ANÁLISIS CONTROL Y EVALUACIÓN DE RIESGO DE FENÓMENOS GASEODINÁMICOS EN MINAS DE CARBÓN

Autor: DÍAZ AGUADO M. BELARMINA
Año: 2003
Universidad: OVIEDO
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS DE OVIEDO
Centro de lectura: INGENIEROS DE MINAS
Director: GONZÁLEZ NICIEZA CELESTINO
Tribunal: MENÉNDEZ ÁLVAREZ MARIO , TORAÑO ÁLVAREZ JAVIER , RAMÍREZ OYANGUREN PEDRO , TABOADA CASTRO JAVIER , MENÉNDEZ DÍAZ AGUSTÍN
Resumen de la tesis

Esta tesis doctoral recoge las principales medidas de evaluación de riesgo de ocurrencia de fenómenos gaseodinámicos en yacimientos profundos de carbón, centrando la investigación en algunos de los parámetros que no forman parte de la toma de datos habitual de las minas. Entre ellos destacan algunos de los factores de tipo natural (presión de gas en capa, porosidad y permeabilidad del carbón y parámetros tensodeformacionales) así como los relacionados con la propia explotación: explotación de una capa égida o de defensa, infuencia de los bordes de tajo o cruces de labores y del abandono de macizos residuales. Para ello se han utilizado equipos poco empleados hasta el momento en la minería del carbón y algunos diseñados en el transcurso de la tesis, que se han instalado en una mina trabajando a plena producción: en dos pozos en explotación por el método de subniveles con sutiraje en retirada. La ingente cantidad de datos obtenida se ha manejado en una base de datos específicamente diseñada. Por otra parte se ha analizado el comportamiento geomecánico de la capa de carbón y sus hastiales mediante ensayos de laboratorio e in situ (presiómetro y monitorización con cámara de vídeo). A partir de los ensayos se ha efectuado la caracterización del macizo rocoso siguiendo algunas de las clasificaciones de mayor reconocimiento internacional (RMR de Bieniawsk, Q de Barton, GSI de Hoek-Brown), para estimar las propiedades de partida de modelos numéricos de diferencias finitas. Estos modelos, calibrados con la instrumentación instalada (puesto que se han colocado desde extensómetros mecánicos y de inyección o estaciones de medida de convergencia hasta sondeos para control de deformaciones con sonda INCREX e inclinométrica y células de variación de tensión), han permitido simular distintas secuencias de explotación para buscar la óptima desde el punto de vista gaseodinámico. Con la simulación bidimensional y tridimensional se ha establecido la influencia negativa de los macizos que se dejan sin explotar y de los cruces de labores, influencia que igualmente se verificó con la instrumentación instalada. Finalmente, se proponen dos sencillas herramientas de control para evitar estos fenómenos la simulación numérica de futuras secuencias de explotación como elemento de predicción y el empleo de cánulas de presión de gas como elemento de control, indicador de los valores de riesgo y de las situaciones más adecuadas para acometer nuevas labores o continuar con los avances en carbón. El fin último de la tesis es la mejora de la seguridad de los trabajos de laboreo minero, lo que redundaría en beneficio de la producción y la productividad de las minas. Igualmente se proponen algunas posibles líneas de investigación futura, que van desde un análisis más detallado de la permeabilidad aprovechando las cánulas de medida de presión de gas diseñadas hasta la captación automática de datos y medida en línea, incluso estableciendo señales de alarma en caso de alcanzarse valores de riesgo de la presión de gas en capa o de la tensión de los hastiales.
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