MONOGRAFÍA CORTE Y RELLENO.pdf

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica CURSO:

MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN MINERA TEMA:

CORTE Y RELLENO

DOCENTE: Ing. ARMANDO BOHORQUEZ HUARA GRUPO N°06: 

Balcázar Rojas, Alí



Cedán Muñoz, Idonil.



Fernández Valenzuela, Gloria



Herrera Correa, William A.



Izquierdo Tanta, Tony.



León Sánchez, Américo P.



INTRODUCCIÓN Ripa Yáñez, Ana C.

CICLO: Noveno

Cajamarca, Julio del 2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica

INTRODUCCIÓN Si bien es sabido la explotación de yacimientos minerales por métodos subterráneos, es más complejo que los e superficie, por ello es preciso dedicar especial atención a cada uno de los métodos existentes, para una acertada planeación de la explotación de un cuerpo mineral. La selección del método de minado que se pretende emplear en un ya ci mi en to o un cuerpo mineralizado debe ser estudiado con detenimiento, tomando en consideración que es el método el que se debe de adaptar al yac imi ent o y n o d e m ane ra con tar ía, el presente trabajo muestra a detalle el método de minado de corte y relleno, con sus tres variantes más importantes, corte y relleno con tepetate, corte y relleno hidráulico (jal), corte y el de reciente aplicación corte y relleno con pastas. El objetivo del presente trabajo es presentar con la

mayor simplicidad e

método; las

ve nt aj as

y

desventajas que presenta su empleo, para dar una visión más am pl ia de l método y se deja a consideración del lector la comparación otro método de explotación subterránea. Podemos asegurar la efectividad de este método de explotación debido a que gran número de minas actualmente lo emplean, es importante mencionar que el método ofrece poderosas ventajas, por encima del resto de los métodos de explotación, sin embargo no siempre es posible su aplicación. En la actualidad con la llegada de la mecanización al sector minero, el método ha desarrollado variantes que permiten maximizar su potencial.

MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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ÍNDICE INTRODUCCIÓN ............................................................................................................2 ÍNDICE ................................................... ...................................................... .................3 OBJETIVOS ...................................................................................................................6 GENERAL .............................................................................................................................6 ESPECÍFICOS .......................................................................................................................6 CAPÍTULO I: ASPECTOS GENERALES ...............................................................................7 CAPÍTULO II: CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL MÉTODO .............................................9

A. Posibilidades de aplicación: .......................................................................................9 B. Seguridad: ..................................................................................................................9 C. Recuperación:.............................................................................................................9 D. Dilución de la ley: .......................................................................................................9 E. Rendimientos: ............................................................................................................9 CAPÍTULO III: VENTAJAS Y D ESVENTAJAS DEL MÉTODO ................................ ............... 11 3.1 VENTAJAS. .................................................................................................................. 11 3.2. DESVENTAJAS ........................................................................................................... 11 CAPÍTULO IV: DISEÑO, EXPLOTACIÓN Y COSTO UNITARIO DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN POR CORTE Y RELLENO ................................................. ........................ 13 4.1. DISEÑO: .................................................................................................................... 13 A. Diseño de Labores de Desarrollo y Preparación: ................................................ 16 a. Diseño de Galerías……………………………………………………………………………………….16 b. Diseño de Labores de Preparación.……………………………………………………………..18 4.2. EXPLOTACIÓN ........................................................................................................... 19 A. PERFORACION: .................................................................................................... 19 B. VOLADURA .......................................................................................................... 21 C. ACARREO Y TRANSPORTE: ................................................................................... 22 CAPÍTULO V: RELLENO .......... ...................................................... ................................ 26 5.1. ASPECTOS PRELIMINARES ........................................................................................ 26 5.2. RELLENO CONVENCIONAL. ....................................................................................... 26 A. RELLENO DETRÍTICO ............................................................................................ 27 B. AUTO RELLENO .................................................................................................... 28 5.3. RELLENO HIDRÁULICO .............................................................................................. 29 A. RELLENO CON PULPA .............................................................................................. 30 a. PULPA HOMOGÉNEA…………………………………………………………………………………….30 b. PULPA HETEROGÉNEA ………………………………………………………………………….30 B. CARACTERISTICAS DEL MATERIAL A RELLENAR .................................................. 30 a. GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SÓLIDOS……………………………………………………. 30 b. PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS DEL RELLENO HIDRÁULICO……………………31 C. APLICACIONES DEL RELLENO HIDRÁULICO ......................................................... 32 D. EQUIPO DE TRANSPORTE DEL MATERIAL DE RELLENO HIDRÁULICO ................. 32 MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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E. VENTAJAS DEL RELLENO HIDRÁULICO................................................................. 33 F. DESVENTAJAS DEL RELLENO HIDRÁULICO .......................................................... 33 G. APLICACIÓN DE RELLENO HIDRÁULICO EN LA MINA JIMENA DE COMPAÑÍA MINERA PODEROSA S.A. .............................................................................................. 34 H. ESTUDIOS PARA LA UBICACIÓN DE LA PLANTA DE RELLENO HIDRÁULICO. ....... 35 5.4. RELLENO HIDRONEUMÁTICO. .................................................................................. 36 A. VENTAJAS ............................................................................................................ 37 B. DESVENTAJAS ...................................................................................................... 37 C. COMPONENTES ................................................................................................... 37 D. PROBLEMAS DE RELLENO NEUMÁTICO .............................................................. 38 5.5. CONTROL DE LA CALIDAD DEL RELLENO .................................................................. 38 CAPÍTULO VI: VARIANTES DEL MÉTODO ................... ................................................... 39 6.1. CORTE Y RELLENO ASCENDENTE (Cut and Fill) ......................................................... 39 6.2. CORTE Y RELLENO DESCENDENTE ............................................................................ 44 A. Hundimiento de bloques..................................................................................... 44 B. Descripción Del Método...................................................................................... 44 C. Condiciones De Aplicabilidad .............................................................................. 46 D. Preparación ......................................................................................................... 46 a. Galerías o Cruceros……………………………………………………………………………………. .46 b. Chut y Camino……………………………………………………………………………………………. .47 c. Sub Nivel de extracción……………………………………………………………………………… .47 d. La Rotura del Primer Piso…………………………………………………………………………… .48 e. La Preparación del Sill………………………………………………………………………………… .48 E. F. G.

Explotación. ......................................................................................................... 50 Sub-nivel de explotación. .................................................................................... 50 Variantes del método .......................................................................................... 50 a. Corte y Relleno descendente superpuesto…………………………………………………. 50 b. Corte y Relleno descendente alterno…………………………………………………………. 51 c. Corte y relleno cruzado o michi…………………………………………………………………. 51 H. Ventajas. .............................................................................................................. 52 I. Desventajas. ........................................................................................................ 53 CAPÍTULO VII: CASOS APLICATIVOS EN EL PERÚ ..................................................... ...... 54 7.1. MINA UCHUCCHACUA .............................................................................................. 54 A. PROPIEDADES DE LA MINA. ................................................................................ 54 B. MAQUINARIA UTILIZADA PARA EL DESARROLLO:............................................... 55 a. Perforación y voladura………………………………………………………………………………. 55 b. Acarreo y transporte de mineral……………………………………………………………….. 56 c. d.

Sostenimiento……………………………………………………………………………………………. 56 Método De Tratamiento……………………………………………………………………………. 57


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7.2. MINA ISHIHUINCA .................................................................................................... 57 A. PROPIEDADES DE LA MINA. ................................................................................ 58 B. MAQUINARIA UTILIZADA PARA EL DESARROLLO ................................................ 59 a. Perforación y voladura……………………………………………………………………………… 59 b. Acarreo y transporte de mineral……………………………………………………………….. 59 c. Sostenimiento……………………………………………………………………………………………. 60 d. Método De Tratamiento……………………………………………………………………………. 60 7.3. MINA ANDAYCHAGUA .............................................................................................. 60 A. PROPIEDADES DE LA MINA. ................................................................................ 60 B. MAQUINARIA UTILIZADA PARA EL DESARROLLO:............................................... 61 a. Perforación y voladura ........................................................................................ 61 b. Acarreo y transporte de mineral………………………………………………………………… 62 c. Sostenimiento……………………………………………………………………………………………. 63 C. RELLENO USADO EN EL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN .......................................... 63 a. Relleno Cementado……………………………………………………………………………………. 63 b. Relleno Hidráulico Cementado…………………………………………………………………… 64 CONCLUSIONES ....................................................... ................................................... 67 BIBLIOGRAFÍA Y LINKOGRAFÍA .................................................................................... 68


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OBJETIVOS GENERAL 

Investigar sobre el método de explotación subterránea de corte y relleno.

ESPECÍFICOS 

Determinar los factores que intervienen en el método de explotación.



Detallar las ventajas y desventajas del método de explotación de corte y relleno.



Determinar el diseño de construcción para la aplicación del método de corte y relleno.



Describir las características de los diferentes tipos de relleno.



Especificar la maquinaria utilizada para la etapa de explotación utilizando el método de corte y relleno.



Describir las principales minas en el Perú que utilizan el método de corte y relleno.


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CAPÍTULO I: ASPECTOS GENERALES En el método de explotación por Corte y Relleno Ascendente conocido también como “Over Cut and Fill”, el mineral es cortado en tajadas

horizontales, comenzando de la parte baja y avanzando hacia arriba. El mineral roto es cargado y extraído completamente del tajo, cuando toda la tajada ha sido disparada, el volumen extraído es rellenado con un material estéril para el soporte de las cajas, proporcionando una plataforma mientras la próxima rebanada sea minada. El material de relleno puede ser de material estéril proveniente de las labores de desarrollo de la mina y es distribuido mecánicamente sobre el área tajeada; así mismo en el minado moderno de corte y relleno es práctica común el uso del relleno hidráulico, este material procede de los relaves de la planta concentradora, mezclado con agua y transportado a la mina a través de tuberías; cuando el agua del relleno es drenado entonces queda un relleno competente con una superficie uniforme, en algunos casos el material es mezclado con cemento que proporciona una superficie más dura y mejora las características del soporte. Actualmente el método es utilizado generalmente en vetas angostas de buena ley, las que no pueden ser mecanizadas, o en pequeñas operaciones

en

donde los costos de mecanización son aceptables. En el Perú se viene utilizando en minas pequeñas y de mediana dimensión. 

Minsur: Unidad Minera San Rafael (Puno)



CIA minera Caylloma|: (Lima)



CIA minera Cerro de Pasco (Pasco).


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La explotación de corte y relleno puede utilizarse en yacimientos que presenten las siguientes características: 

Fuerte buzamiento, superior a los 50º de inclinación.



Características físico-mecánicas del mineral y roca de caja incompetente.



Potencia moderada.



Límites regulares del yacimiento.


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CAPÍTULO II: CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL MÉTODO A. Posibilidades de aplicación: Este método tiene posibilidades de aplicación bastante amplias, se aconseja especialmente en aquellos yacimientos donde las cajas no son seguras

y

las

características

mecánicas

de

la

roca

no

son

satisfactorias. Como se trabaja con una altura máxima equivalente a la altura de dos tajadas (2.5 – 3 mts.) es posible controlar mediante apernado o acuñadura cualquier indicio de derrumbe.

B. Seguridad: Este método ofrece bastante seguridad en todo a lo que refiere al obrero contra desprendimiento de roca ya sea del techo o las paredes.

C. Recuperación: En general es bastante buena, siempre que se tome la precaución de evitar pérdidas de mineral en el relleno. Cabe agregar, que éste método permite seguir cualquier irregularidad de la mineralización.

D. Dilución de la ley: Puede existir una pequeña dilución de la ley en el momento de cargar los últimos restos de mineral arrancado que quede en contacto con el relleno. Esto se puede evitar estableciendo una separación artificial entre el mineral y el relleno, solución que en casos excepcionales (mineral de gran ley) resulta antieconómico. Entonces se debe aceptar que algo de mineral se mezcle con el relleno.

E. Rendimientos: Sus rendimientos se pueden considerar satisfactorios.


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1.

Geometría

del

Aceptable

Óptimo

Forma

Cualquiera

Tabular

Potencia

Cualquiera

>3m

Buzamiento Tamaño

>30° Cualquiera

>60°1 Cualquiera

Regularidad

Cualquiera

Irregular

2. Aspectos Geotécnico

Aceptable

Óptimo

Resistencia (Techo)

>30 MPa

>50 MPa

Resistencia (Mena)

s/profundidad

>50 MPa

Fracturación (Techo)

Alta-media

Media-Baja

Fracturación (Mena)

Media-Baja

Baja

Cualquiera

<1000 m

Elástico

Elástico

3. Aspectos Económicos

Aceptable

Óptimo

Valor Unitario de la Mena

Media-Alto

Alto

Media-Baja

NA

Yacimiento

Campo Tensional (Profundidad)

In-situ

Comportamiento

Tenso-

Deformacional

Productividad y ritmo de explotación

Condiciones para la aplicación del método de Corte y Relleno


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CAPÍTULO III: VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MÉTODO 3.1 VENTAJAS. 

La recuperación es cercana al 100%.



Es altamente selectivo, lo que significa que se pueden trabajar secciones de alta ley y dejar aquellas zonas de baja ley sin



explotar-presenta baja dilución. Es un método seguro.



Se adecua a yacimientos con propiedades físicos – mecánicas incompetentes. Es posible trabajar vetas de poca potencia pero alta ley, utilizando



la variante de descostre. 

La dilución debida al acarreo del mineral es mínima.



Puede alcanzar alto grado de mecanización, y su aplicación puede presentar una amplia flexibilidad.



Se adecua a yacimientos con propiedades físicos – mecánicas



incompetentes. Aprovecha el material estéril generado tanto de obras coladas en estéril o el jal del proceso de concentración. Permite una disponibilidad inmediata del mineral.



3.2. DESVENTAJAS 

Costo de explotación elevado puesto que se le debe agregar el costo de la preparación, acarreo y colocación del relleno.



En el caso del empleo de relleno hidráulico es necesario clasificar los jales, para eliminar lamas, para lo cual es necesario acondicionar una planta de tratamientos de jal.


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

En el relleno hidráulico, se debe diseñar un sistema hidráulico, de manera que tenga capacidad de eliminar el agua contenida en el jal.



En el caso del corte y relleno con pasta es necesario considerar el costo del cemento ya que este puede encarecer el método y hacerlo inoperable.





Bajo rendimiento por la paralización de la producción como consecuencia del relleno. Consumo elevado de materiales de fortificación.


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CAPÍTULO IV: DISEÑO, EXPLOTACIÓN Y COSTO UNITARIO DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN POR CORTE Y RELLENO 4.1. DISEÑO: Se puede aplicar en yacimientos: 

Con buzamientos pronunciados.



En cualquier depósito y terreno.



Con cajas medianamente competentes.



Las cajas del yacimiento pueden ser irregulares y no competentes.



El mineral debe tener buena ley.



Disponibilidad del material de relleno.

Estas operaciones están constituidas por: 

El reconocimiento geológico



El reconocimiento geotécnico



Realización de la estructura.

El reconocimiento geológico de la mina comprende: trazado de los subniveles, si los niveles están muy distanciados, así como la abertura de algunas labores verticales. Las operaciones denominadas geotécnicas determinan el comportamiento de la resistencia de las cajas del mineral. La explotación por corte y relleno constituye un método particularmente flexible de operar y se adapta a los yacimientos irregulares. Las tajadas ascendentes rellenadas se ajustan a distancias entre niveles de 25-50m a más, mineral pobre se deja en forma de relleno. La resistencia del mineral en el techo puede ser verificada con la excavación de una cámara en el nivel mismo de la galería de base, en resumen todo esto es muy favorable, por lo que es uno de los menos costosos que se conoce.


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Para preparar las cámaras en este método, se parte de la galería de transporte general, situada a unos 12 m - 15 m del fondo de la futura cámara; desde un recorte de esta galería se practica una rampa de acceso, que alcanzará al fondo de la cámara a la altura antes indicada, cortando entonces el criadero con un recorte de techo a muro, en lo que será el centro de la cámara. Alcanzado el muro, se sube una chimenea en mineral que enlaza la cámara con la planta de cabeza del piso superior. Esta chimenea servirá para el servicio general y tendrá suficiente sección para ello; irá provista de escalas y mecanizada con un cabestrante para las maniobras de los equipos. También sirve como entrada de aire a la cámara, y la salida de aire se realiza por los dos extremos de la misma, por dos chimeneas de menor sección que se preparan en estos puntos y también al muro del criadero. Los coladeros pueden dejarse entre el relleno o prepararlos al muro, separados unos 8m a 10 m del mineral, para mayor seguridad. La ventaja principal del acceso con chimenea es que la preparación de la explotación es barata y rápida, y se puede empezar a producir muy pronto. Por contra, presenta el inconveniente de que es difícil sacar piezas grandes por chimenea, ya que las unidades grandes del equipo, como cargadoras y jumbos, quedan encerradas en la cámara. Por ello, los trabajos de preparación y mantenimiento deben realizarse dentro de la misma cámara en condiciones poco apropiadas. En caso de avería grave, no queda otra solución que desarmar la máquina y sacarla por la chimenea de servicio a los talleres. Tampoco pueden variarse estos equipos de una cámara a otra y han de tener su capacidad adaptada a la producción de una sola cámara. La práctica minera varía de una mina a otra, pero comúnmente se emplean barrenos ascendentes en las voladuras, perforados con jumbos MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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de uno, dos o tres brazos. Los esquemas tienen 1,8 m de piedra y 1,2 m de espaciado. Se emplea NAFO, salvo que haya agua, lo que obliga a emplear algún explosivo gelatinoso. El control de los esquemas de perforación es riguroso y además se debe pagar en función de la eficacia de la voladura. La experiencia indica que se consiguen mejores resultados con barrenos inclinados de 10° a 30° con la vertical e inclinados en dirección del avance. Así se consigue una granulometría que facilita la carga, pues el mineral entra mejor en la cargadora. La altura media de rebanada es de 3 m - 4 m. Los bloques grandes se taquean a medida que se presentan. Una cámara grande puede dividirse en varias conectadas entre sí como secciones de trabajo y de este modo, pueden producirse más toneladas

Esquema de trazado de corte y relleno en una zona mineralizada


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A. Diseño de Labores de Desarrollo y Preparación: a. Diseño de Galerías

GALERIAS DE BASE: Las posiciones de la galería de base en relación a la veta son numerosas y es bastante difícil definirlas. Se puede admitir que para potencias inferiores o iguales a 6 m, la galería de base es única, ella sigue la veta dentro de la zona mineralizada en los niveles intermedios, en otros casos está situada fuera de veta y en la caja piso de los niveles principales de extracción. Para potencias superiores a 7m, la galería de base es a menudo doble, las dos galerías están conectadas entre ellas por cortes; esta red de base juega un rol importante, tales como: 

Transporte del mineral.



Nivel superior de los tajeos, nivel de corte de los tajeos del nivel inferior.



Drenaje de las aguas del relleno hidráulico.



Camino para personal, instalación de tuberías de agua y aire comprimido.



Ventilación, etc.

Diversas técnicas empleadas permiten utilizar esta galería de base en la explotación por corte y relleno. Para resolver este problema se trata de ubicar las galerías convenientemente con relación a la formación mineralizada de una parte y otra parte, equipar estas galerías con tolvas necesarias para los tajeos.


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Esquema de trazado de galerías y chimeneas.

GALERIA ÚNICA DE VETA: Es más empleada en vetas angostas. Si la potencia es inferior a los 2 m, la galería corta a la caja piso de la veta sin cortar la caja techo. Se aprovecha así la resistencia natural de las cajas y se evita en general todo encribamiento.

ORE PASS O ECHADERO: La técnica de construcción de estas tolvas es variable. Son simples en vetas angostas o cuando el tonelaje a extraer es bajo. Su construcción es compleja en filones con mayor potencia y mayor tonelaje de producción. En general el carguío es manual para menor volumen de mineral, y puede ser mediante tolva neumática o hidráulica para grandes tonelajes. Después que el tajeo se haya elevado algunos metros, los atascamientos o el mal funcionamiento de las tolvas retrasan la extracción. En caso de reparación detiene el minado en el tajeo.


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b. Diseño de Labores de Preparación: Algunas veces una de las chimeneas se corre paralelamente con el tajeo. Cuando se tiene una sola chimenea central da como resultado una mala ventilación; más trabajoso, en lo referente a los servicios y acceso y además es para explotar blocks pequeños. La perforación es vertical y hacia arriba; tiene un área menor;

4'5'

, la

profundidad de taladro de un promedio de 4' . Se emplea el corte quemado o sea tres taladros en forma de un triángulo equilátero con un taladro central, 12 taladros dispuestos según el trazo para este corte, con un espaciamiento de disposición ya conocidos. Hacen un total de 16 taladros.

Esquema de labor completa de corte y relleno


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4.2. EXPLOTACIÓN Luego del diseño de una mina por el método Corte y Relleno, se procede al siguiente paso que es la explotación, la cual consta de los siguientes pasos: “Perforación – Voladura – Ventilación y desate – Limpieza - Relleno”

Después de las labores de preparación se empieza a la rotura del tajeo a partir del sub-nivel, sacando el corte en la parte central del tajeo con la finalidad de mantener el ciclo siguiente: Perforación, Voladura y Campo.

A. PERFORACION: La perforación se realiza con máquinas Jack-Leg y Stoper, haciendo un promedio de 20 taladros por día, con barrenos de 5 pies (juego). 

Jack-Leg.- Para perforaciones horizontales y como tienen un dispositivo de empuje o sea la pala neumática permite inclinar la máquina hasta un ángulo bastante pronunciado, el 50% utilizamos en tajeos y el 10% en chimeneas.



Stoper.- Esta máquina está diseñada para hacer perforaciones verticales o muy cerca de la verticalidad; en chimeneas esta máquina es insustituible.


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Son usados dos sistemas diferentes de perforación, siendo en el minado más común la perforación vertical o inclinada hacia el techo y la otra es la perforación horizontal. El inconveniente en la perforación vertical es que la altura del tajeo se va aumentando en promedio a 7.5m cuando el mineral es extraído. La voladura crea un techo escabroso y esto dificulta el control del techo y es potencialmente peligroso para el operador minero. A menos que la superficie escabrosa esté recortada con voladura controlada.

Una alternativa de la voladura vertical son los taladros horizontales, el mineral es perforado con la técnica “breasting”, el tajeo es rellenado en lo posible con relleno hidráulico y solamente una franja angosta de corte vertical entre el techo y la superficie de relleno. La perforación se puede desarrollar con jumbos, el tamaño del área es limitado para que pueda ser perforado desde la cara libre y esto es mucho más pequeño que el área resultante de los taladros verticales. La pequeña área influye sobre la eficiencia de los equipos en perforación horizontal, la cara de perforación ofrece varias ventajas sobre la perforación vertical entre ellos: MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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Los taladros son horizontales y el techo volado deja una superficie llana o lisa, además se puede controlar fácilmente el techo. La cara frontal permite una perforación selectiva donde los materiales de baja ley pueden ser dejados en el tajeo como relleno. Permite ajustar el plan general del tajeo, así para extraer la mineralización existente en las cajas irregulares.

B. VOLADURA El trazo de la malla de perforación influye en la fragmentación del mineral así como la densidad de la carga explosiva, secuencia de iniciación y otros parámetros, que son deducidos en base a experiencias de los supervisores y algunas teorías existentes en nuestro medio.

Como explosivo se viene usando dinamitas de diferentes fábricas, ANFO, emulsiones, etc.; como accesorios de voladura son utilizados fanel, nonel, mecha lenta, cordón detonante, fulminantes, conectores, etc. MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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C. ACARREO Y TRANSPORTE: El transporte en el tajo de método de corte y relleno ascendente es una de las operaciones unitarias más importantes. La forma del tajeo condiciona la limpieza que de hecho conforma dos operaciones acarreo y transporte. En general las distancias son de acuerdo al radio de rendimiento de cada equipo de acarreo y transporte en muchas minas.

Puede ser de dos tipos, según como se realice: 

Evacuación por gravedad: No es más que un método en regresión aun en vía de desaparición. Los minerales aprovechan la gravedad y resbalan. Por consecuencia de la pendiente dada al tajeo hacia el echadero, este método es muy simple y bastante empleada en minas pequeñas.

•

Transporte mecanizado: en el método mecanizado se usan equipos LHD eléctricos o diesel para acarreo hacia “ore pass”, luego pueden

emplearse para la extracción volquetes de bajo perfil y evacuarse por medio de piques hacia la superficie. MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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Según el instrumento que se utilice, se divide en: 

Lampeo directo a mano: Al armar las tolvas los “ore pass”, echaderos simples y en gran número se puede suprimir todo el transporte y lampear el mineral a mano, directamente a echaderos, esto se puede admitir en potencias horizontales de 2-5m, echaderos a cada 5-7m, colocados al centro del tajeo en caso de método convencional.

•

Con carro minero a mano o mecánico: Es interesante instalar una vía de riel, poner el mineral en carro y llevar este vagón hasta el echadero más próximo pudiendo acarrear hasta 40 metros en promedio. La introducción de una pala mecánica sobre vía mejora la velocidad de carguío.


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•

Pala con tolva o pala autovagón sin vía: El interés de este procedimiento es la ausencia de vías, cables; estos equipos son particularmente usados en el transporte y son bien adaptados a los tajeos de corte y relleno.


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•

Rastrillaje: los winches son usados dependiendo del volumen del mineral. Los equipos de 3 tamboras son usados en tajeos de gran dimensión. Para potencias de 2-6m se usan tambores de 2 tamboras. La geometría de los tajeos limita el uso para el rastrillaje, pero este sobre relleno no satisface su uso ya que hay que tener bastante cuidado de no diluir el mineral.


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CAPÍTULO V: RELLENO 5.1. ASPECTOS PRELIMINARES El relleno de los tajos tiene la función de recuperar la estabilidad perdida del macizo rocoso, como producto de la extracción del mineral valioso. De tal manera se mantiene una estabilidad adecuada que permita continuar con la explotación. En el presente trabajo se describirá los principales tipos de rellenados de tajos así como los componentes que conforman dicho relleno. La elección del tipo de relleno se ve orientada a la utilización de los materiales que salen de mina

provenientes

de

zonas

de

acceso

(desmonte)

y

al

aprovechamiento de los relaves, producto de los procesos metalúrgicos, disminuyendo de esta manera el impacto ambiental generado, así como dar velocidad al ciclo de minado, minimizar los accidentes por exposición en zonas de aberturas y estallido de rocas, reducir costos en la explotación buscando un adecuado sistema de relleno El relleno que se comporta como un soporte. Es una necesidad en los tajeos explotados. El objetivo es que no afecte a otras áreas de trabajo, evitando el hundimiento y otros efectos tectónicos y más aún para buscar seguridad en la explotación a medida que va profundizándose la labores, las presiones son mayores. En minería subterránea existen tres tipos de relleno que son relleno hidráulico, hidroneumático y convencional.

5.2. RELLENO CONVENCIONAL. El relleno para las labores excavadas proviene generalmente de: 

Material estéril de desarrollo. Se estime en 40% aproximadamente.



Depósitos naturales de grava de superficie 60%.


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

La distribución del relleno en el tajeo es muy laborioso, llegándose a consumir hasta un 30% del tiempo del personal del tajeo, en muchos casos el piso no es uniforme, como consecuencia existe una pérdida de mineral por dilución.



Es muy difícil compactar el relleno de grava en todos los rincones del tajeo, debido al esponjamiento del material y la incomodidad dentro del tajeo.

A. RELLENO DETRÍTICO Es un relleno convencional cuyo material procede de la desagregación de los cuerpos baja ley o estériles (frentes, labores pobres, etc.).

Características: Es netamente ascendente. Su preparación requiere veces el uso de taladros y explosivos, aunque puede ser con la ayuda de rastrillos, palas mecánicas, tractores, entre otros. Su transporte requiere waste pass, carros mineros, palas, tolvas, equipos de bajo perfil, entre otros. En la labor a rellenar se requiere de rastrillo/winche, palas manuales, etc. Para extender la carga y empaquetar convenientemente las cajas y evitar los espacios vacíos, muy comunes en este tipo de rellenado, que permite los movimientos de las cajas col so siguientes riesgos de derrumbes.

Características que debe reunir el material para relleno detrítico: 

No debe adherirse a los dispositivos de transporte (control del grado de humedad).



La producción de polvo no debe afectar al ambiente de trabajo (control de humedad).


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

Su granulometría debe ser tal que no permita los espacios o poros entre los trozos y facilite el “empaquetado” de las cajas.



Debe tener un peso específico tal que permita la compresión del material por su propio peso.

Obtención del relleno detrítico En interior mina: 

De las cajas (Hueco de perro).



De tajeos antiguos rellenados.



De labores que se aperturan en material pobre o estéril.

En Superficie: 

Tajo abierto expreso para obtención de este material.



Escombros de Tajo abierto.



Material detrítico de faldas de cerros.



Glory hole (hacia mina por chimenea de relleno).

B. AUTO RELLENO Método de relleno convencional que se utiliza en vetas angostas generalmente de 0.10 m a 0.50 m de potencia, en el método de explotación corte y relleno ascendente. El circado, extracción selectiva del mineral, reduciendo el costo de procesamiento. Consiste en realizar una primera perforación solo veta a fin de extraer el mineral y luego realizar una segunda perforación y voladura en la caja techo a fin de obtener relleno para el tajo y brindar un ancho de labor adecuado conservando de esta manera la accesibilidad y avance de minado.


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5.3. RELLENO HIDRÁULICO El relleno hidráulico se aplicó por primera vez el año 1864 en la mina Shenandoah en Pennsylvania, Estados Unidos, como control de la subsidencia, posteriormente se fue mecanizando y optimizando su uso en la explotación en la minería subterránea. En el Perú se aplicó relleno hidráulico en el año 1937 en la mina Lourdes de Cerro de Pasco con la finalidad de controlar incendios, implementándose luego al ciclo de minado. El relleno hidráulico es una mezcla de relave cicloneado con el agua o bien arenas glaciares con agua y la pulpa es transportada mediante tuberías accionadas por bombas o por gravedad a las labores. 

El relleno hidráulico (R/H) en muchas minas del mundo constituye una solución atractiva a los problemas ocasionados en relleno en la minería subterránea, pues sus ventajas técnicoeconómicas permiten mejorar la productividad en las minas. El diseño del sistema R/H sin estudio experimental previo, podría generar más adelante problemas que ocasionarían pérdidas económicas en la empresa.



El material experimental está orientado a evaluar el material del relave, desde el punto de vista de su calidad y comportamiento para ser utilizado como R/H. del mismo modo es sometido a prueba a fin de apreciar su comportamiento durante el transporte por tubería de planta a mina.

Se define como relleno hidráulico al material que es transportado en forma de pulpa por tuberías. En su mayoría el material es el relave de planta concentradora, pero también se utiliza arenas glaciares y otros materiales granulares que se encuentra en la naturaleza.


29



A. RELLENO CON PULPA Se define como pulpa a la mezcla constituida por una fase sólida y una líquida, donde la fase líquida transporta a la sólida en suspensión.

a. PULPA HOMOGÉNEA Este tipo de pulpa se comporta como un fluido plástico de Binghan, es decir que las propiedades del agua se afectan por la presencia de los sólidos, por ejemplo las arcillas.

b. PULPA HETEROGÉNEA Los relaves, arenas, concentrados de minerales se comportan como mezclas,

ya

que

independientemente,

el

líquido

y

denominándose

los al

sólidos conjunto

se

comportan

sólido-líquido,

mezcla o pulpa heterogénea.

B. CARACTERISTICAS DEL MATERIAL A RELLENAR a. GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SÓLIDOS Es la relación entre el peso específico del sólido y el peso específico del agua. Por ejemplo los sólidos que con mayor frecuencia se transporta son el TAMAÑO MÁXIMO DE LAS PARTÍCULAS Debido a que las partículas de mayor tamaño tienden a sedimentarse más rápido que las partículas menores, es necesario conocer el tamaño máximo de las partículas sólidas para así determinar la velocidad máxima de sedimentación que tendrán.


30



b. PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS DEL RELLENO HIDRÁULICO

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO. Este análisis determina la distribución del tamaño de las partículas o granos que constituyen un material. Esta distribución se analiza en base a su porcentaje de su peso total.

VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN (PRUEBA DEL SLUMP). Para esta prueba se utiliza un cono de base menor igual a 10 cm, base mayor igual a 20 cm y una altura igual a 30 cm.

PRUEBA DE VELOCIDAD DE PERCOLACIÓN. La velocidad de percolación debe ser de 0.50cm/hora; lo que equivale a 0.20pulg./hora. Esto nos indica que se produciría el fenómeno de embalse por lo tanto el agua no va a circular.


31



RECUPERACIÓN Y CLASIFICACIÓN DEL RELAVE. La recuperación depende de los hidrociclones, por medio de estos se logra la recuperación de sólidos.

PERMEABILIDAD Debe ser permeable el R/H debido al que el ciclo de operación debe consistir en el tiempo más corto posible. Esto se mide con la velocidad de percolación y debe ser igual o aproximadamente a 4pulg/hora, si es menor a 2pulg/hora ovaciona embalse de agua. Si la velocidad es mayor a 8pulg/hora aparece el fenómeno de embudo.

C. APLICACIONES DEL RELLENO HIDRÁULICO 

Proveer una plataforma de trabajo.



Evitar el movimiento y caída de las rocas.



Facilitar la recuperación de pilares.



Evitar o minimizar la subsidencia.



Estabilizar el macizo rocoso en las minas, reduciendo la posibilidad



de estallidos de roca. Controlar y prevenir incendios en las minas.



Minimizar la deposición de relaves o material rocoso en superficie ayudado al control ambiental.

D. EQUIPO DE TRANSPORTE DEL MATERIAL DE RELLENO HIDRÁULICO Los equipos de transporte para el relleno hidráulico están formados por el conjunto de volquetes, bombas, tuberías y accesorios a través de los cuales la pulpa es transportada hasta los tajeos.


32



1 2

4

3

E. VENTAJAS DEL RELLENO HIDRÁULICO 

El relave como material se halla en forma gratuita



En mucho más eficiente, económico y veloz.



La adición de cemento en la capa superior reduce la capa del mineral con el relleno.



Flexibilidad en las técnicas mineras permitiendo transformar el método de baja eficiencia a métodos eficientes.

F. DESVENTAJAS DEL RELLENO HIDRÁULICO 

Alta inversión inicial.



Mayor volumen de agua es introducida en la mina, requiriéndose la evaluación de bombeo o por gravedad.



Si la percolación no es adecuada crea el fenómeno del embudo,



ocasionando derrumbes en lo posterior. Problemas de tuberías, desgastadas, cambio de válvulas ocasionará paradas de la bomba.


33





Cuando en el relave exista gran cantidad de pirita se elevara la temperatura y produce anhídrido sulfuroso, pudiéndose provocar inclusive incendios.

G. APLICACIÓN DE RELLENO HIDRÁULICO EN LA MINA JIMENA DE COMPAÑÍA MINERA PODEROSA S.A. Compañía Minera Poderosa S.A. se divide en dos unidades económicamente activas: UEA La Libertad y la UEA Poderosa de Trujillo. Para este trabajo se realizará una descripción de la UEA Poderosa de Trujillo ya que es en ésta donde se ubica la Mina Papagayo en donde se encuentra la Veta Jimena. La Mina de Papagayo se ubica en el paraje de Papagayo - El Tingo, la misma que se sitúa en la margen derecha del río Marañón, distrito y provincia de Pataz, departamento de la Libertad. Geográficamente se ubica en las coordenadas: N: 9147178, E: 210485250 Altitud: Entre los 1467 a 2080 m.s.n.m.


34



H. ESTUDIOS PARA LA UBICACIÓN DE LA PLANTA DE RELLENO HIDRÁULICO. Se ha definido la distribución de tamaños de partículas necesarias para el transporte de la pulpa por gravedad, con 75% de sólidos en peso así como su distribución uniforme en la labor, utilizando tubería de conducción SCH – 80 Pulg. De diámetro y polietileno PN – 12.5 Pulg. De diámetro.

ALTERNATIVA – C: Planta RH en NV-2375 El gráfico siguiente esquematiza esta alternativa de ubicación de la Planta RH


35



En la figura se observa la zona donde se ubicaría la Planta RH, según esta alternativa

Según el gráfico anterior se requiere vencer la resistencia de tendido de tubería para llegar a los tajos de Jimena-4. Se tiene una diferencia de cota a favor entre el NV-2375 al NV-1937 de 438 m. Considerando un ratio de alcance de 1 a 6, se obtiene para 438 m un avance horizontal de 2628 m mayor a 2060m, lo cual indica que es suficiente el empuje por gravedad.

5.4. RELLENO HIDRONEUMÁTICO. Es similar al relleno hidráulico, usándose para el transporte tuberías de metal. El relleno hidroneumático consiste en enviar material chancado. Puede mezclarse con cemento y agua, la que o preparada en mezcladoras para este fin: la carga pasa por una tubería con diámetro apropiado la misma que da paso a una bomba neumática para enviar a los tajeos con alta presión de aire para rellenar los espacios vacíos.


36



A. VENTAJAS 

Se obtiene una mezcla eficaz y por lo menos una losa con mayor resistencia, dando mayor seguridad.



No se pierde el cemento ni los finos.



El programa de mantenimiento de cunetas, galerías y caminos es menor.





El costo de preparaciones para rellenado es menos. El ciclo de rotura es mayor.

B. DESVENTAJAS 

El relleno se realiza por medio de instalaciones centrales que requieren mucho espacio y que son estables, siendo menos flexibles.



El costo de operación es alto, por la preparación expresa del material de relleno.



El desgaste de los tubos y sus accesorios es mayor.



Tiene limitaciones para rellenar labores que se encuentran en

niveles superiores a la tubería base C. COMPONENTES 

Material Fragmentado.



Arena con alto contenido de Cao y bajo Si2O, con peso específico de 2.6 a 2.8 y una densidad de 1.94TM/m3.



No debe contener arcillas.



Calizas con tamaños que oscil an entre ½’’ y 1 1/4’’ y material fino (menor de 0.075mm que no debe exceder del 20%).



Cemento Portland ASTM-1 con peso específico de 1.4 en proporción cemento: material fragmentado de 1:10 para losa y 1:40 para resto



de rellenado Agua- en un 20% en Volumen.



La proporción solidos: agua es de 80:20.


37





Aire Comprimido.

D. PROBLEMAS DE RELLENO NEUMÁTICO 

Atoros en tuberías.



Filtraciones y escapes.

5.5. CONTROL DE LA CALIDAD DEL RELLENO 

Estos rellenos se controlan diariamente, sacando probetas de cada losa rellenada.



Haciendo un seguimiento minucioso de la calidad de dosificación y del rellenado en los tajos.



Se usan plastificantes que hacen el relleno más fluido, y un inhibidor o reductor de agua que retarda el tiempo de fraguado y reduce el agua para controlar todas las propiedades de las losas y bajar el consumo de cemento.


38



CAPÍTULO VI: VARIANTES DEL MÉTODO 6.1. CORTE Y RELLENO ASCENDENTE (Cut and Fill) En este método el mineral se arranca en rebanadas sucesivas horizontales o inclinadas trabajando en sentido ascendente desde la galería de base. Sin embargo el mineral se saca a medida que se arranca y el hueco que se produce al sacar el mineral se rellena con estériles siguiendo el frente a una distancia mayor o menor según los casos, o bien, sólo se empieza el relleno cuando se completa el arranque de una rebanada. Este ciclo repetido de perforación, voladura, carga y relleno es lo característico del método.


39



En minas pequeñas el relleno puede proceder de los estériles producidos por el arranque de la cámara o por las labores preparatorias generales de la mina y, en caso necesario, de labores especiales realizadas con este fin. En trabajos mineros de más importancia el relleno se compone arena, grava o estéril del lavadero.

Los mismos equipos de perforación pueden emplearse con el corte y relleno y en los subniveles.

El corte y relleno es el método de

explotación más flexible de todos, ya que puede aplicarse a casi todo tipo de criaderos; la utilización de esterones de tejidos apropiados, que sirven para recubrir los pilares y contener el relleno, o bien el empleo de una ligera dosis de cemento para que el relleno fragüe, permite estabilizar éste y consiguen la recuperación del mineral de los pilares. El relleno evita los hundimientos de grandes proporciones al iniciar explotaciones debajo de pisos ya arrancados. El corte y relleno se emplea en criaderos irregulares de minerales ricos, con ramificaciones que penetran en el macizo rocoso que lo encaja. En estos casos será MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

40



preciso franquear la roca del hastial para conseguir las secciones precisas. Estas rebanadas con relleno se llaman algunas veces mecanizadas, cuando se utilizan en ellas cargadores L.H.D. (que cargan, transportan y descargan). La ventaja principal del acceso con chimenea es que la preparación de la explotación es barata y rápida, y se puede empezar a producir muy pronto. Por el contrario, presenta el inconveniente de que es difícil sacar piezas grandes por chimenea, ya que las unidades grandes del equipo, como cargadoras y jumbos, quedan encerradas en la cámara, tampoco pueden variarse estos equipos de una cámara a otra. La altura media de rebanada es de 3 m – 4 m. los bloques grandes se taquean a medida que se presentan. El trabajo empieza con la perforación y voladura, seguida de la carga de modo que los jumbos seguidos de las cargadoras, no queden encerrados por el montón de mineral arrancado; el relleno se coloca según las necesidades a medida que avanza el arranque. Si la resistencia de mineral y hastiales lo permite, se puede arrancar toda la rebanada y rellenarse de una sola vez. El relleno hidráulico se baja por la cámara y se distribuye con tuberías. La bajada puede hacerse por gravedad a través de agujeros de sondeo. Las arenas del relleno se tratan para que el tamaño menor de 10 micras no llegue al 10 por ciento, de modo que pueda drenarse el agua en la cámara con facilidad y así resulta una superficie firme sobre la que pueden

trabajar

los

mineros

y

emplear

la

maquinaria

casi

inmediatamente. El drenaje se hace por decantación y filtrado. Para ello se colocan en el relleno de cada cámara varios tubos perforados de drenaje y filtrado a través de los cuales escurre el agua. Además los accesos a la cámara se cierran a medida que sube el nivel del relleno, con cierres porosos, para que el agua pueda escurrir. MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

41



Con objeto de facilitar los macizos entre cámaras, se ha ensayado el consolidar el relleno agregándole del 6 al 10 por ciento de cemento para que fragüe y alcance resistencias a la compresión de 0.7 a 1.0 MPa. Para evitar las perdidas y dilución del mineral por relleno, se puede lanzar una capa de cemento y arena de pocos centímetros sobre la superficie de relleno. Pero siempre penetran en él algunos trozos de mineral que habrá que recuperar, pudiendo aceptar un 5 por ciento de pérdida de mineral en el relleno. Las rebanadas rellenas son un buen método para ser empleado en la recuperación de pilares.


42



La mayoría de las operaciones se han mecanizado casi totalmente, con lo que este método ha llegado a sustituir a otros hasta ahora muy utilizados. Las principales ventajas que presenta son la alta selectividad, la buena recuperación del mineral, la facilidad de aplicación y las condiciones de seguridad alcanzadas cuando los macizos

rocosos

de

los

hastíales

no

son

competentes.

Los

inconvenientes que presenta son: el coste del material de relleno, el tamaño limitado de las voladuras y las interrupciones en la producción que son necesarias para distribuir el material de relleno dentro de las cámaras.


43



6.2. CORTE Y RELLENO DESCENDENTE A. Hundimiento de bloques. En este método se rompe un pequeño bloque de mineral de forma cúbica, este hundimiento produce un fracturamiento sucesivo que va afectando gradualmente a todo el block. El mineral se extrae a través de chimeneas y galerías preparadas anticipada- mente. En este caso el mineral es completamente suave, pero también se aplica el hundimiento de bloques en terrenos competentes, para ello se rompe el mineral con taladros largos. La altura del block puede ser de 40 a 50 metros con un ancho de 10 a 20 metros. La perforación se puede realizar por la parte inferior o por la parte superior luego de haberse preparado el tajeo.

B. Descripción Del Método Este método sustituye al de corte y relleno ascendente en el caso de mineral fracturado cuya corona puede ceder y complicar la explotación. Este método también es llamado Under Cut and Fill (U.C.F.), Stossbau descendente, se realiza en roca de calidad pobre .En este método de explotación el minado se realiza de arriba hacia debajo de los diferentes horizontes o pisos del mineral. Consiste en romper el mineral en diferentes pisos y en sentido descendente. Después que un corte o piso ha sido completamente extraído, se procede a rellenar antes de empezar el nuevo corte en el piso inmediato inferior. Este relleno es el que va ayudar en el sostenimiento del techo del nuevo frontón que se abre. El minado del mineral continúa piso por piso hasta terminar el bloque. El relleno que se aplica, es el relleno hidroneumático cementado y se trabaja en terrenos muy suaves que pueden ser cuerpos o vetas de MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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buena ley. El relleno hidroneumático tiene dos capas una mezcla rica, de 1:6 de proporción de cemento y arena, y la mezcla pobre para completar el relleno, tiene 1:26 de proporción de cemento y arena. La loza y sobre loza del relleno trabajan bien a las fuerzas de compresión que actúan sobre las cajas y la fuerza de flexión procedente del techo. Es una secuencia de los avances tecnológicos de corte y relleno descendente, que tuvo srcen en Canadá. El sistema consiste en la extracción por medio de frentes pilotos de aproximadamente 10 x 7 ft. (3 x 0,9 m.), y su longitud varia de 120 a 150 ft. Según el cuerpo mineralizado.

Corte y Relleno descendente


45



C. Condiciones De Aplicabilidad En vetas cuyo mineral y cajas sean bastante suaves o inconsistentes, cuya potencia sea de gran magnitud. En cuerpos muy suaves, con una ley muy alta, porque el método es costoso. En yacimientos cuya mineralización es suave y deleznable con cajas falladas y fracturadas, que no pueden ser explotados por otros métodos. Está probado que las eficiencias suben con este método a medida que el uso de cemento se incrementa a pesar de los costos elevados, ya que estos no son considerables considerando el aumento en la velocidad de explotación.

D. Preparación La preparación para el método de corte y relleno descendente consiste en la elaboración de las siguientes labores: 

Galerías o cruceros.



Chut y caminos.



Sub nivel principal de extracción.



La rotura del nivel superior.



La preparación del Sill.

a. Galerías o Cruceros. Para bloquear se necesita la apertura de galerías o cruceros, de acuerdo al tipo de yacimiento (cuerpos o vetas). Cuando se trata de vetas, el desarrollo se realiza fuera de veta, tanto del nivel superior como la inferior, denominándose cruceros o labores paralelas, los que van a servir de acceso, transporte, conducción de tuberías de aire, agua y relleno hidroneumático, cuya sección puede ser de 8' x 8' ó 7' x 8' (2.10 x 2.40 mts). En los cuerpos, las galerías se pueden construir en el centro del cuerpo o también fuera del cuerpo con las dimensiones ya conocidas, MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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sólo que en el caso de las galerías se hará con sostenimientos de cuadros de madera o arcos de acero en toda la longitud de la labor.

b. Chut y Camino. Tanto en las labores paralelas, fuera del yacimiento como dentro del yacimiento, se perforan chimeneas con dos o tres compartimentos, sostenidos con cuadros de madera de 5' x 5'x 7', uno de los cuales es el camino donde se encuentran los descansos y las escaleras; el otro compartimiento forma el echadero del mineral, con una buena estructura de sostenimiento y un diseño especial los que pueden ser de anillos de madera (anillado); pueden ser también los Sheck Board, los que tienen descansos en cada piso en forma alternada en los que el mineral va formando inclinados de tal manera que la caída del mineral va siendo amortiguado por el mismo material, protegiendo la estructura del echadero. Con tuberías de acero de 38" de diámetro, construida con planchas de acero cuyo espesor puede ser de 1/4 ó 1/8 de pulgada. Estas chimeneas pueden estar ubicadas en el centro o extremo del área de explotación, cuya distancia entre dos chimeneas oscila entre 40 a 80 metros dependiendo del diseño de minas. El Chut y camino va a ser fundamental en la extracción del mineral, sirve para la ventilación y reconocimiento del cuerpo mineralizado, instalación de tuberías de agua y aire; cables eléctricos y tuberías de relleno hidroneumático.

Sirve

también

para

la

evacuación

del

agua

proveniente del relleno.

c. Sub Nivel de extracción. A partir de la chimenea se construyen los subniveles de extracción, totalmente con cuadros standard para galerías con una longitud que depende del tipo de yacimiento o del diseño de minas; este subnivel es MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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el que varía de dirección de acuerdo a las variantes del método de corte y relleno descendente. El subnivel de extracción va unir todos los paneles o tajeos y sirve para la, extracción del mineral proveniente de la explotación de los tajeos paneles. Este subnivel se construye para cada piso de explotación.

d. La Rotura del Primer Piso. A partir del subnivel de extracción se empieza la rotura del mineral de acuerdo al reticulado que se ha diseñado o al paneleo que se tiene. La rotura se va haciendo en retirada, primero se rompe el panel del fondo y se va retrocediendo en forma alternada hasta el echadero, de manera que cuando uno de los paneles de un flaco está en rotura, el panel del otro flanco debe estar rellenándose. La rotura se puede hacer con máquinas patilladora o Pickhammer, en terrenos suaves. En terrenos que necesitan explosivos se perforan con un trazo de acuerdo al tipo de dureza. El ancho y la altura del panel puede ser de 3 metros y su longitud es variable, dependiendo de la forma del cuerpo, de la veta o del diseño.

e. La Preparación del Sill. La preparación para el relleno, se inicia cuando se ha terminado de limpiar el mineral de un panel. Se nivela el piso, se va tendiendo redondos de 8" de diámetro por 10 pies de longitud, en forma transversal al eje del panel y espaciados a 5 pies de cada redondo, luego se colocan dos cables en forma longitudinal. Se entabla en forma transversal a los redondos con espaciamiento de 6 pulgadas. También se entablan las paredes laterales. La entrada se cierra, con puntales y se entabla, finalmente se cubre con poliyute, para contener el relleno hidroneumático.


48



Fig. N°02 Redondos colocados en U.C.F

La cantidad de represas varía de acuerdo a la longitud de la labor y se prepara cada 40 pies, promedio de la influencia de la presión del relleno. Finalmente se instala una línea de rellenó con una tubería de 6" de diámetro que parte desde la bomba de relleno ubicado en cada nivel. El relleno se realiza en dos etapas: 

Se echa la mezcla rica en una proporción de 1:6 (cemento y agregado) hasta la tercera parte de la altura de la labor 1 metro (3') y.



Se completa con una mezcla pobre 1:26, de 2 metros de altura.

Luego se empieza a preparar el panel del otro flanco, que ya está limpiado y así sucesivamente, hasta completar todo el horizonte de explotación del nivel superior, incluido el nivel principal de extracción. Este es el Sill, que significa umbral o techo que debe resguardar o soportar todo el block de explotación.


49



E. Explotación. La explotación se inicia luego de haber terminado la colocación de la loza, cuyo ciclo de minado comprende: la preparación del subnivel de explotación, la rotura de los paneles, la limpieza preparación para el relleno y el relleno total del piso de explotación.

F. Sub-nivel de explotación. A tres metros debajo de la loza de explotación se empieza a abrir el subnivel de explotación de 3 x 3 metros de sección, la longitud varía de acuerdo al diseño o al ancho del cuerpo o la veta. A medida que se avanza con la rotura se va colocando puntales de sostenimiento o postes en los extremos de los redondos que se han tendido en la etapa de relleno en el piso superior. La perforación se realiza con máquinas perforadoras Jacklegs, con mallas que varían de 14 a 18 taladros, dependiendo del tipo de terreno con distancias entre 2 a 3 pies y con barrenos de 5 o 6 pies de longitud.

G. Variantes del método Las variantes del método Corte y relleno descendente, se aplican unas a cuerpos, otras a vetas, las mismas que dependen de la correlación que exista entre el eje del subnivel de explotación o el eje del panel de explotación del piso inmediatamente superior.

a. Corte y Relleno descendente superpuesto. En esta variante los tajeos utilizan tanto en el subnivel de explotación o en el panel de explotación ejes con la misma dirección u orientación del piso inmediatamente superior, hasta la terminación del bloque o hasta el nivel inferior. Se emplea en la explotación de vetas o la recuperación de pilares. MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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b. Corte y Relleno descendente alterno En esta variante para iniciar la rotura en el piso inmediatamente inferior, los ejes de los tajeos son desplazados paralelamente con respecto a los ejes del tajeo superior una distancia igual a la mitad del ancho del tajeo, no hay superposición del eje de los tajeos, por ello cuando uno avanza con la rotura del techo va apareciendo la mitad de los redondos tendidos en el piso del relleno superior. Y cuando se ha terminado en toda la longitud del tajeo se apreciara en el techo dos lozas con sus respectivos redondos, trabajando en voladizo.

Corte Y Relleno Descendente Alterno

c. Corte y relleno cruzado o michi Se caracteriza porque para iniciar la rotura de piso inferior, el eje del subnivel de explotación se desplaza en forma perpendicular al eje del subnivel de explotación del piso superior. Por ello en estos tajeos el sostenimiento provisional utiliza las losas apoyadas en las paredes de los tajeos adyacentes. La loza trabaja como una viga perfectamente empotrada en ambos extremos o como un puente, por lo que ya no es necesario reforzar con redondos en la loza, ni con puntales de sostenimiento. MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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Al terminar la explotación de un piso, se baja al nivel inferior girando nuevamente los ejes en 90º, de tal manera que dichos ejes y lozas siempre aparecen como vigas cruzadas en los techos de los nuevos tajeos en explotación.

Corte Y Relleno Descendente Alterno

H. Ventajas. 

Permite la explotación de cuerpos irregulares, deleznable o inconsistente.



La recuperación del mineral es alta, llega al 100%.



Poco consumo de madera, en la variedad Michi no se emplea madera, en la cama ni los puntales de seguridad.



La seguridad es relativamente buena, en la variedad Michi es mejor, ya que el techo de concreto es una loza que atraviesa como una viga en toda la extensión del tajeo.



Poco consumo de explosivo por la suavidad del mineral.



La variedad Michi ha favorecido aumentar el ancho del tajeo por lo que se ha mecanizado este método.


52



I. Desventajas. 

Se necesita bastante tiempo para los trabajos de preparación (4 a 5 meses).



No se puede dejar desmontes o caballos que se encuentran dentro del mineral, por lo que el tajeo se limpia totalmente para iniciar el relleno.



Es costoso por el gran consumo de cemento, madera y la labor diaria.



No se puede cambiar a otro método.



Paraliza la explotación de las áreas cuando hay escasez de cemento en el mercado.



El gran consumo de aire por las bombas neumáticas causa problemas a la perforación.


53



CAPÍTULO VII: CASOS APLICATIVOS EN EL PERÚ 7.1. MINA UCHUCCHACUA Tipo de Trabajo: Subterráneo. Estado: Productor. Clasificación: Activo / Verificado.

A. PROPIEDADES DE LA MINA. 

Ubicación: Perú, Lima, Oyón.



Latitud: 10° 38' (Sur)



Longitud: 76° 42' (Oeste)



YACIMIENTO: Depósito Hidrotermal Epigenético del tipo de relleno de fracturas.



Producto: PLOMO, PLATA, ZINC



Propietario: COMPAÑIA DE MINAS BUENAVENTURA S.A.A.

Ubicación de la Mina Uchucchacua (Fuente Google Earth).


54



Está localizado en la provincia de Oyón, departamento de Lima. El proyecto de exploración Uchucchacua es una mina de labor subterránea que utiliza el método de corte y relleno, shrinkage stopping, y métodos de subnivel. La mena es procesada en el molino de Uchucchacua, el cual tiene una capacidad de 2 300 DST por día y un rango de utilización de 97,1; utiliza diferentes sistemas de flotación para obtener un concentrado de plomo-plata y un concentrado de zinc. Posee contenido mineral de plata, plomo y zinc.

B. MAQUINARIA UTILIZADA PARA EL DESARROLLO: a. Perforación y voladura La perforación de los tajeos se hace con taladros verticales, en la mayoría de los casos cuando la roca tiene mayor estabilidad, y en horizontal para el caso de zonas de poca estabilidad. Los equipos utilizados son: jumbos electro-hidráulicos, de los cuales el Quasar y el Long hole drill son los encargados de perforar los taladros largos; los jacklegs y stopers, se encargan de la perforación convencional. Se aplica la voladura controlada (smooth blasting) en frentes y tajeos, lo que permite mejorar el auto sostenimiento del macizo rocoso y reducir costos de sobre perforación.

Equipos de perforación utilizados en la mina Uchucchacua.


55



b. Acarreo y transporte de miner al El acarreo de mineral y desmonte en los tajeos se hace con scoops eléctricos de 3.5 Yd3, 2.8 Yd3, 2.2 Yd3, 1.0 Yd3 y un microscoop. Asimismo, cuenta con tres scoops diesel, dos de 3.5 Yd3 y uno de 2.2 Yd3, que trabajan principalmente en la profundización de la Mina Carmen y Socorro. En el método de taladros largos se utiliza los scoops a control remoto. El sistema de transporte es mixto, utilizando para ello camiones de bajo perfil (dumpers) de 17 toneladas, en las profundizaciones de Mina Carmen y Socorro, y locomotoras a trolley y batería.

Equipos de acarreo y transporte de mineral utilizados en la mina Uchucchacua.

c. Sostenimiento Se viene aplicando la geomecánica como una herramienta segura. Se usa sistemas de refuerzos activos como: split set, pernos con resina, shotcrete, mallas de refuerzo y como sistemas de soporte pasivos tenemos: wood packs, cimbras, cuadros de madera y gatas de fricción.


56



Sostenimiento utilizado en la mina Uchucchacua (mallas de refuerzo y shotcrete).

d. Método De Tratamiento La

Planta

Concentradora

2.250

TCSD,

produce

2

tipos

de

concentrados: Concentrado Ag-Pb y Concentrado de Zinc.

Planta de tratamiento de mineral de la mina Uchucchacua.

7.2. MINA ISHIHUINCA Tipo de Trabajo: Subterráneo. Estado: Productor. Clasificación: Activo / Verificado.


57




Ubicación: Perú, Arequipa, Caravelí.



Latitud: 15° 48' (Sur)



Longitud: 73° 24' (Oeste)



YACIMIENTO: La mineralización se encuentra emplazada dentro de las rocas volcánicas de la Huaylillas del Mioceno Superior.





Formación. Producto: ORO. Propietario: COMPAÑÍA DE

MINAS

BUENAVENTURA

S.A.A.

INVERSIONES MINERAS DEL SUR S.A.-INMINSUR

Ubicación de la Mina Ishihuinca (Fuente Google Earth). Ubicado en la provincia de Caravelí, departamento de Arequipa, es una mina subterránea dedicada a la producción de Cobre y Oro. La minería está llevándose a cabo en labores subterráneas utilizando el método convencional de corte y relleno, el mineral es procesado en el sitio en una planta con capacidad de 200DST por día y usa los procesos de concentración de gravedad y flotación. MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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En esta mina se procesaron 4,708 TCS de mineral provenientes de las exploraciones, con 0.223.oz/TC de oro, de las cuales se recuperaron 917 oz de oro y 16 TC finas de cobre. La planta de procesos se encuentra en stand by hasta encontrar más reservas. Las reservas al 31 de diciembre totalizaron 17,146 TCS con 0.380 oz/TC de oro, mientras que los recursos alcanzaron a 4,233 TCS con 0.326 oz/TC de oro. El año 2011 se implementará, la infraestructura para cianurar los relaves de flotación y de cianuración (+/-590,000 y 220,000 TC respectivamente), al igual que en Orcopampa, con lo que se estima posible, recuperar aproximadamente 40,000 oz de oro.

B. MAQUINARIA UTILIZADA PARA EL DESARROLLO a. Perforación y voladura La perforación de los tajeos se hace con taladros verticales, en la mayoría de los casos cuando la roca tiene mayor estabilidad, y en horizontal para el caso de zonas de poca estabilidad. Los equipos utilizados son: jumbos electro-hidráulicos, de los cuales el Quasar y el Long hole drill son los encargados de perforar los taladros largos; los jacklegs y stopers, se encargan de la perforación convencional. Se aplica la voladura controlada (smooth blasting) en frentes y tajeos, lo que permite mejorar el auto sostenimiento del macizo rocoso y reducir costos de sobre perforación.

b. Acarreo y transporte de miner al El acarreo de mineral y desmonte en los tajeos se hace con scoops eléctricos de 3.5 Yd3, 2.8 yd3, 2.2 Yd3, 1.0 Yd3 y un microscoop. Asimismo, cuenta con tres scoops diesel, dos de 3.5 Yd3 y uno de 2.2 Yd3, que trabajan principalmente en la profundización de la Mina


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Carmen y Socorro. En el método de taladros largos se utiliza los scoops a control remoto.


d. Método De Tratamiento La Plata Concentradora 2.250 TCSD, produce 2 tipos de concentrados: Concentrado Ag-Pb y Concentrado de Zinc. 

Chancado (Chancadora de Quijadas).



Tres etapas de molienda (SAG y dos etapas de Molienda Convencional)



Flotación Diferencial (Circuitos de Ag-Pb y Zn).



Filtrado.

7.3. MINA ANDAYCHAGUA Tipo de Trabajo: Subterráneo. Estado: Productor. Clasificación: Activo / Verificado.


Ubicación: Perú, Lima, Yauli.



Altitud media: 4 600 m.s.n.m.





Producto: COBRE, PLOMO, ZINC, PLATA Propietario: COMPAÑÍA DE MINAS VOLCAN S.A.A.


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Ubicación de la Mina Andaychagua (Fuente Google Earth). Está localizado en la provincia de Yauli, departamento de Lima. El proyecto de exploración Andaychagua es una mina de labor subterránea que utiliza el método de corte y relleno descendente, usando además tajeos largos.

B. MAQUINARIA UTILIZADA PARA EL DESARROLLO: a. Perforación y voladura La perforación de los tajeos se hace con taladros verticales, en la mayoría de los casos cuando la roca tiene mayor estabilidad, y en horizontal para el caso de zonas de poca estabilidad. Los equipos utilizados son: jumbos electro-hidráulicos, de los cuales el Quasar y el Long hole drill son los encargados de perforar los taladros largos; los jacklegs y stopers, se encargan de la perforación convencional. Se aplica la voladura controlada (smooth blasting) en frentes y tajeos, lo MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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que permite mejorar el auto sostenimiento del macizo rocoso y reducir costos de sobre perforación.

Equipos de perforación utilizados en la mina Andaychagua.

b. Acarreo y transporte de miner al El acarreo de mineral y desmonte en los tajeos se hace con scoops eléctricos de 3.5 Yd3, 2.8 Yd3, 2.2 Yd3, 1.0 Yd3 y un microscoop. Asimismo, cuenta con tres scoops diesel, dos de 3.5 Yd3 y uno de 2.2 Yd3, que trabajan principalmente en la Mina Andaychagua. En el método de taladros largos se utiliza los scoops a control remoto. El sistema de transporte es mixto, utilizando para ello camiones de bajo perfil (dumpers) de 17 toneladas, y locomotoras a trolley y batería.

Equipos de acarreo y transporte de mineral utilizados en la mina Uchucchacua.


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Sostenimiento utilizado en la mina Uchucchacua (mallas de refuerzo y shotcrete).

C. RELLENO USADO EN EL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN a. Relleno Cementado: El cual sufrio cambios en sus características desde el año 1997 al 2005.

Resistencia: Cemento tipo I : Relave, malla+200: Piedra: Agua: Plastificante: MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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b. Relleno Hidráulico Cementado: El cual no se utilizó en años anteriores al 2000.

Mina Andaychagua en el 2006 En la mina Andaychagua durante el año 2006 se extrajeron y beneficiaron 529,684 TMS de mineral. La producción tuvo un incremento de 68,791 TM. Además se realizaron 34 taladros y un total de 5,502 metros perforación diamantina, principalmente para confirmar la continuación en profundidad de la veta Andaychagua. En superficie se realizaron 13 taladros en la zona este de Andaychagua y hacia la veta Martha con resultados satisfactorios. El método de minado de banqueo descendente, mediante cortes de ocho metros de altura, se redujo a cuatro metros para disminuir voladura secundaria y dilusión de mineral, incrementando el nivel de seguridad. Por otro lado, se está ingresando en las vetas Prosperidad, Puca Urco, Martha, y Esther. Durante el segundo semestre se iniciaron los trabajos de reparación general de la planta de agregados para abastecer de material adecuado a la planta de relleno cementado. Por otro lado, se dio impulso a las investigaciones para modificar el tipo de relleno utilizado actualmente. Así mismo se trabajó en el diseño de un nuevo método de minado para su implementación en el 2007. Los avances en labores mineras subterráneas de exploración, desarrollo y preparación fueron: MÉTDOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

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El volumen de reservas de la mina Andaychagua también se incrementó en 21% principalmente como consecuencia del programa de perforación diamantina a profundidad que permitió una mejor interpretación de la mina.

Mina Andaychagua en el 2008 Durante el 2008 se notó que el incremento de aporte en el último semestre fue en base a la preparación de nuevos pisos de explotación. Los avances en exploración y desarrollo fueron de 2,130 m y en preparación se tuvo un avance de 10,424 m.

Se realizó 4,484 m de perforación diamantina, para confirmar la continuación en profundidad de la veta Andaychagua, y cerca de la superficie las vetas Esther y Puca Urco. Se realizó 917 m de chimeneas, con los cuales se completó el circuito de Extracción Principal, desde el nivel 1000 hasta el nivel 500 (superficie). También se terminó el proyecto de ventilación principal, instalándose dos ventiladores extractores de 300,000 cfm, lográndose la cobertura al 100% teniéndose anteriormente solo cobertura de 76%. Se instaló un ventilador de 110,000 cfm mejorando la ventilación de labores que se minan por chimenea12 y el extremo Este del nivel 800.


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EVOLUCIÓN DE PRODUCCIÓN Y LEYES 2004-2008


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CONCLUSIONES 

Las operaciones de diseño de una mina por el método de explotación de corte

y

relleno

comprende

un

reconocimiento

geológico

y

un

reconocimiento geotécnico. 

Las operaciones de explotación por el método de corte y relleno comprende la perforación horizontal y vertical, voladura a través de



explosivos, acarreo y transporte a través de carros mineros, LHD, y otros. Para realizar el relleno por este método de explotación subterránea pueden

utilizarse

rellenos

hidráulicos,

hidroneumáticos

y

convencionales. 

El método de corte y relleno descendente permite recuperar el mineral en proporciones muy altas.



La incorporación de los relaves (relave clasificado con determinada granulometría) al relleno reduce el costo del relleno con la disminución de cemento y prolonga la vida de la cancha de relaves.



En el caso de relleno en pasta e hidráulico, al depositarse el relleno en el tajo en forma de pulpa tiende a buscar su nivel en forma natural, eliminando así la necesidad de esparcirlo de forma manual o mecánicamente aumentando la velocidad de operación de rellenado.


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BIBLIOGRAFÍA Y LINKOGRAFÍA



EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA métodos y casos prácticos, Instituto de Ingenieros de Minas del Perú y la Facultad de Minas de la Universidad Nacional del Altiplano, Puno 1999.



Ing. Estanislao de la Cruz Carrasco, "Revista Cielo Perú" (publicada en internet en la página Nacional Mayor de San Marcos).



Optimización Del Relleno Cementado En El Método Corte Y Relleno Descendente, Ing. Pedro Carrión Merino Jefe De Guardia Mina Andaychagua.



Imforme de Universidad Nacional Alcides Carrión, Sistema de relleno hidráulico, Compañiaminera VolcanS.A.A. Unidad Cerro de Pasco.


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MONOGRAFÍA CORTE Y RELLENO.pdf

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