estudio de relleno hidraulico en la mina sulfurosa-finl.pdf

COMPAA MINERA ARGENTUM S.A

UNIDAD MINERA MOROCOCHA

ESTUDIO DEL RELLENO HIDRAULICO DE LA MINA

SULFUROSA - MANUELITA

ELABORADO POR:

ING. CARLOS VALLEJO CORTES - CIP. 15480 (*)

BACH. ROBERTO PORTUONDO (**)

(*) Asesor Geomecnico Compaa Minera Argentum

(**) Geomecnico de la Unidad Minera Morococha

Julio-2011

Compaa Minera Argentum S.A. Unidad Morococha

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Contenido

1. Generalidades

1.1. Introduccin 1.2. Observacin de Osinergmin en Mina Sulfurosa 1.3. Objetivos 1.4. Conceptos Tericos

1.4.1. Definicin, Ventajas y Desventajas del Relleno Hidrulico 1.4.2. Caractersticas de la Pulpa 1.4.3. Caractersticas del Relleno Hidrulico 1.4.4. Propiedades fsicas y mecnicas del relleno hidrulico 1.4.5. Comportamiento mecnico del relleno

2. Condiciones Geolgicas y Geomecnicas del rea Sulfurosa Manuelita

2.1. Condiciones Geolgicas 2.2. Condiciones Geomecnicas

3. Investigaciones Realizadas

3.1. Ensayos de Mecnica de Suelos del Relleno Hidrulico 3.2. Anlisis Qumicos del Relleno Hidrulico

4. Caractersticas del Relleno Hidrulico Mina Sulfurosa

4.1. Condiciones Granulomtricas 4.2. Propiedades Fsicas 4.3. Propiedades Qumicas 4.4. Condiciones de Mezcla 4.5. Comportamiento Geomecnico

5. Procedimientos de Colocacin

5.1. Traslado del relave a la planta de preparacin del relleno hidrulico 5.2. Preparacin y bombeo del relleno hidrulico 5.3. Instalacin de tuberas para el relleno hidrulico 5.4. Preparacin del tajeo a ser rellenado 5.5. Vaciado del relleno hidrulico en el tajeo

6. Conclusiones y Recomendaciones


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1. Generalidades 1.1. Introduccin El distrito minero de Morococha est conformado por un grupo de minas que se encuentran distribuidas dentro de un rea de aproximadamente 60 Kilmetros cuadrados. La Unidad de Morococha, una de las minas que opera Pan-American Silver Peru S.A. est ubicada en la parte central del distrito y abarca una extensin de 10 Kilmetros cuadrados. Existen otras minas en el distrito operadas por compaas tales como: Toromocho, Volcn, Austria Duvaz. El distrito minero de Morococha est ubicado en el flanco este de la Cordillera Occidental de los Andes del Centro del Per, a 142 Kilmetros al Este de Lima y a 8 kilmetros al Este de la divisoria continental, conocida con el nombre de Ticlio. Polticamente pertenece al Distrito de Morococha, Provincia de Yauli, Departamento de Junn. Las coordenadas geogrficas que corresponden a la zona son: 76 08' Longitud Oeste. 11 36' Latitud Sur El rea de Morococha es accesible por la carretera Central, la cual cruza el distrito de Oeste a Este. Un Ramal del Ferrocarril Central llega a Morococha, el cual se utiliza para el transporte de los concentrados de mineral.

RUTAS DE ACCESO

RUTA DISTANCIA (Km) Carretera Central: Lima - Ticlio - Morococha Ramal de Ferrocarril Central: Oroya -Morococha

142 32

1.2. Observacin de Osinergmin en Mina Sulfurosa De acuerdo a la observacin N 01 del acta de fiscalizacin por parte de Osinergmin, realizado el 21 de mayo de 2011 en la unidad Minera Morococha, se solicito el estudio del relleno hidrulico de la zona sulfurosa Manuelita. En esta rea se encuentran las principales vetas: Manuelita, Milagro I, San Genaro, Ramal Pisco Maria, San Marcos, Veta 3, Veta 4 y Veta 5, las cuales se vienen explotando con corte y relleno ascendente utilizando el relleno hidrulico en la explotacin.

ACTA DE CIERRE DE SUPERVISIN

Titular Minero

Compaa Minera Argentum S.A.

Inicio Fecha/Hora: 21/05/2011

Unidad Minera UNIDAD DE PRODUCCIN Morococha

Hora: 17:00 horas.

Distrito Morococha

Provincia Yauli


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Departamento Junn

Representante(s) del titular minero

Ings. : Oscar Fernndez Marn- Gerente de Operaciones (e) ; Lic. Augusto Infantes Morales- Superintendente de Administracin y RRHH; Dagoberto Segundo Roa Bonilla- Superintendente de Seguridad y MA; Christian Fraioli Huerta- Jefe de Medio Ambiente; Peter Lucero Morales-Superintendente de Mina(e); Jos Raraz Aredes- Superintendente de Proyectos; Rolando Montes Aliaga- Superintendente de Planta Concentradora; Antonio Monzn Fernndez- Superintendente de Mantenimiento y Energa; Luis Loo Elguera- Jefe de Sistemas, Alex Martinez Crdenas- Superintendente de Geologa (e); Juan BarzolaBalden- Jefe de Logstica (e);

Supervisor (es)

Juan L. Cerna Nongrados y Jorge J. Segura Dvila

Representante del Comit de seguridad y salud ocupacional o de los trabajadores: (de ser el caso): Sr. Juan Abel Ames Hinostroza y Richard Grover Marin Ticse , Representante de trabajadores En atribucin de las facultades que las normas legales vigentes otorgan, el Supervisor o Funcionario autorizado por OSINERGMIN, ha constatado lo siguiente:

HECHOS CONSTATADOS ACCIONES Y MEDIDAS A REALIZAR (RECOMENDACIONES / PLAZO)

OBSERVACION N 01: El Titular no cuenta con un estudio de relleno hidrulico con relaves para la zona de Sulfurosa de la Unidad Morocha contemplando estudios de resistencia, lmites de contenido de agua, estabilidad fsica y qumica del material de relleno y encontrar la resistencia a la compresin uniaxial (RCU) ideal del relleno en funcin de su densidad, del ancho, altura y longitud del tajeo y asegurar la compactacin del material y el relleno total de los espacios abiertos para garantizar que no habrn futuras subsidencias o fracturas que afecten la estabilidad del rea minada

RECOMENDACIN N 01: Realizar un estudio de relleno hidrulico con relaves para la zona de Sulfurosa de la Unidad Morocha contemplando estudios de resistencia, lmites de contenido de agua, estabilidad fsica y qumica del material de relleno y encontrar la resistencia a la compresin uniaxial (RCU) ideal del relleno en funcin de su densidad, del ancho, altura y longitud del tajeo y asegurar la compactacin del material y el relleno total de los espacios abiertos para garantizar que no habrn futuras subsidencias o fracturas RESPONSABLE: General de Operaciones, Superintendente de Mina y Gerente de Seguridad y Salud Ocupacional PLAZO: 60 das calendarios.

1.3. Objetivos Para el levantamiento de esta observacin se determinaron los siguientes objetivos: - Analizar las caractersticas fsicas y qumicas del material utilizado en el relleno hidrulico. - Determinar el comportamiento del relleno hidrulico en los tajeos. - Revisin de los procedimientos de mezclado, preparacin de tajeos, transporte y colocacin

del relleno hidrulico.


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1.4. Conceptos Tericos 1.4.1. Definicin, Ventajas y Desventajas del Relleno Hidrulico Se define como relleno hidrulico al material que es transportado en forma de pulpa por tuberas. En su mayora el material es el relave de planta concentradora, pero tambin se utiliza arenas glaciares y otros materiales granulares que se encuentra en la naturaleza. El relleno hidrulico tiene las siguientes aplicaciones:

- Proveer una plataforma de trabajo. - Optimizar las operaciones de extraccin en los tajeos. - Evitar o minimizar deformaciones de cajas. - Minimizar la deposicin de relaves en superficie.

Las ventajas del relleno hidrulico son:

- Cuando se utiliza relave de una planta concentradora el costo de la obtencin del material es cero, ya que la planta cubre los costos de reduccin de tamao del material.

- El transporte en tuberas es mucho ms econmico, eficiente y rpido que con otro tipo de transporte.

- Al depositarse el relleno en el tajo en forma de pulpa tiende a buscar su nivel en forma natural, eliminando as la necesidad de utilizar recursos adicionales para esparcirlo manual o mecnicamente.

- El relleno hidrulico por la granulometra del material que es de fcil control permite una alta resistencia al movimiento de las cajas.

- El relleno hidrulico permite aumentar la eficiencia y productividad en los tajos debido a la disminucin del consumo de madera y a la reduccin del costo de minado por la versatilidad que brinda.

Las desventajas del relleno hidrulico son:

- La introduccin de agua en el relleno a la mina es un problema si el drenaje se realiza por bombeo.

- Cuando se utiliza material con contenidos altos de pirita o pirrotita, al oxidarse estos

sulfuros se produce una reaccin exotrmica lo cual eleva la temperatura y produce anhdrido sulfuroso.

- En el agua de drenaje del relleno siempre arrastra cierta cantidad de finos los cuales se

depositan en los niveles inferiores de las labores rellenadas.

- Al infiltrarse el agua eliminada en el puente sobre las galeras de explotacin disminuye su comportamiento geomecnico, por el lavado de los rellenos en las fracturas, requirindose un mayor soporte en los puentes en veta.

1.4.2. Caractersticas de la Pulpa Se define como pulpa a la mezcla constituida por una fase slida y una lquida, donde la fase lquida transporta a la slida en suspensin. La Pulpa homognea se comporta como un fluido plstico de Binghan, es decir que las propiedades del agua se afectan por la presencia de los slidos (arcillas). La pulpa heterognea se comporta como mezclas, ya que el lquido y los slidos se comportan independientemente, denominndose al conjunto slido-lquido, mezcla o pulpa heterognea (relaves, arenas y concentrados de minerales).


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1.4.3. Caractersticas del Relleno Hidrulico Las caractersticas ms importantes de los slidos que influyen en su transporte son: - Gravedad especfica de los slidos: Es la relacin entre el peso especfico del slido y el peso

especfico del agua. - Tamao mximo de las partculas: Debido a que las partculas de mayor tamao tienden a

sedimentarse ms rpido que las partculas menores, es necesario conocer el tamao mximo de las partculas slidas para as determinar la velocidad mxima de sedimentacin que tendrn.

- Dureza de los slidos: Esta caracterstica determina el tipo y material del equipo a utilizarse

en su transporte. 1.4.4. Propiedades fsicas y mecnicas del relleno hidrulico - Porosidad: Es la relacin entre el volumen de vacos y el volumen total del material. Si la

porosidad se expresa en porcentaje (%), se denomina porcentaje de vacos. - Permeabilidad: Es la capacidad de circulacin de agua a travs de sus poros. Para una arena

uniforme varia entre 5x10-3 a 0.2 cm/s, para una arena limosa de 1x10-3 a 5x10-3 cm/s y en una arena arcillosa entre 1x10-4 a 1x10-3.

- Relacin de vacos: Es la relacin entre el volumen de vacos y el volumen de slidos. En el

relleno hidrulico varan entre 0.8 a 1.6. - Relacin de Vacos Mxima: Es la relacin entre la gravedad especfica de los slidos y la

densidad mnima. - Relacin de Vacos Mnima: Es la relacin entre la gravedad especfica de los slidos,

densidad mxima y el porcentaje de humedad con la que se determina la densidad mxima. - Contenido de humedad: Es la relacin entre la masa de agua y la masa de slidos. - Grado de saturacin: Es la relacin entre el volumen de agua y volumen de vacos. - Cohesin: Es la atraccin existente entre las partculas de un suelo, originada por las fuerzas

moleculares y las pelculas de agua. La cohesin de un relleno variar si cambia su contenido de humedad, en las arenas la cohesin es prcticamente nula.

- Friccin interna: Es la resistencia al deslizamiento debido a la friccin que hay entre las

superficies de contacto de las partculas. Depende de la granulometra del material, de la forma de las partculas y de su densidad. En caso del material fino, se tendr una friccin interna baja. En caso de arenas el ngulo de friccin interno es alrededor de 30.

1.4.5. Comportamiento mecnico del relleno Para observar el comportamiento mecnico del relleno se deber considerar los siguientes parmetros: - Densidad Relativa: Expresa el estado de compactacin de relleno arenoso. La densidad

relativa del relleno est en funcin de tres factores principales: forma de los granos, granulometra y la manera de depositarse:


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a. Los rellenos constituidos por partculas con formas angulares tienden a tener una densidad relativa baja y son susceptibles a un fuerte reordenamiento y reduccin de volumen.

b. La granulometra es el factor de mayor influencia en la densidad relativa, lo ideal es que

el material sea bien graduado, de tal manera que se reduzca los vacos al mnimo.

c. La manera de depositarse el relleno hidrulico influye tambin en la densidad relativa del mismo. La deposicin del relleno en un solo punto permite que a cierta distancia las partculas slidas se sedimenten en un ambiente calmo y sin perturbacin. Una manera de esta sedimentacin permite que los granos se acomoden en forma de arcos o bvedas naturales, los cuales ante una presin o vibracin tienden a reordenarse y ocupan ms eficientemente los espacios.

- Efecto del Agua en el Relleno Hidrulico.- El agua puede presentarse en el relleno hidrulico

en dos formas:

a. En forma de partculas alrededor de los granos. b. Ocupando parte o todos los vacos entre los granos del material.

Si los vacos estn completamente llenos con agua, el relleno est saturado y la mezcla se dice que es continua, si los vacos estn parcialmente llenos, la mezcla es discontinua formando cuas de agua entre los granos adyacentes y pelculas de mezcla alrededor de ellas.

Muchos de los rellenos hidrulicos probablemente desarrollen superficies capilares, al menos temporalmente. Estas superficies pueden ser engaosas ya que las tensiones capilares tienden a consolidar la superficie del relleno, haciendo que el relleno parezca mas firme de lo que es en profundidad.

- Consolidacin: Es el cambio de volumen de una carga constante a medida que transcurre el

tiempo. Se diferencia de la compresin, en que en sta hay un cambio de volumen debido a un incremento de carga. El relleno tiende a consolidarse bajo cargas estticas, tales como las que ocurren cuando el tajeo tiende a cerrarse. Esta consolidacin inicial puede ser muy grande en rellenos sueltos, mientras que en rellenos densos tienen menor tendencia a consolidarse bajo cargas estticas. Despus de una consolidacin inicial ocurre una consolidacin secundaria ms lenta tanto en rellenos sueltos como en densos.

- Compactacin: Es la densificacin artificial de los suelos. Los materiales cohesivos se

compactan mejor bajo cargas dinmicas. La eficiente compactacin de estos materiales a su mxima densidad est en muchos casos, en relacin al contenido de agua del material. La cantidad de agua presente debe ser suficiente como para lubricar las partculas; un exceso de agua llenar los vacos y crear tensiones neutras positivas en el suelo, reduciendo as su densificacin. En materiales no cohesivos, como muchos rellenos, no se llega generalmente a su mxima densidad mediante la aplicacin de cargas estticas o dinmicas, siendo necesario el uso de vibradores.

- Cementacin: La cementacin de los rellenos hidrulicos pueden tomar muchos aos,

dependiendo principalmente de la composicin qumica del relleno. Los rellenos provenientes de relaves pobres en sulfuros muestran un grado de cementacin baja. En realidad la cementacin ocurre en estos rellenos, en un periodo corto de tiempo, pero las altas temperaturas debido a las oxidaciones son una desventaja para la cementacin.

- Compresibilidad: Los rellenos hidrulicos son los menos compresibles de todos los rellenos

usados como soporte en minera subterrnea. Rara vez se comprimen ms del 20%,


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variando generalmente entre 5% y 10%. La resistencia del relleno no se desarrolla hasta que el contenido de agua ha sido reducido de un semifluido a una condicin consolidada.

2. Condiciones Geolgicas y Geomecnicas del rea Sulfurosa Manuelita 2.1. Condiciones Geolgicas El rea de la Mina Sulfurosa Manuelita se encuentra emplazada en macizos rocosos pertenecientes al Grupo Mitu Miembro Volcnicos Catalina, infrayaciendo en concordancia erosional al Grupo Pucar (ver figura N1). Consiste en rocas volcnicas de composicin predominantemente rioltica a riodactica de textura porfirtica con pseudos-estratificacin moderada a gruesa que ha sido afectada por procesos hidrotermales cuarzo-sericticos dbil a moderado. La composicin promedio de sus principales minerales primarios y secundarios se muestra en la siguiente tabla:

Composicin Mineralgica Minerales Primarios %Mx. %Min. Matriz Felsica 23 12 Cuarzo 25 15 Ortosa 20 13 Biotita 12 04 Plagioclasa 16 05 Minerales Secundarios %Mx. %Min. Sericita 25 04 Biotita 12 03 Cuarzo 25 03

Las rocas volcnicas se encuentran intruidas en el nivel 385 por un stock de composicin cuarzo-tonaltico de textura fanertica en el crucero 325. El miembro Volcnicos Catalina se ubica en la parte central del anticlinal de Morococha y forma parte del domo de Yauli. Se encuentra moderadamente plegado formando un anticlinal de rumbo N20W con buzamientos de 20 a 30 en el flanco Oeste y de 30 a 40 en el flanco Este. Se encuentra afectado por fallas de tipo tensional de rumbo N70-80E y fallas conjugadas por efecto de cizallamiento de rumbo NW-SE y NE-SW, subverticales en las cuales se han emplazado la mayor parte de las vetas de los niveles 450 y 385. Los sistemas de fracturamiento asociados al enfriamiento inicial de las rocas volcnicas y los posteriores efectos tectonicos son los siguientes: Nivel 385: N50-60E/75-85SE EW/15-25N N75-85W/60-70NE Nivel 450: N55-65E/75-85SE NS/75-85W N75-85E/25-35NW As mismo, se identifico los principales sistemas de fracturamiento asociados al stock intrusivo en el nivel 385: N65-85E/75-85SE NS/75-85W N10-20W/25-35NE


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La mayora de las labores de los niveles 385 y 450 se presentan secas a ligeramente hmedas, localizndose goteos y pequeos flujos en las vetas Milagro-Gal. 230 y Veta Minero de ambos niveles, asociados fallas que han intersectado y desplazado estas vetas y probablemente a filtraciones del agua provenientes del relleno hidrulico en tajeos superiores rellenados. 2.2. Condiciones Geomecnicas Los mapeos geomecnicos se elaboraron tomando en cuenta los ndices RMR (Bieniaswki, 89) y GSI modificado (Vallejo, 2000) correlacionndolos mediante la relacin GSI = RMR (seco) 5. De acuerdo a esta relacin el GSI y el RMR son similares en condiciones de humedad en las paredes y el GSI es menor para condiciones de goteo o flujos de agua. As mismo, se corrigi los valores obtenidos con parmetros de abertura, especialmente en las intersecciones de las labores de desarrollo con las labores de explotacin y labores de explotacin de vetas principales con labores de ramales. Por ltimo, los resultados de los mapeos geomecnicos se correlacionaron con los resultados obtenidos de los estudios petrogrficos y de los ensayos de mecnica de rocas. Para el mapeo se tuvo en cuenta cuatro tipos de calidad del macizo rocoso, cuya descripcin se menciona a continuacin:

- Roca Tipo I: ndice RMR>65, ndice GSI>70 (LF/B, LF/R y F/B), RQD>60 (menos de 5f/ml). Se astilla o se rompe con varios golpes de picota. Fracturas cerradas a ligeramente abiertas, onduladas y rugosas, frescas a levemente alteradas. Resistencia > 130 MPa. Alteracin hidrotermal dbil sericitizacin y moderada silicificacin.

- Roca Tipo II: ndice 55


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En las cajas techo y piso de las vetas principales (San Gerardo, Milagro, Manuelita, Alberto, Minero y otras) y sus ramales (ramal 800, veta 4, veta 5 y otros) se determino rocas tipo II y III por presencia de falsas cajas. En las vetas se determino rocas de Tipo III y Tipo IV en las intersecciones de estas vetas y sus ramales. En el nivel 450, en la galera principal (Tnel Kingsmill) se localizo roca Tipo I, dbilmente afectada por alteracin hidrotermal con tramos muy pequeos de roca Tipo II en las intersecciones de esta galera con vetas. En las cajas techo y piso de las vetas principales (Milagro, Minero, San Gerardo, Jessica y otras) y sus ramales se determino rocas tipo II y III por presencia de falsas cajas. En las vetas se determino rocas de Tipo III y Tipo IV en las intersecciones de estas vetas y sus ramales. En la actualidad, tomando en cuenta el modelamiento geomecnico, los anlisis estereogrficos, los factores influyentes, tales como la presencia de agua, ancho de tajeos (2.0 a 3.0 m), el mtodo de minado y sobretodo las polticas de prevencin de riesgos de la empresa, se determino la siguiente distribucin del sostenimiento:

- Sostenimiento Tipo A: Empernado ocasional (1p/2ml). Se aplicar para rocas Tipo I en las paredes.

- Sostenimiento Tipo B: Empernado sistemtico (2p/ml) y uso de cintas metlicas en

forma ocasional. Se aplicar para rocas Tipo I en las bvedas y para roca Tipo II en las paredes, as mismo en las intersecciones de labores con rocas Tipo I II.

- Sostenimiento Tipo C: Empernado sistemtico (3p/ml) con malla metlica como

refuerzo y uso de cintas metlicas en forma ocasional. Se aplicar para rocas Tipo II en las bvedas y vetas y para roca Tipo III en las paredes, as mismo en las intersecciones de labores con rocas Tipo II III.

- Sostenimiento Tipo D: Empernado sistemtico (4p/ml) con malla metlica y shotcrete

de 5 cm. de espesor. Se aplicar para rocas Tipo III en las bvedas y vetas y para roca Tipo IV en las paredes, as mismo en las intersecciones de labores con rocas Tipo III IV.

- Sostenimiento Tipo E: Cimbras metlicas o cuadros de madera. Su uso ser ocasional

en la Mina Sulfurosa Manuelita, ya que durante el reconocimiento geomecnico no se ha encontrado rocas intensamente fracturadas o zonas de fallas de gran espesor.

Figura N1: Perfil Geolgico de la Unidad Minera Morococha.

PERFIL GEOLOGICO

UNIDAD MINERA MOROCOCHA

3. Investigaciones Realizadas 3.1. Ensayos de Mecnica de Suelos del Relleno Hidrulico Se obtuvo muestras del relleno hidraulico en el hidrociclon y del tajo Manuelita del nivel 450 para ensayos granulometricos, indices de attemberg, propiedades fisicas y de corte. Este ultimo ensayo permitio obtener el angulo de friccion interna () y cohesin (c) del relleno (ver cuadro adjunto).

Tipos de Ensayos M-1 (Hidrocicln) M-2

(Tajo Manuelita)

% de grava 0.00 0.00

% de arena 73.59 75.78

% de finos 26.41 24.22

Limite Lquido 18.34 18.72

Lmite Plstico N.P N.P

ndice de plasticidad N.P N.P

Clasificacin SUCS SM SM

Contenido de Humedad Natural (%) 8.11 26.53

Peso especifico de slidos (P.e) 3.056 3.042

Densidad Natural Hmeda (gr/cm3) 1.994 2.162

Densidad Natural Seca (gr/cm3) 1.832 1.746

Angulo de friccin interna () 33.18 31.54

Cohesin (c) Kg/cm2 0.11 0.07

Por las caractersticas obtenidas de los ensayos de mecnica de suelos, este material se clasifica como una arena limosa de consistencia media a dura (1.55 a 1.80 gr/cm3), ndice de huecos (e) de 0.5 a 1.0 y una permeabilidad de 1x10-3 a 5x10-3 cm/s. Su consolidacin se realiza en forma natural por perdida del contenido de agua que se incluye en la pasta para ser transportada y aumenta por efecto de las cargas dinmicas ocasionadas por las voladuras cercanas, lo cual permite, despus de un periodo de tiempo (entre 2 a 6 horas) su uso como piso de tajeo, para continuar con la explotacin del mismo. En la Mina Sulfurosa, el relleno hidrulico es utilizado fundamentalmente como parte del ciclo de minado, ya que las cajas de las vetas presentan regulares a buenas condiciones geomecnicas y no requieren un soporte adicional al soporte temporal que se les coloca segn su clasificacin geomecnica y a los tipos de soporte mencionados en el tem anterior. Sin embargo, con el transcurso del tiempo, el relleno hidrulico evitara posibles desplazamientos de las cajas cuando estas hayan sido explotadas ntegramente entre dos niveles consecutivos, ya que todo el espacio de la veta excavada se encuentra con este relleno. A continuacin se presentan los resultados de los ensayos de mecnica de suelos:


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Curva Granulometrica del Relleno Hidraulico en el Cicln (M-1)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

ABERTURA (mm)

Curva Granulometrica del Relleno Hidraulico en el Tajeo (M-2)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

ABERTURA (mm)


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3.2. Anlisis Qumicos del Relleno Hidrulico


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4. Caractersticas del Relleno Hidrulico Mina Sulfurosa 4.1. Condiciones Granulomtricas El material slido del relleno hidrulico utilizado en la Mina Sulfurosa se clasifica como una arena fina limosa (SM) con 65% a 75% de arenas entre la malla N10 a malla N200 y con un 25% a 35% de material fino poco cohesivo y no plstico. Se evita la presencia de lamas para que no dificulten la evacuacin del contenido de agua en la pasta. 4.2. Propiedades Fsicas El peso especifico de slidos varia entre 3.04 a 3.06 debido al contenido metlico que retiene, su contenido de humedad inicial en el hidrocicln varia de 8.0 a 8.5% y en los tajeos retiene entre 25% a 28%. Presenta consistencia dura a media y una permeabilidad de 1x10-3 a 5x10-3 cm/s. Su densidad natural hmeda varia entre 1.99 a 2.20 en condiciones hmedas y de 1.75 a 1.85 en condiciones secas. Su ngulo de friccin interna varia de 31.5 a 33.2 y su cohesin de 0.07 a 0.11 Kg/cm2. 4.3. Propiedades Qumicas De acuerdo a los anlisis realizados para determinar las condiciones qumicas se obtuvo que: el porcentaje de azufre total fue de 14.4 distribuido entre 2.46 como sulfatos y 11.40 como iones S-2. El potencial de neutralizacin (t CaCO3/1000 t) dio un contenido acido (AP) de 373.125 con una neutralizacin (NP) de 115 y un neto de neutralizacin (NNP) de -258.13. La relacin de NP/AP es de 0.31 y el pH de la pasta de 6.9, concluyndose que la pasta es generadora de agua acida. El contenido de metales fue de 21.41 g/Tm Ag, 0.24 g/Tm Au, 0.11% Cu, 0.19% Pb, 0.40% Zn, 11.11%Fe, 0.12%As, 0.03%Sb, 0.02%Bi y 1.60%Mn. 4.4. Condiciones de Mezcla Para transportar el relleno hidrulico a travs de las tuberas hasta el tajeo, a los solidos se les agrega agua en una relacin entre 1.5 a 2.5 m3 por 1.0 m3 de slido con el objeto de que tenga una mayor fluidez y evitar el atoro y desgaste de las tuberas. Sin embargo esta mezcla origina un mayor tiempo en el proceso de consolidacin en el tajeo, por perdidas de agua y afecta parcialmente las condiciones geomecnicas de las vetas generando el uso de mayor sostenimiento inmediato, esta agua se elimina posteriormente en un 80% por decantacin y un 20% por filtracin. 4.5. Comportamiento Geomecnico El reforzamiento a las condiciones del comportamiento integral de las cajas por el relleno hidrulico evitara que en el futuro se controle los desplazamientos de las cajas cuando los tajeos se encuentren totalmente explotados en los diferentes niveles, ya que el proceso de consolidacin del relleno se va haciendo cada vez mayor con el tiempo por accin de las cargas dinmicas generadas por la voladura, su propio peso y el confinamiento que ejercen las cajas. 5. Procedimientos de Colocacin Se inicia el proceso de colocacin del relleno hidrulico con la preparacin de la pulpa en el hidrocicln mezclando el agua procedente de los reservorios con el material de relaves colocado en la tolva en una proporcin promedio de 2 m3 por 1 m3 de relave. Esta mezcla permite una mayor fluidez del relleno en las tuberas y evita su atoro.


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La pulpa es enviada a los tajeos a rellenar por intermedio de dos bombas (bomba N1 Sulfurosa y bomba N2 Manuelita). As mismo, el vaciado de la pulpa se realiza tratando de mantener la superficie con una inclinacin hacia las chimeneas del relleno, de manera que el mayor porcentaje del agua se elimine por decantacin. La direccin del flujo de la pulpa se explica en el diagrama unifilar mostrado a continuacin:

Las diferentes actividades para la colocacin del material hidrulico comprenden de: A. Traslado del relave a la planta de preparacin del relleno hidrulico. B. Preparacin y bombeo del relleno hidrulico. C. Instalacin de tuberas para el relleno hidrulico. D. Preparacin del tajeo a ser rellenado. E. Vaciado del relleno hidrulico en el tajeo. Para todas estas actividades se han elaborado los planes de ejecucin de trabajo seguro (PETS) que comprende:


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5.1. Traslado del relave a la planta de preparacin del relleno hidrulico. A. Carguo con cargador frontal

B. Traslado de relave con camiones


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5.2. Preparacin y bombeo del relleno hidrulico A. Operacin de la bomba de relleno hidrulico


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5.3. Instalacin de tuberas para el relleno hidrulico A. Instalacin de tuberas en chimeneas para relleno hidrulico


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B. Instalacin de tuberas en tramos horizontales


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C. Fuga de relleno hidrulico por tuberas

5.4. Preparacin del tajeo a ser rellenado A. Armado de cortinas para relleno hidrulico


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5.5. Vaciado del relleno hidrulico en el tajeo A. Colocacin del relleno hidrulico


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6. Conclusiones y Recomendaciones - El uso del relleno hidrulico en la mina sulfurosa ha permitido optimizar el ciclo de minado

que se realiza mediante el sistema de corte y relleno ascendente mediante la preparacin de una galera sobre veta y manteniendo un puente de un espesor mnimo de 3.0 m.

- El relleno hidrulico colocado se utiliza principalmente como piso y no cumple una labor de sostenimiento inmediato, debido fundamentalmente al buen comportamiento geomecnico de las cajas y la colocacin de soporte temporal consistente en empernado sistemtico.

- El trabajo de sostenimiento futuro lo proporciona el relleno hidrulico al aumentar su

consolidacin y compactacin, tanto por posibles desplazamientos de las cajas hacia el interior del tajo rellenado como las cargas dinmicas producidas por vibracin debido a los disparos. Este trabajo evita colapsos futuros de las cajas en los blocks rellenados.

- De acuerdo a la composicin granulomtrica el material de relleno utilizado es clasificado

como una arena limosa (SM) con una consistencia de moderada a dura y aumenta por la consolidacin por evacuacin del agua y cargas dinmicas. Su permeabilidad varia de 1x10-3 a 5x10-3, el ngulo de friccin entre 31.5 a 33.2 y su cohesin de 0.07 a 0.11 Kg/cm2.

- Por su composicin qumica, la pulpa es generadora de agua cida, encontrndose en su

composicin metales en porcentajes mnimos. La mezcla de la pulpa consiste en 1.0 m3 de slidos y 2.0 m3 de agua, lo cual permite una mayor fluidez y evita el atoro en las tuberas. El agua se elimina en un 80% por decantacin y un 20% por filtracin.

- El tiempo de reinicio de labores en un tajo rellenado es por lo menos de 2 horas. Una vez

que se haya eliminado el agua por decantacin, la pulpa se encuentra mas compacta. - En la colocacin del tajeo se colocan diques utilizando redondos y tablones de madera

cubriendo posteriormente todo el tajeo (piso, paredes y diques) con malla arpillera, la cual evita que en las filtraciones haya perdida de finos, ya que funciona como un material filtrante.

estudio de relleno hidraulico en la mina sulfurosa-finl.pdf

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