UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS
CURSO: SERVICIOS AUXILIARES EN MINERIA TEMA: EJEMPLOS DE MINAS EN RELLENO CON PASTA SEMESTRE: 2018 – I I CICLO: 7mo CICLO ESTUDIANTE: GARCIA ZAPATA ZULEMA VICTORIA PROFESOR: ING. GLICERIO TAYPE QUINTANILLA
2018
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS EJEMPLOS DE DOS MINAS TABLA DE CONTENIDO Introducción ................................................................... ......................................................................................................................................... ........................................................................ .. 6 1.
Objetivos. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ 7
1.1.
................................................................................................................... ................................................. 7 Objetivos Generales ..................................................................
1.2.
.................................................................................................................. ................................................. 7 Objetivos Específicos .................................................................
2.
Fundamento De Método Relleno En Pasta ...................................................................... ................................................................................... ............. 8
3.
Método De Relleno En Pasta En La Unidad Minera San Rafael .................................................... 9
3.1.
..................................................................................................... ...................................... 9 Ubicación De Unidad Minera ...............................................................
3.2.
..................................................................................................................................... 10 Accesos. .....................................................................................................................................
3.3.
Flujograma De Relleno En Pasta ..............................................................................................11
3.4.
..................................................................................................... .................................... 11 Planta De Relleno En Pasta .................................................................
3.5.
Descripción Del Proceso De Relleno En Pasta ..........................................................................12
3.5.1.
Espesado ................................................................. ........................................................................................................................... .......................................................... 12
3.5.2.
Filtrado .................................................................... .............................................................................................................................. .......................................................... 14
3.5.3.
Mezclado ................................................................. ........................................................................................................................... .......................................................... 18
3.5.4.
Bombeo ................................................................... ............................................................................................................................. .......................................................... 24
3.5.5.
Distribución Subterránea .............................................................. .................................................................................................. .................................... 25
3.5.6.
Limpieza De Tuberías ......................................................... ........................................................................................................ ............................................... 28
3.5.7.
Recepción En Los Tajeos ....................................................................................................28
3.6.
Aplicación Aplicación Del Relleno Relleno En Pasta Pasta ...............................................................................................30
3.7.
Control De Calidad De La Pasta
3.8.
Instrumentación ............................................................ ....................................................................................................................... ........................................................... 35
3.9.
................................................................................................................ ............................................... 35 Costos De Operación .................................................................
............................................................................................... ........................................................... .................................... 31
3.10.
Influencia De La Geometría Del Tajo Y Secuencia De Minado ............................................ 36
3.11.
Dosificaciones De Cemento .............................................................. .................................................................................................. .................................... 37
3.12.
Conclusiones .............................................................. ......................................................................................................................... ........................................................... 39
4.
Relleno En Pasta En Unidad Minera Cerro Lindo – Milpo ........................................................... 40
4.1.
....................................................................... .............. 41 Ubicación Unidad Minera Cerro Lindo – Milpo Milpo .........................................................
4.2.
Acceso a Unidad Unidad Minera Minera Cerro Cerro Lindo- Milpo Milpo ........................................................................... 41
4.3.
Parámetros de relleno ..............................................................................................................42
4.4.
Evaluación de las resistencias de las muestras de relleno del tajo 09 ( 5 % de cemento) ..... 43
4.5.
Consumo histórico de cemento en relleno en pasta
4.6.
Características del relave cementado ......................................................................................45
4.7.
Influencia de la geometría del Tajo y Secuencia de minado ...................................................46
4.8.
Comportamiento de la resistencia en el tiempo
............................................................... ............................................................ ... 45
..................................................................... 46
1
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS EJEMPLOS DE DOS MINAS TABLA DE CONTENIDO Introducción ................................................................... ......................................................................................................................................... ........................................................................ .. 6 1.
Objetivos. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ 7
1.1.
................................................................................................................... ................................................. 7 Objetivos Generales ..................................................................
1.2.
.................................................................................................................. ................................................. 7 Objetivos Específicos .................................................................
2.
Fundamento De Método Relleno En Pasta ...................................................................... ................................................................................... ............. 8
3.
Método De Relleno En Pasta En La Unidad Minera San Rafael .................................................... 9
3.1.
..................................................................................................... ...................................... 9 Ubicación De Unidad Minera ...............................................................
3.2.
..................................................................................................................................... 10 Accesos. .....................................................................................................................................
3.3.
Flujograma De Relleno En Pasta ..............................................................................................11
3.4.
..................................................................................................... .................................... 11 Planta De Relleno En Pasta .................................................................
3.5.
Descripción Del Proceso De Relleno En Pasta ..........................................................................12
3.5.1.
Espesado ................................................................. ........................................................................................................................... .......................................................... 12
3.5.2.
Filtrado .................................................................... .............................................................................................................................. .......................................................... 14
3.5.3.
Mezclado ................................................................. ........................................................................................................................... .......................................................... 18
3.5.4.
Bombeo ................................................................... ............................................................................................................................. .......................................................... 24
3.5.5.
Distribución Subterránea .............................................................. .................................................................................................. .................................... 25
3.5.6.
Limpieza De Tuberías ......................................................... ........................................................................................................ ............................................... 28
3.5.7.
Recepción En Los Tajeos ....................................................................................................28
3.6.
Aplicación Aplicación Del Relleno Relleno En Pasta Pasta ...............................................................................................30
3.7.
Control De Calidad De La Pasta
3.8.
Instrumentación ............................................................ ....................................................................................................................... ........................................................... 35
3.9.
................................................................................................................ ............................................... 35 Costos De Operación .................................................................
............................................................................................... ........................................................... .................................... 31
3.10.
Influencia De La Geometría Del Tajo Y Secuencia De Minado ............................................ 36
3.11.
Dosificaciones De Cemento .............................................................. .................................................................................................. .................................... 37
3.12.
Conclusiones .............................................................. ......................................................................................................................... ........................................................... 39
4.
Relleno En Pasta En Unidad Minera Cerro Lindo – Milpo ........................................................... 40
4.1.
....................................................................... .............. 41 Ubicación Unidad Minera Cerro Lindo – Milpo Milpo .........................................................
4.2.
Acceso a Unidad Unidad Minera Minera Cerro Cerro Lindo- Milpo Milpo ........................................................................... 41
4.3.
Parámetros de relleno ..............................................................................................................42
4.4.
Evaluación de las resistencias de las muestras de relleno del tajo 09 ( 5 % de cemento) ..... 43
4.5.
Consumo histórico de cemento en relleno en pasta
4.6.
Características del relave cementado ......................................................................................45
4.7.
Influencia de la geometría del Tajo y Secuencia de minado ...................................................46
4.8.
Comportamiento de la resistencia en el tiempo
............................................................... ............................................................ ... 45
..................................................................... 46
1
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS EJEMPLOS DE DOS MINAS 4.9.
Ensayos de resitencia in – situ situ ............................................................. ................................................................................................. .................................... 47
4.10.
Retro – análisis análisis de estabilidad ......................................................... ............................................................................................. .................................... 48
4.11.
......................................................................................................................... ........................................................... 49 Conclusiones ..............................................................
....................................................................................................................... ........................................................... 50 Conclusiones Generales ............................................................
Bibliografía........................................................... .............................................................................................................................. ................................................................................. .............. 51 Anexos ................................................................. ....................................................................................................................................... ................................................................................. ........... 52
2
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS EJEMPLOS DE DOS MINAS LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Resistencia a la compresión Uniaxial respecto a la potencia de cuerpo………31 Tabla 2. R.C.U. respecto a la potencia de veta…………………………………………31 Tabla 3. Parámetros de Relleno en pasta……………………………………………… ………………………………………………..42 Tabla 4. Resistencias de Relleno del Tajo 09 - Mina Cerro Lindo……………………. …………………….43
3
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS EJEMPLOS DE DOS MINAS INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Relleno en Pasta ......................................... ............................................................... ............................................. .......................................... ................... 8 Figura 2. Ubicación U.M. San Rafael ........................................... .................................................................. ............................................. ......................9 Figura 3. 3 . Flujograma Flujo grama de d e Relleno en Pasta .......................................................... ............................................................................... .....................11 Figura 4. Planta de Relleno en Pasta ......................................... ............................................................... ............................................. ......................... .. 11 Figura 5. Espesado ............................................................. ................................................................................... ............................................. ................................ ......... 14 Figura 6. Filtrado ............................................ ................................................................... ............................................. ............................................. ............................ ..... 15 Figura 7. Keke ...................................... ............................................................ ............................................. ............................................. ....................................... ................. 15 Figura 8. Preparación de Materiales ......................................... ............................................................... ............................................. ......................... .. 16 Figura 9. Primera pasta ............................................................. ................................................................................... ............................................. ......................... .. 17 Figura 10. Agua Residual .......................................... ................................................................. ............................................. ....................................... ................. 18 Figura 11. Mezclado ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. ......................... .. 19 Figura 12. Cemento y Escoria ............................................ .................................................................. ............................................ ................................ .......... 20 Figura 13. Preparación de Binder ........................................................ .............................................................................. .................................... .............. 20 Figura 14. Mixer ............................................. .................................................................... ............................................. ............................................. ............................ ..... 22 Figura 15. Descarga de Pasta ..................................... ........................................................... ............................................. ........................................ ................. 23 Figura 16. Bombeo........................... Bombeo.................................................. ............................................. ............................................ ........................................... .....................24 Figura 17. Distribución Subterránea ............................................. .................................................................... ........................................... ....................25 Figura 18. Tuberia .................................... .......................................................... ............................................ ............................................. .................................... ............. 27 Figura 19. Distribución subterránea ........................... .................................................. ............................................. ....................................... ................. 27 Figura 20. Barreras de desmonte ........................................... ................................................................. ............................................ ............................ ...... 29 Figura 21. Tuberia con relleno en pasta ............................................ ................................................................... ....................................... ................ 29 Figura 22. Distribución Granulometrica ........................................... .................................................................. ....................................... ................ 32 Figura 23. Pasta .................................... .......................................................... ............................................. .............................................. ....................................... ................ 33 Figura 24. Probetas ............................................. ................................................................... ............................................ ............................................. ......................... .. 33 Figura 25. Relación resistencia resis tencia a la compresión compresió n y tiempo de curado ...................................... ...................................... 34 Figura 26. Ensayos ....................... .............................................. ............................................. ............................................ ............................................. ......................... .. 34 Figura 27. Pantallas IHM ................................ ...................................................... ............................................. .............................................. ............................ ..... 35 Figura 28. Costos ............................................ ................................................................... ............................................. ............................................. ............................ ..... 36 Figura 29. Sección típica típi ca con secuencia de d e minado ........................................... ................................................................ .....................37 Figura 30. Vista Isométrica ............................. ................................................... ............................................. .............................................. ............................ ..... 37 Figura 31. Resultados de Resistencia de relleno en pasta, a los 28 días de fraguado con cemento (100%) ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. ................................ ......... 38 4
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 32. con cemento (80%) y escoria (20%) ...................................................................... 38 Figura 33. Con cemento (60%) y escoria (40%)......................................................................39 Figura 34. Resistencia de relleno en pasta en tajos .................................................................. 44 Figura 35. Pandeamiento
Figura 36. UCS ............................................................................ 44
Figura 37. Estadística de consumo...........................................................................................45 Figura 38. Curvas granulométricas del relave en pasta ...........................................................45 Figura 39. Variabilidad del porcentaje de finos bajo la malla N° 200 del relave de la Mina Cerro Lindo ..............................................................................................................................46 Figura 40. Influencia de la geometría del tajo ......................................................................... 46 Figura 41. Evaluación de la evolución de la resistencia a la compresión simple del relave en pasta .........................................................................................................................................47 Figura 42. Resultados de ensayos triaxiales UU del relleno en pasta con muestras inalteradas de 5 tajeos. ...............................................................................................................................47 Figura 43. Análisis de la variabilidad de la resistencia a la compresión estimada a partir de los ensayos SPT .............................................................................................................................48 Figura 44. análisis de la variabilidad de la humedad del relleno con relación al tiempo de fraguado ...................................................................................................................................48 Figura 45. Simulación de Retro- análisis de estabilidad .......................................................... 49
5
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS Introducción
El Relleno en pasta se originó con la necesidad de ahorrar energía, disminuir costos de producción y contribuir a mejorar las condiciones ecológicas en las minas. Su aplicación en minería ha venido incrementándose por diferentes requerimientos operacionales y de seguridad, y por la necesidad de eliminar los depósitos de relaves en superficie para preservar el medio ambiente. El rango de aplicación del relleno en pasta es entre 68-92% de concentración en peso, dependiendo de la gravedad especifica del material que compone el relleno. Con el uso del relleno en pasta se tiene la posibilidad de utilizar el relave de granulometría muy fina, que usualmente es desechado en el relleno hidráulico. Este material fino es (conjuntamente con el agua) el medio de transporte y es imprescindible para la formación de la pasta bombeable. El relleno en pasta, a diferencia del relleno Hidráulico que es ampliamente conocido y usado en la minería peruana, ofrece las siguientes ventajas: - Incremento del volumen de relave usado en el relleno. - Protección y conservación del medio ambiente al reducir o eliminar los depósitos de relave en superficie. - Disminución de los volúmenes de drenaje al reducir el ingreso de agua en la mina. - Estas ventajas, entre otras, han contribuido a que el Relleno en pasta, sea en la actualidad para muchas operaciones mineras la mejor alternativa técnico- economía.
6
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS 1. Objetivos
1.1. Objetivos G enerales
Conocer definición, uso y aplicación del relleno en pasta en la minería.
1.2. Objetivos E specíficos
Conocer el uso y aplicación del sistema relleno en pasta, en la unidad minera San Rafael
Conocer el uso y aplicación del sistema relleno en pasta, en la unidad minera Cerro Lindo – Milpo.
7
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS 2. Fundamento De Método Relleno En Pasta
El Relleno en Pasta, es una técnica que permite reestablecer la estabilidad del macizo rocoso, rellenando los tajos vacíos para permitir la recuperación de pilares y continuar con la explotación en niveles inferiores. Este tipo de Relleno, utiliza los relaves de Planta concentradora como componente principal. El proceso de preparación de la Pasta pasa por un proceso de separación sólido - liquido de la pulpa de relave, y añadido de cemento y escoria como aditivos. El Relleno en Pasta tiene características de Resistencia a la Compresión, que pueden obtenerse con la aplicación de un adecuado diseño de mezcla que tiene como componentes el relave filtrado, el cemento, la escoria y el agua. Las proporciones de los componentes de la pasta en la mezcla, son determinadas en pruebas de laboratorio, previamente realizadas. El Relleno en Pasta es transportada a través de tuberías de alta presión desde la Planta de relleno hasta el Tajo en interior mina, impulsado por una bomba de desplazamiento positivo, capaz de desarrollar una alta presión, que mueve un fluido de alta concentración de sólidos. Su distribución en los tajos, es sencilla, requiere previamente preparar barreras en las estocadas de acceso del by pass al tajo con acumulación de desmonte, instalar tuberías en el nivel superior del tajo, no requiere sistema de drenaje.
Figura 1. Relleno en Pasta
8
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS 3. Método De Relleno En Pasta En La Unidad Minera San Rafael
3.1.Ubicación De Unidad Minera La Unidad Minera San Rafael, se encuentra ubicada en:
Paraje
:
Quenamari
Distrito
:
Antauta
Provincia
:
Melgar
Departamento
:
Puno
Región
:
José Carlos Mariátegui
La altitud de la mina varía entre los 4,500 y 5,200 m.s.n.m., siendo las coordenadas geográficas 70° 19’ longitud oeste y 14° 14’latitud sur, y las coordenadas UTM 357,730 E y 8’426,570 N. Esto lo podemos visualizar en el siguiente mapa:
Figura 2. Ubicación U.M. San Rafael
9
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
3.2. Accesos Los accesos a la Unidad Minera de Acumulación Quenamari - San Rafael son por vía terrestre o por vía aérea. En el primer caso, por carretera desde Lima – Arequipa (1 000 km.), Arequipa – Juliaca (280 km) y, a partir de la ciudad de Juliaca, existen tres rutas Pucará – Asillo – San Rafael, Azángaro – San Rafael y Juliaca – Ayaviri – Santa Rosa – Nuñoa – San Rafael distantes en aproximadamente 180 Km. El tramo Juliaca – Arequipa, también puede ser accesible por tren vía férrea que tiene como destino hasta el puerto de Matarani y para el segundo caso se cuenta con el aeropuerto comercial de la ciudad de Juliaca, y con un campo de aterrizaje en San Rafael, debidamente acondicionado a una altitud de 4 350 m.s.n.m., distante a 25 minutos de vuelo desde Juliaca y directo de Lima – San Rafael, aproximadamente 2 horas.
10
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
3.3. F lujograma De Relleno E n Pasta
Figura 3. Flujograma de Relleno en Pasta
3.4. Planta De Relleno E n Pasta
Figura 4. Planta de Relleno en Pasta
11
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
3.5.Descri pción Del Proceso De Relleno E n Pasta 3.5.1. Espesado Es el inicio del proceso, el equipo usado es un espesador de 80 pies de diámetro, ubicado
en superficie. Este equipo de sedimentación continua por fluoculación, es un tanque cilíndrico de 24.4 m de diámetro, acondicionado. El Espesador maneja 105 TMS por hora contenidas en una pulpa de 8.2 % de sólidos. Su función es obtener un Under Flow con 60% de sólidos. El Over flow clarificado rebosa hacia unas bombas que lo recirculan al proceso de la Planta Concentradora. Los relaves que llegan a la caja de alimentación al espesador donde se mezclan los:
Relaves gruesos de Estaño
Relaves de pirita
Relaves finos (lamas)
Relaves gruesos de Cobre
La alimentación es de 2850 Toneladas por día de contenido de sólidos. El espesador está equipado con un mecanismo para medir el torque de las rastras removedoras de los sólidos espesados. El sistema del fluoculante normalmente se ajusta para producir una mezcla de 0.25% en peso. La dosificación del fluoculante es de 19 gramos por tonelada métrica seca de sólidos. a. Bombeo de Pulpa Espesada.
El Under Flow, se Bombea a la planta de Relleno ubicada en interior mina.
Las bombas de pulpa (2 conectadas en serie) son con impulsores centrífugos, y su motor cuenta con variador de velocidad, para regular el flujo de la pulpa manteniendo el contenido de sólido uniforme. 12
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Las velocidades pueden variar de 1200 a 1700 rpm
El flujo y la densidad son medidos a la salida de la bomba de descarga de la pulpa espesada. Para lo cual se cuenta con un densímetro atómico y un flujo metro digital.
La densidad de la pulpa espesada es de 1600 gr/lt, con 60% de sólidos, el caudal de la pulpa es de 120 m3/Hr, con un contenido de sólidos de 110 TPH (Toneladas por Hora)
b. Recepción del Relave Espesado.
El relave espesado se transporta por una tubería de HDPE de 7 pulgadas de diámetro interno. Desde el nivel 4498.
En el nivel inferior (4370) se tiene un tramo de 50 m de tubería de HDPE de 5 pulgadas de diámetro interno cuya función es reducir la presión.
El relave espesado llega a una Tanque de 120 m3 de capacidad, provisto de un sistema de agitación de la pulpa permanente para evitar su sedimentación.
En la parte inferior del tanque se encuentran 2 bombas de pulpa, con impulsores centrífugos, (1 en operación y otra en stand by) provisto cada uno de variador de velocidad.
Desarrolla hasta 1760 rpm a un caudal de 120 m3/Hr.
La medición del flujo es mediante flujometro digital
La pulpa espesada a 60 % de sólidos, es transportada por tuberías HDPE de 6 pulgadas de diámetro interno, 20 m en vertical hasta llegar a las tinas de los Filtros.
13
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 5. Espesado
3.5.2. Filtrado Es la segunda etapa de separación Sólido-Líquido, el equipo usado: Filtro de discos,
consiste en un eje central que soporta 10 discos conectado a una Bomba de vacío. El filtro tiene 10 discos, cada disco del filtro tiene 10.5 pies de diámetro, dividido en diez sectores, cada sector está forrado por Telas especialmente preparadas, que vienen a ser el medio filtrante, las selecciones de las telas se sustentan en el tipo de material, permeabilidad y Peso específico. Las telas filtrantes están en permanente evaluación, actualmente el tipo que da mejores resultados es de material polietileno, con permeabilidad de 20 cfm y peso específico de 11 onzas/yd2
14
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 6. Filtrado
La Planta de relleno cuenta con dos filtros para poder alcanzar el nivel de producción requerido. El vacío es generado con Bomba de vacío asociada a cada filtro, por el agua de sello barométrico del sistema, el vacío es de 6 psi negativo. La velocidad de los discos de los filtros puede ser variado, dependiendo de las características del relave y el flujo de alimentación, para mantener la presión de vacío. El sistema de soplado para el desprendimiento del keke de la tela es con aire comprimido a 20 psi de presión, con un caudal requerido de 340 cfm. El producto es el relave filtrado llamado Keke con 78% de sólidos. Se obtiene una producción de 110 toneladas secas por Hora, el Keke va a una faja transportadora y esta descarga a un mezclador continuo.
Figura 7. Keke
15
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
a. Preparación de materiales
Figura 8. Preparación de Materiales
b. Acondicionamiento de la primera Pasta
En el mezclador Continuo de 5 m3 de capacidad, al que llamaremos MIXER 1, ingresa el Keke y un flujo controlado de pulpa espesada.
El objetivo es obtener una primera Pasta a 75% de sólidos, que va a la siguiente etapa del proceso.
Un transductor de potencia de los motores del MIXER 1 nos indican que el contenido de sólidos de la primera pasta a sido obtenida. Se obtiene experimentalmente la relación del valor de la potencia con la concentración de sólidos en la primera pasta.
A una concentración de sólidos de 75 % corresponde una potencia de 42 KW
16
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Esta primera Pasta, descargada por la parte superior del MIXER 1, tiene su recepción en una tolva intermedia en donde se almacena, para luego ser descargado por tandas programadas.
Figura 9. Primera pasta
c. Recirculación de agua residual
El agua residual resultante del proceso de filtrado, llega al tanque barométrico y luego por una tubería de HDPE de 8 pulgadas de diámetro llega por gravedad a una poza de decantación de 450 m3 de capacidad ubicada en la parte inferior de la Planta, en donde se produce un proceso de sedimentación, el sólido queda en la parte baja y el agua limpia en la superficie. El agua limpia rebosa a otra poza, desde donde se bombea a un tanque ubicado en la parte superior de la Planta.
17
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 10. Agua Residual
3.5.3. Mezclado Para realizar el mezclado se utiliza un Mezclador de paletas, tipo Batch de 3.5 m3 de
capacidad, al que llamaremos MIXER 2. A la mezcla para obtener la Pasta, ingresan los siguientes elementos:
Primera Pasta de relaves
Cemento , tipo Pórtland I
Escoria molida
Agua
a. La primera Pasta de relaves Se obtiene del proceso de espesado y filtrado arriba explicado. Este Relave ingresa a una Tolva de 4 m3 de capacidad, que llamaremos de TAILING. El tailing se obtiene de alimentar a un mezclador continuo de 5 m3, el Keke transportado por faja, más un flujo controlado de pulpa espesada, obteniéndose de esa mezcla una pasta de relaves con un contenido de solidos de 75% Es ingresada a una tolva intermedia en donde se almacena para luego ser descargado por tandas programadas.
18
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
La tolva esta provista de sensores de peso que están enlazados a una válvula automática que se abre al estar la tolva vacía y se cierra cuando en la tolva se tiene el peso de diseño.
Figura 11. Mezclado
b. El Cemento Es tipo PORTLAND IPM a granel es ingresado a interior mina con Bombonas especialmente preparadas para las medidas de los accesos por rampa y galerías. Cada bombona ingresa 15 Toneladas por viaje. Luego mediante un sistema de descarga con aire comprimido a 20 psi de presión es llevado a un silo de 150 Toneladas de capacidad.
c. La Escoria molida Tiene un proceso de molienda en la Refinería de Pisco de propiedad de Minsur, luego es envasado en big bags de 1.5 Ton. y transportado a San Rafael. Es almacenado en un silo ubicado en superficie, de 250 Ton de capacidad. Luego se pasa a una Bombona y sigue el proceso similar al cemento para ingresar a un Silo de 150 Ton de capacidad ubicado en interior mina.
19
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Abastecimiento De Cemento Y Escoria
Figura 12. Cemento y Escoria
Preparación del BINDER
Los silos de Cemento y Escoria tienen bases cónicas que están conectadas a transportadores de tornillo. A través de ellos llegan a una misma tolva que llamaremos de BINDER. Esta tolva esta provista de sensores de peso, enlazados una válvula automática que se abre cuando está vacía y se cierra cuando la tolva tiene el peso de diseño.
Figura 13. Preparación de Binder
20
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
d. El agua Se obtiene del proceso de recirculación de agua residual arriba explicado. El ingreso de agua tiene como objetivo, el afinamiento de la medida del SLUMP, que viene a ser una medida de campo de la consistencia de la Pasta, que está relacionada a la concentración de sólidos o a la viscosidad de la Pasta. El sistema de Mezclado
Las cantidades la mezcla de los elementos que intervienen en la Pasta, son calculados en Peso, el Peso del BINDER (Cemento mas Escoria) esta calculada en proporción al peso seco del relave en la tolva de TAILING. A la Tolva de TAILING ingresa el relave Húmedo se toma su % de contenido sólidos y se calcula el Peso seco. En la tolva de BINDER el Peso de Cemento y Escoria son ingresados en proporciones dados en una receta obtenida en laboratorio. El ingreso de agua esta relacionada a la Potencia desarrollada por los motores del MIXER 2, que es transmitido a través de un transductor de Potencia. Para un Slump de 7.75 pulgadas, concentración de sólidos 73 %, corresponde una Potencia de 21 KW. El MIXER 2, cuenta además con un sistema de captación de polvo del cemento y escoria por medio de un colector que funciona con un succionador y agua insuflada para su evacuación.
21
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 14. Mixer
Las proporciones de Mezcla
Las proporciones de mezcla tienen como fundamento la obtención de una Resistencia a la Compresión de la Pasta a un determinado tiempo de curado. Las proporciones se programan para una tanda a la cual llamaremos BATCH. Cada BATCH es de 3.15 m3 en promedio Las proporciones en peso son las siguientes:
Relave acondicionado
Peso Humedo: 5405 Kg
Peso Seco : 4000 Kg
Peso Binder (7%): 280 Kg
Peso Cemento (40%) :112 Kg
Peso Escoria (60%) : 168 Kg
Peso de Agua : 150 Kg
22
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
El porcentaje del Binder es referido al Peso seco de los Relaves. Los porcentajes de Cemento y Escoria están referidos a su participación en el Binder. La características de la Pasta son las siguientes:
Slump: 7.75 Pulgadas
Concentración de Sólidos : 73 %
Densidad: 1850 gr /Lt
Descarga a la Tolva de Pasta
Estando dentro del MIXER 2, los materiales en las proporciones de diseño, el agua ingresará de manera fina y controlada hasta obtener el valor de la potencia de los motores del Mixer 2 seteadas a un valor determinado. Entonces se abre la compuerta inferior y descarga a una tolva, que llamaremos TOLVA DE PASTA. Desde esta tolva se alimenta la Pasta a la Tolva receptora incorporada a la Bomba de Pasta La preparación de cada Batch demora 142 segundos.
Figura 15. Descarga de Pasta
23
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
3.5.4. Bombeo El equipo usado es una Bomba de desplazamiento positivo, de modelo válvulas de
asiento, con dos pistones y unidad Hidráulica, al que llamaremos BOMBA DE PASTA. Esta bomba puede desarrollar presiones de trabajo de 1500 psi, y está diseñada para transportar fluidos No Newtonianos o de alta concentración de sólidos. La Pasta tiene un porcentaje de sólidos de 75 a 73 % de sólidos, lo que equivale a las medidas de Slump entre 7.5 y 7.75 pulgadas respectivamente. La medida del Slump se realiza utilizando un cono ce Abrahams, de una muestra que es sacada de la Tolva de Pasta. El rendimiento de la Bomba es de 80 m3/Hr en promedio. Es posible variar la eficiencia de la Bomba, donde el máximo es de 11 strokes por minuto equivalente a 100 % Las presiones que desarrolla la Pasta está en fundón de lo siguiente:
Consistencia de la Pasta
Longitud horizontal de la tubería
Figura 16. Bombeo
24
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
3.5.5. Distribución Subterránea
La Pasta se transporta a través de tuberías de acero al carbono y HDPE. El diámetro interno de la tubería en toda la extensión desde la Planta hasta el tajo es de 8 pulgadas. Las tuberías de acero, son especialmente fabricados para resistir altas presiones. Las tuberías Sch 80, en material API 5L Grs52, soportan hasta 2000 psi, se instalan a la salida de la Bomba. Las tuberías Sch 40, en material ASTM A53 GrB. Soportan hasta 100 psi, se instalan en los tramos horizontales de niveles intermedios. Las tuberías DR11 en material de HDPE, soportan hasta 50 psi, se instalan en los últimos 70 m de tubería antes de llegar al Tajo a rellenar. Las tuberías en tramos horizontales son de 6 metros de longitud con terminales vitaulic en cada extremo. Son unidas con acoples de empaquetadura externa, ajustado con pernos. El tipo a instalar corresponde a las presiones de las tuberías que se están uniendo.
Figura 17. Distribución Subterránea 25
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Para instalar tuberías que vayan a niveles inferiores, se han realizado taladros de 12 pulgadas de diámetro, en los cuales se instalan las tuberías llamadas BOREHOLES. soldadas una a otra. Estos taladros son de 60 grados de inclinación y unen los niveles siguientes:
Del nivel 4370 al nivel 4310
Del nivel 4310 al nivel 4200
Del nivel 4200 al nivel 4100
En el nivel 4150 se ha interceptado el taladro mediante una estocada y se conecta la tubería, para instalar la tubería horizontalmente en ese nivel. Por ejemplo para rellenar el Tajo 100 19, la tubería hace el siguiente recorrido:
Distancia vertical:
60 m, del nivel 4370 al 4310
110 m, del nivel 4310 al 4200
50 m, del nivel 4200 al 4150
Distancia Horizontal
100 m en el nivel 4310
60 m en el nivel 4200
250 m en el nivel 4150
26
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 18. Tuberia
En cada nivel está instalado Indicadores de Presión, para poder visualizar desde la Planta el estado del transporte de la Pasta a lo largo de la tubería. Sin embargo, estos Indicadores no dan resultado por su desgaste al estar en contacto con la Pasta.
Figura 19. Distribución subterránea
27
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
3.5.6. Limpieza De Tuberías
Al completar el Relleno o se tenga que parar la Planta por algún motivo relacionado a falla de equipos, se tiene que limpiar las tuberías. Para lo cual se tiene un sistema al que denominaremos FLUSH, que consiste en empujar la Pasta que queda en la tubería mediante agua más aire comprimido. Primero ingresa el agua durante 20 segundos para bajar la presión, luego sigue el aire comprimido a 100 psi de presión, durante 15 minutos. La verificación de que la tubería queda limpia se realiza mediante insp ección visual por personal al final de la descarga de la pasta por la tubería. Se tiene previsto un sistema para limpieza de la tubería en caso de atoro de la Pasta. Consiste en una bomba de agua a alta presión, puede desarrollar hasta 100 psi. Es un equipo portátil y se conecta a terminales dejados en cada nivel donde esta instalada la tubería. 3.5.7. Recepción En Los Tajeos
En cada tajo se tiene que hacer Barreras en las 5 ventanas de acceso al tajo desde el by pass del nivel inferior y en los 2 extremos límites del tajo en la dirección del rumbo de la veta al Norte y al Sur. Las barreras son de material de desmonte acumulado con Scoop. En la parte superior se completa con pircado de piedras, interiormente se coloca tela polipropileno y por fuera se tapa los vacíos que pudieran quedar con mezcla de cemento, yeso y agua.
28
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 20. Barreras de desmonte
La tubería sólo llega al nivel superior del tajo que se va a rellenar. Por ejemplo, para rellenar el Tajo 100 19, las barreras se realizan en el nivel 4100 y la tubería se instala hasta el nivel 4150. Se rellena desde dos puntos en este nivel, al extremo Sur y al extremo Norte. La Pasta forma un talud de 20 grados aproximadamente y se cambia la descarga de la tubería para nivelar el relleno.
Figura 21. Tuberia con relleno en pasta
29
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
3.6.Aplicación Del Relleno E n Pasta El método de explotación es de Tajeo por Subniveles, los niveles principales est án cada 50 m, y los niveles secundarios, a 25 m entre los niveles principales. La perforación en filas de taladros largos es en abanico, y una chimenea en VCR, como cara libre. La voladura es de arriba hacia abajo, la extracción es en los niveles principales con scoop tram y la extracción con volquetes de 20 ton de capacidad. Los Tajeos tienen las siguientes dimensiones:
Longitud: 100 m
Ancho: 10 a 15 m
Altura: 50 m
Estas aberturas tienen que ser rellenadas para que cumplan la función de:
Pared auto estable (Pilar)
Techo auto estable (Losa o Sill)
Según la evaluación Geo mecánica, se recomienda que el Relleno en Pasta para actuar como Pared auto estable, considerando que quedará expuesta una altura de 50 m, debe tener como Resistencia a la Compresión mínima: 410 KPa. El tiempo de curado lo determina el ciclo de minado, en este caso se establece que se minará los tajeos adyacentes, luego de 28 días de efectuado el relleno, la Resistencia a la Compresión es la capacidad de soportar cargas y esfuerzos Uniaxiales, se realiza un trabajo de laboratorio para determinar los valores de diseño del relleno en Pasta, para alcanzar el valor recomendado de resistencia a la compresión.
30
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS Tabla 1. Resistencia a la compresión Uniaxial respecto a la potencia de cuerpo
Potencia del Cuerpo (m) Altura (m)
5
10
15
20
25
25
150
250
330
400
450
50
160
300
410
510
600
75
170
320
450
570
670
100
170
330
470
600
720
Tabla 2. R.C.U. respecto a la potencia de veta
Potencia de la Veta (m)
Altura (m)
1.5
2
2.5
3
3.5
4
25
55
70
85
100
110
120
3.7.Control De Calidad De La Pasta Para efectuar el diseño del Relleno en Pasta, se realiza lo siguiente:
Análisis de distribución granulométrico del material a utilizar, en este caso los relaves, con las características explicadas en la Etapa de espesado
Luego se mezcla con el relave, el cemento, la escoria y el agua a diferentes proporciones, definidas en peso.
Se toma probetas para realizar ensayos a los 7, 14, 21, 28 y 56 días de curado
Los Ensayos se realizan en una Prensa de rotura a la compresión digital, que pueda detectar bajos valores.
31
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS Análisis Granulométrico DITRIBUCION GRANULOMETRICA 120.00
100.00
80.00
a s a P e
60.00
u q %
40.00
20.00
0.00 300
212
150
106
75
53
44
33
22
15
11
<11
Malla (Micrones)
Figura 22. Distribución Granulometrica
En esta curva de distribución granulométrica se puede apreciar el alto contenido de finos pasante a malla de 75 micrones, cerca a 75%, y el ultra fino al que conocemos como lamas, pasante a 22 micrones, cerca al 40 %. El porcentaje de ultra finos (lamas) excede al mínimo requerido por una Pasta: 15 %. Proporciones de mezcla
Para lograr la resistencia a la compresión de 470 KPa a los 28 días de curado se obtiene las siguientes proporciones referidos 1 m3:
Relave acondicionado
Peso Humedo: 1714 Kg
Peso Seco : 1279 Kg
Peso Binder (7%): 89 Kg
Peso Cemento (40%) :36 Kg
Peso Escoria (60%) : 53 Kg
32
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Peso de Agua : 50 Kg La Pasta tiene 73% de sólidos con una densidad de 1850gr/lt y Slump de 7.75 pulgadas.
Figura 23. Pasta
Preparación de probetas
Se preparan 3 probetas para cada ensayo, y obtener un promedio de los valores obtenidos, en total se preparan 15 probetas para cada diseño probado. Las probetas cilíndricas, según la norma ASTM, de tecnología de concreto pueden ser de las medidas de 6 pulgadas de diámetro y 12 pulgadas de altura, también de 4 pulgadas de diámetro y 8 pulgadas de altura.
Figura 24. Probetas
33
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Ensayos de rotura a la Compresión
La Prensa de rotura a la compresión se calibra para cada tipo de probeta.
Resistencia a la Compresión
600
500
400
KPa 300
200
100
0 7
14
21
28
Tiempo de curado (Días)
Figura 25. Relación resistencia a la compresión y tiempo de curado
En el gráfico se puede apreciar el incremento de la resistencia a mayor tiempo de curado. Los resultados de los ensayos efectuados confirman que el valor obtenido por el relleno en Pasta a los 28 días es el requerido por el estudio geomecánico para actuar como pared auto estable
Figura 26. Ensayos
34
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
3.8.I nstrumentación Todo el proceso puede ser arrancado, controlado y parado en automático, las válvulas, los sensores, los instrumentos de medición, los motores de los equipos están enlazados a un PLC, en donde se tiene programado la secuencia de la producción de pasta. El operador puede ejecutar los comandos a través de las pantallas IHM (interfase hombre-máquina), en donde además puede monitorear el desarrollo de proceso de preparación de Pasta.
Figura 27. Pantallas IHM
3.9.Costos De Operación El Costo del Relleno en Pasta está próximo a: 10 $/m3 de relleno puesto en el Tajeo, el cemento y la escoria representan el 60 % del costo total. En la actualidad se rellenan espacios vacíos dejados en años que se trabajo sin relleno en los niveles superiores, además de los niveles en donde se encuentra la explotación de los tajos. La inversión realizada comprende también enviar el relave a todas las aberturas existentes en la mina que no necesariamente cumplirán alguna función en la posterior 35
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
recuperación de mineral. Por lo tanto, el cálculo del costo no solo se relaciona al tonelaje de mineral extraído actualmente sino a los beneficios ambientales que se obtiene por no enviar relaves a las canchas de relaves superficiales.
Figura 28. Costos
3.10.
I nfluencia De La Geometría Del Tajo Y Secuencia De Minado Explotación del sector Block 10 de la mina San Rafael, secuencia de minado en retirada con dos niveles de explotación.
Resistencia de relleno requerida 450 Kpa (0.45 Mpa)
36
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 29. Sección típica con secuencia de minado
Figura 30. Vista Isométrica
3.11.
Dosificaciones De Cemento
Es importante conocer el incremento de resistencia que puede generar diferentes dosificaciones de cemento, para aplicar recetas de diseño de mezcla especificas en cada uno de los tajeos, con la finalidad de optimizar costos.
37
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 31. Resultados de Resistencia de relleno en pasta, a los 28 días de fraguado con cemento (100%)
Con la finalidad de reducir costos, se puede adicionar cementantes de bajo costo como es la escoria.
En la figura siguiente se muestra resultados de resistencia para diferentes dosificaciones de cemento y escoria, realizadas en la mina San Rafael.
Figura 32. con cemento (80%) y escoria (20%)
38
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 33. Con cemento (60%) y escoria (40%)
3.12.
Conclusiones El sistema de Relleno en Pasta, en Minsur, permitirá el uso de Relaves totales y escoria metalúrgica, residuos de procesos productivos reduciendo así el impacto ambiental de sus operaciones en San Rafael y en Pisco.
En la Mina San Rafael, permitirá la estabilización del macizo rocoso y por consiguiente la recuperación total y segura de pilares y puentes de mineral existentes en la mina.
Esta Planta es la primera en el Perú que cuenta con recursos tecnológicos de última generación, con una total automatización del proceso de obtención del relleno en Pasta y su transporte a los tajeos vacíos actualmente existentes.
Una Planta de Relleno en Pasta, requiere de una inversión muy grande en maquinaria, para lograr la separación de sólido-líquido a gran escala y su posterior traslado con alta concentración de sólidos
Solo de esta manera se puede utilizar los finos existentes en los relaves y obtener un relleno cementado.
39
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
El contenido de cemento en la Pasta, depende de la resistencia a la compresión que se requiere y como se ha explicado está ligado a la función que debe cumplir el Relleno en el ciclo de mina.
Es recomendable realizar un estudio analítico previo, que permita conocer las propiedades de los relaves cuando participan en una mezcla con cemento, y luego proyectar los costos operativos.
4. Relleno En Pasta En Unidad Minera Cerro Lindo – Milpo
La aplicación del sub level stoping en Cerro Lindo considera la aplicación del relleno en pasta como parte del método de minado, para hacer posible el minado y recuperación del yacimiento, y para una mejor disposición y uso del relave, al inicio de la presentación se explicó que el cuerpo mineralizado es dividido en tajos los mismos que son explotados en forma alternada, y es allí donde funciona el relleno, ya que hay tajos que tienen que minarse teniendo como hastial la parte rellenada en una altura de 30 metros por 30 metros de largo (900m² de superficie con relleno en pasta y como hastial lateral del tajo).- Por ello es que contamos con una planta de relleno en pasta y a la fecha se viene rellenando los tajos en cuanto quedan vacíos. El relleno en pasta es una mezcla de alta densidad con 10 a 25% de agua y partículas finas de sólidos en un estado coloidal (95% relave y 5% cemento) que se presenta como un fluido homogéneo en el cual no ocurre segregación granulométrica de las partículas, no muestra drenaje significativo de agua.
40
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
4.1. Ubicación Unidad Minera Cerro Li ndo – Milpo Se encuentra ubicado en el departamento de Ica, provincia de Chincha, distrito de Chavín a 175 km al SE de Lima y a 60 km del mar, a una altitud de 1850 msnm.
4.2. Acceso a Uni dad Minera Cerro Lindo- Milpo El acceso es de 180 Km por la Panamericana Sur hasta el paraje de Jahuay (Chincha) durante 2.5 h por vía asfaltada. Por vía afirmada se recorre 60 Km hasta la mina durante 1.5 h.
41
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
4.3. Parámetros de relleno Tabla 3. Parámetros de Relleno en pasta
ɵ
Relave general (gr/lt)
1,300 (29 – 30 %) solidos
ɵ Espesador
2,400 (75 – 78 %) solidos
ɵ Filtro
(gr/lt)
Delkor (gr/lt)
ɵ Promedio
(gr/lt)
2,700 (82,5%) solidos 2,800 (bombeo)
Sólidos en pasta (%)
84, 5
Eficiencia Prom. (m3/hr)
52 (relleno efectivo)
Slump (pulgadas)
7,8
Presión Bomba (bares)
120 – 140 (180 máx.)
Presión tubería (bares)
40 – 50 (80 máx.)
Tubería Sch- 80 de 8’’ ø
840 m. instalado
Costo ($/TM)
2,77
La resistencia según diseño apropiada para el relleno en el fondo del tajeo donde los esfuerzos son altos y utilizando una pasta con 3% de cemento por peso nos proporciona una resistencia de relleno de 1 Mpa (10,2 kg/cm²), a continuación, mostramos la resistencia obtenida en uno de nuestros tajos.
42
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
4.4.E valuación de las resistencias de las muestras de relleno del tajo 09 ( 5 % de cemento) Tabla 4. Resistencias de Relleno del Tajo 09 - Mina Cerro Lindo
N°
Muestra
Edad
Fc
Fc
(días)
Kg/cm2
Mpa
1
M8
14
5,46
0,53
2
M9
14
9,69
0,95
3
M10
14
8,62
0,85
4
M7
15
4,73
0,46
5
M13
16
11
1,07
6
M14
16
7,32
0,71
7
M11
18
11,67
1,14
8
M12
18
12,49
1,22
9
M9
19
12,67
1,24
10
M10
19
13,87
1,35
11
M1
21
11,62
1,14
12
M2
21
11,31
1,10
13
M3
21
11,47
1,12
14
M4
21
12,48
1,22
15
M5
22
11,29
1,10
16
M6
22
11,01
1,07
17
M7
23
14,21
1,39
18
M8
23
9,99
0,97
19
M5
27
12,72
1,25
20
M6
27
11,85
1,16
43
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 34. Resistencia de relleno en pasta en tajos
La adecuada resistencia del relleno será requerida en los tajeos para mantener una pared de relleno auto estable en el tajeo Primario, mientras el mineral del tajeo secundario adyacente es extraído. Considerando el peso del relave total de 28600 N/m3 y una altura de relleno de 30m, la UCS critica de diseño con un factor de seguridad de 1.5 es de 1 Mpa. (ec. Mitchel).
Figura 35. Pandeamiento
Figura 36. UCS
44
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
4.5.Consumo histórico de cemento en r elleno en pasta
Figura 37. Estadística de consumo
4.6.Caracterí sticas del relave cementado -
Curva granulométrica
Figura 38. Curvas granulométricas del relave en pa sta
45
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
-
Variabilidad de la granulometría del relave de Zn
Figura 39. Variabilidad del porcentaje de finos bajo la malla N° 200 del relave de la Mina Cerro Lindo
4.7.I nfluencia de la geometrí a del Tajo y Secuencia de minado -
Explotación de la Mina Cerro Lindo, secuencia de minado de tajeos primarios y secundarios, con dos y tres niveles de explotación.
-
Resistencia de relleno requerida 620 Kpa (0.62 Mpa) para dos niveles y 680 Kpa (0.68 Mpa) para tres niveles.
Figura 40. Influencia de la geometría del tajo
4.8.Comportamiento de la resistencia en el tiempo -
Evolución de la resistencia del relave cementado para diferentes edades de fraguado.
-
La influencia de factores químicos o físicos puede llevar a incrementar o disminuir la resistencia en el tiempo.
46
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 41. Evaluación de la evolución de la resistencia a la compresión simple del relave en pasta
4.9.E nsayos de resitencia in – situ -
Es importante realizar ensayos in – situ o pruebas de resistencia a partir de muestras inalteradas para conocer su resistencia real y su variabilidad.
-
El gráfico muestra la variabilidad de la cohesión y ángulo de fricción para el relleno en pasta con dosificación de cemento de 3%.
Figura 42. Resultados de ensayos triaxiales UU del relleno en pasta con muestras inalteradas de 5 tajeos.
47
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
-
Se puede realizar ensayos SPT para estimar la resistencia del relleno cementado a lo largo de la profundidad del tajeo.
Figura 43. Análisis de la variabilidad de la resistencia a la compresión estimada a partir de los ensayos SPT
-
La humedad de los tajeos se mantiene uniforme a lo largo del tiempo de fraguado.
Figura 44. análisis de la variabilidad de la humedad del relleno con relación al tiempo de fraguado
4.10. -
Retro – análisis de estabilidad Para validar la resistencia in – situ del relave cementado es necesario realizar retro – análisis de estabilidad.
-
En las figuras muestran un resumen de retro – análisis de estabilidad en 14 tajeos que fallaron en la mina Cerro Lindo donde se estimó que para un Phi de 22° se tiene una cohesión promedio de 112 Kpa (mezcla on 3% cemento).
48
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Figura 45. Simulación de Retro- análisis de estabilidad
4.11. -
Conclusiones La disposicion relave cementado en interior mina ofrece multiples beneficios operativos y oportunidades de optimizacion de costos de operación.
-
El consumo de cemento representa entre el 50% a 80% del costo de operación del relleno cementado, razon por la cual es necesario realizar diseños optimos.
-
Los diseños deben ajustarse a la dispersion de los insumos, condiciones operativas y conversar con el plan de minado, para garantizar una adecuada aplicación de relleno cementado.
49
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS Conclusiones Generales
El Relleno en pasta se originó con la necesidad de ahorrar energía, disminuir costos de producción y contribuir a mejorar las condiciones ecológicas en las minas. En los tajos en cuerpos el volumen mensual que se rellenaba era de 50,000m3, Nos encontramos en una etapa de pasar de cuerpos a vetas angostas, por lo tanto, se rellena más tajos con menos volumen. Este hecho influye en lo siguiente: La reducción de consumo de cemento puesto que la resistencia a la compresión requerida es menor. Lo que aumenta es el costo en preparación de los tajos, que incluye la mano de obra, barreras y tuberías El costo de mantenimiento se incrementa por el tiempo de uso de los equipos de la Planta de Relleno, el consumo de escoria disminuye en menor proporción que el cemento. La aplicación de Relleno en Pasta cumple una función estructural, restablece la estabilidad del macizo rocoso y por consiguiente permite lo siguiente:
◦
La recuperación total y segura de pilares de mineral existentes en la mina.
◦
La continuidad del minado a niveles inferiores.
Con una adecuada tecnología de separación solido-liquido, que requiere inversión en maquinaria, se puede utilizar los finos existentes en los relaves y obtener un relleno cementado. Es recomendable realizar un estudio analítico previo que permita conocer las propiedades de los relaves cuando participan en una mezcla con cemento y luego proyectar los costos operativos.
50
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS Bibliografía
Cerro Lindo, Milpo (2012). Expansión de la producción de 10K a 15K tpd. Minería y 7777. Recuperado de Desarrollo caso Cerro Lindo, 1(1), http://www.iimp.org.pe/website2/jueves/ultimo301/jm20121025_milpo.pdf Cabrera, J. (2017). Aspectos Geotécnicos del relave cementado en la aplicación del método minado sublevel stoping. 5-21. Recuperado de SRK Consulting, 1 (1), https://www.latam.srk.com/sites/default/files/file/JCabrera_Aspectos_geotecnicos_del_relave _cementado_en_la_aplicacion_2017.pdf Castañeda, S., Lezama, J. y Ampuero, J. (2015). Sistema de Relleno con mortero de relave para mejorar la confiabilidad del sostenimiento en la minería subterránea. Sinergia e Innovación, 1741. Recuperado de 3(2), http://revistas.upc.edu.pe/index.php/sinergia/article/viewFile/433/389 Cantorin, O. (2015). Relleno en Pasta en la Unidad Minera San Rafael. CIA minera MINSUR, 1(1), 1- 9. Recuperado de https://es.scribd.com/document/81102741/MIN-2-Relleno-en-PastaUnid-San-Rafael-oscar-Cantorin Ingenieros, CESEL. (2006). Plan de Cierre de la Unidad Minera de Acumulación Quenamari – San Rafael – MINSUR. Resumen Ejecutivo San Rafael, 1 (1), 1- 14. Recuperado de https://es.scribd.com/doc/103166716/Minera-San-Rafael Saldivar, K. (2016). Relleno con pasta “Unidad Minera San Rafael” (Trabajo de Investigación). Universidad Nacional de Piura, Piura, Perú. Cantorin, O. (2013). Relleno en Pasta en la Unidad Minera San Rafael. CIA minera MINSUR, 1(1), 1- 38. Recuperado de https://es.scribd.com/document/269518640/Jm-20130228 Cerro Lindo, Milpo (2010). La minería y su importancia en el desarrollo nacional y en la región Ica. Resumen 263. Recuperado de Ejecutivo Cerro Lindo, 1 (1), https://es.scribd.com/document/259567749/MINA-CERRO-LINDO-ICA-pdf Bernaola, H. (2007). Minado por Sublevel Stoping Milpo. Informe Operaciones mina Milpo, 1(1), 1- 9. Recuperado de https://www.slideshare.net/rasecbiscoxo/minado-por-sub-levelstoping-milpo-cerro-lindo
51
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS Anexos
Ilustración 1. Diseño de Unidad Minera Cerro Lindo
Ilustración 2. Planta de relleno en pasta 1 y 2
52
RELLENO EN PASTA – EJEMPLOS DE DOS MINAS
Ilustración 3. Oficinas, campamento y planta, Unidad minera Cerro Lindo Milpo
Ilustración 4. Casos de Colapso de taludes de relleno cementado, Cerro Lindo.
53