Rudy Beltran

“Más de medio siglo trabajando por el Perú”

Departamento de Geomecánica

Agosto 2010Agosto - 2010

www.buenaventura.com.pe

Rudy Beltrán VillanuevaE-mail: [email protected]

p

UBICACIONUBICACIONUBICACIONUBICACION

La Unidad Económica Administrativa Orcopampa de laCompañía de Minas Buenaventura S A A Abarca unaCompañía de Minas Buenaventura S.A.A. Abarca unaextensión aproximada de 30 Km2 y está ubicada en:

Di t it d O- Distrito de Orcopampa- Provincia de Castilla- Departamento de Arequipa

Coordenadas:

LongitudLongitud : 72° 20’ 40’’ WLatitudLatitud : 15° 15’ 30’’ SAltitudAltitud : 3 800 m s n mAltitudAltitud : 3,800 m.s.n.m.


ARESARCATA

CHIPMOORCOPAMPA

CAYLLOMA

SUCUYTAMBO

Poracota

SHILA

ORCOPAMPA

PAULA

MADRIGAL

PERU

AREQUIPA

Alta Sulfuración - Oro/Plata

Baja Sulfuración - Plata/OroCarretera AsfaltadaCarretera Semiafirmada

OCEANO PACIFICO

Carretera SemiafirmadaNevado

50 kmPACIFICO

ACCESOACCESOACCESOACCESO

El acceso al distrito de Orcopampa se puede realizar por víaterrestre y aérea.terrestre y aérea.

Por vía terrestre (carretera) :Arequipa - Aplao - Viraco - Orcopampa.Arequipa - Aplao - Chuquibamba – Orcopampa (370 km).Arequipa - Sibayo - Caylloma - Orcopampa (320 km).

Duración del viaje: entre 08 ó 09 horasj

Por vía aérea :En avioneta utilizando el aeropuerto de Orcopampa.

Arequipa - Orcopampa 20 min.Lima - Orcopampa 1Hr. 30 min.

GEOLOGIA DEL YACIMIENTOGEOLOGIA DEL YACIMIENTOGEOLOGIA DEL YACIMIENTOGEOLOGIA DEL YACIMIENTO

El Área Aurífera de Chipmo está ubicado entre la quebradap qOcoruro y el río Chilcaymarca, a unos 5 km. al oeste deldistrito de Orcopampa.Las vetas de Chipmo están emplazadas en un sistema deLas vetas de Chipmo están emplazadas en un sistema defallamiento de rumbo NE-SW con buzamiento mayormente alSur. La veta aflora unos 150 metros de longitud, conbrechamiento de hasta 4 m de ancho a lo largo del fallamientobrechamiento de hasta 4 m de ancho a lo largo del fallamiento,y dentro de un cuerpo, alterado de sílice – alunita de 30 a 50 mde ancho.

La mineralización consiste en venas de cuarzo y baritina, lascuales rellenan espacios abiertos de una brecha silícea,producto del fallamiento.

GENERALIDADESGENERALIDADESGENERALIDADESGENERALIDADES

Actualmente se vienen explotando las vetas Nazareno,Actualmente se vienen explotando las vetas Nazareno,Prometida y Lucy Piso de la Mina Chipmo, cuyascondiciones geomecánicas de la Masa Rocosa, casi en sut t lid d f bl ió d ltotalidad no son favorables, a comparación de lasestructuras que se trabajaron en el pasado (Veta Calera, deterreno competente). Estructuralmente, dichas Vetas sep ) ,caracterizan por la presencia de sistemas de fallaslongitudinales y transversales respecto a la estructuramineralizadamineralizada.

GENERALIDADESGENERALIDADESGENERALIDADESGENERALIDADES

Con estas características de masas rocosas losCon estas características de masas rocosas, lossostenimientos instalados sufrían deformaciones queobligan a realizar mantenimiento de los mismos,incrementando los costos de minado en este rubro Esto haincrementando los costos de minado en este rubro. Esto haobligado a utilizar diversos tipos de sostenimiento y abuscar nuevas opciones de los mismos a fin de mejorar sus

di i t i li trendimientos y racionalizar sus costos.En tal sentido, el presente trabajo trata de mostrar losprogresos que se han tenido en Mina Orcopampa en labúsqueda de soluciones para el control de la estabilidad delas labores mineras mediante el sostenimiento.

CONDICIONES GEOMECANICAS DELCONDICIONES GEOMECANICAS DEL

MACIZO ROCOSO DEL YACIMIENTOMACIZO ROCOSO DEL YACIMIENTO

CONDICIONES GEOMECANICAS DELCONDICIONES GEOMECANICAS DEL

MACIZO ROCOSO DEL YACIMIENTOMACIZO ROCOSO DEL YACIMIENTO

El D t t d G á i d Mi O t

MACIZO ROCOSO DEL YACIMIENTOMACIZO ROCOSO DEL YACIMIENTOMACIZO ROCOSO DEL YACIMIENTOMACIZO ROCOSO DEL YACIMIENTO

El Departamento de Geomecánica de Mina Orcopampa, entreotras actividades realiza mapeos geotécnicos diarios entodas las labores mineras, en base al cual determina lacalidad de la masa rocosa. Según el criterio de Bieniawski(1989), utilizado en Orcopampa para clasificar la masarocosa del yacimiento, la calidad de la misma varíay ,mayormente entre Regular B (III-B – RMR de 41 a 50) yMala A (IV-A – RMR de 31 a 40), en pocos caso la roca llega atener calidad superior pero sitener calidad superior, pero sipuede llegar a tener calidadinferior como Mala B(IV B RMR 21 a 30) y(IV-B – RMR 21 a 30) yMuy Mala (V – RMR < 21).

SOSTENIMIENTO DE LAS LABORES MINERASSOSTENIMIENTO DE LAS LABORES MINERASSOSTENIMIENTO DE LAS LABORES MINERASSOSTENIMIENTO DE LAS LABORES MINERAS

Las aplicaciones de estos diversos tipos de sostenimientoestán estandarizadas a los tipos de rocas y al tamaño de lasp ylabores mineras, sean estas temporales o permanentes.

TIPO DE SOSTENIMIENTO PARA EXCAVACIONFECHA : Enero - 2009

SOSTENIMIENTO DE LABORES PERMANENTES Y TEMPORALES

LABOR TEMPORALCALIDAD LABOR PERMANENTE

FECHA : Enero - 2009

SOSTENIMIENTO A APLICARSE EN TAJEOS

ANCHO DE TAJEOS

TAJEOS DE HASTA 5m.CORONA HASTIALES/CAJAS

TAJEOS > 5 mCALIDAD

* Sostenimiento sistemático con Split set de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor), espaciados a 1.50 m x 1.50 m.

* Sostenimiento con Split set de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor), mas malla electrosoldada en toda la sección de la labor. * De ser necesario lanzar una capa de shotcrete de 3" de espesor como

* Sostenimiento sistematico con barras helicoidales (con resina o cemento) de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor). * De ser necesario lanzar una capa de Shotcrete simple de 2" de espesor como refuerzo.

* Sostenimiento con barras helicoidales de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor), mas malla electrosoldada y reforzar con una capa de shotcrete simple de 3" de espesor

III - B

41 - 50

III - A

51 - 60REGULAR "A"

* Sostenimiento sistematico con Split set de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor), espaciados a 1.50 m x 1.50 m.

* Sostenimiento sistematico con Split set de 7' de longitud, espaciados a 1.50 m x 1.50 m.

* Sostenimiento sistematico con Split set de 7' de longitud, espaciados a 1.50 m x 1.50 m.

* Sostenimiento con Split set de 5' a 7' de longitud * Sostenimiento Split set de 7' de longitud * Sostenimiento Split set de 7' de

CORONA HASTIALES/CAJAS

III - B

III - A

51 - 60REGULAR "A"

p prefuerzo.

* Cuadros de madera espaciados de 0.80 a 1.00 m de distancia. * De ser necesario lanzar una capa de shotcrete de 3" de espesor con fibra metálica de acero como sostenimiento preventivo. * Avanzar el frente con marchavantes de madera u otro elemento adicional.

* Cimbras "H" Tipo 6W20 o equivalente, espaciadas de 0.8 m a 1.20 m, previo lanzado de una capa de shotcrete de 3" de espesor con fibra metálica como sostenimiento preventivo. * Avanzar el frente con spilling bar de fierro corrugado de 1'' de diámetro.

con una capa de shotcrete simple de 3 de espesor.

IV - A

31 - 40MALA "A"

41 - 50REGULAR "B"

Sostenimiento con Split set de 5 a 7 de longitud (según ancho de labor), mas Malla Electrosoldada en toda la seccion de la labor. * Armar gatas mecánicas en forma preventiva.

Sostenimiento Split set de 7 de longitud mas Malla Electrosoldada. * Armar gatas mecánicas en forma preventiva.

Sostenimiento Split set de 7 de longitud mas Malla Electrosoldada. * Armar gatas mecánicas en forma preventiva.

* Sostenimiento con Split set de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor), mas Malla Electrosoldada en toda las seccion de la labor. * Si requiere, reforzar con una capa de shotcrete de 3" de espesor.

* Sostenimiento con Split set de 7' de longitud mas Malla Electrosoldada. * Si requiere, reforzar con una capa de shotcrete de 3" a 4" de espesor. * Armar paquetes de madera simples y

* Sostenimiento con Split set de 7' de longitud mas Malla Electrosoldada. * Si require, reforzar con una capa de shotcrete de 3" a 4" de espesor.

IV - A

31 40

41 - 50REGULAR "B"

* Lanzar una capa de shotcrete de 3" a 4" de espesor con fibra metálica de acero como sostenimiento preventivo. * Cuadros de madera espaciados de 0.60 a 0.8 m. * Avanzar el frente con marchavantes de madera u otro elemento adicional.

* Cimbras "H" Tipo 6W20 o equivalente, espaciadas de 0.65 m a 0.80 m, previo lanzado de una capa de shotcrete de 3" a 4" de espesor con fibra metálica como sostenimiento preventivo. * Avanzar el frente con spilling bar de fierro corrugado de 1'' de diámetro y/o de ser necesario avanzar con marchavantes de riel.

IV - B

21 - 30MALA "B"

3 de espesor. * Armar paquetes de madera simples de forma sistematica. * Armar gatas mecánicas en forma preventiva.

Armar paquetes de madera simples y dobles en forma sistematica. * Armar gatas mecánicas en forma preventiva.

shotcrete de 3 a 4 de espesor. * Armar gatas mecánicas en forma preventiva.

* Sostenimiento con una capa de shotcrete de 3" de espesor con fibra metalica como sostenimiento preventivo, para colocar Split set de 5' a 7' de longitud (según ancho de labor), mas Malla Electrosoldada en toda la seccion de la labor y

* Sostenimiento con una capa de shotcrete de 3" de espesor con fibra metalica como sostenimiento preventivo, para colocar Split set de 7' de longitud mas Malla Electrosoldada y volver a reforzar con una capa de shotcrete de 4"

* Sostenimiento con una capa de shotcrete de 3" de espesor con fibra metalica como sostenimiento preventivo, para colocar Split set de 7' de longitud mas Malla Electrosoldada

IV - B

31 - 40MALA "A"

Realizado por : Area de Geomecánica

* Lanzar una capa de shotcrete mayor de 4" de espesor con fibra metálica como sostenimiento preventivo. * Cuadros de madera espaciados menor de 0.6 m. * Avanzar el frente con marchavantes de madera u otro elemento adicional.

* Cimbras "H" Tipo 6W20 o equivalente, espaciadas menor a 0.65 m, previo lanzado de una capa de shotcrete mayor a 4" de espesor con fibra metálica como sostenimiento preventivo. * Avanzar el frente con marchavantes de riel.

V

> 21MUY MALA

volver a reforzar con una capa de shotcrete de 3" a 4" de espesor. * Armar paquetes de madera simples de forma sistematica. * Armar gatas mecánica en forma preventiva.

reforzar con una capa de shotcrete de 4 de espesor. * Armar paquetes de madera simples o dobles en forma sistematica. * Armar gatas mecánica en forma preventiva.

en toda la seccion de la labor y volver a reforzar con una capa de shotcrete de 4" de espesor. * Armar gatas mecánica en forma preventiva.

Realizado por : Area de Geomecánica

21 - 30MALA "B"

DISEÑO DE SOSTENIMIENTODISEÑO DE SOSTENIMIENTODISEÑO DE SOSTENIMIENTODISEÑO DE SOSTENIMIENTO

Inicialmente, cuando comenzó el minado en Chipmo, ladeterminación del sostenimiento estuvo basada endiferentes técnicas de diseño como el uso de lasclasificaciones geomecánicas de la masa rocosa, el criteriode convergencia – confinamiento y otros como el NuevoMétodo Austriaco de Tunelería. Luego, a través de trabajosMétodo Austriaco de Tunelería. Luego, a través de trabajosde prueba y error se han mejorando los diseños iniciales,midiéndose el progreso en términos de rendimiento de lossostenimientos en función del tiemposostenimientos en función del tiempo.

PRINCIPIOS UTILIZADOSPRINCIPIOS UTILIZADOSPRINCIPIOS UTILIZADOSPRINCIPIOS UTILIZADOS

E i Chi t í tá d d t i i t lEn mina Chipmo, se tenía estándares de sostenimiento loscuales a medida que ha ido pasando en tiempo, han tenidoque ser obligatoriamente cambiados a fin de mejorar laestabilidad de las excavaciones mineras y dar la seguridad atodos los trabajos realizados en interior mina.Antiguamente todas las labores de avance se realizabangutilizando sostenimiento con pernos de roca (Split set,barras helicoidales), combinado con malla electrosoldadalos cualeslos cualestrabajan en forma eficienteasegurando la labor y dandola estabilidad a la excavaciónla estabilidad a la excavaciónminera.


Lamentablemente, se pudo evidenciar que los agentest t l l b i i dexternos presenten en las labores mineras siendo

principalmente la alta temperatura, presencia de agua (enalgunos casos de composición acida), en combinación conpropiedades físicas de la roca (fracturamiento, relleno defracturas, etc.), generaban serios problemas de inestabilidaden periodos de tiempo no muy largos.p p y gEstos problemas obligaban a realizar un mantenimiento, lascuales comprendían principalmente en volver a sostener conlos mismos elementos de sostenimiento (pernos de roca ylos mismos elementos de sostenimiento (pernos de roca ymalla), y ser reforzados con una capa de shotcrete o en elpeor de los casos, aplicar un sostenimiento más severo ycostoso (cimbras tipo H)costoso (cimbras tipo H).

ANTIGUO DISEÑOANTIGUO DISEÑOANTIGUO DISEÑOANTIGUO DISEÑO


Ante toda la problemática expuesta anteriormente yaplicando todos los criterios establecidos (evaluación del

i it d t ) t lmacizo rocoso, monitoreos de campo, etc.), se tomo ladecisión de aplicar un sostenimiento eficiente y duradero amedida que se realicen nuestras labores mineras. Estenuevo estándar consiste principalmente en realizar el avancede la labor utilizando el sostenimiento con pernos de roca(split set, barras helicoidales), combinados con mallaelectrosoldada para ser reforzada con una capa de shotcretede 3” – 4” de espesor y así controlar la estabilidad de lamasa rocosa evitando los mantenimientos y rehabilitacionesmasa rocosa evitando los mantenimientos y rehabilitacionesfuturas.

NUEVO DISEÑONUEVO DISEÑONUEVO DISEÑONUEVO DISEÑO


Este mismo criterio viene siendo también aplicado enlabores de exploración (galerías, sub-niveles), donde setenía un avance muy pobre por llevar un sostenimiento muytenía un avance muy pobre por llevar un sostenimiento muytedioso para su instalación como son los cuadros de maderao conjunto de cuadros. Optimizando nuestros avances y laestabilidad en dichas laboresestabilidad en dichas labores.De igual manera, estos buenos resultados se vienenreflejando en el incremento de los metrados de shotcrete

i li d l b j ili ió d lque se vienen aplicando, versus, la baja utilización de lascimbras “H” instaladas en Mina Chipmo, las cuales hangenerado un considerable ahorro en el costo desostenimiento

8500

9000

SOSTENIMIENTO CON NUEVO DISEÑO / AVANCES LINEALES

6500

7000

7500

8000

4500

5000

5500

6000

NTI

DA

D

Metros cuadrados de shotcrete lanzado

2500

3000

3500

4000CA

N

Avances Lineales realizados

500

1000

1500

2000

2500

0

500

jul-09 ago-09 sep-09 oct-09 nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10MESES

9010000

ANALISIS COMPARATIVO SHOTCRETE VS CIMBRASAÑO - 2010

SHOTCRETE

8355

73157635

8805 883580

6570

80

8000

9000SHOTCRETE

CIMBRAS

6271

5581

4952 50

50

60

6000

7000

RAS

ETE

(m2)

38

4945

30

40

3000

4000

5000

CIM

BR

SHO

TCR

E

10

20

1000

2000

3000

00

1000

ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10

MESES

RENDIMIENTO DEL SOSTENIMIENTORENDIMIENTO DEL SOSTENIMIENTORENDIMIENTO DEL SOSTENIMIENTORENDIMIENTO DEL SOSTENIMIENTO

El diseño de sostenimiento en el esquema convencional a lasEl diseño de sostenimiento en el esquema convencional a lasque se han hecho referencia anteriormente, tenían unaduración de cómo máximo dos semanas, mientras que elnuevo diseño de sostenimiento establecido (diseño mejorado)nuevo diseño de sostenimiento establecido (diseño mejorado),ya tienen una duración permanente desde que se comenzó conesta nueva modalidad.

En cuanto al análisis comparativo realizado a este nuevodiseño de sostenimiento, se ha podido observar un ahorroconsiderable en nuestras operaciones mineras.

Costo 6' de Avance Split Set/Malla (Insumos)

Avance Split Set/Malla

C t 6' d A S lit S t/M ll /Sh t t (I )

Avance Split Set/Malla/ShotcreteCosto 6 de Avance Split Set/Malla (Insumos)

Mallas Split Set26.418 67.8062

Costo Total US$/. 94.22

Costo 6' de Avance Split Set/Malla (Mano de Obra)

Costo 6' de Avance Split Set/Malla/Shotcrete (Insumos)

Mallas Split Set Shotcrete (m2)26.418 67.8062 137.67


Costo 6' de Avance Split Set/Malla/Shotcrete ( Mano de Obra)

Mallas Split Set0 53.084


Costo Total (Insumos + Mano de Obra) US$/. 147.31

Mallas Split Set Shotcrete (m2)0 53.084 144.36



Costo 6' Rehabilitacion Split Set/Malla/Shotcrete (Insumos)

Mallas Split Set Shotcrete (m2)26.418 67.8062 137.67


Cambio de Sostenimiento y Refuerzo( )

COSTO TOTAL DEL SOSTENIMIENTO EN AVANCE . US$/. 429.34

144.36AHORRO POR 6' DE AVANCE (US$/.)

Costo 6' de Avance Split Set/Malla/Shotcrete (Mano de Obra)

Mallas Split Set Shotcrete (m2)0 53.084 144.36

Costo Total US$/. 197.4425.03%AHORRO POR 6' DE AVANCE (%)


COSTO TOTAL DEL SOSTENIMIENTO EN AVANCE Y REHABILITACION. US$/. 576.65

9600Avance convertido a 6' 5333.333333AVANCE PROGRAMADO 2010 (m)

785,653.33AHORRO TOTAL AÑO 2010

(US$/.)

CONCLUSIONESCONCLUSIONESCONCLUSIONESCONCLUSIONES

Este trabajo técnico nos lleva cada vez a un mayorEste trabajo técnico nos lleva cada vez a un mayorentendimiento conceptual del problema que viene afrontandola Mina Orcopampa.

De igual manera, nos permite tomar medidas tácticas yestratégicas con mayor acierto y conocimiento del problema.

Nos adelantamos a tomar medidas de seguridad, sin perderel rumbo del costo - beneficio que implica este trabajo para eljfuturo de una producción segura y eficiente.

G i t ióG i t ióGracias por su atenciónGracias por su atención

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Ing Rudy Beltran VillanuevaLISTED

Ing. Rudy Beltran VillanuevaE-mail: [email protected]

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