Inyección de Goaf: cómo desarrollamos una nueva forma de deshacerse del curso de los deshechos de carbón.
(GOAF "Inyecciones con el residuo de la planta de proceso del mineral de carbón a la galería subterránea que se crea")
Para mejorar la eficiencia y la sostenibilidad ambiental de una mina de carbón en Nueva Gales del Sur, Australia, el equipo de Ausenco desarrolló un método innovador para deshacerse de los deshechos de carbón grueso de la Planta de Procesamiento de Carbón de nuevo en un negocio operativo.
El equipo adaptó exitosamente el método de “co-eliminación” de transportar residuos incrementando significativamente la concentración de sólidos dentro de la suspensión de carbón. Diseñamos y administramos una serie de pruebas para establecer el comportamiento de la suspensión y simular ensayos de inyección, sin impactar en la producción de paneles largos. Pudimos desarrollar la concentración y el proceso óptimo de la mezcla para rellenar el goaf.
El resultado es un sistema más rentable y con un menor impacto ambiental que las represas de relaves superficiales y / o rechazos de camiones fuera del sitio. Creemos que esta es la primera vez que se ha probado el proceso de eliminación de desechos de carbón subterráneo y ha sido comprobado. Para la sostenibilidad continua de la minería del carbón esto tiene consecuencias positivamente emocionantes.
Algunos antecedentes
Después de emprender una serie de estudios por sí mismos e involucrar a otros consultores para desarrollar opciones para la eliminación de residuos de carbón que cumplirían con las necesidades específicas de eficiencia ambiental del proyecto, el medio ambiente, la comunidad y el proyecto, el propietario de una mina de carbón australiana contactó a Ausenco para que lo ayudemos.
La solución del equipo de Ausenco, que consiste en inyectar estiércol líquido de alta densidad en el goaf de gran altura, logró los objetivos establecidos y ha creado una opción rentable y cuidadosa con el medio ambiente para que otras minas de carbón subterráneas eliminen los residuos de carbón.
La minería a tajo abierto es una técnica utilizada en muchos tipos de minas subterráneas, incluido el carbón. Una gran herramienta de corte (cabezal de corte) pasa a lo largo de una capa subterránea mineral para hacer que el material caiga sobre una cinta transportadora, desde donde se transporta para su procesamiento. El techo sobre el cabezal de corte y el transportador está soportado por una línea de calzos hidráulicos: dispositivos en forma de "C" que pueden ser bajados, movidos hacia adelante y elevados nuevamente. Con cada paso del cabezal de corte, estas calzas avanzan para que la operación pueda seguir la costura de carbón. A medida que el sistema de paredes largas avanza a través de la costura, el techo no soportado detrás de las calzas se cava. Esta área excavada se conoce como "goaf" o "gob" en las Américas.
Tradicionalmente, los relaves finos de carbón se han almacenado en las represas de relaves superficiales, que eventualmente requieren una remodelación y rehabilitación extensiva o se transportan fuera del sitio. Las represas de relaves a menudo alcanzan su capacidad total antes del cierre de la mina, lo que requiere nuevas presas o extensiones de represas. Las represas de relaves tienen riesgos ambientales inherentes, incluidas inundaciones o fugas, y son costosos de desarrollar, mantener y rehabilitar.
Los residuos de carbón grueso se pueden usar como relleno seco estable, pero ocupan una cantidad sustancial de espacio. Con un espacio limitado en este sitio, tanto el material fino como el grueso se transportaron fuera del sitio a vertederos. Esto afectó a la comunidad local en términos del nivel de polvo, ruido, amenidades visuales y tráfico vehicular pesado a lo largo de la ruta de disposición. El cliente pidió a Ausenco que desarrolle una solución para reducir la eliminación fuera del sitio en un 60% en los ensayos y finalmente eliminar la eliminación fuera del sitio.
Se espera que la solución de Ausenco permita que todos los residuos sean retenidos en el sitio sin represas de relaves, pero en el espacio no utilizado previamente, y a su vez disponible detrás de la barrera. Se utiliza los descartes finos de carbón para formar un vehículo para transportar residuos de carbón grueso. Este método de "co-eliminación" es una práctica común en la minería del carbón, sin embargo, modificamos la suspensión a una concentración de sólidos sustancialmente más alta que la metodología de co-eliminación convencional (55% a 65% versus 35% a 40% en peso) y determinamos un proceso óptimo para inyectar la suspensión detrás de los tapones subterráneos en el goaf operativo.
Dos de los beneficios ambientales de utilizar alta densidad de compuesto acuoso de alta densidad son que la mayor concentración de sólidos reduce tanto el consumo de agua como el rendimiento volumétrico. El consumo de agua es importante porque recolectar y devolver el agua decantada del compuesto acuoso de menor densidad a la superficie sería problemático y costoso. Además, con el punto de inyección subterráneo en movimiento para seguir la pared larga, un estanque de colección dedicado no es práctico. Además, con las minas subterráneas de carbón típicamente más de 300 metros bajo el nivel del suelo, se requeriría una gran cantidad de energía para llevar el agua a la superficie. El equipo determinó que el aumento de la densidad del compuesto acuoso redujo significativamente la necesidad de llevarlo a la superficie y / o un estanque de recolección de agua. El rendimiento volumétrico reducido también minimiza la cantidad de energía requerida para bombear la pulpa al goaf subterráneo, lo que a su vez hace que el proceso sea más rentable.
Además, el material depositado en el goaf se originó en el sitio y no se agregan modificadores de reología química. Se deshidrata rápidamente de manera natural hasta eliminar los riesgos de licuefacción, en caso de que haya actividad sísmica. La eliminación del riesgo de licuefacción también eliminó de manera efectiva las preocupaciones sobre posibles eventos "en apuros". Con la pared larga constantemente moviéndose y dejando espacio detrás de ella, el método de eliminación puede continuar hasta el cierre de la mina.
El enfoque del equipo reduce los riesgos y las preocupaciones de la comunidad y el medio ambiente, eliminando en última instancia la necesidad de rellenos vertederos fuera del sitio y presas de relaves en recintos in situ y proporciona un método rentable de eliminación subterránea en espacios que no se utilizan. Creemos que esta es la primera vez que este enfoque ha sido diseñado, desarrollado y probado para la eliminación de residuos de carbón y podría aplicarse a otras minas de carbón con desafíos similares.
Esperamos con mucho interés la oportunidad de poder desarrollar este enfoque más en detalle en el sitio de prueba y en otros lugares.