CAPITULO VI SISTEMA DE RELLENO CEMENTADO 6.1.
GENERALIDADES
La utilización del relleno con resistencia es un elemento clave en la mayoría de los métodos de minado exitosos de alta extracción. La calidad de relleno y la velocidad de colocación controlan la velocidad de producción. Estos requerimientos han llevado al desarrollo de rellenos cementados. Antes de discutir el rol del relleno en el minado, mencionaremos algunos tipos de relleno más usados en minería:
Relleno detrítico, constituido por desmonte de mina
Relleno hidráulico, compuesto por relave total y agua bombeado por tubería
Rock Fill.- Desmonte no chancado, usualmente development mullock, tipped directamente a los tajos o vía chimeneas para la transferencia de relleno.
117
Paste Fill, que es el relave más lechada de cemento
Concreto pobre, constituido por agregados, cemento y agua con los principios de la fabricación de concretos.
Los agregados componentes del hormigón factible de ser utilizados como rellenos cementados subterráneos, requieren ser investigados en sus características físicas y contenido de sulfatos y cloruros para determinar su idoneidad y la dosificación optima de ellos en cuanto a resistencia deseada, la fluidez, durabilidad y la economía.
El éxito de una mina tanto en seguridad como en productividad radica plenamente en la oportuna estabilidad del vacío creado propio de una explotación, por lo cual habiendo varios tipos de relleno. Cada uno de ellos son empleados dependiendo del tipo de explotación subterránea, Iscaycruz opto
por
el
sistema
de
relleno
cementado
la
cual
se
presta
satisfactoriamente al método de explotación usado en esta mina, por lo cual velando también por la correcta estabilidad del macizo rocoso se opto por un laboratorio de concreto en la que se hace un minucioso y correcto estudio, prueba y análisis del relleno a fin de que su uso en mina sea segura y confiable en las futuras operaciones en niveles inferiores.
118
El ciclo de relleno cementado es el siguiente:
Preparación de agregados (gravas y arenas) en la planta de agregados.
Dosificación y preparación de mezcla en la planta de concreto.
Transporte y colocación en la zona de tajeos.
6.2.
OBJETIVOS
DE
LA
APLICACIÓN
DEL
RELLENO
CON
AGREGADO CEMENTADO La idea es la de diseñar el Relleno Cementado a utilizar, a fin de obtener un techo seguro después del relleno y continuar con las operaciones de minado debajo del relleno; optimizar los costos que demande su producción, transporte y colocación; asegurando un buen comportamiento, frente a caídas grandes de la mezcla, mayores a 200 mts, en donde no se puede controlar
completamente
la
homogeneidad,
cohesión,
exudación
y
segregación del concreto. Por ende es difícil obtener las resistencias requeridas
Los requerimientos técnicos para un mejor rendimiento del relleno están siendo cada vez de mayor demanda, al mismo tiempo, los costos están disminuyendo. El reto es producir y emplazar suficientes cantidades de relleno disponible, con materiales de bajo costo que satisfagan los requerimientos del método de minado. Únicamente por medio de la consideración del relleno como parte total de la operación puede elegirse la mejor opción.
119
6.3.
RESISTENCIA DEL RELLENO CEMENTADO
Analizando cómo va el minado del cuerpo mineralizado, se observa que los requerimientos de la resistencia requerida para cada uno de los tajeos, dependerá de los siguientes criterios:
El relleno deberá tener una resistencia Compresiva adecuada para que pueda trabajar como pared auto estable en todos los niveles, solamente se expondrá 10 m. de altura.
El relleno deberá soportar el empuje de las cajas laterales en todos los niveles.
El relleno entre los niveles -08 a -09 actuara como un techo auto estable para que el minado proceda hacia abajo.
También se evaluara que el relleno cementado del Nv -8 al Nv -7, deberá soporta el empuje del techo del Nv -7.
En base a estos criterios de requerimiento de resistencia se realizaron los cálculos respectivos: a.
Como Pared Auto estable.
Resistencia RC = n&h/(1+h/l) n factor de seguridad. & densidad del relleno cementado.(Nm/m3) h Altura del tajeo. (m) l Longitud del tajeo vista de planta (m).
120
Cuadro N° 02
b.
Niveles
Longitud del tajeo
Resistencia (MPa)
-7 al -8
35 m
0,549
-8 al -9
40 m
0,573
-9 al -10
45 m
0,592
Para soportar la presión lateral (empuje de cajas). Resistencia RC = n(&o)ha/(Kl) n factor de seguridad. &o densidad sobrecarga (MN/m3) h Profundidad de la sobrecarga. (m) a ancho del tajeo (m) l Longitud del tajeo vista de planta (m). K = (1+sen 0) / (1 - sen 0).
Para el análisis del -7 al -12 se tomaron los siguientes datos: &o densidad de la sobrecarga = 0,026 MN/m3 n = 1,5 a = 5 m. l = 5 m. ө = 30°
121
Cuadro N° 03 Profundidad de la Niveles
Resistencia (MPa) sobrecarga
c.
-7 al -8
110 m.
1,430
-8 al -9
127 m.
1,651
-9 al -10
144 m.
1,872
Para soporte del techo del Nv -8 al -7
Datos: n = 1,5 &o densidad sobrecarga (relleno) = 0,024 MN/m3 h altura del tajeo = 13.5 m La Resistencia es de 1,458 Mpa, pero para la secuencia del minado el pilar de Relleno cementado se asume ½ de la carga y el otro ½ se asume a la roca, es decir, que la carga efectiva es igual a 0,729 Mpa. d. Para soporte como techo auto estable del Nv -12 al -11. Ancho del tajeo 5m Altura del tajeo 10 m. Altura de la Losa 10 m. & relleno cementado 0.024 MN/m3 Esfuerzo vertical <> 2 h
34 m.
8Kg/cm2
122
Donde el requerimiento de resistencia es de 2.478 Mpa para un factor de n=1.5
Los Requerimientos de resistencia para cada uno de los niveles es de: Cargas requeridas o
Resistencia Total
calculadas (Mpa)
(MPa)
-7 al -8
0.549 + 1.430 + 0.729
2.708
-8 al -9
0.573 + 1.651
2.224
-9 al -10
0.592 + 1.872
2.464
Niveles
123
RELLENO CEMENTADO CALCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA
Pag 2 hsq may-01
SUPERFICIE
CALCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA g = 9.81 m /seg
g = 9.81 m /seg
Futura Cara de Exposicion
lg
Densidad Insitu Relleno Relave Cemento Agua
2,608 Kg / m3
124
Figura Nª 04 RESISTENCIA DEL RELLENO CEMENTADO
125
CALCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA El cálculo requerido para determinar la resistencia compresiva en un relleno cementado al exponer una cara de relleno cuando un pilar de mineral adyacente se extrae es :
( Ref.: Black Mountain Mine, South Africa; Tara Mines, Irlanda)
RC = d * g * ht 1+ht / lg
= KN / m2 (Kpa)
Resistencia RC = compresiva d = Gravedad especifica del relleno insitu : relaves + cemento + agua retenida ( en este caso % de humedad del relleno insitu). g = Gravedad (m/seg2) ht = Altura vertical en metros, entre el piso del tajeo minado y la cobertura de superficie lg = Longitud maxima o parcial en metros de la futura cara expuesta del relleno cementado. DATOS : Ejemplo :
Exposicion de tajeos de 15 mts de longitud : d= 2.61 Ton / m3 g= 9.81 m / seg2 ht = 140.00 mt.( -3 )
Estela
126
lg = RC =
15.00 mt. 346.63 Kpa 3.53 Kg / cm2
1 psi =
=
6.985 KN m2
=
6.985 Kpa
0.35 Mpa
1 KN =
1,000
Kgs . m seg2
1 Pascal =
2.6
x
1,000
kg
x
9.81 m
m3
RC =
2.6
x
x
140
98.066
m
seg2 1
RC =
1 Kg / cm2 = 98,066 Pascal
1 N m2
1 KN
+
140.00 m 15.00 m
x
140
x
1 m2
10.33 364
x
K
x
x
K
x
RC =
N m2
10.33 364
1 Pascal
RC = 10.33
127
RC =
Ejemplo :
364 10.33
Kpa
RC =
35.23 Kpa
RC =
0.36 Kg cm2
RC =
0.035 Mpa
Exposicion de tajeos de 20 mts de longitud : d= 2.61 Ton / m3 2.61 Ton / m3 g= ht = lg = RC =
9.81 140.00 mt.( -3 )
9.81 300.00 mt.( -7 )
Estela 2.61 Ton / m3 9.81 370.00 mt.( -12 )
20.00 mt.
20.00 mt.
20.00 mt.
447.73 Kpa
479.71 Kpa
485.45 Kpa
4.56 Kg / cm2
4.89 Kg / cm2
4.95 Kg / cm2
0.45 Mpa
0.48 Mpa
0.49 Mpa
128
Exposicion de tajeos de 25 mts de longitud :
Ejemplo :
Estela
d=
2.61 Ton / m3
2.61 Ton / m3
2.61 Ton / m3
g=
9.81
9.81
9.81
ht = lg = RC =
140.00 mt.( -3 )
300.00 mt.( -7 )
370.00 mt.( -12 )
25.00 mt.
25.00 mt.
25.00 mt.
542.70 Kpa
590.41 Kpa
599.13 Kpa
5.53 Kg / cm2
6.02 Kg / cm2
6.11 Kg / cm2
0.54 Mpa
0.59 Mpa
0.60 Mpa
Exposicion de tajeos
Ejemplo :
Tinyag
Chupa
d=
2.61 Ton / m3
2.61 Ton / m3
g=
9.81
9.81
ht =
150 mt. (Nv.4533)
300 mt. (Nv.4533)
lg = RC =
20 mt. 451.49 Kpa
20 mt. 479.71 Kpa
4.60 Kg / cm2
4.89 Kg / cm2
0.45 Mpa
0.48 Mpa
129
RESISTENCIAS EN Mpa Porcentaje de Cemento de 5% EDAD
Mpa
7 DIAS
2,91
14 DIAS
4,16
21 DIAS
6,26
RESISTENCIAS EN Mpa Porcentaje de Cemento de 3%
6.4.
EDAD
Mpa
7 DIAS
2,36
14 DIAS
3,10
21 DIAS
4,71
Diseño de Mezcla
La adecuada selección de los materiales integrantes de las mezclas; el conocimiento profundo de los materiales del concreto; los criterios de diseño de las proporciones de la mezcla más adecuada para cada caso; el proceso de puesta en obra; el control de la calidad del concreto; y son aspectos a ser considerados cuando se construye estructuras de concreto que deben cumplir con los requisitos de calidad, seguridad, y vivencia en el tiempo que se espera de ellos
130
DOSIFICACIONES DE CONCRETO Relleno Cementado Dosificación para 1m
Resistencia de Diseño a los 21 días 3
Pe Cemento
3,15 g/cm
3
Pe Zarandeado
2,46 g/cm
3
Pesos Secos % CEMENTO 5%
4,0%
3,5%
3,0%
2,5%
2,0%
Cemento (Kg.)
120
106
92
80
70
65
Zarand. (K.) Agregado Global
1960
1993
2026
2055
2079
2087
84
75
66
58
52
50
Relación A/C
0,70
0,71
0,72
0,73
0,74
0,77
Densidad
2,165
2,175
2,185
2,194
2,201
2,203
6,0 Mpa
5,0Mpa
3,5 Mpa
3,0Mpa
Agua
(Lt.)
f'c=
6.5.
4,0Mpa
COMPONENTES
6.5.1.
Áridos
Los áridos o granos utilizados para la confección del concreto pobre para relleno, deben responder a las mismas exigencias que las relacionadas al concreto normal: a) Deben ser lo suficientemente limpios, duros, resistentes y de calidad uniforme. Su forma debe ser redondeada o cúbica con un contenido menor del 15% de partículas planas, delgadas o alargadas. La partícula alargada es aquella que tiene su máxima dimensión cuatro veces mayor
131
que la mínima dimensión. Como norma general en ningún caso se empleara tamaños superiores a los 25 mm. Deben estar exentos de limos, arcillas, materias orgánicas y de cualquier otra sustancia que pueda reaccionar perjudicialmente con los álcalis que contenga el cemento. La granulometría de los áridos depende del objeto de la aplicación del concreto proyectado. No existen composiciones ideales de granos. La calidad del concreto proyectado se encuentra condicionado por numerosos factores que dependen entre sí y son susceptibles de cambiar en cada caso; por esta razón la curva granulométrica debe adaptarse a menudo a las situaciones de cada caso del concreto. b) Debe tener un contenido suficientemente elevado de filler, ya que el poder adhesivo del concreto proyectado depende de las partículas finas que se unen al cemento para formar la pasta aglutinante. La fijación del concreto proyectado a la superficie de aplicación y su impermeabilidad, está sujeto al contenido de sustancias finas. c) De acuerdo a la experiencia, el tamaño ideal de un grano máximo debe ser de 16 mm. Aproximadamente, con el cual se puede obtener un concreto técnicamente aceptable para las diferentes exigencias. d) Los áridos rodados son los más apropiados que los triturados o molidos, porque los triturados son menos sólidos y exigen mayor cantidad de cemento debido a su mayor superficie específica, aumenta el porcentaje del rebote. La forma de aristas vivas de los granulados triturados
132
aceleran el deterioro de las piezas de las máquinas, tuberías, mangueras y otras instalaciones por su mayor poder abrasivo. e) La humedad propia de los áridos debe ser adecuada. Una humedad inferior al 3% provoca una cantidad excesiva de polvo molestando al gutinador, además de que la carencia de humedad no permite la hidratación preliminar del cemento. La humedad mas elevada del 6% u 8% provoca perturbaciones en las instalaciones, a lo largo del conducto del flujo de la mezcla se forman estrechos que reducen la capacidad de transporte, llegando incluso a obstruirlo totalmente. Por estas razones, la humedad ideal de los áridos es la humedad natural del suelo, aproximadamente 5%, que se presta mejor para la proyección por la vía seca. Además, la humedad natural permite una mejor dosificación, por cuanto determina su peso específico. Las variaciones de humedad del 3% al 6% determinan pesos específicos comprendidos entre 1,450 y 1,490 kg/m; mientras que una humedad que varía del 2% al 8% hace que el peso específico fluctúe de 1,440 a 1,540 kg/m.
6.5.2.
Cementos
En los casos en que el concreto vaya a estar expuesto a la acción de suelos o aguas subterráneas con alta concentración de sulfatos, debe emplearse cemento resistente a los sulfatos.
133
En los casos en que el concreto vaya a estar expuesto a la acción de suelos o aguas subterráneas con alta concentración de sulfatos, debe emplearse cemento resistente a los sulfatos (Pórtland II o V). En casos en que los cálculos estructurales requieran una elevada resistencia inicial, se recomienda agregarle un aditivo acelerante de fragua
6.5.3.
Agua
El agua para la mezcla debe estar exenta de sustancias que puedan dañar al concreto o al acero. Los límites máximos de cloruros y sulfatos en peso serán los siguientes: Cloruros expresados en Ion Cloro (Cl ): 6,000 p.p.m. Sulfatos expresados en Ion Sulfato (SO ): 1,000 p.p.m. El agua de la mezcla amasado del concreto se compone del agua de humedad natural más el agua adicional agregado. La dosificación del agua en el amasado se expresa en la relación agua / cemento; sin embargo es necesario considerare que una parte del agua de amasado se pierde con el material de rebote y con el polvo de proyección.
6.5.4.
Aditivos
Los aditivos son sustancias químicas que se añaden a la mezcla del concreto proyectado para modificar ciertas propiedades, que mejoren sus cualidades, eviten el rechazo, aceleren el trabajo y contribuyan a obtener una buena estanqueidad.
134
6.6. 6.6.1.
PROPIEDADES Aspecto
La superficie natural del concreto proyectado es rugosa, dependiendo de la granulometría de los áridos y de la técnica de su proyección. La habilidad del gunitador para esparcir el chorro de concreto determina el aspecto de la superficie. En caso necesario se puede eliminar la rugosidad mediante fricción o lisado inmediatamente después de su colocación. Esto se hace cuando las especificaciones técnicas de la obra exigen una superficie lisa, ejemplo en el caso de túneles o canales hidráulicos.
6.6.2.
Adherencia
La propiedad más exigente del concreto proyectado es su adherencia a la superficie de aplicación, lo cual depende de las siguientes condiciones: a) Que la superficie de aplicación se encuentre totalmente limpia, exenta de sustancias y costras que comprometan su adherencia. b) Del grado de rugosidad de la superficie, tales como: rocas angulosas, muros de mampostería, superficies de concreto sin acabado, etc.
6.6.3.
Estructura
El concreto pobre para relleno difiere del concreto clásico en su balance de materiales tales como relación agua / cemento y mayor cantidad de finos,
135
6.6.4.
Densidad aparente
La densidad aparente esta determinado por el contenido de la pasta de cemento y la porosidad total, que varía de 2,100 a 2,200 Kg./m, que es mas bajo que el concreto clásico.
6.6.5.
Permeabilidad
La permeabilidad al agua de un concreto pobre para relleno es alta, debido a la permeabilidad que produce la baja cantidad de contenido de cemento,
6.7.
CARACTERÍSTICAS DE LOS AGREGADOS DISPONIBLES
6.7.1.
TIPO DE AGREGADOS:
HORMIGON: mezcla natural de proporciones arbitrarias, de agregado fino y grueso. AGREGADO GRUESO ROCOSO: constituido por grava natural. RELAVE:
es
el
excedente
del
mineral
tratado
en
la
planta
concentradora. AGREGADO FINO: consiste en arena natural de río.
6.7.2.
UBICACIÓN DE CANTERAS:
CANTERA NORTE: Frente al campamento central y al este de la laguna Quellaycocha con un acceso de 600 metros de la carretera principal, donde se obtiene el hormigón.
136
CANTERA CENTRAL: Frente a las oficinas principales de la Mina, a inmediaciones de la Planta de Concreto con un acceso de 200 metros, donde también se obtiene el hormigón. CANTERA SUR: Frente al campamento de la Contrata Minera San Martín a inmediaciones de la Bocamina sur (línea de extracción), con un acceso de 400 metros de la carretera principal. CANTERA YANAMAYO – NAVA: Ubicado a 49 Km. de Iscaycruz de la vía Iscaycruz – Oyón – Churîn, en las orillas del río Huaura, sector Yanamayo.
6.7.3. 6.7.3.1.
CARACTERISTICAS FISICAS DE LOS AGREGADOS: HORMIGON:
Se obtiene de las canteras norte, centro proveniente de la formación geológica Chimú, consistente en cuarcita y con la siguiente composición mineralógica:
Contenido de Pb
0,04%
Contenido de Zn
1,11%
Contenido de Cu
0,01%
Contenido de Fe
1,68%
Contenido de Ag
0,19%
137
Características Físicas Peso específico de masa
2,62 g. / cm3.
Peso específico S.S.S.
2,64 g. / cm3.
Porcentaje de absorción
0,60 g. / cm3.
Porcentaje que pasa 74 micrones
5,28 %
6.7.3.2.
AGREGADO GRUESO ROCOSO:
Se obtiene de la cantera sur, proveniente de la formación geológica Chimú, consistente en cuarcita de la siguiente composición mineralógica:
Contenido de Pb
0,01%
Contenido de Zn
1,12%
Contenido de Cu
0,00%
Contenido de Fe
0,57%
Contenido de Ag
0,02%
Características Físicas Peso específico de masa
2,59 g. / cm3.
Peso específico S.S.S.
2,61 g. / cm3.
Porcentaje de absorción
0,50 g. / cm3.
Porcentaje que pasa 74 micrones
2,87 %
138
6.7.3.3.
AGREGADO FINO:
ARENA: proveniente del río Huaura sector Yanamayo producto del desgaste mecánico, con la siguiente composición mineralógica:
Contenido de Pb
0,01%
Contenido de Zn
1,12%
Contenido de Cu
0,00%
Contenido de Fe
0,57%
Contenido de Ag
0,02%
Características Físicas Peso específico de masa
2,60 g. / cm3.
Peso específico S.S.S.
2,64 g. / cm3.
Porcentaje de absorción
1,60 g. / cm3.
Porcentaje que pasa 74 micrones
5,40 %
6.8.
PLANTA DE AGREGADOS
La planta chancadora de piedras consta de maquinarias utilizadas para transformar los grandes bloques de piedras en piedras pequeñas, arenilla y arena, para escalas de producción y están ubicadas en función a las canteras de abastecimiento.
139
6.8.1.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.
A pesar del tipo de planta, el proceso de manufactura es básicamente el mismo, requiere sólo dos pasos simples. A. Las piedras son alimentadas a la tolva, seguidamente son transportada por el Belt Feeder y al alimentador vibratorio a la chancadora de quijada. B. Luego las piedras chancadas pasan a la faja transportadora para su almacenamiento en stop pile de agregados. Nota: Debido a las características y tamaño de las piedras como producto final, pues es necesario contar con diferentes tipos y tamaños de agregados.
6.8.2.
DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA
6.8.2.1. CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN. La capacidad de producción más económica para estos tipos de plantas es de 60 metros cúbicos por hora, y los siguientes puntos son desarrollados teniendo en cuenta esta capacidad de producción.
6.8.2.2. MATERIAS PRIMAS La única materia prima utilizada en esta planta son las rocas de las canteras existentes con 40” de diámetro como máximo.
6.8.2.3. MAQUINARIA Y EQUIPO. Tolva de Almacenamiento 25 m3
01 Unidad
Belt Feeder de 36”
01 Unidad
140
Alimentador Vibratorio
01 Unidad
Chancadora Primaria 20”x60”
01 Unidad
Faja Transportadora de 24”
01 Unidad
Tablero de control
01 Unidad
6.8.2.4. DISPONIBILIDAD MECÁNICA. La disponibilidad mecánica de la planta 88,17% donde tuvo una disminución de un porcentaje de 1,57%. Foto N° 04 PLANTA CHANCADORA DE AGREGADOS
6.9.
Planta de Concreto
Es una instalación utilizada para la fabricación del concreto a partir de la materia prima que lo compone: agregados, cemento y agua, así también puede incluir otros componentes como fibras de refuerzo o aditivos. Estos
141
componentes que previamente se encuentran almacenados en la planta de concreto, son dosificados en las proporciones adecuadas, para ser mezclados en el caso de centrales mezcladoras o directamente descargados a un volquete en el caso de las centrales dosificadoras.
Según el tipo de concreto que se produce. Plantas de mezclado: para la producción de concreto premezclado, Incluyen una mezcladora, que es la encargada de homogeneizar la masa de concreto. Según el sistema de acopio de agregados Plantas verticales. En este tipo de plantas, el acopio de agregados se realiza en la parte superior de la planta, de manera que debe hacerse una elevación de los mismos previa al almacenamiento. La ventaja de este sistema es que los
agregados
se
encuentran
justo
por
encima
del
nivel
de
mezclado/dosificado, de manera que la descarga de los mismos en el momento justo en que se demandan es muy rápida, obteniendo de esta manera grandes producciones y buenos rendimientos sobre la capacidad máxima teórica de la mezcladora (en el caso de producción de concreto premezclado)
142
6.9.1.
MAQUINARIA Y EQUIPO.
Tolvas de Agregado. Se trata de conjunto de recipientes de gran capacidad de 12 m³ en los que se almacena el agregado que será utilizado en el proceso de fabricación. Sistema de pesaje de agregados. Para la correcta dosificación del agregado en la central de concreto, es necesario un sistema que pese la cantidad programada. Utilizan un sistema de balanza electrónica que pesa los diferentes tipos de agregado por adición dentro de un mismo ciclo de pesaje, o un sistema de tolvas pesadoras independientes que pesan por separado cada tipo de agregado. Sistema de elevación y transporte de agregados: Para elevar y transportar los agregados bien sea antes del acopio, o después del mismo, se utilizan las cintas transportadoras. Silos de Cemento: Es el elemento de almacenamiento del cemento. Sus capacidades van desde los 500 a los 1.000 m³ . Incorporan sistemas de filtrado de cemento, válvulas de seguridad de sobrepresión, sistemas de niveles de cemento y sistemas fluidificadores, para evitar la aparición de bóvedas en la masa de cemento almacenado. La extracción del cemento, se realiza mediante alimentadores alveolares o directamente por gravedad. Transportadores de cemento: El método más utilizado es el transportador de tornillo sinfín.
143
Sistema de pesaje de cemento: Se utiliza báscula o tolva pesadora con células de carga incorporadas Sistema de pesaje de agua: Se utiliza báscula o tolva pesadora con células de carga incorporadas. Como alternativa más económica puede utilizarse un contador de agua, que realiza una medición volumétrica. Mezcladora: Dependiendo del tipo de concreto a producir, de la viscosidad del mismo, del nivel de homogeneización deseado, del tamaño de los áridos, se utilizará un tipo u otro de mezcladora de tambor con una capacidad de 4m3. Sistema
de
control:
Las
plantas
de
concreto
son
instalaciones
completamente automatizadas, con sistemas integrados de control de peso y producciones. El gobierno de los elementos de la planta se realiza mediante sistemas PLC. Existen otros elementos más o menos utilizados en la plantas de concreto, como pueden ser los sistemas de dosificación de aditivos, sistema de dosificación de fibras, sistemas neumáticos de carga de cemento, etc... Su incorporación o no dependerá de cada planta y del tipo de concreto a fabricar.
144
Foto N° 05 PLANTA DE PRODUCCIÓN DE CONCRETO
6.10. CANTIDAD DE RELLENO CON AGREGADO CEMENTADO (RAC) REQUERIDO. CALCULO DEL VOLUMEN DE RELLENO La producción de mineral es de tajeos subterráneos de los cuerpos Estela, Olga, Tinyag, Chupa. Para el tratamiento de mineral, se esta asumiendo, un tratamiento día de 4 200 ton, y 14 días de paradas por reparación y mantenimiento en la planta concentradora . Datos : Tratamiento mineral TPD Días trabajados * año Tratamiento mineral * año ( Ton ) P.E. Mineral 3 Volumen vacio por rellenar (m ) Peso Unitario del relleno mescla 1/25 Relleno cementado requerido (Ton)
4.200 351 1.474.200 3,80 387.947 2,61 1.011.767
TPD Días Ton 3 Ton / m 3 m 3 Ton / m Ton
2 608 Kg / m
145
3
DISTRIBUCION DEL RELLENO CEMENTADO : Mescla 1/25 o % de Cemento Relaves Cemento Agua Total ( Ton ) % de humedad en el relleno
4,00 2,474 0,103 0,031 2,608 12,00
% Ton Ton Ton Ton %
94,85 3,95 1,20 100,00
% % % %
100 Considerando los datos iníciales se tiene ( Ton ) : Relaves Cemento Agua Total relleno cementado requerido (Ton)
959.641 39.985 12.141 1.011.767
CALCULO DEL TONELAJE DE RELAVES : TONELAJE % Zn % Pb % Cu CONC. Zn Ley Concentrado Zn Recuperación Concentrado Zn CONC. Pb Ley Concentrado Pb Recuperación Concentrado Pb CONC. Cu Ley Concentrado Cu Recuperación Concentrado Cu
1.474.200 15,29 1,52 0,34 397.319 52,80 93,07 23.398 60,00 62,65 5.566 22,00 24,43
Ton Ton Ton Ton
RELAVES
100%
1.047.917
ALTERNATIVA : Relaves totales Relaves Usados en Planta Paste Fill Relaves a deposito relavera Total Relaves
75% 25% 100%
785.938 261.979 1.047.917
100% 75%
1.011.767 Ton 785.938 Ton 225.829 Ton
DIFERENCIA DE CONSUMO Total relleno cementado requerido Relaves Usados en Planta Paste Fill Faltante de relaves
94,85 3,95 1,20 100,00
146
% % % %
6.11. REQUERIMIENTO DE LA CANTIDAD DE AGREGADOS Niveles
Labor
Nivel Sup
Cuerpo
Nivel Inf
Detritico 3
(m )
Agred Fill 3
(m )
Estela
PIVOT
-17
TJ 338
-19
-20
Estela
800
TJ 270 TJ 170 TJ 154
-18 -25 -25
-19 -26 -26
Estela
600
Estela Estela
800 1000
TJ 130
-7
-8
Chupa
TJ 190-205
-7
-8
Chupa
2500
1,000 TOTAL
6.12. PRODUCCIÓN
NETA
DE
RELLENO
1000
CON
5,200
AGREGADO
CEMENTADO. La función de la planta es la de dosificar los agregados, el cemento y el agua por peso de acuerdo al volumen a preparar donde la producción máxima es de 60 m3/Hr y el promedio producido es de 47.3Tn/Hr CALCULO TPH SOLIDOS TPH sólidos
=
TPH
pulpa
*
% peso sólidos
Calculo de % peso sólidos ( cw ) CW
= % peso sólidos
CW
=
( (
Sg d
* *
( (
d Sg
-
1 1
)) ))
Sg = gravedad especifica del material de relleno ( dato de laboratorio) d = densidad de pulpa
Datos
147
Gravedad especifica del material de relleno CW
=
( (
3 2,200
* *
= ( 2,200 ( 3
3
-
1 1
)) ))
=
81,82 100
=
47,3 ton hr
3,6 4,4
Calculo del tonelaje de sólidos ( TPH sólidos ) TPH sólidos
=
57,79 ton hr
*
Calculo del % de volumen de solidos ( Vs ) Vs
=
( (
d Sg
-
1 1
) )
Vs
=
( (
2,200 3
-
1 1
) )
=
1,20 2,00
=
60 %
Calculo del % de volumen de agua ( Va ) Va
=
Va
= 100
6.13. 6.13.1.
(100 % - Vs %) -
60
=
40 %
TRANSPORTE DEL MATERIAL DE RELLENO EQUIPO DE TRANSPORTE
Son transportados por camiones mercedes Benz modelo AXOR de 12 m3 de capacidad. 6.13.2. MOVIMIENTO DE AGREGADOS Se emplea un cargador frontal para acarreo del stop pile dela planta chancadora hacia la tolva de agregado.
148
=
81,8 %
6.13.3. RED DE CHIMENEAS Se realiza la descarga del material por las chimeneas de servicios CH-480 y CH-190, el cual por gravedad baja hasta el nivel de las operaciones. 6.13.4. VELOCIDAD DE TRANSPORTE A LAS CHIMENEAS La velocidad estimada es de 15 Km/h en superficie y a 10 Km/h en interior mina y su estricto cumplimiento
6.13.5. TIEMPO DE OPERACIÓN DE RELLENO CON SCOOPTRAMS La duración continua de relleno es de 4 horas, con un ciclo de 50m3/h. Scoop 3.5 Yd3 Velocidad Ida (Con Carga) Velocidad Retorno (Sin Carga)
Scoop 6.0 Yd3 5,00 km/hr
Velocidad Ida (Con Carga)
6,00 km/hr
Velocidad Retorno (Sin Carga)
PARAMETROS Factor de llenado Factor de Esponjamiento Pe. Relleno Capacidad de la cuchara Yd3 Distancia Velocidad de ida (con carga) Velocidad de retorno (sin carga) Tiempo de Carguío Tiempo de Descarga Tiempo Muerto Ciclo Capacidad de la cuchara m3 Tm. Relleno/cuchara Utilización Mecánica Disponibilidad Mecánica Tiempo efectivo hr/Grd 3 Rendimiento Relleno M /hr 3 Rendimiento Relleno M /Grd 3 Rendimiento Relleno M /dia 3 Rendimiento Relleno M /Mes
0,9 30% 2,26 155
ST 3.5 YD3 0,9 30% 2,26 3,50 Yd3 155 1,39 m/s 1,67 m/s 15 seg 10 seg 10 seg 3,99 min 2,41 5,44 74,00% 88,00% 6,6 Hr 3 36 m /hora 3 178 m /Gd 3 356 m /dia 3 8893 m
5,00 km/hr 6,00 km/hr
ST 6.0 YD3 0,9 30% 2,26 6,00 Yd3 155 1,39 m/s 1,67 m/s 15 seg 10 seg 10 seg 3,99 min 4,13 9,33 74,00% 88,00% 6,6 Hr 3 62 m /hora 3 305 m /Gd 3 610 m /dia 3 15245 m
149
6.13.6.
EFICIENCIA DEL RELLENO CON AGREGADO CEMENTADO
Topeo por parte del Scooptrams y acomodo, con la finalidad de conseguir un óptimo contacto entre relleno y los contornos de la galería, evitando cavidades.
6.14. PROCESO DE RELLENO CON AGREGADO CEMENTADO DE UN TAJO 6.14.1.
Preparación y Transporte del Relleno Cementado
De acuerdo al volumen a preparar, pudiendo ser hasta 4 m3, la que es mezclada y descargada en forma controlada y recepcionada por camiones Mercedes Benz de 12 m3 de capacidad.
150
6.14.2.
Rellenado del Tajeo
Recojo del material en el nivel inferior de operaciones mediante Scooptrams y transportado por estos hasta la zona de relleno.
6.14.3.
Máxima Distancia Horizontal
Considerando la velocidad del Scooptrams la distancia es de 150 metros de la cámara de acumulación hacia al tajo de relleno.
6.14.4.
Problemas en el Proceso de Rellenado
El exceso de agua puede ocurrir de diferentes maneras. Por ejemplo, si se ha permitido que los agregados lleguen a estar excesivamente húmedos (antes de ser mezclado con el agua de diseño) y no se haga la corrección del diseño por humedad, se obtendrá un slump mayor a lo diseñado así como debido a la presencia de agua subterránea en la chimenea de relleno, agua de filtración dentro del tajo, o debido a un pobre control de calidad durante el mezclado, el producto resultante será adversamente afectado La planta de concreto se encuentre inoperativo para la preparación del agregado cementado. Falta de agregado en stop pile de material chancado para la mezcla con material fino que proviene del zarandeado. Falta de cemento en los silos de almacenamiento para la lechada con agregados y dar resistencia en el relleno.
151
Figura N° 05 DESCARGA DE AGREGADO CEMENTADO EN LOS VOLQUETES
UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE MINAS Dibujado CAD
Jorge Rojas Padilla
SISTEMA DE LIMPIEZA, CARGUÍO Y TRANSPORTE DE MINERAL
Revisado
Luis Villegas Landa
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
Fecha: 10/10/211 ESC : S/E
152
CAPITULO VII DISEÑO DE CONCRETO POBRE USADO EN RELLENO SUBTERRÁNEO 7.1.
Granulometría de los Agregados
Como se visualiza en la siguiente grafica, el agregado total que se usa en el relleno es de regular calidad, debido a que las partículas están cubiertas con un poco de material fino de las nuevas canteras de escondida y dos cruces.
153
7.2.
Diseño de mezcla con diferentes porcentajes de cemento. DISEÑO DE MEZCLA
C-100
C-140
C-175
C-210
C-280
C-350
242
283
317
375
443
568
CEMENTO (A.G. 3/4")
324
385
460
580
CEMENTO (A.G. 1/2")
330
388
463
589
726
697
668
605
AGREGADO FINO (A.G. 3/4")
721
690
655
598
AGREGADO FINO (A.G. 1/2")
1789
1718
1633
1479
1111
1067
1021
926
1103
1056
1002
914
CEMENTO (A.G. 1")
AGREGADO FINO (A.G. 1")
AGREGADO GRUESO (1") AGREGADO GRUESO (3/4")
764
1169
740
1132
154
AGUA (A.G. 1")
145
159
169
177
199
AGUA (A.G.3/4")
162
173
184
203
AGUA (A.G.1/2")
165
175
185
206
0.50
0.45
0.40
0.35
RELACION A/C
7.3.
156
0.60
0.55
Cuadro de resistencia comparativa
Resistencia 3,5%
7 Ag.dîas 14 Ag dîas
7,00
21Ag dîas
6,00
7 Rlv dîas 5,00 MPa
14 Rlv dîas
4,00
21Rlv dîas
3,00 2,00 7 Rlv dîas
DICIEMBRE
NOVIEMBRE
OCTUBRE
SEPTIEMBRE
AGOSTO
JULIO
JUNIO
MAYO
ABRIL
MARZO
FEBRERO
0,00
ENERO
1,00
7 Ag.dîas
Meses 1999
Resistencia 4,0%
7 Ag.dîas 14 Ag dîas
8,00
21Ag dîas
7,00
7 Rlv dîas
6,00
14 Rlv dîas
5,00
21Rlv dîas
MPa 4,00 3,00 2,00 7 Rlv dîas
DICIEMBRE
NOVIEMBRE
OCTUBRE
SEPTIEMBRE
AGOSTO
JULIO
JUNIO
MAYO
ABRIL
MARZO
FEBRERO
0,00
ENERO
1,00
7 Ag.dîas
Meses 1999
155
Resistencia 5,0%
7 Ag.dîas 14 Ag dîas
8,00
21Ag dîas
7,00
7 Rlv dîas
6,00
14 Rlv dîas
5,00
21Rlv dîas
MPa 4,00 3,00 2,00 7 Rlv dîas
DICIEMBRE
NOVIEMBRE
OCTUBRE
SEPTIEMBRE
AGOSTO
JULIO
JUNIO
MAYO
ABRIL
MARZO
FEBRERO
0,00
ENERO
1,00
7 Ag.dîas
Meses 1999
156
CAPITULO VIII COSTOS DEL RELLENO CEMENTADO 8.1.
COSTO DE CONCRETO POBRE
Concreto pobre, constituido por agregados, cemento y agua con los principios de la fabricación de concretos
8.1.1.
Inversión en Concreto Pobre para Relleno Subterráneo AÑO
2011
AÑO
2012
MATERIALES CANTIDAD
COSTO US$
CANTIDAD
COSTO US$
10.464.700,60
1.151.117,07
12.900.000,00
1.419.000,00
RELAVE
2.361,82
8.998,53
22.500,00
2.361,82
FINOS CHANC
7.730,73
57.052,80
0
0,00
FINOS NAVA
3.117,67
46.764,99
0
0,00
40.774,22
300.913,73
0
0,00
51.825,16
187.088,83
127.500,00
460.275,00
CEMENTO
GRUESOS CHANC. GRUESOS ZARAND.
157
TOTAL ANUAL
1.751.935,95
1.881.636,82
COSTO ANUALIZADO
1.931.991,88
2.526.000,00
AHORRO ANUAL
180.055,93
644.363,18
AHORRO ACUMULADO
180.055,93
AHORRO PROYECTADO
824.419,11
8.1.2. Ahorro Obtenido por Mejoramiento de Diseño de Mezcla en la Preparación. Se ha considerado el precio de cemento puesto en mina de Para el costo de preparación de relaves se esta asumiendo en
120,00 US$ / Ton 0,90 US$ / Ton
COSTOS DE CEMENTO Costo de cemento = (Puesto en mina)
120
$/Ton
Consumo Total Mescla Cemento Relleno Cemento / Relaves Requerido 3
1 1 1 1 1
: 40 : 35 : 30 : 25 : 20
Ton / m 0,066 0,075 0,086 0,103 0,128
3
m 230.921 230.921 230.921 230.921 230.921
Total Consumo Cemento Ton 15.241 17.319 19.859 23.785 29.558
Total Costo Cemento US $ 1.828.895 2.078.289 2.383.105 2.854.184 3.546.947
Costo Cemento 3
$/m 7,92 9,00 10,32 12,36 15,36
158
Costo Cemento $ / Ton ore 2,08 2,37 2,72 3,25 4,04
COSTOS DE RELAVE Costo del relave = (Puesto en tajeo)
0,90
$/Ton
Operación planta concreto
0,10
Operación Planta Paste Fill
0,50
Otros, energía, mantenimiento
0,30 0,90
Mescla Cemento / Relaves
1 1 1 1 1
: 40 : 35 : 30 : 25 : 20
Consumo Relave
Total Relleno Requerido
Total Consumo Relaves
Total Costo Relave
Ton / m3 2,562 2,536 2,507 2,474 2,432
m3 230.921 230.921 230.921 230.921 230.921
Ton 591.620 585.616 578.919 571.299 561.600
US $ 532.458 527.054 521.027 514.169 505.440
Costo Cemento $ / Ton ore 2,08 2,37 2,72 3,25 4,04
Costo Relave $ / Ton ore 0,61 0,60 0,59 0,59 0,58
Costo Total $/Ton 2,69 2,97 3,31 3,84 4,62
Costo Relave
Costo Relave
$ / m3 2,31 2,28 2,26 2,23 2,19
$ / Ton ore 0,61 0,60 0,59 0,59 0,58
Costo del relleno ( $/Ton) Mescla % Cemento / Relaves Cemento 1 1 1 1 1
: 40 : 35 : 30 : 25 : 20
2,50 2,86 3,33 4,00 5,00
159
CUADRO DE COSTO OPERATIVO DE TRANSFERENCIA DE RELLENO CEMENTADO CON SCOOPTRAMS
Item
Descripción
Cantidad Unidad Cantidad (Personas)
1,00
TRANSFERENCIA EN EL SEGUNDO NIVEL
1,01
Mano de Obra Operador de Scoop Gdia Materiales e insumos Equipos Scooptram de 6 hr Yd3 Combustible Gal Herramientas y EPP Implementos de Gdia seguridad Herramientas Gdia Lamparas Mineras Gdia
1,02 1,03
1,04
Utilidad Costo Directo
8,56
1,00
0,01
Costo Costo Unitario Parcial US$/Unidad US$
0,48
63,60
6,11
0,48
4,01
1,93 0,04
2,09
0,02
10% COSTO TOTAL (US$/m3)
1,78
0,48 0,48 0,00 8,04
0,10
0,01 2,03 0,01 0,28 TOTAL COSTO DIRECTO (US$/m3)
Costo Total US$/m3
0,02 0,00 1,78 0,18 2,50
160
CONCLUSIONES
Esta tecnología de relleno es única en el Perú. Nos brinda una mayor eficiencia en los trabajos de relleno, permite la extracción del 100% del mineral reduce la dilución, y reduce costos operativos.
Los requerimientos de resistencias del relleno cementado, para la secuencia de avance del minado establecido para Limpe Centro, entre los Nvs. -29 y -8. Cualquier cambio en la secuencia de avance del minado demandará un nuevo cálculo de los requerimientos de resistencia del relleno cementado
Considerar que un relleno cementado es bueno para mantener paredes autoestables, donde la dilución debe ser menos del 5 %, mayores diluciones significan resistencias insuficientes del relleno
La segregación del concreto en forma inicial fue uno de los aspectos más significativos del control de calidad durante la operación de este sistema. Esta segregación se consiguió trabajando con slump 0 con una relación agua/cemento = 1.8 con 20% de relave.
Los mayores requerimientos de resistencia corresponden a las mayores potencias del cuerpo, que es lo mismo a las mayores longitudes de
161
tajeos. Este requerimiento puede ser disminuido extrayendo el mineral del tajeo en etapas, de tal manera de tener menores longitudes de paredes expuestas
La distribución de tamaños de partículas y contenido de agua, juegan un rol importante sobre la resistencia. Donde se observa las mejores resistencias a la compresión comparadas con la mezcla de consistencia normales donde no se emplea aditivo y el tiempo en el ciclo de minado se puede manejar de acuerdo a las necesidades
Para las geometrías de minado a utilizarse se requería una resistencia de 2 MPa y una losa inferior efectiva de 1.5 m. donde los modos de falla limitaban el abierto máximo a 5 m para un factor de seguridad de 1.5, no dándose estas limitaciones con el minado
Es importante que se respeten los estándares de dimensiones de los tajeos, a fin de garantizar condiciones adecuadas de estabilidad tanto del relleno como de la masa rocosa.
Las pruebas con agregados de hasta 2” de tamaño y 5% de cemento indicaron que con 20% de relaves se alcanzaba la máxima resistencia, pero con un porcentaje de relave mayor la resistencia descendería dramáticamente, a causa de que se incremente el área superficial de las partículas que requieran cobertura de cemento y ligante
162
RECOMENDACIONES
Cuando se tenga que exponer paredes estables en un lado del pilar de relleno cementado, y el lado opuesto se encuentra con relleno no cementado, será necesario aumentar la resistencia del pilar de relleno cementado en un valor de 0.16 MPa para soportar las cargas de cizallamiento por el empuje del relleno convencional (no cementado) contiguo.
Las condiciones geomecánicas para la construcción de la rampa, conforme al avance del sistema de rampa en profundidad, se tiene que direccionar hacia el NW, donde las condiciones de la roca mejorarían, debido al alejamiento de la zona de influencia de la falla principal
Lo valores de requerimientos de resistencia del relleno con agregados cementados han sido calculados con valores estimados de calidad de la masa rocosa. Estos valores deberán ser afinados en el futuro a medida que se realiza la profundización con la mayor información sobre las condiciones geomecánicas de la masa rocosa durante el progreso del minado
163
Colocar por lo menos dos pilares estabilizantes de relleno con agregados cementados, por lo menos 5 % de contenido de cemento, estos pilares podrían involucrar dos tajeos de 4 m cada uno, es decir sería de 8 m de ancho, en toda la profundidad de minado.
Evitar o minimizar la ejecución de labores adyacentes, es decir hay que crear un mínimo de densidad de excavaciones en el área del nudo que forma la rampa con los cruceros pivotes. Si hubiera necesidad de conformar excavaciones adyacentes, tendría que ser un estándar, sostener estas excavaciones con pernos cementados más malla, y en un futuro, si el problema va en aumento, se añadiría el uso del enlazado con cables.
Para la recuperación del mineral debajo de los niveles base, donde el relleno cementado tiene mejor calidad, no debe abrirse la excavación en todo el ancho del tajeo, sino en mínimo dos partes, de tal manera de lograr adecuada estabilidad de los techos en relleno. El relleno cementado no está diseñado para mantener techos estables de 16 m de luz (ancho del tajeo).
164
APENDICE
165
Apéndice A
A.1.
ENSAYOS REALIZADOS EN EL LABORATORIO DE CONCRETO.
A.1.1. SLUMP El Slump se redujo a cero evitando así la segregación y bajando el contenido de agua que por la cantidad de finos que contienen los agregados solicitaban una cantidad mayor. Esto nos permite ganar mayor resistencia con el mismo contenido de cemento.
A.1.2. RESISTENCIA DEL AGREGADO CEMENTADO
Resistencia Compresiva Mpa
RESISTENCIA DEL AGREGATED FILL 12.0 10.0 2.00% 8.0
2.50% 3.00%
6.0
3.50% 4.00%
4.0
4.50% 5.00%
2.0 0.0 0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
dias
166
Apéndice B B.1.
ELABORACIÓN DE PROBETAS.
Los moldes para la elaboración de las probetas cumplen con la norma ASTM C 470 y la elaboración de probetas se modificó el procedimiento de la norma ASTM C – 192 en cuanto al número de golpes por capa, 10 por capa, para simular el grado de compactación que se produce en el relleno subterráneo, el cual se compacta por gravedad (no se chucea ni se vibra), por simple colocación y peso propio.
B.2.
FIGURA DE PROBETAS
UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE MINAS Dibujado CAD
Jorge Rojas Padilla
PROBETAS Y
Revisado
Luis Villegas Landa
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
Fecha: 10/10/211 ESC : S/E
167
Apéndice C C.1.
ENSAYOS DE ROTUA DE COMPRESIÓN SIMPLE.
Los ensayos de compresión simple fueron efectuados en el Laboratorio de concreto de la mina Iscaycruz, utilizando camping para el refrendado y una prensa hidráulica accionada a mano, marca Ele-international. Las muestras fueron ensayadas a los 7, 14 y 21 días; por tener como ciclo de minado máximo de 21 días.
Foto Nª 06 PRENSA HIDRÁULICA
168
C.1. ENSAYOS DE ROTURA DE RELLENO CEMENTADO AÑO MES
2011 JUNIO
TIPO RELLENO Promedio de Resistencia (Mpa)
AF
MINA LIMPE
NIVEL -16-17 -17-18 -23-24 -18-19
RELLENO CEMENTADO EDAD
-26-27
TAJEO 278 334 146 330 270/274 418 126 150
% CEMENTO 5 5 5 3 5 5 3 5
Grand Total AÑO MES
2011 JUNIO
TIPO RELLENO
AF
Grand Total
14
21
2.63 2.27
2.92
1.50 1.36
2.22 2.46
2.54
1.70
2.23 2.40
2.29 2.58
28 3.83 3.08 3.38
Grand Total 3.83 2.35 2.51
28 3.03 3.09 4.16 3.12 3.50 3.38
Grand Total 2.35 2.32 2.76 4.16 2.34 1.91 3.50 2.26 2.51
RELLENO CEMENTADO EDAD
Promedio de Resistencia (Mpa) MINA LIMPE
7 2.35 1.66
% CEMENTO 3 5
7
14
21
1.70 1.70
2.40 2.40
2.58 2.58
169
CUADRO DE ENSAYOS DE RESISTENCIA VS % DE CEMENTO
170
Apéndice D D.1.
ALGUNOS CONCEPTOS DE MECÁNICA NO LINEAL DE MEDIOS
CONTINUOS En este apéndice se recogen algunas definiciones y resultados básicos de la mecánica de medios continuos con grandes deformaciones, en cuanto a la cinemática y a las tensiones. En la definición del modelo constitutivo de la cinemática del continuo elastoplástico, basada en la existencia de una configuración intermedia, juega un papel importante. Por esta razón se ha creído conveniente revisar en este anexo algunos de los conceptos que sirven de base a los desarrollos que allí se exponen. Asimismo, en la tesis se han empleado diversos tensores de tensiones cuya definición y sentido físico se cree conveniente detallar aquí.
CONFIGURACIONES, MOVIMIENTO Y DEFORMACION
171
TENSORES DE TENSION
Tensor tensión de Cauchy El teorema de Cauchy sobre las tensiones de un cuerpo, establece que dada una distribución de tensiones internas sobre la geometría de un medio continúo deformado, que satisfaga las condiciones del principio de Cauchy existe un campo tensorial T simétrico definido sobre la geometría deformada con las siguientes propiedades:
Representación gráfica de las componentes del tensor tensión en una base ortogonal
172
Apéndice E E.1. ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO MUESTRA : Cantera Sur (< Malla 2") PI 1 23960.0 gr. PI 2 1304.8 gr. TAMIZ 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100 N° 200 < N° 200
ABERTURA Peso retenido % retenido % retenido (mm) (gr.) acumulado 75.000 0.0 0.0 0.0 62.500 0.0 0.0 0.0 50.000 0.0 0.0 0.0 37.500 2528.0 10.6 10.6 25.000 5064.5 21.1 31.7 19.000 2571.7 10.7 42.4 12.500 3139.2 13.1 55.5 9.500 1649.1 6.9 62.4 4.750 2760.5 11.5 73.9 2.360 227.7 4.5 78.5 1.180 209.8 4.2 82.7 0.600 175.1 3.5 86.2 0.300 126.8 2.5 88.7 0.150 95.2 1.9 90.6 0.075 76.3 1.5 92.1 910.9 393.9 7.9 100.0
% que PARAMETROS pasa 100.0 100 100 100.0 100 100 100.0 97 86 89.4 88 66 68.3 77 52 57.6 69 43 44.5 57 32 37.6 49 26 26.1 35 15 21.5 27 10 17.3 20 6 13.8 13 4 11.3 7 2 9.4 4 1 7.9 2 1 0.0
173
E.2.
Análisis Granulométrico
174
Apéndice F F.1.
UBICACIÓN DE LAS MINAS ZONA SUR
175
F.2.
PROFUNDIZACIÓN DE LA MINA TINYAG Y CHUPA
176
F.3.
PLANO DE MAPEO GEOMECÁNICO
177
F.4.
FLUFOGRAMA DE SISTEMA DE RELLENO DE AGREGADO CEMENTADO
178
