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AMPLIACION DE CAMARA DE WINCHE DE MINERAL – MINA EL PORVENIR MILPO

David Wenceslao Huamán Guadalupe Compañía Minera Milpo

davidwenceslao@gmail.com

RESUMEN Este trabajo esta basado en la ampliación de una cámara de winche existente para la construcción de una cámara de winche de izaje de mayor dimensión en toda su estructura, y de esta manera poder incrementar la producción diaria de la mina EL PORVENIR de 5200 tn diarias hasta 7500 tn diarias en extracción de mineral de interior mina así como también la extracción de desmonte de las preparaciones y de esta manera reducir los costos de extracción de desmonte con volquetes hacia superficie, actualmente se tiene limitaciones con la extracción de mineral por que estamos al limite del tiempo con el izaje es por ello que la empresa minera Milpo tomo la decisión de construir una nueva infraestructura de mayor capacidad para incrementar la capacidad de extracción de la mina el Porvenir. También ponemos en mención que para incrementar la producción de mineral solo se esta incrementando la cámara de winche de mineral y la infraestructura del pique continuara de la misma forma solo se modificara en la intersección del inclinado con el pique para colocar una polea de mayor dimensión y así mismo cabe resaltar que durante esta ampliación no se podía parar la producción de mineral actual y solo se realizaban los disparos en horas de mantenimiento del pique y del winche. La voladura que se realizaba era especial puesto que no podía sobrepasar el limite máximo permisible en vibración y de acuerdo a la recomendación de los fabricantes es de 4.5mm/seg. que con una voladura normal se llegaba a 15 a 14 mm/seg, pero con la tecnica empleada para este trabajo se ha reducido a 2mm/seg en promedio. ABSTRACT This work is based on the extension of an existing winch camera for the construction of a camera hoist winch larger throughout its structure, and thus able

to increase daily production from the mine EL PORVENIR of 5200 tons a day until tn 7500 daily ore mining as well as inside the mine clearing extraction preparations and thus reduce the costs of extraction to remove surface with dump trucks, currently has limitations with the extraction of mineral that we are at the limit time with the hoisting is why the mining company Milpo made the decision to build a new higher capacity infrastructure to increase extraction capacity of the Porvenir mine. We also mention that to increase ore production is increasing only the camera winch ore and infrastructure of the strike continue in the same way only be changed at the intersection of pique inclined to put a larger pulley and Also worth noting that during this extension could not stop the current ore production and are only shooting in maintenance hours of the strike and the winch. The explosion that was made was special because it could not exceed the maximum allowable vibration limit and according to the manufacturer's recommendation is 4.5mm/seg with a normal blast was reached 15-14 mm / sec, but with the technique used for this work has been reduced to 2mm/seg on average. INTRODUCCION Al momento del inicio de esta obra se tuvo un sin numero de obstáculos puesto que se realiza los disparos muy cercanos al winche de mineral en operación y mas aun del winche de servicio de personal, una de las limitaciones fue mantener por debajo de los limites máximos permisibles la vibración de la cámara de winche de personal y winche de mineral es decir a 4.5 mm por segundo de acuerdo alas especificaciones internacionales. Para llegar a este objetivo era importante modificar la forma de voladura que normalmente se realiza dentro de una operación minera es decir se realiza voladuras con una malla de perforación de 80 cm. X 80 cm. con una carga operante de 0.588 por taladro y con un factor de potencia 0.22 Kg./TN

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arrojando como resultado 1.8 mm/segundo es decir estábamos por debajo de los limites de vibración. Luego de estas pruebas se procedió a crear una cara libre para atacar en breasting por la longitud de 31 mt con un ancho de 17 mt y una altura de 16 metros. El programa inicial de trabajo tenia un estimado de 95 días de operación con 6400 metros cúbicos de rotura incluido el inclinado y con una dimensión de la cámara de 17m x 31m x 14 metros de altura cuyo inicio era el día 18 de enero del presente año y la fecha de termino de la obra el día 24 de abril del año en curso, este cronograma se ha cambiado por varias razones la primera es que se ha incrementado el volumen de rotura en la cámara que ahora es 17m x 31m x 15.7m de altura es decir hay 1.7 metros mas de altura con respecto al inicio de la cámara, es decir se tiene 895 m3 de incremento en la cámara 1000m3 en el inclinado lo que hace que se incremente el tiempo de ejecución de la obra. Para la rotura en el inclinado se realizo varios trabajos especiales como utilizar andamios con cabeza de toro a cada 5 metros de avance para esto se realizo la compra de tablones especiales por las dimensiones de la ampliación en el inclinado, al momento de llegar ala proyección de la cámara de polea del inclinado se realizo un replanteo topográfico dando como resultado que se tenia un puente de 3 metros después de rotura, en este puente que iba quedar como techo final se tiene apoyado la viga de soporte de las poleas del winche en operación actual, entonces se ha decidido reforzar la viga de soporte anclando hacia el techo y los hastíales con vigas y pernos de anclaje antes de la voladura en la parte inferior y esta pendiente reforzar el puente con cable bolting de 7 metros para evitar colapsos futuros. La voladura que se realizo en la cámara de poleas tenia un trabajo especial puesto que se realizo en la parada de planta del 20 de mayo cuando el izaje de mineral estaba parado y se tenia que proteger el cable con tubería de 4” de diámetro preparadas especialmente para este fin con bisagras y grampas y se preparo un tapón con tuberías de fierro de 4 “ de diámetro y forradas con madera en 2 capas para evitar daños en el pique y logrando proteger al 100% el objetivo sin causar daños en la operación. en este momento estamos lanzando shotcrete y colocando pernos de anclaje. La limpieza de la carga se esta realizando con un scoop de 4.2 yardas cúbicas y un dumper de 12 m3 colocando vigías en el ingreso y el punto de carguio con 7 horas efectivas de trabajo y con una eficiencia de 20 m3 por hora por las limitaciones que se tiene con el horario de extracción de desmonte por parte de seguridad.

DATOS PRELIMINARES UBICACIÓN Y ACCESO

• DISTRITO: Yanacancha • PROVINCIA: Cerro de Pasco • GEOGRAFICAMENTE : Cordillera Central • ALTITUD: 3900 A 4300 m.s.n.m. • LATITUD SUR : 10º 35’ • LONGITUD OESTE: 76º 12’ • ACCESIBLE: Lima - Oroya – C. de.P • Milpo Unidad el porvenir 16 Km.

GEOLOGIA GENERAL Plano Regional, donde se aprecia la falla Milpo-Atacocha. Los Yacimientos Milpo y Atacocha están en el rumbo de la falla regional. Ambos Yacimientos asociados a stocks de intrusivos dacíticos, y que son los que han originado y creado las condiciones necesarias para la deposición mineral. En el rumbo de la falla Milpo – Atacocha, se presentan fallas de desgarre diagonales a la principal, y que han servido de fiders para el paso de las soluciones mineralizantes. La base de la columna estratigráfica empieza con los sedimentos del Grupo Pucara dentro de ella las calizas Uliachin del Triásico y calizas Paria del Jurásico. Megard (1968) subdividió la serie Pucará en tres pisos: Chambará (Soriano – Retianos), Aramachay (Hettangiano – Sinemuriano Medio) y Condorsinga (Sinemuriano Superior – Terciario Superior). El techo superior lo conforma el Grupo Goyllarisquizga y la formación Machay pertenecientes al Cretaceo Inferior y Superior respectivamente, estas son intruídas por los Intrusivos Dacíticos y Andesíticos

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GEOLOGIA ESTRUCTURAL SINCLINAL MILPO ATACOCHA. Pliegue dòmico asimétrico El eje se dirige al NW FALLA REGIONAL MILPO-ATACOCHA: Longitud l5 Km. Activo desde el triasico tardío , consecuencia de la tectogènesis andina, que actuó en el Perú central FRACTURAMIENTOS: -Varios sistemas de fracturamiento más jóvenes -Concordantes con la tectònica de bloques relacionado con las fuerzas compresionales E-W

ZONEAMIENTO El zoneamiento vertical de los cuerpos tiene una distribución de elementos metálicos de baja temperatura en los niveles que se encuentran cerca de superficie. Cuerpos ubicados en la aureola de contacto. en los niveles superiores hasta el -50 existen valores altos de ag y pb.

en profundidad estos valores disminuyen progresivamente, incrementándose los valores de zn, cu, fe, cd, y bi. existen otros minerales como platas rojas y sulfosales de otra generación que mantiene los valores de plata. la distribución horizontal de minerales desde el intrusivo a la caliza es como sigue: intrusivo alterado, abundante pirita, diseminacion de esfalerita en skarn, esfalerita,galena, marmol y caliza además del emplazamiento horizontal lejos del intrusivo (más de 100 m.), en niveles más bajos (-760) se encuentran cuerpos de plomo y plata atribuidos a la gradiente geotérmica conducidos por diques y fallas. las brechas mixtas de clastos de mármol, skarn e intrusivo presentan ag-pb. En contacto intrusivo- skarn-marmol están contituidos por pb, zn y fe. METODO DE EXPLOTACION El Método de Explotación del yacimiento de la Unidad el Porvenir- Milpo, es Corte y Relleno Ascendente Mecanizado, con perforación en Breasting (Perforación Horizontal). La Explotación en los tajos es completamente Mecanizada, con Jumbo Electro hidráulicos, con Scoops de 6 yardas cúbicas, con Scissor Bolter, con Scaler, con Anfo Loader. Del sub-nivel principal, paralelo a la zona mineralizada, se desarrollan rampas de accesos de 57mts de longitud en promedio, con gradientes de 15% hacia el cuerpo y con esta rampa se batirá 20 metros en cortes sucesivos, disminuyendo la inclinación, primero a -7.5 %, +7.5 %, hasta el acceso final con inclinación de +15 %, esto nos permite realizar 4 cortes; Los accesos son de sección de 4 X 3.5 mts. hacia la parte central de los cuerpos, entonces por cada tajo se diseña 2 o 3 frentes de ataque en breasting a lo ancho del yacimiento. Con el corte y relleno mecanizado en la profundidad de la mina se espera alcanzar 62 ton/h-g. ESQUEMA DEL METODO DE EXPLOTACION

20 m

.20 m.

RAMPA DE PRODUCCION15%ORE PASS

RAMPA ESPIRAL

15%

57.00 m.

CHIMENEA DE VENTILACION

TAJEO

CORTE Y RELLENO MECANIZADO

METODO DE EXPLOTACION CORTE Y RELLENO CON ACCESO LIBREMETODO DE EXPLOTACION CORTE Y RELLENO CON ACCESO LIBRE

CON PERFORACION EN BREASTINGCON PERFORACION EN BREASTING

5.00 m.

20 m

.20 m.

RAMPA DE PRODUCCION15%ORE PASS

RAMPA ESPIRAL

15%

57.00 m.

CHIMENEA DE VENTILACION

TAJEO

CORTE Y RELLENO MECANIZADO

METODO DE EXPLOTACION CORTE Y RELLENO CON ACCESO LIBREMETODO DE EXPLOTACION CORTE Y RELLENO CON ACCESO LIBRE

CON PERFORACION EN BREASTINGCON PERFORACION EN BREASTING

5.00 m.

CIA.MINERA MILPO S.A.

Geología: Escala: 1/2,000 Enero 2003

Dibujo :

FALLA CARMEN CHICO

FALLA ATACO

CH

A

MILPO

ATACOCHA

FALLA OB13

1. CALIZAS,PUCARA

5. CUATERNARIO

2. ARENISCAS GOYLLARISQUIZGA

3. FORMACIONES POST-GOYLLAR

4. STOCKS ERUPTIVOS

6. FALLAS

7. DIRECCION DEL DESPLAZAMIENTO

9. ANTICLINALES

8. SINCLINALES

PLANO ESTRUCTURAL

MILPO - ATACOCHA

PERIODO PISO FOSILES

BASALTO

CALIZA

TECTOGENESIS ANDINA

TECTOGENSIS NEVADIANA

ARENISCAS

FORMACION ROCAS

DACITA

ANDESITA

BRECHA

INTRUSIVA

CALIZA NEGRA

A GRIS PARDA

LAVAS

BASALTICAS

GRYPHAE

PENTACRINUS

TERBRATULA

ARUETITIS PECTEN

CALIZA PARDO

CLARA

OMPHALOPICHA

PSEUDOCALTIS

EUCYCLUS

RHYNCHONELLA

MIOPHORIA

TUTCHERIA

NATICA LISSELI

LIOPISTHA ESTRIATA

PSEUDODIAMENA

FUSUS

FAMILIA

ARAMACHAY

SENONIANO

CENOMANIANO

ALVIANO

NEOCOMIANO

APTIANO

BARRENIANO

GR

UP

O

PU

CA

RA

Fm. MACHAY

FORMACION

CHAMBARA

JURASICO

INFERIOR

LIASICO

NORIANO

CARNIANO

LOTARINGIANO

SINEMURIANO

TRIASICO

SUPERIOR

INTRUSIVOS

CRETACEO

SUPERIOR

CRETACEO

INFERIORGRUPO GOYLLAR

TERCIARIO

+ + + + +

x v x v

x+ +

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PERFORACION La perforación es Breasting y completamente mecanizada, con dos Jumbos Electro-Hidráulicos (Axera T08 – 290) Se perforan 42,000 metros mensuales con un rendimiento de 2.5 Ton/Metro o 11 Ton/Taladro, siendo la altura de corte es de 5.0 m por un ancho promedio de 6 metros y la longitud de perforación es de 4.5 m, de la cual se obtiene un avance de 95 VOLADURA El proceso de carguío mecanizado con el Anfo Loader lo realiza la misma empresa especializada. El explosivo utilizado es Anfo Superfam y el Emulnor de 1 1/8”x8” y de 1 1/2”x8”. Entre los accesorios de voladura empleados se encuentran: el Cordón Detonante Pentacord, Fanel de periodo corto en milisegundos, mecha de seguridad (safety fuse) y Fulminante Común Nº 6. DESATE Y SOSTENIMIENTO El desatado de rocas se realiza en un 5 % manual y 95 % Mecanizado con barretillas de aluminio y el scaler respectivamente. Con respecto al sostenimiento se realiza con el scissor bolter para pernos mecanicos y la cabolt para cable bolting. LIMPIEZA Y ACARREO En cuanto a la limpieza y acarreo del mineral en los tajos se utilizan Scooptrams Diesel de 6 yd3 y volquetes de bajo perfil o más conocidos como Dumper de 20 TM de capacidad, el mineral se traslada hacia los Ore Pass más cercanos, los cuales se encuentran en cada sub nivel principal. La compañía cuenta con siete Scooptrams Diesel de los cuales dos de ellos operan en las labores de preparación y avances y cuatro en el abastecimiento de mineral. Cuando la distancia de acarreo sobrepasa los 200 m., utilizar los Scoops ya no es económicamente factible, por lo que utilizan volquetes de bajo perfil llamados Dumper, con una capacidad de 20 TM. RELLENO Después de haber terminado la limpieza del mineral roto, se comienza la preparación del tajo para recibir el relleno hidráulico. El material empleado para el relleno hidráulico es el relave proveniente de la planta concentradora; previamente a este relave se hace un tratamiento de ciclonaje en donde las fuerzas centrifugas separan los gruesos (Under Flow) de los finos (Over Flow)

AMPLIACION DE CAMARA DE WINCHE DE MINERAL MINA EL PORVENIR MILPO

Para la ejecución de esta obra y por las dimensiones de la cámara era importante realizar un estudio geomecánico para determinar si es posible la abertura de la cámara y el tipo de sostenimiento que se va a aplicar para un tipo de roca II fracturado regular con un RMR 60 a 70 ya que será el definitivo y por varios años, para ello se realizo lo siguiente. MODELAMIENTO GEOMECANICO Etapa 1.- Estado tenso deformacional de la cámara de winche Hepburn, Sin sostenimiento alguno. La vista corresponde a la hoja de resultados de la distribución de los factores de seguridad.

Etapa 2.-Cámara con sostenimiento con pernos de roca helicoidales tanto en el techo como en los hastíales, se puede notar los esquemas de deformación alcanzado con la presencia del empernado de roca, la zona de debilitamiento en las que prevalece los niveles de esfuerzos cortantes y tensiónales.

Distribución de esfuerzos inducidos en función a sigma 1, en la etapa de sostenimiento con pernos de roca

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Distribución de esfuerzos inducidos en función a sigma 3, en la etapa de sostenimiento con pernos de roca.

Etapa 3.- Cámara con sostenimiento combinado y simultaneo: Pernos de roca helicoidales, Cable bolting y Shotcrete. Se muestra la hoja de resultados de la distribucion de los factores de seguridad en la que se puede notar una configuracion mimimizada de las curvas de isovalores de factores de seguridad, ademas de una configuracion minimizda de los niveles de deformacion del contorno de la excavacion.

El siguiente paso a seguir después del modelamiento geomecanico era definir la secuencia de minado tomando en consideración la cercanía al winche de mineral en operación que no podía parar

la producción así como también el winche de personal que estaba a servicio las 24 horas, con respecto al winche de mineral nos separaba una distancia de 42 metros y al winche servicio nos separaba una distancia de 3 metros. Equipos a utilizar. Maquina perforadora Jack leg Scoop tram de 4.2 yardas Cabolt para colocar el cable bolting Shotcretera para el lanzado de concreto. Dumper de 12 m3 para el acarreo de desmonte Bomba inyectora de cemento de 40 bares. Secuencia de minado PERFORACIÓN. Y VOLADURA Se han realizado una voladura controlada a una malla de 0.8 x 0.8 m con una longitud de taladro de 2 metros en breasting utilizando cañas de tubo pvc de ¾ “ de diámetro la carga operante era de 0.58 kg/taladro con un factor de potencia promedio de 0.21 kg/tn.

RATIO DE PERFORACION CON JACK LEG

HORAS EFECTIVAS 4 HORAS

LONGITUD DE PERF 6 PIES

EFICIENCIA DE PERF 85 %

VELOCIDAD DE PERF 0.9 PIES/MIN

PIES PERFORADOS/GUARDIA 216 PIES/GUAR

NUMERO DE TALADROS 36 TAL

MALLA DE PERFORACION 0.8 X

0.8 METROS

NUMERO DE CARTUCHOS 4 UNID/TAL

DENCIDAD 2.8 TN/M3

PESO DEL CARTUCHO 147 gr/UNID

VOLUMEN ROTO 0.99 M3/TAL

FACTOR DE POTENCIA 0.21 KG/TN

FACTOR DE CARGA 0.588 KG/TAL

SOSTENIMIENTO El sostenimiento de la cámara se realizo en 4 etapas para darle estabilidad a la bóveda y asegurar el soporte por varios años. Primero.- se coloco pernos helicoidales de 7 pies de longitud a una malla cuadrada de 1.5m X 1.5m Segundo.- se perforo taladros de 7 metros de longitud para inyectar cemento a alta presión para impermeabilizar las grietas y fallas para mejorar la estabilidad del macizo rocoso y evitar las filtraciones de agua Cuadro de control de taladros primarios

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Cuadro de control de taladros secundarios

Cuadros de ensayos lugeon y resultados

Clasificación del Valor Lugeon Representativo

0 - 1

U.L. MUY FAVORABLE

1 3

U.L. FAVORABLE

3 10

U.L. DESFAVORABLE

> 10

U.L.

MUY

DESFAVORABLE

La baja absorción de las inyecciones primarias en la Cámara de Winche nos dan una idea de la buena calidad de la roca en la bóveda del winche, pero se recalca que para tener una idea sobre las absorciones, hubiese sido recomendable realizar por lo menos la mitad de los ensayos Lugeon en los taladros primarios cercanos a la zona de falla.

Los resultados de los ensayos de Lugeon están muy variados, notándose claramente que la mayoría de la roca cercana a las fallas presentaban fugas de agua al momento de realizar los ensayos, lo que indica que el macizo rocoso de la bóveda de la cámara de winche es moderadamente impermeable.

Es importante considerar los resultados de los ensayos Lugeon, ya que con estos se puede deducir el grado de consumo de lechada de cemento en los taladros, así como analizar el adecuado diseño de mezcla para lograr el sellado de estos.

Como resultado final se lograron sellar en su totalidad todos los taladros secundarios críticos, sin tener que recurrir a inyecciones terciarias para su sellado.

Consumos totales durante las inyecciones de lechada de cemento

Consumo total

VOLUMEN 6241.1 Lts.

CEMENTO 113.5 Bls.

EUCO 47.14 Lts.

Tercero.-se perforo taladros de 15 metros de longitud para colocar el cable bolting con inyección de lechada de cemento. Cuarto.- se realizo lanzado de concreto con una resistencia de 210 kg/cm2 con gramix a una capa de 3” de espesor para mayor estabilidad. Galería de fotos del proceso

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Colocación de pernos

Inyección de lechada de cemento

Colocación del cable bolting

Lanzado del shotcrete

PREPARACION DEL TAPON EN LA INTERSECCION DEL PIQUE De todos los trabajos que se realizo en el proyecto la voladura en la intersección del pique con el inclinado era el mas tedioso y con mayor dificultad, por que se tenia los cables del winche de mineral actual en pleno funcionamiento así como también los cables del winche de personal también en funcionamiento. Para esta voladura era necesario la parada del izaje de personal y mineral y se aprovecho en la parada de planta del 20 de mayo del presente año. Previo a este trabajo se coloco los tapones en la intersección del pique para evitar que caiga el material disparado en la proyección al pique para, ello se utilizo tuberías de fierro de 4 “ de diámetro con un espesor de 5 mm se colocaron inclinadas con proyección al inclinado para evitar que la carga se acumule se colocaron 12 tubos espaciados a 0.4 metros, después se forraron con doble capa de madera, INGENIERIA El proceso constructivo obedece a un diseño elaborado por una empresa Canadiense especialista en piques con un total de 235 planos con todos los detalles. Para este trabajo solo presentaremos el perfil y los detalles de la ampliación como rotura. Sin embargo algunos detalles han sido modificados por que se adecuaron al terreno y también por las limitaciones que hay en la voladura sin parar la producción. En el replanteo ya en campo se han ejecutado nuevas alternativas de construcción que son propios de todo proceso de ejecución a esto debemos agregar la magnitud de ampliación que obedece a una serie de planos geomecanicos y diseños de malla de perforación para el minado.

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Vista de perfil

Detalles de construcción

CRONOGRAMA FINAL DEL PROYECTO

COSTOS Para el presente trabajo solo se va considerar el costo de operación de la ampliación del proyecto como perforación, voladura, sostenimiento, acarreo e impermeabilización sin incluir el costo de la maquinaria nueva en general del winche. Y la obras civiles y mecánicas. CUADRO RESUMEN DE GASTOS

CUADRO RESUMEN DEL PROYECTO

UNIDADES VALOR

COSTO DEL PROYECTO INICIAL $ 172,754.58

TIEMPO DE DURACION DIAS 95

VOLUMEN A ROMPER INCLUIDO EL INCLINADO M3 6400

FECHA DE INICIO

18 DE ENERO 2010

FECHA DE TERMINO

24 DE ABRIL 2010

COSTO DEL PROYECTO FINAL $ 227,172.44

TIEMPO DE DURACION DIAS 172

VOLUMEN A ROMPER INCLUIDO EL INCLINADO M3 8000

FECHA DE INICIO

18 DE ENERO 2010

FECHA DE TERMINO

8 DE JULIO 2010

COSTO DEL SHOTCRETE A LA FECHA $ 79,000.00

COSTO DE IMPERMEABILIZACION $ 70,313.50

CONCLUSIONES 1. Milpo esta repotenciando su sistema de izaje

existente por uno de mayor capacidad para elevar la producción de 5200 a 7500 tn por día

2. Milpo esta aprovechando la infraestructura existente para ampliar sus instalaciones sin parar las operaciones ni la producción.

3. Milpo para ejecutar este trabajo ha tenido ciertas limitaciones que ha sido controlados con gran criterio.

4. Milpo a través de este proyecto puede incrementar su producción reduciendo al máximo su costo de inversión.

5. Milpo en este proyecto utilizo todos los recursos necesarios de acuerdo a la recomendación geomecánica para lograr un buen sostenimiento por las dimensiones de la cámara

6. Milpo aplico la inyección de cemento a alta presión con dos finalidades para evitar la filtración de agua y para dar mayor estabilidad del macizo rocoso

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AGRADECIMIENTO.

A DIOS por darme unos hijos maravillosos que me dan fuerza para poder esforzarme siempre para el bienestar de nuestra familia A Milpo una empresa minera de gran prestigio por darme la oportunidad de desarrollarme.

REFERENCIAS

INGEO TUNELES VOLUMEN 11 y 12; López Jimeno, Carlos

CARGA, TRANSPORTE Y EXTRACCION EN MINERIA SUBTERRANEA Diaz Aguado; Maria Jose

ROCK MECHANICS FOR UNDERGROUND MINING (2ND EDITION) BRADY, B.H.G. y BROWN, E.T.