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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN FACULTAD DE MINAS

CURSO DE MINERÍA DE SUPERFICIE

Taller 3 INFORME TÉCNICO VISITA DE CAMPO A LA MINA LA MARGARITA Título Minero No. Municipio de Titiribí (Ant.)

Elaborado por: Chris Andrea Pinilla Castañeda Jesús Daniel Quiceno Cañas Maria Alejandra Yepes Arrubla María Fernanda Quintero Álvarez

Profesor: GUSTAVO NEIRA ARENAS

Medellín, Mayo 2 de 2018

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Tabla de contenido 1. ANTECEDENTES

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1.1 Historia de la mina

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2. OBJETIVOS DE LA VISITA

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4. ACTIVIDADES DE CAMPO REALIZADAS

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5. GEOLOGÍA DEL DEPÓSITO Y RESERVAS

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6. MINERALIZACIÓN Y TIPO DE DEPÓSITO

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7. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO DE LA MINA

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7.1 Tipo de explotación que se realiza

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7.2 Productos

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7.3 Planeamiento minero

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7.4 Descripción de la operación (Minerales explotados, Procesos de minería y beneficio, Producción, No. empleados, tamaño de la explotación, etc.) 9 7.5 Diagrama de flujo de procesos – Secuencia de explotación

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7.6 Equipos empleados y su tamaño

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7.7 Producción y clientes

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7.8 Controles que se aplican al proceso (Muestreo, análisis, laboratorios, etc.)

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7.9 Disposición de estériles y residuos

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8. CONCLUSIONES DE LA VISITA

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9. RECOMENDACIONES

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10. BIBLIOGRAFÍA / FUENTES DE INFORMACIÓN

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1. ANTECEDENTES 1.1 Historia de la mina Desde hace muchos años los antepasados de la familia dueña de la mina aprovechaban todos los recursos naturales que ofrecía esta tierra, como la producción de panela con caña de azúcar, engorde de ganado, producción de leche para el consumo interno de la hacienda, la porcicultura y desde hace aproximadamente 40 años la explotación de una pequeña mina de carbón, para el uso interno de quienes vivían y trabajaban allí. “Crecí entonces en un ambiente donde el principal medio de transporte era el caballo, hombres y mujeres se levantaban temprano a trabajar, ellas en los oficios del hogar y ellos con mano dura a explotar las riquezas de la tierra. Jugar entre el lodo y la arena eran mi pasión; cargar volquetas con tierra, construir carreteras alrededor de la casa, piedras y demás objetos que encontraba atractivos a mi alrededor fueron generando en mí la habilidad y la pasión por los negocios”. Cuenta Don Juan, actual propietario de la mina la Margarita. Es así pues como en 1980 se denuncia la mina a título familiar, y con el apoyo de ellos se empieza la primera mina subterránea donde el carbón se vende a la industria, siendo pioneros en Antioquia en la utilización del aire comprimido en la minería subterránea. Luego de varias complicaciones la familia decide retirarse del negocio y es así como llega un amigo de don Juan a darle la cara, el respaldo y la seguridad a la empresa. Luego de esto se crea Mina la Margarita LTDA, con reservas de aproximadamente 37 millones de toneladas de carbón bituminoso tipo A y minería tanto subterránea como a cielo abierto. A continuación presentaremos algunas fechas importantes en la historia y formación de esta mina: ● 1993 Se constituye la empresa Mina La Margarita S.A. cuyo objeto social es la extracción y comercialización de carbón térmico. ● 1995 Se logró modificar el esquema de remuneración de mina subterránea siendo la primera mina de Titiribí en acoger un esquema de pago basado en productividad. ● 1998 Se rompen paradigmas, Mina La Margarita es pionera con la implementación del primer sistema de aire comprimido para la explotación de carbón con martillo neumático en mina subterránea. ● 2003 Se inicia la explotación de carbón a cielo abierto, siendo hasta la fecha la única mina de Antioquia que trabaja bajo este esquema. ● 2011 Se asume directamente el proceso de explotación a cielo abierto el cual anteriormente era realizado por contratistas. ● 2012 Mina La Margarita supera todos sus históricos de producción de carbón gracias a la optimización de sus operaciones mineras. ● 2012 Mina La Margarita SAS suscribió el pacto por los bosques en Antioquia, el cual está liderado por la Universidad Nacional y el Jardín Botánico. ●

2013 Después de 20 años de trabajo constante, hoy en día la empresa sigue comprometida con su razón de ser y con el manejo responsable de su minería, siendo amigable con el medio ambiente y trabajando de la mano de la comunidad.

Hoy en día la mina margarita lleva trabajando como empresa constituida por 25 años y está comprometida con el progreso de su gente, su pueblo, en miras de mejorar la calidad de vida y en especial en capacitar a sus empleados en salud, la familia y la prevención de vicios y enfermedades que dichas personas por su profesión caen con gran facilidad.

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También se está comprometida con el medio ambiente enfocando grandes esfuerzos en la reconstrucción de la tierra, la preservación de especies nativas, flora y fauna. 1.2 Propietarios El propietario del terreno usado por la mina La Margarita, para realizar sus explotaciones, se llama Don Juan, que además aprovecha el suelo para hacer ganadería. El contrato de concesión minera está a nombre del representante legal de la compañía La Margarita. 1.3 Descripción de la minería regional Dentro de la minería de la región se puede destacar la explotación de oro y plata, en las minas el Zancudo, Chorros, entre otras. Se tiene información de que dicha minería se está realizando en la región desde el periodo de la colonia hasta mediados del siglo XX. De igual forma, desde finales del siglo XIX hasta hoy, la explotación de carbón para el suministro de mineral dirigido principalmente a las empresas del Valle de Aburrá ha toma importancia en la región 1.4 Importancia de la mina / Tamaño. Esta mina, a nivel regional presenta una gran importancia ya que genera la mayor parte del carbón que consumen las empresas de azúcar de la región, como por ejemplo, azúcar la Manuelita. El título minero está definido en la plancha 146 III D que posee una escala 1:25000 del instituto Geográfico Agustín Codazzi, IGAC. Dicho título minero comprende un área de 200 Ha, encerrada por el polígono formado por las siguientes coordenadas: X1: 1.165.000 X2: 1.164.840 X3: 1.164.140 X4: 1.164.300

Y1: 1.145.600 Y2: 1.145.920 Y3: 1.145.560 Y4: 1.145.250

1.5 Mineral (es) explotados En dicha mina se extraen carbones sub bituminosos tipo A y arcillolitas las cuales se emplean para hacer ladrillos. 2. OBJETIVOS DE LA VISITA La visita a la mina La Margarita realizada el día lunes 23 de abril del presente año 2018 tuvo como objetivo principal, trasladar el aprendizaje obtenido en clases sobre explotación a cielo abierto, relación de descapote, producción, seguridad en las operaciones mineras y demás conocimientos, ya adquiridos por el estudiante, al mundo real, facilitando la adquisición de habilidades y relacionando directamente los aprendizajes con su aplicación inmediata en la dinámica de la industria minera.

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3. LOCALIZACIÓN DE LA MINA - Mapa

Imagen: Localización de la cuenca carbonífera del sureste antioqueño

La mina La Margarita se encuentra ubicada al noreste del casco urbano del municipio de Titiribí, en la vereda El Bosque, a 62 Km de Medellín; tiene una extensión de 200 ha. A la zona de interés se llega tomando la vía conocida como la Troncal del Café, hasta el corregimiento de Titiribí denominado La Albania, de allí se toma la carretera al casco urbano de dicho municipio por un tramo de 3 Km para desviarse luego a la derecha por la vía que conduce al trapiche de la mina La Margarita. Vía terrestre la mina está a solo 200 kilómetros del puerto de Turbo, 400 kilómetros del Puerto de Buenaventura y 600 kilómetros del puerto de Cartagena

Imagen: Localización mina Margarita. Google maps

4. ACTIVIDADES DE CAMPO REALIZADAS En primer lugar, se realizó una charla de contextualización sobre la empresa La Margarita, sus métodos de explotación y comercialización de sus productos; se habló de la operación, reservas, empleados, etc. Seguidamente, se llevó a cabo el recorrido por la mina, donde se observó la operación realizada por una retroexcavadora y varios camiones en la zona de extracción del material. Finalmente, se concretó el recorrido en la zona de retro llenado donde operaban dos camiones y un bulldozer. 5

5. GEOLOGÍA DEL DEPÓSITO Y RESERVAS La mina La Margarita extrae de un depósito de carbón ubicado en un sinclinal donde existe un flanco oriental y occidental. En el flanco oriental se realiza la explotación a cielo abierto y en el flanco occidental se realiza la explotación a través de minería subterránea. En el flanco oriental hay aproximadamente 10 mantos de espesores que varían entre 0.5 y 1.5 metros de ancho, lo que hace poco viable la minería subterránea, mientras que en el flanco occidental hay principalmente tres mantos que tienen entre uno y dos metros. Se cuentan con unas reservas de aproximadamente 37 millones de toneladas de carbón sub bituminoso tipo A. 6. MINERALIZACIÓN Y TIPO DE DEPÓSITO La zona de explotación se encuentra incluida dentro de la Cuenca Carbonífera de Antioquia, conocida comúnmente con la Cuenca de la Sinifaná, dicha cuenta está constituida por la formación Amagá o Terciario Carbonífero de Antioquia. Limita al Oriente por la diorita de Pueblito y al Oeste por rocas paleozoicas del Complejo Poli metamórfico de la cordillera Central. Estructuralmente el área está situada en el denominado corredor Sur Norte del sistema de Fallamiento Cauca - Romerales, dentro de la zona del contrato se presentan afloramiento de cuatro unidades geológicas con 23 características composicionales y morfológicas diferentes, que corresponden a depósitos recientes de flujos de lodo y escombros, rocas paleozoicas, intrusivos andesíticos y los estratos de la Formación Amagá, siendo los miembros medio y superior la mayor extensión del área. Al interior de la Mina la Margarita S.A. predominan afloramientos de rocas sedimentarias pertenecientes a la formación Amagá, dichas rocas se encuentran comúnmente cubiertas por los depósitos cuaternarios no consolidados. El basamento de este yacimiento se puede considerar de origen metamórfico. Tiempo después el yacimiento intrusivo por rocas sub-volcánicas del tipo pórfidos andesíticos y dacíticos como el cerro de Corcovado y también hay presencia de importantes depósitos cuaternarios. 7. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO DE LA MINA 7.1 Tipo de explotación que se realiza Minería subterránea La mina cuenta con tres niveles unidos entre sí para la explotación y transporte del carbón, dos niveles de trabajo se encuentran activos; nivel 1 y nivel 3; y el nivel 2 se encuentra clausurado, pero éste cumple la función de ventilación para los otros niveles, de igual manera es una vía de salida complementaria. El método de explotación subterráneo consiste en realizar tambores de ensanche con frente en V descendente, más comúnmente es un método de explotación a tajo semilargo utilizado generalmente para mantos con un buzamiento que oscile entre 25 y 40 grados. La preparación consiste en conformar tambores cada 20 metros sobre el buzamiento de los mantos, los cuales se ramifican cada 10 metros mediante diagonales con una inclinación de 45º, conformándose así pilares en V invertida que son desprendidos con martillos neumáticos por destajo en avance. Esta forma de realizar la preparación, facilita el transporte del carbón a través de canales de P.V.C. desde los tajos hasta el nivel principal de transporte aprovechando al máximo la gravedad, este sistema origina la acumulación de carbón de las teclas internas de almacenamiento. (PTO, Mina La Margarita) La producción es 3000 toneladas/mes y 100 toneladas/día aproximadamente. La profundidad de los túneles es 1.500 mt desde la boca de la mina, según estudios son aproximadamente 50.000 toneladas y daría producción para dos años. 6

El sostenimiento se hace con madera Eucalipto, Carbón o Pino. Hay una parte muy pequeña de 15 m que tiene sostenimiento con marcos de acero, con respecto a la ventilación el caudal del ventilador es de 68 metros cúbicos por segundo. Hay un ventilador que funciona a succión en el nivel 3 y ayuda al tiro natural para que circule todo el aire natural de abajo hacia arriba El despacho utilizado en este método es cargando por medio de vagonetas afuera de las bocaminas hay unas tolvas y ya luego de allí se carga el carbón.

Imagen: Minería subterránea mina Margarita

Minería cielo abierto: Se estudiaron 3 métodos para la explotación a cielo abierto: terrazas, bancos descendientes y contorno; siendo este último el método seleccionado (PTO, Mina La Margarita). Cabe aclarar que en la visita guiada que se tuvo nos explicaron que en ese momento se estaba utilizando el método de explotación de bancos descendientes. En yacimientos de carbón con capas tumbadas, de reducida potencia y topografía generalmente desfavorable, se aplican los métodos conocidos bajo la denominación de minería de contorno. Condiciones que predominan en las áreas de mina la Margarita, por lo cual fue el método seleccionado para la explotación a cielo abierto. Consisten en la excavación del estéril y del mineral en sentido transversal al afloramiento, hasta alcanzar el límite económico, dejando un talud de banco único y progresión longitudinal siguiendo el citado afloramiento. Dado el gran desarrollo de estas explotaciones y la escasa profundidad de los huecos, es posible realizar una transferencia de los estériles para la posterior recuperación de los terrenos, como lo es el retro llenado (PTO, Mina La Margarita) La maquinaria que se utiliza suele ser del tipo convencional, como retroexcavadora, la cual se encarga de arrancar y cargar el material estéril sobre las unidades de transporte (volquetas). La explotación a cielo abierto es de 6000 toneladas mensuales y según estudios de Geominas hay 40 millones de toneladas en la categoría de recursos, se tienen proyectados aproximadamente 10 años más. El despacho del carbón se hace de manera directa, se prepara el manto, se arranca y carga. Cómo generalidades de la explotación a cielo abierto en la mina Margarita tenemos que la relación de descapote es de 12 ton de estéril por 1 ton de carbón. Con bancos de aproximadamente 5m de ancho y 10-15 m de altura, pendiente del 12%. Hay alrededor de

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16 mantos, se pudieron observar 10. Las vías se sacan a ojo, teniendo en cuenta las cotas pero buscando usar las vías ya consolidadas. 7.2 Productos CARBÓN TÉRMICO (Carbón de alta calidad)

ARCILLAS (roca sedimentaria) Se estudia la viabilidad de utilizar arcillas asociadas al carbón explotado en la mina

CARBÓN COKE (combustible sólido) Usos metalúrgicos y secado de café

ARENAS Y SILÍCEAS (Fragmentos) Se adelantan estudios para saber si nuestras arenas pueden utilizarse para la fabricación de vidrio, construcción de filtros o como material de construcción.

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ARCILLAS CALCINADAS Se adelantan estudios para saber si pueden ser utilizadas en la fabricación de ladrillos refractarios

7.3 Planeamiento minero Para el desarrollo de la explotación del proyecto minero no se sigue una método de planeamiento como tal; debido a que no se cuenta con un modelo del depósito; sin embargo se sigue una secuencia de la explotación buscando dejar expuesto los mantos verticales por medio del banqueo descendente, de modo que se deje en la zona de respaldo el material de interés limpio de estéril; guardando una relación de 12 toneladas de estéril por una de mineral. 7.4 Descripción de la operación (Minerales explotados, Procesos de minería y beneficio, Producción, No. empleados, tamaño de la explotación, etc.) La mina a cielo abierto cuenta con dos turnos, entre los cuales se realizan operaciones en el día y en la noche para darle continuidad a la explotación, se dispone de 40 empleados 20 por turno. Para el caso de la explotación subterránea solo hay un turno (6:00 – 2:00 pm) por el tema de la ventilación debido a que en esta mina la ventilación subterránea se ayuda del tiro natural, es decir, se hace desde abajo hacia arriba y después de las 3 de la tarde el flujo se invierte por lo tanto no se pueden realizar trabajos nocturnos y se dispone de 67 empleados que van variando dependiendo de las condiciones del turno. Todas las labores de arranque a cielo abierto se hacen de forma mecánica ayudados por retroexcavadoras y bulldozer, cuando se encuentran con material muy consolidado o una roca muy compacta lo que hacen es anclar a la retroexcavadora un martillo hidráulico. Este arranque se da gracias a que el mineral es carbón sub bituminoso y el tipo de roca de respaldo son arcillolitas que a su vez también se comercializan principalmente para la producción de ladrillos, el cliente principal de estas arcillolitas es la ladrillera San Cristóbal, no poseen un contrato fijo, sino que dependiendo de lo que la ladrillera solicite es lo que se envía, el material restante se emplea en el retro llenado. El método de explotación empleado se conoce como “banqueo descendente” el cual consiste en explotar de abajo hacia arriba, pero la consolidación de los taludes se hace de arriba hacia abajo. Para la explotación a cielo abierto se tiene una relación de descapote de 12 ton de estéril por 1 ton de carbón. Una vez extraído el carbón del frente de trabajo es llevado a las tolvas que quedan en Primavera, Caldas, donde está la zona de despacho del carbón. Allí ya se tiene una caracterización y una idea de la granulometría de cada manto. Con estos datos y conociendo de dónde viene la volqueta, se despacha el carbón.

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Imagen extraída de “Gestión Ambiental Mina Margarita” pag 36.

7.5 Diagrama de flujo de procesos – Secuencia de explotación

1. Arranque.

4. Concentración en tolvas.

2. Cargue.

3. Transporte. Imagen: Proceso de explotación.

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7.6 Equipos empleados y su tamaño ● ● ● ● ● ●

2 Dozers CAT (D6R-D6N) 4 Excavadoras CAT (2 336D - 1-330 DL -1 324D) 1 Moto grades CAT 120H 1 Wheel Loader CAT 928H 1 Backhoe loader CAT 416E 1 Hydraulic Hammer 7.7 Producción y clientes

La mina Margarita cuenta con 16 mantos de carbón, con una producción de 5000 Ton/mes. Los mantos de carbón tiene una potencia variable: mayores a 2,4 m o inferiores a 1,4. Dentro de los clientes tenemos a Fabricato, Azúcar Manuelita, empresas varias de Cali y se realizan sobretodo exportaciones. 7.8 Controles que se aplican al proceso (Muestreo, análisis, laboratorios, etc.) Para realizar la caracterización del carbón de cada manto descubierto se emplean pruebas de laboratorio que obedecen a análisis granulométricos, de humedad, porcentajes de cenizas y porcentaje de azufre, que permitirán identificar el poder calórico del mineral, y así clasificarlo en uno de los productos ofertados por la entidad. 7.9 Disposición de estériles y residuos La disposición del estéril no se realizan en zonas destinadas como botaderos si no que se incorpora estratégicamente en el plan de rehabilitación del terreno intervenido por el proyecto como material de retro llenado, el cual se transporta desde los frentes de explotación a la zona dispuesta para el retro llenado por medio de volquetas, las cuales descargan el material, de modo que este pueda ser compactado con la ayuda de aplanadora.

Imagen: Zona de retro llenado. Mina La Margarita

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En la zona de botaderos se presentan problemas de estabilidad porque cuando llueve hay que darle la buena circulación del agua, si la pendiente no es suficiente para drenarse o que circule hacia su destino esta agua se estanca, se filtra y hace que falle muy fácilmente, también se da cuando el material se consolida mucho y se lisa. 7.10 Otras estrategias de control ambiental Según el programa de cierre de la mina, el plan de reforestación se ejecuta posteriormente sobre la zona de retro llenado, en el cual se fundamenta en la siembran de dos tipos diferentes de pasto (vetiver y estrella); especies que gracias a su tipo de raíz profunda además de reforestar, ayuda a estabilizar el terreno; logrando así la rehabilitación de la superficie impactada por el proyecto. De igual manera se cuenta con una huerta destinada a la siembra de dichas semillas, facilitando la ejecución del método a lo largo de la vida del proyecto. Además en la zona se articulan actividades productivas y de restauración como la ganadería, criadero de pollos de engorde y siembra de diversas especies de árboles y guadua; facilitando de este modo la rehabilitación del terreno. 8. CONCLUSIONES DE LA VISITA ● Este tipo de actividades son de suma importancia para completar los procesos teóricos vistos durante la clase, ya permite comparar y evidenciar la teoría en el campo. ● Una visita es productífera siempre y cuando se realice un debido acompañamiento por parte de él/la encargada de la mina, como fue en nuestro caso. La joven que brindó el acompañamiento estaba preparada para recibirnos y tenía la capacidad de resolver la mayoría de las dudas que se presentaron. 9. RECOMENDACIONES ● Para nuestro concepto las actividades realizadas fueron acordes a lo planeado, la atención por parte de la mina fue satisfactoria. 10. BIBLIOGRAFÍA / FUENTES DE INFORMACIÓN ● ...:::Mina La Margarita:::... - Español. (2018). Minalamargarita.com. Retrieved 27 April 2018, from http://www.minalamargarita.com ●

Taborda, J. (2014). Gestión ambiental Mina La Margarita S.A.S. Trabajo de grado para optar por el título de Ingeniero Ambiental Juan Camilo Vélez Taborda Asesor Sergio Andrés Orozco Escobar Ingeniero Ambiental Corporación Universitaria Lasallista Faculta de Ingeniería Ingeniería Ambiental Caldas - Antioquia. Retrieved 27 April 2018, from http://repository.lasallista.edu.co/dspace/bitstream/10567/1130/1/Gestion_%20Am biental_Mina_Margarita.pdf

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(2006). Minas.medellin.unal.edu.co. Retrieved 27 April 2018, from http://minas.medellin.unal.edu.co/component/phocadownload/category/105-no18?download=78:patrimonio-geologico-y-patrimonio-minero-de-la-cuencacarbonifera-del-suroeste-antioqueno-colombia

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