Mina Cocabal Informe Ruiz Contreras.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

“INFORME DE VISITA TECNICA A LA MINA COCABAL”

DOCENTE: o Mg. Ing. Jose Limaymanta Marcos PRESENTADO POR: o Ruiz Contreras Luis Miguel

Huamachuco, 25 setiembre del 2018

TECNOLOGIA DE NO METÁLICOS

RESUMEN El carbón mineral es un tipo de roca, la cual se compone principalmente de carbono, hidrógeno y oxígeno. Es un mineral negro y brillante, formado a partir de la vegetación consolidada entre los estratos de roca, que fue alterada por los efectos combinados de presión y calor durante millones de años. Se estima que la formación de carbón se inició durante el periodo carbonífero que se extendió desde 360 hasta 290 millones de años antes de la era común. El carbón mineral utilizado en la actualidad tardó millones de años en formarse, por lo que este no se puede producir en un corto periodo de tiempo. De manera que esta es la razón por la cual se dice que es un tipo de energía no renovable. El carbón tiene una larga historia y no se tiene con exactitud una fecha de cuando comenzó a utilizarse, pero su extracción y uso está totalmente vinculado a la Revolución Industrial, con la creación de la máquina a vapor y su aplicación a medios de locomoción como el barco a vapor y la locomotora. El carbón mineral constituye un recurso natural abundante que no solo es una de las principales fuentes de producción de energía en el mundo, sino que también se convierte en un combustible esencial para la producción de hierro, acero, cemento y como combustible líquido. Cabe resaltar que el carbón ha sido el primer combustible mineral que la humanidad comenzó a explotar industrialmente. La calidad de los mantos de carbón mineral se determina por la temperatura y presión, así como por los años de formación, es decir su madurez orgánica. Según las presiones y temperaturas en que se hayan formado, pueden destacar distintos tipos de carbón mineral: (a) turba, (b) lignito, (c) hulla (carbón bituminoso), y (d) antracita. Ahora bien, si se ha desarrollado en altas presiones y temperaturas, el carbón mineral originado será más compacto y rico en carbono y con mayor poder calorífico. Es importante el reconocimiento del campo para los alumnos por ello es importante realizar estudios sobre la explotación de este mineral no metálico de gran importancia a nivel mundial.

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índice RESUMEN ......................................................................................................... 2 1.

INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 5

2.

OBJETIVOS................................................................................................ 5 2.1. Objetivos generales............................................................................... 5 2.2. Objetivos específicos ............................................................................ 5

3.

UBICACIÓN Y ACCESIBILIDAD ............................................................... 6

4.

RESEÑA HISTÓRICA................................................................................. 7

5.

DESCRIPCIÓN DEL YACIMIENTO ............................................................ 7 5.1. Geología Regional................................................................................. 7 5.2. Geología Distrital ................................................................................... 9

6. PROCESO DE MINADO ............................................................................. 10 6.1 PREMINADO .......................................................................................... 11 6.1.1 PERFORACION ............................................................................... 11 6.1.2 VOLADURA ..................................................................................... 12 6.1.3 LIMPIEZA ......................................................................................... 12 6.2

ACARREO .......................................................................................... 13

6.3

SOSTENIMIENTO............................................................................... 16

6.4

SERVICIOS AUXILIARES................................................................... 17

6.5

CLASIFICACIÒN DEL CARBÒN ........................................................ 21

7.

PRODUCCIÒN .......................................................................................... 23

8.

COMERCIALIZACIÒN .............................................................................. 25

9.

COCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................. 26

10. BIBLIOGRAFÌA ........................................................................................ 27

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TABLA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1vista satelital mina Cocabal____________________________________________________ 6 Ilustración 2.carta geológica de la mina Cocabal manto Reyna Cristina ___________________________ 8 Ilustración 3Corte estructural de mantos de mina Cocabal _____________________________________ 9 Ilustración 4.Plano de labores de los dos niveles ____________________________________________ 10 Ilustración 5 Plano de proyección de minado de mina Cocabal _________________________________ 11 Ilustración 6 Wiche eléctrico de 55hp marca china. __________________________________________ 13 Ilustración 7 Locomotora de batería mina Cocabal __________________________________________ 14 Ilustración 8 Convoy de 12 carros mineros tipo U diseño chino en Stand By _______________________ 15 Ilustración 9 sostenimiento de galeria antigua actualmente habilitada __________________________ 16 Ilustración 10 grupo electrógeno de 150KW ________________________________________________ 17 Ilustración 11 Ventilador que se habilitara cuando haya más profundización para mejorar la ventilación ___________________________________________________________________________________ 18 Ilustración 12Comprensoras de aire de 150 psi marca china ___________________________________ 19 Ilustración 13 Vía de acceso a bocamina en buen estado y limpia ______________________________ 20 Ilustración 14 Valores de la calidad de carbón que encontramos en mina Cocabal _________________ 21 Ilustración 15 Programación de avance ___________________________________________________ 23 Ilustración 16 programación diaria en reparto de guardia ____________________________________ 24 Ilustración 17 carbón con granulometría >5cm _____________________________________________ 25

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1. INTRODUCCIÓN

La minería de carbón es una de las actividades más antiguas de la era moderna ya que de ella ha dependido el movimiento de las locomotoras en el siglo XI gracias a la locomotora se impulsó el avance de la tecnología moderna ya que con ella se pudo transformar la energía calorífica en mecánica con lo cual empezó una seria explotación del carbón como mineral no metálico, en nuestro país contamos con reservas de carbón perteneciente a la cuenca de Alto Chicama, en general son mantos de carbón de potencias entre 1-2m con ángulos de buzamiento pronunciados por ello la explotación en nuestro país no es masiva la explotación y las utilidades de los lugares donde se explota son bajas entonces nuestra carrera tiene como finalidad mejorar estos procesos y en la visita técnica a la mina Cocabal reforzamos nuestro aprendizaje con el campo y la práctica. 2. OBJETIVOS 2.1.

Objetivos generales  Realizar un informe sobre la visita técnica sobre las reservas, yacimiento, método de explotación, ciclo de minado y maquinarias con las que opera la mina.

2.2.

Objetivos específicos   

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Aprender en la práctica como opera una mina de carbón. Verificar el estado de la mina y estabilidad de las labores. Analizar las operaciones mineras dar recomendaciones de seguridad y mejoras en la producción.

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3. UBICACIÓN Y ACCESIBILIDAD La mina Cocabal se encuentra ubicada en Ancos el distrito de Santa Rosa provincia de Pallasca, departamento de Ancash sus coordenadas son 78.14977, -8.51468 (WGS84) a 1200 m.s.n.m. el acceso a la mina es por la ruta asfaltada de 100km Chimbote - la Galgada un viaje aproximado de dos horas.

Bocamina Cocabal

Ilustración 1vista satelital mina Cocabal

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4. RESEÑA HISTÓRICA Mina Ancos, Ex-Carbonera Ancos-San Carlos anteriormente pertenecía y era operada por la Cía. Carbonera Ancos luego fue vendida al grupo JUNEFIELD una compañía formada por inversionistas chinos los cuales comenzaron sus operaciones desde el 2015. Se desarrollaron dos niveles siguiendo el mineral. el nivel 1196 y el nivel 1256 que esta abandonado y con los cuadros de madera en su mayor parte apolillados. A partir del nivel 1200 hacia la parte superior el manto ya fue explotado por lo cual se le considera el nivel cero desde donde se seguirá la explotación hasta la profundidad.

5. DESCRIPCIÓN DEL YACIMIENTO El yacimiento en cuestión son mantos de carbón de 1-2m de potencia y 70-75º de buzamiento, en la zona existen capas de antracita, incrustadas en cuarcitas y pizarras areniscosas de la base del piso Chimu. región enérgicamente plegada y por tanto pendientes muy variables y tectonizacion frecuente del carbón. intrusiones esporádicas de rocas eruptivas hipoabisicas, el manto a extraer se denomina Reyna Cristina.

5.1.

Geología Regional

La región de Alto Chicama se encuentra situada en una secuencia sedimentaria Mesozoica, que aflora entre el Batolito de la Costa al oeste y el basamento Precámbrico por el este (Marañón Fold Thrust Belt). Se trata de una secuencia de origen clástico acumulada en una cuenca marina poco profunda con fenómenos de subsidencia. Eventos de regresión y transgresión marina han sucedido desde el Jurásico, generando una columna sedimentaria de más de 6,000 m. Aun cuando existe registro de actividad magmática desde el Jurásico (niveles andesíticos de los Grupos Pucará y Zaña), solo se encuentra sobreyacida por volcánicos del Cenozoico, asignados al Grupo Calipuy (Macassi A., 2005). Según las fases tectónicas presentes en el área al parecer la secuencia completa del Mesozoico está afectada por dos etapas de deformación compresivas durante la orogénesis Andina. La primera fase correspondería a la Fase Peruana y la segunda esta inferida por la discordancia angular que

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ocurre en la base de los volcánicos del Eoceno del Grupo Calipuy, la cual pertenecería a la Fase Inca (Macassi A. 2005). Las características de las cuencas de Alto Chicama, en general, están definidas como carbón de buena calidad, es así como en la zona de Baños Chimú, al norte de la cuenca, las antracitas son muy puras con poca o ninguna intercalación de pizarras dentro del carbón, mientras que en la zona sureste los mantos presentan frecuentes intercalaciones de pizarras y el contenido de azufre es mayor (Manrique A., 1982) Los mantos de carbón ocurren mayormente en la parte inferior de la Formación Chimú, donde al techo y al piso ocurren horizontes de lutitas arcillosas.

Ilustración 2.carta geológica de la mina Cocabal manto Reyna Cristina

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5.2.

Geología Distrital

Las rocas presentes en esta mina incluyen rocas sedimentarias pertenecientes a la edad Jurásica (Grupo Chicama) que afloran en la parte sur y sureste del yacimiento y pertenecientes a la edad Cretácea (Formaciones Chimú y Carhuaz), sobreyacida por rocas volcánicas Miocénicas del Grupo Calipuy, en contacto y sobreyacendo a las andesitas porfiríticas, también en la parte Este, tenemos tobas Dacíticas con ligeras alteraciones de Argílica Avanzada (Cuarzo-Alunita-Pirita). En el área del yacimiento las rocas sedimentarias se encuentran plegadas en un gran anticlinal de orientación NNW-SSE y convergencia progresiva hacia el este de sur a norte. Estas rocas sedimentarias son atravesadas por numerosas fallas tanto de orientación Norte- Sur, así como Este-Oeste, las cuales son propicias para la mineralización. Además, se puede observar una fuerte deformación de los estratos, tal es así que los paquetes carbonosos absorben las fuerzas compresivas-extensivas como producto de la plasticidad de los mismos. Manto Reina Cristina se encuentra emplazado en rumbo NW – SE con un buzamiento de 70º SW a lo largo de 170m explorados con una potencia de 2m y la profundidad se determinará a medida que continúen las exploraciones.

Ilustración 3Corte estructural de mantos de mina Cocabal

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6. PROCESO DE MINADO El método de explotación es de corte, este método nos permite ingresar por socavones hechos en la roca caja hasta interceptar los mantos en donde se realizan socavones laterales al manto y para la extracción del carbón se dejan ventanas y chimeneas cada 50m de longitud, en la actualidad se viene trabajando dos niveles a los cuales se ingresan a través de rampas negativas de 34% de pendiente la primera recorre unos 60m hasta llegar 20m por debajo del nivel cero la segunda rampa recorre 140m hasta llegar 50m por debajo del nivel cero luego se realizan socavones paralelos al manto para su posterior extracción, la distancia de subnivel a subnivel es de 5m como se muestra en la Ilustración 4.

Ilustración 4.Plano de labores de los dos niveles

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Ilustración 5 Plano de proyección de minado de mina Cocabal

6.1 PREMINADO

El preminado está constituido por la perforación, voladura y limpieza. 6.1.1 PERFORACION La perforación se realiza manualmente con equipos Jack Leg de marcas chinas, el diseño de arranque es corte quemado en roca caja se realizan hasta 27 taladros con un avance de 4-5 pies y diámetro de 34mm, la sección de labor 2.3x2.5m, en labores de extracción se realizan hasta 8 taladros de manera de obtener pequeños bloques de carbón lo cual aumentara su valor económico se procura que la granulometría sea mayor a 5cm, para chimenea la sección es de 1.5 – 2m, cuentan con un stoper a la cual los trabajadores no se adaptan, en el caso de las ventanas la

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sección es de 2 – 1.5m pero se realizarán de 2.2x1.5m en el futuro para mejorar el acceso.

6.1.2 VOLADURA La voladura se realiza con dinamita semexa 65% y carmex en frentes utilizan 4 cartuchos más ANFO con una longitud de taco de 20cm, para las labores de extracción solo se usan 3 cartuchos por taladro como solo cuentan con una guardia tienen un solo horario de disparo 5:00 pm.

6.1.3 LIMPIEZA

Con respecto a la limpieza se realiza de manera manual con palana hacia los carros mineros modelo U diseño chino con 2 TM de capacidad para los frentes cuentan con una pala neumática marca china.

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6.2

ACARREO

El acarreo se realiza en una vía decauville de 60cm de trocha y rieles de 40 lbs/yd y de 8m de longitud cada riel, con locomotora a batería de 15hp marca china y sistema de contactos con tarjeta electrónica de 2TM de peso y una batería de 40 voltios 20 celdas 10 de cada lado con un voltaje de 2v por celda y un convoy de 7 carros mineros tipo U diseño chino de 2 TM de capacidad, los cuales son cargados de los buzones en las chimeneas de doble compartimento y jalados por las rampas negativas mediante 2 winches uno grande para la rampa más profunda de aproximadamente 55hp marca china que puede jalar hasta dos carros llenos a la vez y un winches pequeño para la rampa más corta que tiene la capacidad de jalar 1 carro lleno a la vez, una vez jalados hasta el nivel cero son trasladados mediante la locomotora a la superficie con el carbón se almacenará y se clasificará para su transporte hacia su destino. En el caso de desmonte solo se extraen del frente por lo que no existe gran cantidad por lo que se le almacena alrededor de la mina.

Ilustración 6 Wiche eléctrico de 55hp marca china.

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Ilustración 7 Locomotora de batería mina Cocabal

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Ilustración 8 Convoy de 12 carros mineros tipo U diseño chino en Stand By

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6.3 SOSTENIMIENTO En los cortes y rampas no cuentan con gran cantidad de sostenimiento debido a que la roca caja es competente existen pocos lugares donde requiere sostenimiento con cuadros, en el caso de las labores el sostenimiento es mediante cuadros de madera y en las chimeneas se usa puntales con jackpot. Con respecto a la calidad geomecánica de las rocas principales que se encuentran en la zona tenemos el siguiente cuadro, en cuanto a la madera es comprada en Tauca a 40Km de la mina el requerimiento semanal es de 120 postes de 2.5m y 8” de diámetro.

Tabla 1 Dureza, resistencia y RMR de las principales rocas encontradas en mina Cocabal

Unidad Geológica

Dureza

RCU

RMR

(Mpa) Arenisca

4.6

184.7

(Calibrado RCU) 77.4

Limolita

2.2

72.4

51.9

Brecha Volcánica

4.2

129.3

78.4

1.2

N/A

26.0

Mantos Carbón

de

Ilustración 9 sostenimiento de galeria antigua actualmente habilitada

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a

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6.4 SERVICIOS AUXILIARES Con respecto a los servicios en mina la energía eléctrica es producida por dos generadores de 150 KW los cuales trabajan de manera alternada y consumen aproximadamente entre 33 y 40 GLs/día de petróleo y se les realiza mantenimiento cada 500 horas de trabajo mecánico, estos dos grupos electrógenos son los que abastecen energía a todas las operaciones de la mina.

Ilustración 10 grupo electrógeno de 150KW

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

VENTILACION: La ventilación es forzada y natural se cuenta con ventiladores para mangas de ventilación de 60cm de diámetro en los frentes, 30cm y 15cm de diámetro para las labores según se requiera. No existen monitores de gases en las labores, pero la ventilación es deficiente en las labores por lo que la empresa se encuentra haciendo requerimientos de ventiladores de mayor capacidad, en cuanto a la ventilación natural se cuenta con tres chimeneas que conectan a la superficie.

Ilustración 11 Ventilador que se habilitara cuando haya más profundización para mejorar la ventilación



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AIRE COMPRIMIDO: Para el aire comprimido se cuenta con dos comprensoras de aire de 150 PSI cada una y también funcionan de manera alternada y son de marca china también se cuenta con un pequeño pulmón de aire que este ubicado cerca a bocamina para controlar la presión, debido al requerimiento de aire comprimido las labores se coordinan el horario de perforación.

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Ilustración 12Comprensoras de aire de 150 psi marca china





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AGUA: El agua es tomada del rio aledaño a la mina de cual se bombea a un dique a un nivel más alto para aumentar su presión por la gravedad. MANTENIMIENTO DE VIAS HACIA LA MINA: La mina está muy ceca a la pista, por lo tanto, el mantenimiento solo se realiza con una retroexcavadora.

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Ilustración 13 Vía de acceso a bocamina en buen estado y limpia





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ESTABILIDAD DE LABORES: La estabilidad se verifica en campo por lo tanto se realizan campañas de desatado de rocas y constantemente se observa el comportamiento de las labores para poder prevenir derrumbes y donde requiere se asegura con cuadros. ACCESOS INTERIOR MINA: Dentro de la mina encontramos muy poca agua debido a ello las labores principales no cuentan con cuneta, pero en general los accesos se encuentran en buen estado y con un buen mantenimiento, además se cuenta con refugios de acuerdo al reglamento y una vía decauville en buenas condiciones para el tránsito de lo equipos personal y carros mineros.

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6.5 CLASIFICACIÒN DEL CARBÒN La calidad del carbón principalmente lo determinan por % de humedad, poder calorífico en este caso es aproximadamente 7000Kcal/kg volátiles, azufre y ceniza 15%, además la granulometría también se le considera para comercializar el carbón.

Ilustración 14 Valores de la calidad de carbón que encontramos en mina Cocabal

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

GRANULOMETRIA: En la mina Cocabal se le considera tres tamaños <2 cm 2 – 5 cm >5cm Para ello cuenta con una criba artesanal que realiza la separación ayudada por una retroexcavadora. En el futuro la empresa tiene la propuesta de implementar una zaranda vibratoria para 5 selecciones diferentes.

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7. PRODUCCIÒN En mina Cocabal se cuenta con 28 trabajadores divididos en dos guardias con un sistema de trabajo de 20x10 y todos los beneficios de acuerdo a ley, los cuales deben extraer como mínimo 50 TM/guardia, son divididos en diferentes frentes y labores en las cuales por cada disparo extraen 7 carros de carbón por labor, en los estándares de producción para sostenimiento se requiere de 3 trabajadores que deben como mínimo colocar 1 cuadro en 2 horas en la perforación un taladro de 4pies en cuarcita tarda 4min como máximo y en carbón 1min por taladro perforado, además las coordinaciones son importantes ya que deben alternarse la perforación para no producir perdidas de cabeza en la presión del aire con respecto al stripping ratio se le considera en porcentaje de aproximadamente 95% de carbón ya que el caballo en el manto Reyna cristina esta entre 5-10cm de potencia pero en el caso de los cortes realizados en veta se le toma en consideración que es más beneficioso debido a que si los accesos se realizan en galerías el costo de sostenimiento es muy alto, además perjudica la estabilidad de los accesos y las labores aledañas en el futuro para llegar a los niveles inferiores se contara con un pique el cual habilitara el acceso y la extracción del carbón para lo cual es necesario una proyección de una nueva forma de extraer en retirada para la disminución de los cortos en producción. Y el costo por la extracción del carbón es de aproximadamente s/. 60.00 nuevos soles por tonelada de carbón.

Ilustración 15 Programación de avance

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Ilustración 16 programación diaria en reparto de guardia

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8. COMERCIALIZACIÒN Desde el 2015 Cocabal abastece carbón mixto a cementos Lima de 6000kcal, 15% de ceniza y 8% de humedad e costo de venta por tonelada es mayor a S/. 120.00 nuevos soles la tonelada de acuerdo a la calidad. Venta a granel mixto se separan en tres tamaños: 0-10mm,10-40mm usado en los altos hornos de fundición en Aceros Arequipa y mayor a 40mm, el requerimiento que tiene mina Cocabal es de 1500TM por mes para lo cual tiene que proyectarse el avance de la exploración y preparación para los niveles inferiores.

Ilustración 17 carbón con granulometría >5cm

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9. COCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONLUSIONES: 



La minería de carbón en nuestro país es una de las actividades que van a ser requeridas en el futuro debido al déficit de los combustibles fósiles, pero explotar los yacimientos en nuestro país es difícil debido a las bajas utilidades que existen, pero es una fuente de trabajo que podría ser promocionado y subsidiado por el gobierno con el fin de mejorar la economía en los pueblos donde existe estos tipos de yacimientos, por ahora la explotación de minería de carbón es un reto para los ingenieros de minas ya que es necesario contribuir con nuevos métodos de explotación que mejoren la productividad y la promoción de la tecnología para realizarlo ya que en el futuro con la tecnología y la robótica la explotación de estos yacimientos tendrá mayor rentabilidad. En mina Cocabal se pretende realizar una ampliación para mejorar la producción de carbón con lo cual en el futuro contara con un pique que permita extraer el carbón a mayor profundidad también por corte, pero en retirada.

RECOMENDACIONES: 







Con respecto a la seguridad en mina Cocabal es necesario mejorar el sistema de gestión de seguridad y salud ocupacional e implementar con EPPs adecuados a los trabajadores ya que no cuentan con respiradores y ropa de trabajo adecuada, además se recomienda monitorear la calidad de aire en los frentes de labor ya que de las condiciones de trabajo dependerá la productividad del trabajador, también la implementación del sistema hombre muerto en la locomotora es importante. Se recomienda la implementación de una estación de salvataje en caso de incidentes, actualmente los incidentes en la mina Cocabal solo han llegado a leves, pero es importante proyectarlo ya que la mina va a tener un incremento de personal. En el caso de los turnos de trabajo se debería analiza la implementación de otro turno de trabajo en el futuro ya que ello disminuye el costo de minado debido al mayor avance que se tiene, esto mejoraría el VAN del proyecto, pero siempre se tiene que tener en cuenta la seguridad de los trabajadores. Con respecto a la extracción en los niveles es recomendable realizar la extracción en retirada para ello es necesario un análisis económico con respecto a la forma de explotación actual y elegir la mejor alternativa.

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10. BIBLIOGRAFÌA



García, H. (2011). Competitividad en el Perú: Diagnóstico, sectores a priorizar y lineamientos a seguir para el periodo 2011-2016. Recuperado de http://gcg.universia.net/pdfs_revistas/articulo_179_1301298918203.pdf Giraldo, P. (2006). La importancia del carbón mineral en el desarrollo. Revista del Instituto de Investigación de la Facultad de Geología, Minas, Metalurgia y Ciencias Geográficas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 18(5), 91-97. Giraldo, P. (2007). Minería actual del carbón en el norte del Perú. Revista del Instituto de



Investigación de la Facultad de Geología, Minas, Metalurgia y Ciencias Geográficas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 20(10), 76-81.



Giraldo, P. (2008). Revista del Instituto de Investigación de la Facultad de Geología, Minas, Metalurgia y Ciencias Geográficas de la Universidad



Nacional Mayor de San Marcos, 22(11), 17-24. Ing. Wilfredo, geólogo de la mina Cocabal.

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