GEOMECANICA GEOMECA NICA APLICADA AL
DISEÑO Y PUESTA EN MARCHA DE SLC EN PERU
DCR
Ingenieros S. S.R. R.Lt Ltda. da.
MSc. Ing. David Córdova Rojas
Lima, 25 Febrero del 2010
METODO DE MINADO HUNDIMIENTO POR SUB NIVELES SUB LEVEL LEVEL CA CAVING VING - SLC
METODO DE MINADO HUNDIMIENTO POR SUB NIVELES SUB LEVEL LEVEL CA CAVING VING - SLC
Métodos de minado subterráneo en orden de costos Orden 1
Método de minado Block ó Panel Caving oom an
Abreviación
US$/TM
BC
2.5 a 8
ar
a
3
Sub Level Stoping
SLS
5 a 10
4
Sub Level Caving
SLC
6 a 12
5
Cut and Fill Stoping
C&F
10 a 30
6
Vertical Crater Retreat
VCR
20 a 25
7
Top Slicing
TS
25 a 35
8
Shrinkage Stoping
SHS
30 a 40
9
Square Set Stoping
SQS
> 35
REQUISITOS PARA LA APLICACIÓN DEL SLC 1° Que haya frentes estables y una buena fragmentación del mineral para controlar mejor la dilución. 2° La roca mineralizada debe ser lo suficientemente competente para permanecer estable sin excesivo sostenimiento, dada la alta densidad de excavaciones, y debe permitir que los taladros perforados permanezcas abiertos. 3° La roca estéril de la caja techo debe ser lo suficientemente débil para poder hundirse. 4° Es aplicado en cuerpos irregulares, y cuerpos o vetas anchas o angostas desde 3.6 m de potencia. 5° El buzamiento vertical es el mejor, el buzamiento medio es satisfactorio aunque no tan bueno.
VENTAJAS DEL SLC 1° Es uno de los métodos de minado mas seguros, debido a que todas las actividades mineras son ejecutadas en o desde aberturas relativamente pequeñas y con adecuado sostenimiento. 2° Alto grado de mecanización en sus operaciones unitarias, a causa de la naturaleza repetitiva de este sistema de minado. 3° Junto con el sistema de transporte trackless, crea un alto grado de flexibilidad. Esto permite un rápido inicio del minado y flexibilidad para hacer cambios en la tasa de producción. 4° Permite una buena concentración, organización y condiciones de trabajo. El trabajo puede ser fácilmente organizado en un sistema que excluya las interferencias en las actividades de minado. En resumen, la seguridad del minado, la buena flexibilidad, la organización del trabajo y la alta mecanización con equipos mineros modernos, proporcionan muy buenas condiciones de trabajo. Por tanto, el minado por subniveles puede ser efectivo y de costo relativamente bajo.
DESVENTAJAS DEL SLC 1° Alta dilución y relativamente baja recuperación. 2° Todo el mineral debe ser fragmentado mediante perforación y voladura para ser extraído mediante flujo gravitacional. ° cuando el buzamiento del cuerpo mineral es cada vez menor. 4° Se requiere una cantidad relativamente grande de desarrollos: galerías de trans orte alerías de subniveles ore asses un nivel de trans orte rinci al. En adición se requieren uno o dos sistemas de rampas. 5° El minado genera hundimiento progresivo de la roca sobreyacente, resultando en subsidencia daños a la su erficie. 6° Para maximizar la recuperación, minimizar la dilución y lograr alta eficiencia en el minado, es importante obtener buena información sobre los parámetros del flujo ravitacional a través de estudios analíticos ex erimentales ue odrían comprender hasta ensayos in-situ a escala real si fuera necesario.
MINADO HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES (SLC)
¾
Flujo gravitacional del mineral roto
¾
Esquemas de diseño del SLC
¾
Sostenimiento del terreno en el SLC
¾
Subsidencia superficial en el SLC
FLUJO GRAVITACIONAL
Drawpoint – Mina Rosaura
PRINCIPIOS DEL FLUJO GRAVITACIONAL Y FORMACIÓN DEL ELIPSOIDE DE EXTRACCIÓN (EE)
El EE es el volumen que es extraído sin llegar a ser contaminado por estéril
Kvapil (1992)
Donde: dT = Profundidad total del elipsoide WT = Ancho total aprox. del elipsoide de extracción hT = Altura total del elipsoide de extracción W’ = Ancho teórico aprox. del elipsoide de extracción = el techo del drawpoint
W = W’ + a – 1.8
Dimensiones del elipsoide de extracción Kvapil (1992)
ESTIMACION DEL ELIPSOIDE DE EXTRACCION CASO MINA ROSAURA
Altura total del elipsoide de extracción hT = 23.5 m = . MODELAMIENTO EN MAQUETA SIMULANDO EL PROCESO DE MINADO
SLC tradicional o clásico
Características resaltantes
Características resaltantes Bull & Page (2000)
Diferencias en la forma del flujo de mineral. Bull & Page (2000)
ESQUEMAS DE DISEÑO DEL SLC
Perforación y voladura – Mina Rosaura
SLC TRANSVERSAL
SLC LONGITUDINAL
spac am en o ver ca S de las galerías de subnivel h = 2/3 * h – 1.5
SD de los cruceros (DP) = hS > 18 m: SD = WT /0.65
Características del flujo vrs espaciamiento de drawpoints
Hustrulid 2008 76,000 tpd
RECUPERACION vs. DILUCION SUBNIVELES DESDE 10 A 14 m MINA TINYAG SNV. CADA 10 m SNV. CADA 11 m
80%
SNV. CADA 12 m SNV. CADA 13 m
70%
SNV. CADA 14 m
60%
Pote Potencia cial SNV SNV. CADA CADA 10 m
O I 50% C U 40% L I D
P otencial otencial (SNV. (SNV. CADA CADA 11 11 m) m) P otencial otencial (SNV. (SNV. CADA CADA 12 12 m) m) P otencial otencial (SNV. (SNV. CADA CADA 13 13 m) m) P otencial otencial (SNV. (SNV. CADA CADA 14 14 m) m)
30% 20% 10% 0% % % % % % % % % % % % % % % % 2 4 6 8 0 2 4 6 8 0 2 4 6 8 0 7 7 7 7 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9 0 1 RECUPERACION
8,69
8,81
y = 0,82x 2 R = 0,99
8,69
= , 2 R = 0,99
y = 0,83x 2 R = 0,98
, 2 R = 0,99
8,69
y = 0,74x 2 R = 0,99
8,69
VISTAS 3D CON DATAMINE MINA ROSAURA
LABORES DE PREPARACION
Taladros verticales vrs taladros inclinados
Esquemas de perforación
SECUENCIA DE AVANCE DEL MINADO CASO MINA ROSAURA OBJETIVO: Minimizar los riesgos a los recursos empleados. Mantener mineral preparado. Mantener una distribución de leyes promedio.
NW
SE ARRIBA Zona explotada
Nv. 4010
Explotación
Nv. 3990 Nv. 3970
Pre
Explotación Pre Zona por minar
Explotación Pre
Desarrollo
Nv. 3950 Nivel 4,010 3,990 3,970 3,950 Total
Nº de draw point Explotación Preparación 6 2 6 2 6 2 18 6
Desarrollos
1 1
ABAJO
SECUENCIA DE AVANCE DEL MINADO CASO MINA ROSAURA En retirada. De NW a SE. De caja piso a caja techo.
NW
SE CAJA PISO Zona por minar
Zona explotada
Explotación
Pre
CAJA TECHO
SECUENCIA DE AVANCE DEL MINADO CASO MINA TINYAG
SECUENCIA DE AVANCE DEL MINADO CASO MINA ROSITA
RECOMENDADA
NO RECOMENDADA
2000 tpd COSTO DE MINADO 8.36 US$/Tn
Limpieza del mineral y acarreo – Mina Rosaura
SOSTENIMIENTO DEL TERRENO EN EL SLC
Drawpoint – Mina Tinyag
FUNCIONES DEL SOSTENIMIENTO EN EL SLC • Sostenimiento preventivo, para proteger al personal y a los equipos:
- Split sets y malla • Sostenimiento estructural
ara mantener adecuadas condiciones de
estabilidad: - Combinación de pernos cementados con platinas agrandadas s raps o ma a, o s o cre e con ras e acero • Casos especiales, en rocas expansivas (“swelling rock”) y de alta
deformabilidad (“squeezing rock”) y presencia de agua: - Sostenimiento severo, principalmente con cimbras
LITOLOGIA Y GEOMECANICA EN SECCION TRANSVERSAL
MINA ROSAURA Falla ? ? CH
GA-4170
DP-410-420
GA-4150 DP-400
DP-430
DP-420
DP-430
DP-440
e
De IVB
De IVA
?
De IVB
? Seprodujocolapso
De IVA Bloqueporminar
GA-4130
DP-420
DP-425
DP-435
4650 D P- 4 40 D P- 4 40 D P- 4 10 D P- 4 15
4600
D P- 4 40
De IVB
De IVA
A R U A S O R L A N I L C I T N A E J E
De IVA
DP-440
De IVBDe V De IVB
GA-4110 DP-410-415
?
DP-440
D P- 4 40
De IVB
De V
De IVA
De IVA
4550
Falla
4500 4450
De IVB
4400
De IVA
4350
?
4300
De V
?
De IVB ? ?
De IVA
4250 4200
Falla ? ?
?
4150 DeIVA
De V
DeIVB
? DeIVA
DeIVB
4100 DeIVA
4050
DeIVB
DeV
DeV
LEYENDA
?
A R U A S O R L A N I L C I T N A E J E
Falla
Form. Rio Blanco Andesita Tufo verde
Form. Bellavista Caliza Form. C. Francisco Tufos Yauliyacu
Veta-Falla Rosura Límite calidad
Geomecánica en Minería yObras Civiles BASECAD
Proporcionado por MinaRosaura
DIBUJO
V. A. / S.R.M.
G EO LO GI A
M S / C E / V V P /R Z S
ESCALA 1/1000 FECHA
COMPAÑIA MINERA PERUBAR S.A. EVALUACION GEOMECANICA DEL MINADO MINA ROSAURA
LAMINA:
SOSTENIMIENTO RECIENTE
EFECTOS DE LA DEFORMACION Y EXPANSION DE LA ROCA MINA ROSAURA
Galerías y cruceros RMR 35
2.5 ) a P M ( 2 o t n e i m i n e 1.5 t s o S e d n ó 1 i s e r P
Presión del sostenimiento = 1.149 MPa
0.5
0 25
50
75
100
125
150
Deformación de la galería (mm)
Bóveda
Paredes
Piso
175
200
ZONIFICACION GEOMECANICA CON DATAMINE PARA EL DISEÑO SOSTENIMIENTO MINA TINYAG
SUBSIDENCIA SUPERFICIAL EN EL SLC
INICIO DE LA SUBSIDENCIA CON TAJEOS PILOTOS MINA ROSAURA - PERU
PROGRESO DE LA SUBSIDENCIA MINA ROSAURA
PROGRESO DE LA SUBSIDENCIA MINA ROSAURA
VISTA GENERAL DEL AREA DE SUBSIDENCIA MINA ROSAURA
VISTA GENERAL DEL AREA DE SUBSIDENCIA TAJOS TINYAG (Inferior)Y ROSITA (Superior) - PERU
INICIO DE LA SUBSIDENCIA, DEL TALUD Y RELLENO DEL TAJO TINYAG
CARACTERISTICAS DEL CRATER DE SUBSIDENCIA MINA TINYAG Angulo de fracturamiento
SUBSIDENCIA
EN MAQUETA
SLIDE
ESTIMACION DE ESFUERZOS IN-SITU
PHASE2
ANALISIS ESFUERZO/DEFORMACION ESTABILIDAD DE TALUDES
PHASE2
ANALISIS ESFUERZO/DEFORMACION EFECTOS DEL RELLENO DEL PIT TINYAG
PHASE2
Modelo UDEC de la mina Tinyag Rodríguez Dono A. - U.Vigo (2007)
RELACIONES ENTRE ANGULO DE DESPLOME Y FRACTURAMIENTO
Cavieres P. y Díaz J. (1993)
MONITOREO DE LA SUBSIDENCIA – MINA ROSAURA
BASE DE CONTROL TOPOGRAFICO
RELAVERA YAULIYACU ANTIGUO
CONTROL TOPOGRAFICO CON ESTACION TOTAL
