Capitulo IV Resultados
SFR 10 SFR 10
Según la figura 13 la roca de encuentra en el color amarillo.
Zonificación de la masa rocosa
El cuerpo en el nivel 1915 en referencia existe pirita con 20 fracturas y un valor de RMR igual a 17, por lo que se recomendó utilizar sostenimiento a base de redondos cada 5 pies.
Figura 13. Tipos de roca
Diseño del sostenimiento
Para el sostenimiento de madera se utilizó redondos de madera que se compone de sombrero 12 pulgadas de lado y 6 pies de largo y postes de 10 pulgadas de diámetro y 8 pies de altura, la forma de estructura es trapecial.
Fórmula de coeficiente dureza: f = tan φ + c/RCS.
Tabla 3. Coeficiente de dureza y ángulo de fricción
Formaciones rocosas f φ
Granito duro, arenisca dura. 15 86° 11'
Grava Esquisto quebrado, conglomerado blanco, antracita, lutita
dura. 1.5 56° 19'
Lutita dura, carbón. 1 45°
Arcilla arenosa ligera. 0.8 38° 40'
Limo, otro tipo de tierra. 0.3 16° 42'
El diagrama de cargas sobre la roca establecemos en la siguiente figura.
Figura 14. Cargas de compresión creadas por el macizo rocoso
Se tiene tensiones horizontales como verticales que afecta a la roca Tabla 4. Datos carga (Q) en el domo parabólico sobre el sombrero
𝑄 = 1 3𝛾𝐵2
𝑓 𝐿 Datos
Resistencia roca ---- 8
Peso específico roca kg/m3 3175
Ángulo de fricción interno ° ° 83
Distancia entre cuadros L m 1.5
Ancho de la excavación B m 2.4
Resistencia a la flexión (madera) f kg/cm2 105 Resistencia a la compresión (madera) c kg/cm2 110
Cambiando valores y resolviendo la ecuación:
Q = 1 143
Momento flector (Mf máx.) sobre el sombrero.
𝑀𝑓𝑚á𝑥 5 32𝑄𝐵
Cambiando valores y resolviendo la ecuación:
Mf máx = 428.625 KNm
Calculo de W de acuerdo con la forma del elemento Para maderas redondas:
𝑊 = 𝜋𝑑3 32
Para maderas cuadradas:
𝑊 = 𝑒3 6
Para maderas rectangulares:
𝑊 = 𝑐𝑒2 6
Donde:
c = ancho de la madera d = diámetro del redondo e = espesor de la madera Área óptima “W” del sombrero.
Realizando los cambios numéricos en la formula anterior de redondos, se tiene:
W = 408.21 cm2 d = 16.08 cm
Cálculo de compresión axial del poste.
Para postes:
𝜎 = 𝑃 𝐹𝜑≤ 𝜎𝑐
𝑃 = 𝑄
2 𝑆𝑒𝑛 ∝
Realizando los cambios numéricos en la formula anterior de redondos, se tiene:
P = 573.80 kg
𝜎 = 3.4 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 ≤ 𝜎𝑐
Importancia del revestimiento.
En forma de encamado amortiguado para repartir uniformemente la presión del terreno sobre el sombrero y el poste.
Figura 15. Diseño de un cuadro de madera Vida útil de los cuadros.
Fluctúa entre uno y tres años de duración y todavía en buenas condiciones.
Tiene una desventaja representado por el costo; pero la ventaja es la adaptabilidad.
Modelamiento geomecánico
En esta etapa del trabajo se evaluarán, desde el punto de vista de los esfuerzos inducidos alrededor de las excavaciones proyectadas, el comportamiento mecánico esperado de las mismas.
Esencialmente, la metodología adoptada consistió en utilizar el método numérico de elementos finitos a fin de determinar los campos de esfuerzos y desplazamientos esperados alrededor de las excavaciones,
y además evaluar la interacción entre labores adyacentes. Para esta etapa se utilizó el Software Phases (Rock Engineering Group).
Cálculo de la resistencia del macizo rocoso.
Resistencia de la roca intacta.
De acuerdo a los ensayos del laboratorio el resultado para mineral, roca y relleno fueron:
Cálculo de la resistencia del macizo rocoso según el criterio de Hoek-Brown.
Tabla 5. Datos de mineral y relleno según Hoek-Brown
Datos Roca Mineral Relleno
Resistencia a la compresión Uniaxial
84 Mpa 81 Mpa 5 Mpa Índice de Resistencia Geológica
GSI
45 43 13
Constante mi para roca intacta 28 27 8 Factor de perturbación D 0.65 0.65 0.65
Con el software RocLab se obtuvo el siguiente gráfico de esfuerzos para los tres componentes.
Figura 16. Gráfico esfuerzos roca
Figura 17. Gráfico esfuerzos mineral
Figura 18. Gráfico de esfuerzos relleno Esfuerzo del estado gravitacional.
Esfuerzo vertical 𝜎𝑉 = 𝛾𝑍
Donde:
γ = densidad de la roca
Z = profundidad Entonces:
𝜎𝑉 = 12.34 𝑀𝑃𝑎 Esfuerzo horizontal:
𝜎ℎ = 𝜎𝑣𝐾
Siendo K = 0.40 + (650/Z) = 1.98 Entonces: 𝜎ℎ = 24.65 𝑀𝑃𝑎
Esfuerzo inducidos
En las siguientes tablas mostramos los datos ingresados al modelo.
Tabla 6. Datos de las cajas Esfuerzos insitu
Profundidad (m) 350
Esfuerzo vertical (MPa) 12.45
Esfuerzo horizontal (MPa) 24.65
Constante K 1.98
Parámetros elásticos de la Roca
Módulo de Young (MPa) 1012.33
Coeficiente de Poisson 0.24
Tipo elástico Isotrópico
Parámetros de Resistencia de la Roca
Criterio de falla Hoek-Brown
Resistencia a la compresión uniaxial (Mpa)
84
Parámetro Mb 1.525
Parámetro s 0.0004
Parámetro a 0.508
Tabla 7. Datos de mineral Esfuerzos insitu
Profundidad (m) 350
Esfuerzo vertical (MPa) 13.89
Esfuerzo horizontal (MPa) 27.51
Constante K 1.98
Parámetros elásticos de la Roca
Módulo de Young (MPa) 4274.14
Coeficiente de Poisson 0.27
Tipo elástico Isotrópico
Parámetros de Resistencia de la Roca
Criterio de falla Hoek-Brown
Resistencia a la compresión uniaxial (Mpa)
80
Parámetro Mb 1.498
Parámetro s 0.0004
Parámetro a 0.509
Tabla 8. Datos de relleno Esfuerzos insitu
Profundidad (m) 350
Esfuerzo vertical (MPa) 0.3123
Esfuerzo horizontal (MPa) 0.6183
Constante K 1.98
Parámetros elásticos de la Roca
Módulo de Young (MPa) 151.47
Coeficiente de Poisson 0.32
Tipo elástico Isotrópico
Parámetros de Resistencia de la Roca
Criterio de falla Hoek-Brown
Resistencia a la compresión uniaxial (Mpa) 4
Parámetro Mb 0.067
Parámetro s 0.00000379
Parámetro a 0.575
Análisis del método de minado mediante el software Phases.
Se muestra las simulaciones con el programa Phases.
Figura 19. Factor de seguridad después de la extracción del primer panel modelo elástico sin sostenimiento
Figura 20. Máximo desplazamiento en un modelo elástico con sostenimiento
Figura 21. Vectores de desplazamiento
Tabla 9. Dilución por método de explotación b) Demostración de la hipótesis específica 2
La hipótesis indica: 39 457 $/t es el valor del mineral, 218.24 $/t es el costo de producción de los puentes recuperados que incrementa la producción a 27.9936 toneladas métricas.
Mineral en los puentes
En la siguiente tabla especificamos los criterios, en el puente estimamos una cantidad por recuperar de 27.9936 TM, que se acumula de tres zonas.
Tabla 10. Parámetros de producción
Rubro Magnitud
Ley 53.07 g/t o 1.872 oz/t Mineral por recuperar 27.9936 t
Oro refinado 96,5%
Precio del oro 1 786 $/oz
Precio a noviembre 2021
Tabla 11. Mineral por recuperar
Zona Tonelaje Ley Au (g/t)
Zona Uno 8.748 52.34
Zona Dos 10.498 54.89
Zona Tres 8.748 51.98
Total 27.994 53.07
Valor recuperable del mineral (VR) en el puente mineralizado Datos
Tonelaje : 27.9936 t Recuperación : 90%
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑏𝑙𝑒 (𝑉𝑅) = 𝑙𝑒𝑦 ∗ 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 ∗ 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑜 ∗ 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛
𝑉𝑅 = 1.872𝑜𝑧
𝑡 ∗ 27.9936 𝑡 ∗ 1786 $
𝑜𝑧∗ 90%
VR = 84 234.22 dólares
Debido a la tendencia alcista del precio del oro la hipótesis planteada se rechaza, aceptando el valor actualizado de 84 234.22 dólares.
Valor del mineral por kilogramo (kg) sin deducciones
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜 = 1786
$𝑜𝑧
∗
1 𝑜𝑧31.1 𝑔
∗
1000 𝑔𝑘𝑔 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 sin 𝑑𝑒𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 : 57 427 $/𝑘𝑔
Deducciones
Maquila : 2.57 US $/kg Flete y seguro : 2.25 US $/kg Gasto de embarque: 0.32 US $/kg Total deducciones : 6.14 US$/kg
Valor del mineral por kilogramo (kg) con deducciones 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 con 𝑑𝑒𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 : (57 427 − 6.14 )$/𝑘𝑔
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 con 𝑑𝑒𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 : (57 420.86 $/𝑘𝑔
Costo de producción unitario
Para el caso de la explotación del puente mineralizado se hizo el cálculo de los siguientes costos:
Tabla 12. Costo unitario
Rubros US $/t
Preparación y explotación 49.42
Administración mina 42.17
Transporte de mineral 19.36
Operación de mantenimiento de equipos 9.42
Costo de planta 25.97
Depreciación 2.50
Total costo de operación 148.84
Costo de comercialización 6.40
Regalías 1% 2.91
Subtotal costos 158.15
Participación de trabajadores (8%) 12.65
Impuesto a la renta (30%) 47.44
Costo Final 218.24
Costo de sostenimiento
Se requiere sostenimiento de 3 cuadros de madera en la explotación del puente mineralizado
329.82 US $/cuadro * 3 cuadros = 989.46 dólares
Utilidad obtenida
Tabla 13. Utilidad total
Detalle $
Total ingreso según VR 84 234.22
Costo de producción (218.24) (27.9936) 6 109.32
Costo de sostenimiento 989.46
Total de utilidad 77 135.44
El incremento de la producción producto de la explotación del puente mineralizado da un valor de 77 135 dólares de utilidad.
El trabajo de investigación abarca una explotación aurífera del puente mineralizado con un método de explotación de corte y relleno ascendente, el cual también es aplicado a nivel de toda la mina, cambiar por otro no resulta práctico.
Los resultados geomecánicos corrobora para seguir aplicando dicho método, el cambio implicaría nuevo costo equipamiento e infraestructura, que para las 27 toneladas métricas no es práctico.
Los valores de RMR igual a 55 da un valor regular que requiere sostenimiento, también algo convergente con el comportamiento de la roca en el resto de la mina, al igual los valores de esfuerzo tanto vertical como horizontal, igual modo va el esfuerzo de la madera estructurado en el cuadro de sostenimiento.
El valor del mineral aurífero resulta alto por el precio actual del oro, que resulta atractivo el explotar el puente mineralizado porque va dar utilidades muy expectantes en favor de la empresa, habría que reajustar el costo ya que en una mina de oro en explotación los costos ascienden a 900 dólares por onza, mientras el precio bordea los 1768 dólares la onza troy, en esta mina dedbe suceder algo similar.
CONCLUSIONES
1. La investigación desarrollada en la mina Parcoy del Consorcio Minero Horizonte pone en conocimiento que existe puente mineralizado con 27.6639 toneladas métricas para su explotación, el cual denominamos recuperación para extraer, y es un incremento de la producción para la mina; cuya ley de cabeza es de 1.87 onzas troy por tonelada, dicha estructura se explotó con corte y relleno ascendente.
2. Los estudios geomecánicos realizados en la zona mineralizada (puentes en recuperación) de acuerdo con el sistema de evaluación RMR se deduce que el macizo rocoso se clasifica en macizos regulares – A, regulares – B y muy débiles (rellenos) en diversos dominios estructurales da un valor de 55, el momento flector de la madera es igual 428 kNm y la resistencia a la compresión de la roca, mineral y relleno es de 84; 81; 5 MPa respectivamente.
3. El valor del mineral de oro en el puente mineralizado llega a 84 234.22 $/t dólares, el costo es de 218.24 $/t, los cuales da una utilidad de 77 135.44 dólares.
Recomendaciones
1. Continuar con la posibilidad de seguir explotando otros puentes mineralizados previo estudio geomecánico.
2. Actualizar los costos de producción de la mina considerando el incremento en costos por bioseguridad.
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