Relleno de Mina Enfoque Geomecnico

Relleno de Mina Enfoque Geomecnico Sammy Lucano Polo Mecnica de Rocas II FIGMM-UNI2012-IIDefinicinFunciones GeomecnicasTipos de Relleno:

Relleno Detrtico (Rocoso, Convencional)Relleno HidrulicoRelleno en Pasta

Consideraciones de DiseoEjemplo aplicativo

Introduccin 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 micrones

Los materiales deben de ser de fcil adquisicin (costo, disponibilidad y cercana)RellenoComo sostenimiento para seguir explotando los diferentes niveles o subniveles de explotacin.

Previene la generacin de incendios, y la acumulacin de gases en las excavaciones.Funciones GeomecnicasProtege la superficie exterior de hundimientos rpidos y excesivos.

Reduce la presin del terreno y proteger las excavaciones.Funciones GeomecnicasRellenos de detrtico (rock fills)

Rellenos hidrulicos (slurry fills)

Relleno tipo pasta (paste fill)

Tipos de Relleno

Tipos de RellenoSe llama relleno detrtico o rocoso al material generalmente procedente de las labores mineras subterrneas excavadas en terreno estril.

Forma de uso del relleno Detrtico

Relleno DetrticoJustificacin de su uso

Ventajas y DesventajasRelleno DetrticoEl 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

Relleno HidrulicoElementos constituyentesArenas-Relaves (underflow)Agua

Relleno Hidrulico

Anlisis Granulomtrico:

Relleno Hidrulico

Tabla Granulomtrica:

Mina MorocochaRelleno Hidrulico

Curva Granulomtrica:

Relleno Hidrulico

Propiedades Fsicas.

Coeficiente de uniformidad:

Gravedad especifica de los slidos:

Densidad de la pulpa (Gp)

Relleno Hidrulico

Propiedades Fsicas:

Porcentaje de slidos en peso:

Porcentaje de slidos en volumen:Relleno Hidrulico

Propiedades Hidrulicas:

Velocidad de percolacin (Vp)

Relleno Hidrulico

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:

Relleno HidraulicoParmetros 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).

Relleno HidrulicoResistencia 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 gradosNo 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 capilaresEn estas condiciones la altura mxima de relleno que se puede mantener estable es de 3-4 m

Relleno HidrulicoResistencia 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.

Relleno Hidrulico

Relleno Hidraulico Velocidad de percolacin y contenido de cemento:

La pasta esuna mezcla de agua conslidos de alta densidad que contiene abundante partcula fina con un bajo contenido de agua, controladocon el cono de abrahams.

No segregable.

Contenido de finos menores 20 micrmetros alrededor del 15%-20% Relleno en Pasta Elementos constituyentes:AgregadosRelaves (underflow)Cemento Agua

Relleno en Pasta

Elementos Constituyentes:

Aditivos (opcional)

Ceniza volcnicaSilicato de sodioAsfaltoYeso

Relleno en Pasta

Parmetros de Diseo:

Anlisis Granulomtrico

Proporciones de mezcla

Trabajabilidad de la mezcla:Cantidad de agua/granulometra, transporte, colocacin.

Relleno en PastaParmetros de Diseo:Anlisis de SLUMP

Relleno en Pasta

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.

Relleno en PastaMina Iscaycruz (Oyn - Lima)

Relleno en Pasta

Mina Ares (Arequipa)

Relleno en Pasta

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.

Transporte de Relleno

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

En pies/ seg.

Transporte de Relleno

Mejoramiento del relleno en pasta Minas Ares

Se realizaron tres etapas bien diferenciadas en el trabajo de mejoramiento del relleno en pasta.

Primera etapa 1998-2000Segunda etapa 2000-2001Tercera etapa 2001-actualidadEjemplo Aplicativo Primera etapa 1998-2000

Para 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 %Ejemplo Aplicatico

Segunda Etapa 2000-2001

Para 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 %

Ejemplo aplicativo

Tercera Etapa 2001-actualidad

Para 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 %

Ejemplo Aplicativo

Ejemplo Aplicativo

Ejemplo AplicativoEl 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.ConclusionesEl 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.

RecomendacionesLibros:

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

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

BibliografaTesis:

Mtodos Prcticos para Determinar la Resistencia Compresiva Uniaxial del Relleno CementadoDavid Obando Pacheco.Calculo y Diseo de Instalaciones para Relleno Hidrulico de Mina.Enrique Toledo G.Construccin de la Planta de Relleno Hidrulico 100 % relave.Erles Crefel Yalle Guillen.Relleno en Pasta.Vera Vega Reinaldo.Mtodo de Minado por Corte y Relleno.Evaristo Valencia Gaspar-UNAM.

BibliografaInformes:

Mejoramiento de Relleno en Pasta Mina ARESSistema de Relleno Hidrulico Minas Cerro de PascoManual de Agua Potable Alcantarillado y SaneamientoInforme de Practica Pre-Profesional CMHSA-PatazRelleno en Pasta en la Unidad San RafaelCaracterizacin de la Pasta de Relave para Uso como Relleno en Labores Mineras

BibliografaGRACIAS