“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional” UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD INGENIERIA DE MINAS Optimización del método Corte y relleno descendente CATEDRA: DISEÑO DE EXPLOTACION SUBTERRANEA CATEDRATICO: Ing. VICTOR JAVIER MENDIOLA OCHIANTE INTEGRANTES: BASURTO LAPA, HAROLD CAHUAYA JULIAN, JUNIOR JARA ASTAHUAMAN, CESAR MATOS CALDERON, VICTOR YANCE RAMOS, LUIS SEMESTRE: VIII HUANCAYO- PERÚ DEDICATORIA El siguiente trabajo está dedicado a la Facultad de Ingeniería de Minas de la UNCP, la cual, a cada día nos prepara para ser grandes profesionales y mejores personas. INDICE INDICE ............................................................................................................................. 3 RESUMEN ....................................................................................................................... 7 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 8 OBJETIVOS ..................................................................................................................... 9 1. PRESENTACION DE LA MINA .............................................................................. 10 1.1 Ubicación Geográfica ........................................................................................... 10 1.2 Geología del Block ............................................................................................... 10 1.3 Características de block mineralizado probado , probable y accesible: .............. 10 2 PROCESO DE DISEÑO ............................................................................................. 12 2.1 Formulación del problema .................................................................................... 12 2.2 Análisis del problema ........................................................................................... 12 2.3 Investigación ......................................................................................................... 12 2.4 Decisión ................................................................................................................ 12 2.5 Especificación de la alternativa ............................................................................ 12 3 FORMULACION DEL PROBLEMA ........................................................................ 13 4 ANALISIS DEL PROBLEMA ................................................................................... 14 4.1 Variable de entrada ............................................................................................... 14 4.2 Restricciones......................................................................................................... 16 4.3 Variable de salida ................................................................................................. 16 5 INVESTIGACION ...................................................................................................... 17 5.1 Alternativa N°01 (Corte y relleno descendente cruzado o michi) ........................ 17 5.1.1 Método de Trabajo......................................................................................... 17 5.1.2 Descripción general del método .................................................................... 17 5.1.3 Preparación de tajeos ..................................................................................... 18 5.1.4 Perforación y Disparo .................................................................................... 21 5.1.5 SISTEMA DE EXTRACCION EN TAJEOS "MICHI" ............................... 21 5.1.6 TRANSFERENCIA DE MINERAL ............................................................. 23 5.1.7 RELLENO DE LOS TAJEOS....................................................................... 24 5.1.8 RECUPERACIÓN ........................................................................................ 24 5.1.9 SEGURIDAD ................................................................................................ 25 5.1.10 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MÉTODO ..................................... 25 5.1.11 Costos .......................................................................................................... 26 5.1.12 PLANO DE LA RED DE TUBERIAS ....................................................... 27 5.2 Alternativa N°02 (Corte y relleno descendente por el método superpuesto con chimenea en el centro) ................................................................................................ 27 5.2.1 Planteamiento del problema .......................................................................... 27 5.2.2 Descripción .................................................................................................... 27 5.2.3 Preparación .................................................................................................... 28 5.2.4 Explotación .................................................................................................... 28 5.2.5 Método de minado optimo............................................................................. 28 5.2.6 Preparación del block .................................................................................... 30 5.2.7 Preparación de galerías sobre veta ................................................................ 30 5.2.8 Preparación de chimeneas principales ........................................................... 30 5.2.9 Preparación de chimenea central ................................................................... 30 5.2.10 Preparación de cruceros ............................................................................... 30 5.2.11 Sostenimiento .............................................................................................. 31 5.2.12 Relleno ......................................................................................................... 31 5.2.13 Perforación .................................................................................................. 31 5.2.14 Voladura ...................................................................................................... 32 5.2.15 Limpieza y acarreo ...................................................................................... 32 5.2.16 Seguridad ..................................................................................................... 32 5.2.17 Recuperación ............................................................................................... 33 5.2.18 Condiciones de ventilación.......................................................................... 33 5.2.19 Dilución ....................................................................................................... 33 5.2.20 Costos .......................................................................................................... 33 6 TOMA DE DECISION ............................................................................................... 34 6.1 Resultado de alternativas ...................................................................................... 34 6.2 Criterios obligados ................................................................................................ 34 6.3 Criterios deseados ................................................................................................. 34 7 ESPECIFICACIONES DE LA ALTERNATIVA OPTIMA ...................................... 34 7.1 Preparacion del Block ( 15m x 30m) ................................................................... 34 7.1.1 Operación ...................................................................................................... 34 7.1.2 Relleno en pasta ............................................................................................. 34 RESUMEN El presente trabajo se detalla como la elaboración del proceso de diseño con el fin de poder optimizar el método de explotación de LONGWALL MINING en un block mineralizado en la UEA Minera Aurífera Retamas SA. Para ello, se toman las características de un block mineralizado de esta mina, esto permite conocer el estado inicial del área en cuestión, que en este caso viene a ser el block probable, probado y accesible. Posteriormente, se plantea el problema pensando en el estado final al cual se desea llegar (el block minado mediante Longwall mining). La conexión entre estos dos estados permitirá plantear una alternativa general – encontrar la alternativa óptima de minado del block por el método de longwall mining – la cual nos podrá precisar la alternativa óptima, más adelante en la fase de decisión. En la etapa de análisis del problema se consideran variables con sus respectivas limitaciones en base a restricciones de la mina, estas indican si el cambio fue exitoso o, por lo contrario, generan una pérdida o ninguna variación. En este caso algunas de variables que se consideraron fueron la recuperación, costo de operación, producción, dilución, etc. Luego, la búsqueda de solución se enfoca en ver todas las alternativas posibles (Longwall mining con equipo minador, Longwall mining convencional, Longwall mining convencional con pilares y Longwall mining con rozadora unidireccional) en base a las variables analizadas que después, entre estas, se seleccionará de la alternativa óptima en la fase de toma de decisiones, demostrando el porqué de su elección. Finalmente, la alternativa seleccionada será presentada para explicar cómo es el mecanismo de funcionamiento en el block mineralizado, para ello se presentan planos, un diagrama de Gantt y una maqueta, las cuales facilitan el entendimiento. INTRODUCCIÓN La operación de una actividad; ya sea minera o no, requiere de cambios continuos los cuales puedan presentar mejoras para dicha labor. Es por ello que, el análisis de los elementos o variables que componen una operación deben ser medidas y controladas, para así verificar los errores que posean, posteriormente modificarlas y mejorarlas para su próxima ejecución. La minería es un campo amplio que contiene diferentes áreas especializadas, pero a pesar de ello, siempre hay elementos por mejorar; ya sea en su seguridad, perforación y voladura, transporte, costos, etc. Esto demuestra que, en una mina, siempre existirán factores que mejorar para realizar una operación minera más efectiva. La presente información muestra la optimización del método de LONGWALL MINING en un block mineralizado la UEA Minera Aurífera Retamas SA, con el fin de realizar un ciclo de minado adecuado para el block mencionado. Hay que tener en cuenta que, este método se utiliza en los yacimientos estratificados, de poca potencia, uniformes y poco buzamiento. Inicialmente se aplicó en minas de carbón y posteriormente se ha extendido a otro tipo de yacimiento como vetas auríferas, como en el Perú, donde el arranque se efectúa por perforación y voladura. Este método elimina el empernado del techo del frente de arranque para soportar el techo de la mina. No implica ninguna voladura con sus peligros consiguientes, además recupera más mineral de capas de yacimiento más profundas que cualquier otra explotación. El sistema de transporte de mineral es más simple, la ventilación es mejor controlada. Además, el laboreo por tajeos largos ofrece la mejor oportunidad para la automatización. Lo aclarado se considera al momento de querer optimizar este método de explotación, además de las características del block mineralizado. En conclusión, la optimización de una mina siempre es factible, y en este caso con el método de explotación de Longwall mining, se puede apuntar a una mejora por sus características propias que apuntan a alta recuperación y a una automatización. OBJETIVOS • Optimizar el método de explotación de Longwall mining en un block mineralizado de la mina UEA Minera Aurífera Retamas SA. • Formula el problema el cual no pueda ayudar a determinar a la solución óptima del suceso en cuestión. • Encontrar la alternativa óptima que se adecue al block mineralizado. • Dar entender en su totalidad la aplicación de la alternativa óptima de solución. • Demostrar, que el método Longwall se puede ejecutar en la explotación de las vetas auríferas angostas ya que es más operativo, económico y seguro que el método utilizado en MARSA. 1. PRESENTACION DE LA MINA 1.1 Ubicación Geográfica Uchucchacua (100% BVN) se ubica en el distrito de Oyón, provincia de Oyón, región Lima a una altura de 4500 m.s.n.m. Es una operación subterránea descubierta por Buenaventura que produce plata, plomo y zinc. Inició operaciones en 1975. Coordenadas geográficas Latitud Sur 10°37'25.77"S Longitud Oeste 76°41'19.20"O Tabla 1: Coordenadas geográficas 1.2 Geología del Block Es un yacimiento argentífero con metales base y alto contenido de manganeso hospedado en rocas carbonatadas de la formación Jumasha del cretáceo superior, relacionado a intrusivos del mioceno. Consiste de vetas y cuerpos de reemplazamiento asociados a sistemas de estructuras NE-SW, E-W y NW-SE. Destacan las fallas Uchucchacua, Socorro-Cachipampa, Rosa y Sandra, entre otras. La mineralogía es variada y compleja con la ocurrencia de plata en sulfuros y sulfosales, con abundante alabandita y calcosilicatos de manganeso. El plomo y zinc se incrementan en las inmediaciones de los intrusivos. Se trabaja en las minas Socorro, Carmen-Casualidad y Huantajalla. 1.3 Características de block mineralizado probado , probable y accesible: Dimensiones del block: 15 m x 30 m Potencia: 0.3 – 2.4 m - Potencia promedio: 2 m Buzamiento: 30° Roca encajonante: Granodiorita - Densidad: 2.7 Tn/m3 - RMR sin sostenimiento: 61 (IIB) - Máxima abertura sin sostenimiento: 9 m - Tiempo máximo de auto sostenimiento: 2 días 21 horas Mineral: - Densidad: 3 Tn/m3 - RMR: 51 (IIIA) Reservas: 16000 m3 2 PROCESO DE DISEÑO 2.1 Formulación del problema La primera etapa plantea los estados antes y después de aplicar la solución, y la alternativa óptima de solución. El objetivo de esta primera etapa es poder plantear ideas y/o alternativas generales de cómo podría solucionarse al objeto en cuestión. 2.2 Análisis del problema Lo posterior es analizar las variables de entrada, salida, las limitaciones en cada caso y restricciones que se consideran en el proceso de optimización, en este caso. Estas variables sirven como indicadores para demostrar el éxito del planteamiento de solución. 2.3 Investigación A continuación, se busca información sobre las alternativas que puedan dar solución al problema planteado; estos deben ser, en lo posible, descritos en su totalidad para tener un mejor dominio al momento de la selección de la alternativa óptima. 2.4 Decisión En esta fase se selecciona y se decide la alternativa óptima, a través de criterios o comparaciones entre las alternativas planteadas. En base a ello, valga la redundancia, se ve por conveniente la aplicación de la alternativa que se acerque en lo más posible a lo que idealmente se espera. 2.5 Especificación de la alternativa Por último, se explica la alternativa seleccionada y el mecanismo de cómo da solución al problema planteado; así, finalmente, demostrando su efectividad y eficacia. 3 FORMULACION DEL PROBLEMA La solución de la optimización del método de explotación Longwall mining requiere conocer el estado en el que se encuentra y el estado al cual se le idealiza en el block mineralizado explotado por dicho método. Para ello, se plantea una formulación del problema, la cual se muestra a continuación: Variable de entrada Block probado, probable accesible con corte y relleno Problema Encontra una alternativa óptima para minar el block por corte y relleno Variable de salida Optimizar el block por el método de corte y relleno ascendente 4 ANALISIS DEL PROBLEMA 4.1 Variable de entrada VARIABLES DE ENTRADA LIMITACIONES HOMBRE(Talento Humano) Perforista Jack Leg >= 2 Años de Experiencia certificada Operador de winche de rastrillo >=2 Años de experiencia Operador Motorista >=2 Años de experiencia certificada MAQUINARIA Y/O EQUIPO MINERO MAQUINARIA CARACTERÍSTICAS Jack Leg marca1 RNP y modelo S-250 Winches eléctricos De 15 HP y de capacidad 15” Locomotora eléctrica Capacidad 20 toneladas Carros mineros Tipo U - 35 BLOCK MINERALIZADO CARACTERISTICA Forma Profundidad Dimensiones del Block Buzamiento Potencia de Veta VALOR Veta Y cuerpos 200m 50m x 400m 30° 0.3 - 2.4 m 2m Potencia promedio 16000m3 Reservas 6.45- Oz/Tm Leyes Ag Graniadorita Roca encajonante 51(IIIA) RMR Mineral 61(II-B) RMR Cajas 2.8 Tn/m3 Densidad del Mineral 2.5 Tn/m3 Densidad de la Roca Valor del mineral(Ag) BLOCK MINERALIZADO VALOR CARACTERISTICA Explosivo Semexa 65% Fulminante Fulminante #08 Accesorio de voladura Mecha rápida y carmex Accesorios de perforación • Brocas • Barrenos de 6’ • Afilador de brocas Sistema de ventilación OTROS Labores de acceso Labores de preparación y desarrollo By pass • Galerias • Chimeneas Chimeneas 2 o 3 compartimientos Sostenimiento de labores Puntales de madera y jackpot Seguridad Cumplimiento del reglamento Capital disponible Sin limitación – intangible 4.2 Restricciones Reglamento de seguridad de 1 Factor de seguridad y buenas infraestructuras para mayor producción Mayor radio beneficio – costo > 1 4.3 Variable de salida VARIABLES DE SALIDA LIMITACIONES RECUPERACIÓN >=95 % DILUCIÓN <5% PRODUCCIÓN >= 8 000 Tn PRODUCTIVIDAD 40 Tn/hgda BENEFICIO/COSTO >1 COSTO DE MINADO 125 $/Tn SEGURIDAD Buena VENTILACIÓN Buena FRAGMENTACIÓN < 8 pulg UTILIZACIÓN MÁXIMA DE EQUIPOS >95 % TIEMPO DE MINADO DEL BLOCK MINERALIZADO 1 mes 5 INVESTIGACION 5.1 Alternativa N°01 (Corte y relleno descendente cruzado o michi) 5.1.1 Método de Trabajo Como una variante a los sistemas anteriores y con el propósito de hacerlo más competitivo fue creado el sistema "Michi" que consiste en hacer cortes transversales a los cortes superiores de manera que cada tajeo superior rellenado actúe como puente independiente en lugar de los voladizos que son los cortes a mitad de sección en el sistema de paneles con lo cual se pueden aumentar el ancho de los tajeos a 15' y la altura a 20' pudiéndose llevar la operación de nivel a nivel. El sistema "Michi" viene a reemplazar el sistema de paneles, el cual se aplica generalmente a cuerpos mineralizados, fracturados o de rocas encajonantes suaves, que no permiten otro sistema distinto al de cuadros. 5.1.2 Descripción general del método El método "Michi" es un método de corte y relleno descendente que consiste en la extracción de blocks de mineral por medio de cortes de capas de 10', 12' y hasta 20' de alto en forma sucesiva, comenzando la explotación de la parte superior a la inferior; cada corte es independiente del subsiguiente, ya que los cortes son perpendiculares entre sí, lo que significa que antes de continuar con cualquier corte inferior, tiene que haberse terminado el corte completo. Terminada esta fase se comienza a preparar para el Relleno Hidráulico. El primer metro de altura en el relleno es mezclado con cemento en una proporción de 1:6, con la finalidad de conseguir una buena loza, que tiene la resistencia suficiente como para soportar la carga que se generará por subsidencia cuando se trabajen las partes inferiores. Después se termina de rellenar, con lama o mezclado con cemento, en una proporción de 1 :23 que sirva como soporte temporal o aglutinante cuando los tajeos adyacentes avancen paralelos al tajeo ya rellenado. El relleno· de los tajeos deben hacerse de tal forma que no quede ningún espacio vacío entre el tajeo rellenándose y el ya rellenado del piso anterior; para evitar en esta forma fallas de tensión en la loza que se podrían generar debido al ángulo de subsidencia formada por vacíos continuos en cada corte. Cuando se ha terminado de rellenarse todo un piso, la explotación se realiza en forma perpendicular al último piso teniendo el tajeo anterior, a manera de viga empotrada; como techo, de esta forma se obtiene que los soportes de puntales o postes son minimizados y en caso de fallar cualquiera de las losas, éstas son independientes entre sí de manera que el fallecimiento no podría prolongarse del ancho del tajeo anterior. La extracción del mineral, el sistema de relleno, perforación y disparo o sea las operaciones de explotación propiamente dichas son repetidas sucesivamente hasta terminar el block. 5.1.3 Preparación de tajeos Para la preparación de los cuerpos mineralizados se comienza en el mismo nivel, generalmente desde los arcos o cuadros de sostenimiento de galerías, continuando con cuadros normales de tajeo. es decir, que la altura no debe ser mayor de 2.10 m y el ancho no mayor de 1.50 m. por cuadro, la diferencia está en que el área en que se va a preparar; para esta clase de tajeos es necesario primero panelarlo. es decir, dividir el área en tajeas de 10 pies o 3 metros de ancho, 40 metros o 120 pies de largo en la figura se puede observar una serie de tajeas preparados y los contactos geológicos. del cuerpo mineralizado nótese que en las preparaciones no rebasan estos contactos, haciendo entonces una especie de explotación selectiva. también se puede observar que cada tajea tiene un número distinto y esto va aumentando a medida que se avanza al este. Como se observa es una perspectiva de los tajeos mostrándose la chimenea principal de extracción a un winche auxiliar, que seguirá cargando a medida que se va avanzando la explotación, esto quiere decir que por cada piso que se va explotando se dejan winches principales de extracción a los extremos del área si el área continua tanto al sur y al norte de los tajeos en preparación, de manera que al final de la explotación de un block queden winches de extracción que servirán como chimeneas principales de las áreas adyacentes al block ya explotado. Las preparaciones se efectúan en forma distinta a los otros sistemas ya que no necesita cama de redondos. sólo requiere dejar una cama de mineral de ± 6" de alto, luego se tienden las mallas, pero a lo largo del tajeo; si es posible se debe tender las mallas con separadores de 4" de alto, para que la mezcla cubra la malla. En zonas en que el cuerpo mineralizado es muy suave, se colocan redondos cada 6' a lo ancho de la preparación y a lo largo dejando una luz de 5' 5.1.4 Perforación y Disparo Nuevamente se debe diferenciar la forma de perforación en cada sistema ya que dependen fundamentalmente de la naturaleza de la roca y sobre todo como en el caso de pilares, las grandes fracturaciones debido a los disparos continuos hechos con anterioridad o más que todo a la función que ha desempeñado como zona de sostenimiento rígido, el cual ha sido sometido durante mucho tiempo a concentración de grandes esfuerzos. El sistema de tajeos descendentes se adopta como ya se ha dicho, a las áreas que tienen dificultades de sostenimiento a gases o recuperación de pilares en el cual e l terreno está completamente fracturado. por lo tanto, ningún trazo puede ser utilizado como modelo único, salvo como guía de perforación, ya que la perforación tiene que ser hecha en los lugares· en que se pueda perforar y no sólo eso, también en que se pueda cargar y disparar por esta razón se ha usado barrenos de 1 " en lugar de 7 / 8", cuando se perfora en pilares. La perforación y disparo en tajeos " Michi " se realizan en forma transversal al tajeo. disparándose primero la parte inferior y luego la superior o viceversa, dependiendo de la salida que se ha dejado. Dos tipos de máquinas perforadoras fueron usadas con relativo éxito. las tigres-leonas y las JR-300, barrenos de 6 ' y 8', normalmente la profundidad de perforación es de 6' en pilares y 8' en paneles. 5.1.5 SISTEMA DE EXTRACCION EN TAJEOS "MICHI" Un sistema especial es usado para la extracción de cuerpos cuyo tonelaje de explotación vanará entre las 250,000 a 300,000 toneladas. Como se puede comprender un tonelaje de esta magnitud necesita de por lo menos de una chimenea de extracción, la cual debe estar hecha en tal forma que pueda durar por lo menos 4 años, teniendo en cuenta que la velocidad de extracción varía entre 6,000 a 12,000 toneladas mensuales por cada área separada, dependiendo principalmente del número de tajeos que se ha dividido cada área. se muestra la forma como se prepara cada uno cuando se utilizan winchas. Cuando se usan máquinas autocargardoras tal como la Cavo 310 que han probado ser altamente eficientes en tajeos de esta naturaleza, las perforaciones para la extracción del mineral son mucho más simples y se efectúa de la siguiente manera: Desarrollo de una chimenea principal de extracción de nivel a nivel que puede estar localizado en el centro del área o al borde mismo del área dependiendo de números de tajeos que se van a trabajar simultáneamente; esta chimenea a la vez que sirve de extracción serviría de acceso al área principal en la que se pueden observar el primer subnivel de extracción en los tajeas, cuando se inicia la preparación, posteriormente el subnivel de extracción se hará paralelo y debajo del piso anterior llevándose como tajeos de corte y relleno descendente en recopilación de pilares esto es que la altura de los cortes está limitado hacia la altura del corte "Michi", digamos si la altura del corte en "Michi" es de 20 pies, los cortes para el subnivel de extracción tendría que ser de 1O pies continuados cada uno de manera que el piso del subnivel tenga el mismo piso que los tajeas normales "Michis", la razón de esto es que en el uso de las máquinas autocargardoras éstas puedan desplazarse tanto en recta como a cualquier ángulo, por lo tanto la extracción será directamente del frente del tajeo a la chimenea de extracción. 5.1.6 TRANSFERENCIA DE MINERAL La gran mayoría de estos métodos de tajeas usan winchas eléctricas, las que varían desde los 7 1/2 HP hasta los 40 HP. Winchas de dos tamboras (7 1/2, 10, 30, 40 HP) y tres tamboras (15 HP). Las winchas de 7 ½ HP han sido descartadas ya que la mayoría de tajeas pasan de los 100' de largo. Las winchas más eficientes son las de dos tamboras con 40 HP de potencia. Los tamaños de rastrillos varían desde los 36" hasta los 48". Al tener mayores dimensiones estas tajeas (15' x 20' x 150') las winchas no son muy eficientes, por lo cual se está usando un autocargardor de 1 m3 de capacidad. Por lo tanto, el subnivel de extracción está al mismo nivel de los tajeos en cada corte transversal. el subnivel de extracción debe ser un tajeo que se haya extraído antes que los "Michis", de tal forma de tener nuestro techo bien seguro. Estos autocargadores han probado ser eficientes hasta los 300' sobrepasando con eficiencia a las winchas casi en una proporción de 1 :5. 5.1.7 RELLENO DE LOS TAJEOS Un requisito indispensable para el buen resultado del método es el relleno usado que debe estar colocado lo más pegado a la cama de redondos del piso inmediato superior; para esto. sólo el Relleno Hidráulico o el neumático (Tipo Yauricocha) reúnen los requisitos indispensables que hacen posible la continuación del método que se describe. Sabemos que cada material tiene un ángulo de reposo determinado, lo cual el Relleno Hidráulico no escapa a esta ley, por lo tanto, un tajeo horizontal es teóricamente imposible rellenarlo sin dejar espacios vacíos. El sistema actual de relleno puede subdividirse en dos partes, la primera para relleno en recuperación de pilares y la segunda para relleno en paneles, en cualquier caso, el uso de crudo sintético es indispensable para el drenaje del agua. Algunas veces se usan enrejados de tablas de 2" x 6" x 60”, dejando una luz de 2" entre tablas, el crudo sintético se coloca encima de la tabla, por lo general a 7' más lejos de la extracción y a ambos lados del tajeo para evitar posibles escapes de la lama. El uso del crudo sintético ha sido adoptado porque es más resistente a los ácidos y a las presiones hidráulicas. 5.1.8 RECUPERACIÓN La recuperación de este método llega al 100%, porque todo el mineral se reemplaza con el relleno 5.1.9 SEGURIDAD Se puede afirmar que el método es más seguro con relación a los riesgos de accidentes que puede representar. Las condiciones inseguras se pueden controlar y eliminar, porque están a la vista. Se trabaja bajo techo seguro y piso seguro. 5.1.10 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MÉTODO Ventajas Permite la explotación de cuerpos irregulares, deleznables o inconsistentes. La recuperación del mineral es alta, llega al 100%. Poco consumo de madera, en la variedad Michi no se emplea madera, en la cama ni los puntales de seguridad. La seguridad es relativamente buena, en la variedad Michi es mejor, ya que el techo de concreto es una loza que atraviesa como una viga en toda la extensión del tajeo. Poco consumo de explosivo por la suavidad del mineral. La variedad Michi ha favorecido aumentar el ancho del tajeo por lo que se ha mecanizado este método. Se puede afirmar que este método es más seguro con relación a los riesgos de accidentes que puede representar. Las condiciones inseguras se pueden controlar y eliminar, porque están a la vista. Se trabaja con techo seguro y piso seguro. Desventajas Se necesita bastante tiempo para los trabajos de preparación (4 a 5 meses). No se puede dejar desmontes o caballos que se encuentran dentro del mineral, por lo que el tajeo se limpia totalmente para iniciar el relleno. Es costoso por el gran consumo de cemento madera y labor diaria. No se puede cambiar a otro método. Paraliza la explotación de las áreas cuando hay escasez de cemento en el mercado. El gran consumo de aire por las bombas neumáticas utilizadas en el bombeo de relleno causa problemas a la perforación. 5.1.11 Costos Reservas minables = 50mx400mx2.8TM/m3=56000TM costo de madera 32.6$/TM costos explosivos 15.6$/TM costo cemento y arena 33.01$/TM costo mano de obra 29.30$/TM costo de barrenos 5.128$/TM costo de chimeneas 0.122$/TM costo de galerías 0.132$/TM otros materiales 0.08$/TM costo total por tonelada métrica CRITERIO Recuperación máxima del mineral Seguridad del personal Costo de minado Producción total Productividad Dilución Fragmentación Condición de ventilación Protección del medio ambiente Utilización máxima de equipos Sencillez de la operación 115.97$/TM ALTERNATIVA 1 98% Buena 115.97 $/Tn 1260 Tn 60 Tn/hgda 9% >8 pulg Regular Buena 90% Fácil 5.1.12 PLANO DE LA RED DE TUBERIAS 5.2 Alternativa N°02 (Corte y relleno descendente por el método superpuesto con chimenea en el centro) 5.2.1 Planteamiento del problema Las reservas minerales de Buenaventura se encuentran en profundización, y la ubicación actual de la planta de tratamiento (producción de 2000 tms/día) distante hace que estas condiciones incrementen los costos de operación. En este caso vamos a buscar métodos que nos ayuden a optimizar los procesos, aumentar la eficiencia, la recuperación y disminuir la dilución. Por los parámetros geomecánicos evaluados in-situ del macizo rocoso, la forma, potencia y buzamiento de la Veta, que cuenta con cajas moderados a estables y mineral de calidad de baja a media, el método seleccionado es el corte y relleno descendente por el método superpuesto. 5.2.2 Descripción En esta variante los tajeos utilizan tanto en el subnivel de explotación ejes con la misma dirección u orientación del piso inmediatamente superior, hasta la terminación del bloque o hasta el nivel inferior. Consiste en romper el mineral en diferentes pisos en dos alas desde la chimenea y en sentido descendente. Después que un corte ha sido completamente extraído, se procede a rellenar el espacio dejado por la explotación, antes de empezar el nuevo corte en el piso inmediatamente inferior. Este relleno es el que va a ser el techo del nuevo tajeo. La rotura del mineral se ejecuta piso por piso, hasta terminar con el bloque, en el nivel inferior. 5.2.3 Preparación La preparación para este metodo de corte y relleno descendente consiste en la elaboración de las siguientes labores: Galerías Chuts y caminos Sub nivel La rotura del nivel superior La preparación del sill 5.2.4 Explotación La explotación se inicia luego de haber terminado la colocación de la loza, cuyo ciclo de minado comprende: la preparación del subnivel de explotación, la rotura de los paneles, la limpieza, preparación para el relleno y el relleno total del piso de explotación. 5.2.5 Método de minado optimo Posterior al análisis de datos, estructurales, geológicos, geomecanicos, zonificación, se aplico el Mining Method Studio, para fundamentar el metodo de explotación a usar la información ingresada fue la siguiente: BLOCK MINERALIZADO VALOR CARACTERISTICA Veta Y cuerpos Forma 200m Profundidad 50m x 400m Dimensiones del Block 30° Buzamiento 0.3 - 2.4 m Potencia de Veta 2m Potencia promedio 16000m3 Reservas 6.45- Oz/Tm Leyes Ag Graniadorita Roca encajonante 51(IIIA) RMR Mineral 61(II-B) RMR Cajas 2.8 Tn/m3 Densidad del Mineral 2.5 Tn/m3 Densidad de la Roca Valor del mineral(Ag) OTROS Labores de acceso Labores de preparación y desarrollo By pass • Galerias • Chimeneas Chimeneas 2 o 3 compartimientos Sostenimiento de labores Puntales de madera y jackpot Seguridad Cumplimiento del reglamento Capital disponible Sin limitación – intangible Los resultados del programa fueron corte y relleno (descendente) con un 90% de posibilidad. 5.2.6 Preparación del block Para la explotación del bloque evaluado, se requiere que este se encuentre entre dos galerías desarrolladas con una diferencia de nivel de 70 m, la longitud del bloque deberá estar en un rango de 80 m como mínimo y 100 m como máximo. Preparación de galerías laterales.- Estas galerías generalmente van sobre una de las cajas y sirven como acceso, transporte de materiales y para la instalación de tuberías de aire y agua. La sección de estas galerías es de 7’ x 8’ y van en el nivel superior e inferior, cumpliendo similares funciones tales como vías de acceso del mineral proveniente de los tajeos y drenaje del agua subterránea. 5.2.7 Preparación de galerías sobre veta Esta galería sobre veta, esta al mismo nivel de la galería lateral y va unida a esta mediante cortes transversales (cruceros); esta labor se corre sobre mineral frágil y es enmaderado en su totalidad. Dichas galerías se rellenan inmediatamente con una mezcla cemento-arena en la proporción 1:8 en peso, para así proceder el primer corte. 5.2.8 Preparación de chimeneas principales Las chimeneas principales de ventilación se construyen fuera de veta, debido a que estas labores en veta su construcción es difícil 5.2.9 Preparación de chimenea central La chimenea principal de extracción se construye en centro del tajeo, desde donde se va arrancando el mineral con 2 alas. 5.2.10 Preparación de cruceros Estos cruceros se construyen a partir de las chimeneas principales hacia la veta, siendo necesario el sostenimiento con madera en las zonas frágiles 5.2.11 Sostenimiento El sostenimiento provisional del tajeo, está constituido por la losa de demento y por los redondos de madera de eucalipto que se colocan en el piso del tajeo en forma de postes y debajo de las soleras, mientras dure la explotación del tajeo. El sostenimiento final estará constituido por la losa de concreto, las soleras, los puntales y el relleno con estéril que va sobre la losa. 5.2.12 Relleno Después de terminar la explotación del mineral en este piso se procede a preparar el relleno: 1. Tendido de soleras a 1.50 m de distancia y empotrado de caja a caja. 2. Recuperación de postes de madera, cuando la estabilidad de las cajas es buena. 3. Amarre de torones de cables de acero usado en las soleras para darle mayor estabilidad a estas. 4. Entablado en la chimenea de extracción y en el límite del tajeo. 5. Relleno de concreto arena-cemento proporcion1:8 en peso, utilizando bombas hidroneumáticas y tuberías de 4” de diámetro 6. Tiempo de fraguado de 8 horas 7. Relleno final del tajeo con desmonte 8. Tiempo mínimo para volver a arrancar el siguiente corte 5 días. 5.2.13 Perforación La perforación se realiza con máquinas perforadoras Jack legs BBC -16 W. La perforación, con secciones de 7 ´ x 8 ´ con mallas que varían de 14 a 18 taladros, dependiendo del tipo de terreno con distancias entre 2 a 3 pies y con barrenos de 5 o 6 pies de longitud. 5.2.14 Voladura Se dispara con dinamita de 45%, con fulminantes No 6 y mechas de seguridad. Los explosivos usados son los convencionales. cuando se tiene presencia de agua se usa gelatina y en general se emplea cartuchos de dinamita de 60% y cargados manualmente, fulminante Nº 6, guías de seguridad, conectores simples y cordón de encendido. 5.2.15 Limpieza y acarreo La limpieza se realiza con winches de arrastre de 2 tamboras. Esta operación se procede hasta llegar al contacto o la longitud que se ha proyectado de acuerdo al diseño de minas. 5.2.16 Seguridad Se puede afirmar que el método es más seguro con relación a los riesgos de accidentes que pueden presentar. Las condiciones inseguras se pueden controlar y eliminar, porque están a la vista. Se trabaja bajo techo seguro y piso seguro. 5.2.17 Recuperación La recuperación de este método salvo algunos problemas llega al 100%, porque todo el mineral se reemplaza con el relleno. 5.2.18 Condiciones de ventilación En este método la ventilación es de regular-buena ya que el minado este comunicado hacia las chimeneas central, laterales y hacia las labores principales haciendo que la ventilación sea buena. 5.2.19 Dilución Este método es selectivo, el material estéril seleccionados son transportados hacia las zonas ya explotadas por ello la dilución es mínima llegando 5 %. 5.2.20 Costos Costo de madera Costo de explosivos Costo cemento y arena Costo de mano de obra Costo de barreno Costo de chimeneas Costo de galerias Otros materiales Costo total por tonelada metrica CRITERIO Recuperacion maxima del mineral Seguridad del personal Costo de minado Produccion total Productividad Dilucion Fragmentacion Condiciones de ventilacion Proteccion del medio ambiente Utilizacion de equipos Sencillez de la operación 32.5 19.6 33.5 34 3.6 0.125 0.125 0.46 123.91 ALTERNATIVA 2 98%-99% Bueno 123.91 $/tn 1262Tn 60.15Tn/hgda 10% <8 pulg Regular-Buena Regular-Buena 85% Facil 6 TOMA DE DECISION 6.1 Resultado de alternativas 6.2 Criterios obligados 6.3 Criterios deseados 7 ESPECIFICACIONES DE LA ALTERNATIVA OPTIMA 7.1 Preparacion del Block ( 50m x 400m) Galeria. Chimeneas. By.pass 7.1.1 Operación A partir del subnivel base se genera la cara libre (tipo chimenea) en dirección del buzamiento con sección 2,4 m (8’) x 2,1 m (7’) para dividir el block en dos partes y a partir de éste iniciar la rotura en dirección del rumbo y con salida hacia el subnivel. • El avance será en dirección del rumbo de la veta, con taladro de 5’ a 6’. • La limpieza será con Winches de dos tamboras • Sostener con • Cuando se requiera instalar Wood Crib (anillos de madera) para sostener la caja techo, mientras dure la explotación de todo el block. • Cuando la presión de la caja techo supera la capacidad de soporte de los puntales se procederá al relleno correspondiente. • Dejar pilares laterales de 3 m de ancho por 20 m de largo, paralelo a las chimeneas. • Finalizada la explotación del block se procederá a rellenar. 7.1.2 Relleno en pasta Para restablecer el equilibrio del macizo rocoso y controlar la subsidencia, se utiliza relleno hidráulico cementado, llenándose los vacíos creados por la explotación. Este relleno tiene como materia prima una mezcla de arenas aluviales con cemento, que una vez depositado en el tajo, alcanza una resistencia a la comprensión uniaxial de 0,8 Kg/cm2. Los tajos explotados se rellenan con la planta de Relleno 100%.
