Relleno de Mina

7/28/2019 Relleno de Mina

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RELLENO DE M

CURSO: Mtodos de Explotacin Subterra

ALUMNOS:Pretell Lozano, Fernando

Gutierrez Pacheco, MarcosMendoza Vergaray, Gary

PROFESOR: Grimaldo Zapata, Francisco


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INDICE INTRODUCCION

OBJETIVOS

CONCEPTO Y CLASIFICACION DE RELLENOS

RELLENO DETRITICO

RELLENO HIDRAULICO

RELLENO EN PASTA

RELLENO DE HIELO

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES


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INTRODUCCION

El presente informe es un trabajo de investigacin elaborado para el

Mtodos de Explotacin Subterrnea de la Facultad De Ingeniera Geolgy Metalrgicas (FIGMM) de la Universidad Nacional De Ingeniera (UNI), tratar ser el relleno de mina.

El relleno se define como material que sustituye al mineral arrancado en lode explotacin, principalmente en los mtodos Corte y Relleno Ascendenteand Fill), Corte y Relleno Descendente (Under Cut and Fill), y en menor pen algunos otros mtodos de explotacin.

El relleno se introduce en los lugares explotados de la mina y es utilizsostenimiento para seguir explotando los diferentes niveles o subnexplotacin, sirve para proteger la superficie exterior de hundimientos excesivos, para reducir la presin del terreno y proteger las excavacioprevenir la generacin de incendios, y la acumulacin de gases en las excaA dems de generar otros beneficios indirectos como evitar las escdisminuir la cantidad de relave en las relaveras, etc.


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OBJETIVOS

Conocer porque se emplea el relleno en mina, que funcione Conocer los tipos de relleno existentes y sus caractersticas

Conocer el relleno detrtico sus ventajas, desventajas, parmdiseo.

Conocer el relleno hidrulico sus ventajas, desventajas, parde diseo.

Conocer el relleno en pasta sus ventajas, desventajas, pardiseo.


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RELLENO

El termino rellenoincluye todos los pasosque se dan para rellenar las excavacioneshechas en las estructuras mineralizadascomo mantos, clavos, vetas anchas, stockwork, etc., ( depsitos minerales). Es unaparte del sistema de Minado. El relleno secoloca inmediatamente despus de que sehan hecho las excavaciones, voladura ylimpieza.


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SELECCIN DEL MATERIAL DRELLENO

La seleccin del material de relleno est en funcin de varios faccomo el tipo de relleno que se pretende emplear y su disponnecesario contar con la cantidad necesaria de material de relleno eforma, de lo contario se detendr el ciclo de minado. Es importantesi el tipo de relleno necesita recibir un tratamiento previo a ser colocespacios vacios dejados por las labores de las explotaciones mineraen cuenta el costo del tratamiento y de las instalaciones neces

llevarlo a acabo. Con la finalidad de reducir el costo de transporte ydel relleno, en lo posible, la fuente de donde se obtiene el reencontrarse lo ms cercano posible a la mina. Se debe concaractersticas de resistencia y alterabilidad del material despus sido colocado dentro de los espacios vacios, ya que este material s

piso durante el tiempo que dure la explotacin del yacimiento.


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RECONOCIENDO RELAVE Y DESMON


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TIPOS DE RELLENO

Despus de haber visto varias clasificaciones, podemos clasificrellenos generalmente en:

Relleno Detrtico, (de rocas o escombros)

Relleno Detrtico Cementado

Relleno Hidrulico

Relleno en Pasta

Relleno de Hielo


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RELLENO DETRITICO

Se llama relleno detrtico o rocoso al material

generalmente procedente de las labores minerassubterrneas excavadas en terreno estril (desmonte).Rellenar los tajeos con relleno detrtico resulta unprocedimiento caro, porque implica excavar el materialdetrtico o aluvial de una cantera, luego transportarlohasta la superficie de la mina, donde se lanza porgravedad al sub suelo. Este relleno, ya en el interior de

la mina, requiere ser transportado horizontalmenterepartindose en diferentes direcciones segn serequiera a partir del Fill-Pass hasta los tajeos enexplotacin. Esta distribucin de material es muylaboriosa, se calcula que llega a consumir el 30 % deltiempo del personal del tajeo, en muchos casos el pisono es uniforme y como consecuencia se produce una

mayor dilucin.


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CARACTERISTICAS DE UN BURELLENO DETRITICO

Que el material de relleno se encuentre disponible en cantidad suficiente area de la mina.

Que se pueda obtener rpidamente. Que se pueda preparar y que se puedentro de la excavacin, al costo mas bajo posible.

Que se pueda colocar sin entorpecer las demas operaciones de produccio

Que posea algunas propiedades cohesivas.

Que produzca una superficie de trabajo nivelada y consistente, capaz de peso y el transito de equipos moviles.

Que en todo su conjunto sea un material de bajo costo.


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VENTAJAS DESVENTAJAS

El material requerido es de fciladquisicin.

El proceso de aplicacin demasiado tiempo del p

El costo del material requerido eseconmico. La superficie de trabajo que aplicacin de este relleno en llos casos no es regular, esto g

dilucin del minera

El material no requiere pasar por unproceso complejo de seleccin.

Su aplicacin en grandes espviables por lo que es un mto

principalmente a espacios deabajo.

Su aplicacin de requiere deconocimientos sofisticados se puede

decir que es un mtodo sencillo.

Por la consistencia del materisu utilizacin en zonas con gr

de agua.


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RELLENO DETRITICO CEMENTA

En el relleno con rocas cementadasoriginalmente se echaba una capa decemento encima del relleno. Hoy enda se hecha un lodo de cemento alrelleno detrtico antes(o a medida)que el tajeo se va rellenando, dichocemento es aproximadamente el 2.5

% de los detritus.El ratio optimo de agua/cemento estaen relacin de 0.8 : 1, en la practicael contenido de agua puede bajarcuando la roca es hmeda.


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El relleno hidrulico es el material de relleno solido mezclado con aser transportado por tuberas, desde el lugar de procedencia de(Planta de relleno) hasta los tajeos de produccin.

Este medio de transporte por tubera en suspensin acuosa, se realifinalidad de incrementar la productividad y disminuir los costos. La pde mezcla de solido con lquido va normalmente en el rango de 1:3.5. Los slidos para este tipo de relleno pueden provenir de canthan pasado por un proceso de seleccin granulomtrico o simplemenrelaves cicloneados. La operacin consiste en captar los relaves de concentradora, clasificarlos de acuerdo al tamao de las partculas lodeben poseer ciertas caractersticas que permitan su transpsuspensin como pulpas a travs de una red tuberas hasta los vacos de las labores. Esta mezcla es transportada por gravedad a tuberas de 4de dimetro, obteniendo su presin por diferencias Los espacios explotados se cubren en un 85% a 90%, lo cuasostener la mina, mitigar el polvo, gases e incendios.

RELLENO HIDRULICO


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VENTAJAS DEL RELLENO HIDRAUL IC

La obtencin de relave es gratuita, debido a que los costos de produccin d

transportar son cargados a la planta concentradora.

Los costos de operacin y mantenimiento son bajos.

El transporte por tuberas es ms eficiente, gil y flexible, velos y econmico quepor detritus por echaderos y locomotoras.

Las operaciones de explotacin se ven agilizadas por una reduccin en el ciclo d

El relleno puesto en el vaco busca su nivel en un plano horizontal por ser un flues esparcimiento manual o mecnico.

Ofrece resistencia al desplazamiento de las cajas; siendo el relleno una pulintersticios de los vacos, ocupando esos espacios que con el relleno detrticoalcanzar, adems la porosidad es menor en el relleno hidrulico que en el rellendetritus.


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Reduce el volumen de relave a ser almacenado en superficie por eemplear parte del relave previamente clasificado disminuyendo as loalmacenamiento.

Disminuye el periodo no productivo durante el ciclo de minado.

Disminuye la cantidad de personal y maquinaria durante la operacin de

Reduce la cantidad de polvo en las labores y se mantiene fresco el ambie

Ofrece un piso nivelado y resistente sobre todo para equipos sobre neum

Ayuda a la estabilidad en techos de tajeos invertidos, mtodo de cor

descendente, donde se determina las cargas que debe soportar y si seel empleo de componentes cementantes.

La carga esttica se convierte en energa potencial, permitiendo transporhorizontalmente con la energa ganada en la cada vertical.

Los tajeos son rellenados entre un 85 % a 90 %.


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DESVENTAJAS DEL RELLENO HIDRAUL ICO

Las cunetas deben estar en ptimas condiciones, ya que el promedio de agurelleno hidrulico es de 110 GPM.

Los finos de relleno son arrastrados en la filtracin y depositados en las cunetasy en galeras ocasionando problemas en el transporte de las labores.

Obstruccin y atoramiento de las tuberas por altas densidades de la pulpatuberas o desacoples de los mismos.

Fugas en las tuberas por desgaste de las mismas, o en las conexiones aseguradas.

Posibles fugas de relleno hidrulico por rotura del yute de retencin o rotura desoporte de barreras.

Cuando el relleno empleado es relave y est parcialmente rellenado, la oxtemperatura y produce el desprendimiento de SO2.

El mantenimiento de las bombas y red de tuberas, requiere de personal capacita


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PARAMETROS DE DISEO DEL RELLENO HIDRA

Para poder disear la composicin del relleno hidrulico es necesario conocer qurequerimos de este, segn esto los factores que van a ser determinantes son por

composicin granulomtrica, la velocidad de percolacin, el coeficiente de uniformvelocidad critica, etc. Que los analizaremos uno a uno a continuacin: ANA LISIS GRA NULOMTRICO

El propsito de este anlisis es someter al material de relleno a un proceso de claacuerdo al tamao del solido mediante mallas a fin de poder obtener las propieda

pulpa. Por este procedimiento el tamao de partcula se asocia al nmero de abeel tamiz por pulgada lineal.

El parmetro bsico para efectos de los estudios de transporte de slidos por tubtamao mximo promedio de las partculas y que generalmente se considera el dcomo d60, que viene a ser el dimetro de la partcula cuyo porcentaje, en peso, qque pasa, en el anlisis granulomtrico, es a 60 %.

En el caso de relleno hidrulico este anlisis se suele hacer sobre el material quecicloneado de relave minero (underflow) que es el material del cual no se conoce caractersticas de sus partculas, ya que los dems componentes que se incorporhidrulico se hacen bajo la posibilidad de controlar las caractersticas de las part


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A continuacin se muestra las tablas de anlisis granulomtricos de descarg(underflow) de varias minas

ANALISIS GRANULOMETRICO DE DESCARGA MINA CERRO DE PASCO:


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ANALISIS GRANULOMETRICO DE DESCARGA MINA MOROCOCHA:


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ANALISIS GRANULOMETRICO DE DESCARGA MINA ANDAYCHAGUA:


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CURVA DE DISTRIBUCIONGRANULOMETRICA:


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Los valores permisibles para relleno hidrulico seresumen en la siguiente tabla:

VALORES VELOCIDAD DE PERCOLACION


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La velocidad de percolacin no es un parmetro importante en el caso de relleno hidrulico cque en el fraguado el cemento absorbe parte del agua lo que ocasiona que tenga velocidadlas mencionadas para el caso de relleno hidrulico y que por lo tanto varan segn el contenidA fin de dar ejemplo de cmo varia la velocidad de percolacin en el caso de relleno hidrulicse muestra el siguiente grfico:

VELOCIDAD DE PERCLACION EN FUNCION DEL CONTENIDO DE CEMENTO


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Luego la razn de poros empleados para relleno hidruliminera ser:

RAZON DE POROS EMPLEADOSPARA RELLENO HIDRAULICO


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CONSOLIDACIN:

Es el proceso de disminucin de volumen, que tiene lugar en un lapso de tiempo prun aumento de las cargas sobre el relleno.

CEMENTO Y TIPOS DE CEMENTO

Es un material aglomerante que tiene las propiedades de adherencia y cohesin nunir el material de relleno entre s formando una masa slida. Para fines prcticos sconsiderar que el cemento est integrado de cuatro componentes principales que s

COMPONENTES DEL CEMENTO


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En la mayora, los aumentos de resistencia se controlan por el contenido de Los tipos de cemento Portland que provee la American Society for Testing(ASTM) son:

Tipo I:Este tipo de cemento es de uso general. Es apropiado para todcuando no son requeridas las propiedades especiales de los otros tipos de c

Tipo II:Es usado donde no se requiere una excesiva proteccin contrasulfuros, es decir donde los ataques por sulfuros no son severos. Usualmms calor de hidratacin que el cemento tipo I.

Tipo III:Este tipo de cemento da resistencias iniciales altas generalmente a

o menos. Este cemento produce un alto calor de hidratacin. Tipo IV:Este cemento se usa donde el calor de hidratacin debe ser reducid

Desarrolla resistencias a ms largo plazo que el tipo I.

Tipo V:Este tipo de cemento es usado solamente en concretos que van a sa una severa accin de sulfatos. Este cemento adquiere resistencia ms lenel tipo I.


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COMPOSICION MINERALOGICA

Se refiere a como est compuesto el material de relleno, en funcin de los elementos de la qumica y de los compuestos o minerales. En el cuadro se muestra un ejemplo de lmineralgica de la Mina Juanita ubicada en la provincia de Huarochiri, Departamento de Lim

COMPOSICION MINERALOGICA MINA JUANITA


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PROPIEDADES QUIMICAS

Cont am inacin Qum ica:

Cuando el relleno se encuentra en el tajo, los sulfuros comienzan a oxidarse y a liberar a(so2) que se introduce al medio ambiente. En la prctica la cantidad de anhdrido sulfurobajo debido a que la oxidacin de la pirrotita nunca es completa debido a lo siguiente:

El agua no estar suficiente tiempo en contacto con el sulfuro de fierro y el azufre, la cacesara la reaccin.

El sulfato ferroso forma una pelcula alrededor de cada grano de pirrotita protegi

oxidacin.Carac terst icas d el Agua:

Generalmente el agua parea relleno hidrulico tiene que tener un ph bsico, mucho mcementado, en la mina Juanita el ph es de 6 a 12. Sedapal y el Ministerio de Salud exigagua bombeada proveniente del drenaje de los tajeos rellenados, para lo cual se aaluminio (floculante) a fin de que se logre la precipitacin de las partculas solidas etratamiento, y luego es desechada en algn caudal.


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RELLENO HIDRULICO


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RELLENO EN PASTA

Se define como una masa pastosa capazde ser bombeada y transportada a travsde tuberas, compuesta de partculas finas(relave), cemento, agua y un elementoqumico llamado floculante. Es unamezcla homognea que no se segrega y

cumple los requerimientos de resistenciapara la que fue diseada.


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CARACTERISTICAS DEL RELLENO EN PASTA

La fluidez del material.

La densidad de la pasta.

La bombeabilidad.

La resistencia (Rc).

Los requisitos necesarios del relave para formar la pasta son:

Relave con un contenido del 15% de partculas que pasan la malla-635.

Relave libre de impurezas orgnicas.

Adecuada velocidad de sedimentacin.

Granulometra contina.


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VENTAJAS DEL RELLENO EN PASTA

Mezcla de relave con cemento escoria.

Es un producto bombeadle.

Este relleno posee resistencia y consistencia.

No es necesaria la operacin de bombeo de agua.

El tiempo del ciclo de minado es menor. Porcin de relave gruesofino es de 80-20.


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DESVENTAJAS DEL RELLENO EN PASTA

Se requiere de un alto costo de inversin.

El costo de mantenimiento y operacin es alto.

El nivel de automatizacin es alto pero muy caro.

Se requiere de personal especializado por mi mismo es difcicapacitacin y renovacin.


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CONSIDERACIONES DE DISEO

Parametros para la reduccion de cemento:

Granulometra

Diseo de mezcla

Trabajabilidad de la mezcla

Anlisis de SLUMP


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PROPORCIONES DE LA MEZCLA

Agregados:

Se realiza el corte de 3/8 a 3/4" para obtener mayor contenido

Cemento:

Fluctua en una relacin de 30km/m3 a 45 km/m3

Agua:

La cantidad apropiada para tener un slump de 4,5-8,0. Buenamanipulacin en la labor y un adecuado tiempo de fraguado.


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CUADRO DEL DISEO DE UN RELLENO EN P


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AJUSTE DE DISEO

Porcentaje de humedad del agregado

Por aumento del SLUMP:

Por incremento de la resistencia:

Por incorporacin de aditivos


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RESISTENCIA A LA COMPRESION


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SISTEMA DE BOMBEOBomba schwing PB 2000

Potencia del motor:

130 - 150 kwLa presin esta en funcin del

slump y la distanciaPresin nominal:300 bares.Presin de trabajo:40 a 150 bare.


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PRESIONES DE BOMBEO

Granulometra del agregado.

Longitud de la tubera desde la bomba hasta la ubicacin delinstalacin de codos.

Humedad del agregado, que permite que en la misma operacincremente o disminuye el slump.

Control de la velocidad de flujo.

Segregacin del agregado en tuberas verticales.

Interrupcin prolongada por diferentes causas.


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SISTEMA DE TRANSPORTES

1) Chimeneas

2) Galeras

3) Subniveles,etc


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TUBERIAS DE TRANSPORTE

Dimetro interno: 125mmCapa interior: resistente al desgaste.Acero templado al carbono C45Capa exterior: resistente a la presin y a

la flexin. Acero ST 37- 2


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TUBERIAS DE ALTA PRESIN

TUBERIAS DE ALTA PRESINSuperficie: 130 Bar. 8mmChimeneas: 80 Bar 4.5 mm Bridasmacho hembra autocentrante.


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TUBERAS DE MEDIANA PRES

TUBERAS DE MEDIANA PRESINTajeos : 80 Bar. De una sola chapade 4 mm Acoplamiento cscaratensada, seguro de chaveta.


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CODOS DE ALTA PRESIN

CODOS DE ALTA PRESINEspersor total : 12 mmchimeneas: 80 Bar 4.5 mm

Bridas macho hembraautocentrante


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RELLENO CON HIELO

El hielo ha sido propuesto pormucho tiempo como relleno enregiones altamente frgidas, a lafecha, el hielo solo ha sidousado en minas del Norte de

Europa y en Rusia.


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CONCLUSIONES

El relleno es un material que se introduce en la mina con la fide ocupar el volumen vacio que se deja producto de la explolos tajeos.

El relleno cumple el fin principal de sostenimiento y garantizaestabilidad de la mina en los niveles de explotacin.

Cada tipo de relleno se diferencia por sus elementos constitu

El relleno hidrulico es uno de los ms usados en la actualida


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RECOMENDACIONES

Al ser el relleno un tema muy amplio y siendo este un elemenen la explotacin subterrnea se recomienda leer acerca de aspectos del relleno, como sus costos, su transporte, las planrelleno, su impacto ambiental, etc.

Otro aspecto que se recomienda profundizar es la implementrelleno con el uso del 100 % relaves.

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