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• Yefri Rubio

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SOSTENIMIENTO CON RELLENO Hoy en día el rellenos de los tajaos explotados como soporte y por seguridad, se ha convertido en necesidad para la minería y su utilización está ampliamente difundida. Los métodos de explotación deferentes al corte relleno ascendente y descendente que inherentemente utiliza relleno, como el subleve shopping, blasthole shopping, VCR, shrinkage, square-set, en su mayoría necesitan ser rellenados después de completarse su minado para que no afecte a las otras aéreas de trabajo, y evitar el hundimiento u otros efectos tectónicos, además a medida que se profundiza la explotación, las presiones son mayores, por lo que el mejor modo de soportar el cierre de las cajas es el de un soporte masivo que solo lo da el relleno.

El relleno reemplaza la perdida de soporte causado por la remoción del mineral, el relleno da un soporte masivo que es mejor que los tipos unitarios de soporte que no son tan efectivos, sin embargo el uso del relleno no elimina las medidas de control del techo, permanentemente o temporales tales como los pernos de anclaje

y

mallas

de

alambre.

El relleno debe tener buena rigidez en relación al cierre de las cajas, la rigidez del relleno depende de la densidad del bulk y el radio de vacío y compresibilidad. La rigidez se vuelve infinito con forme el radio de vacío alcanza acero la buena gradación del tamaño de las partículas contribuye al alto grado de rigidez, implicando también que el relleno debe ser resistente a la crepitación debido a la alta carga estática.

CLASES DE RELLENO

RELLENO CONVENIONAL O DETRITICO

Es cuando el material de relleno está constituido por roca estéril, procedente de diferentes labores en estéril realizados en el interior mina y de no abastecer las necesidades de la operación, se trae material de superficie y por la chimenea de Relleno se transporta al interior de del tajo.

Características:

Es netamente ascendente. Su preparación requiere veces el uso de taladros y explosivos, aunque puede ser con la ayuda de rastrillos, palas mecánicas, tractores,

entre

otros.

Su transporte requiere wastepass, carros mineros, palas, tolvas, equipos de bajo perfil,

entre

otros.

En la labor a rellenar se requiere de rastrillo/winche, palas manuales, etc. Para extender la carga y empaquetar convenientemente las cajas y evitar los espacios vacíos, muy comunes en este tipo de rellenado, que permite los movimientos de las cajas col so siguientes riesgos de derrumbes.

Características que debe reunir el material para relleno detrítico: 

No debe adherirse a los dispositivos de transporte (control del grado de humedad).



La producción de polvo no debe afectar al ambiente de trabajo (control de humedad).



Su granulometría debe ser tal que no permita los espacios o poros entre los trozos y facilite el “empaquetado” de las cajas.



Debe tener un peso específico tal que permita la compresión del material por su propio peso.

 Obtención del relleno detrítico

En interior mina: 

De las cajas (Hueco de perro).



De tajos antiguos rellenados.



De labores que se apertura en material pobre o estéril.

En Superficie: 

Tajo abierto expreso para obtención de este material.



Escombros de Tajo abierto.



Material detrítico de faldas de cerros.



Gloryhole (hacia mina por chimenea de relleno).

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

VENTAJAS 

El material detrítico se obtiene gratuitamente de las labores de desarrollo o preparación.



es barato puesto solo se incurre en gastos por transporte y mantenimiento de maquinas



No se requiere de agua ni de otros aditivos para su preparación



Después del rellenado las operaciones se restablece normalmente ya que el

relleno

no

requiere

de

secado

DESVENTAJAS



No presenta la rigidez ni compactación necesaria de sus componentes por ende es más inseguro



La ventilación no es adecuada generando un ambiente con abundante polvo.



Requiere el esparcimiento del material ya sea manual o mecánicamente pues este no se acomoda ni busca su nivel.

1) RELLENO HIDRAULICO

Se define como relleno hidráulico al material que es transportado en forma de pulpa por tuberías1. En su mayoría el material es el relave de planta concentradora, pero también se utiliza arenas glaciares y otros materiales granulares que se encuentra en la naturaleza.

El relleno hidráulico tiene las siguientes aplicaciones: 

Proveer una plataforma de trabajo.



Evitar el movimiento y caída de las rocas.



Facilitar la recuperación de pilares.



Evitar o minimizar la subsidencia.



Estabilizar el macizo rocoso en las minas, reduciendo la posibilidad de estallidos de roca.



Controlar y prevenir incendios en las minas. •



Minimizar la deposición de relaves o material rocoso en superficie ayudado al control ambiental.

Requisitos del relleno hidráulico: 

El cemento se usa e proporciones 1:6 a 1:32, el agua en cantidades de 200lt/ton de relleno.



El material solido no debe reaccionar en ninguna forma con el agua.



El tamaño de las partículas debe ser tal que se puede transportar en tuberías; a mayor tamaño el desgaste de las tuberías aumenta, pero tampoco deben contener partículas finísimas (lama) considerando la velocidad de percolación o índice de permeabilidad. Se utiliza el relave desechado por la planta concentradora para ciclonear, a fin de pasar las arenillas del relave (superiores a la malla 200).

Efecto del Agua en el Relleno Hidráulico

El agua puede presentarse en el relleno hidráulico en dos formas: 

En forma de partículas alrededor de los granos.



Ocupando parte o todos los vacíos entre los granos del material. Si los vacíos están completamente llenos con agua, el relleno está saturado y la mezcla se dice que es continua, si los vacíos están parcialmente llenos, la mezcla es discontinua formando cuñas de agua entre los granos adyacentes y películas de mezcla alrededor de ellas y probablemente desarrollen superficies capilares. Estas superficies pueden ser engañosas ya que las tensiones capilares tienden a consolidar la superficie del relleno, haciendo que el relleno parezca más firme de lo que es en profundidad.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

VENTAJAS: 

Cuando se utiliza relave de una planta concentradora el costo de la obtención del material es cero, ya que la planta cubre los costos de reducción



de

tamaño

del

material.

Cuando se utiliza el material detrítico producto de las labores de preparación y desarrollo se contribuye a maximizar la vida útil de las desmontaras y asimismo se minimiza el impacto ambiental.



El transporte en tuberías es mucho más económico, eficiente y rápido que con otro tipo de transporte.



Al depositarse el relleno en el tajo en forma de pulpa tiende a buscar su nivel en forma natural, eliminando así la necesidad de utilizar recursos adicionales para esparcirlo manual o mecánicamente.



El relleno hidráulico por la granulometría del material que es de ácil control permite una alta resistencia al movimiento de las cajas.



El relleno hidráulico permite aumentar la eficiencia y productividad en los tajos debido a la disminución del consumo de madera y a la reducción del costo de minado por la versatilidad que brinda.

DESVENTAJAS 

El sistema de relleno hidráulico requiere una alta inversión de capital, para lo cual es necesario tener un sustento financiero de aplicabilidad.



La introducción de agua en el relleno a la mina es un problema si el drenaje se realiza por bombeo.



Cuando se utiliza material con contenidos altos de pirita o pirrotina, al oxidarse estos sulfuros se produce una reacción exotérmica lo cual eleva la temperatura y produce anhídrido sulfuroso.



En el agua de drenaje del relleno siempre arrastra cierta cantidad de finos los cuales se depositan en los niveles inferiores de las labores rellenadas.

2) RELLENO EN PASTA

El Relleno en Pasta, es una técnica que permite restablecer la estabilidad del macizo rocoso, llenando los tajos vacíos para permitir la recuperación de pilares y continuar

con

la

explotación

de

mineral

en

niveles

inferiores.

Este tipo de Relleno, utiliza los relaves totales de la Planta concentradora como componente

principal.

La preparación de la Pasta, empieza por un proceso de separación sólido - líquido de la pulpa de relave, añadiendo cemento y escoria metalúrgica molida como aditivos. El Relleno en Pasta tiene características de Resistencia a la Compresión, que pueden obtenerse con la aplicación de un adecuado diseño de mezcla de relaves filtrados,

cemento,

escoria

y

agua.

Las principales características del relleno en pasta son: 

La fluidez del material.



La densidad de la pasta.



La bombeabilidad.



La resistencia (Rc).

Componentes: 

Cemento: en los casos en que la mezcla en pasta vaya a estar expuesta a la acción de suelos o aguas subterráneas con alta concentración de sulfatos, debe emplearse cemento resistente a los sulfatos (Pórtland II o V).



Agua: El agua se incorpora en proporción que dé 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%), óxidos de hierro (o.506%) y arcillas (2.321%).



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 el proceso, el espesador de la Planta de Relleno que contiene el relave en un 35% de sólidos, al adicionarle el Floculante, separa el mayor contenido de agua en la parte superior del espesador y los sólidos se van depositando en la parte inferior llegando a un contenido del 78% al 80% de sólidos para que puedan ser usados.

3) RELLENO HIDRONEUMATICO

Es similar al relleno hidráulico convencional con la diferencia que la pulpa es transportada enviado a los tajeos con aire comprimido (energía neumática) El relleno hidroneumático consiste en enviar material chancado puede mezclarse con cemento y agua lo k es preparada en mescladoras para este fin la carga pasa por una tubería con diámetro apropiado la misma que data a una bomba neumática para enviar a los tajeos con alta presión de aire y rellenar los espacios vacios

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, galerías 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 requieren mucho espacio y que son estables, siendo menos flexibles.



El costo de operación es alto, por la preparación expresa del material de relleno.



El desgaste de los tubos y sus accesorios es mayor.



Tiene limitaciones para rellenar labores que se encuentran en niveles superiores a la tubería base.

Componentes del Relleno Neumático: 

Material Fragmentado Arena con alto contenido de Cao y bajo Si2O, con peso específico de 2.6 a 2.8 y una densidad de 1.94TM/m3. No debe contener arcillas.



Cemento Portland ASTM-1 con peso específico de 1.4 en proporción cemento: material fragmentado de 1:10 para losa y 1:40 para resto de rellenado



Agua En un 20% en Volumen. La proporción solidos:agua es de 80:20.



Aire Comprimido De 50 a 170m3 den aire por metro cubico de relleno colocado, con presión de 50 a 75 psi.

INTRODUCCION

El relleno de los tajos tiene la función de recuperar la estabilidad perdida del macizo rocoso, como producto de la extracción del mineral valioso. De tal manera se mantiene una estabilidad adecuada que permita continuar con la explotación. En el presente trabajo se describirá los principales tipos de rellenados de tajos así como los componentes que conforman dicho relleno. La elección del tipo de relleno se ve orientada a la utilización de los materiales que salen de mina provenientes de zonas de acceso (desmonte) y al aprovechamiento de los relaves, producto de los procesos metalúrgicos, disminuyendo de esta manera el impacto ambiental generado, así como dar velocidad al ciclo de minado, minimizar los accidentes por exposición en zonas de aberturas y estallido de rocas, reducir costos en la explotación buscando un adecuado sistema de relleno.

CONCLUCIONES:



Al obtenerse una producción limpia, sin derramar los relaves y desechos industriales en los espacios geográficos, el impacto ambiental producido por la industria minera será ínfimo; consecuentemente, la remediación y sus costos serán ínfimos.



Sólo con el desarrollo de la ingeniería de minas se podrá resolver los problemas

de

extracción

minera,

conjugando

los

objetivos

de

productividad, seguridad, preservación ambiental y bienestar social, a fin de lograr la adecuada rentabilidad del proyecto, para la satisfacción de los inversionistas. Sólo el diseño creativo de mina, que guarde armonía con los adelantos en la fabricación de equipo e insumos y el planeamiento de minado que involucre a la óptima ventilación, drenaje, alumbrado y relleno de áreas abiertas inhábiles, dará acceso a la obtención de los objetivos deseados 

El principal beneficio del relleno en pasta es que este tipo de relleno no tiene 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 estabilidad del macizo rocoso adecuada para continuar con la profundización.



En el caso de relleno en pasta e hidráulico, al depositarse el relleno en el tajo en forma de pulpa tiende a buscar su nivel en forma natural, eliminando

así

la

necesidad

de

esparcirlo

de

forma

manual

omecánicamente aumentando la velocidad de operación de rellenado.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS



Optimización Del Relleno Cementado En El Método Corte Y Relleno Descendente,

Ing.

Pedro

Carrión

Merino

Jefe

De

Guardia

Mina

Andaychagua. 

Informé de Universidad Nacional Alcides Carion,Sistema de relleno hidráulico, Compañía minera VolcanS.A.A. Unidad Cerro de Pasco.



Aplicación de relleno hidráulico en la Mina Jimena de Compañía Minera Poderosa S.A. AUTOR,Ing. Lázaro Wilder Huamán Montes



Relleno en Pasta, Compañía Minera Ares S.A.C. AutoresIng. Eduardo Malpartida Rojas.Superintendente de MinaIng. William Arenas Bustillos Jefe de Sección Mina.



Relleno En Pasta En La Unidad San Rafael Cia Minera Minsur S.A. Ing. Oscar Alberto CantorinVilchez , Jefe De Sección De Relleno En Pasta