UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS

PLANEAMIENTO Y DISEO DE EXPLOTACIN SUBTERRANEAMETODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA

CORTE Y RELLENO DESCENDENTE

CATEDRATICO: Mg. Ing. VICTOR MENDIOLA OCHANTE

METODO DE EXPLOTACION SUBTERRANEA

CORTE RELLENO DESCENDENTE

SINONIMIA Under Cut and Fill (U.C.F.). Corte y relleno descendente. Explotacin por bancos, por paneles , etc. Stossbau descendente.

DESCRIPCION

En este mtodo de explotacin, el minado se realiza de arriba para abajo de los diferentes horizontes o pisos de mineral, aplicando el relleno hidrulico cementado e hidroneumtico. Es una secuencia del avance tecnolgico de los sistemas de corte y relleno descendente, que tuvo su origen en Canad. Consiste en romper el mineral en diferentes pisos y en sentido descendente. Despus que un corte o piso haya sido completamente extrado, se procede a rellenar antes de empezar el nuevo corte en el piso inmediato inferior. Este relleno es el que va ayudar en el sostenimiento del techo del nuevo frontn que se abre. El minado del mineral contina piso por piso hasta terminar el bloque. El relleno que se aplica, es el relleno hidroneumtico y se trabaja en terrenos muy suaves que pueden ser cuerpos o vetas de buena ley. El relleno hidroneumtico tiene dos capas una de mezcla rica, de 1:6 de proporcin de cemento y arena, y la mezcla pobre, para completa el relleno, tiene 1:26 de proporcin de cemento y arena. La loza y sobre loza del relleno trabajan bien a las fuerzas de compresin que actan sobre las cajas y la fuerza de flexin procedente del techo. Las eficiencias suben con este mtodo a medida que el uso del cemento se incrementa, a pesar de que los costos son elevados, esto se supera son la velocidad del minado.

Corte y Relleno descendente1. 2. 3.

4. 5. 6.

Galera superior.Rellenada con cuadros Galera inferior Sill - primer piso rellenado completamente Labores en explotacin Labores en explotacin Labores en explotacin

CONDICIONES DE APLICABILIDAD1. En vetas cuyo mineral y cajas sean

bastante suaves o inconsistentes, cuya potencia sea de gran magnitud. 2. En cuerpos muy suaves, con una ley muy alta, porque el mtodo es costoso. 3. En yacimientos cuya mineralizacin es suave y deleznable con cajas falladas y fracturadas, que no pueden ser explotados por otros mtodos.

APLICACINES DE MTODOa)

b) c)d) e) f) g)

Se aplica en cuerpos mineralizados de gran potencia, cuando le sistema de limpieza y relleno son mecanizados. Se puede trabajar en cuerpos irregulares. Se aplica en la recuperacin de pilares dejados por el mtodo de cortes y relleno ascendente. Se trabaja en las zonas de material poco consistente. Generalmente se aplica en extraccin de reservas considerables. Es un mtodo propio para la aplicacin del relleno hidrulico. Presenta mejor seguridad y condiciones para el personal.

PREPARACIONLa preparacin para el mtodo de corte y relleno descendente consiste en la elaboracin de las siguientes labores:

Galeras o cruceros. Chut y caminos. Sub nivel principal de extraccin. La rotura del nivel superior. La preparacin del Sill.

EXPLOTACION La explotacin se inicia luego de haber

terminado la colocacin de la loza, cuyo ciclo de minado comprende: la preparacin del subnivel de explotacin, la rotura de los paneles, la limpieza preparacin para el relleno y el relleno total del piso de explotacin.

RELLENO Esta operacin consiste en enviar por medio de tuberas

y aire comprimido el material de relleno consistente en una mezcla de cemento, agregado y agua. Se realiza en dos etapas: Primero el envo de la mezcla rica de 1:6, hasta un tercio de la altura del tajeo denominado la loza, luego se completa con la mezcla pobre de 1:26 hasta el techo, llamado tambin la sobre loza. Esta operacin se repite hasta rellenar completamente todo el espacio abierto del piso o el rea de explotacin. Nuevamente se baja un piso y se contina con el ciclo de explotacin.

VENTAJAS1. 2. 3. 4.

5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Permite la explotacin de cuerpos irregulares, deleznable o inconsistente. La recuperacin 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 extensin 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 mtodo. La perforacin es mas fcil, ya que el personal se encuentra en una posicin segura. Trabajo mas cmodo con perforadoras manuales El frente no puede desmoronarse, es decir, no existe peligro de desprendimiento de mineral. Los menudos de mineral no se pierden en el relleno. El personal no estas amenazado por desprendimiento de bloques de mineral.

INCONVENIENTES1. 2.

3. 4. 5.6. 7. 8. 9. 10.

11.

Se necesita bastante tiempo para los trabajos de preparacin (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 la labor diaria. No se puede cambiar a otro mtodo. Paraliza la explotacin de las reas cuando hay escasez de cemento en el mercado. El gran consumo de aire por las bombas neumticas causa problemas a la perforacin. El personal se encuentra en peligro por cada de rocas de los hastiales o del relleno colocado. El mineral se contamina a causa de las cadas de rocas de los hastales. No se aprovecha la gravedad para el arranque. Cuando es descendente es un frente en direccin, es decir, no dispuesto en diagonal, resulta difcil rellenar los espacios vacos dejados encima de la explotacin, sobre todo cuando los frentes son largos. No obstante, con frentes cortos y dispuesto diagonalmente, es mucho mas fcil la introduccin de relleno. El escogido es mas complicado. No pueden almacenarse los estriles en la explotacin.

CORTE Y RELLENO DESCENDENTE PANEL

PERFORACION Y VOLADURATrazo de perforacin en U.C.F

La perforacin se realiza con mquinas perforadoras Jacklegs, con mallas que varan 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.Se dispara con dinamita de 45%, con fulminantes No 6 y mechas de seguridad. La limpieza se realiza con winchas de arrastre de 2 tamboras. Esta operacin se procede hasta llegar al contacto o la longitud que se ha proyectado de acuerdo al diseo de minas.

VARIANTES DEL MTODOCORTE RELLENO DESCENDENTELas variantes del mtodo de CRD o UCF, se aplica unas en cuerpos y otras en vetas, las mismas que dependen de la correlacin que hay entre el eje del subnivel de explotacin o el eje del panel de explotacin del piso inmediatamente superior. En el mtodo de corte y relleno descendente se han empleado tres variantes.

Mtodo de pilares. Mtodo de paneles. Mtodo Michi.

VARIANTES DEL MTODOCORTE RELLENO DESCENDENTE

Mtodo de pilares.en este sistema el minado es dejando pilares con dimensiones apropiadas segn el plan de formas alteradas y descendente; la columnas de mineral son recuperados despus de haber trabajado varios tejeos. Tambin el sistema se usa en la recuperacin de pilares dejados por el sistema de corte y relleno ascendente.

VARIANTES DEL MTODOCORTE RELLENO DESCENDENTE

Mtodo de paneles.Es una variante y mejora del sistema anterior; consiste en hacer los nuevos tejeos en el medio de dos anteriores previamente explotados y rellenados. La ventaja de este sistema es que no se emplea los redondos que son sostenidos por las mismas paredes de los tajeos, los cuales son explotados en forma alternada.

VARIANTES DEL MTODOCORTE RELLENO DESCENDENTE

Mtodo

Michi.-

Corte y relleno descendente cruzado, Como una variantes de los sistemas anteriores y con el propsito de hacer los mas competitivos fue creando un sistema Michi que consiste en hacer cortes transversales a los cortes superiores de madera que cada tajeo superior rellenado acta como puede independientemente en un lugar de los voladizos que son los cortes a mitad de seleccin en el sistema de panales con lo cual se puede aumentar el ancho de los tajeos, pudindose llevar la operacin de nivel a nivel.

CORTE TAJEO MICHI

ETAPAS DEL RELLENO DE CORTE Y RELLENO DESCENDENTE

RECUPERACION

La recuperacin de este mtodo llega al 100%, porque todo el mineral se reemplaza con el relleno

SEGURIDADSe puede afirmar que el mtodo es ms seguro con relacin a los riesgos de accidentes que pueden presentar. Las condiciones inseguras se pueden controlar y eliminar, porque estn a la vista. Se trabaja bajo techo seguro y piso seguro

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCO

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCODESARROLLO Y PREPARACION SUBNIVEL DE ATAQUE Y RASTRILLAJECHIMENEA DE EXTRACCION

GALERIAS DE TRANSPORTE CHIMENEAS DE EXTRACCION RAMPAS PREPARACION DE LA PRIMERA LOSA

CHIMENEA DE EXTRACCION

NIVEL INFERIOR

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCOSUPERFICIE DE ATAQUE

EXPLOTACION CHIMENEA DE EXTRACCION

SUBNIVELES DE ATAQUE TAJEOS PERFORACION RELLENO HIDRAULICO VENTILACION SEGURIDAD

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCO SUBNIVELES DE ATAQUE: A partir de las chimeneas de extraccin se corren los subniveles de ataque de modo que a partir de ella se puedan iniciar tajeos en forma transversal cruzando las losas superiores TAJEOS : Se inicia a partir del subnivel de ataque pudiendo iniciarse simultneamente en una disposicin de tajeos semejante al mtodo de cmaras y pilares que luego de completar el relleno de los primeros se extrae de forma similar.

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCO PERFORACION: Los motivos que impulsaron a la mecanizacin de las perforadoras jumbo de dos brazos en vez de las convencionales Jack Leg, se conocen ampliamente sin embargo cabeDimetro de taladros perforados :1 - 3/4

Longitud de perforacinNumero de taladros

: 10 piesfrente 14' x14 ' : 35 40 simples debido a la

Frentes perforados en una guardia mnimo : 2 Los trazos utilizados son caracterstica del terreno

Los explosivos utilizados son los convencionales.

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCO RELLENO HIDRAULICO: Concluido el corte de un tajeo se prepara para el relleno. Se construye una represa ubicada en el inicio del tajeo. Con esta primera represa se rellena la loza de 3 pies de altura con una mezcla de cemento relave 1:6 . Apenas fragua este relleno, se prepara una segunda represa, sobre este nuevo piso, que en este caso alcanza el techo del tajeo VENTILACION: Se viene empleando ventiladores mecnicos accionados por motores elctricos que conducen el aire de las vas principales al reas son de 30000 a 60000 pies cbicos por minuto.

PROYECTO DE RAMPA

SUBNIVEL DE ATAQUE Y RASTRILLAJECHIMENEA DE EXTRACCION

CHIMENEA DE EXTRACCION

NIVEL INFERIOR

METODO MICHI APLICADO EN LA MINA CERRO DE PASCOEFICIENCIAS Y COSTOS DE OPERACION

METODO

EFICIENCIA TCS/TAREA

COSTO $/TAREA

APLICACIN DEL METODO CORTE Y RELLENO DESCENDENTE EN LA MINA ANDAYCHAGUA

VOLCAN COMPAA MINERA S.A.A.

VOLCAN COMPAA MINERA S.A.A.

APLICACIN DE TALADROS LARGOS EN CORTE Y RELLENO DESCENDENTEMINA ANDAYCHAGUA

1 UBICACION . Situada a 181 Km al NE de Lima . A 3 horas de Lima. . Provincia de Yauli . Altitud media de 4 600 m.s.n.m.

N

MINA ANDAYCHAGUA

2 RESUMENAo: M. Explotacin: Produccin (t/mes): Productividad (t/tarea): Costo US$/t: Concent. Zn (t/mes): Concent. Pb (t/mes): Sostenimiento:

CENTROMIN1997UCFFront 17600 3.2

VOLCAN2003UCFBanqueo 34000 6.0

VOLCAN PROY 2005UCF-Banqueo 50000 8.8

28.1 1280 200 Pasivo

18.9 3100 750 Activo

15.7 4950 1200 Activo

3 INTRODUCCIN

4 GEOLOGIA

VETA ANDAYCHAGUA

SECCION LONGITUDINAL MIRANDO AL NORTE

1.8 Km

4 GEOLOGIA

1999

2003

Caja Techo

Caja Techo

Caja Piso

Mineral

MineralReservas 3000,000 t Zn=6.0%, Ag=7.3 Oz/t A.Veta=5.5m

Reservas 1600,000 t Zn=7.0%, Ag=7.8 Oz/t A.Veta=3.4m

Caja Piso

5 Geomecnica

1999RC 60 Kg/cm2 Vaco2.5 m Caja Piso

Caja Techo

15

60 Kg/cm2

15

35 50

Cuadros 4.5 m

4.0 m

40 55

Mineral 154-12 m

5 Geomecnica

2003, > SeguridadVentilacin

4m

RHC 35 Kg/cm2 RC 145 Kg/cm2Split Set 7

35-50Caja Techo

3m

40-55Caja Piso

8m

15 Mineral Mineral

4-12 m

5 Geomecnica. Software Phases. Isocontornos del FS . Aberturas mximas . Sostenimiento . Fracturamiento . Calidad . Tiempo de autosoporte

VETA ANDAYCHAGUA

6

OPERACIONESPerforacin

1999Voladura2.5m 4m

Perforacin Horizontal

Rotura: 6000 t/mes por tajeo

Extraccin2.5m 4m Scoop 3,5 yd3 Extraccin: 17612 t/mes

Relleno

Relleno 3600 m3/mes

6

OPERACIONES

Nuevo Mtodo

6

OPERACIONES

Nuevo Mtodo

6

OPERACIONES

PerforacinWinze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

Empernado de cajas

8 m.

Sobre-perforacin

Acceso para Perforacin

6

OPERACIONES

Perforacin SlotWinze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

8 m.

Sobre-perforacin

Acceso para Perforacin

6

OPERACIONES

Acceso SlotWinze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

8 m.

Sobre-perforacin

Acceso para Perforacin

Acceso para Slot

6

OPERACIONES

SlotWinze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

8 m.

Sobre-perforacin

Acceso para Perforacin

Acceso para Slot

6

OPERACIONES

Abertura SlotWinze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

8 m.

Sobre-perforacin

Acceso para Perforacin

Acceso para Slot

6

OPERACIONES

VoladuraWinze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

MINERAL ROTO8 m.

Acceso para Perforacin Ahora sirve para limpieza

Acceso para Slot

6

OPERACIONES Limpieza del mineral disparadoWinze3m

RELLENO CEMENTADO

LIMPIEZA DE 4 m 4m

8 m.

Acceso para limpieza Acceso para Slot

6

OPERACIONES

Limpieza de 4 m superioresWinze

3m

RELLENO CEMENTADO

8m

4 m. REBAJE DE PISO DE ACCESO Se rebaj el Acceso Para limpieza

Acceso para Slot

6

OPERACIONES

Limpieza de 4 m superioresWinze

3m

RELLENO CEMENTADO

8m

LIMPIEZA

4 m. Se rebaj el Acceso Para limpieza

Acceso para Slot

6

OPERACIONES

RellenoWinze

3m

RELLENO CEMENTADO

8m

4m 3m

RELLENO HIDRAULICO CEMENTADO RELLENO CEMENTADO 4 m.

Acceso Para Limpieza

6

OPERACIONES Limpieza de 4m inferioresWinze3m 1m

RELLENO CEMENTADO

8m

4m 3m

RELLENO HIDRAULICO CEMENTADO RELLENO CEMENTADO 4 m.

LIMPIEZA DEL MINERAL ROTO

Acceso para Limpieza (ExSlot)

6

OPERACIONES

Inicio del ciclo - PerforacinWinze

3m 1m 8m 4m 3m

RELLENO CEMENTADO

RELLENO HIDRAULICO CEMENTADO RELLENO CEMENTADO INICIO DEL NUEVO CICLO 4 m.

Taladros

Acceso para Perforacin

7 RELLENO

Relleno Cementado1997 2005 145 Kg/cm2 250 Kg 800 Kg 1000 Kg (1-1/2) 120 l 2.0 l Minefill 0.5 l Delvo 3/4" @ 0,4x0.4m

Resistencia: Cemento tipo I : Relave, malla+200: Piedra: Agua: Plastificante: Retardante: Fierro Co:

60 Kg/cm2 340 kg 1200 kg 800 kg (2) 150 l

7 RELLENO

Relleno Hidrulico Cementado

1997

2005

Resistencia:Cemento tipo I : Relave, malla+200:

-

35 Kg/cm270 Kg 1950 Kg

Agua:Plastificante: Retardante:

-

120 l1.0 l Minefill 0.4 l Delvo

8 PRODUCTIVIDADCENTROMINAo: Produccin (t/mes): Perforacin (mp/h) Voladura (t/mp) FP (Kg/t)

VOLCAN 200334000 32 6.5 0.21 64

VOLCAN 200550000 37 7.1 0.18 82

199717600 22 2.4 0.40 36

Extraccin (t/h)

Relleno (m3/mes)

3700

10500

14100

8 PRODUCCIONCUADRO COMPARATIVO DE LA PRODUCCION DE LA MINA ANDAYCHAGUA DESDE EL AO 1987 HASTA EL 2002 Planeamiento Andaychagua

AO 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

TMS/mes 3,441 11,073 15,515 16,759 18,093 14,677 13,513 13,317 15,571 16,491 16,850 12,253 17,690 30,333 27,949 37,301

%Pb 1.10 0.96 0.99 1.06 0.95 1.17 1.01 0.95 0.95 1.07 1.08 1.29 1.11 1.25 1.60 1.28

%Zn 5.52 3.86 4.14 4.80 4.78 5.98 6.26 6.75 5.92 6.80 7.18 7.05 5.89 5.94 6.14 5.77

Gr.Ag 217 179 181 186 159 200 188 214 205 216 249 281 234 221 265 226

Oz.Ag 6.98 5.75 5.83 5.98 5.13 6.44 6.05 6.87 6.59 6.94 8.00 9.05 7.52 7.12 8.51 7.28

INCREMENTO DE LA PRODUCCION MENSUAL MINA ANDAYCHAGUA40.000 35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0

TMS/mes

TMS/mes

PRODUCCION

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 AOS

9 COSTOSCOSTO DE OPERACIN MINA ANDAYCHAGUA US $/TMS1997 2003 34.000 2,07 13,85 3,03 18,95 2005 50.000 2,05 11,60 2,12 15,77

TMS/mes Preparacin Operacin Servicios Total Costo de Operacin US$/t

17600 7,76 15,14 5,20 28,10

10 OPTIMIZACION DE LA PRODUCCIN La nueva administracin decidi examinar integralmente la operacin de la mina con el objetivo de optimizar la produccin con especial nfasis en:

El incremento de produccin Reduccin de costos por unidad de produccin Incremento de la productividad Mejora en la seguridad, a fin que la mina opere bajo Estndares internacionales.

10 CAMBIOS A PARTIR DEL AO 2000 Se han implementado, a partir del ao 2000, los siguientes cambios:

Planeamiento integral Nuevo mtodo de minado

Nuevo mtodo de relleno Sostenimiento activo Implementacin de un sistema de gestin de seguridad y salud ocupacional OHSAS 18001 Control de costos

10 CONCLUSIONES

Estos cambios han permitido: Incrementar la produccin a 34 000 TMS (en 92%) Un costo por TMS de 18.95 US$ (32% de reduccin) Un incremento en las reservas a 2970,000 t (en 85%) Reduccin drstica de los Indices de Frecuencia, Severidad y Accidentabilidad.