Hundimiento de minas abandonadas, huecos de carbón subterráneo y colapso repentino del suelo¶

En las históricas regiones mineras de carbón, hierro, plomo, zinc, sal, yeso y oro de todo el mundo, millones de hogares, carreteras, escuelas y granjas se encuentran directamente encima de minas subterráneas abandonadas excavadas entre los siglos XVIII y XX antes de que existieran los mapas mineros modernos o las leyes de recuperación. A diferencia de los sumideros kársticos de piedra caliza natural que se disuelven lentamente a lo largo de eras geológicas, el hundimiento de minas abandonadas ocurre cuando vigas de madera podridas, pilares subterráneos de carbón o roca que se desmoronan, o pozos de minas verticales mal tapados fallan debajo de la superficie, arrojando edificios, patios y caminos a vacíos subterráneos de 3 a 300 metros (10 a 1000 pies) de profundidad en segundos u horas.

Al mismo tiempo, el terreno fracturado sobre minas abandonadas de carbón y roca dura actúa como una chimenea para respirar los gases letales de las minas subterráneas, incluido el "humedad negra" (\(CO_2\) y \(N_2\)) sin oxígeno, el "grisú" explosivo (metano [\(CH_4\)]) y el monóxido de carbono (\(CO\)) ​​y radón tóxicos, que son absorbidos directamente por los sótanos residenciales cada vez que un sistema climático de baja presión pasa por encima. Esta guía proporciona reglas de evacuación estructural inmediata, señales de advertencia temprana para cimientos y protocolos de defensa contra gases de minas verificados por la Oficina de Recuperación y Control de Minería a Superficie (OSMRE) del Departamento del Interior de los Estados Unidos, el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), la Administración de Salud y Seguridad en las Minas (MSHA), la Autoridad del Carbón del Reino Unido y estudios geológicos estatales. Para sumideros de disolución de piedra caliza natural, lea nuestro guía de sumideros; para el movimiento de la base de contracción de arcilla, lea Suelo arcilloso expansivo, levantamiento y hundimiento por sequía..

Haz esto ahora¶

1. Evacue su casa o edificio de inmediato si escucha fuertes estallidos, crujidos o gemidos en las paredes acompañados de puertas y ventanas que se cierran repentinamente, grietas diagonales de escaleras que atraviesan los paneles de yeso o ladrillos, o el piso que se inclina. El atascamiento repentino de varias puertas y ventanas al mismo tiempo significa que el suelo debajo de sus cimientos está cayendo activamente hacia un vacío de mina subterránea, deformando todo el marco estructural de la casa. Lleve a todas las personas y mascotas afuera y al menos a 30 metros (100 pies) de distancia sobre terreno sólido verificado.
2. Cierre la válvula principal del medidor de gas natural o la válvula del tanque de propano exterior inmediatamente si huele huevos podridos (olor a mercaptano), escucha el silbido de las tuberías o ve el suelo hundirse cerca de las paredes de su casa. El hundimiento de las minas subterráneas se estira y corta acero y plástico rígidos enterrados líneas de servicio de gas natural, tuberías principales de agua y tuberías de alcantarillado antes de que la casa misma se agriete. Una tubería de gas cortada que se filtra debajo de unos cimientos móviles provoca explosiones catastróficas en casas. Utilice una llave ajustable para girar la válvula principal de cierre de gas un cuarto de vuelta de modo que la orejeta quede perpendicular (transversalmente) a la tubería; ver nuestro guía de emergencia por fuga de gas.
3. Nunca ingrese a un sótano, un espacio de acceso, un pozo o un sótano en un distrito minero si se siente mareado, sin aliento o nota una repentina corriente de aire agrio y mohoso durante la caída del barómetro (acerca de tormenta). Cuando la presión del aire atmosférico cae antes de una tormenta de lluvia o viento, los huecos de las minas subterráneas exhalan humedad negra (una mezcla inodoro e invisible de dióxido de carbono [\(CO_2\)] y nitrógeno [\(N_2\)] que contiene solo entre 2 % y 10 % de oxígeno). y metano explosivo (\(CH_4\)) que sube a través de las grietas de los cimientos hasta los sótanos. Dos respiraciones de humedad negra sin oxígeno provocan una pérdida instantánea del conocimiento sin ninguna sensación de asfixia; ver asfixia en espacios confinados.
4. Acordone cualquier agujero circular recién aparecido, zanja hundida o pérdida repentina de agua de estanque/arroyo al menos a 30 metros (100 pies) detrás del borde. Nunca intente rellenar un sumidero de mina recién abierto o un derrumbe de pozo arrojando tierra, grava, rocas u hormigón en el agujero con una carretilla o un tractor. Verter relleno sin ingeniería en un pozo de mina abierto simplemente lubrica la garganta o agrega peso adicional que desencadena un colapso secundario masivo debajo del tractor.
5. Llame a su número de emergencia local de inmediato si un derrumbe amenaza una casa, una carretera o una línea de servicios públicos, o si alguien cae en un pozo de hundimiento. Marque el 911 en los Estados Unidos y Canadá, el 112 en toda la Unión Europea o el 999 en el Reino Unido (donde la Autoridad del Carbón del Reino Unido también opera una línea dedicada a los riesgos de la minería del carbón las 24 horas al 0800 288 4242), o consulte nuestra lista completa de números de emergencia. En los Estados Unidos, informe también el colapso al Programa de Emergencia de Tierras Mineras Abandonadas (AML) de su estado o al OSMRE federal.
6. Si va de excursión o anda en un vehículo todo terreno o bicicleta de cross en una zona históricamente minera, manténgase estrictamente en los senderos marcados y nunca entre en túneles, galerías o pozos cercados de minas antiguas ("Stay Out, Stay Alive"). Los túneles de minas abandonadas contienen techos de madera podrida que colapsan con la vibración de un paso, ventanas verticales inundadas (pozos ocultos excavados directamente en medio del piso oscuro de un túnel horizontal), cartuchos de dinamita sudorosos (nitroglicerina cristalizada). que detona al tacto), y bolsas de monóxido de carbono letal y humedad negra.

Diagrama de flujo de decisiones de emergencia sobre hundimiento de minas abandonadas y vacíos subterráneos¶

Utilice este árbol de decisiones para evaluar el colapso del suelo, la distorsión estructural o los riesgos de gas subterráneo en zonas mineras de carbón, metales y evaporitas.

flowchart TD
    Start["Sospecha de vacío subterráneo o hundimiento de la mina:<br/>Hoyo repentino en el suelo, grietas en los cimientos<br/>o alarma de gas en el sótano en la región minera"] --> Type{"¿Qué tipo de emergencia<br/>está ocurriendo en este momento?"}

    Type -->|"1. AGUJERO CIRCULAR PROFUNDO Y REPENTINO<br/>Colapso del pozo o hundimiento de la chimenea<br/>en el patio, la calle o el campo"| PitCollapse["PROTOCOLO DE COLAPSO DE CHIMENEA / EJE:<br/>1. Evacue inmediatamente a todas las personas que se encuentren a >= 30 m (100 pies) del borde<br/>2. NUNCA camine hasta el borde (el borde de la campana que sobresale se cortará)<br/>3. Apague el medidor de gas exterior y la tubería principal de agua si está cerca del colapso<br/>4. Llame al 911/112/999 + agencia estatal de tierras mineras abandonadas (AML)"]

    Type -->|"2. CASA MOVIENDO O AGRIETAMIENTO<br/>Puertas atascadas, fuertes estallidos estructurales,<br/>Grietas diagonales en las paredes, pisos inclinados"| TroughSub["SUBSIDENCIA ESTRUCTURAL DE VASOS:<br/>1. Evacue a todos los ocupantes y mascotas al aire libre inmediatamente<br/>2. Cierre la válvula principal de gas natural/propano en el medidor exterior<br/>3. NO cepille puertas ni repare grietas hasta que los ingenieros de AML las inspeccionen<br/>4. Monitorear los servicios públicos para detectar líneas de agua/alcantarillado cortadas debajo de la losa."]

    Type -->|"3. GAS DEL SÓTANO O MAREOS<br/>Alarma de CO/metano, luces piloto apagadas<br/>o dificultad para respirar durante baja presión"| MineGas["INTRUSIÓN DE GAS DE MINA (GORÚ / GORÚ):<br/>1. Salga del sótano y del edificio inmediatamente; NO accione los interruptores de luz<br/>2. Nunca entre en un sótano donde alguien se ha derrumbado (0% riesgo de O2)<br/>3. Llame al 911/Departamento de Bomberos para realizar pruebas atmosféricas de 4 gases<br/>4. Instalar alarmas multigas y despresurización debajo de la losa"]

    Type -->|"4. ENCONTRAR UN TÚNEL DE MINA ABIERTO<br/>O UN POZO AL AIRE LIBRE<br/>Senderismo, caza o conducción todoterreno"| StayOut["REGLA DE CAMPO 'MANTÉNGASE FUERA, MANTENTE VIVO':<br/>1. Deténgase inmediatamente; retroceda a lo largo de sus pistas entrantes exactas<br/>2. Nunca se incline sobre las cercas de los pozos ni arroje piedras por los pozos<br/>3. Nunca entre en túneles horizontales (humedad negra y ventanas inundadas)<br/>4. Registre las coordenadas GPS e informe el eje sin sellar a BLM / AML / policía"]

Los cuatro mecanismos de ingeniería del hundimiento de minas abandonadas.¶

Según los ingenieros geotécnicos de la Oficina de Recuperación y Cumplimiento de la Minería a Superficie (OSMRE) de EE. UU. y el Servicio Geológico Británico, la minería subterránea deja cuatro tipos distintos de cavidades subterráneas, cada una de las cuales falla en la superficie de una manera completamente diferente:

1. Hundimiento de chimeneas/pozos ("sumideros de baches" sobre minas poco profundas de habitación y pilar)¶

En la tradicional minería de cuartos y pilares (utilizada ampliamente desde 1700 hasta mediados de 1900 para carbón, piedra caliza, yeso y mineral de hierro), los mineros excavaban "cuartos" subterráneos de 4 a 9 metros (13 a 30 pies) de ancho mientras dejaban pilares de carbón o roca sin extraer para sostener el techo. - Cómo se forma el colapso de una chimenea: Durante 50 a 150 años, la lixiviación ácida del agua subterránea, la fluctuación de los niveles freáticos y la oxidación del aire debilitan la viga del techo de esquisto o arenisca que se extiende entre los pilares, especialmente donde la mina está a menos de 15 a 50 metros (50 a 165 pies) debajo de la superficie. - Hundimiento progresivo hacia arriba: Cuando una sección del techo de la mina colapsa en la habitación inundada o seca que se encuentra debajo, el vacío migra hacia arriba a través de la roca y el suelo suprayacentes como un reloj de arena al que se le acaba la arena. Finalmente, después de que una fuerte lluvia o el deshielo satura el arco superior del suelo, la superficie de pasto o pavimento de la carretera cae instantáneamente, abriendo un cráter de hundimiento circular o cónico de lados empinados de 2 a 12 metros (6,5 a 40 pies) de ancho y de 2 a 15 metros (6,5 a 50 pies) de profundidad**.

2. Hundido o hundimiento (aplastamiento de pilares o perforación de pilares en niveles más profundos)¶

Cuando las minas de cuarto y pilar se encuentran a mayor profundidad bajo tierra (30 a 150+ metros [100 a 500+ pies]), o cuando los propios pilares de carbón se aplastan lentamente bajo el peso de los estratos suprayacentes (o perforan hacia abajo en un piso de arcilla suave y húmedo debajo de la veta de carbón, conocido como compresión de la arcilla subyacente), toda la masa rocosa de arriba se asienta hacia abajo como un amplio plato. - Impacto en la superficie: En lugar de un agujero vertical, una suave depresión en forma de platillo (hundimiento o depresión) de 30 a 300 metros (100 a 1000 pies) de ancho cae de 0,3 a 1,5 metros (1 a 5 pies) durante varios días o semanas. - Por qué las casas en el borde de la depresión sufren los peores daños: Los edificios ubicados justo en el centro de la parte inferior de una depresión ancha a menudo se asientan hacia abajo con una inclinación mínima. Sin embargo, las casas situadas a lo largo del perímetro exterior curvo (zonas de tensión y compresión) del cuenco que se hunde son separadas horizontalmente por la tensión del suelo en el borde exterior y aplastadas hacia adentro por la tensión del suelo compresivo en la pendiente interior, partiendo los cimientos de hormigón por la mitad y pandeando las calles y las tuberías de gas.

3. Colapso catastrófico de un eje vertical abandonado¶

Durante el siglo XIX y principios del XX, miles de pozos mineros verticales, pozos de ventilación y "campanas" poco profundas excavadas a mano (de 30 a 300 metros [100 a 1000 pies] de profundidad) se "cerraban" al final de la minería simplemente colocando viejas traviesas de ferrocarril, tablones de madera o chatarra a través del cuello del pozo a 2 metros bajo tierra y excavando tierra y pasto encima. - Casi un siglo después, esas vigas de madera enterradas se pudren por completo. Un propietario que corta el césped, un niño que juega en el patio trasero o un automóvil estacionado pueden provocar la falla repentina del tapón de madera podrida, abriendo un abismo vertical, revestido de ladrillos o con paredes de roca, de decenas o cientos de metros de profundidad en un vecindario suburbano.

4. Huecos mineros con barrena de pared alta¶

En las regiones carboníferas de laderas empinadas (como los Apalaches en el este de los Estados Unidos), los mineros solían utilizar perforadoras espirales horizontales gigantes (sinfines para carbón de 0,6 a 2 metros [2 a 6,5 pies] de diámetro) para perforar agujeros horizontales paralelos de hasta 60 metros (200 pies) de profundidad en la veta de carbón en la base de una ladera despojada antes de rellenar el banco donde más tarde se construyeron casas y caminos. A medida que las delgadas redes de carbón entre los agujeros de la barrena se aplastan, se abren hileras de sumideros lineales y derrumbes en las laderas debajo de las casas construidas a lo largo del banco.

Comparación: Sumideros kársticos naturales versus hundimiento de minas a cielo abierto versus hundimiento de valles hundidos versus suelo arcilloso expansivo¶

Los propietarios de viviendas y los ajustadores de seguros con frecuencia confunden el hundimiento de las minas con sumideros naturales o la contracción estacional del suelo arcilloso. Utilice esta tabla de diagnóstico de las guías de ingeniería de USGS y OSMRE para identificar qué está dañando su propiedad.

Reconocer señales tempranas de alerta de hundimiento de minas en su propiedad¶

Antes de que un canal hundido o el colapso de una chimenea alcancen su falla total, la tensión del suelo produce firmas mecánicas claras en todo el jardín, la calle y los cimientos:

1. Dentro de tu casa¶

• Unión simultánea de múltiples puertas y ventanas: Una sola puerta pegada en un clima húmedo de verano es una hinchazón normal de la madera. Si tres o cuatro puertas interiores y exteriores, puertas de gabinetes y ventanas corredizas de repente se niegan a trabar o raspar sus marcos dentro del mismo período de 48 horas, los cimientos de la casa se están descuadrando.
• Grietas diagonales en forma de escalón de más de 5 milímetros (0,2 pulgadas) que aparecen repentinamente a lo largo de las juntas de mortero de bloques de concreto del sótano, revestimiento de ladrillo exterior o esquinas interiores de paneles de yeso que se extienden hacia arriba desde las esquinas de ventanas y puertas.
• Ruidos de estallidos, chasquidos o disparos de pistola por la noche: Cuando una viga de cimentación de concreto se balancea sobre un canal que se hunde, la tensión de tracción rompe las juntas de mortero, las vigas de pisos de madera y los tornillos de paneles de yeso con fuertes golpes audibles.
• Pisos inclinados y objetos rodantes: Coloque una canica, una pelota de golf o un nivel de burbuja de carpintero en el piso de la cocina o en la losa del sótano; En caso de hundimiento activo, una casa puede inclinarse de 1 a 3 grados en cuestión de días, lo que provoca que el agua se acumule en el lado equivocado de los platos de ducha y bañeras.

2. Afuera, en tu jardín y en la calle.¶

• Cristales de compresión ("topes de velocidad") y concreto pandeado: En el centro de una depresión de hundimiento, la superficie del suelo se aprieta horizontalmente (deformación por compresión). Las losas de concreto de los caminos de entrada se elevan en forma de tienda de campaña en forma de "V" invertida, las calles de asfalto se doblan en crestas, los bordillos se aplastan y las cercas de tela metálica se aflojan y se hunden entre los postes.
• Grietas por tensión y cercas estiradas en el borde: Alrededor del borde exterior del cuenco de hundimiento, el suelo se estira (tensión por tracción), abriendo largas fisuras paralelas en el suelo de 2 a 15 centímetros (1 a 6 pulgadas) de ancho a través del césped y tensando cercas de madera o alambre hasta que se rompen.
• Cambios repentinos en el agua de pozo o drenaje superficial: Los pozos de agua privados en el vecindario de repente se vuelven de color marrón fangoso, huelen a azufre o se secan completamente durante la noche a medida que el acuífero drena a través de roca recién agrietada hacia las minas subyacentes. Por el contrario, las áreas de jardín en el centro de una artesa hundida de repente se vuelven permanentemente empapadas o se inundan porque la superficie del terreno ha caído por debajo del nivel del alcantarillado pluvial.

Gases mortales de minas subterráneas: Blackdamp, Firedamp, Whitedamp y Stinkdamp¶

Incluso si una mina abandonada debajo de su propiedad nunca colapsa estructuralmente, se conecta a través de fracturas en el lecho de roca, viejos pozos de agua sin sellar y zanjas de servicios públicos con la atmósfera de la superficie. Los ingenieros de minas clasifican cuatro mezclas letales de gases subterráneos que migran a sótanos, espacios de acceso y zanjas de excavación:

Por qué la caída de la presión barométrica provoca emergencias por gas en el sótano¶

Un complejo minero subterráneo abandonado contiene millones de metros cúbicos de aire y gas atrapados. Actúa como un pulmón subterráneo gigante conectado a la superficie a través de poros y fracturas del suelo: - Cuando un sistema meteorológico de alta presión se asienta sobre su ciudad, el alto peso atmosférico empuja el aire fresco de la superficie hacia el suelo, manteniendo los gases de las minas embotellados en las profundidades. - Cuando se acerca un sistema de tormentas de baja presión (barómetro descendente), la presión atmosférica exterior cae rápidamente. El gas de mayor presión dentro de la mina subterránea se expande hacia arriba (bombeo barométrico), empujando miles de metros cúbicos de humedad negra (\(CO_2/N_2\)) sin oxígeno y metano explosivo (\(CH_4\)) hacia arriba a través de pozos de sumidero sin sellar en el sótano, desagües del piso y grietas de los cimientos justo mientras su familia duerme en el interior. - Defensa de sótano obligatoria en distritos mineros: 1. Instale un detector combinado de monóxido de carbono (\(CO\)) + gas explosivo (metano/\(LEL\)) Y un monitor de bajo nivel de oxígeno (\(O_2\))/dióxido de carbono (\(CO_2\)) en cualquier sótano ubicado sobre explotaciones de carbón poco profundas conocidas. 2. Selle todas las grietas de la losa de concreto del sótano con masilla de poliuretano flexible, instale una cubierta con junta hermética sobre el pozo de la bomba de sumidero del sótano y, si se detecta gas de mina o niveles altos de radón, haga que un contratista certificado instale un Sistema de despresurización activo debajo de la losa (similar a una tubería de ventilador de mitigación de radón que aspira el gas debajo de la losa del sótano y lo ventila de manera segura por encima de la línea del techo).

Respuesta de emergencia paso a paso si alguien cae en un pozo de hundimiento o en un pozo de mina¶

Nunca saltes, bajes por una cuerda ni bajes a un vecino a un hoyo de hundimiento recién abierto o a un pozo de mina abandonado para rescatar a una persona o mascota. En los registros históricos de rescate de MSHA y del departamento de bomberos, más de la mitad de todas las muertes en incidentes de pozos de minas abandonadas son aspirantes a rescatadores que descienden hacia un gas húmedo y negro invisible (\(< 6\%\) oxígeno) y se desmayan encima de la víctima original, o desencadenan un colapso secundario del collar de tierra que sobresale que entierra vivas a ambas personas.

1. Llame al 911/112/999 inmediatamente y diga claramente: "Una persona ha caído en un colapso por hundimiento del terreno activo/pozo de mina abandonado; necesitamos rescate técnico de alto ángulo en espacios confinados con aparato de respiración autónomo (SCBA) y apuntalamiento del suelo".
2. Mantenga a todos al menos a 15 a 30 metros (50 a 100 pies) de distancia del borde inestable del cráter: Las vibraciones de los vehículos o las personas paradas cerca del borde colapsarán las paredes colgantes del campanario sobre la víctima que se encuentra debajo.
3. Si el hoyo es poco profundo (\(< 3\text{ metros}\) [\(10\text{ pies}\)]) y debes comunicarte o lanzar una línea desde la distancia:
4. Acuéstese completamente boca abajo sobre una escalera larga de madera, una lámina de madera contrachapada o un pavimento sólido, bastante atrás del borde para distribuir su peso.
5. Lanza el extremo de una cuerda atada o manguera de jardín hacia la víctima para que pueda atársela alrededor del pecho o agarrarse en caso de que el piso debajo de ella se hunda más, pero no la jales contra un borde de tierra que sobresalga y que podría hundirse en su cabeza a menos que sus vías respiratorias estén sumergidas activamente en agua.
6. Si tiene un soplador de hojas o un ventilador de taller con una manguera de conducto larga y flexible en tierra firme, soplar aire fresco de la superficie hacia la abertura desde una distancia segura puede ayudar a desplazar el humo negro letal (\(CO_2\)) acumulado en el fondo de un pozo poco profundo mientras espera al equipo de trípode de rescate SCBA del departamento de bomberos.

Lista de verificación de preparación previa al colapso y seguro contra hundimiento de minas¶

Si vive o está comprando una casa en una región minera actual o histórica de carbón, metal, piedra caliza, yeso o sal, complete esta lista de verificación:

• Busque la dirección exacta de su casa en el repositorio de mapas de minas subterráneas estatal o nacional:
• En los Estados Unidos: Busque en el OSMRE National Mine Map Repository (NMMR) y en los portales estatales interactivos de minas GIS (como el PASDA/MSI Mine Subsidence Insurance map de Pensilvania, el ODNR Mines of Ohio Viewer de Ohio, el ILMINES Wiki de Illinois, el CGS Mine Subsidence portal de Colorado, el Mine Mapping Information System de Kentucky o el WVAGP de Virginia Occidental).
• En el Reino Unido: Consulte el Visor de mapas interactivo de la Autoridad del Carbón del Reino Unido para conocer las explotaciones de carbón poco profundas pasadas y las entradas de minas registradas (pozos/accesos) dentro de un radio de 20 metros de su edificio.
• Compre un respaldo exclusivo de seguro de hundimiento de minas: Las pólizas de seguro estándar para propietarios de viviendas en casi todos los países y estados de EE. UU. EXCLUYEN explícitamente el movimiento de tierras y el hundimiento de minas. Sin embargo, en los estados mineros de carbón (como Pensilvania, Ohio, Illinois, Indiana, Kentucky, Virginia Occidental, Colorado y Wyoming), los Fondos de seguro de hundimiento de minas respaldados por el estado ofrecen pólizas de bajo costo ($30 a $150 por año) que cubren hasta $300,000 a $500,000 en reparaciones estructurales. Debe comprar la póliza antes de que comience el hundimiento.
• Reemplace las conexiones de servicios subterráneos rígidas de hierro fundido o acero galvanizado con tuberías flexibles de polietileno (PE) y conectores de gas trenzados flexibles: Cuando la línea de gas natural, la línea de servicio de agua y la tubería de alcantarillado pasan a través de la pared del sótano, la instalación de bucles de expansión flexibles o acoplamientos flexibles evita que un asentamiento en el suelo de 5 centímetros (2 pulgadas) rompa la tubería y provoque una explosión de gas.
• Mantenga las canaletas y bajantes del techo extendidos al menos a 3 metros (10 pies) de distancia de sus cimientos y nunca descargue agua de piscina o efluentes sépticos en un lugar concentrado del jardín; La infiltración concentrada de agua arrastra el suelo sobrecargado hacia las grietas poco profundas de las minas y provoca sumideros en las chimeneas.

Preguntas frecuentes¶

¿Cómo puede mi casa sufrir repentinamente el hundimiento de una mina abandonada cuando la mina de carbón debajo de mi ciudad cerró en 1910?¶

Las minas abandonadas de cuarto y pilar son peligros geotécnicos retardados en el tiempo. Cuando los mineros extrajeron carbón hace 80 o 120 años, dejaron pilares de carbón y vigas de madera para techos que solo estaban diseñados para sostener el techo el tiempo suficiente para terminar de extraer esa sección. Durante el siglo siguiente, las fluctuaciones del agua subterránea, el agua ácida de la mina (drenaje ácido de la mina) y la lenta oxidación del aire ("descantillado") devoran gradualmente los bordes exteriores de los pilares de carbón subterráneos y convierten el techo de esquisto sobre las habitaciones en lutita blanda y débil. Con el tiempo, una sola fuerte tormenta primaveral o el deshielo agrega suficiente peso hidrostático al suelo sobrecargado para exceder la resistencia restante de un techo de 100 años de antigüedad, lo que hace que se derrumbe durante la noche.

¿Cuál es la diferencia entre el hundimiento histórico de "cuarto y pilar" y el hundimiento minero moderno de "tajo largo"?¶

La minería histórica de cuartos y pilares deja un tablero irregular de cuartos abiertos y pilares de carbón bajo tierra que puede permanecer estable durante 20 a 150 años antes de fallar de manera impredecible en momentos aleatorios a través de sumideros repentinos o depresiones localizadas. La minería de carbón de frente largo moderna (realizada a profundidades de 150 a 600 metros [500 a 2000 pies]) utiliza una cizalla mecanizada gigante para retirar el 100 por ciento de un panel de carbón de 250 a 450 metros (800 a 1500 pies) de ancho mientras escudos hidráulicos sostienen el techo; A medida que la máquina avanza, se permite intencionalmente que la roca del techo detrás de los escudos colapse en el vacío inmediatamente. En consecuencia, la minería de tajo largo produce un hundimiento de la superficie planificado y predecible (que generalmente baja la superficie de 1 a 1,8 metros [3 a 6 pies]) que comienza a los pocos días de que la máquina pasa por debajo y termina entre el 90 y el 95 por ciento de su asentamiento en unos pocos meses, y en la mayoría de las jurisdicciones la compañía minera activa está legalmente obligada a inspeccionar previamente y reparar las viviendas y los suministros de agua de la superficie.

¿Por qué se apagaron las cerillas y las luces piloto de la caldera en mi sótano justo antes de una tormenta?¶

Si llamas abiertas, cerillas o pilotos de gas fijos se extinguen por sí solos en un sótano construido sobre terreno minado, trátelo como una emergencia inmediata que pone en peligro la vida y evacue el edificio. Una llama de hidrocarburo requiere al menos un 16 por ciento de oxígeno en el aire para permanecer encendida (el aire normal tiene un 20,9 por ciento de oxígeno). Cuando la presión barométrica cae rápidamente antes de una tormenta, los huecos de las minas subterráneas exhalan "humedad negra" sin oxígeno (una mezcla densa de dióxido de carbono y nitrógeno) hacia el sótano a través de las grietas de los cimientos y los pozos de sumidero sin sellar. Si el nivel de oxígeno en su sótano ha bajado lo suficiente como para apagar una luz piloto ($< 16\%$ $O_2$), the air near the floor can quickly drop below 10 percent oxygen, causing sudden unconsciousness and asphyxiation.

¿Cómo reparan permanentemente los ingenieros geotécnicos una casa o un jardín después del colapso de una mina abandonada?¶

Nunca arroje tierra suelta o basura en el hoyo de hundimiento de una mina; el agua subterránea simplemente arrastra la tierra suelta hacia los túneles horizontales de la mina que se encuentran debajo, ensanchando el cráter de la superficie. En cambio, los ingenieros estatales de Tierras Mineras Abandonadas (AML, por sus siglas en inglés) utilizan dos métodos permanentes: para pozos verticales abiertos o derrumbes de chimeneas localizados, excavan hasta un lecho de roca estable e instalan una tapa de pozo de concreto reforzado o un tapón de roca graduado (filtro invertido de grandes rocas rematado por piedra triturada progresivamente más fina y tela geotextil). Para proteger los cimientos de una casa sobre huecos abiertos de habitaciones y pilares, los ingenieros perforan una red de pozos verticales desde el patio hasta las salas de la mina (de 30 a 100 metros de profundidad) y bombean miles de metros cúbicos de lechada de cemento y cenizas volantes de alto asentamiento bajo tierra para construir columnas sólidas de piedra artificial que soporten el techo de la mina de forma permanente.

Fuentes verificadas¶

• Departamento del Interior de los Estados Unidos, Oficina de Recuperación y Cumplimiento de la Minería a Superficie (OSMRE): Pautas del Programa de Emergencia de Tierras Minadas Abandonadas (AML), Manual de Ingeniería de Subsidencia de Minas y Repositorio Nacional de Mapas de Minas.
• Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS): Subsidencia de la tierra en los Estados Unidos (Circular 1182): Subsidencia de la minería subterránea frente a sumideros kársticos.
• Administración de Salud y Seguridad Minera (MSHA, Departamento de Trabajo de los Estados Unidos): Campaña sobre peligros de minas abandonadas "Stay Out, Stay Alive" y toxicología del gas de minas subterráneas (Blackdamp, Firedamp, Whitedamp, Stinkdamp).
• Autoridad del Carbón del Reino Unido y Servicio Geológico Británico (BGS): Guía de daños por hundimiento en la minería del carbón, respuesta al colapso de trabajos mineros poco profundos y entrada a la mina (pozo/campana) y mitigación del gas de la mina en los edificios.
• Departamento de Protección Ambiental de Pensilvania (PA DEP) y Servicio Geológico del Estado de Illinois (ISGS): Guía para propietarios sobre hundimiento de minas, mecánica de canales versus pozos y estándares de seguros de hundimiento de minas.

Guías relacionadas¶

• Dolinas: señales de advertencia, evacuación y supervivencia
• Levantamiento expansivo del suelo arcilloso, hundimiento por sequía y agrietamiento de los cimientos
• Incendios subterráneos de turba, cavidades de raíces humeantes y colapso de ceniceros
• Asfixia en espacios confinados: pozos de registro, silos y tanques
• Fuga de gas: cómo reconocer y escapar de una fuga de gas natural o propano