Relleno Hidraulico Brocal

8/16/2019 Relleno Hidraulico Brocal

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“RELLENO HIDRÁULICO MINA MARCAPUNTA NORTE SOCIEDADMINERA EL BROCAL S.A.A.”

SUPERINTENDENCIA MINA

Colquijirca – Pr!

"#$"

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CAP%TULO I&

INTRODUCCION ' PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA

INTRODUCCI(NSociedad Minera El Brocal S.A.A. es una empresa minera polimetálica,

dedicada a la extracción, concentración y comercialización de minerales

polimetálicos: zinc, plomo, cobre y plata. Actualmente la empresa explota en

su mina subterránea Marcapunta Norte minerales de cobre.Como parte de sus operaciones Sociedad Minera el Brocal S.A.A tiene

planeado rellenar los taeos explotados empleando relleno !idráulico.

Actualmente el yacimiento de cobre Marcapunta Norte "iene siendo

explotado utilizando el m#todo minado taeos por subni"eles $S%S&, !abiendo

lle'ado a la zona de brec!as, se necesitar poner en marc!a el proyecto de

relleno !idráulico si'uiendo criterios t#cnicos y económicos.

$.$.O)j*i+o,• (ealizar la in'enier)a de detalle para la utilización del relleno

!idráulico en la Mina Marcapunta Norte.

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• Establecer las consideraciones t#cnicas para la aplicación del

relleno !idráulico.$.".-u,*iicaci/0

*ara e+ectos de identi+icar operaciones económicas, !ol)sticas y

+uncionales, se estima desarrollar el presente trabao cuyo obeto es

realizar los cálculos para el relleno !idráulico. (esulta necesario realizar

una e"aluación de las consideraciones t#cnicas de la aplicación del

relleno !idráulico con la +inalidad de mantener los ni"eles de producción,

con baos costos operati"os, mayor producti"idad y estándares

aceptables de se'uridad.

$.1.Alca0cEl alcance del presente trabao es realizar la in'enier)a de detalle para la

utilización del relleno !idráulico en la Mina Marcapunta Norte, disminuir el

pasi"o actual aproximado de - m/ por rellenar de relleno, dar

estabilidad a la mina, reducir los es+uerzos eercidos en las zonas

explotadas.

CAP%TULO II&

MARCO TE(RICO

".$ A0*c20*, 2 la i0+,*i3aci/0

".$.$ A0*c20*, 2 la A4licaci/0 2l SLSEl m#todo de minado por subni"eles con taladros lar'os

$S%S&, se "iene aplicando en muc!as minas del pa)s, tal es el

caso de 0c!ucc!acua, 1scaycruz, Milpo, Minsur2 donde se

tienen muy buenos resultados.

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El m#todo se aplica a "etas, cuerpos, mantos de 'ran

potencia.

".$." A0*c20*, 2 la A4licaci/0 2 Cor* 5 Rll0oA,c020* Mca0i6a2oEl m#todo de minado por Corte y (elleno ascendente, se está

aplicando minas importantes del pa)s, como: (aura, Atacoc!a,

San Cristobal, Andayc!a'ua.El m#todo se aplica principalmente en "etas.

"."A,4c*o, 30ral, 2 la 7i0a".".$ U)icaci/0 5 acc,o

El proyecto minero Marcapunta Norte, está ubicado en el

distrito minero de Col3uiirca, pol)ticamente se ubica en el

distrito de 4inya!uarco, pro"incia de Cerro de *asco,

departamento de *asco, *er5, entre las coordenadas $04M&:

67688,98N y /;8,;E, a una altitud de roya = Col3uiirca: 9?- @m $Carretera as+altada&

• %ima = Canta = uayllay= Col3uiirca: 9;- @m

"."." Cli7a

Se'5n la di"isión climática de . oppen $8?6


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%as precipitaciones plu"iales caen entre los meses de

iciembre y Marzo.

".".1 8au0a 5 93*aci/0

%a +auna en la zona está representada por el 'anado "acuno,

o"ino, porcino y caballar2 as) mismo la "izcac!a y al'unas a"es

sil"estres.

%a "e'etación mayormente está compuesta por ic!u, y en los

alrededores de las la'unas y bo+edales crecen plantas "ariadas,

como las totoras.

".1:olo3;a".1.$ :olo3;a R3io0al 5 Local

%a !istoria 'eoló'ica en el istrito Minero de Col3uiirca se

inicia en el 4riásico y re"ela una sucesión de e"entos de

depósitos minerales, tectónicos y "olcánicos controlados por

una 'ran estructura de dirección NorteSur denominada Falla

%on'itudinal, presentado en el plano 'eoló'ico re'ional.

e manera 'eneral los mantos mineralizados a ser explotados

se encuentran localizados en las rocas de la Formación Calera,

estando constituidas principalmente por calizas silici+icadas. %a

caa tec!o y la caa piso de estos mantos estarán constituidos

por estas calizas silici+icadas. ebao de estas calizas se

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presentan brec!as de la Formación *ocobamba $Miembro

S!uco = Secuencia Con'lomerádica&. Encima de las calizas se

presentan mar'as y limoarcilitas de la Formación Calera. acia

el Este de las zonas mineralizadas se presentan dacitas

pertenecientes al domo de diatrema.

8i3ura N< #$& U)icaci/0 :ol/3ica 2l 2i,*ri*o 7i0ro 2 Colquijirca.

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".1." :olo3;a E,*ruc*ural

urante el *aleó'eno $Cenozoico 1n+erior&, la re'ión de Cerro

de *asco +ue la receptora de una sedimentación continental

detr)tica y carbonatada. Estos sedimentos dieron ori'en a la

Formación *ocobamba, con+ormada por los Miembros Cacuán

$no obser"ada en muestra zona de estudio& y Miembro S!uco y

la Formación Calera.

Estos depósitos se sit5an en una suerte de sinclinorio con

cabal'amiento asociado, en una extensión de unos /- @m.

desde Goyllaris3uiz'a por el NN, !asta Col3uiirca por el SSE.

Estos sedimentos se !allan +lan3ueados al Este por un

accidente re'ional: la Falla %on'itudinal. %a cuenca terciaria de

Cerro de *asco se situar)a al NE de la %)nea del Alto Mantaro

$M#'ard8??&. Este l)mite separa las altiplanicies

sudoccidentales con predominio de plie'ues de estilo abierto y

con escaso acortamiento, del sector nororiental, en donde los

plie'ues son más apretados y asociados a numerosas +allas

lon'itudinales.

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".=Ba,, T/rica,".=.$ :0rali2a2,

El relleno !idráulico se aplicó por primera "ez el aHo

86;< en la mina S!enandoa! en *ennsyl"ania, Estados

0nidos, como control de la subsidencia, posteriormente se

+ue mecanizando y optimizando su uso en la explotación en la

miner)a subterránea. En el *er5 se aplicó relleno !idráulico en el

aHo 8?/ en la mina %ourdes de Cerro de *asco con la

+inalidad de controlar incendios, implementándose lue'o al ciclo

de minado.

Se de+ine como relleno !idráulico al material 3ue es transportado

en +orma de pulpa por tuber)as. En su mayor)a el material es

el rela"e de planta concentradora, pero tambi#n se utiliza

arenas 'laciares y otros materiales 'ranulares 3ue se encuentra

en la naturaleza.

El relleno !idráulico tiene las si'uientes aplicaciones:

*ro"eer una plata+orma de trabao. E"itar el mo"imiento y ca)da de las rocas. Facilitar la recuperación de pilares.

E"itar o minimizar la subsidencia. Estabilizar el macizo rocoso en las minas, reduciendo la

posibilidad de estallidos de roca. Minimizar la deposición de rela"es o material rocoso en

super+icie ayudado al control ambiental.

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".=." 90*aja, 2l Rll0o Hi2r>ulico Cuando se utiliza rela"e de una planta concentradora el costo

de la obtención del material es cero, ya 3ue la planta cubre los

costos de reducción de tamaHo del material. Cuando se utiliza el material detr)tico producto de las

labores de preparación y desarrollo se contribuye a maximizar la

"ida 5til de las desmonteras y asimismo se minimiza el impacto

ambiental. El transporte en tuber)as es muc!o más económico, e+iciente y

rápido 3ue con otro tipo de transporte. Al depositarse el relleno en el tao en +orma de pulpa tiende a buscar

su ni"el en +orma natural, eliminando as) la necesidad de utilizar

recursos adicionales para esparcirlo manual o mecánicamente. El relleno !idráulico por la 'ranulometr)a del material 3ue es de

+ácil control permite una alta resistencia al mo"imiento de las caas.

".=.1 D,+0*aja, 2l Rll0o Hi2r>ulico El sistema de relleno !idráulico re3uiere una alta in"ersión de

capital, para lo cual es necesario tener un sustento +inanciero de

aplicabilidad. %a introducción de a'ua en el relleno a la mina es un problema

si el drenae se realiza por bombeo. Cuando se utiliza material con contenidos altos de pirita o

pirrotita, al oxidarse estos sul+uros se produce una reacción

exot#rmica lo cual ele"a la temperatura y produce an!)drido sul+uroso. En el a'ua de drenae del relleno siempre arrastra cierta

cantidad de +inos los cuales se depositan en los ni"eles in+eriores

de las labores rellenadas.

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".=.= Mi0a2o 4or Su)0i+l, co0 Tala2ro, Lar3o, ?SLS@

Este m#todo es conocido tambi#n con el t#rmino “Suble"el

Stopin'I, es una aplicación de los principios de la "oladura de

banco a cielo abierto a las explotaciones subterráneas, consiste

en el arran3ue del puente entre dos ni"eles de per+oración en

sentido descendente y ascendente. El sistema establece un 5nico

ni"el base $ni"el de extracción& para "arios subni"eles superiores.

El mineral disparado cae por 'ra"edad, siendo recepcionado en la

zana preparada para #ste e+ecto y posteriormente recuperado y

transportado.

Generalmente cuando los cuerpos mineralizados presentan

'randes dimensiones, #stos se di"iden en dos o más taeos para

e"itar el colapso o desprendimiento de las caas, de estas +ormas

se dean pilares de mineral in situ, el 3ue sir"e de soporte para las

caas. Estos pilares pueden ser recuperados, parciales o

totalmente al +inal de la explotación, ya 3ue, en esta +ase existe

menor ries'o de crear condiciones de inse'uridad para el

personal. Existen dos "ariaciones en este m#todo:

• El m#todo taladros paralelo.

• El m#todo taladros en abanico.

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CAP%TULO III&

METODOLO:%A DE LA IN9ESTI:ACI(N

1.$.M*o2o 2 i0+,*i3aci/0

El m#todo de in"esti'ación a aplicar es el m#todo anal)tico sint#tico,

por3ue se busca realizar el análisis de la in+ormación obtenida, para

sintetizarla y mostrar los resultados.

1.". Ti4o 2 i0+,*i3aci/0

El tipo de in"esti'ación es aplicati"a, tiene una orientación

tecnoló'ica, dado 3ue busca 'enerar conocimientos o m#todos

diri'idos al sector producti"o minero con el +in de meorarlo y !acerlo

más e+iciente.

CAP%TULO I9&RELLENO HIDRÁULICO MINA SUBTERRÁNEA

=.$.9aria)l, 2 0*ra2aTa)la #$Jariables de entrada

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Variables de entradaConsideraciones deentrada

Características del manto

Tipo de mineralización Manto

Minerales CobreRoca encaonate Caliza! M" #imoarcillas

#e$es C% 1"8

RMR & Mineral" 40&45

RMR ' Caas" 35&40

(ensidad mineral" 3"20 ton)m3

(ensidad desmonte 2"80 ton)m3

*nc+o del manto ,m- 3 a 40

#on.it%d del manto ,m- 120

*lt%ra ,m- 27&30 m

R%mbo)/%zamiento 9)11resencia de a.%a" 0"05 lt ) se.

Recursos humanos:

Maestros $ operadores de e%ipo 3 *os de eperiencia

*$%dantes 1 *os de eperiencia

Maquinaria y/o equipo:

Tele+andler(isponibilidad Mec:nica ;85<

Seguridad:

=e.%ridadC%mplimiento delre.lamento"

=.".U)icaci/0 2 la Pla0*a.

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=.1.Di,o 5 la 2i,*ri)uci/0 2 *u)r;a, 0 i0*rior 7i0a

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=.=. Ta4/0 4ara Rll0o Hi2r>ulico.

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>ista ?rontal >ista


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=.. Tu)r;a, 2 rll0o.

El diámetro $ & de tuber)a debe ser tal 3ue permita operar en un

r#'imen sin sedimentación y bao condición de m)nima p#rdida, la

determinación del diámetro $ & resulta ser un proceso iterati"o. Con

la +inalidad de minimizar el trabao, el cálculo puede iniciarse con un

diámetro de tuber)a i'ual al si'uiente:

∅=(0.0153∗Ca0.1

∗Ws0.4

)/((CV ∗cosθ )0.83

∗ Ps0.4

∗( Ps−1)0.2

)

onde:

K iámetro de la tuber)a $en m&.

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>ista


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Ws K *eso de los sólidos $4ML!&.

K Concentración de sólidos en "olumen.

A K n'ulo de inclinación de la tuber)a con respecto a la !orizontal.

K Gra"edad espec)+ica de los sólidos.

Ca K Coe+iciente de arrastre

El coe+iciente de arrastre $Ca& de las expresiones

anteriores puede determinarse exactamente !aciendo uso de las

'rá+icas de Adam an@er, pero puede tomarse como "alor

promedio: CaK.


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%as tuber)as son polietileno de < pul'adas de diámetro 3ue estarán

ubicadas a lo lar'o de las 'aler)as y constara de 9 l)neas, en caso de

atoro de una de #stas, la otra l)nea 3ueda libre para el transporte del

relleno.

=.J.Scu0cia 2 rll0o 2l *ajo.=.J.$. Pro3ra7aci/0 2 rll0o.

Se está elaborando un pro'rama adecuado para los taos ya

rellenados y por rellenar, en donde se incluye la distribución de

tiempos de relleno, caudal 3ue lle'a al tao, caudal de drenae,

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densidades2 con el obeti"o de calcular el relleno e+ecti"o 3ue se

produce en cada tao rellenado.

Este se'uimiento 3ue se !ace es para tener una buena distribución

del rela"e clasi+icado, debido a los problemas de aumentos de +inos

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>ista lanta

>ista ?rontal

>ista #ateral


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3ue se presenta, trae consi'o una disminución en la producción de

sólidos, es por ello la necesidad de controlar los taos en el proceso

de relleno, con anticipación, para adecuarnos a las exi'encias 3ue

re3uiere mina, con respecto al relleno.

*ara completar el relleno !asta el tope se preparara la 'aler)a

intermedia y se a partir eecutaran "entanas 3ue comuni3uen a los

taeos por rellenar, de esta +orma se 'arantizara un relleno uni+orme

de la labor.

=.K.Si,*7a 2 )o7)o 2 a3ua

%a instalación de las tuber)as de drenae, de polietileno de seis

pul'adas de diámetro, están conectadas al inicio de la construcción

de las 3uenas, 3ue son deri"adas !acia las cunetas y estas a las

pozas de bombeo de a'ua residual.

Estas pozas de bombeo poseerán para la e"acuación del a'ua

residual, bombas Fly centr)+u'as sumer'ibles, Maxi tipo , y Má'num

3ue bombean desde interior mina a super+icie. *ara ello las pozas

contaran con un sistema de decantación de sólidos.

*>A E B>MBE> *(1NC1*A%

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C:mara de


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J1S4A C>(4E

21

C:mara

C:mara de T%rb%lencia


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*>A A0U1%1A(

*oza de Bombeo ona Sur: Cálculo de Bomba

#on.it%dB 376"869

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#on.it%dB 432"601

Cota de descar.aB 4269"58

Cota de #anzadoB 4257"00

(ierencia de cotasB 12"58

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*oza de Bombeo ona Norte: Calculo de Bomba

#on.it%d de bombeoB 264"8968

#on.it%dB

Cota de descar.aB 4253"07

Cota de #anzadoB 4194"88

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(ierencia de cotasB 58"19

(istanciaB 99"581 mt"

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=.K.$. Ma0*0i7i0*o 2 cu0*a,.

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Con el incremento de +inos en la producción de rela"e

clasi+icado, el aumento en la saturación de las cunetas de lama

y +inos será considerable, lle'ando a inundarse 'aler)as,

rampas, etc. *or ello la importancia de pro+undizar las cunetas y

establecer cuadrillas permanentes para la limpieza de las

mismas.

=..Co,*o, 2 Rll0o

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Item Unidad

Relleno

Hidráulico

con cemento

Relleno

Hidraúlico

Relleno

Detrítico

Arena US$/Tm 0.12 0.32 0.00

Cemento US$/Tm 3.67 0.00 0.00

Relave US$/Tm 0.31 0.29 0.00

Agua US$/Tm 0.00 0.00 0.00

Mano e !"ra US$/Tm 0.00 0.00 1.00

#u%&os US$/Tm 0.01 0.01 '.16

(om"as Mars US$/Tm 0.00 0.00 0.00

#nerg)a US$/Tm 0.00 0.00 0.00

Total Costos

M%na US$/Tm *.11 0.62 6.16

Total Costos

M%na US$/m3 1*.79 2.23 22.1+

,ota- a om&os%%n e relleno %rul%o ementao es 3.+ e emento 4

96.2 e relave5 &ara o"tener una res%sten%a entre 0.* 4 0.+ M&a.

=.G. Rcur,o, a 74lar Tra)ajo, 4rli7i0ar,

=.G.$. Or3a0i3ra7a -RC Rll0o Hi2r>ulico

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CONCLUSIONES

Con la puesta en marc!a del proyecto de (elleno idráulico, se

piensa recuperar los pilares deados tras la aplicación del m#todo de

minado 4aeos por Subni"eles con *ilares Corridos. %a "elocidad para una tuber)a de R


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Se meorará la 'estión de la se'uridad $personal y e3uipos& en la

mina usando el m#todo de taeo por subni"eles con taladros lar'os. aciendo un comparati"o de precios entre relleno !idráulico y relleno

!idráulico cementado, el relleno !idráulico cementado es más caro

debido al contenido de cemento.

RECOMENDACIONES

e utilizar el relleno !idráulico o el relleno !idráulico cementado en la

zona de brec!as $?-&, puede ser perudicial ya 3ue este relleno

tiene a'ua entre sus componentes. Al continuar pro+undizando la mina y deando más espacios "acios,

los es+uerzos se incrementaran, 'enerando inestabilidad en el macizo

rocoso, lo 3ue repercutirá en mayor sostenimiento, mayor exposición

al personal, y altos costos2 por lo cual se recomienda rellenar los

taeos. *ara ir minimizando los pasi"os a un corto plazo se recomienda

empezar con el relleno !idráulico2 y a un +uturo cercano para 'eneras

mayor estabilidad se recomendar)a un relleno con cemento.

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RE8ERENCIAS BIBLIO:RÁ8ICAS

& 0NA 98, VExplotación Subterránea M#todos y Casos *rácticosI& *once Basilio, 8??8, VExplotación por Subni"eles con 4aladros %ar'os en

la Mina 0c!ucc!acuaI, 11 Con"ención de 1n'enieros de Minas del *er5.

& Explotación Subterránea, M#todos y Casos *rácticos. 1nstituto de

1n'enieros de Minas del *er5.

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ANEO

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PLANOS

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