jm20111013_minado.pdf

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GEOMECANICA DEL MINADO MASIVO

Eder Salazar Dulanto Eder Salazar Dulanto David Córdova Rojas David Córdova Rojas

TAJEOS POR SUBNIVELES CON PILARES CORRIDOS

MINA MARCAPUNTA NORTE

(2)

2 2

INDICE

I. I.

ANTECEDENTES

II.

ME

METO

TODO

DO DE

DE MI

MINA

NADO

DO:

: T

TAJ

AJEO

EOS

S PO

POR

R SU

SUBN

BNIV

IVEL

ELES

ES CO

CON

N

PILARES CORRIDOS

I.

Rasgos

Rasgos Geológicos.

Geológicos.

II.

Investigaciones

Investigaciones Geomecánicas

Geomecánicas I.

I.

III.

Generalidades

Generalidades del Método

del Método de

de Minado

Minado

III.

RECUPERACION DE PI

RECUPERACION DE PILARES CON RELL

LARES CON RELLENO CEMENT

ENO CEMENTADO

ADO

I.

Investigaciones

Investigaciones Geomecánicas

Geomecánicas II.

II.

Evaluación

Evaluación Geotécnica

Geotécnica del

del Relleno.

Relleno.

III.

Recuperación

Recuperación de

de Pilares

Pilares

IV.

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ANTECEDENTES

• Sociedad Minera El Brocal S.A.A. venía explotando minerales de

cobre en su yacimiento Marcapunta Norte a un ritmo de producción de 1,000 tpd utilizando el método de minado de cámaras y pilares cuadrados, con cámaras de 9 m de ancho y pilares de 6 m de lado y de 12 m de altura.

• _{Dado los precios actuales del cobre se proyectó incrementar la}

producción a 4,000 tpd, requiriéndose para ello de un método de minado masivo, seguro y eficiente .

•_{Para cumplir con el objetivo se realizó una evaluación geomecánica,}

se definió y dimensionó el método de minado tajeos por subniveles con pilares corridos, con cámaras entre 7 y 10 m de ancho, pilares corridos entre 8 y 10 m de ancho, alturas de tajeos y pilares de 19 a 30 m y las longitudes de los mismos de 30 a 53 m.

• _{Asimismo, se realizó una evaluación geomecánica de la masa}

rocosa, a fin de definir las mejores alternativas de recuperación de los pilares corridos, definiendo también el sistema de relleno a utilizarse para la citada recuperación.

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UBICACION

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RASGOS GEOLOGICOS - INVESTIGACIONES

GEOMECANICAS I

• El yacimiento esta conformado por mantos que se encuentran

emplazados en calizas silicificadas de la Formación Calera.

• La caja techo y piso están formados por calizas con intercalaciones

de margas y limoarcillitas; subyaciendo al manto se encuentran brechas de la Formación Pocobamba (Miembro Shuco).

• Hacia el lado Este de las zonas mineralizadas se exponen rocas

dacitas porfiríticas pertenecientes al domo Volcánico Marcapunta.

• Mapeos geotécnicos de detalle de las labores mineras de la

explotación antigua.

• Registros geotécnicos de los testigos de los sondajes diamantinos. • Campaña de muestreo y ensayos in-situ y de laboratorio de

mecánica de rocas.

• Caracterización de la masa rocosa del yacimiento. Estimación de la

calidad de la masa rocosa. Elaboración de la zonificación geomecánica del área de estudio.

(6)

PLANO GEOMECANICO

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GENERALIDADES DEL METODO DE MINADO

N Galería principal transversal superior Galería principal transversal inferior Pilares corridos (tajeos

secundarios) Galerías_{perpendiculares} (cámara – tajeo primario)

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GENERALIDADES DEL METODO DE MINADO

B lock 9303 Block 9303 Parámetros de Explotación: Ancho de tajeo: 10 m Altura de Tajeo: 28 m Longitud de Tajeo: 30 – 53 m Ancho de Pilar: 10 m N° Tajos Preparados: 2 N° Tajos en Preparación: 3

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APERTURA DE LOS TAJEOS PRIMARIOS (Cámaras) con

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VERIFICACION DE LA ESTABILIDAD DE

CAMARAS Y PILARES

10

•

Block 9303

_{. Simulación del minado en la Sección 586. Los pilares}

tienen 10 metros de ancho, 30 metros de altura y cámaras de 10 metros de abertura. Los pilares tienen un factor de seguridad de 1.2 y el techo de las cámaras el factor de seguridad es 1.3.

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GRAFICO DE ESTABILIDAD DE PILARES

Verificación de la estabilidad de pilares en adición al diseño de los mismos

utilizando el criterio de “área tributaria” _{para estimar los esfuerzos}

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INVESTIGACIONES GEOMECANICAS II

12

• Para la recuperación de los pilares, en una primera fase se

realizaron investigaciones geomecánica básicas.

• En una segunda fase, se integró la información obtenida en la fase

anterior, con el fin de evaluar las condiciones de estabilidad de las excavaciones asociadas a la recuperación de los pilares y al minado en general.

• Se evaluó la disponibilidad de materiales a ser utilizados como

relleno y se llevó a cabo el muestreo.

• Se caracterizó a los materiales a ser utilizados en el relleno, en

base a ensayos de laboratorio, evaluándose la resistencia de los diferentes tipos de relleno.

• Finalmente se dan las recomendaciones sobre el sistema más

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(14)

EVALUACION GEOTECNIA DEL RELLENO

14

• Respecto al relleno para la recuperación de los pilares de

Marcapunta Norte, con cada uno de los materiales que se tienen disponibles en la mina o combinación de ellos, se han investigado diferentes posibilidades de relleno cementado.

• Para el caso de los relaves se ha evaluado el relleno hidráulico

cementado (CHF) con relaves solos y combinado con escorias y el relleno detrítico (RD). Está para ser evaluado el relleno en pasta (PF).

• Para el caso de los desmontes y materiales gravosos de la Cantera

Unish, se ha evaluado con cada uno de estos materiales y combinado con escorias su utilización como relleno cementado con agregados (CAF)

EVALUACION CHF CAF RD

Resistencia _+/- ₊

-Costos +/- - +

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ESPECIFICACIONES TECNICAS CAF

R e s i s t e n c _{i a a l c o r t e} c o h e s i ó n _{+ f r i c c i ó n} P e s o d e l b _{l o q u e} LW H * L cosW B C Resistencia al corte constante en la pared Cb(WH*) W H W.tan H*

H _{= Altura de la pared vertical del relleno expuesto}

H* = Altura promedio respecto a la superficie potencial de deslizamiento

W _{= Ancho del tajeo primario} L _{= Longitud del tajeo}

G _{= Peso unitario in-situ del relleno cementado}

Cb _{= Resistencia al corte (cohesión) del relleno cementado} F _{= Angulo de fricción del relleno cementado}

CRITERIOS PARA ESTIMAR LA RESISTENCIA COMPRESIVA

Altura del relleno expuesto (m)

Longitud del relleno expuesto (m)

30 40 50

20 450 500 536

30 563 643 703

Requerimientos de resistencia del relleno cementado (kPa)

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16

RECUPERACION DE PILARES

Vista en Planta: Block Mineralizado

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MINADO CON PILARES CORRIDOS

Crucero superior

Crucero inferior

Explotación horizontal, crucero superior e inferior. a)

Topeo del relleno al techo con equipo rammer e)

Explotación vertical, perforación con taladros para voladura controlada.

b) _{Limpieza del mineral roto, mediante scoop} eléctrico a control remoto.

c)

Relleno del tajeo con relleno cementado con d)

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18

RECUPERACION DE PILARES

Se muestra la condición inicial de los tajeos primarios (cámaras) y los pilares de mineral a ser recuperados (tajeos secundarios) tanto en vista de planta (izquierda) y sección, antes de iniciar la recuperación de los

mismos. 1)

El tajeo secundario es rellenado con relleno cementado pobre, en algunos casos previa evaluación, sin cemento. Se rellena el siguiente tajeo primario con relleno cementado.

Continuación del minado, se aperturan los cruceros superior e inferior del prime r tajeo se cundari o (prim er pilar a recup erar).

Se dispara el mineral para su posterior limpieza.

Luego de la limpieza del mineral, el tajeo queda vacío. Las paredes de relleno cementado deben permanecer estables. Posteriormente este tajeo será rellenado.

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CONCLUSIONES

• Se ha diseñado un método de minado que combina el uso del

método convencional de “cámaras y pilares corridos” con el método “tajeos por subniveles con taladros largos” para la apertura de las cámaras, lo cual permite el minado masivo de yacimientos tipo mantos de gran potencia como Marcapunta Norte.

• De acuerdo al estudio realizado es factible llevar a cabo el minado

masivo de Marcapunta Norte con las dimensiones de las cámaras y pilares corridos propuestos. Asimismo, la recuperación de los pilares mediante un sistema de relleno cementado.

• Las dimensiones propuestas están basadas en la consideración de

estable con sostenimiento del MGE, por tanto es necesario utilizar el sostenimiento de los crucero de los subniveles.

• Este método de minado está actualmente en pilotaje y se viene

observando resultados satisfactorios tanto en el control de estabilidad de las cámaras y de los pilares como en la eficiencia del minado.

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CONCLUSIONES

20

• El relleno cementado permite el control de la estabilidad local y

global de la mina y una alta recuperación del yacimiento.

• De las alternativas evaluadas, el sistema de relleno cementado con

agregados (CAF) es el que en el corto plazo podría adaptarse mejor a los requerimientos de la mina Marcapunta Norte, pudiéndose manejar adecuadamente las resistencias requeridas para la recuperación de los pilares.

• Para el largo plazo se están viendo otras alternativas de relleno