
ALFONSO DAVID MENDOZA DAZA
TRABAJO DIRIGIDO DE GRADO, PARA OBTENER EL TITULO DE
INGENIERO DE MINAS Y METALURGIA
PROFESOR ENCARGADO
OSCAR JAIME RESTREPO BAENA
INGENIERO DE MINAS Y METALURGIA
Ph.D
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE MINAS
SEDE MEDELLIN
2009
iiA MIS PADRES, HERMANOS, ABUELA, PROFESORES,
AMIGOS.
iiiAGRADECIMIENTOS
A mis Padres, porque son lo mejor en mi vida y por brindarme su apoyo y
confianza incondicional durante todos estos tiempos difíciles de mi carrera.
A mi abuelita que se encuentra en el cielo, pero que siempre me ayuda e ilumina
con sus bendiciones y me da la fortaleza para alcanzar la cima.
A mis hermanos por su apoyo moral que siempre me encaminaba hacia la meta.
A mi hijo que es lo más lindo de mi vida y por quien siempre he querido salir
adelante.
A Lidys Johana Lazcarro por ser la madre de mi hijo y la mujer que siempre quise
como mi compañera, que dios la bendiga y le de la salud que tanto necesita.
A Carbones del Cerrejón, por otorgarme la oportunidad de dar mi primer pasó en
el mundo empresarial.
A todos los ingenieros en el cerrejón por brindarme la confianza y apoyo en todo
el tiempo de la practica.
A Mauricio Toro, Eduis “El pibe” Amaya por brindarme su apoyo y confianza
durante el tiempo que estuve realizando las prácticas empresariales.
Al profesor Oscar Jaime Restrepo Baena por ser un apoyo incondicional en todo
el transcurso de la carrera.
Al profesor Antonio Romero, Ana Cecilia Gaviria, Juan Pérez, Jorge García, y
demás profesores por sus enseñanzas.
A mis verdaderos amigos por estar siempre conmigo en todas mis dificultades.
ivTABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCION Y OBJETIVOS ............................................................................. 1
1.1 INTRODUCCION: ...................................................................................................................................... 1
1.2 GENERAL: ................................................................................................................................................. 2
1.3 ESPECIFICOS: ........................................................................................................................................... 2
1.4 ALCANCE Y META: ................................................................................................................................... 2
2. INFORMACION DE LA EMPRESA ............................................................................ 3
2.1 LOCALIZACIÓN GEOGRAFICA .................................................................................................................. 3
2.2 RESEÑA HISTORICA ................................................................................................................................. 4
2.3 LA GENTE DEL CERREJÓN ........................................................................................................................ 7
2.4 NATURALEZA ........................................................................................................................................... 7
2.5 VISION DE LA COMPAÑÍA ........................................................................................................................ 8
2.6 MISION .................................................................................................................................................... 9
2.6.1 Departamento de Producción. ..................................................................................................... 9
2.7 VALORES DE LA COMPAÑIA..................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
2.7.1 Seguridad, Salud Y Medio Ambiente ............................................. ¡Error! Marcador no definido.
2.7.2 Ética Y Honradez ............................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
2.7.3 Respeto Y Confianza ..................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
1.7.4 Responsabilidad Por Objetivos, Resultados Y Uso De Recursos .. ¡Error! Marcador no definido.
2.7.5 Comunicaciones ............................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
2.7.6 Liderazgo, Participación Y Trabajo En Equipo ............................... ¡Error! Marcador no definido.
2.7.7 Adaptabilidad, Innovación Y Mejoramiento ................................. ¡Error! Marcador no definido.
2.7.8 Desarrollo Integral Del Individuo .................................................. ¡Error! Marcador no definido.
2.7.9 Reconocimiento............................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
2.7.10 Rectitud Ciudadana ..................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
2.8 POLÍTICAS DE LA COMPAÑIA .................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
3. PRODUCTO DE LA EMPRESA. ............................................................................... 10
3.1 CARACTERISTICAS DEL YACIMIENTO: .................................................................................................... 11
v3.2 CALIDAD DE CARBÓN OBTENIDA ......................................................................................................... 12
3.3 ESQUEMA DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN. ........................................................................................ 13
3.3.1 MINERÍA A CIELO ABIERTO: ....................................................................................................... 14
3.4 ESQUEMA DEL PROCESO DE MANEJO DE CARBÓN. ........................................................................... 16
3.4.1 Instalaciones de Manejo de Carbón: .......................................................................................... 16
3.4.2 Transporte en tren hasta el Puerto: ........................................................................................... 18
3.4.3 Descargue de Carbón en Puerto y Distribución: ........................................................................ 18
3.4.4 Cargue de Buques: ..................................................................................................................... 19
3.5 EQUIPOS USADOS EN MANEJO DE CARBÓN ......................................................................................... 19
3.5.1 Planta de Carbón: ....................................................................................................................... 19
3.5.2 Ferrocarril: .................................................................................................................................. 20
3.5.3 Facilidades en el Puerto: ............................................................................................................ 20
3.6 ORGANIGRAMA " CARBONES DEL CERREJON” ..................................................................................... 21
4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................................................................... 22
4.1 ASPECTOS TEÓRICOS ............................................................................................................................ 23
4.2 ANTECEDENTES .................................................................................................................................... 25
4.3 CLASIFICACIÓN DE INCENDIOS EN MANTOS DE CARBÓN .................................................................... 26
4.4 INVENTARIO DE INCENDIOS DE MANTOS DE CARBÓN – MINA CARBONES DEL CERREJÓN LIMITED. . 27
4.5 CRITERIOS PARTICULARES PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL INCENDIOS DE CARBÓN IN SITU. ........ 27
4.6 ESTABLECIMIENTO DE LA PRIORIDAD DE PREVENCIÓN Y CONTROL DE INCENDIOS EN LOS DIFERENTES
TAJOS. .......................................................................................................................................................... 27
4.7 MODUS OPERANDI ................................................................................................................................ 29
4.8 EQUIPOS ................................................................................................................................................ 30
4.9 COMBINACIÓN DE EQUIPOS PARA EL CONTROL DE AUTOCOMBUSTION DEL CARBON IN SITU. ........ 32
Unidad Móvil Control Incendios – Unimog. ................................................................................ 32
Unidad Semimovíl Control Incendios – Patín. ............................................................................. 33
4.10 PROCEDIMIENTO ................................................................................................................................. 33
4.11 PANORAMA DE RIESGOS ASOCIADOS CON EL CONTROL DE INCENDIOS ........................................... 35
4.12 TRABAJOS REALIZADOS EN CONTROL DE INCENDIOS AÑO 2008 ........................ 36
vi4.13 BENEFICIOS INTANGIBLES ................................................................................................................... 40
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ 41
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .............................................................................. 42
viiTABLA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Mapa de la Guajira. .................................................................................... 4
Ilustración 2. Construcción de la vía Férrea. ................................................................... 6
Ilustración 3.Construcciones iníciales. ............................................................................ 6
Ilustración 4. Embarque del Carbón en Puerto Bolívar. .................................................. 6
Ilustración 5. Seguridad y compromiso en el Campo. ..................................................... 8
Ilustración 6.Pilas de Carbón en Puerto Bolívar, al fondo el Parque Eólico Gepirrachy. 11
Ilustración 7. Proceso de Producción ............................................................................ 13
Ilustración 8. Proceso de Manejo de carbón. ................................................................ 16
Ilustración 9. Unidad móvil de control de incendios. ...................................................... 32
Ilustración 10. Unidad semi-móvil de control de incendios. ........................................... 33
Ilustración 11. Incendio en manto 65 antes de ser intervenido...................................... 36
Ilustración 12. Incendio en manto 65 después de ser intervenido. ................................ 36
Ilustración 13. Incendio manto 45 antes de ser intervenido. ......................................... 37
Ilustración 14. Incendio manto 45 recubierto con material meteorizado. ....................... 37
Ilustración 15. Incendio manto 55 antes de ser intervenido. ......................................... 38
Ilustración 16. Incendio manto 55 aplicación de Fire Water. ......................................... 38
Ilustración 17. Incendio manto 55 recubierto con material meteorizado. ....................... 39
Ilustración 18. Incendio manto 75 remoción de material caliente. ................................. 39
Ilustración 19. Incendio manto 75 sellado con Bitumen. ............................................... 40
viiiLISTADO DE TABLAS
Tabla 1. Ponderación de criterios para priorizar la extinción de incendios .................... 28
Tabla 2. Semáforo de control para la programación de extinción de incendios. .......... 29
Tabla 3. Equipos requeridos para control de incendios de carbón In Situ ..................... 31
ix1. INTRODUCCION Y OBJETIVOS
1.1 INTRODUCCION:
La auto-combustión de los mantos y pilas de carbón es uno de los problemas más
relevantes que presenta actualmente la mina Carbones del Cerrejón Limited. A partir
de un análisis primario, estos incendios afectan:
 El medio ambiente mediante la emisión de gases producto de la combustión.
 Pérdidas económicas al consumirse el carbón que es extraído.
 Seguridad y salud tanto de empleados como de equipos.
 Inestabilidad de taludes.
 Obstaculizan el desarrollo normal y secuencia de los planes mineros.
Lo que ha conllevado a la empresa a conformar un grupo de trabajo única y
exclusivamente para realizar esta actividad (prevención y control de incendios), el
proyecto en si busca mitigar esa serie de impactos negativos generados por la
combustión de los mantos de carbón y muchas veces en los centros de acopio
específicamente en las pilas de carbón, utilizando diferentes productos para la
sofocación, estabilización de la temperatura, extinción, y sellado total de estos
incendios, tratando de ser amables con el medio ambiente y garantizando siempre
la seguridad y salud de los empleados, minimizando así las perdidas por
producción, equipos deteriorados, accidentes de los operadores a causa de esta
problemática.
11.2 GENERAL:
Determinar soluciones (Tecnología, producto o métodos) eficientes para la
prevención y control de auto-combustión del carbón in situ en la mina a cielo abierto
carbones del Cerrejón limited, enmarcadas dentro de un contexto económico,
operacional y de mercado.
1.3 ESPECIFICOS:
Ampliar el conocimiento del fenómeno de autocalentamiento y combustión
espontanea que ocurren en el carbón y que presenta grandes inconvenientes y
pérdida de tiempo en las operaciones de manejo y transporte.
Determinar el problema de la presencia de incendios en minas de carbón a cielo
abierto, más específicamente en carbones del Cerrejón limited.
Realizar un diagnostico de la situación actual en la mina carbones del Cerrejón
limited.
1.4 ALCANCE Y META:
Analizar y evaluar una alternativa (s) eficiente para la prevención y control de
autocombustión del carbón en la mina carbones del Cerrejón limited, a partir de un
análisis que involucre diversas variables. De acuerdo a la potencialidad del incendio,
según su ubicación e impactos ocasionados por este.
La alternativa evaluada puede ser un producto, un método o tecnología alterna.
22. INFORMACION DE LA EMPRESA
2.1 LOCALIZACIÓN GEOGRAFICA
La producción de carbón de CARBONES DEL CERREJON, es realizada en la Zona
Norte del País, específicamente en la península del Departamento de la Guajira,
abarcando un área aproximada de 78.000 hectáreas en la misma. Se localiza en el
valle delimitado por las estribaciones Nororientales de la Sierra Nevada de Santa Marta
en el costado Este, y por la Serranía del Perijá y los Montes de Oca, por el costado
Oeste.
El yacimiento se encuentra dividido en tres grandes zonas:
Norte.
Central: 2 zonas (Zona de Comunidad que es propiedad privada y zona Oreganal).
Sur.
La excavación de la Mina se encuentra localizada entre los municipios de Barrancas y
Maicao, comprendiendo aproximadamente 38.000 hectáreas del sur del Departamento
de la Guajira.
3Ilustración 1. Mapa de la Guajira.1
2.2 RESEÑA HISTORICA2
Debido a las condiciones geológicas de la península de la Guajira, este territorio árido y
seco cuenta con una inmensa riqueza mineral, depósitos de gas natural, sal, carbón y
posiblemente petróleo, todo esto gracias a que estas mismas condiciones hace
millones de años favorecieron la formación de los mismos, creando uno de los
depósitos de carbón más grandes del mundo, debido a la descomposición y
petrificación de material orgánico enterrado a lo larga de las eras geológicas de la
tierra.
John May, un geólogo Norteamericano en 1865 tras una serie de estudios de la región,
descubrió los grandes depósitos de carbón existentes en las orillas del río Ranchería,
los cuales llamó “Las Minas de carbón de Canel”. Más tarde él mismo en 1878, propuso
al Gobierno Colombiano de turno la explotación de los depósitos, siendo esta
infructífera. Luego en 1894, El poder Francés propuso al Estado Colombiano la compra
1 Tomado de: Disco Privado Carbones del Cerrejón, Disco I/prod/mina/desemp/empresa.
2 Tomado de: Página privada Carbones del cerrejón, Intranet/RRHH.
4de la Península para realizar la explotación. Pero nuevamente no tuvo acogida tal
propuesta.
Para la década del setenta, tras una crisis energética, los precios del petróleo se
hicieron insostenibles y es entonces cuando el carbón de la península se presenta
como una alternativa de solución no solo a este problema sino al del déficit monetario
del país, por esto en 1975 el Gobierno abrió una licitación para el desarrollo del
proyecto de El Cerrejón participando cinco empresas multinacionales de las cuales fue
escogida la compañía INTERCOR (Internacional Colombia Resources Corporation),
filial de la EXXON, Hoy Exxon-Mobil.
En junio de 1976 el Gobierno Nacional adjudicó a INTERCOR la concesión de la
explotación del yacimiento y en Noviembre del mismo año el Gobierno de Colombia
crea a CARBOCOL (Carbones de Colombia), firmándose así el contrato de asociación
entre INTERCOR Y CARBOCOL.
En enero de 1977 INTERCOR comienza a desarrollar un ambicioso proyecto, esta vez
con carácter oficial y mucho más riguroso de exploración del yacimiento, para
determinar la magnitud, distribución y calidad del mismo, así como estudios de
factibilidad del Complejo carbonífero, infraestructura y logística que se ubicaría en los
valles del Río Ranchería en la zona central del departamento de la Guajira, como
primera instancia, con altos posibilidades de expansión. Los estudios realizados se
desarrollaron hasta junio de 1980, consignándose en el Memorando (DBM), y a partir
de 1984 comienza la extracción continua de carbón.
Una vez la fase de exploración hubo culminado, en septiembre de 1980 y hasta abril
de 1986 se llevó a cabo la construcción del complejo carbonífero, que contaba con
construcciones de edificios administrativos, la excavación o La Mina, el Ferrocarril y las
estructuras del Puerto Bolívar en bahía Pórtete una inversión de 2.835 millones de
5dólares, comenzando de esta manera la producción de carbón a gran escala, con una
producción y exportación inicial de alrededor de 3 millones de toneladas al año.
Ilustración 3.Construcciones iníciales. 3
Ilustración 2. Construcción de la vía
Férrea.3
Ilustración 4. Embarque del Carbón en Puerto Bolívar.3
En 1999 INTERCOR y CARBOCOL firmaron un acuerdo que contemplaba la extensión
del contrato de asociación y la expansión de la Mina del Cerrejón Zona Norte, el acceso
de terceros a la infraestructura de este complejo carbonífero, y el reemplazo de
CARBOCOL por capital privado y la compensación económica que INTERCOR pactó
con el Gobierno Nacional y con CARBOCOL.
3 Ilustraciones 2,3 y 4. Tomadas de: Pagina Privada Carbones del Cerrejón, Intranet.
6La extensión del contrato se pactó por un periodo de 25 años a partir del 26 de
febrero del 2009 cuando culminaría el primer contrato. En el año 2000 fue
formalizada la venta por parte de CARBOCOL de su participación en CERREJÓN
ZONA NORTE a la sociedad CERREJÓN ZONA NORTE S.A., la sociedad trata de
un consorcio conformado por las multinacionales BILLINTON COMPANY, ANGLO
AMERICAN y GLENCORE. Estas multinacionales se caracterizan por tener una
amplia trascendencia y son reconocidas productoras de platino, oro, uranio, titanio,
cromo, magnesio, níquel y acero, entre otros metales. En cuanto a Carbón se
refiere, Anglo American, Billiton y Glencore, ocupan un importante lugar en los
mercados internacionales, ya que son importantes productoras de este recurso
energético en Sudáfrica y Australia.
El año pasado el consorcio integrado por estas multinacionales compraron a
INTERCOR. Ahora esta sociedad es dueña de todo CERREJÓN.
2.3 LA GENTE DEL CERREJÓN
La empresa cuenta con una fuerza laboral de 8000 empleados, de los cuales 4000
son directos (80% por personal técnico y 20% profesionales). De esos 4000 el
55% es de la Guajira, el 32% de lugares de la Costa y el 13% del resto del país.
Los otros 4000 restantes son trabajadores pertenecientes a empresas contratistas.
2.4 NATURALEZA
Carbones del Cerrejón. Una operación de minería de carbón que se desarrolla
en las zonas norte, centro y sur, pertenece a un consorcio de tres importantes
compañías que respaldan nuestras operaciones de las Zonas Norte y Central del
Cerrejón (Glencore Internacional AG, Anglo American plc y BHP Billiton plc),
Alfonso David Mendoza Daza
7filiales de estas empresas compraron la participación de ExxonMobil en el
Cerrejón Zona Norte (año 2002).
2.5 VISION DE LA COMPAÑÍA
Ser un productor y exportador de carbón, flexible y confiable, de clase mundial,
que busca mejorar su productividad y reducir sus costos, que promueve la
participación, el desarrollo y la excelencia de su gente, con altos estándares de
seguridad, salud y medio ambiente, en armonía con la sociedad, al tiempo que
contribuye a maximizar la rentabilidad de sus accionistas.
Ilustración 5. Seguridad y compromiso en el Campo.4
4 Tomado de: Disco Privado Carbones del Cerrejón, Disco I/prod/mina/proacc/compañía.
Alfonso David Mendoza Daza
82.6 MISION
Cerrejón Coal Company no posee una visión general, esta se establece en cada
departamento.
2.6.1 Departamento de Producción.
Producir carbón al menor costo unitario posible, dentro de los siguientes
lineamientos:
1. Estricto cumplimiento de los objetivos de Integridad Operacional
(Seguridad, Salud, Medio Ambiente, Protección y comunidades).
2. Lograr los volúmenes establecidos en el plan (mensual y anual).
3. Adhesión a la secuencia de minería establecida por el plan.
4. Costo unitario por tonelada por debajo de lo planeado (en el
Departamento de Producción).
5. Satisfacción de los requerimientos de carbón (volumen, calidad) definidos por la
función de Manejo de Carbón.
Alfonso David Mendoza Daza
93. PRODUCTO DE LA EMPRESA.
La compañía CARBONES DEL CERRJON además de la fuerza de trabajo de su
personal idóneo, tiene como producto CARBÓN MINERAL, el cual es extraído de
los depósitos de la península de la Guajira, triturado y lavado en la planta de la
Mina, trasportado por vía férrea hasta Puerto Bolívar y comercializado dentro y
fuera del país.
Las características de nuestro carbón y el yacimiento son:
Tipo de Carbón: Térmico sub bituminoso (formado hace 60 millones de años
en el periodo terciario).
Potencia calorífica: 11.500 BTU por libra en promedio.
Bajo contenido de azufre: 0.65% en promedio
Bajo contenido de cenizas: 7.5% en promedio (4% en estado natural).
Humedad: 10.5%. Materias volátiles: Bajo
Profundidad de explotación: - Tajo La Puente: 200 metros,
Tajo Tabaco: 180 metros.
Altura entre mantos para Explotación: 10 metros.
Relación de Descapote: 6.5 a 1 (6.5 Ton de estéril por 1 de Carbón).
Reservas Totales (MTons): 2000 (probadas 318, probables 449).
Alfonso David Mendoza Daza
10Ilustración 6.Pilas de Carbón en Puerto Bolívar, al fondo el Parque Eólico Gepirrachy.
3.1 CARACTERISTICAS DEL YACIMIENTO:
Profundidad de explotación:
o Tajo La Puente: 200 metros.
o Tajo Tabacos: 180 metros.
Altura entre mantos para Explotación: 10 metros.
Relación de Descapote: 6.5 a 1 (6.5 Ton de estéril por 1 de Carbón)
Reservas Totales (Mton): 2000
o Reservas probadas: 318.
o Reservas Probables: 449.
Alfonso David Mendoza Daza
113.2 CALIDAD DE CARBÓN OBTENIDA
Tipos Calidad: 4, clasificados por BTU promedio (British Termal Unit).
- Tipo A (12.100 BTU).
- Tipo B (11.820 BTU).
- Tipo C (11.585 BTU).
- Tipo D (11.340 BTU).
• La calidad Inicial se obtiene con Muestreos preliminares en frentes de
minado, pilas de carbón y Mezcla inicial en la mina, luego pasa a trituración.
• La calidad enviada en cada tren es conocida para apilar en Puerto o cargue
directo al buque.
• La calidad final en Puerto: se hace ajuste final de la mezcla para cumplir
especificaciones de +/-100K BTU/lb. De acuerdo a poder calorífico (CV).
• La calidad es certificada por una compañía independiente
(INSPECTORATE).
Alfonso David Mendoza Daza
123.3 ESQUEMA DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN.
Proceso de Producción
Minería de estéril
Perforación Pala
Tractor Eléctrica
Pala Camiones
Hidráulica Estéril
Estéril a botaderos
MMiinneerrííaa ddee CCaarrbbóónn
Pilas de carbón e interfase
Camiones
Tractor
Carboneros
Cargador
Al Sistema de Manejo de carbón
Ilustración 7. Proceso de Producción5
5 Tomado de: Disco Privado Carbones del Cerrejón, Disco I/prod/mina/proacc/compañía.
Alfonso David Mendoza Daza
133.3.1 MINERÍA A CIELO ABIERTO:
A diferencia de otras operaciones de minería, esta no requiere de elaboración de
túneles especiales, pues la extracción de éste mineral se lleva a cabo desde la
superficie, para esto se cumplen las siguientes etapas:
Preparación de la superficie:
Se retira cuidadosamente la capa vegetal y se remueve la capa de suelo, la cual
se almacena en pilas para la rehabilitación futura de áreas intervenidas en la
explotación.
Perforación:
Es la labor que se efectúa con taladros luego de que el área a volar ha sido
arreglada y estacada con el objetivo de alojar en los barrenos o pozos, el
explosivo para una determinada voladura.
Voladura:
Para volar un área de terreno se hacen previamente estudios teniendo en cuenta
la clase y dureza de material, área. Se hace un cálculo de la cantidad de barrenos
(pozos) necesarios y así mismo de la cantidad de explosivo requerido, distribución
de los barrenos en el terreno y el cálculo de tiempo de retardo de explosión entre
barrenos, para colocar dispositivos de retardo de tiempo de tal manera que los
pozos vayan explotando secuencialmente y no todos al tiempo .
Alfonso David Mendoza Daza
14La técnica de voladura bajo manto permite volar la roca sin volar el carbón por
medio de la colocación de las cargas explosivas en los intervalos de roca y
solamente material de retacado (triturado) en los mantos de carbón que se
resquebrajan por el impacto. Se usa como explosivo el nitrato de amonio
combinado con fuel oil (anfo). En la planta de explosivos se prepara la gelatina
explosiva a base de nitrato de amonio. El cargue de explosivo en los barrenos
(pozos) se hace con camiones especiales.
Remoción de Material Estéril:
Para extraer el carbón, las capas de roca que cubren los mantos, son removidas
en bancos de 10 metros de altura. El material estéril extraído se carga en
camiones y es depositado en botaderos de superficie o en áreas de retrollenado
de tajos.
Extracción de carbón:
Cuando el manto de carbón está totalmente limpio es escarificado y empujado con
los mismos tractores o bajado por las retroexcavadoras hasta el piso del nivel,
donde es apilado y cargado en camiones carboneros por medio de cargadores
frontales.
Transporte de material en camiones:
El material estéril extraído, es cargado en camiones de acarreo y transportado
hasta los botaderos de superficie o en áreas de retrollenado de tajos.
Alfonso David Mendoza Daza
15El carbón es cargado en camiones carboneros que lo transportan hasta las plantas
trituradoras o a los patios de almacenamiento temporal (pilas de carbón en donde
se clasifica por calidades) para luego ser cargado con cargadores frontales en
camiones carboneros que lo llevan a la Planta de Carbón.
3.4 ESQUEMA DEL PROCESO DE MANEJO DE CARBÓN.
Proceso de Manejo de Carbón
MINA
De Minería de carbón
Trit. 2 Trit. 1 y/o Remanejo de carbón
Banda Original
Tolvas de
Tolvas de descarga
Descarga de camiones
D e camiones
Alimentador
Vibratorio Silos
Banda
Alimentadora Trituradoras
PUERTO
Vagones
Sistema
De muestreo
Nueva Banda transportadora Apiladores - Recolectores
Banda de Cargador Lineal
Transferencia de buques
Silo
Vagones
Buque
Estación de descargue Sistema de
De trenes (4 Tolvas) muestreo
3.4.1 Instalaciones de MIalunsetrjoac dióen C8.a Prrboócens:o de Manejo de carbón.6
6 Tomado de: Disco Privado Carbones del Cerrejón, Disco I/prod/mina/proacc/compañía.
Alfonso David Mendoza Daza
16Pilas de Almacenamiento: El carbón proveniente de la mina es
transportado en camiones hasta las instalaciones de manejo de carbón,
donde es descargado en las tolvas que alimentan a las trituradoras o es
almacenado en pilas, según su calidad.
Planta de Lavado: La planta de lavado de carbón fue construida para
procesar el material de interface que queda después del proceso de
limpieza y minado del carbón.
También se procesan en esta planta, los carbones con alto contenido de
cenizas que provienen de zonas con complejidades geológicas o
dificultades operacionales.
Trituración: Es la reducción de tamaño por medio de trituradoras de
rodillos, las cuales producen un tamaño máximo de salida de 50 mm.
Las instalaciones de trituración constan de dos plantas trituradoras con
capacidades de 3000 ton/h y 1500 Ton/h respectivamente.
El proceso de trituración de carbón cuenta con sistemas para el control de
la dispersión del material particulado por medio de agua y colectores de
polvo.
Silos: Cada trituradora tiene regulación del tamaño de salida (tamaño de
carbón de 2 pulgadas carbón estándar, 6 pulgadas carbón para atender
pedidos especiales) y está conectada por una banda transportadora que
lleva el carbón triturado hasta los silos de almacenamiento, donde se carga
posteriormente el tren.
Alfonso David Mendoza Daza
17Usando un sistema de transferencia, cada trituradora puede alimentar
ambos silos, lo cual aumenta la flexibilidad del sistema. Los silos tienen
21,3 m de diámetro y 69,7 m de altura.
3.4.2 Transporte en tren hasta el Puerto:
El carbón es transportado hacia el Puerto en trenes de tres locomotoras y
aproximadamente 115 vagones con descarga de fondo. La carga promedio por
tren es de 11.000 toneladas. El ciclo de operación de cada tren es de 11.5 horas,
en las cuales se carga el tren, recorre el trayecto de 150 kilómetros, descarga en
el Puerto y regresa a La Mina, para continuar la misma operación.
Las instalaciones de cargue y descargue de trenes cuentan con sistemas para el
control de polvo por medio de agua, compactación de la capa superior en los
vagones y colectores de polvo en el Puerto.
3.4.3 Descargue de Carbón en Puerto y Distribución:
Una vez el tren llega a Puerto Bolívar, pasa por la estación de descarga donde el
carbón es descargado a través de las compuertas ventrales de cada vagón,
accionadas por un sistema automático, hacia una tolva situada en la parte inferior
de la línea férrea, desde donde es enviado a través de una banda transportadora a
las pilas de almacenamiento o al cargador de buques.
Para el almacenamiento del carbón en el Puerto y alimentación del cargador lineal
de buques, se emplea un sistema combinado de apiladores-recolectores.
Alfonso David Mendoza Daza
183.4.4 Cargue de Buques:
El cargador lineal tiene una capacidad nominal de manejo de 11.000 Ton/h, el cual
se encuentra ubicado sobre el muelle y se utiliza para depositar el carbón en las
bodegas de los barcos.
3.5 EQUIPOS USADOS EN MANEJO DE CARBÓN
3.5.1 Planta de Carbón:
Tolvas: 4 unidades distribuidas para conjunto de trituración.
Conjunto de Trituración: (2)
o No 1: 3 tolvas alimentan a 3 trituradoras de rodillos (cada una con 4
rodillos: 2 superiores, 2 inferior que giran hacia el centro).
Rata: 1500 ton/hora. Tamaño 2”- 6”
o No 2: 1 tolva alimenta a trituradora primaria (sistema de cadena de
1.5 m, tritura hasta 6” y pasa a 4 trituradoras secundarias
(rodillos giran contra pared que tiene dientes). Rata de trituración
2.200 ton/hora.
Banda Principal: Inclinación 15 grados, 700 m (retorno).
Silos: Capacidad 13.000 ton. Altura 70 m.
Alfonso David Mendoza Daza
193.5.2 Ferrocarril:
Locomotoras: Diesel 3600 HP, motor General Electric, (13 unidades),
peso 120 ton, motor Diesel (16 cilindros V, 12 ton). 4 Motores de tracción
en cada eje. (4 ejes con 2 ruedas). 1 locomotora de 4.200 HP, General
Electric. (Motor Diesel --> Alternador --> Rectificador --> Motores Ruedas).
Vagones: Capacidad 110 ton. Peso 30 Ton, descarga por el fondo. (448
unidades) Cantidad por tren: Largo 120 (3 locomotoras), Corto: 88 vagones
(2 locomotoras).
Vía: Trocha ancha 1,144 m, longitud 150 km (mina- Puerto- puntos de
servicio y control. 13 localidades (puntos de control de tráfico,
cambiavías).Punto de salida Km “0” (frente a estación de ambiental, mina).
3.5.3 Facilidades en el Puerto:
Estación de Descarga: Descarga de carbón 5 segundos/vagón. (electro
neumático) Rata promedio descarga del tren: 5.600 Ton/hora.
Apiladores- Reclamadores: 3 unidades. 9 cangilones (1m 3) Rata 6000 Ton/hora.
Longitud: 22 m, Carrera: 400 m.
Cargador de Buques: Rata 11.000 Ton/hora. Longitud total: 180 m, Altura cabina;
30 m, carrera lanzadera 55 m. Carrera giro: 200 mts.
Patios: Capacidad total 700.000 tons.Capacidad por operación: 350K- 400K ton.
Bandas Transportadoras: Recibo de carbón, apiladores/reclamadores, Cargador
Buque.
Remolcadores: 4 de 3.200 HP.
Canal de acceso a Puerto: Longitud de 4 km, ancho 250 metros, profundidad 21
m.
Alfonso David Mendoza Daza
203.6 ORGANIGRAMA " CARBONES DEL CERREJON”
Comité de Dueños
Acccionistas
Presidente
LEON TEICHER
Compañía de
Mercadeo de Secretaria
Carbón
Vicepresidencia
Financiera Vicepresidencia
Vicepresidencia
Administrativa & Sop.
de Producción
Operaciones
Secretaria
Gerencia
Gerencia
Secretaria
Dpto Legal
Gerencia Manejo de
Producción Carbón.
Norte
Gerencia Gerencia
Gerencia
Mantenimiento
Asuntos Públicos
Gerencia
Producción Gerencia
Gerencia
Central Servicios
Materiales
Vicepresidencia Operativos
Planeación Corporativa
Gerencia
Organización de Recursos
Vicepresidencia
Sistemas de Servicios Tecnicos Humanos
Informacion Div. Relaciones con
la comunidad Gerencia
Sop. A Seguridad
e Ing. Ambiental
Alfonso David Mendoza Daza
214. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La minería en los diferentes tajos, tanto en la zona centro como en la zona norte,
han presentado problemas de combustión espontánea del carbón, por más de 19
años, convirtiéndose en un problema crítico en los últimos años por el incremento
de los mismos y el impacto que esta situación tiene en la operación, en aspectos
como:
Condiciones inseguras para el personal y equipos que laboran en áreas
calientes.
Pérdidas de carbón.
Daños a equipos: Palas, Taladros, Tractores, Camiones, etc. Con riesgos de
pérdida total de los mismos.
Pérdidas de productividad de palas. Por el hecho de trabajar en áreas calientes
y roca mal fragmentada, por la misma situación.
Cambios en la secuencia minera, con posible impacto en el cumplimiento de
metas volumétricas.
Estabilidad de taludes.
Estabilidad de vías permanentes cuando estas se encuentran en la parte
superior de un manto (s) incendiado (s).
Medio Ambiente.
Limitaciones y riesgos en las áreas de cargue de voladuras.
E incluso impacto negativo, desde el punto de vista estético y paisajístico.
Alfonso David Mendoza Daza
224.1 ASPECTOS TEÓRICOS7
Es muy importante tener en cuenta que el calentamiento espontáneo del Carbón
resulta de un aumento gradual de la temperatura debido a que la oxidación de
este es mucho más rápida comparada con la velocidad de disipación de calor por
conducción o radiación con sus alrededores. Este calentamiento se le atribuye a
varios factores como son, contenido de humedad, flujo de aire, tamaño de
partículas, contenido de pirita y materia volátil.
El Contenido de Humedad es probablemente el factor que más influye en el
calentamiento espontáneo del carbón y las formas como la humedad producen
este efecto es:
La condensación del agua en los poros de un carbón que contiene menos de su
humedad de equilibrio suministra el calor de condensación al carbón
incrementando su temperatura y así, su potencialidad de aumentar la velocidad de
oxidación. (Teóricamente un 1% de aumento en la humedad incrementa la
temperatura del carbón en 17 °C.).
La evaporación del agua de un carbón expuesto al aire puede llevarlo a que su
contenido de humedad sea menor a la de equilibrio. De este modo, preparándolo
para que en un futuro se someta a un proceso de condensación, y auto-
calentamiento, cuando el mismo carbón extraiga su humedad del aire o lluvia.
La cantidad de oxigeno que se aporta con el flujo de aire es un factor importante
en el proceso de auto-calentamiento del carbón, áreas donde el flujo sea mayor
probabilidad de desarrollar el proceso.
Alfonso David Mendoza Daza
23Entre más pequeña sean las partículas de carbón es mayor la superficie expuesta
y por tal razón mayor la tendencia al auto-calentamiento.
En general el rango de los carbones está íntimamente relacionado con la
combustión espontánea. Entre más bajo el rango, se aumenta la posibilidad para
que el carbón presente el fenómeno del calentamiento espontáneo. Lignitos y
carbones sub-bituminosos son los más susceptibles a sufrir este proceso
especialmente cuando son recientemente minados o triturados.
La Materia Volátil es un indicador del rango del carbón y por tal razón un indicador
de la tendencia de un carbón a auto calentarse.
Por mucho tiempo el contenido de pirita se ha señalado como uno de las
principales causas del proceso de auto calentamiento de carbón. La oxidación de
este mineral (sulfuro de hierro) a oxido de hierro es una reacción exotérmica y por
tal razón fuerte contribuyente al proceso.
El contenido de azufre es básicamente un indicador del contenido de pirita en el
carbón.
7 Tomado de: Disco Privado Carbones del Cerrejón, Disco I/prod/mina/proacc/compañía.
Alfonso David Mendoza Daza
244.2 ANTECEDENTES
Los incendios en el EWP comenzaron en el año de 1990. Por tal efecto
INTERCOR en el año de 1991, inició la operación de control de los mismos a
través de un contratista, que se encontraba a cargo de Jorge Escobar de la
superintendencia de pre minería.
Esta empresa contratista llamada impermeabilizaciones Creed Shot perteneciente
a la ciudad de Bucaramanga implementó su propio método que estaba muy
enfocado a la parte técnica.
La metodología utilizada por el grupo era básicamente la aplicación de Carbonato
de Calcio (CaCOз), posteriormente la aplicación de lodo bentonita y finalmente
utilizaban emulsión asfáltica para sellar el área afectada.
Se realizaron varias pruebas bajo la coordinación de Jorge Escobar las cuales
tuvieron relativo éxito.
Posteriormente se realizaron mejoras en el procedimiento del método,
reemplazando la totalidad de Carbonato de Calcio (CaCOз), por agua la cual
realizaba la misma función, y además después de controlado el fuego, se removió
el material estéril con retroexcavadora para aislar el incendio y luego aplicar los
sellos de lodo bentonita y emulsión asfáltica.
Con la aplicación de esta metodología se lograron controlar varios incendios y
posterior a esto se dejó de hacer la prevención de los mismos.
Hacia el año de 1994 y hasta 1999 la operación del control de los incendios pasó a
manos de la empresa, mediante el departamento técnico y el de producción, sin
embargo no se prestó la atención adecuada y oportuna a los fuegos presentes,
por lo que los mismos se propagaron de manera incontrolable al no realizarse un
control continuo.
Dada la situación tan crítica del problema ingeniería de minas en su afán de
búsqueda de alternativas realizó algunas pruebas con un producto químico
llamado MAT 550 desarrollado por MAT Química. El proveedor ofrecía las
ventajas de ser colombiano y colocar el producto en la mina, lo que agilizaría su
implementación. Las pruebas fueron realizadas entre Noviembre del 2000 y enero
del 2001.
Alfonso David Mendoza Daza
25Se realizaron varias pruebas del producto, como sofocante y como sellante las
cuales están en seguimiento.
Desde el año 2004 la atención prestada a esta problemática ha venido tomando
fuerzas debido que, se incremento la existencia de incendios en los diferentes
tajos. Por lo que se toma la decisión de plantear un proyecto que sea el único
responsable de la prevención y control del auto combustión de los diferentes
mantos de carbón. Este se encuentra vigente y está a cargo de la
superintendencia de soporte a producción.
4.3 CLASIFICACIÓN DE INCENDIOS EN MANTOS DE CARBÓN
La clasificación de los incendios de los mantos de carbón considerando
principalmente su localización en los tajos y sus repercusiones sobre el normal
avance en la explotación de los tajos es la siguiente:
Incendios en los frentes de avance de la explotación
Incendios en los endwalls temporales o definitivos
Incendios en los highwalls temporales o definitivos
Esta clasificación también tiene en cuenta la forma de atacar el incendio, ya que
los equipos utilizados para atacar incendios de avances de explotación son
diferentes a los utilizados para atacar los incendios en paredes altas y paredes de
avance de los tajos.
Dentro de estos tipos de incendios se presentan diferentes categorías, las cuales
se refieren principalmente a la cantidad de carbón comprometido en el incendio.
Incendio Categoría Cero, incipiente, menos de un mil toneladas afectadas
Incendio Categoría Uno, un mil toneladas afectadas
Incendio Categoría Dos, dos mil toneladas afectadas
Incendio Categoría Tres, tres mil toneladas afectadas
Incendio Categoría Cuatro, cuatro mil toneladas afectadas
Incendio Categoría Cinco, más de cinco mil toneladas afectadas
Alfonso David Mendoza Daza
264.4 INVENTARIO DE INCENDIOS DE MANTOS DE CARBÓN – MINA
CARBONES DEL CERREJÓN LIMITED.
El levantamiento de los incendios de los mantos de carbón en los diferentes tajos
activos de Cerrejón se muestran en el Anexo Uno, en la tabla de este anexo se
indica el tajo donde se encuentra ubicado el incendio, el manto afectado, el nivel y
el panel donde se encuentra, así como la descripción de algunas características
que permiten determinar su magnitud e importancia y los recursos utilizados.
4.5 CRITERIOS PARTICULARES PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL
INCENDIOS DE CARBÓN IN SITU.
Si la estabilidad de alguna de las paredes del tajo está comprometida, si el acceso
al incendio es fácil, si la salud y el medio ambiente pueden ser afectados, si la
intensidad del incendio es alta, si existe alguna infraestructura de Cerrejón
comprometida por este incendio, si la pérdida de reservas de este recurso natural
no renovable es considerable, si se puede presentar alguna obstrucción al tránsito
de camiones o si la oportunidad de atacarlo es apropiada, entonces este incendio
debe ser sofocado antes de que las repercusiones sean altamente negativas para
Cerrejón y sus shareholders.
Establecidos los criterios para el control de los incendios de carbón in situ, estos
criterios o variables deben ser ponderadas para proceder a priorizar el ataque a
los mantos de carbón que queremos extinguir.
4.6 ESTABLECIMIENTO DE LA PRIORIDAD DE PREVENCIÓN Y CONTROL DE
INCENDIOS EN LOS DIFERENTES TAJOS.
Los criterios o variables anteriormente enunciadas fueron ponderados por un
grupo de 18 ingenieros de Cerrejón, buscando su relevancia al momento de
determinar que incendio se ataca primero. El resumen del peso de cada una de
estas variables o criterios se muestra en la siguiente tabla.
Alfonso David Mendoza Daza
27Criterio o Variable Ponderación
Estabilidad 17
Acceso 7
Salud y ambiente 15
Intensidad 10
Infraestructura 13
Reservas 13
Tránsito de camiones 15
Oportunidad de atacarlo 10
Total 100
Tabla 1. Ponderación de criterios para priorizar la extinción de incendios
Como resultado de la ponderación, el criterio más relevante para definir la
prioridad de extinguir un incendio es la estabilidad del talud en el que se encuentra
el incendio, a renglón seguido se encuentran salud & ambiente y el tránsito de
camiones de acarreo. Luego de los anteriores criterios se encuentran la
infraestructura comprometida y la pérdida de reservas de carbón.
En el levantamiento de los incendios se determino la magnitud de cada una de las
variables, por ejemplo, si la estabilidad del talud está seriamente comprometida, la
magnitud es tres (3), si el compromiso es medio, la magnitud es dos (2) y si no
está afectando seriamente la estabilidad del talud, su magnitud es uno (1). Este
mismo criterio se extrapola para cada una de las variables en consideración.
Con el resultado de la ponderación, hemos establecido un semáforo de control
para la programación de la extinción de los incendios de acuerdo a su criticidad.
Incendios con un peso por encima de 175 nos indican una alerta roja y son los
primeros por atacar, incendios entre 150 y 175 muestran una alerta naranja y son
la segunda prioridad y finalmente los incendios con un peso menor de 150 nos
muestran una alerta amarilla y son la tercera prioridad de extinción.
Alfonso David Mendoza Daza
28Tabla 2. Semáforo de control para la programación de extinción de incendios.
4.7 MODUS OPERANDI
Estas labores de prevención y control de auto-combustión del carbón en los
diferentes tajos, tanto en la zona norte como en la zona sur, se lleva a cabo bajo la
responsabilidad de un supervisor llamado Mauricio Toro y un encargado de la
logística de la operación Eduis Amaya, junto con la colaboración del estudiante en
práctica correspondiente a la superintendencia de soporte a producción.
Se requiere también de unas cuadrillas, manejadas por una empresa contratista:
Una cuadrilla operando el Unimog, conformada por:
Un operador de UNIMOG
Un auxiliar para maniobras de manejo de cargas y transporte de materiales.
Una cuadrilla contratada, operando su vehículo de movilización y carga,
conformada por:
Dos auxiliares para manejo de mangueras
Un auxiliar para operación de bomba de tres pulgadas
Un auxiliar para el manejo del aditivo (Emulsión – Silvex).
La Operación de estas cuadrillas será diurna en un turno de doce horas, siete
días a la semana y con rotación entre auxiliares, buscando disminuir la fatiga
causada por la radiación y los gases emitidos por la combustión del carbón.
Alfonso David Mendoza Daza
29Tanto los auxiliares como las cuadrillas completas que trabajan en la extinción de
incendios, deben contar con dotación completa contra incendios.
El vehículo en que se movilizará la cuadrilla contratada tendrá además la
utilización en la movilización de las canecas de silvex de emulsión, mangueras,
accesorios, compresor, bombas pequeñas, etc., por lo tanto, esta camioneta debe
tener una configuración doble cabina con estacas.
4.8 EQUIPOS
Equipo Cantidad Uso Posesión Comentario Costo
Unimog 1 Adecuación con grúa para Sí Falta sistema de acople con
alcanzar incendios en paredes bomba multietapa de alta
de tajos presión
Bomba 2 Lanzamiento de chorro sólido Sí Una de ellas está acoplada a
multietapa para arranque de carbón un motor eléctrico y la otra
de alta prendido tiene acople mecánico para
presión el toma fuerza del Unimog
(por definir)
Retroexcava 2 Remoción y cargue del Sí Debe ser contratada Col$ 81
dora de material caliente Millón /
brazo largo Mes
Camión 170 1 Acarreo de material caliente Sí Este camión será compartido
con el acarreo de suelo
Camioneta 1 Movilización del supervisor Sí Esta camioneta debe ser Col$ 7
doble cabina alquilada y será compartida Millón/Me
con la supervisión y logística s
del RT9 Col$ 10
Millón/Me
s
Tractor de 1 Construcción de acceso a Sí Este tractor podría ser
orugas D9L incendios y remoción de compartido con remoción de
material caliente suelo pero deben ser
consideradas sus horas en el
plan mensual
Compresor 1 Lanzamiento de emulsión para Sí
sellar cortes de carbón
enfriado
Generador 1 Suministrar energía para Sí Generador sobre tráiler
mover la bomba multietapa de tirado por el Unimog
alta presión acoplada al motor
eléctrico
Pistolas 2 Control de temperatura de las Sí Además del monitoreo del Col$ 500
infrarrojas zonas calientes incendio en sofocación, se K
monitoreará la temperatura
de los futuros incendios a
Alfonso David Mendoza Daza
30extinguir
Cámara 1 Obtener información sobre la Sí Esta cámara nos ayudará a Col$ 60
termo distribución de temperaturas determinar la temperatura Millón
grafica de un incendio determinado y del incendio en profundidad
poder focalizar su extinción
GPS portátil 1 Monitoreo y localización de los Sí GPS que portará el Col$ 1.5
incendios inventariados supervisor para la ubicación Millón
de incendios
Radios 2 Comunicación entre cuadrillas Sí Deben ser comprados Col$ 5
portátiles de control de incendios y la Millón
supervisión
Tanquero 1 Llenado de tanques de Sí Este tanquero será
almacenamiento de agua para compartido por los de control
apagado de incendios de polvo, sus horas deben
ser planeadas
Tanque de 1 Almacenamiento de aire Sí
alta presión comprimido para el
lanzamiento del bitumen con
que sellaremos los incendios
sofocados
Tanques de 2 Almacenamiento de agua con Sí
10 KGln Silvex para sofocar los
sobre incendios
patines
Bombas 2 Dosificación del aditivo Silvex Sí Estas bombas son a gasolina
centrifugas
de 3
pulgadas
Monitor con 2 Sostendrán la descarga de la Sí Deben construirse bajo Col$ 1
trípode o manguera de sofocación de especificaciones de alta Millón
cañón incendios presión
Mangueras 4 Cuatro kits para acoplar los Sí Suministradas por materiales
y accesorios tanque con las bombas
Caseta o 1 Recuperación a la sombra de Sí Debe ser mandada a Col$ 0.6
carpa móvil los auxiliares de apagado de construir Millón
incendio
Tabla 3. Equipos requeridos para control de incendios de carbón In Situ
Alfonso David Mendoza Daza
314.9 COMBINACIÓN DE EQUIPOS PARA EL CONTROL DE
AUTOCOMBUSTION DEL CARBON IN SITU.
Los equipos listados en la tabla 3 permiten configurar dos tipos de instalaciones
para combatir los incendios de carbón in situ, una móvil en la que el Unimog
porta la bomba multietapa de alta presión y una semimóvil en la que la bomba
multietapa de alta presión esta acoplada a un motor eléctrico sobre un patín.
Unidad Móvil Control Incendios – Unimog. En la ilustración 9, se puede
ver la configuración de esta unidad móvil de control de incendios de carbón in
situ, la cual está conformada por un tanque de 10 KGlns de solución silvex,
unimog, bomba, carrete, grúa, mangueras, boquillas y accesorios.
Ilustración 9. Unidad móvil de control de incendios.
Para la puesta en marcha de esta unidad móvil de control de incendios se
requiere acoplar la bomba multietapa de alta presión al Unimog y al carrete, lo
mismo que la manguera de descarga de la bomba debe ser acoplada al boom de
la grúa para garantizar el alcance a los incendios en taludes de los tajos. Este
sistema no está acoplado actualmente y requerimos realizar este trabajo, el cual
podría ser hecho por DaimlerChrysler, dado su conocimiento del equipo, previa
definición del alcance por parte de Cerrejón. Un estimativo preliminar indica que
esta unidad móvil de control de incendios estaría disponible en tres meses.
Alfonso David Mendoza Daza
32Unidad Semi-móvil Control Incendios – Patín. En la ilustración 10, se
puede ver la configuración de esta unidad semimóvil de control de incendios
de carbón in situ, la cual está conformada por un tanque de 10 KGlns de
solución silvex, patín con bomba y motor eléctrico, generador, mangueras,
trípode, boquillas y accesorios.
Ilustración 10. Unidad semi-móvil de control de incendios.
Para la puesta en marcha de esta unidad semimóvil de control de incendios se
requiere hacer el montaje de la bomba multietapas eléctrica de alta presión y su
motor eléctrico sobre el patín y su acople con el generador, además de construir
los trípodes que ayudarían con el soporte y direccionamiento de las mangueras
de la solución silvex hacia el incendio de carbón.
La puesta en operación de estas unidades de control de incendio está supeditada
a la consecución del equipo, accesorios y gente que se requiere y que fue listado
en la tabla 2.
4.10 PROCEDIMIENTO
El procedimiento para la extinción y sellamiento de incendios de mantos de
carbón considera las siguientes etapas:
1. Construcción de Accesos y adecuación de áreas.(Tractores de orugas)
2. Montaje de Equipos y accesorios para la sofocación. (silvex)
3. Sofocación (control de temperatura).
4. Remoción y cargue de material caliente (Retroexcavadoras de brazo largo)
5. Sofocación o continuación del enfriamiento, confirmación de la estabilidad
térmica del área.
Alfonso David Mendoza Daza
336. Montaje para el sellamiento.
7. Sellamiento (Emulsión asfáltica o Bitumen).
8. Continuo control de temperatura y confirmación de la estabilidad térmica
del área
9. Fin de Sellamiento.
10. Desmontaje de infraestructura de sellamiento de mantos.
11. Monitoreo de temperaturas durante dos meses siguientes a la extinción.
Un estimativo preliminar de la duración del apagado del incendio de los mantos de
carbón es el siguiente:
Incendios de gran magnitud, con más de 5 KTon afectadas consumen 20 días en
extinguirse.
Incendios de mediana magnitud, con más de 3 KTon afectadas y menos de 5
KTon consumen 12 días en extinguirse.
Incendios de poca magnitud, con menos de 3 KTon afectadas consumen 8 días en
extinguirse.
Cabe destacar que las operaciones de sofocación se realizan con productos como
silvex para mantener estable la temperatura, este producto en particular ha venido
presentando resultados favorables en esta operación, también se han realizado
pruebas con sustancias como el fire wáter o agua ardiente de las cuales no se
tiene mucha información debido a políticas de manejo de información de la
empresa, pero también es una espuma utilizada para la operación de extinción de
incendios.
Luego de estabilizar la temperatura se procede a la etapa de sellado, la cual es
llevada a cabo por la cuadrilla correspondiente, esta operación se realiza con una
emulsión asfáltica llamada Bitumen, esta tiene una presentación como especie de
betún liquido, que va a ser mezclado con agua y con los diferentes equipos
propuestos anteriormente se procede a pintar el manto, dejándolo totalmente
recubierto con esta sustancia, garantizando así el total control de este incendio.
Luego de esto se realizan unas etapas de monitoreo por un cierto lapso de tiempo
en todos los mantos sellados para garantizar que estos no vuelvan a incendiarse.
Cuando se trata de un incendio de alto riesgo, es decir ubicado en un manto de
una extensión considerable que no es tan fácil de controlar, lo que se busca es
estabilizar la temperatura, y tratar de revestir el manto con material meteorizado
de mina esto con el fin de mitigar los impacto generados por este para con el
medio ambiente en cuanto a la emisión de gases se refiere.
Alfonso David Mendoza Daza
344.11 PANORAMA DE RIESGOS ASOCIADOS CON EL CONTROL DE
INCENDIOS
El panorama de riesgos realizado para las actividades que se desarrollan dentro
del proceso de control de incendios es el siguiente:
Transporte del personal hasta y desde el sitio de la instalación, conducción por
vías, por áreas de la mina.
Lesiones personales por choque o volcamiento del vehículo utilizado para el
transporte del personal hasta y desde el sitio de la obra.
Lesiones personales por atropellamiento al personal por vehículos o
equipos que circulen por el área de la obra.
Atascamiento del vehículo en las vías fangosas.
Lesiones personales por caídas desde un mismo nivel.
Fatalidad o lesiones personales por accidente de tránsito.
Transporte de equipos y herramientas hasta el sitio de los mantos de carbón
encendidos.
Lesiones personales por sobre esfuerzo en el manejo de cargas y malas
posturas.
Lesiones personales por la utilización de los equipos en mal estado
Apagado de los mantos de carbón encendidos.
Fatalidad o lesiones personales por corte de la piel con chorro de agua a
alta presión( 500 psi)
Quemaduras
Asfixia.
Caídas, resbalones.
Golpeado por caída de rocas
Trabajos en altura
Lesiones personales o a terceros por caída desde un nivel superior.
Alfonso David Mendoza Daza
354.12 TRABAJOS REALIZADOS EN CONTROL DE INCENDIOS AÑO
2008
Ubicación: Nivel 0 / Panel 0/ Manto 65 (Rampa Cajero Esquina)
Incendio Manto
65 (Presencia de
fuego)
Ilustración 11. Incendio en manto 65 antes de ser intervenido.
Remoción y
enfriamiento de mat.
Caliente (Q2 y
tanquero)
Ilustración 12. Incendio en manto 65 después de ser intervenido.
Alfonso David Mendoza Daza
36Ubicación: Nivel -20 / Panel 0 / Manto 45 (Fondo del Tajo Patilla)
Incendio Manto 45
Ilustración 13. Incendio manto 45 antes de ser intervenido.
Remoción mat.
Caliente y
sofocamiento (Relleno
mat. meteorizado)
Ilustración 14. Incendio manto 45 recubierto con material meteorizado.
Alfonso David Mendoza Daza
37Ubicación: Nivel 0 / Panel 0 / Manto 55 (Rampa Mocha)
Contaminación (Emisión
de Gases) causada por
incendio en manto 55
Ilustración 15. Incendio manto 55 antes de ser intervenido.
Enfriamiento con aplicación
de Fire Water. Para disminuir
y estabilizar la temp.
Ilustración 16. Incendio manto 55 aplicaciones de Fire Water.
Alfonso David Mendoza Daza
38Remoción mat. Caliente
y sofocamiento (Relleno
mat. meteorizado)
Ilustración 17. Incendio manto 55 recubierto con material meteorizado.
Ubicación: Nivel 15 / Panel 15 / Manto75 (Pared Alta-corredor Nivel 15)
Estabilización del Talud y
construcción de
plataforma
(Adecuación del área)
Remoción de material
caliente, enfriamiento con
tanqueros y sellamiento
con Bitumen.
Ilustración 18. Incendio manto 75 remoción de material caliente.
Alfonso David Mendoza Daza
39Manto sellado con
emulsión asfáltica
o Bitumen.
Ilustración 19. Incendio manto 75 sellado con Bitumen.
4.13 BENEFICIOS INTANGIBLES
Control de Incendios incipientes.
Medio Ambiente.
Salud y Seguridad.
Aumento Uso de Tanqueros.
Elimina problemas de subsidencia en las vías.
Estabilidad de taludes.
Se evitan daños costosos en infraestructura y equipos.
Recuperación del Backlog en el Manejo de Áreas Calientes.
Impacto paisajístico.
Alfonso David Mendoza Daza
40CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Las prácticas empresariales permiten el desarrollo de aptitudes, experiencias y
competencias en metodologías y técnicas propias de la industria,
complementarias a las nociones técnicas recibidas en las aulas de clase.
En lo personal ha sido muy gratificante haber compartido esta experiencia con
personas que cuentan con una larga trayectoria en el mundo empresarial y que
verdaderamente son como ese ejemplo de superación a seguir debido a sus
éxitos logrados en el ámbito laboral.
Esta experiencia de práctica profesional me permitió crecer a nivel personal y
profesional, debido que se me brindo la oportunidad de poner en práctica o a
prueba muchos de los conocimientos adquiridos en el transcurso de mi carrera
profesional.
En cuanto a la problemática que viene afrontando la empresa debido a estas
situación de prevención y control de incendios, cabe decir que resultados
positivos se han obtenido, en cuanto a costos, mitigación de impactos, salud y
seguridad en la ejecución de las diferentes operaciones unitarias de minería
que se veían afectadas por esta problemática, en especial y de sumo cuidado
como lo son las voladuras.
El empleo de material estéril como sofocante o sellante, no garantiza que el
manto de carbón quede aislado totalmente del medio. Se requeriría aplicar una
técnica para el descargue de material y compactar el material posteriormente.
Implementar las estrategias de prevención (Atención de incendios incipientes y
detección de zonas propensas a combustión mediante la termo grafía) y control
de incendios mayores, ha venido generando resultados positivos ya que por
medio de esta podemos considerar las áreas de alto riesgos y darles el manejo
requerido en el menor tiempo posible.
Alfonso David Mendoza Daza
41REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
 Fortich H. H, Planeamiento y diseño del proyecto carbonífero a cielo
abierto Oreganal-el descanso en el Cerrejón central. Universidad
Nacional de Colombia, Sede Medellín, 1993.
 Márquez D. A, and Zapata B. E, Control de autocalentamiento de carbón
durante el apilamiento y el manejo de grandes volúmenes. Universidad
Nacional de Colombia, Sede Medellín, 1994.
 Acevedo O. L and Ortega O. O, Influencia de Parámetros Intrínsecos del
Carbón en la Combustión Espontanea. Universidad Nacional de
Colombia, Sede Medellín, 1997.
 Hustrulid, W. Open Pit Mine planning and design. Rotterdam. Balkema,
1998.
 Londoño, N. D, Diseño de una explotación de carbón a cielo abierto.
Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, 1991.
 Crawford, J.T, Open pit planning and design, AIME, 1979.
 Coronado R. C, Monitoreo de taludes en minería. Universidad Nacional
de Colombia, Sede Medellín, 1993.
 P.W.J. Van Renseburg, Editor. Planning Open Pit Mines. Published the
South Africa, Institute of Minning and Metallurgy by A.A
Balkema.Cape.town. Amsterdam.
 Arteaga, R, R, Manual de evaluación técnico-económica de proyectos
mineros de inversión. Madrid: ITGE, 1997.
Alfonso David Mendoza Daza
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