RELLENO HIDRÁULICO DEFINICIÓN El Relleno Hidráulico es una alternativa para rellenar los tajos explotados por el método de Corte y Relleno; esta alternativa empleada en el Perú desde mediados de la década de los años 60, se introdujo con la finalidad de incrementar la productividad, mas no con fines ecológicos. El Relleno Hidráulico, que es más eficiente que el Relleno Neumático, el Relleno Hidroneumático y el recientemente introducido Relleno en Pasta, fue el que en muchos casos reemplazó al Relleno Detrítico o Relleno Sólido transportado en carros mineros o en camiones, desde las canteras hasta los tajeos y a un costo mucho más elevado que los otros métodos de relleno que se efectúan transportando los sólidos en medios fluidos por tubería e impulsados por bombas. El Relleno Hidráulico, así como cualquier método de relleno tiene dos fines primordiales: El primero es servir como piso de trabajo para efectuar la perforación, el disparo y el acarreo de mineral, y el segundo es servir de sostenimiento para que la mina no colapse debido al incremento de áreas abiertas. La preparación para relleno y el relleno son parte de las etapas de minado, dentro del ciclo de explotación por el método de Corte y Relleno, ya sea ascendente o descendente. Estas actividades de preparación para relleno y el relleno ocupan del 30% al 40% de tiempo empleado dentro del ciclo. Debido a la premura con que se deben ejecutar las actividades del ciclo de minado, el relleno debe cumplir ciertos requisitos de granulometría y velocidad de percolación o índice de permeabilidad. El relleno hidráulico podría ser parte del relave desechado por la concentradora o cualquier material rocoso, aluvial o coluvial, sometido al proceso de chancado, tamizado, molienda y cicloneo. Generalmente, se utiliza el relave desechado por la planta concentradora para ciclonear, a fin de pasar las arenillas del relave (superiores a la malla 200), las que caen a un tanque de agua donde es mezclado mediante un agitador. Esta mezcla de la arenilla del relave con el agua es el relleno hidráulico, el que es lanzado por una bomba de lodo reciprocante, a fin de ser transportado mediante una tubería de alta presión de doble capa, con la pared interior de acero de alta aleación, templado a 600 brinell de dureza. La potencia de la bomba y el diámetro de la tubería son calculados en función de las condiciones y requerimientos que se presenten particularmente en cada mina; asimismo, los costos de inversión y de operación obedecerán a parámetros particulares de cada caso.
Los finos del relave, resultantes del cicloneo, serán enviados a un depósito o cancha de relaves. PUNTOS IMPORTANTES
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Son los más usado actualmente en minería de Cut and Fill
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El diseño consiste en encontrar una curva granulométrica de arena o material de relave que junto a una cantidad de agua se comporte como una pulpa de fácil manejo a través de cañerías y ductos de vaciado
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Los parámetros a considerar en él diseño de la curva granulométrica a ser utilizada en la pulpa debe considerar lo siguiente: –
El tamaño máximo y su volumen de material grueso que puede ser transportado sobre la velocidad crítica de transporte
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El tamaño mínimo y su volumen que permitirá un drenaje adecuado
CURVA GRANULOMÉTRICA PARA RELLENOS HIDRÁULICOS
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Partículas de mayor tamaño son difíciles de mantener en suspensión aún cuando se transporte a velocidades sobre la crítica
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También las partículas de mayor tamaño aumentan el desgaste de los ductos de transporte exponencialmente
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La fracción de material fino influirá en la velocidad a la cual se puede drenar la pulpa para vaciar el exceso de agua.
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La velocidad de drenaje del exceso de agua debería ser no menor a 2.5 cm/hr
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La cantidad máxima de finos para evitar liquefacción producto de potenciales cargas dinpamicas es de 8% en peso de material bajo 20 micrones u 800 mallas.
UTILIZACIÓN DE RELLENOS HIDRÁULICOS •
Se utiliza en cut and fill convencional u overhang cut and fill
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En algunos casos se utiliza equipos de drenaje especial para acelerar el proceso de percolación el cual resulta ser la etapa crítica del proceso productivo
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Se debe cuidar el evitar la remoción de la porción fina del material producto del drenaje rápido de agua.
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La velocidad de transporte de la pulpa debería estar en el rango 1.3-1.7 m/s
• RESISTENCIA DE RELLENOS HIDRÁULICOS
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El ángulo de fricción aparente depende de la angularidad de los fragmentos de arena y su compactación
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El índice de huecos de rellenos hidráulicos es del orden de 70%. Lo cual implica una densidad de 1.6.
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El ángulo de fricción de falla es de 37 grados
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No se considera cohesión ya que es arena suelta. Sin embargo, en realidad como la arena está húmeda se cohesión aparente debido a la succión producida en los poros y capilares
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En estas condiciones la altura máxima de relleno que se puede mantener estable es de 3-4 m
PARÁMETROS DE RESISTENCIA DE RELLENOS HIDRÁULICOS CEMENTADOS
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Para aumentar la cohesión del relleno se incorpora cemento en la pulpa de modo de mejorar sus condiciones de resistencia
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La resistencia de un relleno con cemento está dada como función del contenido de cemento y el tiempo de curado por la siguiente relación
c A BC 2 log t KPa A 30 B5
