Modelación de la propagación de incendios de carbon a gran escala producidos por la combustión espontánea en los frentes de explotación en minería de carbón a cielo abierto y diseño de estrategias de apagado para el cierre de minas

Abstract

La combustión espontánea de carbón es un problema que afecta la operación minera y genera impactos ambientales, económicos sociales y geotécnicos, siendo un tema de gran preocupación para el cierre de mina. Este fenómeno ha sido dividido en dos procesos: ignición y propagación. La propagación de incendios en mantos de carbón se desarrolla debido a un conjunto de factores como la dirección y la velocidad del aire, el fracturamiento y la temperatura. En este trabajo la transferencia de calor y la cinética química es estudiada a partir de las ecuaciones de conservación de energía y especies, respectivamente, usando el software COMSOL Multiphysics para simular la propagación de los incendios en los mantos de carbón. Se analizaron dos posibles escenarios que usualmente ocurren en las paredes de los mantos de carbón como los focos de incendio, donde la reacción se encuentra en una etapa temprana, y la pantalla completa cuando el incendio se encuentra en una etapa avanzada de propagación y se extiende en una gran área. Se encontró que la cinética de propagación del incendio cambia dependiendo de la temperatura, del fracturamiento del macizo rocoso y el área de influencia del incendio. Se planteó el método PROPEX como una propuesta innovadora de extinción de incendios a largo plazo para el correcto cierre de minas.