INNOVACIONES INNOVACIONES EN EL SOSTENIMIENTO SOSTENIMIENTO DE MINA ORCOPAMPA Rudy Beltran Villanueva Compañía de Minas Buenaventura SAA
[email protected] RESUMEN El yacimiento de la Mina Chipmo, se viene explotando desde hace 11 años, tiempo en el cual se ha ido profundizando los niveles de explotación estando en estos momentos por debajo de los 570 metros de profundidad. Las condiciones geomecánicas en dicho yacimiento son muy desfavorables por la calidad de la masa rocosa y por condiciones especiales que esta presenta: Rocas de Mala Calidad y Expansivas en algunos sectores, agravadas por la presencia de agua. Con estas características de masas rocosas, los sostenimientos instalados sufrían deformaciones que obligaban a realizar mantenimiento de los mismos incrementando los costos de minado en este rubro. Esta problemática obligo a utilizar diversos tipos de sostenimiento y a buscar nuevas alternativas de los mismos a fin de mejorar sus rendimientos y racionalizar sus costos. De igual manera, las condiciones del terreno presente en la Mina Chipmo, genera que el costo de sostenimiento será considerable, ya que la totalidad de las labores mineras deben de ser sostenidas. Esto también ha obligado a buscar algunas innovaciones las cuales han podido generar una reducción considerable del costo operativo minero. Dentro de estas innovaciones se puede mencionar el uso de los “Mini -split set”, con los cuales se han logrado excelentes resultados en los trabajos de sostenimiento en nuestras labores temporales (tajeos, Galería), y también, la aplicación del concreto lanzado (shotcrete), diseñando una nueva técnica de sostenimiento, la cual ha permitido incrementar nuestros avances, manteniendo seguras nuestras labores y reduciendo su costo de operación. En el presente trabajo, se mostraran los progresos que se han tenido en la U.E.A. Orcopampa en la búsqueda de soluciones para el control de la estabilidad de las labores mineras y su reducción de costos
mediante algunas sostenimiento.
innovaciones
de
INTRODUCCION La Unidad Económica Administrativa Orcopampa, de la Compañía de Minas Buenaventura S.A.A., abarca una extensión de aproximadamente 30 Km 2. Políticamente se sitúa en la Provincia de Castilla; Región de Arequipa, alrededor de las siguientes coordenadas: Longitud 72° 20’ 40” W Latitud 15° 15’ 30” S
Altitud 3800 m.s.n.m. Produce minerales auríferos, principalmente de la Mina Chipmo, con una producción de 1300 toneladas por día, con leyes de cabeza de 0.6 Onz/TCS.
GEOLOGIA El Área Aurífera de Chipmo está ubicado entre la quebrada Ocoruro y el río Chilcaymarca, a unos 5 km. al oeste del distrito de Orcopampa. Las vetas de Chipmo están emplazadas en un sistema de fallamiento de rumbo NE-SW con buzamiento mayormente al Sur. La veta aflora unos 150 metros de longitud, con brechamiento de hasta 4 m de ancho a lo largo del fallamiento, y dentro de un cuerpo alterado de sílice – alunita de 30 a 50 m de ancho. La mineralización consiste en venas de cuarzo y baritina, las cuales rellenan espacios abiertos de una brecha silícea, producto del fallamiento.
MINADO Por las condiciones complejas del terreno en la Mina Chipmo, se realizaron estudios con la finalidad de definir el método de minado, concluyendo que el mas apropiado seria el de Corte y Relleno Ascendente. Actualmente se viene llevando este método en forma mecanizada y esporádicamente Beltran, Page 1 of 9
en forma convencional, utilizando relleno detrítico ingresado a los tajeos por chimeneas y rampas de acceso. Para la limpieza de mineral se emplean scoops de 2.2, 3.5 y 4.2 yd 3 para tajeos en los cuales la potencia de la veta es considerable, y scoops de 0.5 y 1.5 yd3 para vetas angostas. La extracción del mineral hacia el pique se realiza con camiones de bajo perfil de 20 Tn y locomotoras con carros mineros de 80 pies3 y 120 pies3. Posteriormente el mineral es transportado a la planta concentradora con Volquetes de 24 Tn.
CONDICIONES GEOMECÁNICAS DE LA MASA ROCOSA DEL YACIMIENTO Aspectos litológicos
La roca hospedante de las principales vetas de oro, como Nazareno, Prometida, Lucy Piso y Prosperidad, consisten de flujos y domos de composición dacítica, andesítica y cuarzo latita, pertenecientes a las rocas intrusivas del Complejo Sarpane del Terciario. Cercanos a la Veta Nazareno, se han reconocido dos diques hornbléndicos preminerales relativamente paralelos a la veta, el que se encuentra más cerca tiene composición andesitica y alteración propilítica. La alteración principal de estas rocas es la argílica.
mapeos geotécnicos de rutina en todas las labores mineras, en base al cual determina la calidad de la masa rocosa. Según el criterio de Bieniawski (1989), utilizado en Orcopampa para clasificar la masa rocosa del yacimiento, la calidad de la misma varía mayormente entre Regular B (III-B – RMR de 41 a 50) y Mala A (IV-A – RMR de 31 a 40), en pocos caso la roca llega a tener calidad superior, pero si puede llegar a tener calidad inferior como Mala B (IV-B – RMR 21 a 30) y Muy Mala (V – RMR < 21). Zonificación geotécnica del yacimiento y de las labores mineras
En general, la masa rocosa mineralizada de las vetas tiene mayormente calidad Mala A (IV-A) y en menor proporción calidad Regular B (III-B). Las rocas de cajas inmediatas tienen por lo general calidad Mala A (IV-A) puesto que están sujetas a la influencia del fallamiento asociado a las vetas. En la parte central del yacimiento donde se ubica por ejemplo la Veta Lucy Piso, las rocas de las cajas inmediatas son de calidad Mala B (IVB). En el caso de las cajas alejadas, la masa rocosa es mayormente de calidad Regular B (III-B), pero en el sector central (Lucy Piso) son de calidad Mala A (IV-A). En la Figura 1, se puede apreciar una zonificación geomecánica de la masa rocosa de un tajeo de mina Chipmo, se trata del Tajeo 863 de la Veta Nazareno.
Aspectos estructurales
Las vetas de mina Chipmo están emplazadas en un sistema de fallamiento NE-SW con buzamientos mayormente al Sur (Nazareno, Prometida, Esperanza y Prosperidad) y algunas al Norte como es el caso de Lucy Piso. Existe otro sistema de fallamiento NW-SE con buzamientos hacia el Norte y un sistema de fracturamiento con la misma orientación que este último sistema de fallamiento. El hecho de que el principal sistema de fallamiento esté alineado con el rumbo de las vetas constituye una situación desfavorable para la mayoría de las excavaciones asociadas al minado. Calidades de masa rocosa
El Departamento de Geomecánica de Mina Orcopampa, entre otras actividades realiza
Figura 1: Plano de Zoneamiento Geomecánico del Tajo 863 – Nazareno Resistencia de la roca
Las rocas de calidad Regular B (III-B) tienen resistencia compresiva uniaxial en el rango de 25 a 50 MPa, las de calidad Mala A (IV-A) en el rango de 8 a 15 MPa y las de calidad Mala B (IV-B) menor de 5 MPa. Estos valores son determinados mediante ensayos de carga puntual, equipo que dispone el Beltran, Page 2 of 9
Departamento de Geomecánica de Mina Orcopampa. Por otro lado, mediante ensayos de laboratorio de mecánica de rocas se han determinado valores de la constante “mi” de la roca intacta que varía en el rango de 15 a 20. En base a la data básica que se dispone y utilizando el programa Roclab de Rocscience (2006), se determinan las propiedades de resistencia de la masa rocosa.
Condiciones rocosa
especiales
de
la
Esfuerzos in-situ e inducidos por el minado
Actualmente, la profundidad del minado en Mina Chipmo alcanza cerca de los 570 m, lo cual significa que los esfuerzos in-situ verticales están en el orden de 15 MPa. Según el criterio de Sheorey (1994), el esfuerzo horizontal para las condiciones de masa rocosa de Chipmo estaría en el orden de 7 MPa.
masa
Hay dos características especiales que presenta la masa rocosa: características de expansión (swelling rock) y características de alta deformabilidad (squeezing rock). Las características de expansión están relacionados a la presencia de materiales que tienen estas propiedades como la montmorrillonita y la anhidrita, que al contacto con la humedad del medio ambiente o directamente con el agua tienen la capacidad de expandirse (hincharse). Esta expansión ejerce una presión adicional sobre los elementos de sostenimiento, la cual es muy significativa. En Orcopampa se dispone de un difractómetro (PIMA) para analizar estos elementos. A través de pruebas con el PIMA se han determinado contenidos de montmorrillonita de hasta más de 40 % y contenidos de anhidrita de hasta más de 30 %, como se muestra en la Figura 2.
El factor de competencia (relación entre la resistencia compresiva no confinada/ esfuerzos vertical in-situ) Fc < 2, indica que se produce un sobreesforzamiento inmediato después de ejecutada la excavación y se requiere sostenimiento permanente; este aspecto, unido a las características especiales de la masa rocosa antes mencionadas, complica el panorama del control de la estabilidad de las labores mineras. Desde el punto de vista de los esfuerzos inducidos por el minado, estos tienen influencia notoria en las condiciones de estabilidad de las labores. Principalmente los esfuerzos inducidos por los tajeos, que son generalmente las excavaciones de mayores dimensiones, influyen en las condiciones de estabilidad de las excavaciones de su entorno, como by passes, los cruceros, las ventanas, chimeneas, etc. En la Figura 3, puede apreciarse los resultados de un modelamiento numérico efectuado con el programa PHASE2 de Rocscience (2004), en términos de factores de seguridad. Se observa en esta salida del citado programa cómo el avance del minado del Tajeo 862 cada vez va influyendo más en las condiciones de estabilidad de By Pass 862 E.
Figura 2: Ensayos realizados a rocas expansivas con el PIMA. Las características de alta deformabilidad están relacionadas a las deformaciones en función del tiempo; aquí, los esfuerzos exceden la resistencia de la masa rocosa o el límite de fluencia, ocurriendo entonces que esta se deforme plásticamente.
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Cuando comenzó el minado en la Mina Chipmo, la situación del sostenimiento cambió drásticamente, por las condiciones geomecánicas encontradas en este yacimiento, las mismas que han sido descritas líneas arriba. Este hecho obligó a utilizar diversos tipos de sostenimiento y a buscar nuevas opciones de los mismos a fin de mejorar sus rendimientos y por ende racionalizar los costos por este rubro.
Tipos de sostenimiento utilizados
Figura 3: Arriba, etapa inicial de minado. Abajo, quinto corte en el tajeo. Obsérvese la influencia. Presencia de agua subterránea
En la mayoría de los tajeos y las excavaciones de su entorno las condiciones del agua subterránea varían de humedad a goteos, pasando por mojadas. Estas características de presencia del agua son más que suficientes para producir el hinchamiento de las rocas expansivas. En los frentes de avance de las rampas de profundización, se observan flujos importantes de agua, que complican las condiciones de control de la estabilidad de estas excavaciones y también los aspectos operativos de la mina. Importante también mencionar la composición acida del agua en algunos sectores de la mina, las cuales dañan seriamente los elementos de sostenimiento.
En Mina Chipmo se utilizan los siguientes tipos de sostenimiento: pernos de roca (Split sets, barras helicoidales, hydrabolt, perno de fierro corrugado), malla, shotcrete simple y reforzado con fibras de acero, cimbras de perfil “H”, gatas mecánicas y paquetes de madera (wood packs), en algunos casos también cuadros de madera. Las aplicaciones de estos diversos tipos de sostenimiento están estandarizadas a los tipos de rocas y al tamaño de las labores mineras, sean estas temporales o permanentes. En las Tablas 1 y 2 se muestran estos estándares.
Tabla 1: Sostenimiento para labores Temporales y Permanentes. SOSTENIMIENTO DE LABORES PERMANENTES Y TEMPORALES FECHA: Enero - 2009
TIPO DE SOSTENIMIENTO PARA EXCAVACION CALIDAD
III - A
51 - 60 REGULAR "A"
41 - 50 REGULAR "B"
31 - 40 MALA"A"
IV - B
21 - 30 MALA"B"
Antecedentes sobre el sostenimiento en el pasado y en la actualidad
La explotación de la mina en el pasado estuvo centrada en rocas de buena calidad geotécnica, siendo este el caso de la veta Calera, por lo que no había necesidad de utilizar sostenimiento sistemático de las labores mineras; solo se utilizaba sostenimiento esporádico con pernos de cabeza de expansión y Split set.
* Sostenimiento sistemático con Split set de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor), espaciados a 1.50 m x 1.50 m.
LABOR PERMANENTE
* Sostenimiento sistematico con barras helicoidales (con resina o cemento) de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor). * De ser necesario lanzar una capa de Shotcrete simple de 2" de espesor como refuerzo.
III - B
IV - A
SOSTENIMIENTO DE LAS LABORES MINERAS
LABOR TEMPORAL
V
> 21 MUY MALA
* Sostenimiento con Split set de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor), * Sostenimiento con barras helicoidales de 5' a 7' de longitud mas malla electrosoldada en toda la sección de la labor. (según ancho de labor), mas malla electrosoldada y reforzar * De ser necesario lanzar una capa de shotcrete de 3" de espesor como con una capa de shotcrete simple de 3" de espesor. refuerzo.
* Cimbras "H" Tipo 6W20 o equivalente, espaciadas de 0.8 * Cuadros de madera espaciados de 0.80 a 1.00 m de distancia. m a 1.20 m, previo lanzado de una capa de shotcrete de 3" * De ser necesario lanzar una capa de shotcrete de 3" de espesor con fibrade espesor con fibra metálica como sostenimiento metálica de acero como sostenimiento preventivo. preventivo. * Avanzar el frente con marchavantes de madera u otro elemento adicional. * Avanzar el frente con spilling bar de fierro corrugado de 1'' de diámetro.
* Cimbras "H" Tipo 6W20 o equivalente, espaciadas de 0.65 m a 0.80 m, previo lanzado de una capa de shotcrete de 3" a * Lanzar una capa de shotcrete de 3" a 4" de espesor con fibra metálica de 4" de espesor con fibra metálica como sostenimiento acero como sostenimiento preventivo. preventivo. * Cuadros de madera espaciados de 0.60 a 0.8 m. * Avanzar el frente con spilling bar de fierro corrugado de 1'' * Avanzar el frente con marchavantes de madera u otro elemento adicional. de diámetro y/o de ser necesario avanzar con marchavantes de riel. * Cimbras "H" Tipo 6W20 o equivalente, espaciadas menor a * Lanzar una capa de shotcrete mayor de 4" de espesor con fibra metálica 0.65 m, previo lanzado de una capa de shotcrete mayor a 4" como sostenimiento preventivo. de espesor con fibra metálica como sostenimiento * Cuadros de madera espaciados menor de 0.6 m. preventivo. * Avanzar el frente con marchavantes de madera u otro elemento adicional. * Avanzar el frente con marchavantes de riel.
Realizado por : Area de Geomecánica
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Tabla 2: Sostenimiento para Tajeos. SOSTENIMIENTO A APLICARSE EN TAJEOS FECHA: Enero - 2009
ANCHO DE TAJEOS CALIDAD
TAJEOS > 5 m TAJEOS DE HASTA 5m.
CORONA
HASTIALES/CAJAS
acida), en combinación con propiedades físicas de la roca (fracturamiento, relleno de fracturas, etc.), generaban serios problemas de inestabilidad en periodos de tiempo no muy largos como se muestra en la fotografías 1.
III - A
51 - 60 REGULAR "A" III - B
41 - 50 REGULAR "B"
IV - A
31 - 40 MALA"A"
IV - B
21 - 30 MALA"B"
* Sostenimiento sistematico con Split set de 5' a 7' * Sostenimiento sistematico con Split set * Sostenimiento sistematico con Split de longitud (según ancho de labor), espaciados a de 7' de longitud, espaciados a 1.50 m x set de 7' de longitud, espaciados a 1.50 m x 1.50 m. 1.50 m. 1.50 m x 1.50 m.
* Sostenimiento con Split set de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor), mas Malla Electrosoldada en toda la seccion de la labor. * Armar gatas mecánicas en forma preventiva.
* Sostenimiento Split set de 7' de longitud * Sostenimiento Split set de 7' de mas Malla Electrosoldada. longitud mas Malla Electrosoldada. * Armar gatas mecánicas en forma * Armar gatas mecánicas en forma preventiva. preventiva.
* Sostenimiento con Split set de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor), mas Malla Electrosoldada en toda las seccion de la labor. * Si requiere, reforzar con una capa de shotcrete de 3" de espesor. * Armar paquetes de madera simples de forma sistematica. * Armar gatas mecánicas en forma preventiva.
* Sostenimiento con Split set de 7' de longitud mas Malla Electrosoldada. * Si requiere, reforzar con una capa de shotcrete de 3" a 4" de espesor. * Armar paquetes de madera simples y dobles en forma sistematica. * Armar gatas mecánicas en forma preventiva.
* Sostenimiento con Split set de 7' de longitud mas Malla Electrosoldada. * Si require, reforzar con una capa de shotcrete de 3" a 4" de espesor. * Armar gatas mecánicas en forma preventiva.
* Sostenimiento con una capa de shotcrete de 3" de espesor con fibra metalica como sostenimiento preventivo, para colocar Split set de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor), mas Malla Electrosoldada en toda la seccion de la labor y volver a reforzar con una capa de shotcrete de 3" a 4" de espesor. * Armar paquetes de madera simples de forma sistematica. * Armar gatas mecánica en forma preventiva.
* Sostenimiento con una capa de shotcrete de 3" de espesor con fibra metalica como sostenimiento preventivo, para colocar Split set de 7' de longitud mas Malla Electrosoldada yvolver a reforzar con una capa de shotcrete de 4" de espesor. * Armar paquetes de madera simples o dobles en forma sistematica. * Armar gatas mecánica en forma preventiva.
* Sostenimiento con una capa de shotcrete de 3" de espesor con fibra metalica como sostenimiento preventivo, para colocar Split set de 7' de longitud mas Malla Electrosoldada en toda la seccion de la labor y volver a reforzar con una capa de shotcrete de 4" de espesor. * Armar gatas mecánica en forma preventiva.
Realizado por : Area de Geomecánica
Diseño del sostenimiento Inicialmente, cuando comenzó el minado en Chipmo, la determinación del sostenimiento estuvo basada en diferentes técnicas de diseño como el uso de las clasificaciones geomecánicas de la masa rocosa, el criterio de convergencia – confinamiento y otros como el Nuevo Método Austriaco de Tunelería. Luego, a través de trabajos de prueba y error se han ido mejorando los diseños iniciales, midiéndose el progreso en términos de rendimiento de los sostenimientos en función del tiempo.
Principios utilizados
En mina Chipmo, se tenía estándares de sostenimiento los cuales a medida que ha ido pasando en tiempo, han tenido que ser obligatoriamente cambiados a fin de mejorar la estabilidad de las excavaciones mineras y dar la seguridad a todos los trabajos realizados en interior mina. Para dar mas detalles de este tema y como punto de partida de este nuevo proyecto para la reducción de nuestros costos de sostenimiento se puede mencionar que antiguamente todas las labores de avance se realizaban utilizando sostenimiento con pernos de roca (split set, barras helicoidales), combinado con malla electrosoldada los cuales trabajan en forma eficiente asegurando la labor y dando la estabilidad a la excavación minera. Lamentablemente, se pudo evidenciar que los agentes externos presenten en las labores mineras siendo principalmente la alta temperatura, presencia de agua (en algunos casos de composición
Fotografía 1: Diseño inicial de sostenimiento – dañado por agentes externos. Estos problemas obligaban a realizar un mantenimiento, las cuales comprendían principalmente en volver a sostener con los mismos elementos de sostenimiento (pernos de roca y malla), y ser reforzados con una capa de shotcrete o en el peor de los casos, aplicar un sostenimiento más severo y costoso (cimbras tipo H). Todo este costo adicional e innecesario, obligo al Departamento de Geomecánica a buscar una solución a fin de volver nuestro sostenimiento más eficiente y duradero. Ante toda la problemática expuesta anteriormente y aplicando todos los criterios establecidos (evaluación del macizo rocoso, monitoreos de campo, etc.), se tomo la decisión de aplicar un sostenimiento eficiente y duradero a medida que se realicen nuestras labores mineras. Este nuevo estándar consiste principalmente en realizar el avance de la labor utilizando el sostenimiento con pernos de roca (split set, barras helicoidales), combinados con malla electrosoldada para ser reforzada con una capa de shotcrete de 3” – 4” de espesor y así evitar la inestabilidad de la masa rocosa evitando los mantenimientos y rehabilitaciones futuras como se muestra en la fotografía 2. De igual manera, este mismo criterio viene siendo aplicado en labores de exploración (galerías, sub-niveles), donde se tenía un avance muy pobre por llevar un sostenimiento muy tedioso para su instalación como son los cuadros de madera o conjunto de cuadros. Este sostenimiento viene siendo reemplazado por el uso de pernos mas malla y shotcrete los cuales hasta el momento nos están llevando a
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optimizar nuestros avances y estabilidad en estos tipos de labores como se muestra en la figura 4.
sostenimiento con shotcrete (nuevo diseño de sostenimiento). Rendimiento del sostenimiento
El diseño de sostenimiento en el esquema convencional a las que se han hecho referencia anteriormente tenían una duración de cómo máximo dos semanas, mientras que el nuevo diseño de sostenimiento establecido (diseño mejorado), ya tienen una duración permanente desde que se comenzó con esta nueva modalidad. Fotografía 2: Diseño mejorado de sostenimiento aplicado en mina Chipmo De igual manera, estos buenos resultados se vienen reflejando en el incremento de los metrados de shotcrete que se vienen aplicando versus, la baja de las cimbras que se vienen utilizando en nuestra Unidad, las cuales han generado un considerable ahorro de nuestro costo de sostenimiento, como se muestra en la figura 5. SOSTENIMIENTO CON NUEVO DISEÑO / AVANCES LINEALES
En cuanto al análisis comparativo realizado a este nuevo diseño de sostenimiento, se ha podido observar un ahorro considerable en nuestras operaciones mineras como se muestra en los cuadros 1 y 2, que se detallan a continuación. Avance Split Set/Malla Costo 6' de Avance Split Set/Malla (Insumos) Mallas
26.418 Costo Total US$/.
Split Set
67.8062 94.22
Costo 6' de Avance Split Set/Malla (Mano de Obra) Mallas
Split Set
0 Costo Total US$/.
53.084 53.08
9000
147.31
Costo Total (Insumos + Mano de Obra) US$/.
8500 8000 7500 7000
Cambio de Sostenimiento y Refuerzo
6500 6000
Costo 6' Rehabilitacion Split Set/Malla/Shotcrete (Insumos)
5500 A D 5000 I T N 4500 A C 4000
Metros cuadrados de shotcrete lanzado
Malla s
Split Set
Avances Lineales
26.418
67.8062 Costo Total US$/.
realizados
3500
Shotcrete (m2)
137.67 231.89
3000 2500
Costo 6' de Avance Split Set/Malla/Shotcrete (Mano de Obra)
2000 1500 1000
Malla s
Split Set
500
0
53.084 Costo Total US$/.
0 Jul- 09
Ago-09 Sep-09
Oct- 09
Nov-09
Dic-09
Ene-10
Feb-10 Mar-10
Abr-10 May-10 Jun-10
MESES
COSTO TOTAL DEL SOSTENIMIENTO AVANCE Y REHABILITACION. US$/.
8805
CIMBRAS
8355
8000
7635
80
Malla s 26.418
70
7315
65
576.65
Costo 6' de Avance Split Set/Malla/Shotcrete (Insumos)
90 SHOTCRETE
EN
Avance Split Set/Malla/Shotcrete
10000
7000
) 2 m 6000 ( E T E 5000 R C T O 4000 H S
429.34
**** avance split set mas malla se le agrega el costo de sostenimiento por cambio de sostenimiento y refuerzo.
ANALISIS COMPARATIVO SHOTCRETE VS CIMBRAS
80
144.36 197.44
Costo Total (Insumos + Mano de Obra) US$/.
Figura 4: tendencia positiva de la aplicación del nuevo diseño de sostenimiento y de los avances lineales.
9000
Shotcrete (m2)
Split Set 67.8062 Costo Total US$/.
Shotc rete (m2) 137.67 231.89
60
6271 5581 52 49
50
50
40
38
S A R B M I C
30
3000
Costo 6' de Avance Split Set/Malla/Shotcrete ( Mano de Obra) Malla s 0
Split Set 53.084 Costo Total US$/.
Shotc rete (m2) 144.36 197.44
20
2000
10
1000 0
0 ENERO
FEBRERO
MARZO
ABRIL
MAYO
JUNIO
Costo Total (Insumos + Mano de Obra) US$/.
429.34
COSTO TOTAL DEL SOSTENIMIENTO EN AVANCE . US$/.
429.34
MESES
Figura 5: Reducción de consumo de cimbras versus el incremento de
Cuadro 1: Análisis comparativo del antiguo y nuevo estándar de sostenimiento aplicado en mina Chipmo.
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AHORRO POR 6' DE AVANCE (US$/.)
144.36
AHORRO POR 6' DE AVANCE (%)
25.03%
Un anillo soldado de 08 mm en el otro extremo del tubo.
9600 metros
AVANCE PROGRAMADO 2010 Avance convertido a 6'
AHORRO TOTAL AÑO 2010 (US$/.)
-
5333.333333
785,653.33
Cuadro 2: Ahorro proyectado para el presente año a aplicar el nuevo diseño de sostenimiento.
Accesorio para el traslape de la Malla Metálica Hoy en día, por la calidad de roca presente en los yacimientos mineros y por temas de seguridad de los trabajadores mineros, es necesario el uso del sostenimiento, el cual garantizara llevar las operaciones mineras con mayor seguridad y así evitar los accidentes relacionados a la caída de rocas. Con el paso del tiempo, los diseños y las prácticas de sostenimiento se han ido mejorando con la finalidad de volver más eficientes las operaciones y generan un ahorro el dicho proceso. En este documento, se esta presentando un accesorio innovador el cual ayudara enormemente al tema de sostenimiento. Concepto de utilización
En todas las labores de la mina Chipmo, en las cuales se utiliza el sostenimiento o soporte con split set mas malla metálica, se presentaba un problema relacionado directamente al sellado y traslape de las mallas, en las cuales el personal que realizaba dicha actividad, se veía forjado a colocar muchas veces split set muy pegados (uno a lado del otro), los cuales generan problemas de inestabilidad de roca y peor aun, generan un gasto adicional a la operación. Por tal motivo, el Departamento de Geomecánica ha realizado una serie de pruebas en campo llegando a desarrollar un accesorio llamado MINI SPLIT SET, el cual se detalla a continuación: -
Figura 6: Diseño del accesorio para traslape de la malla de sostenimiento. Aplicación
Una vez colocado el sostenimiento en la labor minera utilizando split set y malla metálica, esta debe de ser sellada o instalada por completo hasta el tope de la labor, con la finalidad de garantizar la seguridad en toda el area sostenida y de igual manera, evitar que el disparo del frente de avance dañe la malla metálica (la remangue). Después de la voladura del frente de avance, es necesario continuar con la secuencia de la malla metálica de sostenimiento, para lo cual se utilizaran los MINI SPLIT SET, los cuales son introducidos dentro de los split set ya instalados, activando una cuña movible con un adaptador especial, fijando fuertemente la siguiente malla de sostenimiento a colocar. Estos accesorios ayudan enormemente en la instalación de este diseño de sostenimiento y ahorran enormemente su tiempo de instalación, como se muestran claramente en las fotografías 3, 4, 5 y 6.
Tubo partido de longitud total de 1 pie. Una cuña movible y una cuña fija en un extremo del tubo.
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Fotografía 3: Sostenimiento con Malla, completamente sellado (hasta el tope).
Fotografía 6: Mecanismo del Mini-split set – cuña movible activada.
Rendimiento y Beneficios
Fotografía 4: Empalme de la Malla metálica haciendo uso de los Mini-split set.
Se han realizado una serie de pruebas de Tracción a los MINI SPLIT SET, llegando a la conclusión que por su gran agarre del mecanismo por sistema de cuñas, estos llegan a adoptar la misma capacidad de carga que los split set instalados, en donde estos han sido introducidos. Por otro lado, y como punto más importante, se ha realizado un análisis comparativo en la utilización de los split set dobles, que normalmente se solía aplicar en el sostenimiento, versus el uso de los MINI SPLIT SET, el cual se detalla en el cuadro 3. VALOR (U$S) SPLIT SET DE 5' SPLIT SET DE 7'
6.89
NRO DE LABORES x DIA GASTO x DIA
1.20
5 MINI SPLIT x FRENTE
6.00
8.87
5 SPLIT SET x FRENTE
Fotografía 5: Malla metálica instalada después de la voladura haciendo uso de los Mini-split set.
VALOR (U$S) ACCESORIO
(US$)
34.45
20
NRO DE LABORES x DIA 689.00
GASTO x DIA
(US$)
20 120.00
AHORRO - DIA
(US$)
569.00
AHORRO - MES
(US$)
17,070.00
AHORRO - A O
(US$)
204,8 40.0 0
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Cuadro 3: Ahorro obtenido con el uso del accesorio para el traslapa de las mallas.
CONCLUSIONES Este trabajo técnico nos lleva cada vez a un mayor entendimiento conceptual del problema que viene afrontando la Mina Orcopampa. De igual manera, nos permite tomar medidas tácticas y estratégicas con mayor acierto y conocimiento del problema.
Al Ing. David Córdova R., Consultor Geomecánico de CMBSAA, por su orientación en la formulación de este trabajo técnico. Y a todos que de una manera u otra contribuyeron y vienen apoyando a la realización de este trabajo que está desarrollando el Área de Geomecánica de la U.E.A. Orcopampa.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Nos adelantamos a tomar medidas de seguridad, sin perder el rumbo del costo beneficio que implica este trabajo para el futuro de una producción segura y eficiente.
1. E. Hoek & Brown, Excavaciones Subterráneas en roca, 1981.
AGRADECIMIENTOS
3. Ing. David Córdova R., Informes Técnicos y evaluaciones de la mina Chipmo.
2. Brady & Brown, Rock Mechanics for Underground Mining, 1985.
Agradezco al Ing. Felix Lewandowsky, Superintendente General de Mina Orcopampa, por su permiso para la difusión de este trabajo y por su apoyo constante en todos los aspectos de la ejecución de trabajos seguros.
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