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• Jesus Saulo Hurtado Quinto

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FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS

CORTE Y RELLENO DESCENDENTE

DISEÑO Y MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA

2017

PLANEAMIENTO Y EXPLOTACIÓN DEL PROYECTO MINERO 1.1.- INTRODUCCIÓN La teoría de los métodos de explotación no satisface las diferentes características de cada yacimiento, por lo tanto la implementación requiere una habilidad para el inicio y adaptación de un método que logre la optimización económica con seguridad. 1.2.- DISEÑO DE MINA La finalidad principal del diseño de mina constituye la tendencia a conseguir un empleo más racional y económico de los principales recursos como son los humanos , financieros y los materiales, conseguir alta calidad, bajo costo de producción, rentabilidad, alto rendimiento de la maquinaria y equipos, mejores condiciones de trabajo para los obreros, costos y plazos mínimos para la construcción. Todo esto se puede lograr introduciendo en el proyecto las soluciones técnicas más eficaces y aplicando la tecnología actual, las condiciones financieras más adecuadas.

1.2.1.-ELEMENTOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO DE MINA Debemos tener presente los siguientes elementos básicos; 1. El acceso superficial hasta las bocaminas de extracción del mineral 2. Diseño de acceso subterráneo (verticales , horizontales, e inclinados) 3. Evaluación de las operaciones existentes 4. Dimensionamiento de los tajos 5. Selección de equipos 6. Diseño de transporte del mineral y de desmonte 7. Relleno convencional o hidráulico ACCESO SUPERFICIAL.- Esta referido a los accesos en superficie (de vías y/o carreteras hacia la bocaminas), para extracción de mineral y abastecimiento de materiales. DISEÑO DE ACCESOS EN SUBTERRANEO. - Forma de cómo se accesara al yacimiento en subterráneo (Piques, Rampas, Inclinados, cruceros, galerías, etc.) EVALUACIÓN DE OPERACIONES EXISTENTES.- Identifica si existen labores vecinas (yacimientos) para ver fortalezas y debilidades. DIMENSIONAMIENTO DE TAJOS.- Parámetro que permite elegir adecuadamente el método de explotación, seleccionar equipos, buscando seguridad, alta productividad y bajo costo 1.2.2.- PARÁMETROS DEL DISEÑO Con toda la información geológica, topográfica y principalmente con la información tomada de campo se ha podido diferenciar para el diseño del cuerpo mineralizado. 1.2.3.- TRANSPORTE DEL MINERAL

Como se explotará por pisos, ahí se tendrá un scoop que transportará el mineral roto al Ore pass, así esto llegará a otro nivel más bajo. Este scoop entrara por cada galería a limpiar las labores. La cantidad de mineral a transportar por guardia seria 135TM/grd. 1.2.4.- GALERÍAS DE ACCESO Considerando que el primer objetivo es desarrollar para confirmar el mineral cubicado y así poder explotar el mineral para su tratamiento, con una producción de 270 TMD, se ha seleccionado locomotoras Clayton, carros mineros U35 y 1 scoop de 1.2 yd3, con los que se transportara mineral y desmonte alternadamente, por lo tanto la sección de la galería deberá ser la más pequeña posible, para no romper mucho estéril; se debe considerar la instalación en el piso de la línea decauville, a un lado el pase de peatones y al otro lado la cuneta, en los hastiales se debe instalar tuberías de agua, de aire y a futuro cable eléctrico. Esta galería debe tener una pendiente de 1% para evacuar el agua de perforación y la posible presencia de aguas subterráneas que se encuentre durante el laboreo. 1.2.5.- PARÁMETROS DE LAS GALERÍAS Las galería de acceso a las operaciones suman en total 70 metros de longitud, con una sección de 3.0 m x 3.0 m, cumpliendo así los parámetros mínimos de estándares seguridad, de tal forma que permita el paso de los equipos y el personal en general. Siendo estos los parámetros: Altura de galería (h) : 3.0 m Ancho de galería (a) : 3.0 m En los hastiales derecho e izquierdo se deben colocar alcayatas cada 5 m. para la instalación de las tuberías de agua y aire, manga de ventilación, cable eléctrico y luminaria, de acuerdo al estándar de CENTURY MINING PERU SAC. 1.2.6.- LABORES DE SEGURIDAD Y VENTILACIÓN Las labores de seguridad y ventilación durante la ejecución del laboreo minero son las siguientes: Ventanas o refugios de seguridad cada 50 metros en las galerías principales y se utilizara cimbras para sostener las labores de acceso y de ventilación cada 180 metros, tres de estas chimeneas deberá llegar a superficie, para mejorar el flujo de ventilación. 1.2.7. DETERMINACIÓN DE LOS LIMITES POR SECTORES Y POR TAJO En la estructura mineralizada del block, con 70m. de longitud de exploración, se han programado realizar rampa equidistantes una a otra. con lo que se determinara el block de 70 m de longitud x 15 m. de altura y 50 m de potencia, armándose una tolva de extracción del mineral en la parte central de cada block formándose tajos independientes de doble ala (30 m). 1.3.- MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN

El cuerpo de mineral de alta ley y calidad de mineral es mala; es decir para que una explotación sea rentable se requiere explotar mediante el método corte y relleno descendente mecanizado considerando un ancho mínimo de minado de 5 m como máximo. El tipo de roca encajonante es de calidad mala y la zona del mineral es de dureza mala a muy mala. 1.3.1.- ELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN Si consideramos y tomamos las dimensiones del cuerpo 70x50 variables trabajaremos haciendo pisos, pero estos a la vez con sus alas y galerías nos limita a no poder almacenar carga sin diluir descartándose los métodos de almacenamiento provisional y finalmente como la realidad de cada yacimiento es diferente es que no nos encasillamos en un método clásico convencional, por lo que se ha determinado aplicar el método de explotación CORTE Y RELLENO DESCENDENTE con variante a MICHI. 1.3.2.- CONSIDERACIONES TÉCNICAS EN EL DISEÑO DEL TAJEO Para hacer un buen diseño de nuestros tajos es que debemos tener presente las siguientes consideraciones técnicas: o Se trata de un cuerpo mineralizado. o Dimensiones del block es 70x50x15 1.3.3. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN, CORTE Y RELLENO DESCENDENTE (UNDER CUT AND FILL)

1.3.3.1. DESCRIPCION Es un método de explotación el minado se realiza de arriba hacia debajo de los diferentes horizontes o pisos del mineral, aplicando el relleno hidráulico cementado. Es una secuencia del avance tecnológico de los sistemas de corte y relleno descendente, que tuvo origen en Canadá. 1.3.3.2. APLICACIÓN DEL METODO  Se aplica en cuerpos mineralizados de gran potencia, cuando el sistema de limpieza y relleno son mecanizados.  Se puede trabajar en cuerpos irregulares.  Se aplica en la recuperación de pilares dejados por el método de corte y relleno ascendente.  Se trabaja en zonas de material poco consistente especialmente en cuerpos constituidos de roca mineral y de caja frágil (4B-5A)  Presenta mejor seguridad y condiciones para el personal.

 Underhand cut and fill: El mineral se encuentra por debajo de la zona rellena. Típicamente se utiliza relleno de cemento o hidráulico.  Este método comienza en el techo del descendentemente hasta el nivel de transporte

depósito

y

trabaja

 La dilución es baja menor al 2%  La recuperación es alta mayor a 90%  El costo es alto 60-180 $/t  Se utiliza en yacimiento de alta ley 1.3.3.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL METODO CUT AND FILL VENTAJAS: _ La recuperación al 100%. _Es altamente selectivo, lo que significa que se pueden trabajar secciones de alta ley y dejar aquellas zonas de baja ley sin explotar. _ Es un método seguro. _ Puede alcanzar un alto grado de mecanización _Se adecua a yacimientos con propiedades físicos-mecánicas incompetentes. DESVENTAJAS: _Costo de explotación elevado. _ Bajo rendimiento por la paralización de la producción como consecuencia del relleno. _ Consumo elevado de materiales de fortificación

1.3.3.4. DESARROLLO Y PREPARACION -Galerías de transporte y servicio. -chimeneas de extracción. -Rampas. 1.3.3.5. EXPLOTACION -Subnivel de ataque.

-Tajeos -Perforación y voladura 1.3.3.6. VARIANTES DEL METODO En el método de corte y relleno descendente se han empleado tres variantes: a) Método de pilares En este sistema el minado es dejando pilares con dimensiones apropiadas según el plan en forma alternada y descendente, la columnas de mineral son recuperadas después de haberse trabajado varios tajeos. También el sistema se usa en la recuperación de pilares dejados por el sistema de corte y relleno ascendente. b) Método de paneles Es una variante y mejora del sistema anterior, consiste en hacer los nuevos tajeos en el medio de dos anteriores previamente explotados y rellenados. La ventaja de este sistema es que no se emplean los redondos que son sostenidos por las mismas paredes de los tajeos, los cuales son explotados en forma alternada. c) Método Michi Como una variante de los sistemas anteriores y con el propósito de hacer los más competitivos fue cread en sistema Michi que consiste en hacer corte transversales a los cortes superiores de manera que cada tajeo superior rellenado actúa como puente independientemente 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, pudiéndose llevar la operación de nivel a nivel.

1.3.3.7. RELLENO HIDRAULICO El relleno hidráulico (R/H) en muchas minas del mundo constituye una solución atractiva a los problemas ocasionados en relleno en la minería subterránea, pues sus ventajas técnico-económicas permiten mejorar la productividad de las minas. El diseño del sistema R/H sin estudio experimental previo, podría generar más adelante problemas que ocasionaran pérdidas económicas en la empresa. El material experimental está orientado a evaluar el material del relave, desde el punto de vista de su calidad y comportamiento para ser utilizado como R/H. Del mismo modo es sometido a prueba a fin de apreciar su comportamiento durante el transporte por tuberías de planta a mina.

5.1. PLANEAMIENTO MINERO Con las dimensiones del block disponibles se plantea elaborar un planeamiento minero a 2 años, tomando en cuenta los siguientes aspectos; programa de avance lineal: Exploración, desarrollo y preparación; programa de producción: Por zonas/vetas y resumen de leyes. De esta manera lo que se busca es usar la capacidad total de la planta CIL con mineral propio, proveniente de mina Jessica. Se cuenta con una inversión inicial de 3 millones de dólares, por ello se desarrollara agresivamente los avances durante el primer año, dejando preparados los tajos. Finalmente se tiene el resumen de leyes de manera mensual y anual, consiguiendo tener una idea aproximada sobre los ingresos que se obtendrán como consecuencia de la venta del mineral. 5.2.- PARÁMETROS TÉCNICOS PARA PRODUCCIÓN DEL BLOCK: 5.2.1.- VIDA DEL BLOCK: Con las dimensiones disponibles para esta primera etapa podemos calcular la vida del block y es como sigue: Dimensiones=70x50x15m 5.2.2.- PRODUCCIÓN POR PISO: Producción piso = Long x potencia x altura de corte x densidad = 70m x 50m x 3m x 3 tms/m3 = 31500 TMS Producción tajo = Long de tajo x potencia x altura de corte x densidad = 3m x 5m x 3m x 3 tms/m3 = 135 TMS Producción block = Long de tajo x potencia x altura de corte x densidad = 70m x 50m x 15m x 3 tms/m3 = 157500 TMS Vida = Prod. Block/ Prod.tajox2guardias = 157500/135 = 584 días

PROCESO DE DISEÑO

I.- FORMULACION DEL PROBLEMA:

Explotación óptima del block

Block de mineral In-situ P.P.A.

ENCONTRAR LA ALTERNATIVA ÓPTIMA PARA MINAR EL BLOCK P.P.A.

II.-ANALISIS DEL PROBLEMA

VARIABLES DE ENTRADA

LIMITACIONES DE ENTRADA

VARIABLES DE SALIDA

LIMITACIONES DE SALIDA

TALENTO HUMANO:  Operador de jumbo  Ayudante del operador de jumbo  Operador de Scoop  Operador de relleno  Bodeguero EQUIPO:  Jumbo  Scoop  Maq. relleno MATERIA PRIMA:  Cuerpo irregular  RMR mineral  RMR desmonte  RQD  Radio hidraul.  Ley mineral  Densidad de mineral  Densidad caja  Valor mineral OTROS:  Relleno  Dimensión del Block  Productividad de tajeo CRITERIOS

>2 años de experiencia >1 años de experiencia >2 años de experiencia >3 años de experiencia >1 año

-Productividad -Dilución -Recuperación -Mineral/disparo -Costos Dir.+Indir. -Días trabajo/mes -Guardias trabajo -Seguridad

>85%eficiencia >85%eficiencia >85%eficiencia

30-40% 35% 35% >10% 3.0 ton/m3 2.8 ton/m3 200$/ton Hidráulico 70x15x50 3x3x5x3= 135t/disp

CRITERIOS Seguridad Recuperación Beneficio/Costo Producción (TMS/Disparo) Productividad Dilución Aprovechamiento de equipos Ventilación

PESO 10 10 10 9 9 9 8 8

135t/disp