UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009Profesor Titular : Ing. J.G. Sinner.-Ayudante Diplomado : Ing. J.J .Madrid ESTE APUNTE CONTIENE : TIPOS DE RELLENO DE RAJOS O TAJEOS EXPLOTADOS SEGN EL METODO DE EXPLOTACION SUBTERRANEA DE CORTE Y RELLENO EQUIPOS DE BAJO PERFIL PARA CARGA Y TRANSPORTE Y DESCARGA DE MINERAL EXPLOTADO0

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Relleno de mina utilizado en el Metodo de explotacin Subterrneo corte y relleno 2

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GaleraEs una labor minera horizontal que se realiza sobre veta3

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ChimeneaEs una labor minera vertical que comunica 2 niveles de trabajo.4

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de Minas Ctedra Explotacin de Minas II Ciclo 2009-Ing Sinner.-Ing MadridRELLENO DE MINAFunciones del RellenoSostener las paredes de rocas y pilares expuestas, luego de efectuar una abertura subterrnea (preservar integridad estructural de las aberturas subterrneas) Proveer una superficie de trabajo para continuar el minado. Si la superficie es dura y lisa, facilitara la remocin del mineral roto.Permitir un minado ms selectivo. Si es bien aplicado reduce la dilucin.Prevencin de la subsidencia y reventazones de roca.Controlar mejor la ventilacin de la minaEstabilizar reas derrumbadas (relleno hidrulico o pasta)6

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de Minas Ctedra Explotacin de Minas II Ciclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid RELLENO DE MINA Tipos de Relleno El mtodo de relleno usado es a menudo dependiente del sistema de explotacin subterrnea adoptado y de su disponibilidad en la zona. Tipos: Relleno con rocas (detrtico, desmonte/escombros), Mina Faralln Negro en la Provincia de Catamarca.- Argentina. Relleno con rocas cementadas Relleno hidroneumtico Relleno hidrulico Relleno normal y de alta densidad. Relleno con hielo (en regiones de congelamiento permanente)7

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de Minas Ctedra Explotacin de Minas II Ciclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid RELLENO DE MINA Aspectos importantes para el diseo del relleno En general, para el diseo del relleno tendremos en cuenta lo siguiente: Geologa del depsito mineralizado, dimensiones del cuerpo mineralizado, buzamiento, leyes de mineral.Influencia si es que el valor de mineral cubrir los costos adicionales de relleno en el mtodo de minado Propiedades fsicas/mecnicas del mineral y cajas. Comportamiento del relleno Requerimientos ambientales. Influencia en superficie (subsidencia) Fuentes y/o recursos del material de relleno. Disponibilidad existente en la zona o en la mina

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid RELLENO DE MINA contina ......(aspectos de diseo): Mtodo de minado, capacidad de produccin y programa de produccinVolumen a rellenar Anlisis de resistencia del relleno, si soportar los requerimientos del ciclo de minado.Determinacin de la cantidad de constituyentes del relleno. Como influir en la resistencia del relleno.Sistema y facilidades de la preparacin del relleno.Qu facilidades cuenta la operacin minera para preparar el relleno (equipamiento, maquinarias, espacio, infraestructura de transporte, etc.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid RELLENO DE MINA contina ......(aspectos de diseo): Sistema de distribucin y equipo relacionado. con qu facilidades cuenta la operacin minera para distribuir el relleno (equipos, infraestructura de mina, tuberas, etc.) Ubicacin de los tajeos con relacin a las facilidades en superficie. Anlisis econmico totalCosto total del relleno: de capital y operacin (US$/t mineral). El costo del relleno por lo general son altos y a veces hacen al mtodo de explotacin subterrneo antieconmico y por lo tanto se analizara la aplicacin de otro mtodo 10

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de Minas Ctedra Explotacin de Minas II Ciclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid TIPOS DE RELLENO RELLENO CON ROCAS (detrtico, desmonte y/o escombros) Originalmente, el relleno consisti de desmonte proveniente de los desarrollos. Algunas minas utilizan chimeneas de relleno conectadas a superficie, por donde se echa relleno proveniente de una cantera especialmente preparada para ello(GloryHole). Otros emplean camiones y scoops. Este tipo de relleno contina siendo empleado libremente. Empleado para mtodos de corte y relleno ascendente.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid Relleno proveniente de una cantera especialmente preparada para ello.12

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de Minas Ctedra Explotacin de Minas II Ciclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid, Camion interior mina Equipos de bajo perfil Dumper de 17,30 y 50 Tn -que facilitan el transporte de cargas en espacios reducidos- minera subterrnea

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LHD CARGANDO CAMION DE BAJO PERFIL EN MINERIA SUBTERRANEA14

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Camiones Sandvik-Tamrock de un tonelaje de 80 toneladas para el acarreo de mineral para interior mina Proyecto de Desarrollo Teniente- Chile15

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Actualmente se transporta mineral con trenes acarreando el mineral desde distintos buzones de almacenamiento ubicados en interior mina hasta las plantas de reduccin ubicadas en superficie. Un ejemplo es el Proyecto Desarrollo Teniente en Chile que a partir del 2004 transporta 126.000 toneladas de mineral por da 16

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing MadridCargador frontal de bajo perfil SCOOPTRAM (Scoop), para minera subterrnea, Modelo EJC 145 de 4Yds317

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Cargador R1300G para minera subterrnea -Mquinas de carga, acarreo y descarga LHD solicitar a la ctedra video de LHD-capacidades de los cucharones

Capacidad del cucharn - Estndar4.1 ydAncho de cucharn (sobre la cuchilla)86.6 pulgCapacidad del cucharn - Optativo3.1 ydCapacidad del cucharn - Optativo3.7 ydCapacidad del cucharn - Optativo4.4 ydCapacidad del cucharn - Optativo (Expulsor)3.1 yd

Tiempo de ciclo hidrulicoLevantar5 SegundosDescarga2 SegundosBajar, vaco, libre2 SegundosTiempo de ciclo total9.3 Segundos

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La operacin automatizada de los LHD de 13 yd *, es decir, el ciclo Transporte y Descarga al Chancador de Mandbula19

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Concepto es cargar-transportar y descargar

Especialmente diseado para trabajar en minera subterrnea:Pequeos radios de giroPequeo Ancho y altoGran capacidad de tolva (pala)Buena velocidad de desplazamiento Descargar camiones, piques y pisoExisten LHD Diesel y elctricos

BaldeHorquillaPlumaCabina Operadormotor20

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EUNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCA Facultad de Ingeniera de Minas Ctedra Explotacin de Minas II Ciclo 2009-Ing Sinner.-Ing MadridEQUIPO UTILIZADO PARA LA PERFORACION DE BARRENOS 21

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Actualmente se esta probando el sistema de navegacin y Sala de control de LHD: con el fin de utomatizar las flotas de cargadores LHD Sistema de Conduccin: controla los movimientos del equipo Sistema de navegacin: hace un profile de la galera para crear un cuerpo en tres dimensiones

El equipo es guiado la primera vez y aprende la ruta y las velocidades de carga/descarga.El equipo de detiene a unos metros de la pila y del punto de descarga donde el operador realiza las actividades.Este sistema requiere de redes y se estn probando/desarrollando sistemas de traspaso de informacin inalmbricas.22

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing MadridTIPOS DE RELLENO RELLENO CON ROCAS CEMENTADAS

El corte y relleno con rocas cementadas originalmente se ech una capa de cemento encima del relleno. Hoy, se adiciona un lodo de cemento al relleno de rocas antes (o a medida) que el tajeo se rellena. Ventajas: alta resistencia y adicin de una dureza que contribuye al sostenimiento.. Una mezcla al 6% dar casi la misma resistencia a un relleno cementado en 14 das, que una mezcla de 5% en 28 das. El ratio ptimo Agua/Cemento para un lodo es 0.8:1. En la practica el contenido de agua puede reducirse cuando la roca es hmeda (hielo, nieve o agua de lluvias)

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing MadridTIPOS DE RELLENO RELLENO HIDRULICO El primer relleno hidrulico consisti en la obtencin de una porcin de relaves de la concentradora que haban sido depositadas en la superficie; estos fueron cicloneados para remover los finos (fraccin limosa) de tal forma que el agua se decanta. Este relleno fue transportado como un lodo, de all viene el trmino de relleno hidrulico. Inicialmente, el relleno hidrulico fue enviado al subsuelo con 55% de slidos, este es el tpico underflowde un espesador y la densidad de una pulpa normalmente usada para las lneas de relaves. En esta forma se emplea para el mtodo de corte y relleno ascendente

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing MadridTiPOS DE RELLENO RELLENO HIDRULICO Se emplea esta tecnologa desde mediados de la dcada del 60, fue introducida para mejorar la productividad, pero con el correr delos aos se convierte en una alternativa ecolgica. Fines del RH en el mtodo de explotacin CyR: -Piso de trabajo para efectuar la perforacin, voladura y acarreo .-Sostenimiento de las aberturas y dar confiabilidad al mtodo CyR. 25

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing MadridTIPOS DE RELLENO Caracterstica del relave para el RH Si la molienda en la planta concentradora es muy fina, es mejor emplear arena aluvial en vez de relaves. Las partculas de arenas aluviales son redondeadas naturalmente lo que permite que sean bombeadas con un alto contenido de slidos. Debido a que la densidad del relleno hidrulico es solo casi la mitad del mineral, al menos la mitad de los relaves pueden ser recuperados para encontrar los requerimientos de la gradacin. 26

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing MadridTIPOS DE RELLENO Caracterstica del relave para el Relleno Hidraulico (continua) El relave debe cumplir ciertos requisitos de granulometra y velocidad de percolacin (permeabilidad) para que se consolide y permita continuar con el ciclo de minado, ya que el Ingeniero de Minas encargado de la explotacin estar apremiado por continuar produciendo. El relave es cicloneado, se toma los gruesos que pasan a un tanque agitador donde se mezcla con agua, luego se lanza con una bomba reciprocante y se transporta por una tubera de alta presin. Los finos del relave son enviados a la cancha de relaves.

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Bombas reciprocantes verticales de pistn mltiple, Series VTE, VQE, VSE y V

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid TIPOS DE RELLENO RELLENO HIDRAULICO CEMENTADO Al relleno hidrulico se le agrega cemento Prtland en el caso Argentino existen 2 marcas el cemento Loma Negra y el Minetti ,para obtener el relleno hidrulico cementado, que tiene una mayor resistencia. Posteriormente, se ha encontrado econmico reemplazar una porcin de cemento con cenizas (puzzolana) y ocasionalmente con escorias, calizas o anhidritas. El relleno hidrulico cementado es empleado en muchas minas del mundo para los mtodos de corte y relleno tanto ascendente como descendente. El relleno hidrulico en una proporcin de 1:30 proveern mejor soporte a los pilares y a las paredes de la roca. Si se enriquece a una mezcla de 1:10 proveer una mejor superficie que facilita la remocin del mineral roto; permitiendo un minado ms selectivo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid TIPOS DE RELLENO Relleno hidrulico cementado (continua) Uno de los principales problemas del relleno hidrulico cementado es la decantacin del exceso de agua del tajeo o rajo rellenado. El agua decantada fluye con gruesos y lamas que se van por los sumideros de la mina; estos pueden contener partculas de cemento fresco (no hidratado), y causa atoros en los ore passes. Por estas razones, se presta atencin tener un relleno con menos contenido de agua (slidos a 65-75% y ms de esto tendremos el "relleno de alta densidad). Adems se han hecho amplias investigaciones para tratar de eliminar el agua: aplicar aditivos que reaccionan para producir un silicato o silica higroscpica

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid TIPOS DE RELLENO RELLENO HIDRAULICO RICO EN CEMENTO El relleno hidrulico rico en cemento (1:2 Cemento:Slidos1:3) es usado donde hay pobres condiciones del terreno, que propician un minado de corte y relleno descendente. Desde que el mayor componente de costo del relleno es el cemento, este relleno es muy costoso y no es econmico muchas veces. Para hacer menos costoso los materiales, debe hacerse una mezcla de concreto rpido con 10 a 12% de cemento (3000 psi). En algunos casos, la mezcla se completa encima de mezclas pobres de concreto.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid TIPOS DE RELLENO RELLENO EN PASTA Desarrollado en la mina Grund(Alemania).La mezcla de concreto requerida para un minado de corte y relleno descendente fue reemplazada con un relleno cementado usando relaves que no requeran cicloneo(relaves totales). Los primeros rellenos en pasta contenan una fraccin gruesa (producto de las celdas de flotacin), similar a una mezcla regular de concreto, que permiti el transporte con muy altos contenidos de slidos (88%) y result con altas resistencia con respecto a la cantidad de cemento. El cemento se adicion en el ingreso del tajeo o rajo.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid TIPOS DE RELLENO . ..Relleno en pasta (continua) Hoy, el relleno en pasta es usado para reemplazar el relleno hidrulico sin la ventaja de la fraccin de agregado grueso y con cemento mezclado antes que se transporte al subsuelo. La diferencia con un relleno de alta densidad es que este tiene las propiedades de un fluido, mientras que un relleno en pasta tiene las propiedades fsicas de un semi-slido. Hoy, el relleno en pasta es deseable para muchos mtodos mineros y es la eleccin por omisin en nuevos proyectos mineros y, en muchos lugares reemplaza al sistema existente.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid TIPOS DE RELLENO . ..Relleno en pasta (continua) Solo casi el 60% de los relaves pueden ser usados para el relleno en pasta, debido a que el volumen se incrementa, que ocurre como un resultado de la rotura y conminucin del mineral. La experiencia indica que solo el 46% de los relaves producidos pueden ser usados para relleno en pasta. Un control muy preciso de la densidad de la pulpa se requiere para el flujo gravimtrico del relleno en pasta. Un pequeo incremento (1-2%) en la densidad de la pulpa puede hacer duplicar la presin en la tubera (y la resistencia al flujo)

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid TIPOS DE RELLENO RELLENO CON HIELO El hielo ha sido propuesto por mucho tiempo como relleno en regiones altamente frgidas, a la fecha, el hielo solo ha sido usado en Norwayy en Rusia. OTROS TIPOS DE RELLENO Existen otros tipos de relleno usados ocasionalmente (por ejemplo, las escorias de fundicin), pero ninguno ha ganado una amplia aceptacin a la fecha.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCAFacultad de Ingeniera de MinasCtedra Explotacin de Minas IICiclo 2009-Ing Sinner.-Ing Madrid Fuente: 1.- Apuntes de la Universidad Nacional de Ingeniera de Lima . Peru. UNI (Ing.Grimaldo/Junio 2009 ) 2.- CATERPILLER CAT- Equipos Mineros. 3.- Proyecto Desarrollo Mina Teniente en Chile 4.-Mina Faralln Negro.- Catamarca- Argentina 5.- Apuntes Tericos de la Ctedra de Explotacin II ( Universidad Nacional de Catamarca-Argentima) 6.- Apuntes Tericos Profesor: Ral Castro ( Chile)

Ing J. G. Sinner Ing Joel Madrid S. Catamarca-2009.37

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