PLANEAMIENTO Y DISEO DE EXPLOTACIN SUBTERRANEAUNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER FACULTAD DE INGENIERIA DE MINASCATEDRATICO: Mg. Ing. VICTOR MENDIOLA OCHANTEMETODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEACORTE Y RELLENO DESCENDENTE

CORTE RELLENO DESCENDENTEMETODO DE EXPLOTACION SUBTERRANEA

SINONIMIA Under Cut and Fill (U.C.F.). Corte y relleno descendente.Explotacin por bancos, por paneles , etc.Stossbau descendente.

DESCRIPCIONEn este mtodo de explotacin, el minado se realiza de arriba para abajo de los diferentes horizontes o pisos de mineral, aplicando el relleno hidrulico cementado e hidroneumtico. Es una secuencia del avance tecnolgico de los sistemas de corte y relleno descendente, que tuvo su origen en Canad. Consiste en romper el mineral en diferentes pisos y en sentido descendente. Despus que un corte o piso haya sido completamente extrado, se procede a rellenar antes de empezar el nuevo corte en el piso inmediato inferior. Este relleno es el que va ayudar en el sostenimiento del techo del nuevo frontn que se abre. El minado del mineral contina piso por piso hasta terminar el bloque.El relleno que se aplica, es el relleno hidroneumtico y se trabaja en terrenos muy suaves que pueden ser cuerpos o vetas de buena ley. El relleno hidroneumtico tiene dos capas una de mezcla rica, de 1:6 de proporcin de cemento y arena, y la mezcla pobre, para completa el relleno, tiene 1:26 de proporcin de cemento y arena. La loza y sobre loza del relleno trabajan bien a las fuerzas de compresin que actan sobre las cajas y la fuerza de flexin procedente del techo.Las eficiencias suben con este mtodo a medida que el uso del cemento se incrementa, a pesar de que los costos son elevados, esto se supera son la velocidad del minado.

Corte y Relleno descendente Galera superior.- Rellenada con cuadrosGalera inferiorSill - primer piso rellenado completamenteLabores en explotacinLabores en explotacinLabores en explotacin

CONDICIONES DE APLICABILIDAD En vetas cuyo mineral y cajas sean bastante suaves o inconsistentes, cuya potencia sea de gran magnitud.En cuerpos muy suaves, con una ley muy alta, porque el mtodo es costoso.En yacimientos cuya mineralizacin es suave y deleznable con cajas falladas y fracturadas, que no pueden ser explotados por otros mtodos.

APLICACINES DE MTODO Se aplica en cuerpos mineralizados de gran potencia, cuando le sistema de limpieza y relleno son mecanizados.Se puede trabajar en cuerpos irregulares.Se aplica en la recuperacin de pilares dejados por el mtodo de cortes y relleno ascendente.Se trabaja en las zonas de material poco consistente.Generalmente se aplica en extraccin de reservas considerables.Es un mtodo propio para la aplicacin del relleno hidrulico.Presenta mejor seguridad y condiciones para el personal.

PREPARACION La preparacin para el mtodo de corte y relleno descendente consiste en la elaboracin de las siguientes labores: Galeras o cruceros. Chut y caminos. Sub nivel principal de extraccin. La rotura del nivel superior. La preparacin del Sill.

EXPLOTACION La explotacin se inicia luego de haber terminado la colocacin de la loza, cuyo ciclo de minado comprende: la preparacin del subnivel de explotacin, la rotura de los paneles, la limpieza preparacin para el relleno y el relleno total del piso de explotacin.

RELLENO Esta operacin consiste en enviar por medio de tuberas y aire comprimido el material de relleno consistente en una mezcla de cemento, agregado y agua. Se realiza en dos etapas: Primero el envo de la mezcla rica de 1:6, hasta un tercio de la altura del tajeo denominado la loza, luego se completa con la mezcla pobre de 1:26 hasta el techo, llamado tambin la sobre loza. Esta operacin se repite hasta rellenar completamente todo el espacio abierto del piso o el rea de explotacin. Nuevamente se baja un piso y se contina con el ciclo de explotacin.

VENTAJASPermite la explotacin de cuerpos irregulares, deleznable o inconsistente. La recuperacin del mineral es alta, llega al 100%. Poco consumo de madera, en la variedad Michi no se emplea madera, en la cama ni los puntales de seguridad. La seguridad es relativamente buena, en la variedad Michi es mejor, ya que el techo de concreto es una loza que atraviesa como una viga en toda la extensin del tajeo.Poco consumo de explosivo por la suavidad del mineral. La variedad Michi ha favorecido aumentar el ancho del tajeo por lo que se ha mecanizado este mtodo. La perforacin es mas fcil, ya que el personal se encuentra en una posicin segura.Trabajo mas cmodo con perforadoras manualesEl frente no puede desmoronarse, es decir, no existe peligro de desprendimiento de mineral.Los menudos de mineral no se pierden en el relleno.El personal no estas amenazado por desprendimiento de bloques de mineral.

INCONVENIENTESSe necesita bastante tiempo para los trabajos de preparacin (4 a 5 meses). No se puede dejar desmontes o caballos que se encuentran dentro del mineral, por lo que el tajeo se limpia totalmente para iniciar el relleno. Es costoso por el gran consumo de cemento, madera y la labor diaria. No se puede cambiar a otro mtodo.Paraliza la explotacin de las reas cuando hay escasez de cemento en el mercado. El gran consumo de aire por las bombas neumticas causa problemas a la perforacin. El personal se encuentra en peligro por cada de rocas de los hastiales o del relleno colocado.El mineral se contamina a causa de las cadas de rocas de los hastales.No se aprovecha la gravedad para el arranque.Cuando es descendente es un frente en direccin, es decir, no dispuesto en diagonal, resulta difcil rellenar los espacios vacos dejados encima de la explotacin, sobre todo cuando los frentes son largos. No obstante, con frentes cortos y dispuesto diagonalmente, es mucho mas fcil la introduccin de relleno.El escogido es mas complicado. No pueden almacenarse los estriles en la explotacin.

CORTE Y RELLENO DESCENDENTE PANEL

PERFORACION Y VOLADURALa perforacin se realiza con mquinas perforadoras Jacklegs, con mallas que varan de 14 a 18 taladros, dependiendo del tipo de terreno con distancias entre 2 a 3 pies y con barrenos de 5 o 6 pies de longitud. Se dispara con dinamita de 45%, con fulminantes No 6 y mechas de seguridad. La limpieza se realiza con winchas de arrastre de 2 tamboras. Esta operacin se procede hasta llegar al contacto o la longitud que se ha proyectado de acuerdo al diseo de minas. Trazo de perforacin en U.C.F

VARIANTES DEL MTODOCORTE RELLENO DESCENDENTE

Mtodo de pilares.Mtodo de paneles. Mtodo Michi.

Las variantes del mtodo de CRD o UCF, se aplica unas en cuerpos y otras en vetas, las mismas que dependen de la correlacin que hay entre el eje del subnivel de explotacin o el eje del panel de explotacin del piso inmediatamente superior.En el mtodo de corte y relleno descendente se han empleado tres variantes.

VARIANTES DEL MTODOCORTE RELLENO DESCENDENTEMtodo de pilares.- en este sistema el minado es dejando pilares con dimensiones apropiadas segn el plan de formas alteradas y descendente; la columnas de mineral son recuperados despus de haber trabajado varios tejeos. Tambin el sistema se usa en la recuperacin de pilares dejados por el sistema de corte y relleno ascendente.

VARIANTES DEL MTODOCORTE RELLENO DESCENDENTEMtodo de paneles.- Es una variante y mejora del sistema anterior; consiste en hacer los nuevos tejeos en el medio de dos anteriores previamente explotados y rellenados. La ventaja de este sistema es que no se emplea los redondos que son sostenidos por las mismas paredes de los tajeos, los cuales son explotados en forma alternada.

VARIANTES DEL MTODOCORTE RELLENO DESCENDENTEMtodo Michi.- Corte y relleno descendente cruzado, Como una variantes de los sistemas anteriores y con el propsito de hacer los mas competitivos fue creando un sistema Michi que consiste en hacer cortes transversales a los cortes superiores de madera que cada tajeo superior rellenado acta como puede independientemente en un lugar de los voladizos que son los cortes a mitad de seleccin en el sistema de panales con lo cual se puede aumentar el ancho de los tajeos, pudindose llevar la operacin de nivel a nivel.

RECUPERACIONLa recuperacin de este mtodo llega al 100%, porque todo el mineral se reemplaza con el relleno

SEGURIDADSe puede afirmar que el mtodo es ms seguro con relacin a los riesgos de accidentes que pueden presentar. Las condiciones inseguras se pueden controlar y eliminar, porque estn a la vista. Se trabaja bajo techo seguro y piso seguro

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCO

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCODESARROLLO Y PREPARACIONGALERIAS DE TRANSPORTECHIMENEAS DE EXTRACCIONRAMPASPREPARACION DE LA PRIMERA LOSA

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCOEXPLOTACIONSUBNIVELES DE ATAQUETAJEOSPERFORACIONRELLENO HIDRAULICOVENTILACIONSEGURIDAD

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCOSUBNIVELES DE ATAQUE: A partir de las chimeneas de extraccin se corren los subniveles de ataque de modo que a partir de ella se puedan iniciar tajeos en forma transversal cruzando las losas superioresTAJEOS : Se inicia a partir del subnivel de ataque pudiendo iniciarse simultneamente en una disposicin de tajeos semejante al mtodo de cmaras y pilares que luego de completar el relleno de los primeros se extrae de forma similar.

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCOPERFORACION: Los motivos que impulsaron a la mecanizacin de las perforadoras jumbo de dos brazos en vez de las convencionales Jack Leg, se conocen ampliamente sin embargo cabeDimetro de taladros perforados:1 - 3/4Longitud de perforacin: 10 piesNumero de taladrosfrente 14' x14 ' : 35 40Frentes perforados en una guardia mnimo : 2Los trazos utilizados son simples debido a la caracterstica del terrenoLos explosivos utilizados son los convencionales.

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCORELLENO HIDRAULICO: Concluido el corte de un tajeo se prepara para el relleno. Se construye una represa ubicada en el inicio del tajeo. Con esta primera represa se rellena la loza de 3 pies de altura con una mezcla de cemento relave 1:6 . Apenas fragua este relleno, se prepara una segunda represa, sobre este nuevo piso, que en este caso alcanza el techo del tajeoVENTILACION: Se viene empleando ventiladores mecnicos accionados por motores elctricos que conducen el aire de las vas principales al reas son de 30000 a 60000 pies cbicos por minuto.

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCO

APLICACIN DEL METODO CORTE Y RELLENO DESCENDENTE EN LA MINA ANDAYCHAGUAVOLCAN COMPAA MINERA S.A.A.

APLICACIN DE TALADROS LARGOS EN CORTE Y RELLENO DESCENDENTE MINA ANDAYCHAGUA VOLCAN COMPAA MINERA S.A.A.

1 UBICACION . Situada a 181 Km al NE de Lima. A 3 horas de Lima.. Provincia de Yauli. Altitud media de 4 600 m.s.n.m.

NMINA ANDAYCHAGUA

2 RESUMEN CENTROMIN VOLCAN VOLCAN PROYAo: 1997 20032005

M. Explotacin:UCFFront UCFBanqueo UCF-Banqueo

Produccin (t/mes): 17600 3400050000

Productividad 3.2 6.0 8.8 (t/tarea):Costo US$/t: 28.1 18.9 15.7

Concent. Zn (t/mes): 1280 3100 4950

Concent. Pb (t/mes): 200 750 1200

Sostenimiento: Pasivo ActivoActivo

3 INTRODUCCIN

4 GEOLOGIAVETA ANDAYCHAGUA SECCION LONGITUDINAL MIRANDO AL NORTE 1.8 Km

4 GEOLOGIA19992003Caja PisoCaja TechoCaja PisoCaja TechoMineralMineralReservas 1600,000 tZn=7.0%, Ag=7.8 Oz/tA.Veta=3.4mReservas 3000,000 tZn=6.0%, Ag=7.3 Oz/tA.Veta=5.5mLosaLosa

5 Geomecnica1999Caja TechoMineral1515355060 Kg/cm260 Kg/cm215Caja Piso4055RC4-12 mCuadros2.5 m4.0 m4.5 mVaco

4-12 mMineral5 Geomecnica8 mCaja TechoCaja PisoRHC 35 Kg/cm2RC 145 Kg/cm2 3 m4 mMineralSplit Set 740-5535-50152003, > SeguridadVentilacin

. Software Phases. Isocontornos del FS. Aberturas mximas . Sostenimiento. Fracturamiento . Calidad. Tiempo de autosoporte5 GeomecnicaVETA ANDAYCHAGUA

6 OPERACIONESPerforacinVoladura4 m2.5mExtraccinRelleno4 m2.5mScoop 3,5 yd3Extraccin: 17612 t/mesRotura: 6000 t/mes por tajeoPerforacin HorizontalRelleno 3600 m3/mes1999

6 OPERACIONESNuevo Mtodo

6 OPERACIONESNuevo Mtodo

8 m.WinzeRELLENO CEMENTADOSobre-perforacinAccesopara Perforacin4 m6 OPERACIONESPerforacin3 mEmpernado de cajas

8 m.WinzeRELLENO CEMENTADOSobre-perforacinAccesopara Perforacin4 m6 OPERACIONESPerforacin Slot3 m

8 m.WinzeRELLENO CEMENTADOSobre-perforacinAccesopara SlotAccesopara Perforacin4 m6 OPERACIONESAcceso Slot3 m

8 m.WinzeRELLENO CEMENTADOSobre-perforacinAccesopara SlotAccesopara Perforacin4 m6 OPERACIONESSlot3 m

8 m.WinzeRELLENO CEMENTADOSobre-perforacinAccesopara SlotAccesopara Perforacin4 m6 OPERACIONESAbertura Slot3 m

Accesopara SlotAcceso para PerforacinAhora sirve para limpiezaWinzeRELLENO CEMENTADO6 OPERACIONESVoladura3 m8 m.4 mMINERAL ROTO

8 m.Accesopara Slot4 mWinzeRELLENO CEMENTADO6 OPERACIONESLimpieza del mineral disparadoAcceso para limpieza3 mLIMPIEZA DE 4 m

WinzeRELLENO CEMENTADOAccesopara Slot6 OPERACIONESLimpieza de 4 m superioresSe rebaj el Acceso Para limpieza3 m4 m.8 mREBAJE DE PISO DE ACCESO

WinzeRELLENO CEMENTADOAccesopara Slot6 OPERACIONESLimpieza de 4 m superioresSe rebaj el Acceso Para limpieza3 m4 m.8 mLIMPIEZA

6 OPERACIONESRelleno4 m.Acceso ParaLimpiezaWinzeRELLENO CEMENTADO3 m8 m

6 OPERACIONESLimpieza de 4m inferioresWinzeRELLENO CEMENTADO8 m3 m4 m1 mAccesopara Limpieza(ExSlot)4 m.3 mLIMPIEZA DEL MINERAL ROTO

6 OPERACIONESInicio del ciclo - PerforacinWinzeRELLENO CEMENTADO8 m3 m4 m1 mAccesopara Perforacin4 m.TaladrosSobre-perforacin3 mINICIO DEL NUEVO CICLO

19972005Resistencia: 60 Kg/cm2 145 Kg/cm2Cemento tipo I : 340 kg250 KgRelave, malla+200: 1200 kg800 KgPiedra: 800 kg (2) 1000 Kg (1-1/2)Agua: 150 l 120 lPlastificante: 2.0 l MinefillRetardante: 0.5 l DelvoFierro Co: 3/4" @ 0,4x0.4m

7 RELLENO Relleno Cementado

19972005Resistencia: - 35 Kg/cm2Cemento tipo I : - 70 KgRelave, malla+200: -1950 KgAgua: - 120 lPlastificante: -1.0 l MinefillRetardante: -0.4 l Delvo

7 RELLENO Relleno Hidrulico Cementado

8 PRODUCTIVIDAD

8 PRODUCCIONCUADRO COMPARATIVO DE LA PRODUCCION DE LA MINAANDAYCHAGUA DESDE EL AO 1987 HASTA EL 2002Planeamiento Andaychagua

Andaychagua

PRODUCCION MINA ANDAYCHAGUA DE 1987 AL 2001

AOTMS/mes%Pb%ZnGr.AgOz.Ag

19873,4411.105.522176.98

198811,0730.963.861795.75

198915,5150.994.141815.83

199016,7591.064.801865.98

199118,0930.954.781595.13

199214,6771.175.982006.44

199313,5131.016.261886.05

199413,3170.956.752146.87

199515,5710.955.922056.59

199616,4911.076.802166.94

199716,8501.087.182498.00

199812,2531.297.052819.05

199917,6901.115.892347.52

200030,3331.255.942217.12

200127,9491.606.142658.51

200237,3011.285.772267.28

Andaychagua

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Page &P

TMS/mes

%Pb

%Zn

Oz.Ag

PRODUCCION MANSUAL ANDAYCHAGUA

PRODUCCION

Grfico2

3440.5833333333

11072.8333333333

15514.9166666667

16759.1666666667

18092.75

14677

13513

13317.0833333333

15570.5833333333

16491.1666666667

16850.1666666667

12252.9166666667

17690.1666666667

30332.75

27949

37301

TMS/mes

AOS

TMS/mes

INCREMENTO DE LA PRODUCCION MENSUAL MINA ANDAYCHAGUA

Andaychagua

PRODUCCION MINA ANDAYCHAGUA DE 1987 AL 2001

AOTMS/mes%Pb%ZnGr.AgOz.Ag

19873,4411.105.522176.98

198811,0730.963.861795.75

198915,5150.994.141815.83

199016,7591.064.801865.98

199118,0930.954.781595.13

199214,6771.175.982006.44

199313,5131.016.261886.05

199413,3170.956.752146.87

199515,5710.955.922056.59

199616,4911.076.802166.94

199716,8501.087.182498.00

199812,2531.297.052819.05

199917,6901.115.892347.52

200030,3331.255.942217.12

200127,9491.606.142658.51

200237,3011.285.772267.28

Andaychagua

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TMS/mes

%Pb

%Zn

Oz.Ag

TMS/mes

Ley %

PRODUCCION MENSUAL ANDAYCHAGUA

9 COSTOS

Hoja1

COSTO DE OPERACIN MINA US $/TMS

199920032005

TMS/mes1769031,64550,000

Preparacion para Explotac.7.762.072.05p

Perforacin Para Explotacin1.011.251.10o

Voladura Para Explotacin1.480.720.53o

Extraccion/Carguio de Mineral2.701.621.54o

Relleno Cementado4.9510.6410.11o

Sostenimiento1.331.191.19o

Serv Mina (agua, drenaje, luz)3.281.440.91s

Ventilacin0.440.150.15s

Aire Comprimido0.100.130.13s

Admin. / Superv. Interior Mina0.931.100.73s

Ingeniera / Topografa0.230.090.08s

Muestreo y Ensayes0.150.090.09s

Perforacion diamantina0.030.030.03s

Total Costo de Operacin US$/TMS24.3920.5218.64

COSTO DE OPERACIN MINA ANDAYCHAGUA US $/TMS

199720032005

TMS/mes1760034,00050,000

Preparacin7.762.072.05p

Perforacin Para Explotacin1.011.251.10o

Voladura Para Explotacin1.480.720.53o

Extraccion/Carguio de Mineral2.701.621.54o

Relleno Cementado6.459.607.60o

Sostenimiento1.331.191.19o

Operacin15.1413.8511.60o

Serv Mina (agua, drenaje, luz)1.781.440.91s

Ventilacin0.440.150.15s

Aire Comprimido0.100.130.13s

Admin. / Superv. Interior Mina0.931.100.73s

Ingeniera / Topografa0.230.090.08s

Muestreo y Ensayes0.150.090.09s

Perforacion diamantina0.030.030.03s

Servicios5.203.032.12s

Total Costo de Operacin US$/t28.1018.9515.77

La nueva administracin decidi examinar integralmente la operacin de la mina con el objetivo de optimizar la produccin con especial nfasis en:

El incremento de produccin

Reduccin de costos por unidad de produccin

Incremento de la productividad

Mejora en la seguridad, a fin que la mina opere bajo Estndares internacionales.

10 OPTIMIZACION DE LA PRODUCCIN

Se han implementado, a partir del ao 2000, los siguientes cambios:

Planeamiento integral

Nuevo mtodo de minado

Nuevo mtodo de relleno

Sostenimiento activo

Implementacin de un sistema de gestin de seguridad y salud ocupacional OHSAS 18001

Control de costos

10 CAMBIOS A PARTIR DEL AO 2000

Estos cambios han permitido:

Incrementar la produccin a 34 000 TMS (en 92%)

Un costo por TMS de 18.95 US$ (32% de reduccin)

Un incremento en las reservas a 2970,000 t (en 85%)

Reduccin drstica de los Indices de Frecuencia, Severidad y Accidentabilidad.

10 CONCLUSIONES