Relleno hidraulico como alternativa de sostenimiento

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA

FACULTAD DE GEOLOGÍA, GEOFÍSICA Y MINAS

ESCUELA DE INGENIERÍA DE MINAS

[pic 1]

ASIGNATURA:

DISEÑO Y SOSTENIMIENTO DE LABORES SUBTERRÁNEAS “A”

DOCENTE:

LUCIANO ALEJANDRO TACO PRADO

TEMA:

RELLENO HIDRÁULICO COMO ALTERNATIVA DE SOSTENIMIENTO

INTEGRANTES:

• LEONEL ANGEL VILCA CHIRE.
• KARLA MANUELA CAHUANA CARBAJAL
• LISSEL THALÍA OVIEDO JOAQUÍN
• FIORELLA SUNI DEL ROSARIO CONDORI

AREQUIPA - 2022

“RELLENO HIDRÁULICO COMO ALTERNATIVA DE SOSTENIMIENTO”

1. RESUMEN Y ABSTRACT

En el presente trabajo se estudia y analiza el uso del relleno hidráulico a fin de disminuir los problemas de inestabilidad del macizo rocoso y con ello minimizar los riesgos de caída de rocas, estallido de rocas, así como los altos costos de producción generados por los problemas en el sostenimiento de las labores mineras, por ello es importante analizar sus ventajas y desventajas de su utilización.

“La aplicación de relleno hidráulico es de vital importancia porque permitirá acelerar el ciclo de minado, mayor recuperación de mineral, menor pérdida de finos, estabilidad permanente de las labores explotadas y reducir el consumo de madera como elementos de sostenimiento. Como consecuencia de esto se reducirán los costos de minado, se minimizarán los accidentes por caída de rocas al tener labores más estables y se contribuirá con la preservación del medio ambiente al talar menor cantidad de árboles.” [1]

[1] Huamán L. (2007) “Aplicación de relleno hidráulico en la Mina Jimena de la Compañía Minera Poderosa S.A.” [Tesis para obtener el título profesional] Universidad Nacional Mayor de San Marcos.

Dentro de las desventajas se observó que el relleno hidráulico requiere una alta inversión de capital, por ello se requiere hacer un análisis económico, teniendo en cuenta los costos de inversión, además de una evaluación económica del proyecto a través de métodos de evaluación financiera, esperando un ahorro a corto y largo plazo, contando así con un tiempo de recuperación de la inversión favorable.

Palabras clave: relleno hidráulico, sostenimiento, inversión, costos, evaluación financiera.

Abstract

In the present work, the use of hydraulic fill is studied and analyzed in order to reduce the instability problems of the rock mass and thereby minimize the risks of rock falls, rock bursts, as well as the high production costs generated by the problems. in the support of mining activities, for this reason it is important to analyze its advantages and disadvantages of its use.

“The application of hydraulic fill is of vital importance because it will allow the mining cycle to be accelerated, greater recovery of ore, less loss of fines, permanent stability of the exploited tasks and reduce the consumption of wood as support elements. As a consequence of this, mining costs will be reduced, accidents due to rock falls will be minimized by having more stable tasks and it will contribute to the preservation of the environment by cutting down fewer trees.” [1]

Among the disadvantages, it was observed that the hydraulic fill requires a high capital investment, for this reason an economic analysis is required, taking into account the investment costs, in addition to an economic evaluation of the project through financial evaluation methods, hoping savings in the short and long term, thus counting on a favorable investment recovery time.

Key-Words: hydraulic fill, support, investment, costs, financial evaluation.

1. INTRODUCCIÓN

El trabajo de este título tiene como objetivo comprender los parámetros operacionales como los costos del relleno hidráulico que justamente juegan un papel importante en programas de optimización y reducción de gastos en niveles de explotación profundas.

1. RELLENO HIDRÁULICO

Se define como relleno hidráulico al material que es transportado en forma de pulpa por tuberías. En su mayoría el material es el relave de planta concentradora, pero también se utilizan arenas glaciares y otros materiales granulares que se encuentran en la naturaleza.

VENTAJAS DEL RELLENO HIDRÁULICO

• Cuando se utiliza relave de una planta concentradora el costo de la obtención del material es cero, ya que la planta cubre los costos de reducción de tamaño del material.
• Cuando se utiliza el material detrítico producto de las labores de preparación y desarrollo se contribuye a maximizar la vida útil de las desmontaras y asimismo se minimiza el impacto ambiental.
• El transporte en tuberías es mucho más económico, eficiente y rápido que con otro tipo de transporte.
• Al depositarse el relleno en el tajo en forma de pulpa tiende a buscar su nivel en forma natural, eliminando así la necesidad de utilizar recursos adicionales para esparcirlo manual o mecánicamente.
• El relleno hidráulico por la granulometría del material que es de fácil control permite una alta resistencia al movimiento de las cajas.
• El relleno hidráulico permite aumentar la eficiencia y productividad en los tajos debido a la disminución del consumo de madera.

DESVENTAJAS DEL RELLENO HIDRÁULICO

• El sistema de relleno hidráulico requiere una alta inversión de capital, para lo cual es necesario tener un sustento financiero de aplicabilidad.
• La introducción de agua en el relleno a la mina es un problema si el drenaje se realiza por bombeo.
• Cuando se utiliza material con contenidos altos de pirita o pirotita, al oxidarse estos sulfuros se produce una reacción exotérmica lo cual eleva la temperatura y produce anhídrido sulfuroso.
• En el agua de drenaje del relleno siempre arrastra cierta cantidad de finos los cuales se depositan en los niveles inferiores de las labores rellenadas.

PROPIEDADES

1. POROSIDAD

Es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen total del material. Si la porosidad se expresa en porcentaje (%), se denomina porcentaje de vacíos.

[pic 2]

Donde:

Mu = masa de aire

Mw = masa de agua                                 Ms = masa de sólidos

Vu = volumen de aire          

Vw = volumen de agua

Vs = volumen de sólidos

Vv = volumen de vacíos

Vt = volumen total

1. RELACIÓN DE VACÍOS

 Está dada por la siguiente expresión:[pic 3]

1. CONTENIDO DE HUMEDAD ()

Expresado por:[pic 4]

Donde:

Mw = masa de agua

Ms = masa de sólidos

1. GRADO DE SATURACIÓN ()

Definido por:

 [pic 5]

Para las arenas se tiene la siguiente clasificación por su contenido de humedad:

[pic 6]

1. COHESIÓN ()

Es la atracción existente entre las partículas de un suelo, originada por las fuerzas moleculares y las películas de agua. La cohesión de un relleno variará si cambia su contenido de humedad, en las arenas la cohesión es prácticamente nula.

1. FRICCIÓN INTERNA

Es la resistencia al deslizamiento debido a la fricción que hay entre las superficies de contacto de las partículas. Depende de la granulometría del material, de la forma de las partículas y de su densidad. En caso del material fino, se tendrá una fricción interna baja. En caso de arenas el ángulo de fricción interno es alrededor de .

[pic 7]

GRANULOMETRÍA

Determina la distribución del tamaño de las partículas o granos que constituyen un material. Esta distribución se analiza en base a su porcentaje de su peso total.

La fracción más gruesa consiste de fragmentos de rocas compuestas de uno o más minerales, pudiendo ser angulares, redondeadas o planos. Pueden ser frescos o mostrar signos de alteración, resistentes o deleznables. Esta fracción recibe el nombre genérico de grava.

 En las fracciones finas y muy finas, cada grado está constituido de un solo mineral. Las partículas pueden tener formas angulares, tubulares o escamas, pero nunca redondeadas.

 A continuación, se presenta los rangos de tamaño en que varían las partículas:

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1. MINA JIMENA DE LA COMPAÑÍA MINERA PODEROSA

UBICACIÓN Y ACCESIBILIDAD

Compañía Minera Poderosa S.A., se divide en dos unidades económicamente activas: UEA La Libertad y la UEA Poderosa de Trujillo. Para este trabajo se realizará una descripción de la UEA Poderosa de Trujillo ya que es en ésta donde se ubica la Mina Papagayo en donde se encuentra la Veta Jimena.

La Mina de Papagayo se ubica en el paraje de Papagayo - El Tingo, la misma que se sitúa en la margen derecha del río Marañón, distrito y provincia de Pataz, departamento de la Libertad.

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