APLICACIONES

Mina Keretti, de Outokumpo en Finlandia, usa camiones montado con fajas para la disposición del relleno; una mezcla compuesta por:Material chancado 85%Cemento 5 %Agua 9%

La mina Cañon de Asamera, usa un relleno de concreto conformado por arena, grava y 5% de cemento; la mezcla provee una resistencia de 1200 psi (8.3 MPA). La arena, grava y cemento son transportados secos y por gravedad a través de chimeneas y taladros de gran diámetro a una planta de mezclado en el interior de la mina. Pequeños tractores sobre oruga, se usan para nivelar el concreto de baja resistencia y proveer un piso de trabajo plano para los sucesivos cortes. Los pilares son luego removidos y rellenados con relleno de concreto al 3% de cemento o con simplemente agregados.Inicialmente, como material de relleno se usó una mezcla de 55% de agregados de 3” (76 mm) , arena y 5% de cemento Portland, pero el resultado producía segregación cuando se descargaba la mezcla en el tajo; luego se varió el tamaño del agregado a 2”, y esto evitó el problema.

Finalmente la mezcla contiene:Agregados (de 2 “ a malla 4, o 51 a 4.7 mm) 55%Arenas 40%Cemento y agua 5% (ratio agua cemento 1:1)

RELLENO NEUMÁTICO

Minas sudafricanas usan el transporte neumático para llevar el relleno por tuberías a los tajos en relleno, el aire en tales casos generado por compresores reciprocantes.

Desventajas Requiere mucha energía para cortas distancias El diámetro de la tubería debe ser entre 3 y 4 veces la partícula de mayor tamaño. La alta presión de aire y velocidad de los materiales transportados generan rápida abrasión

en la tubería Alto costo operacional y alto costo en cuanto a energía.

Fuentes de materiales

Canteras de gravas, arenas y morrenas Botaderos de desmonte de mina. Desmonte proveniente de frentes de avance. Relaves de planta Escorias de fundición-

El cemento puede ser agregado en mezcla apropiada para darle la resistencia y estabilidad requerida.

Preparación, distribución y equipamiento

El diámetro de la tubería no debe ser menor a 3 veces la partícula de mayor tamaño, en la práctica esta es de 8” y/o 203 mm de diámetro interno de tubería. Dada la abrasión por el transporte algún tipo de aleación que permita el endurecimiento de la cara interna de la tubería, mejora el tiempo de vida del mismo, sin embargo esto hace más costosa a la línea y pesada para su manipuleo.

El agua es generalmente inyectado muy cerca de la manguera de descarga del relleno, especialmente cuando usamos cemento.

El aire requerido para manejar un sistema neumático de transporte de relleno requiere para transportar 200 t/hora aproximadamente entre 3000 y 5000 cfm de aire a una presión de aire entre 15 y 18 psi; los sopladores de desplazamiento positivo, son apropiados para este tipo de operación, son de construcción simple y de fácil mantenimiento.

Para evitar daños físicos hay varios accesorios de protección construidos al interior de una unidad de soplado:

Válvulas de alivio de presión, instaladas a 18 psi Disco de ruptura Sensores de presión

Compresores reciprocantes también son usados para el transporte de relleno neumático.

Desventajas Requiere mucha energía para cortas distancias La alta presión de aire y velocidad de los materiales transportados generan rápida abrasión

en la tubería Polución

Alto costo capital en la tubería Alto costo operacional debido al costo de energía para generar aire comprimido Alto costo de inversión en la tubería

RELLENO HIDRAULICO

El relleno hidráulico contiene lodos con presencia de sólidos que varían desde 35 a 75% de sólidos en suspensión. El lodo puede ser entregado por gravedad o bombeo, es uno de los métodos de relleno más comunes.

Fuentes

Los relaves de planta son los más simples cuando la mina y planta están integrados. Las arenas de ríos o depósitos de gravas pueden ser otra fuente cuando la planta de tratamiento se halla muy alejada de la mina.

Los relaves de planta pueden ser clasificados o no clasificados, dependiendo de la granulometría obtenida en la molienda. La mejor resistencia del relleno se obtiene cuando la gradiente granulométrica maximiza el relleno de vacíos entre partículas-

Preparación y materiales

La tabla siguiente muestra las condiciones de operación de seis plantas y describe el relleno hidráulicos característico a cada caso.

Típicas curvas características para relaves clasificados para relleno hidráulico se muestran en las siguientes figuras:

La resistencia a la compresión sin confinar se incrementa con el uso de cemento, como muestra la figura de arriba (lado inferior – derecho).

Análisis realizados a ratios de mezcla 1:30 a 1:20 de cemento, indican:

Incremento de la resistencia, en el tiempo Significativo incremento de la resistencia con el incremento en la densidad de pulpa. La percolación de agua ácida en la mina a través del relleno, no afecta su resistencia El uso de agua ácida de mina en el transporte de pulpa, no afecta la resistencia del relleno. La variada opción de cemento especial no produce un efecto sustancial en la resistencia.

Cementos Canada Co. En cooperación con Internacional Nickel Co., y Falconbridge Nickel Mineas, a través de estudios reportaron:

La variación en la calidad del cemento no produce grandes cambios en la resistencia del relleno cementado.

La adición de cenizas de fundición, para economizar el uso de cemento, no es atractivo. La distribución granulométrica del relave es importante. EL uso de floculantes beneficia los efectos de resistencia y velocidad de percolación, reuce

las perdidas en el drenaje de agua. Usar temperaturas entre 50 y 85 grados farenheit (10 a 20 °C) no influyen mucho en la

resistencia final

La planta de relleno

La clasificación de lodos provenientes de planta con objeto de darle la granulometría adecuada al relleno, es una práctica común en la minería.

Hoy las plantas de relleno se encuentran totalmente instrumentadas y automatizadas, esto permite:

Reducir la cantidad de personal requerida para operar una planta Darle un mejor control a la preparación del relleno

La planta de preparación de la figura es controlada automáticamente, tiene una capacidad de 125 tph, 70 % de sólidos, 30% de agua +/- 1% de variación.

Aplicaciones Corte y relleno ascendente Corte y relleno descendente Cementado de lozas para maximizar la recuperación de finos en tajos de corte y relleno

ascendente

Ventajas

Se logra una mejor estabilidad de paredes, llegándose a todas las irregularidades d la excavación previamente abierta.

La adición de cemento a los relaves y/o arenas proven una mayor resistencia a la compresión del relleno.

Mejora el control de la ventilación (no se usa equipo móvil, para el movimiento de material)

Se provee un piso firme cuando se coloca una capa de cemento sobre el relleno, se mejora la recuperación de finos.

Se reducen los problemas ambientales.

Desventajas

Si la densidad no se mantiene en un rango de 65 a 70% de sólidos, el exceso de agua jala en el drenaje los finos, afectando la limpieza de la mina, demanda debombeo o menjo de lamas en las vías, etc.

El exceso de agua afecta la resistencia del relleno Hay siempre la posibilidad que el relleno falle, si instalado no drena apropiadamente. Dificulta la remoción de lamas en los sumideros y/o fondo del pique. Una pulpa muy densa puede generar atoros en las tuberías. Altas velocidades para pueden causar excesivo daño en las tuberías.