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SUSTENTACIÓN PROYECTO DE GRADO

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Helmer Orozco

on 7 May 2013

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Transcript of SUSTENTACIÓN PROYECTO DE GRADO

Modalidad
MONOGRAFÍA

DIANA LIZZETH LOZANO LESMES
HELMER FABIAN OROZCO DAVILA "DISEÑO DE UNA ALTERNATIVA PARA LA ELECCIÓN DE UN MÉTODO DE EXPLOTACIÓN DE MATERIALES DE ARRASTRE EN EL RÍO MARACAS DEL MUNICIPIO DE BECERRIL, DEPARTAMENTO DEL CESAR, PARA LA CONCESIÓN 0260-20"

La explotación de materiales de arrastre es de gran importancia por el factor económico que representa en la sociedad, el cual es utilizado en construcciones de obras de infraestructuras que muestran un crecimiento en el desarrollo del país.

Con el crecimiento acelerado del municipio este tipo de minería se ha incrementado en el Departamento del Cesar, el Río Maracas tradicionalmente ha aportado material de construcción, específicamente material de arrastre, destinados a obras urbanísticas del municipio y pueblos aledaños, pero sin la correspondiente planeación, diseños y procedimientos operativos adecuados; las explotaciones no se realizan de una forma técnico – racional ni mucho menos cuentan con los planes de obras y manejo ambiental necesarios para prevenir y mitigar los deterioros ambientales. UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA
FACULTAD SECCIONAL SOGAMOSO
ESCUELA DE INGENIERÍA DE MINAS
ABRIL DE 2013 Director:
Ing. RUBER TEHERÁN GUZMAN
Codirector:
Ing. RODRIGO ALBERTO VILLARREAL Jurados:
Ing. JORGE ARTURO MARTINEZ AVILA
Ing. CRISTIAN RODRIGUEZ Jagua de Ibirico CLIMA PRECIPITACIÓN Precipitación Porcentual Multianual
Tiene un área de 403.1 km² que representa el 35.1% de la superficie total del municipio de Becerril y es la que surte de agua su acueducto, existiendo zonas que presentan erosión de moderada a muy severa. HIDROGRAFÍA Río Maracas. Su tamaño varia entre 2 y 64 mm
Su tamaño varía entre 0,063 y 2 mm Arenas. ASPECTO LEGAL

La extracción de Material de Arrastre se llevara a cabo dentro del contrato de concesión 0260-20 con Registro Minero HGCG-04 con una duración de 29 años, legalizado por INGEOMINAS, para la exploración y explotación del material de arrastre, con una extensión de 122 hectáreas ± 3460,5 m².

Conforman las partes planas del municipio, que por su composición y características se consideran de edad cuaternaria. GEOLOGÍA LOCAL MATERIAL DE INTERÉS INTRODUCCIÓN GENERALIDADES Objetivo General Objetivos Específicos
Diseñar una alternativa para la elección de un método de explotación de materiales de arrastre en el Río Maracas del municipio de Becerril, que garantice una explotación minera técnico – racional con rendimiento económico de material aluvial en el área del contrato de concesión minera 0260-20 con estricta sujeción a las guías minero ambientales vigentes.
Recopilar la información general existente sobre la zona, como la geología del terreno, localización, vías de acceso.

Realizar varias visitas de campo para determinar las particularidades del área.

Explorar el subsuelo mediante la realización de apiques y toma de muestras para análisis de los materiales encontrados en la zona.

Realizar evaluación geológica y el cálculo de reservas en el área de estudio.

Diseñar y recomendar un método de explotación adecuado para la extracción de los materiales.

Describir varios métodos de explotación para el arranque, cargue y transporte de la mina.
Evaluar las condiciones de estabilidad para cada uno de los métodos.

Cálculo de las diferentes características técnicas y números de ciclos de la maquinaria, necesaria para obtener la producción requerida.

Recomendar algunas medidas de Higiene y Seguridad minera.

Realizar evaluación económica y financiera que permita detallar la viabilidad del proyecto.

Efectuar un estudio de mercado, que permita conocer todos los aspectos de comercialización, entre ellos la demanda del material objeto de explotación. LOCALIZACIÓN Y VÍAS DE ACCESO Esc. 1:2.500 Gravas. EXPLORACIÓN GEOLÓGICA DE SUPERFICIE Sedimentos Recientes. Gravas con un contenido total de algo más del 88%.
Arenas con 10.75 %. con contenidos en estas muestras MUESTREO Y ANÁLISIS DE CALIDAD Resultado análisis de materia orgánica para arenas. Resistencia al Desgaste de los Agregados (Abrasión en la máquina de los Ángeles): Análisis Granulométrico por tamizado: Los porcentajes de desgaste para la muestra están entre 10.4 y 30.2%, cumpliendo para materiales de base y subbase granular. máximo 50% para subbase granular.
máximo 40% para base granular. EXPLORACIÓN GEOLÓGICA DEL SUBSUELO EVALUACIÓN Y MODELO DEL YACIMIENTO GRACIAS ANÁLISIS DE MERCADO CONTEXTO LOCAL DISEÑO DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN PROPUESTO A. MÉTODO DE EXPLOTACIÓN POR GRAVERA. Recuperar hasta el 100% de las reservas.

Se extrae aproximadamente el 90% de las reservas explotables.

Las reservas del lecho no se tocan porque ya pasa a ser otro sistema el que se implementa. Ventajas Económicas Este sistema tiene ventajas económicas, la extracción se realiza de forma directa sobre los playones y no necesita obras adicionales que le impliquen inversión alguna. Se podría utilizar medios mecánicos y los medios manuales, la capacidad económica de los explotadores definirá el tipo de equipo de arranque a utilizar.

Se emplearan volquetas convencionales de 5 m³ de capacidad. Equipos e infraestructura Disponible Desventajas Ventajas Puede presentar susceptibilidad, para la socavación y erosión.

Se lleva a cabo en zonas de áreas pequeñas y se encuentren unas seguidas de otra. B. MÉTODO DE EXPLOTACIÓN POR DÁRSENAS Se recuperan hasta el 80% del material explotable.
 
Se obtiene mayor cantidad de recuperación de las reservas en un 100%.
 
El material se extrae seco, presentando una buena visibilidad en el frente.
 
Cuando se clasifica el material seco hay mayor rendimiento en las operaciones.
 
Baja profundidad de excavación y por ende mayor rendimiento de la excavación.

La separación entre piscinas favorece el cargue de las volquetas en el frente de explotación. Ventajas Ventajas Económicas Permite reacomodamiento del material con una buena disposición, evitando que se formen los lentes o barras centrales que ayudan a formar la divagación del cauce, originando problemas de socavación, erosión y hasta inundación.

Se ajusta mejor al arranque mecánico y a las dimensiones del área.

La geometría del método es ajustable a las condiciones de creciente y recuperación del rio.
 
Con este sistema se busca la reducción de la dinámica fluvial, velocidad de flujo, ofreciendo resistencia hidráulica a las arremetidas de las crecientes del río. Las ventajas serán más de tipo técnico; porque si se produce una gran avenida el dique se puede destruir; mientras que con las piscinas necesariamente habrá depositación. Ventajas Se necesitará de una retroexcavadora hidráulica versión retro mayor de 2,6 m³ de capacidad del cucharón.

Para el transporte del material hasta el sitio de acopio se emplean volquetas articuladas de 25 m³ de capacidad.
  Equipos e infraestructura Disponible. Se lleva a cabo para grandes extensiones apropiadas de explotación. Su aplicación requiere la utilización de maquinaria pesada. Desventajas Fuente: Datos de Estudio C. MÉTODO DE EXPLOTACIÓN POR DIQUES TRANSVERSALES Se recuperan hasta el 100% de las reservas que se retienen después de que se produzcan las avenidas.

No se altera el lecho del río, ni sus riberas. Ventajas Económicas Este sistema no tiene muchas ventajas económicas por que la utilización de las máquinas para la extracción será igual en número de horas al tiempo que se puede utilizar con otro método. Básicamente se necesitará de una retroexcavadora, con la cual se realizarán todas las labores mineras (Extracción y, cargue).
  Equipos e infraestructura Disponible Desventajas Ventajas Mayor de número de horas máquina para construir el jarillón o dique de retención.
 
Susceptible a las grandes avenidas que destruirán el dique por la fuerza grande que genera el río. SELECCIÓN DE ALTERNATIVA Método de Explotación por Dársenas:
Por los efectos sobre a cauce normal del cauce del río.
Por las inversiones iniciales.
En cuanto a la disposición de los materiales.
Actividades y operaciones de explotación: - Desarrollo y Preparación. - Cargue y transporte.
- Arranque. - Acopio. Parámetros: SECUENCIA DE EXPLOTACIÓN Extracción en el sector de explotación. La conformación del sistema de explotación de material de arrastre por dársenas, se desarrollará bajo los siguientes criterios: •Longitud piscina: variable
•Cota de nivel freático: variable
•Dirección de frente de avance: N-W Vías externas Vías internas LABORES DE PREMINADO LABORES DE MINADO Arranque Transporte Cargue Se lleva a cabo de manera directa, utilizando retroexcavadora, debido a las exigencias del mercado, estimulación y variación de la demanda, entre otros aspectos. (frentes de explotación-acopio)
de 25 m³ de Capacidad Retroexcavadora (CAT 330). Volquetas Dobletroque volquetas CAT 735 (acopio-planta de beneficio)
de14 m³ de Capacidad Calculo de producciones de los Equipos Los siguientes cálculos se realizaran para la extracción y transporte de grava. Retroexcavadora (CATERPILLAR 330).
Q = Producción horaria (m³/hr)
q = Producción por ciclo (m³)
N = Número de ciclos por hora
E = Factor de Eficiencia

q = Cap. del cucharon * Factor del cucharon

Capacidad del cucharon = 2.6 m³
Factor del cucharon = 0,8

q = 2.6 * 0.80 = 2.08 m³ capacidad cargue frontal

•Tc = 51 s ≈ 0,85 min, tiempo de ciclo

E = 0,85 min.

N = 60/0,85 = 70.6 ciclo/hora, número de ciclos

Q = 2.08 * 70.6 * 0,85 = 124.82 m³/hr Q = q * N * E Q = 124.82 m³/hr Q = 47,5 m³/hr Camión de acarreo interno CAT 735. Capacidad = 25 m³

Numero de pases = 25 m³/2.08 m³ = 12 pases

Tiempo de carga = 12 * 0,85 min = 10.2 min

Velocidad promedio: 20 km/h.

Tiempo de acarreo:
4000 m / 20000 m/h = 0,2 h x 60 = 12 min

Distancia de retorno: 4000 m.

Velocidad de retorno: 32 km/h.

Tiempo de retorno:
4000 m / 32000 m/h = 0,125 h x 60 = 7.5 min

Tiempo de descarga: 0.7 min

Tiempo de colocación e inicio del cargue:
0.2 min (según catalogo) Q = Qc * N * Ev
Tc + Ta +Td + Tr + Tcei

Tt = 10,2 + 12 + 7,5 + 0,7 + 0,2 = 30,6 min

N = 60 / Tt = 60 / 30,6 = 1,96 2,0

Ev = 0,80 (según catalogo)

Q = 25 x 2,0 x 0,95 = 47,5 m3/ hr. • Talud de trabajo: 45°
• Talud de reposo: 45°
• Cotas de profundización: 3 M
• Ancho de piscina: 5 M El equipo de cargue posee la mayor producción horaria (124,82 m3/h), este dato es una producción, únicamente en el frente de explotación ejecuta la labor de cargue.
habrá solo turno de 06:00 a.m. a 04:00 p.m. con dos hora de descanso, Dando un factor de eficiencia horaria de 0,80.
Para la extracción de grava se tiene planificado para realizar las labores de minado 990 m3/ turno

Producción/día camión = (47,5 m3/hora) x 8 hora/día = 380 m3/día.

Para mover 600 m3/día; que es la producción estimada en el ciclo, se requiere:

1 camión ---------> 380 m3/día
X <--------- 990 m3/día CÁLCULOS DE TIEMPOS PARA ALCANZAR PRODUCCIONES X = (990 m3/día x 1 camión) / 380 m3/ día = 2.6 -> 3.0 camiones; por tanto se utilizaran 3 camiones de la línea CAT 735 para las actividades de acarreo hacia el acopio.

2,6 camiones = 380 m3/ día x 2,6 camiones = 988 m3/ día.
3,0 camiones = 380 m3/ día x 3,0 camiones = 1140 m3/ día. Producción hora / Retroexcavadora = 124,82 m3/ hora

Producción en 8 horas = 124 ,83 m3/ hora x 8 horas = 998,56 m3 --> 1000 m3 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES EVALUACIÓN ECONÓMICA Y FINANCIERA La rentabilidad es establecida por: CALCULO DEL VALOR PRESENTE NETO (VPN) Resumen de Costos ANÁLISIS DE RENTABILIDAD Se concluye: R = 156 % La tasa de interés anual que pagan las corporaciones es del 7.1%, la cual se toma como la tasa de interés de oportunidad (i op). El rendimiento del proyecto es superior a la tasa de interés de oportunidad (7,1%). El valor presente neto se calcula por la fórmula: LA INVERSIÓN ES ATRACTIVA Y OFRECE UNA ALTA RENTABILIDAD. EL PROYECTO ES ECONÓMICAMENTE VIABLE,
Y OBTIENE UNA AMPLIA RENTABILIDAD. Esc. 1: 2.500 CONCLUSIONES La interpretación geológica de superficie permitió reconocer dos depósitos descritos en la geología de superficie: llanuras aluviales y depósitos aluviales, en el área los materiales extraídos corresponden al último, donde se llevara a cabo la extracción de materiales áridos.

El yacimiento esta en superficie y las labores de explotación no sobrepasan los 3 metros en los playones.

El material encontrado corresponde a arenas, grava de de variable composición litológica, cantos redondeados a subredondeados, en una matriz de arena fina a media, de coloración beige grisoso.

Se Diseño método de explotación por Dársenas como el adecuado para la extracción de los materiales, teniendo en cuentas las características del sector.

La utilización de retroexcavadoras y las volquetas, están condicionadas al comportamiento de la demanda y las necesidades propias del concesionario.

Los equipos que se requieren para la ejecución del proyecto en el área de concesión, es de 3 volquetas de 25 m3 para el acarreo de 1140 m3 / día y una retroexcavadora para una producción de 1000 m3 / día.

Como el valor presente neto es positivo indica que el rendimiento del proyecto es superior a la tasa de interés de oportunidad (7.1 %) lo que significa que la inversión es rentable. RECOMENDACIONES La autoridad minera debe encargarse y orientar las explotaciones sobre la llanura de inundación, donde existen recursos adecuados y suficientes para adelantar una minería planificada y ambientalmente sostenible.

Implementar programas de reforestación con especies nativas en las márgenes del río maracas.

El municipio debe implementar el desarrollo de las actividades mineras, con el objetivo de lograr con ellas el control minero y ambiental en el sector del río maracas.

Las excavaciones no deben superar los 3 metros de profundidad.

Se debe proteger el margen del río hacia el talud con un margen de 10 metros de protección para evitar la inestabilidad de los taludes y la estabilidad de la excavación.

El método extractivo, debe ser compatible con la definición del cauce, minimizando los procesos erosivos y de socavación y debe ajustarse a las condiciones de creciente, recuperación del río y extensión del área a explotar. BIBLIOGRAFÍA AGEMCES, 1996 Plan de Ordenamiento y Desarrollo Minero del Cesar.

CÉSPEDES SÁENZ Alberto, 1999 principio de Mercados.

CORPOCESAR – INGEOMINAS, Estudio Geotécnico e Hidráulico del río Cesar y sus áreas cenagosas, Santafé de Bogotá. Septiembre de 1995.

CORPOCESAR - INGEOMINAS, Convenio Interadministrativo. Evaluación de aguas subterráneas en el Departamento del Cesar. 1995.

ECOCARBÓN – CORPOCESAR, 1996 Atlas Ambiental del Dpto. del Cesar.

GOVEA Carlos, DUEÑAS Ernesto. Informe Geológico preliminar de la cuenca del río Cesar – ECOPETROL. 1975.

ICER, 2002, Informe de coyuntura económica regional del Cesar.

IDEAM 1995, Estadísticas Hidrogeológicas de Colombia 1990-1993.

MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE, 1997 Estudio de Impacto Ambiental para Explotación de Minerales Industriales (términos de referencia) dirección técnica de desarrollo sostenible.

PADILLA Alejandro, 1984 Cuenca Sedimentaria en Colombia U.I.S.

PROEXPORT Y RICHARS F MARVIN, 1974 Evolución Geológica de la Sierra Nevada de Santa Marta, Ingeominas. 4 km 1km ya que de acuerdo a las normas del INVIAS Arreglo y mantenimiento de vía construcción de obras civiles OBJETIVOS COSTOS Entrada al
Sector de explotación Becerril DISEÑO
DE EXPLOTACIÓN 5 m Arena. USOS DE LOS MATERIALES EXPLOTADOS A = 224,2 * R * K * LS * C * P Dónde: Grava. Actualmente la empresa constructora El Condor S.A. serían los únicos ofertantes principales en el municipio de Becerril CARACTERISTICAS DE LA OFERTA Río Río ha
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