Sammy Lucano Polo Mecnica de Rocas II FIGMM-UNI 2012-II

Definicin Funciones Geomecnicas Tipos de Relleno:Relleno Detrtico (Rocoso, Convencional) Relleno Hidrulico Relleno en Pasta

Consideraciones de Diseo Ejemplo aplicativo

El relleno Se define como material que sustituye al mineral arrancado en los mtodos de explotacin, principalmente en los mtodos Corte y Relleno El relleno es un material que est constituido por una variada granulometra, podemos encontrar partculas de varios centmetros de dimetro hasta los micronesLos materiales deben de ser de fcil adquisicin (costo, disponibilidad y cercana)

Como sostenimiento para seguir explotando los diferentes niveles o subniveles de explotacin. Previene la generacin de incendios, y la acumulacin de gases en las excavaciones.

Protege la superficie exterior hundimientos rpidos y excesivos.

de

Reduce la presin del terreno y proteger las excavaciones.

Rellenos de detrtico (rock fills)

Rellenos hidrulicos (slurry fills)Relleno tipo pasta (paste fill)

Se llama relleno detrtico o rocoso al material generalmente procedente de las labores mineras subterrneas excavadas en terreno estril. Forma de uso del relleno Detrtico

Justificacin de su uso Ventajas y Desventajas

El relleno hidrulico es el material de relleno solido mezclado con agua para ser transportado por tuberas.

Son los ms usado actualmente en minera de Cut and Fill

Elementos constituyentes Arenas-Relaves (underflow) Agua

Anlisis Granulomtrico:

Tabla Granulomtrica: Mina Morococha

Curva Granulomtrica:

Propiedades Fsicas. Coeficiente de uniformidad:

Gravedad especifica de los slidos:

Densidad de la pulpa (Gp)

Propiedades Fsicas: Porcentaje de slidos en peso:

Porcentaje de slidos en volumen:

Propiedades Hidrulicas:

Velocidad de percolacin (Vp)

Consideraciones de Diseo El diseo consiste en encontrar una curva granulomtrica de arena o material de relave que junto a una cantidad de agua se comporte como una pulpa de fcil manejo a travs de caeras y ductos de vaciado Los parmetros a considerar en l diseo de la curva granulomtrica a ser utilizada en la pulpa debe considerar lo siguiente:

Parmetros a Considerar: El tamao mximo y su volumen de material grueso que puede ser transportado sobre la velocidad crtica de transporte. El tamao mnimo y su volumen que permitir un drenaje adecuado. Tambin las partculas de mayor tamao aumentan el desgaste de los ductos de transporte exponencialmente. La fraccin de material fino influir en la velocidad a la cual se puede drenar la pulpa para vaciar el exceso de agua. La velocidad de drenaje del exceso de agua debera ser no menor a 3 cm/hr ni mayor a 20 cm/hr. El Cu de preferencia deber estar en el rango de 5 a 7. La cantidad mxima de finos para evitar licuefaccin producto de potenciales cargas dinmicas es de 8% en peso de material bajo 20 micrones (lamas) u 800 mallas (underflow).

Resistencia de los Rellenos: El ngulo de friccin aparente depende de la angulosidad de los fragmentos de arena y su compactacin El ndice de huecos de rellenos hidrulicos es del orden de 70%. Lo cual implica una densidad de 1,6. El ngulo de friccin de falla es de 37 grados No se considera cohesin ya que es arena suelta. Sin embargo en realidad como la arena est hmeda se cohesin aparente debido a la succin producida en los poros y capilares En estas condiciones la altura mxima de relleno que se puede mantener estable es de 3-4 m

Resistencia de Relleno Hidrulico Cementado: Para aumentar la cohesin del relleno se incorpora cemento en la pulpa de modo de mejorar sus condiciones de resistencia.

La resistencia de un relleno con cemento est dada como funcin del contenido de cemento y el tiempo de curado por la siguiente relacin. c A BC 2 log t KPaA 30 B5

Velocidad de percolacin y contenido de cemento:

La pasta es una mezcla de agua con slidos de alta densidad que contiene abundante partcula fina con un bajo contenido de agua, controlado con el cono de abrahams.No segregable.

Contenido de finos menores 20 micrmetros alrededor del 15%-20%

Elementos constituyentes: Agregados Relaves (underflow) Cemento Agua

Elementos Constituyentes: Aditivos (opcional) Ceniza volcnica Silicato de sodio Asfalto Yeso

Parmetros de Diseo: Anlisis Granulomtrico Proporciones de mezcla Trabajabilidad de la mezcla: Cantidad de agua/granulometra, transporte, colocacin.

Parmetros de Diseo: Anlisis de SLUMP

Ajuste de diseo: Porcentaje de humedad de agregado. Por aumento de SLUMP. Por incremento de la resistencia. (ensayos CUx)(tiempo de curado) Por incorporacin de aditivo.

Mina Iscaycruz (Oyn - Lima)Mes : Mar-10

DOSIFICACIONES DE CONCRETORELLENO CEMENTADO DOSIFICACION PARA 1m3 PESOS SECOS

Resistencia de Diseo a los 21 dasPE DEL CEMENTO PE DEL ZARANDEADO 3.15 gr/cm3 2.46 gr/cm3

% CEMENTO CEMENTO (Kg.) ZARAND. (Kg.)AGREGADO GLOBAL

5% 120 1960 84 0.702,165 6.0 Mpa

4.0% 106 1993 75 0.712,175 5.0 Mpa

3.5% 92 2026 66 0.722,185

3.0% 80 2055 58 0.732,194

2.5% 70 2079 52 0.742,201 3.0 Mpa

2.0% 65 2087 50 0.772,203

AGUA

(Lt.)

RELACION A/CDENSIDAD

f'c=

4.0 Mpa 3.5 Mpa

Mina Ares (Arequipa)

El relleno debe ser conducido a una velocidad tal que evite la deposicin y tal que evite el desgaste excesivo de la tubera por abrasin.

d: Dimetro de la tubera. D: densidad de la pulpa. F1: constante dimensional.

Para no correr riesgos y garantizar la velocidad critica, la velocidad de transporte ser:

En pies/ seg.

Mejoramiento del relleno en pasta Minas Ares Se realizaron tres etapas bien diferenciadas en el trabajo de mejoramiento del relleno en pasta. Primera etapa 1998-2000 Segunda etapa 2000-2001 Tercera etapa 2001-actualidad

Primera etapa 1998-2000Para 1 m3 de relleno

Agregado: % % % % % % grava: 12 % A. gruesa: 40.9 % A. media: 19.5 % A. fina: 8.7 % finos: 19.5% ultra finos: 4-5.5 %

Segunda Etapa 2000-2001Para 1 m3 de relleno

Agregado: % % % % % % grava: 24.4 % A. gruesa: 24.2 % A. media: 13.8 % A. fina: 16.4 % finos: 16-17% ultra finos: 7-5.5 %

Tercera Etapa 2001-actualidadPara 1 m3 de relleno

Agregado: % % % % % % grava: 18.2 % A. gruesa: 30 % A. media: 16.8 % A. fina: 11.9 % finos: 10.3% ultra finos: 12.2 %

El relleno cumple un rol de sostenimiento en las minas entre otros. Existen tres tipos de relleno que se diferencian por su composicin. El papel de la geomecnica en el relleno es disear la mejor combinacin de materiales para obtener mejores propiedades y ahorro de costos en el relleno. El diseo de relleno depende fundamentalmente del trabajo en campo y laboratorio.

El relleno aporta grandes beneficios en una mina, mas haya de los expuestos que es importante conocer para entender la importancia del mismo. El procedimiento de diseo del relleno no esta muy bien documentado, por tanto resulta interesante realizar investigacin en este campo. Un factor muy importante en la actualidad es el impacto ambiental del relleno como generador de aguas acidas, que se debe conocer.

Libros: Mtodo de Explotacin por Corte y Relleno. Chambres Montantes Remblayees.

Explotacin Subterrnea Mtodos y Casos Prcticos. Facultad de Ingeniera de Minas-UNA Puno.

Tesis: Mtodos Prcticos para Determinar la Resistencia Compresiva Uniaxial del Relleno Cementado Calculo y Diseo de Instalaciones para Relleno Hidrulico de Mina. Construccin de la Planta de Relleno Hidrulico 100 % relave. Relleno en Pasta. Erles Crefel Yalle Guillen. David Obando Pacheco.

Enrique Toledo G.

Mtodo de Minado por Corte y Relleno. Evaristo Valencia Gaspar-UNAM.

Vera Vega Reinaldo.

Informes: Mejoramiento de Relleno en Pasta Mina ARES Sistema de Relleno Hidrulico Minas Cerro de Pasco Manual de Agua Potable Alcantarillado y Saneamiento Informe de Practica Pre-Profesional CMHSA-Pataz Relleno en Pasta en la Unidad San Rafael Caracterizacin de la Pasta de Relave para Uso como Relleno en Labores Mineras