INTEGRANTES:

• BAZAN CUPRI, Ángela • LAYME SOTO, Jhordy • LEIVA MENDOZA, Marlon • LUNA ROJAS, Jairo • MARTINEZ JIMENEZ, Ulises • QUISPE MATOS, Anthony

METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA

RELLENO HIDRAULICO

El relleno hidráulico se aplicó por primera vez el año 1864 en la mina Shenandoah en Pennsylvania, Estados Unidos, como control de la subsidencia, posteriormente se fue mecanizando y optimizando su uso en la explotación en la minería subterránea.

En el Perú se aplicó relleno hidráulico en el año 1937 en la mina Lourdes de Cerro de Pasco con la finalidad de controlar incendios, implementándose luego al ciclo de minado. 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 utiliza arenas glaciares y otros materiales granulares que se encuentra en la naturaleza.

HISTORIA

El Relleno Hidráulico es una alternativa para rellenar los tajos explotados por el método de Corte y Relleno; esta alternativa empleada en el Perú desde mediados de la década de los años 60, se introdujo con la finalidad de incrementar la productividad, mas no con fines ecológicos. El Relleno Hidráulico, que es más eficiente que el Relleno Neumático, el Relleno Hidroneumático y el recientemente introducido Relleno en Pasta, fue el que en muchos casos reemplazó al Relleno Detrítico o Relleno Sólido transportado en carros mineros o en camiones, desde las canteras hasta los tajeos y a un costo mucho más elevado que los otros métodos de relleno que se efectúan transportando los sólidos en medios fluidos por tubería e impulsados por bombas.

El relleno hidráulico podría ser parte del relave desechado por la concentradora o cualquier material rocoso, aluvial o coluvial, sometido al proceso de chancado, tamizado, molienda y cicloneo

Debido a la premura con que se deben ejecutar las actividades del ciclo de minado, el relleno debe cumplir ciertos requisitos de granulometría y velocidad de percolación o índice de permeabilidad.

Proveer una plataforma de trabajo.

Evitar el movimiento y caída de las rocas.

Facilitar la recuperación de pilares.

Evitar o minimizar la subsidencia.

Estabilizar el macizo rocoso en las minas, reduciendo la posibilidad de estallidos de roca.

Controlar y prevenir incendios en las minas.

Minimizar la deposición de relaves o material rocoso en superficie ayudado al control ambiental.

APLICACIONES

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 desmonteras 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 , 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 y a la reducción del costo de minado por la versatilidad que brinda

VENTAJAS

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 pirrotita, 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.

DESVENTAJAS

CALIDAD DEL RELAVE:

◦ El relave es de naturaleza polimetálica sulfurado, con alto contenido de metales pesados de cobre, plomo, zinc, hierro, cadmio, arsénico. Esta naturaleza hace que el relave sea un potencial generador de aguas ácidas del medio circundante de la Cuenca del Río Santa.

◦ Cabe resaltar, que el relave es producto de la ganga, el cual es un residuo sólido de las Plantas Concentradoras de Flotación de Minerales Sulfurosos, puesto que no tiene altas concentraciones de los metales pesados concentrados de cobre, plomo, zinc, así como la presencia de carbonatos

CARACTERISTICAS

CALIDAD DEL RELAVE:

Para determinar la calidad óptima del relave para que sea usado como pasta para relleno hidráulico, se realizo las siguientes pruebas

◦ GRANULOMÉTRICO: Este análisis determina la distribución del tamaño de las partículas ó granos que constituyen un material. Esta distribución se analiza en base a su porcentaje de su peso total

◦ VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN (PRUEBA DEL SLUMP). Para la realización de esta prueba se utiliza un cono de base menor ó igual a 10 cm, y base mayor ó igual a 20 cm y una altura igual a 30 cm. La prueba del slump consiste en depositar la pulpa dentro de un cono, luego se retira el cono de metal y se mide el cono formado por el material en el momento que se descarga el relleno; la altura de este cono debe ser de 1” para que se puedan depositar y acomodar en el tajeo.

◦ PRUEBA DE VELOCIDAD DE PERCOLACIÓN: La velocidad de percolación más adecuada debe ser de 4 pulgadas/hora. Para determinar la velocidad de percolación se realizaron pruebas, considerando lo siguiente:

- Relación de mezcla: 1 a 1.

- Peso de aglomerante (cal): 4 Kg.

- Peso de agua: 3 Kg.

- Peso de arena: 3 Kg.

CARACTERISTICAS

ANÁLISIS GEOQUÍMICO.

Se determinaron 36 elementos, de los cuales como metales pesados se identificó al Cromo (Cr), Cadmio (Cd), Cobre (Cu), Molibdeno (Mo), Zinc (Zn), Mercurio ((Hg), Plomo (Pb) y Arsénico (As) y Selenio (Se).

CARACTERISTICAS

El estudio involucra que las muestras de relave fueran sometidas a remolienda, para obtener tamaño adecuado, luego someterlos a pruebas de análisis granulométrico considerando una serie de mallas, principalmente, las mallas -200 y -325, con la finalidad de obtener una pulpa adecuada de relave, y posteriormente, se sometió a pruebas de homogenización con un equipo agitador con una velocidad de 300 rpm, velocidad suficiente para promover la homogenización de la pulpa de relave. Posteriormente se sometió la pulpa a las pruebas de slump y la velocidad de percolación.

PRUEBRAS EXPERIENTALES

A continuación, se detallara cada uno de las pruebas experimentales a que es sometido el relave, para ser transformado en pasta de relave.

DUREZA DE LOS SÓLIDOS:

Esta característica determina el tipo y material del equipo a utilizarse en su transporte.

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.

RELACIÓN DE VACIOS (E)=VV/VS:

CONTENIDO DE HUMEDAD (W):

GRADO DE SATURACION (𝑺𝒓):

Para las arenas se tiene las siguiente clasificación según su humedad:

COHESION:

FRICCIÓN INTERNA:

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO:

Esta prueba se realiza con la finalidad de lograr una mejor clasificación de tamaño del relave, y un mayor grado de liberación de minerales valiosos en cada a emplear. Entre las mallas que emplearemos tenemos: Malla +200, +325, -325.

DIAMETRO EFECTIVO (D10): Es el tamaño de las partículas que corresponden al 10% del producto mas fino. COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD: Se define como la razón del diámetro de partícula mas grande que se encuentra en el 60% de fracción acumulativa (-) del material, al diámetro dela partícula de mayor tamaño presente en el 10% de la fracción acumulativa (-) del material2. Se calcula dividiendo el D60 entre el D10 del material. VELOCIDAD DE PERCOLACION (V.P): Es la medida de velocidad en la que el agua pasa a traves del material de relleno se calcula mediante :

V.P=(D10*(6/100))

Cabe resaltar que la elaboración de la pasta de relleno, tendrá en cuenta como malla patrón a la Malla Nº 200, la cual servirá de base de clasificación para la elaboración de pasta de material fino y pasta de material grueso.

Si se trabaja con material de relleno, granulado, con cuerpos extraños (dehasta100mm), se utilizaran bombas para materiales consistentes, en tubos oscilantes sin válvulas, (bomba KOS). La característica distintiva de la serie KOS sin válvulas, es el tubo oscilante “S”. El cambio entre los cilindros de aspiración y presión garantiza un funcionamiento prácticamente continuo y un paso libre del medio transportado. El material de relleno transportad o puede contener partículas extrañas conteniendo hasta un tamaño de el80%del diámetro de salida.

Con estas bombas para materiales consistentes pueden conseguirse rendimientos de hasta 500 m3/hy presiones de transporte de hasta 100bar.

BOMBAS

Para material pastoso de grano fino, procedente de la preparación y cenizas, como material de relleno se utiliza la bomba de pistones de válvula de asiento, accionada hidráulicamente, de la serie HSP. Están acondicionadas para rendimientos de hasta 500m3/hy presiones de transporte de hasta 130bar.

La aportación especial de material de relleno mediante bombas de pistones de Putzmeister de las series abre la posibilidad de aplicar en el ciclo de la explotación de minas subterráneas, por ejemplo, en el método de explotación en corte y relleno ascendente, cámaras y pilares, etc.

El relleno hidráulico tiene muchas ventajas como la facilidad de transporte del material detrítico hacia interior de mina. Ya que si se utiliza los materiales de la misma mina los costos son mínimas y las características del relave o de la pasta a utilizar son diferente a cada uso que se le da para cada tipo de trabajo que se realiza en interior mina.

Tenemos que considerar muchos factores para el uso del relleno hidráulico, como los factores químicos que contienen el relave para la mecha de la pasta, así también como las propiedades físicas y mecánicas en donde se considera muchos factores que contribuyen para el buen rellenado de la mina.

El trasporte del material puede ser por medios de bombas que hacen que el material se mueva atreves de tuberías con mayor velocidad y eficacia, esto puede ser trasportado horizontal o verticalmente, ya que esto trae beneficios a la mina en el trasporte.