Sostenimiento de tajos largos en minas de carbon mediante estemples hidraúlicos individuales

摘要

La presente Tesis Doctoral recoge las experiencias e investigaciones del autor relacionadas con el sostenimiento de tajos de carbón mediante estemples hidráulicos individuales. Existen todavía en España importantes reservas de carbón subterráneas que pueden contribuir en cierto grado a reducir la dependencia energética de terceros países en los próximos años. Esas reservas deben ser explotadas, si es el caso, en las adecuadas condiciones de seguridad y con un nivel de mecanización que las haga competitivas en el marco que regula actualmente la Minería del carbón. En ese contexto cobran especial importancia el método de explotación de tajo largo con hundimiento del postaller y sostenimiento con estemples hidráulicos individuales. La Tesis aborda, y resuelve, una serie de problemas que se plantean desde un conocimiento profundo de la problemática. Se es consciente de que el proyecto de sostenimiento de un taller con estemples hidráulicos y hundimiento del postaller, a veces se realiza justificando una densidad de sostenimiento preconcebida o recomendada por los fabricantes de equipos, que si es necesario se corrige con la experiencia a medida que surgen problemas y que, a veces, está condicionada por las necesidades de operación. Eso suele "funcionar" porque, como se demostrará, los requerimientos de sostenimiento pueden ser sobradamente conseguidos con mampostas hidráulicas en las condiciones más habituales existentes en los yacimientos explotados actualmente en España; pero hay que decir que se pueden generar situaciones de riesgo que podrían evitarse si se conoce bien como funciona la entibación con estemples individuales. La Tesis plantea que la presión teórica del sostenimiento no es el único parámetro que debe tenerse en cuenta y calcularse a la hora de diseñar el sostenimiento. Aspectos relacionados con la mejor o peor colocación de los elementos de sostenimiento, con el ritmo de trabajo y las técnicas de arranque utilizadas, con las condiciones geológicas y características resistentes de los hastiales de las capas, condicionan la respuesta de la entibación, que en ocasiones puede ser muy diferente de la prevista. Se demuestra que una "presión de sostenimiento" superior a la "presión crítica de colapso" (que se define) se puede alcanzar fácilmente con los estemples hidráulicos utilizados habitualmente y las densidades de entibación que se colocan, si éstos trabajan adecuadamente. Pero se demuestra también que la presión de sostenimiento no siempre se consigue (como sería conveniente) con estemples trabajando correctamente y de forma lo más homogénea posible. Ese deficiente funcionamiento (por incorrecta colocación, por movimientos o cambios en el terreno no previsibles, por falta de control o mantenimiento, etcétera) puede ser la causa de roturas, fallos, hincamientos o vuelcos de las mampostas, con la consiguiente modificación de la situación, extendiendo los problemas a las contiguas y, en definitiva, permitiendo que el terreno se deforme hasta límites que pueden llegar a ser inaceptables, haciendo cada vez más difícil el equilibrio si no se avanza lo suficiente; y en todo caso, generando riesgos para las personas y equipos.