RELLENO EN MINAS

FUNCIONsostener las paredes de las rocas y pilares proveer una superficie de trabajo permitir hacer un minado ms selectivo y obtener mayores recuperaciones de mineral (incluyendo pilares).Prevencin de la subsidencia mejor control de la ventilacin

TIPOS DE RELLENO Relleno hidraulico Relleno en pastaRelleno neumatico Relleno convencional Relleno con hielo (en regiones de congelamiento permanente)

ASPECTOS IMPORTANTES DEL RELLENOpara el diseo del relleno tendramos encuenta lo siguiente:Geologa del depsito mineralizado Propiedades fsicas y mecnicas del mineral y de las cajas Requerimientos ambientales Fuentes y/o recursos del material de relleno Mtodo de minado

Anlisis de resistencia del relleno Determinacin de la composicin del rellenoSistema y facilidades de la preparacin del relleno Sistema de distribucin y equipo relacionado Anlisis econmico totalUbicacin de los tajeos con relacin a las facilidades en superficie.

RELLENO HIDRAULICO El relleno hidrulico podra ser parte del relave desechado por la concentradora o cualquier material rocoso, aluvial o coluvial, sometido al proceso de chancado, tamizado, molienda y cicloneo.

REQUISITOS PARA EL R/HCANTIDAD: Las cantidades finales deben ser medidos en metros cbicos (gravedad especifica, densidad de un relleno)REQUISITOS DE CALIDAD:A CORTO PLAZO.- aquellos que afectan las operaciones mineras durante el ciclo de minado

resistencia al hundimientoEs la maxima presion promedio de contacto entre el suelo y una carga antes de que se produsca una falla al corte en el suelo y la carga se hunda.Para aumentar la resistencia al corte se le agrega un agente cementante

La resistencia al hundimiento se expresa segn La ecuacin:

Pmax = presin mxima antes de fallar el relleno C = es la cohesin del relleno, resistencia al corte Cb = Coeficiente q depende del ngulo de friccin interna del relleno

Esta figura fue determinada por prandtl y la correccin de sus resultados han sido comprobados en la practica por terzaghi y otrosFigura 2 pag 26

ESTABILIDAD EN UN TAJEO INVERTIDO

Usado para el para el corte y relleno descendente el relleno es el techo del tajeo y el mineral por romper es el piso.Se emplea cuando la estabilidad del techo del relleno es superio a la del mineral insitu por lo tanto sera mas seguro tener un techo de relleno cuyas propiedades se pueden controlar a voluntad que un techo de mineral con propiedades estructurales impredescibles

Para el empleo de este mtodo se debe considerar:

W = carga vertical ejercida por el relleno por unidad de longitud de tajeo ( T/m) = densidad in situ del relleno (T/m3)b= ancho del tajeoh= altura del relleno sobre el techo del tajeoK=coeficiente de presin lateral c=cohesin del relleno (T/m2)

Valor mximo de W

Para (h/b) = infinito

Donde:

En la practica la estructura de sostenimiento se disea para el valor maximo de W el cual generalmente se obtiene con poca altura del relleno Se ha observado que en ciertos casos la carga ejercida por el relleno en un tajeo invertido puede ser menor que la calculada con las ecuaciones la explicacion parece encontrarse en la formacino de arcos horizontales dentro del relleno y cerca al techo del tajeo transfiriendo asi parte de la carga vertical a las paredes

Thixotropismo Es una propiedad de ciertas sustancias por el cual se comportan como solidos cuando estan en reposo y como liquidos cuando estan expuestos a un impacto o vibracion La resistencia al corte del material es funcion directa del esfuerzo normal efectivo entre granos y este es igual al esfuerzo normal menos la presion de agua en los poros

REQUISITOS DE CALIDAD A LARGO PLAZODensidad relativa Reduccion del volumen

ESTABILIDAD EN TAJEOS CONTIGUOSCuando se explotan cuerpos minerales cuyas 3 dimensiones tienes las mismas magnitudes necesariamente se tendrn tajeos quecolindan lateralmente

La altura maxima que podra estar expuesto antes del fallamiento esta dada por

h . Altura maxima expuestaC : cohesion

:densidad del rellenoCf: coef. Que depende del angulo de friccion interna

PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS DEL RELLENOPERMEABILIDAD: se mide con la prueba de la velocidad de percolacin, esta debe ser aproximadamente a 4 pulg./hora < 2 pulg./hora : embalse de agua > 8 pulg./hora : fenmeno de embudo ecuacin de Darcy: V2 = LQ1/HA

V2: velocidad de precolacin (cm/hr)L: altura de la muestra (cm)Q1: caudal (cm3/hr)A: rea de la seccin del tubo (cm2)H: altura hasta el nivel del agua (cm)

TAMANO DE PARTICULANGULOS DE FRICCION INTERNA Y COHESION DE UN RELLENO:DENSIDAD IN-SITU O DENSIDAD RELATIVA DEL RELLENORAZON DE POROS REAL: es una medida que controla la compactacin de un relleno.

E = [G(Rh + 1)/D]-1

E = Razn de poros real G = gravedad especifica de los slidos (gr/cm3) Rh = relacin de la humedad (peso de agua / peso de slido) D = densidad del relleno (gr/cm3)

UN RELLENO SOMETIDO A PRUEBAS AL CORTE MIDIENDO EL TIEMPO DESDE QUE FUE HECHADO SE OBTIENE

resistencia al corte

0

2.5

4

4.9

5.55

6

6.95

7.35

7.5

7.65

7.66

tiempo en dias

resistencia al corte (Kg/cm2)*10

VARIACION DE LA RESISTENCIA AL CORTE CON EL TIEMPO

angulo de friccion interno

5.2

6

7

8.4

10.3

13.1

17.5

24

35.4

54

74

80

angulo de friccion interna

Cb

RESISTENCIA AL HUNDIMIENTO

RESISTENCIA AL HUNDIMIENTO

PRESION MAXIMA1.6856579412

ANGULO DE FRICCION INTERNA10

Cb6.7872964173

TIEMPO EN DIAS0.5

RESISTENCIA AL CORTE2.4835484375

Hoja1

00

0.52.5

14

1.54.9

25.55

2.46

46.95

57.35

67.5

77.65

87.66

05.2

56

107

158.4

2010.3

2513.1

3017.5

3524

4035.4

4554

5074

51.580

Hoja3

MBD0003C178.unknown

VENTAJAS DEL RELLENO HIDRULICOSi se emplea relave la obtencin es gratuita. El transporte hidrulico en tuberas es mas econmico y veloz. Reduce el ciclo de minado y por ende aumenta la eficiencia. Se reduce la dilucin de mineral con el relleno.Permite el empleo de mtodos de explotacin mas eficientes.Soluciona el problema de almacenamiento del relave en canchas de superficie

Limitaciones:Alta inversin inicialMayor volumen de agua es introducido a la mina,requirindose la evacuacin por bombeo o por gravedad.Si el drenaje es deficiente, habr fuga ocasionandoobstrucciones en las galeras inferiores.Si la percolacin no es adecuada crea el fenmeno delembudo, ocasionando derrumbamiento en lo posterior.Problemas de tuberas obstruidas, desgastadas, cambiode vlvulas ocasiona paradas planta de preparacinCuando en el relave existe alta cantidad de pirita seeleva la temperatura y produce so2, pudindose provocarinclusive incendios.

RELLENO EN PASTAEl porcentaje de slidos vara entre 75-85%dependiendo del tipo de pasta. La experiencia indica que solo el 46% de los relavesproducidos pueden ser usados para relleno en pasta. utiliza una mezcla con una relacin baja de cementoagua durante el transporte de la pasta En superficie, la pasta de relaves puede ser depositada con un Angulo de reposo entre 6-10grados

Una cierta proporcin de partculas finas < 20 micrones (

DISEO Y ESPECIFICACIONES EN LA MEZCLA DE PASTArequerimiento para producir pasta en la mayora de los casos deben de contener por lo menos 15% en peso de partculas menores a 20 micras de dimetro (625 malla).La resistencia es aumentada aumentando el contenido de cemento y reduciendo el contenido de humedad

En muchos casos, el relleno de minas con pruebas de resistencia a la compresin no confinadas dan resultado de 0.7 a 2 Mpa ( 100 a 300 psi ) lo cual es adecuado, y se puede lograr con 2% a 4% de contenido de cemento Prtland en peso.pruebas a nivel piloto son necesarios para determinar lo recomendable del material a ser usado para relleno en pasta

PRUEBAS PARA DETERMINAR LA RECOMENDABILIDAD DEL RELLENO EN PASTAETAPA DE LABORATORIO Distribucin de tamao de granos. Densidad y mineraloga Geometra de las partculasCurvas de compactacin y de densidad optima Limites lquidos y plsticos Porosidad y Fluidez en las tolvas.Permeabilidad y AbrasividadSlump vs. contenido de aguaPruebas de espesamiento

Pruebas de filtracin Pruebas de cicloneoMezclado de pasta observacin visual Pruebas de fluido en columnas de tuberas Pruebas de resistencia ETAPA DE PRUEBA PILOTO Espesamiento en la plantaFiltracin en la planta Slump vs. necesidades de energa para mezclado Pruebas de bombeo a escala industrial en circuito cerrado.

VENTAJASMejora el soporte del piso y techo , reduciendo tambin los costos de mano de obra y materiales. Resistencias mayores pueden ser logradas con menor contenido de cemento. Poco agua en las labores debido a la pastaEl relleno en pasta es ms denso que el relleno hidrulico convencional porque tiene una porosidad reducida. Entonces la resistencia confinada es mejor y las necesidades de relavera (trincheras barricadas) son menores.

Generalmente todos los relaves pueden ser usados para pasta pero los sistemas de relleno convencional solo pueden usar partculas gruesas.Lamas obtenidas en operaciones de relleno hidrulico convencional generalmente causan problemas a los operadores, causan desgaste en las bombas de desaguado de mina y problemas de seguridad si se descargan en las chimeneas o en los tneles. Estos problemas se resuelven con el relleno en pasta.El tiempo del ciclo de minado es menor

permite el uso mecanizado de sistemas de minado de corte y relleno descendentepermite mtodos de minado mas flexiblesBuenas propiedades de soporte en los techos de las labores y reduccion de derrames en las labores.Lo atractivo de los sistemas en pasta para relleno incluye la habilidad de usar material finamente molido de los relaves que no pueden ser usados en sistemas de relleno hidraulico convensional.

RELLENO NEUMATICOEl relleno neumtico se basa en la idea de que una corriente de aire es capaz de mantener en suspensin las tierras en una conduccin, desplazndolas ms o menos El relleno neumtico se puede emplear en capas de potencia comprendida entre 0,5 y 3 m, y en casos excepcionales, hasta de 4 m

El campo de aplicacin ms favorable para el relleno neumtico lo forman las capas de potencia superior a 0,9 m y buzamiento hasta 35. Este sistema se emplea en yacimientos de fuerte inclinacin para transportar las tierras hasta la cabecera de las explotaciones, desde donde prosiguen su recorrido por gravedad.Pueden emplearse estriles de lavadero o procedentes del estro, rocas trituradas, cenizas de calderas y escorias Si son muy arcillosas, hay que mantener su granulometra entre 0 y 10 mm, con lo que se evitan los atascos

DESVENTAJASUno de los principales problemas del relleno neumtico puede radicar en el levantamiento de polvo por lo que se deber tener una adecuada ventilacin.Es relleno neumtico es una gran consumidora de aire comprimido lo que implicara un considerable gasto combustibleEl transporte de materiales gruesos produce el rpido desgaste de la tubera y del equipo

RELLENO CONVENCIONAL

RELLENO CON HIELOEl hielo ha sido propuesto por mucho tiempo como relleno en regiones altamente frgidas, a la fecha, el hielo solo ha sido usado en Norwayy en Rusia.