DISEO PARA RELLENO CEMENTADOCurso:Servicios e Instalaciones MinerasProfesor:Ing. Vctor RamrezEAPIM - UNMSM

RELLENO DE TAJOS EN LA MINERA La utilizacin del relleno con resistencia es un elemento clave en la mayora de los mtodos de minado exitosos de alta extraccin. La calidad de relleno y la velocidad de colocacin controlan la velocidad de produccin. Estos requerimientos han llevado al desarrollo de rellenos cementados.

Antes de discutir el rol del relleno cementado, mencionaremos algunos tipos de relleno ms usados en minera:

Relleno hidrulicoRock fill Paste fillRelleno cementado

RELLENO CEMENTADO Bsicamente conformado por los componentes del hormign factible de ser utilizados como rellenos cementados subterrneos, requieren ser investigados en sus caractersticas fsicas y contenido de sulfatos y cloruros para determinar su idoneidad y la dosificacin optima de ellos en cuanto a resistencia deseada, la fluidez, durabilidad y la economa.

El ciclo de relleno cementado es el siguiente:Preparacin de agregados (gravas y arenas) en la planta de agregados.Dosificacin y preparacin de mezcla en la planta de concreto.Transporte y colocacin en la zona de tajos.

CONDICIONES PARA SU APLICACION

En yacimientos de potencias entre 5 a 35 m.En yacimientos con buzamientos verticales o prximos a ella.En macizo rocoso de alta y media competencia.En yacimientos cuyo mtodo de explotacin sea compatible con el mtodo por subniveles.

SISTEMA DE RELLENO Sistema de relleno consta de una planta de concreto, cuyo componentes son: Balanza electrnicaFaja transportadoraTolva de recepcin de materialesTolva de pesajeMixer de 4m3 Una caseta de control Donde un obrero especializado realiza las operaciones de pesaje y mezclado del material de acuerdo al diseo de mezcla proporcionado por el Laboratorio de Concreto.

Operacin superficial El material de cantera es seleccionado, a travs de una zaranda de malla de 2 , todo el material pasante es transportado a la cancha de agregados contigua a la planta de Concreto, por otro lado, el relave proveniente de planta concentradora el cual es cicloneado con el objeto de que el material grueso resultante de este proceso sea utilizado como material fino en el relleno.Debajo del mixer de planta de concreto, espera un volquete con cual recibe el relleno preparado transportado a una chimenea en interior mina.

Operacin SubterrneaLuego, se transporta la mezcla hacia interior mina, el material es descargado hacia una chimenea y luego a la zona de produccin. En este nivel un scoop recoge la mezcla y la deposita a otra chimenea, en la cual nuevamente se desplaza en cada libre hasta el nivel de produccin donde el tajeo necesita rellenarse.

SISTEMA DE RELLENO

*OPERACIN DE LA PLANTA DE CONCRETOA MINA

RESISTENCIA DEL RELLENO La resistencia del relleno es controlada por una serie de factores como:

Composicin y calidad del agregadoGraduacin del tamao del agregado y el porcentaje de finosAngulosidad de las partculas del agregadoContenido de cementoRelacin agua cementoContenido de humedad del agregadoTemperatura del agregadoGrado de mezclado entre la pulpa de cemento y el agregadoTcnicas de colocacin y segregacin de los materialesAtricin del agregado durante el transporte y colocacinTiempo en el lugar antes de su exposicin

RESISTENCIA DEL RELLENOLa resistencia requerida por el relleno esta en funcin de los esfuerzos que sern generados dentro de la masa del relleno. A su vez estos son debidos a:

Su propio pesoGrado de arqueo entre las paredes rocosas slidasDaos de la voladura / abrasinMovimientos del terrenoEl contenido de cemento en un relleno es el principal modificador de la resistencia, el cual puede ser fcilmente controlado en el sistema de relleno.

MATERIALES UTILIZADOS Los materiales que se utilizaron fueron: ridosRelaveAguaCemento Plastificantes

PRUEBAS DE LABORATORIO En el laboratorio se analiza:Diseos de mezcla Contenido de cemento Contenido de Agua

Diseos de mezcla

En funcin a la granulometra del rido y del relave se procedi a efectuar una primera mezcla de rido grueso / rido fino en una proporcin de 3/1; 3/2; 5/4; 6/3 y se procedi a verificar el comportamiento de esta mezcla en cuanto a:TrabajabilidadhomogeneidadAdherenciaResistenciaSegregacinCohesinExudacinSlump (Ensayo de consistencia del concreto)

Contenido de cemento

El requerimiento mnimo de resistencia para este hormign es de 2 Mpa el cual sera utilizado como techo con luces hasta 4 metros y longitudes hasta 10 metros. Para esta resistencia se considero trabajar con una relacin agua/cemento de 1.65 considerando un contenido de 10% de relave; para lo cual se consider cuatro diseos bsicos con los siguientes resultados:

AGUA CEMENTOfca. 139843.5Mpa.b.119723Mpa.c.101612Mpa.

Contenido de Agua

La cantidad de agua libre en la masa del relleno tiene una fuerte influencia sobre la resistencia del relleno. Si existe exceso de agua, este tender a percolar a travs de la masa del relleno, removiendo el cemento en suspensin. El exceso de agua puede ocurrir de diferentes maneras. Por ejemplo, si se ha permitido que los agregados lleguen a estar excesivamente hmedos (antes de ser mezclado con el agua de diseo) y no se haga la correccin del diseo por humedad, se obtendr un slump mayor a lo diseado as como debido a la presencia de agua subterrnea en la chimenea de relleno, agua de filtracin dentro del tajo, o debido a un pobre control de calidad durante el mezclado, el producto resultante ser adversamente afectado. Teniendo como resultado segregacin de la mezcla y una considerable reduccin en su resistencia finalAl agua se le hicieron los siguientes ensayos:Contenido de sulfatosContenido de clorurosPH

PRODUCCIN DE RELLENO PLANTA DE AGREGADOSEn esta etapa se produce diferentes tipos de agregados a ser usados tanto en relleno como en sostenimiento.El mtodo empleado para la produccin de agregados gruesos es el de zarandeo, para lo cual se emplea un cargador frontal y se explota canteras en las faldas de los cerros. Donde se encuentra rocas de diversos tamaos, en proporciones arbitrarias de agregados finos y gruesos que nos proporcionan diferentes tipos de agregados para el relleno cementado.

PRODUCCIN DE RELLENOPLANTA DE AGREGADOSEl agregado fino consiste en el relave que es obtenido mediante el cicloneo del relave total que elimina la planta concentradora mediante tubera hacia la relavera, y con un cicln se separa el fino del grueso el cual se acopia y se traslada a las proximidades para que el material se seque, luego es trasladado hacia la cancha de agregados de la planta de concreto.Materiales empleados:Piedra zarandeada para relleno. 3/8 < D < 2Relave cicloneado para relleno -400 < D < 3/8

PRODUCCIN DE RELLENOPLANTA DE CONCRETOLa funcin de la planta es la de dosificar los agregados, el cemento y el agua por peso de acuerdo al volumen a preparar, pudiendo ser hasta 4 m3 por tanda, la que es mezclada y descargada en forma controlada y recepcionada por camiones volvo de 12 m3 de capacidad pero por cuestiones operativas solo transportan 9 m3 por viaje.

En esta etapa se prepara el relleno cementado para el mtodo de minado, el cual cumple con las siguientes etapas:Transporte de material de relleno cementado hasta el fill pass donde se realiza la descarga del material, el cual por gravedad baja hasta el nivel de las operaciones.Recojo del material en el nivel de operaciones mediante scooptrams y transportado por estos hasta la zona de relleno.Topeo por parte del scooptram y acomodo, con la finalidad de conseguir un ptimo contacto entre relleno y los contornos de la galera, evitando cavidades.El control de medio ambiente durante el proceso de elaboracin de concretos, en la Planta dosificadora se realiza mediante dos pozas de sedimentacin para captar los residuos que pudieran haber en la fabricacin de concreto y estos son limpiados semanalmente con una retroexcavadora y llevados a la relavera.

CONTROL DE CALIDAD DEL RELLENO CEMENTADODurante el proceso de relleno, sistemticamente se toman muestras que son ensayadas en el laboratorio de concreto.Muestreo de los los agregados para determinar contenido de humedadReajuste de diseo de acuerdo al contenido de humedad que presentan los agregadosAnlisis granulomtrico de los agregadosDeterminacin del slump del concreto producidoMuestreo para la elaboracin de probetas

METODO DE EXPLOTACION

MineralRellenoCajasLeyenda

Ciclo de Minado

METODO DE MINADO

Descripcin del Mtodo de MinadoMINERALNv. Inf.Nv. Sup.CPCTRELLENO1. Preparacin de CrucerosMETODO DE MINADOSUB NIVELES ASCENDENTESCON RELLENO CEMENTADOOREWASTEFILL10 m.

Descripcin del Mtodo de Minado2. Perforacin y Voladura ChimeneaNv. Inf.CHIMENEACTRELLENONv. Sup.Nv. Inf.CPMETODO DE MINADOSUB NIVELES ASCENDENTESCON RELLENO CEMENTADOMINERALOREWASTEFILL

Descripcion del Metodo de Minado3. Perforacin y Voladura TajeoCHIMENEARELLENONv. Inf.Nv. Sup.CTCPMETODO DE MINADOSUB NIVELES ASCENDENTESCON RELLENO CEMENTADOOREWASTEFILL

Descripcin del Mtodo de MinadoRELLENOMINERALNv. Inf.Nv. Sup.4. Limpieza de mineralMETODO DE MINADOSUB NIVELES ASCENDENTESCON RELLENO CEMENTADOOREWASTEFILL

Descripcin del Mtodo de MinadoRELLENORELLENONv. Inf.Nv. Sup.5. RellenoMETODO DE MINADOSUB NIVELES ASCENDENTESCON RELLENO CEMENTADOOREWASTEFILL

CONCLUSIONES

Esta tecnologa de relleno es nica en el Per. Nos brinda una mayor eficiencia en los trabajos de relleno, permite la extraccin del 100% del mineral reduce la dilucin, y reduce costos operativos. La distribucin de tamaos de partculas y contenido de agua, juegan un rol importante sobre la resistencia. Otro efecto importante que se observa son las mejores resistencias a la compresin comparadas con la mezcla de consistencia normales no se emplea aditivo y el tiempo en el ciclo de minado se puede manejar de acuerdo a las necesidades.No presenta contraccin de volumen, Este aspecto es importante por que en interior mina con otros sistemas de relleno pueden presentar fisuras verticales por donde fallara el relleno.A medida como avanza nuestro minado y nos encontremos a mayor profundidad el relleno cementado que utilizamos actualmente incrementa sus costos por el manipuleo con los equipos (scoops). Permite obtener en los tajos rellenados caractersticas homogneas y nos da mayor dinamismo al sistema de relleno.

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