Minería de carbón: Tipos, etapas, impactos y procesos

En este artículo se explica la minería de carbón, en que consiste, cuales son los métodos de explotación del material mineralizado, el procesamiento, el transporte y los impactos al medio ambiente, es decir que se abarca todas las etapas de la minería de la roca carbón que aplican las empresas mineras.

¿Qué es la minería de carbón?

La minería de carbón consiste en todos los procesos y métodos que sirven para extraer la roca carbón desde sus yacimientos ubicados en la corteza de la tierra. Los yacimientos de carbón a manera general ocurren a manera de vetas desde horizontales a verticales, y estratos horizontales.

En ambos casos estos cuerpos tabulares de carbón pueden tener desde 1 metro de ancho e incluso pueden superar los 30 metros de ancho y ocupar grandes extensiones de tierra, de hecho, para que la minería de carbón sea rentable es necesario tener grandes volúmenes de esta roca.

¿Cuándo se hace minería de carbón?

La minería de carbón se aplica cuando la empresa minera mediante procesos de exploración y evaluación económica del depósito, ha confirmado tener un yacimiento rentable de carbón. Los encargados de la exploración son los geólogos.

Cuando ya se tiene hecho un modelo geológico 3D y cuando ya se tiene definido el método de minería de carbón, entonces se procede a construir la mina e inicia todos los procesos de minería de esta materia prima.

Tipos de minería de carbón

A continuación se presenta una imagen que representa los diferentes métodos de minería de carbón. Se puede observar que existen 2 principales: la minería a cielo abierto o de superficie y la minería subterránea.

Minería a cielo abierto o de superficie

Las minas de carbón a cielo abierto en general son grandes y cubren un área de varios kilómetros y utilizan maquinaria minera de última tecnología como palas mecánicas, dragalinas, camiones, excavadoras y cintas transportadoras.

La minería a cielo abierto de carbón se aplica cuando los estratos de material carbonizado se encuentran a menos de 75 metros bajo la superficie

¿Cuándo se hace este método?

La minería a cielo abierto (open pit) o también llamada de superficie se aplica cuando la veta o el estrato de carbón está a muy poca profundidad, por ejemplo, a 20 metros de profundidad. 

Este método tiene la capacidad de recuperar una mayor proporción del yacimiento de carbón en comparación con la minería subterránea, debido a que se logra explotar todas las vetas de carbón, es así que al menos se recupera un 90% del depósito.

¿Cómo funciona este método de minería?

Hay que tomar en cuenta que generalmente los estratos o vetas de carbón suelen estar cubiertos por una sobrecarga de roca o suelo, esta sobrecarga se suele romper o fracturar con la ayuda de explosivos.

Después se procede a retirar el material fracturado con la ayuda de maquinaria minera, por ejemplo, palas, dragalinas y camiones, con el objetivo de exponer el estrato carbonoso.

Una vez se expone el estrato o veta de carbón, se procede a extraer sistemáticamente mediante perforaciones, fracturas y con el uso de maquinaria minera. Luego se procede a transportar el material con vagones, camiones o cintas transportadas hacia la planta de preparación y procesamiento de carbón.

Impacto de la minería de carbón a cielo abierto

• Generan impacto visual y paisajístico: Esto es debido a que se necesita movilizar volumen de suelo y roca hacia otro lugar, y esto puede observarse a manera de un impacto paisajístico.
• Impacto de ruido: La maquinaria minera, los explosivos y el transporte de la roca generar alto ruido. Es por eso que se recomienda el uso de accesorios de seguridad industrial y que las zonas aledañas estén a más de 300 metros de la mina de carbón.
• Genera polvo: Tanto la fracturación de la roca como el movimiento de la maquinaria minera genera alto porcentaje de partículas de polvo. Para ello el personal de mina se encarga de poner agua en el suelo con el objetivo de evitar el polvo.

Cierre de mina

 Una vez termina la extracción del carbón se procede a plantar árboles, rellenar espacios y recuperar cauces dentro del área de la mina.

Minería subterránea de carbón

La minería subterránea de vetas o estratos de carbón en la actualidad representa la mayor producción de esta roca superando incluso a la minería a cielo abierto de carbón. En general, hay dos métodos principales para extraer carbón: Cámaras y pilares (room-and-pillar) y Tajo largo (longwall mining).

Se aplican cunado el depósito de carbón se encuentra a más de 100 metros de profundidad.

El método de cámaras y pilares es usado para extraer grandes depósitos de carbón que se disponen horizontales, funciona extrayendo el material dejando cámaras vacías y pilares de sostenimiento a lo largo de la veta o el estrato.

Los pilares en general pueden representar un 40% de total del volumen de la veta, sin embargo, las nuevas tecnologías están permitiendo recuperar un porcentaje mayor de los pilares, en etapas más avanzadas de la explotación.

El método minero de tajo largo se aplica para extraer un muro largo de material carbonoso en una sola rebanada. El método implica la extracción de la roca en una sección mediante cizallas mecánicas. La longitud puede variar entre 100 a 350 metros.

Se aplica soportes auto avance que sostienen el techo temporalmente de manera hidráulica mientras se extrae el carbón. A medida que se llega hacia la base entonces se deja que el techo se derrumbe y luego se recoge el material. Este método recupera al menos el 75% del depósito y en promedio se extienden hasta 3 km de la veta.

Procesamiento de carbón

El procesamiento del carbón consiste en una etapa posterior a la extracción o explotación del material rocoso o carbón mineral. Aquí se envía al carbón a una planta cercana a la mina con el objetico de eliminar roca de caja, suciedad, azufre, cenizas, impurezas y otros materiales no deseados.

El procesamiento lo que hace es aumentar la pureza del carbón y por ende su poder calorífico.

Transporte de carbón hacia los consumidores

En esta etapa de la minería de carbón consiste en transportar el material procesado hacia los consumidores y se lo hace de varias maneras:

• Transporte terrestre convencional del carbón:Aquí el carbón se trasporta usando camiones y tranvías desde la mina hacia los distribuidores finales. Este tipo de transporte es útil hacia lugares relativamente cercanos.
• Transporte en trenes: En los Estados Unidos los trenes representan el 70% del volumen total transportado de carbón desde la mina hacia los distribuidores y consumidores finales.
• Transporte por barcazas y barcos: Aquí se transporta el carbón por los ríos, lagos y a través del océano, con el objetivo de que la materia prima llegue hacia otros continentes, en grandes volúmenes.

En general el transporte de carbón es mucho más costoso que la extracción de carbón desde el yacimiento. Por tal razón lo mayores consumidores de esta materia prima como las centrales eléctricas de carbón se instalan relativamente cerca de las minas de carbón.

Minería de carbón y medio ambiente

Como se mencionó anualmente la minería de carbón que más impacta al medio ambiente es la de cielo abierto (open pit), esto es debido a que a simple vista se puede apreciar los cambios en el paisaje a lo largo de las grandes extensiones de la mina de carbón.

Sin embargo, en la actualidad es por ley que las empresas mineras para tener licencia ambiental y permisos de funcionamiento presenten todos los procesos que cuiden el agua, el medio ambiente, la naturaleza, el suelo y los procesos de remediación ambiental y el cierre de mina.

Además, las empresas mineras de carbón, actualmente disponen de tecnología superior capaz de monitorear cualquier cambio ambiental para implementar soluciones lo más antes posible.