12 Relleno en Mina

7/26/2019 12 Relleno en Mina

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Definicin: El relleno es el material que sustituyeal mineral arrancado en los mtodos deexplotacin principalmente en los mtodoscorte y relleno ascendente, corte y rellenodescendente, cmaras y pilares.

El relleno se comporta como un soporte, es unanecesidad en los tajeos explotados vacos ,el usose ha generalizado en todo el mundo

El relleno es un material que esta constituido poruna variada granulometra, podemos encontrarpartculas de varios centmetros de dimetroasta micrones.


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Recuperar la estabilidad perdida del macizo rocoso.

Proveer una plataforma de trabajo.

Evitar o minimizar la subsidencia.

Reduce la presin del terreno y proteger lasexcavaciones.

Facilitar la recuperacin de pilares.Estabilizar el macizo rocoso en las minas, reduciendola posibilidad de estallidos de roca.


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1. RELLENO DETRITICO o (rock fills).

2. RELLENO HIDRAULICO(slurry fills).

3. RELLENO NEUMATICO OHIDRONEUMATICO.

4. RELLENO EN PASTA(paste fill).


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TAMBIEN LLAMADO RELLENO CONVENCIONAL DE MINAAL MATERIAL DETRITICO O ROCOSO,GENERELMENTEPROCEDENTES DE LASLABORES MINERASSUBTERRANEASEXCAVADASEN TERRENO ESTERIL.


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Caractersticas:No debe adherirse a los dispositivos detransporte (control del grado de humedad).La produccin de polvo no debe afectar alambiente de trabajo (control de humedad).

Su granulometra debe ser tal que no permitalos espacios o poros entre los trozos y facilite elempaquetado de las cajas. Debe tener un peso especfico tal quepermita la compresin del material por supropio peso.(coeficiente de compresibilidad0.7)Coloracin debe distinguirse de la mena.


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Interios mina:De las cajas (Hueco deperro).De tajeos antiguosrellenados.

De labores que se aperturanen material pobre o estril.En Superficie:

Tajo abierto expreso paraobtencin de este material.Escombros de Tajo abierto. Material detrtico de faldasde cerros.


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Es el material solido (relave, arena, materialdetrtico seleccionados y menores de 2.5mm promedio y cemento en determinadoscasos) mezclado con agua para sertransportado por tuberias, desde el lugarde procedencia del relleno hasta los tajeosde produccin.

El material de relleno puede serprocedente de canteras ,previamenteprocesados granulomtricamente osimplemente de relave chichoneado.


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En el tajo, este relleno en forma de pulpa tiende a buscarsu nivelEl tamao de las partculas debe ser tal que se puedetransportar en tuberas(superiores a la malla 200).89

micrones.Ventajas:Alto rendimiento(200m3/hora).Transporte sencillo.Buena compactacin

Desventajas:Consumo de energa.Inversin.Problemas de drenaje.Alto consumo de agua.


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La fuerza centrifuga proyecta estaspartculas contra la paredes interioresdel cilindro formando un remolino,descendiendo las partculas grandes (30 a 100 micras) sin dejar de girarhasta el fondo (pice) mientras quelas ms finas ( lama o menores de15micras) son expulsadas hacia arriba(Vortex) por su menor densidad. El material solido debe mezclarsefcilmente con el fluido en que setransporta.

El material de relleno no debecontener sales acidas que puedancorroer los tubos metlicos.


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F s i c o s

M e c

n i c a s

a) POROSIDAD(%)b) Cohesin (C)c) Friccin Interna ( ) d) Velocidad de percolacin (V.P.)e) Velocidad de Sedimentacin (Prueba del Slump)

a) Densidad relativa (Dr).b) Efecto del Agua en el Relleno Hidrulico .c) Consolidacin .d) Compactacin .e) Compresibilidad .


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Consolidacin: Es el cambio de volumende una carga constante a medida quetranscurre el tiempo

Compactacin: Es la densificacin artificialde los suelos. Los materiales cohesivos secompactan mejor bajo cargas dinmicas

Cementacin: La cementacin de los

rellenos hidrulicos puede tomar muchosaos, dependiendo principalmente de lacomposicin qumica del relleno.


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Es una medida de la

velocidad con el que elagua pasa a travs delmaterial de relleno.Tericamente se puedecalcular con la siguienteexpresin:V.P.= (D10 x6100)2Donde:V.P.= se expresa encm/hD10= se expresa enmicrones um .

RANGO DE VPcn/hr

consecuencias observaciones

VP


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Para esta prueba se utiliz un cono debase menor igual a 10 cm, base mayorigual a 20 cm y una altura igual a 30cm.

Para la prueba se utiliz: Capacidad del cono :

5 litros Relacin de mezcla : 1 a 1 Peso de arena (kg) :3 Peso de agua (kg) :3

Como resultado se tuvo un Slump de3.25 de altura lo que nos indica que elmaterial no se va a depositar yacomodar en la labor por s solo.


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Para la prueba se utiliz: Capacidad del cono :5 litros Relacin de mezcla :1 a 1 Peso de arena: :3 kg Peso de agua :3 kg

Como resultado se tuvo un Slump de 5/8 (0.63 pulgadas) de altura lo cual nosindica que estamos dentro del rango ptimo, este resultado se ha conseguidoagregndole un aglomerante que es la Cal.


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En forma de partculasalrededor de los granos.Ocupando parte o todos losvacos entre los granos delmaterial.Si los vacos estncompletamente llenos conagua, el relleno estsaturado y la mezcla se diceque es continua, si los vacosestn parcialmente llenos, lamezcla es discontinua

formando cuas de aguaentre los granos adyacentesy pelculas de mezclaalrededor de ellas yprobablemente desarrollensuperficies capilares.


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Caractersticas:Este tipo de transporte es por gravedad o con el auxilio de bombas.

El transporte hidrulico por tuberas es econmico, veloz y eficiente que cualquier otromedio. La diferencia de nivel entre la entrada y descarga permite transportas el rellenohorizontalmente.

El relleno hidrulico, el que es lanzado por una bomba de lodo reciprocante, a fin de sertransportado mediante una tubera de alta presin de doble capa, con la pared interior deacero de alta aleacin, templado a 600 brinell de dureza. La potencia de la bomba y eldimetro de la tubera son calculados en funcin de las condiciones y requerimientos


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Velocidad critica de deposicin (V0) :Para noproducir la deposicin de las partculas en la tubera.

Velocidad De Flujo: Deber ser lo ms pequea posible.

Gradiente hidrulica :Es una lnea imaginaria q representala carga de priones en cualquier punto del eje dela tubera

Clculo De Perdidas De Presin En Tuberas : Las prdidas de presin en las tuberas se deben principalmente a tresrazones fundamentales:

La friccin del fluido sobre paredes del tubo.La necesidad de mantener los slidos en suspensin.Al peso de la columna de lodo


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Mxima distancia horizontal:La mxima distancia horizontal a que podr ser

enviada la pulpa debido al impulso adquiridodurante su cada vertical (gravedad), est dadapor:

DH= hx x2gwxc

Donde:

h= altura de cada (m)= dimetro de la tubera (m)w= coeficiente de resistenciag=gravedad


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Una vez terminada la preparacin del tajo, el personal de RellenoHidrulico comunica al operador de la planta de Relleno parapoder iniciar el rellenado, se inicia con el bombeo del agua porun tiempo aproximado de 10 minutos (tiempo de lavado detuberas) tiene la finalidad de limpiar las tuberas


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La operacin de decantado no elimina en su totalidad el agua contenida en el jal,por loque es necesario filtrar el resto, para esto se acondiciona el rebaje con unsistema detuberas que permita su filtrado, esta tubera se perfora en toda suextensin para que por los poros absorba la mayor cantidad de agua, toda latubera se conecta de manera quese canalice al agua a las acequias


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Se define como una masa pastosa capaz de serbombeada y transportada a travs de tuberas,compuesta de partculas finas (relave), cemento,agua y un elemento qumico llamado floculante. Esuna mezcla homognea que no se segrega ycumple los requerimientos de resistencia para la que

fue diseada.Las principales caractersticas del relleno en pastason:* La fluidez del material.* La densidad de la pasta.* La bombeabilidad.* La resistencia (Rc).El material fino de la pasta (limos), acta como unlubricante alrededor de la tubera, permitiendo fluir elrelleno a travs de la lnea de bombeo reduciendosubstancialmente la friccin en la tubera.


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Cemento: en los casos en que la mezcla en pasta vaya a estar expuesta a laaccin de suelos o aguas subterrneas con alta concentracin de sulfatos, debeemplearse cemento resistente a los sulfatos (Prtland II o V).Agua: El agua se incorpora en proporcin que d a la mezcla una consistencia(Slump) apropiada, que permita:

* Manipular el relleno en la labor.* El fraguado de la mezcla en menor tiempo

Relave :Los componentes del relave son principalmente: pirita (63.362%), cuarzo(30.517%), esfalerita (1.004%), galena (0.789%), calcopirita (0.117%), carbonatos(1.069%), xidos de hierro (o.506%) y arcillas (2.321%). (Componentes tomados demina Iscaycruz)La evaluacin qumica del potencial de reactividad del relave nos permiteestablecer que se comportara como un agregado inocuo y causara en elmortero una expansin menor a 0.1% en un ao, al ser utilizado con un cementoconteniendo menos de 1.38% de lcalis.

Floculante: Este aditivo juega un rol importante en el proceso de relleno de pasta,tiene por finalidad reducir el contenido de agua en el relave. Es decir, en elproceso, el espesador de la Planta de Relleno que contiene el relave en un 35%de slidos, al adicionarle el Floculante, separa el mayor contenido de agua en laparte superior del espesador y los slidos se van depositando en la parte inferiorllegando a un contenido del 78% al 80% de slidos para que puedan ser usados.


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Silcato de sodio.Asfalto.Yeso.Ceniza volati:la ceniza volatil fue usado como un producto de combustion del carbon utilizado en centraleselectricas, el beneficio de utulizar ceniza volatil es por su relativo bajo precio, la ceniza volatil fue una seleccinlogica para evaluar como un adictivo estabilizador en el relleno.

Aditivo para el relleno

Ceniza voltil fina % Ceniza voltil gruesa %

Composicin:SliceAluminioOxido de hierroCalMagnesioAlcali(sodio y potasio)Troxido de azufreCarbono libre

40_5015_2412_194_8_2

3_61_5

Composicin:Dixido de silisioOxido de aluminioOxido de hierroOxido de magnesioTrixido de azufrelcali

80.7

2.80.360.250.16

Tamao de laCenizaVoltil,(micrones)

Resistencia, PSI

1030

6090

38.137.3

32.729.3


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Se elaboran probetas de la pasta cuyosmoldes son para la elaboracin de lasprobetas, cumpliendo con la norma ASTM C470. Se extraen probetas que son ensayadascada 14, 21 y 28 das, por tener un tiempo defraguado ms lento que el rellenocementado. Y debe cumplir ciertos requisitoscomo los siguientes:

Es el principal parmetro de diseo de la mezcla.

* Se define como la capacidad de soportar cargasy esfuerzos, su mejor comportamiento es a lacompresin y a los esfuerzos un axiales.

* Su comportamiento es uniforme no se estratifica.

* El curado es el complemento a la hidratacin,con el que se llega a desarrollar completamentelas caractersticas resistentes de la mezcla.

* El mtodo de explotacin de corte y rellenoascendente hace que el relleno sirva de piso parael siguiente corte. Entonces, la resistencia necesariaes para soportar l transito del sccop elctrico de1.5 Yd3.


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Es la capacidad de soportar cargas y esfuerzosSoporta el transito de un scoop de 1.5 yd3

Valor requerido: 2.3 Kg/cm2 1.5 das de curadoValor requerido: 4.2 Kg/cm2 - 3.0 das de curado

Tiempo de curado en dias R(Kg/cm2)

Cemento 30kg/m33 2.757 3.9514 5.98Cemento 45kg/m3

3 4.257 5.84

14 6.82


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En el Per en 1972 en la mina Yauricocha, se comenz aexperimentar transportando una mezcla de area, cemento yagua suspendido y desplazados por tuberas, en una corriente deaire comprimido.El agua sirve para realizar la hidratacin para la mezcla.El aire comprimido es la fuerza que permitir su transporte porlas tuberas Ventajas Se obtiene una mezcla eficaz y por lo menos una losa con mayor resistencia,dando mayor seguridad.* No se pierde el cemento ni los finos.* El programa de mantenimiento de cunetas, galeras y caminos es menor.* El costo de preparaciones para rellenado es menos.* El ciclo de rotura es mayor.Desventajas

El relleno se realiza por medio de instalaciones centrales que requierenmucho espacio y que son estables, siendo menos flexibles.* El costo de operacin es alto, por la preparacin expresa del material derelleno.* El desgaste de los tubos y sus accesorios es mayor.* Tiene limitaciones para rellenar labores que se encuentran en niveles superioresa la tubera base.


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Material FragmentadoArena con alto contenido de Cao y bajo Si2O, con pesoespecifico de 2.6 a 2.8 y una densidad de 1.94TM/m3.No debe contener arcillas.Calizas con tamaos que oscilan entre y 1 1/4 ymaterial fino (menor de 0.075mm que no debe excederdel 20%).* CementoPortland ASTM-1 con peso especifico de 1.4 en proporcincemento: material fragmentado de 1:10 para losa y 1:40para resto de rellenado* AguaEn un 20% en Volumen.La proporcin solidos: agua es de 80:20.* Aire ComprimidoDe 50 a 170m3 den aire por metro cubico de rellenocolocado, con presin de 50 a 75 psi.


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La incorporacin de los relaves (relave clasificado con determinadagranulometra) al relleno reduce el costo del relleno con la disminucin decemento y prolonga la vida de la cancha de relaves.

* El principal beneficio del relleno en pasta es que este tipo de relleno notiene excedente de agua por lo tanto no necesita sistema de drenaje.

* A medida que avanza el minado y nos encontramos a mayor profundidad,

el relleno utilizado en las labores antiguas nos garantizara una estabilidaddel macizo rocoso adecuada para continuar con la profundizacin.

* En el caso de relleno en pasta e hidrulico, al depositarse el relleno en eltajo en forma de pulpa tiende a buscar su nivel en forma natural,eliminando as la necesidad de esparcirlo de forma manual omecnicamente aumentando la velocidad de operacin de rellenado.

* La ubicacin de las plantas de relleno en lugares estratgicos es unparmetro importante a fin de lograr minimizar los costos porbombeabilidad.

* Es necesario seguir investigando nuevos tipos de relleno en minera, bajolas diferentes condiciones que puedan presentarse en las labores he ah elreto de los ingenieros

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