relleno cementado

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE MINAS

TESIS

ANÁLISIS DE RELLENO DE AGREGADO CEMENTADO EN LA

PROFUNDIZACIÓN DE MINADO POR TALADROS LARGOS EN

LA MINA ISCAYCRUZ – EMPRESA MINERA LOS QUENUALES

S.A.

PRESENTADO POR:

BACHILLER ROJAS PADILLA Jorge Lenin

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE

INGENIERO DE MINAS

CERRO DE PASCO – PERÚ

2012

2

DEDICATORIA

A mis amados padres Gedeón

Rojas Inga, Victoria Padilla Berrospi

y hermano Jhon Jhordan Rojas Padilla

que iluminan mi vida desde el cielo

3

PRESENTACION

El presente trabajo es la condensación de los conocimientos y

experiencias adquiridos en el campo de la práctica profesional y en particular

en la EMPRESA MINERA ISCAYCRUZ S.A; en lo referente a la utilización

de relaves como agregados para la preparación de concretos para su

aplicación en el sostenimiento de labores subterráneas la preparación de

concreto pobre para el relleno de los tajos minados

La finalidad de este trabajo es poner al alcance de profesionales y

estudiantes de minería, una información práctica que sirva como guía de

trabajo y estudio para la aplicación de esta técnica en las obras de

excavación y de relleno de labores subterráneas y que oriente los trabajos

de su aplicación en minería, dándole un uso práctico al relave, que en caso

contrario nos demanda tiempo y dinero para neutralizar sus efectos nocivos

en el medio ambiente.

La adecuada selección de los materiales integrantes de las mezclas;

el conocimiento profundo de las propiedades del concreto; los criterios de

diseño de las proporciones de la mezcla más adecuada para cada caso; el

proceso de puesta en obra; el control de la calidad del concreto, son

aspectos a ser considerados cuando se construye estructuras de concreto

que deben cumplir con los requisitos de calidad, seguridad, y vigencia en el

tiempo que se espera de ellos.

4

INTRODUCCIÓN

La utilización del relleno con resistencia es un elemento clave en la

mayoría de los métodos de minado exitosos de alta extracción, La calidad de

relleno y la velocidad de colocación controlan la velocidad de producción.

Estos requerimientos han llevado al desarrollo de rellenos cementados.

En el minado de corte y relleno, el rol primario del relleno, aparte de

proporcionar una plataforma de trabajo, es prever la convergencia, el

desmoronamiento y el hundimiento de las cajas techo y piso, sosteniendo

esencialmente la roca en su lugar. El cemento puede ser usado para hidratar

el exceso de agua y para mejorar la transitabilidad sobre la capa superior del

relleno. En este caso el cemento no es usado para mejorar la rigidez o

modificar las propiedades estructurales del relleno.

Similarmente, en el minado por tajos abiertos, el relleno es colocado

para prevenir el colapso de las paredes del tajo. Bajo estas circunstancias, el

principal requerimiento del relleno es permanecer estable cuando es

expuesto por el minado de un tajo inmediatamente adyacente. El cemento

en este caso es adicionado para proporcionar cohesión a la masa del

relleno, de tal manera que esta permanezca sin sostenimiento cuando sea

expuesta.

Los agregados componentes del hormigón factible de ser utilizados

como rellenos cementados subterráneos, requieren ser investigados en sus

características físicas y contenido de sulfatos y cloruros para determinar su

idoneidad y la dosificación optima de ellos en cuanto a resistencia deseada,

la fluidez, durabilidad y la economía.

5

ÍNDICE

Pág

Dedicatoria I

Presentación II

Introducción III

CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 15

1.1. Situación problemática 16

1.2. Formulación del Problema 16

1.3. Justificación del Problema 17

1.4. Objetivos de la investigación 19

1.4.1. Objetivos Generales 19

1.4.2. Objetivos Específicos 19

CAPÍTULO II características de la Empresa y Datos Geológicos 20

2.1. Ubicación de la mina Iscaycruz 20

2.2. Historia de la Empresa 22

2.3. Geología General 23

2.3.1. Topografía 23

2.3.2. Geología Regional 24

2.3.2.1. Estratigrafía 25

2.3.2.1.1. Formación Oyón 25

2.3.2.1.2. Formación Chimú 25

2.3.2.1.3. Formación Santa 25

6

2.3.2.1.4. Formación Carhuaz 26

2.3.2.1.5. Formación Farrat 26

2.3.2.1.6. Formación Pariahuanca 26

2.3.2.1.7. Formación Chulec 26

2.3.2.1.8. Formación Pariatambo 27

2.3.2.1.9. Formación Jumasha 27

2.3.3. Geología Estructural 29

2.3.3.1. Plegamiento 29

2.3.3.2. Fracturamiento 29

2.3.4. Geología Económica 30

2.3.4.1. Esquema 30

2.3.4.2. Ocurrencia de la Esfalerita 30

2.3.4.3. Ocurrencia de la Pirita 31

2.3.4.4. Consideración de la Génesis 31

2.3.5. Geología Local 32

2.3.5.1. Sector Limpe Centro 36

2.3.5.1.1. Alteración y Mineralización 36

2.3.5.1.2. Secuencia de formación de minerales 36

2.3.5.1.3. Cuerpos mineralizados 36

2.3.5.1.3.1. Descripción del

Cuerpo Estela 39

2.3.5.1.3.2. Descripción del

Cuerpo Olga 44

7

2.3.5.1.4. Aspectos Estructurales del Yacimiento 46

2.3.5.2. Cuerpo Mineralizado Tinyag (Limpe Sur) 47

2.3.5.2.1. Geología Económica 50

2.3.5.2.2. Alteración y Mineralización 50

2.3.5.2.3. Controles de Mineralización 51

2.3.5.2.4. Secuencia Paragenética de

Formación de Minerales 51

2.3.5.2.5. Mineralogía del Yacimiento 52

2.3.5.3. Yacimiento Chupa 52

2.3.5.3.1. Fallamiento y Fracturamiento 55

2.3.5.3.2. Geología Económica 55

2.3.5.3.3. Tipo y origen del Yacimiento 57

2.3.5.3.4. Alteraciones y Mineralización 58

2.3.5.3.5. Controles de Mineralización 58

2.3.5.3.6. Paragénesis de la Formación de

Minerales 59

2.3.6. Valores Unitarios y Valores Mínimos Minable 60

2.3.6.1. Valorización del mineral 60

2.3.6.2. Ley de corte (Cut Off) 60

2.3.6.2.1. Cut Off Geológico 60

2.3.6.2.2. Cut Off Operacional 61

2.3.6.2.3. Cut Off Empresarial 61

2.3.6.3. Dilución, recuperación y perdida de mineral 61

8

2.3.6.4. Costo de minado 62

2.3.6.5. Clasificación de Mineral 62

2.3.6.5.1. Mineral Probado 62

2.3.6.5.2. Mineral Probable 62

2.3.6.5.3. Mineral Prospectivos 63

2.3.6.5.4. Mineral Marginal 63

CAPITULO III: DESCRIPCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION 64

3.1. Minería general 64

3.1.1. Conceptos generales sobre depósitos de mineral 65

3.1.1.1. Vetas o filón 65

3.1.1.2. Cuerpos mineralizados 65

3.1.1.3. Mantos 65

3.1.1.4. Diseminaciones. 66

3.2. Clasificación del método de minado. 66

3.2.1. Método por subniveles ascendente con

relleno consolidado 66

3.2.2. Descripción del método de minado 67

3.2.3. Consideraciones y criterios generales de diseño 67

3.2.4. Labores de acceso, desarrollo y preparación 68

3.2.5. Producción perforación y voladura con taladros largos 70

3.2.6. Limpieza, carguío y transporte de mineral 76

9

CAPITULO IV: ESTUDIO GEOMECÁNICO DEL MACIZO ROCOSO 78

4.1. Generalidades 78

4.2. Estudio Geomecánico de las labores de exploración

subterránea, desarrollo, preparación y explotación 79

4.2.1. Mina Limpe 79

4.2.1.1. Labores de Desarrollo 79

4.2.1.1.1. Condiciones geomecánicas

Formación Chimú 79


Formación Santa 81

4.2.1.2. Labores de Preparación 83


Formación Santa 83

4.2.1.3. Labores de explotación 85

4.2.2. Mina Chupa 86

4.2.2.1. Condiciones geomecánicas 86

4.2.3. Mina Tinyag 87


4.2.4. Mina Tinyag II 90


4.3. Estudio de los tipos de sostenimiento requerido

de las labores de exploración subterránea. 92

4.3.1. .Elementos de sostenimiento 92

10

4.3.1.1. Pernos de anclaje barra helicoidal 92

4.3.1.2. Shotcrete vía seca 92

4.3.1.2.1. Fibras de Refuerzo 93

4.3.1.3. Estabilidad fortificada con

mallas y pernos de anclaje 93

4.3.1.4. Cimbras o cerchas metálicas 95

4.4. Controles de los elementos de sostenimiento 97

4.4.1. Pernos de barra helicoidal 97

4.5. Revisión de la calidad de la roca de la

profundización de la mina 98

4.6. Revisión del cálculo de requerimiento de

resistencia del relleno cementado 100

CAPITULO V: SISTEMA DE RELLENO HIDRÁULICO. 103


5.2. Ventajas del relleno con productos finos 105

5.3. Condiciones del relave 107

5.4. Control de calidad de la arena 110

5.5. Almacenamiento de la pulpa de relleno 111

5.6. Teoría del rellenaje 112

5.6.1. Definiciones variables 112

5.6.2. Mezclas propias 114

5.6.3. Requerimiento de resistencia en el tajo 114

11

5.6.4. Materiales utilizados 116

CAPITULO VI: SISTEMA DE RELLENO CEMENTADO 117


6.2. Objetivos de la aplicación del relleno con

agregado cementado 119

6.3. Resistencia del relleno cementado 120

6.4. Diseño de mezcla 130

6.5. Componentes 131

6.5.1. Áridos 131

6.5.2. Cementos 133

6.5.3. Agua 134

6.5.4. Aditivos 134

6.6.. Propiedades 135

6.6.1. Aspectos 135

6.6.2. Adherencia 135

6.6.3. Estructura 135

6.6.4. Densidad Aparente 136

6.6.5. Permeabilidad 136

6.7.. Características de los agregados disponibles 136

6.7.1. Tipos de agregados 136

6.7.2. Ubicación de las canteras 136

6.7.3. Características físicas de los agregados 137

12

6.7.3.1. Hormigón 137

6.7.3.2. Agregado grueso rocoso 138

6.7.3.3. Agregados Finos 139

6.8. Planta de agregados 139

6.8.1. Descripción del Proceso 140

6.8.2. Descripción de la Planta 140

6.8.2.1. Capacidad de Producción 140

6.8.2.2. Materias Primas 140

6.8.2.3. Máquinas y Equipos} 140

6.8.2.4. Disponibilidad Mecánica 141

6.9. Planta de Concreto 141

6.9.1. Máquinas y Equipos 143

6.10. Cantidad de relleno con agregado cementado (RAC) requerido 145

6.11. Requerimiento de la cantidad de agregado 147

6.12. Producción neta de relleno con agregado cementado 147

6.13. Transporte del material de relleno 148

6.13.1. Equipo de transporte 148

6.13.2. Movimiento de agregados 148

6.13.3. Red de chimeneas 149

6.13.4. Velocidad de transporte a las chimeneas 149

6.13.5. Tiempo de operación de relleno con Scooptrams 149

6.13.6. Eficiencia del relleno con agregado cementado 150

6.14. Proceso de relleno con agregado cementado de un tajeo 150

13

6.14.1. Preparación y rellenado de tajeos 150

6.14.2. Rellenado del tajeo 151

6.14.3. Máxima distancia horizontal 151

6.14.4. Problemas en el proceso de rellenado 151

CAPITULO VII DISEÑO DE CONCRETO POBRE USADO EN

RELLENO SUBTERRÁNEO 153

7.1. Granulometría de los agregados 153

7.2. Diseño de mezcla con diferentes porcentajes de Cemento 154

7.3. Cuadro de Resistencia comparativa 155

CAPITULO VIII COSTOS DEL RELLENO CEMENTADO

8.1. Costo de Concreto Pobre 157

8.1.1. Inversión en concreto pobre para relleno subterráneo 157

8.1.2. Ahorro obtenido por mejoramiento de

diseño de mezcla en la preparación. 158

Conclusiones 161

Recomendaciones 163

Apéndice 165

Apéndice A 166

Apéndice B 167

Apéndice C 168

14

Apéndice D 171

Apéndice E 173

Apéndice E.1 173

Apéndice E.2 174

Apéndice F 175

Apéndice F.1. 175

Apéndice F.2. 176

Apéndice F.3 177

Apéndice F.4 178

Apéndice F.5. 179

Bibliografía 180

15

CAPÍTULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1. Situación Problemática

En el minado de corte y relleno, el rol primario del relleno, aparte de

proporcionar una plataforma de trabajo, es prever la convergencia, el

desmoronamiento y el hundimiento de las cajas techo y piso, sosteniendo

esencialmente la roca en su lugar.

Similarmente, en el minado por tajos abiertos, el relleno es colocado para

prevenir el colapso de las paredes del tajo. Bajo estas circunstancias, el

principal requerimiento del relleno es permanecer estable cuando es

expuesto por el minado de un tajo inmediatamente adyacente. El cemento

en este caso es adicionado para proporcionar cohesión a la masa del

relleno, de tal manera que esta permanezca sin sostenimiento cuando sea

16

expuesta. Nuevamente, el propósito del cemento no es rigidizar la masa del

relleno en un sentido regional, sino proporcionar estabilidad a las paredes de

relleno expuestas.

El éxito de una mina tanto en seguridad como en productividad radica

plenamente en la oportuna estabilidad que se le dé al vacío creado propio de

una explotación, por lo cual habiendo varios tipos de relleno. Cada uno de

ellos son empleados dependiendo del tipo de explotación subterránea,

Iscaycruz opto por el sistema de relleno cementado la cual se presta

satisfactoriamente al método de explotación usado en esta mina, por lo cual

velando también por la correcta estabilidad del macizo rocoso se opto por un

laboratorio de concreto en la que se hace un minucioso y correcto estudio,

prueba y análisis del relleno a fin de que su uso en mina sea segura y

confiable en las futuras operaciones en niveles inferiores.

1.2. Formulación del Problema

¿La resistencia requerida por el relleno de agregado cementado está en

función de los esfuerzos, generados dentro del bloque cuando está

expuesto en una de sus paredes adyacente al pilar?

El ambiente de minado. Cada vez que la mina profundiza, el ambiente de

minado es también cada vez más desfavorable. Los esfuerzos cada vez

mayores, por la profundidad del minado, afectan a las condiciones de

17

estabilidad de las excavaciones rocosas en general y del relleno cementado

en particular. El avance del minado mismo viene causando mayores

perturbaciones a la masa rocosa del entorno de Limpe Centro, lo cual influye

adversamente en la estabilidad de las labores mineras.

La adecuada selección de los materiales integrantes de las mezclas; el

conocimiento profundo de los materiales del concreto; los criterios de diseño

de las proporciones de la mezcla más adecuada para cada caso; el proceso

de puesta obra; el control de la calidad del concreto; y son aspectos a ser

considerados cuando se construye estructuras de concreto que deben

cumplir con los requisitos de calidad, seguridad, y vigencia en el tiempo.

1.3. Justificación de la Investigación

Este relleno brinda una mayor eficiencia en los trabajos de extracción del

100% del mineral reduciendo la dilución, y costos operativos en minado.

La contaminación del medio ambiente por rellenos con los relaves, son

originados cuando se incrementa el tamaño de granos los sólidos, se

presentan desgastes de las tuberías que es proporcional al cubo del

diámetro de los granos generándose roturas de los mismos. Donde

18

incrementa los costos de mantenimiento, remediación y demoras en ciclo de

minado.

En el relave abunda principalmente la pirita (63.36 %) como tal puede o no

generar drenajes ácidos, dependiendo de la capacidad de neutralización del

resto de materiales y de la cantidad de sulfuros que produciría drenaje ácido,

hacia las plantas de tratamiento de aguas acidas generando costos para

neutralizar los sólidos en suspensión.

La utilización del relleno con resistencia compresiva superior en tiempo de

fraguado con respecto al relleno con relaves, con la calidad de relleno y la

velocidad de colocación controlan la velocidad de producción. Estos

requerimientos han llevado al desarrollo de rellenos cementados.

Involucramiento de diversos actores con el logro de utilización de agregados

dentro de la concesión minera, donde no se genera aspecto ambientales en

áreas urbanas, agrícolas, áreas naturales protegidas, evitando conflicto y

satisfacción con las comunidades de nuestro entorno, con el compromiso de

fortalecer y mejorar las relaciones de interés mutuo que permitan su

desarrollo sostenible.

19

1.4. Objetivos de la Investigación

1.4.1. Objetivo General

Es producir y emplazar suficientes cantidades de relleno disponible, con

materiales de bajo costo que satisfagan los requerimientos de resistencia

compresiva en MPa cuando actúa como pilar en este método de minado con

los criterios de:

Proporcionar un piso para minar encima.

Mantener paredes autoestables para minar al costado.

Mantener techos estables para minar debajo, Solo en los casos de los

niveles bases.

Soportar las cargas laterales del empuje de las cajas.

Soportar las cargas de cizallamiento por el empuje del relleno convencional

(no cementado) contiguo.

1.4.2. Objetivos Específicos

Diseñar mezcla materiales donde los integrantes de la unidad cúbica de

concreto, conocida usualmente como diseño de mezcla, puede ser definida

como el proceso de selección de los ingredientes más adecuados y de la

combinación más conveniente y económica de los mismos, con la finalidad

de obtener un producto que en el estado no endurecido tenga la

trabajabilidad y la consistencia adecuada; y que endurecido cumpla con los

requisitos de seguridad y calidad en las labores de minado.

20

CAPITULO II

CARACTERÍSTICAS DE LA EMPRESA Y DATOS GEOLOGICOS

2.1. UBICACIÓN DE LA MINA

La Empresa Minera Iscaycruz se encuentra ubicada en el distrito de

Pachangara, provincia de Oyón, departamento de Lima, a una altura de 4

700 msnm, la ruta de acceso es por la carretera vía Lima, Huacho, Sayán,

Churín, Oyón, Iscaycruz con una distancia total de 300 km y 8 horas de viaje

desde la ciudad de Lima, existe otro acceso por Oyón, Chacua, Cerro de

Pasco a 200 Km y 5 horas de viaje.

En las zonas altas del rio Huaura a una altitud comprendida entre 4 500 y 5

000 msnm. Su geomorfología es típica de un modelo glacial, en cuyos

remanentes de la antigua actividad se observan depósitos morrenicos en

ambos flancos de los causes o escorrentías naturales de las lagunas.

21

PLANO N° 01 UBICACIÓN YACIMIENTO ISCAYCRUZ

Iscaycruz

Lima

Sayán

Huacho

OyónUchuchacua

Raura




Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla UBICACIÓN DEL YACIMIENTO

ISCAYCRUZ Fecha: 10/10/211

Revisado Luis Villegas Landa DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ESC : S/E

22

2.2. HISTORIA DE LA EMPRESA

Los primeros trabajos que se realizaron en Iscaycruz fueron en 1950 en la

mina Chupa, localizada en la formación Pariahuanca; fue explorada con

labores mineras por la Cerro de Pasco Copper Coorporation. Luego en 1968

bajo un joint venture entre el Institute of Geological Sciences de Londres

(IGS) y el Servicio Geológico Minero del Perú (SGM), se realizó una

prospección electromagnética delineándose muchas anomalías a lo largo de

la formación Santa. Posteriormente en 1979 se hizo prospección geofísica y

geoquímica. El trabajo consistió en un estudio geológico y en un estudio

geoquímico, los cuales fueron realizados de setiembre a noviembre en el

año de 1979 por la Japan International Cooperation Agency (JICA) en una

extensión de 700 km2, en el lado sur-oeste del área de Oyón. El análisis de

la información empezó con éxito en estudios de campo y fue completado en

febrero de 1980. Los resultados del estudio se resumieron como sigue: En el

área estudiada hay principalmente sedimentos cretácicos y volcánicos

terciarios los cuales contienen rocas intrusivas post-terciarias. Estos

sedimentos son de una estructura compleja, plegada fuertemente con un eje

NNW-SSE acompañado de fallas inversas notables paralelas al eje del

plegamiento.

La Empresa minera Iscaycruz S.A. apertura sus operaciones el 18 de julio

de 1996 con una capacidad diseñada para 1000 TMSD. En la actualidad la

producción es de 2200 TMSD con leyes de 15.3 % en Zinc.

23

2.3. Geología General

La mineralización de Iscaycruz corresponde al tipo de reemplazamiento

hidrotermal, conformado por minerales de zinc, plomo, plata y cobre; el

yacimiento se encuentra formando mantos en las calizas de la formación

Santa; está emplazado en forma discontinúa a lo largo de 12 Km, desde

Canaypata en su extremo norte hasta Antapampa en el extremo sur.

En superficie la mineralización se presenta en forma de óxidos de hierro y

manganeso provenientes de la oxidación de sulfuros primarios, constituidos

principalmente por esfalerita, marmatita y subordinadamente galena y

calcopirita. Entre los minerales accesorios se reconoce la pirita, siderita,

calcita, cuarzo, especularita y arsenopirita que se consideran como

minerales de ganga. Los cuerpos de pirita masiva compuestos

principalmente de pirita asociada con pirrotita y marcasita, están

ocasionalmente enriquecidos con esfalerita y galena. Los minerales del

Skarn son: tremolita, granate, epídota y cuarzo y las alteraciones más

notables de la roca encajonante son: silicificación, sericitización, argilización,

sideritización y dolomitización.

2.3.1 Topografía

Iscaycruz se encuentra localizado en una cuenca sedimentaria cretácica que

ha sufrido una intensa deformación estructural. Las rocas sedimentarias han

sido sometidas a fuertes movimientos estructurales como consecuencia de

24

la orogénesis andina, formando pliegues de rumbo NNO-SSE. Los

anticlinales y sinclinales se presentan con intervalos de 2 a 3 Km.; en

algunos casos locales hasta intervalos de 10 m.

2.3.2. . Geología Regional

El área de Iscaycruz está localizada en un ambiente de rocas sedimentarias

pertenecientes a la zona de la cuenca del Cretáceo y estructuralmente está

situada en una zona de pliegues y sobre escurrimientos, de la parte central

de la Cordillera Occidental.

La serie sedimentaria de edad cretácica está compuesta en la parte inferior

por rocas clásticas tales como areniscas, areniscas silíceas, lutitas, etc. a

excepción de la formación Santa que consta de calizas. La parte superior

consiste en una secuencia de rocas calcáreas y algo de lutitas bituminosas.

Las rocas clásticas en el área están representadas por las formaciones

Oyón, Chimú, Carhuaz y Farrat y la secuencia calcárea por las formaciones

Santa, Pariahuanca, Chulec, Pariatambo y Jumasha. Estas formaciones en

los alrededores están intruidas por rocas ígneas de composición tonalítica,

dacítica y pórfidos graníticos, también han sido cubiertos discordantemente

por volcánicos de edad terciaria de la formación Calipuy.

Estructuralmente el área está situada en la zona de plegamiento y sobre

escurrimiento.

25

Durante la Orogenia Andina, la secuencia sedimentaria ha sido

intensamente plegada principalmente en dirección N 20°W y 75° a 80° SE.

Los anticlinales y sinclinales se extienden en varias decenas de Km,

intercalándose con zonas de sobre escurrimiento paralelas al eje principal.

2.3.2.1. ESTRATIGRAFÍA

2.3.2.1.1. Formación Oyón (Berriasiano inferior)

Es la base de la columna estratigráfica de la región, consiste en una

intercalación de lutitas gris oscuras, areniscas grises y mantos de carbón.

Aflora al este de Iscaycruz en la zona axial del anticlinal.

2.3.2.1.2. Formación Chimú (Berriasiano)

Litológicamente la formación consiste en una ortocuarcita de grano medio,

de textura masiva, color blanquecino. Se presenta en bancos de hasta tres

metros de potencia, fracturada y diaclasada, constituye la parte escarpada

de los cerros.

2.3.2.1.3. Formación Santa (Valanginiano)

Dentro del área la formación Santa está constituida por calizas gris azuladas

con estratificación delgada y horizontes de calizas arcillosas y dolomíticas

con presencia de nódulos de chert o sílex.

26

En el área de Iscaycruz la formación Santa se ubica longitudinalmente en la

parte central y es importante por el emplazamiento de cuerpos mineralizados

de reemplazamiento, tiene una potencia de 40 a 80 metros.

2.3.2.1.4. Formación Carhuaz (Hauteriviano – Barremiano)

Está formación está constituida por lutitas y areniscas abigarradas (de color

verde, rojas y amarillentas) localmente tiene una potencia de 600 metros. En

el área de Iscaycruz se localiza en la parte central y al oeste de la formación

Santa.

2.3.2.1.5. Formación Farrat (Aptiano)

Consiste en areniscas blancas cuarzosas y areniscas grises deleznables

gradando a calcáreas al techo, constituyendo una transición a la formación

Pariahuanca.

2.3.2.1.6. Formación Pariahuanca (Albiano medio)

Consiste en calizas de color gris, masivas en estratos gruesos, constituye la

base de la secuencia calcárea. Importante en la zona por el emplazamiento

de un cuerpo de Skarn.

2.3.2.1.7. Formación Chulec (Albiano medio)

Está constituida por margas en la base, seguidas de bancos de calizas de

estratificación media, son de color gris e intemperizan a color crema

amarillentas.

27

2.3.2.1.8. Formación Pariatambo (Albiano medio a superior)

Constituida esencialmente por margas de color marrón oscuro intercalada

con calizas nodulares chérticas de estratificación fina y horizontes

bituminosos.

2.3.2.1.9. Formación Jumasha (Cenomaniano – Turoniano)

Compuesta de calizas de color gris claro y gris azulado en fractura fresca.

Presenta estratificación gruesa.

Foto N° 01 Ubicación de las Formaciones

28

Plano N° 02 Columna Estratigráfica del Área de Iscaycruz




Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla Columna Estratigráfica de Iscaycruz Fecha: 10/10/211

Revisado Luis Villegas Landa DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ESC : 500

29

2.3.3. Geología Estructural

2.3.3.1. Plegamiento

Regionalmente se tiene el sistema de plegamiento Pico Yanqui, bifurcado,

constituido por el anticlinal Pico Yanqui Oeste y Pico Yanqui Este y entre

ambos el sinclinal Oyón; todos ubicados al este de Iscaycruz. Al oeste de

este sistema se tiene el sinclinal de Rapaz, el cual tiene una persistencia

continua, modelado por la secuencia calcárea del cretáceo.

2.3.3.2. Fracturamiento

Fallas longitudinales de tipo normal se ubican en los horizontes menos

competentes, principalmente en la formación Santa. También se ha

reconocido un sistema de fallas NE - SW al norte de Limpe y en la bocamina

Sur (nivel de extracción). Se tiene un sistema de fallas post minerales

intraformacionales de extensión regional. En el área es reconocido en la

bocamina del nivel 4690, se emplaza a lo largo de la formación Santa, se

bifurca al ingresar de norte a sur al yacimiento principal (Limpe Centro), un

ramal al piso y el otro al techo estratigráfico. También se tienen fallas

transversales a los cuerpos mineralizados (Estela y Olga), de rumbo N 60° -

70° W y con buzamientos de 55° a 65° SW. Algunas de estas fallas

controlan la mineralización indistintamente de uno u otro cuerpo.

30

2.3.4. Geología Económica

2.3.4.1. Esquema

La mena de zinc con alta ley forma un cuerpo principal en el área de Limpe,

está compuesta principalmente de esfalerita, mientras que los minerales de

ganga son, de acuerdo al análisis de difracción de rayos X, principalmente el

cuarzo asociado con clorita y siderita. La característica megascópica de la

mena es un brechamiento bien notable. La esfalerita ha reemplazado las

rocas encajonantes brechadas. También, se ha encontrado esfalerita de otra

calidad que ha precipitado en los espacios de la masa mineralizada

brechada, asociada con pirita y galena. Las brechas no mineralizadas están

incluidas en algunos casos.

2.3.4.2. Ocurrencia de la Esfalerita

Tres variedades de esfalerita ocurren en la mena.

a) Esfalerita gris oscura verdosa: Incluye calcopirita muy fina y que

presenta una estructura de exsolución. Compuesta casi solamente de

esfalerita y con leyes que alcanzan de 40% hasta 50% de Zn.

b) Esfalerita marrón oscura: Se encuentra incluyendo puntos y agregados

de pirita y galena. Las leyes alcanzan de 30% hasta 40% de Zn.

c) Esfalerita marrón pálida amarillenta: Este tipo es usualmente pálida y

transparente en color, y se estima que contiene menos Fe. La esfalerita

es reconocida en finas suturas y diseminaciones.

31

2.3.4.3. Ocurrencia de la Pirita

Como la pirita se encuentra con la mena, se reconocen las siguientes

diferencias en sus ocurrencias:

a) La pirita brechada. A lo largo de las grietas de la esfalerita se la

encuentra precipitada o que ha sido reemplazada parcialmente por la

esfalerita.

b) Se encuentra pirita en puntos o en agregados en esfalerita masiva. Se

reconoce que la pirita ha sido corroída y remplazada por esfalerita.

c) Se encuentra pirita en agregados dendríticos en la esfalerita masiva.

d) Se encuentra pirita en venillas, asociada con galena, esfalerita,

calcopirita, etc. Este tipo de pirita es euhedral en algunos casos.

2.3.4.4. Consideración de la Génesis

Del punto de vista de las particularidades mencionadas de los minerales de

mena y ganga y de los yacimientos, se deducen las siguientes

características para los yacimientos:

1. Un movimiento estructural notable se realizó durante el periodo de

mineralización.

2. Deben haber habido por lo menos 2 ó 3 estadios de mineralización.

3. Se piensa que es probable que los minerales de mena se hayan

precipitado rápidamente en un periodo corto en condiciones de

temperatura relativamente baja.

32

4. El brechamiento y el fracturamiento están relativamente cerca de la

mineralización.

2.3.5. Geología Local

A lo largo de la formación Santa en una longitud de 12 km se observan

manifestaciones de mineralización, expuestas discontinuamente, desde el

norte de la cumbre de Iscaycruz hasta Antapampa en el sur. Existen algunas

diferencias entre las ocurrencias de la mineralización en superficie (Planos

N° 3 y 4).

De la cumbre de Iscaycruz hasta Quellaycocha , hay un gossan masivo de

color negro a marrón oscuro compuesto principalmente de cuarzo y limonita

con cristales menores de goethita y hematita; hay también pequeños

cuerpos de pirita masiva.

En la cumbre de Huanda (parte central de Limpe) se observan capas de

gossan con esfalerita oxidada, algo de galena y calcopirita, además al sur de

la cumbre de Huanda se observa pirita compacta masiva de grano fino.

En el área de Tinyag se encuentran minerales de alteración de skarn como

actinolita, granate, epídota y magnetita, además de una franja de fuerte

alteración hidrotermal con presencia de cuarzo y hematitas.

En la zona de Antapampa (área Sur), se observa galena y esfalerita en

forma diseminada en una masa de siderita manganífera, óxidos de hierro y

cuarzo.

La mina Chupa es un yacimiento metasomático de contacto en skarn,

emplazado en las calizas Pariahuanca con mineralización económica de

33

zinc, en superficie se puede observar una fuerte oxidación con presencia de

limonitas y hematitas.

La mineralización ocurrida a lo largo de la formación Santa se presenta en

concentraciones esporádicas de minerales de mena. Sin embargo se puede

observar un zonamiento regional de minerales de mena. En el nor te de la

cumbre de Cunsha Punta, la cual está más cerca al centro de la actividad

ígnea ácida, los yacimientos de skarn están presentes (Chupa y Tinyag)

conteniendo calcopirita, esfalerita magnetita, pirita y pirrotita. En los flancos

norte y sur de esta zona mineralizada alrededor de la cumbre de Limpe y al

este de la cumbre de Cunsha Punta se formaron cuerpos de sulfuros

masivos. En las zonas externas tales como Antapampa la galena y la

esfalerita están diseminadas en la masa de siderita manganífera.

Esta variación lateral en la mineralización y en el tipo de los minerales de

mena se considera ser el resultado de una serie de soluciones

mineralizantes que provienen del centro ígneo ácido.

34

Plano N° 03 PLANO GEOLÓGICO




Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla Plano Geológico Fecha: 15/10/211

Revisado Luis Villegas Landa DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ESC : 1/200 000

35

Plano N° 04 SECCIÓN GEOLÓGICA TRANSVERSAL




Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla Sección Geológica Transversal Fecha: 13/10/211


36

2.3.5.1. SECTOR LIMPE CENTRO

El yacimiento en este sector está representado por el reemplazamiento

metasomático de dos horizontes de calizas subparalelas, ubicados a los

extremos, al piso y al techo de la formación Santa, separados uno del otro

de 30 a 40 metros, denominados “Cuerpo Estela” y “Cuerpo Olga ” (Figura

N° 5). No se observa la presencia de un cuerpo intrusivo cercano al que se

pueda relacionar la mineralización. Sin embargo existen manifestaciones de

alteración y mineralización afines a un proceso de reemplazamiento.

Referente a la génesis del distrito minero de Iscaycruz se ha atribuido la

coexistencia de un proceso de metasomatismo de contacto en el período

postmagmático y a un reemplazamiento hidrotermal, a lo largo de la

formación Santa.

2.3.5.1.1. Alteración y mineralización

La roca encajonante en ambos cuerpos mineralizados presenta alteración

hidrotermal, siendo mayor en el Cuerpo Estela, observándose al techo

piritización, argilitización y localmente propilitización en las zonas de

intersección con las fallas transversales principales, hacia el piso se puede

observar una ligera dolomitización junto a una silicificación moderada.

En plano no se ha establecido un zonamiento clásico de minerales tipo skarn

debido a la escasez de los mismos. Sin embargo en la zona sur de Limpe

37

Centro se ha detectado la presencia de granate (grosularia) así como la

mayor presencia de pirrotita.

Esta asociación podría representar la zona central de un débil zonamiento y

estaría relacionada a la mayor cercanía del intrusivo a profundidad, o a la

parte central de ascensión de soluciones de mayor temperatura en el sector.

Se distinguen hasta cuatro procesos de mineralización a lo largo de la

formación Santa, la primera fase constituye la formación de extensos

cuerpos o mantos longitudinales de pirita masiva, por reemplazamiento de

estratos calcáreos, asociado con marcasita y pirrotita. El segundo proceso

de mineralización corresponde a la deposición de minerales de skarn en el

cuerpo de pirita, constituido de esfalerita, pirita y calcopirita que se han

localizado en el cuerpo central de Limpe.

Una tercera fase de mineralización seguida de la anterior, corresponde a la

deposición de galena con minerales de plata, eligiendo preferencialmente al

cuerpo Estela. Como parte final se habría depositado la asociación

especularita, hematita, calcopirita en grado débil, zonándose principalmente

hacia los bordes o límites del cuerpo principal de esfalerita tanto en sentido

longitudinal como en sentido transversal hacia las cajas; en este último caso

se han emplazado formando vetas paralelas en la caja techo y en la zona

intermedia de los cuerpos Estela y Olga y forman prominentes afloramientos

en la cumbre de Limpe.

Como una etapa hidrotermal posterior dada a lo largo de la zona de

fracturamiento entre los cuerpos Estela y Olga encontramos la

38

mineralización de cobre la cual aprovechó las zonas más permeables para

su ascenso y deposición.

Un fuerte proceso de oxidación y lixiviación ha afectado la mineralización

primaria en la superficie de ambos cuerpos. La mineralización está

constituida por óxidos de hierro (goethita), caolinita, siderita, asociados con

óxidos de manganeso. Productos secundarios en forma de carbonatos de Zn

y Ag están presentes en el sombrero de hierro con valores importantes.

2.3.5.1.2. Secuencia de formación de minerales

Del estudio mineragráfico de muestras se deduce la siguiente secuencia:

1. Ganga

2. Pirita I

3. Pirita II (Pirita + Ni)

4. Esfalerita, Pirrotita?, Calcopirita, Enargita, Estannita

5. Galena, Galena argentífera?, Bornita

6. Covelita (mineral secundario en fracturas de esfalerita)

7. Hematita, especularita, calcopirita.

2.3.5.1.3. Cuerpos mineralizados

Existen dos cuerpos de sulfuros masivos de zinc, localizados uno en el

miembro inferior (Cuerpo Estela) y otro en el miembro superior (Cuerpo

Olga) de la formación Santa, localizados ambos dentro de un gran cuerpo de

pirita masiva, separados por estratos de caliza silicificada. Ambos cuerpos

39

están localizados en una extensión longitudinal de 300 metros en el área de

Limpe Centro.

Por efecto de un fallamiento regional en la zona intermedia de los cuerpos

Estela y Olga se han formado dos cuerpos de brecha tanto al piso como al

techo de ambos cuerpos respectivamente, fallamiento que ha provocado el

descenso del cuerpo Estela con respecto del cuerpo Olga en el cual se

observan sulfuros de zinc en superficie.

2.3.5.1.3.1. Descripción del Cuerpo Estela

La mineralización en este cuerpo es polimetálica, compuesta de esfalerita,

marmatita, galena argentífera y calcopirita. La orientación es similar a la de

los estratos N 20°- 25° W con 80°- 85° NE de buzamiento (Plano N° 05).

En superficie el afloramiento se encuentra bastante lixiviado con óxidos de

hierro, goethitas, limonitas a partir de pirita, debido a que el ápice de la

mineralización de zinc, que está bastante profundo no ha sido alcanzado por

el proceso de oxidación-lixiviación.

El cuerpo Estela es de forma tabular lenticular con potencias que van desde

5 hasta 30 metros, tiene una longitud de 300 metros. El cuerpo Estela

presenta principalmente 2 zonas definidas, el cuerpo masivo y la zona de

brecha al piso con clastos de caliza y dolomita.

a. Cuerpo masivo

Se encuentra ubicada al techo del cuerpo Estela, luego de una delgada

secuencia de calizas bituminosas finas intercaladas con horizontes delgados

40

de esfalerita/pirita. Tiene un espesor que varía de 7 a 25 metros, con mineral

económico en una extensión longitudinal de 300 metros en los niveles

intermedios, siendo menor en los niveles superiores (Plano N° 06).

La mineralización está constituida por marmatita/esfalerita de granulometria

fina asociada a pirita y galena en menor grado, la textura del mineral es

masiva fuertemente cohesionada y de alta dureza; la esfalerita masiva de

alta concentración da leyes de hasta 55 % de Zn, el Pb asociado a la plata

presenta valores altos de hasta 5 % en la zona central de los niveles

superiores, en la zona intermedia presenta valores promedios de 2.3 % los

cuales aumentan hacia los niveles inferiores. El cuerpo masivo de zinc

presenta en la parte central el emplazamiento de un cuerpo de cobre

primario de forma cónica teniendo una longitud de 100 metros y un espesor

de 25 metros en la cota 4651 (nivel 5), en la cota 4612 (nivel 2) su longitud

es de 20 metros por 5 metros de espesor, presenta valores de hasta 6 % de

cobre siendo el mineral principal la calcopirita con presencia de bornita en

las zonas de fracturamiento, el zinc tiene valores menores de 1 %.

El cobre primario también se presenta como una franja delgada y

discontinua en la caja techo alcanzando valores de hasta 1.5 % de cobre. A

lo largo de la brecha en contacto con la caja piso, se observa una franja de 4

metros en promedio con mineralización de zinc y cobre secundario

principalmente calcosita, covelita y algo de bornita, con leyes de Zn 16% y

Cu 2.2%.

41

b. Cuerpo de Brechas

Son de origen postmineral y están relacionados con el fallamiento regional

del mismo tipo que recorre longitudinalmente el yacimiento, específicamente

a lo largo del borde oeste del cuerpo masivo.

Litológicamente este cuerpo está representado por remanentes detríticos del

cuerpo masivo antes descrito, que se han incorporado a las milonitas de la

zona de falla en forma granular, guijarros, bloques y grandes bancos

mineralizados en una matriz con textura de flujo. En consecuencia la

mineralización es la misma que la del cuerpo masivo, con un aporte posterior

que ha reemplazado en muchas zonas la matriz dando la impresión de

continuidad del cuerpo masivo.

En los niveles inferiores al nivel 4640 (nivel 4) a lo largo del contacto piso de

esta brecha se ha formado una franja de 2 a 6 metros con mineralización de

zinc de hasta 21 % y cobre secundario con minerales tales como calcosita,

covelita, bornita diseminada y calcopirita en forma masiva y rellenando

fracturas alcanzando valores de hasta 12 % de cobre.

Las brechas se encuentran antes de las calizas de la caja piso, con una

potencia de hasta 15 metros. Los fragmentos se encuentran moderadamente

soldados a la matriz encontrándose en zonas fuertemente soldadas con

reemplazamiento de la matriz, con valores promedios de 25 % de Zn,

valores bajos de plomo y presencia errática de cobre, generalmente bornita.

42

Plano N° 05 Descripción del Cuerpo Estela




Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla DESCRIPCIÓN DEL CUERPO

ESTELA Fecha: 10/10/211


43

Plano N° 06 CUERPOS MASIVOS OLGA Y ESTELA




Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla CUERPOS MASIVOS OLGA Y ESTELA Fecha: 15/10/211


44

2.3.5.1.3.2. Descripción del Cuerpo Olga

La mineralización aflora en las inmediaciones de la chimenea 911 y 764,

formando una zona de óxidos de hierro y carbonatos hasta de 15 metros de

potencia.

La mineralización está representada básicamente por esfalerita masiva y

cristalizada en oquedades de diferentes tamaños formando drusas dentro de

la pirita masiva, también se encuentra diseminada en el cuerpo de pirita

hacia los extremos N-S, su distribución es homogénea con

reemplazamientos débiles de galena y argentita finamente diseminada, la ley

promedio del cuerpo Olga es de 16 % de Zn con valores bajos de Pb y Cu,

se observa un mayor reemplazamiento al lado sur antes de llegar a la falla 1

donde tenemos valores de hasta 40-45 % de Zn, esta falla limita la

mineralización hacia el sur, encontrando luego de ella solo un pequeño lente

aislado con diseminación y pequeñas drusas de esfalerita (Plano N° 7).

45

Plano N° 07 Descripción del Cuerpo Olga




Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla DESCRIPCIÓN DEL CUERPO OLGA Fecha: 20/10/211


46

2.3.5.1.4. Aspectos estructurales del yacimiento

La estructura más importante que se ha reconocido, es la presencia de un

fallamiento post mineral de extensión regional que en toda su magnitud se

aprecia en la bocamina del nivel 4690 y en la superficie del yacimiento,

cuyas trazas han originado un alineamiento de hundimientos o depresiones.

Esta estructura ingresa longitudinalmente al yacimiento de N-S, subdividido

en dos ramales.

La falla más importante se emplazó entre Estela y Olga, originando las

brechas mineralizadas por colapso y hundimiento del cuerpo masivo cuyo

tope de sulfuros de zinc en Estela quedó por el nivel 4690. Las brechas

mineralizadas antes descritas representarían la traza de esta falla

longitudinal en todos los niveles. La presencia del cuerpo masivo perturbado,

que se ha desprendido del cuerpo masivo por efectos de esta falla

longitudinal ubicada en el piso del cuerpo principal, que limita a ambos, ha

incrementado la potencia del cuerpo masivo por repetición.

El cuerpo Olga también se encuentra afectada desde los niveles inferiores

hasta el nivel 4730. Se caracteriza por tener un rumbo sinuoso y ondulante

con una zona de falla de 3-4 metros con inclinación subvertical, por este

efecto en varios sectores ha interceptado al cuerpo Olga, haciéndolo

inestable. Otra particularidad de esta estructura en toda su longitud, es la

presencia de brechas y fragmentos mineralizados de esfalerita y pirita en la

47

zona de falla. Presenta una matriz panizada compuesta por dichos minerales

molidos.

2.3.5.2. CUERPO MINERALIZADO TINYAG (LIMPE SUR)

El cuerpo mineralizado de Tinyag corresponde a la continuidad de los

cuerpos mineralizados Estela y Olga de Limpe Centro. En la zona de estudio

se encuentran formando un solo cuerpo con seis horizontes en superficie y

dos horizontes principales en profundidad. La mineralización se encuentra

diseminada dentro del Skarn y formando cuerpos masivos de esfalerita

(Marmatita), pirita, calcopirita, magnetita, etc.

En los cuerpos principales se han encontrado valores altos promedio del

horizonte de hasta 28.89 % de Zn, 1 % de Cu, y valores bajos de Pb 0.02 %

y Ag 6.53 g/t. El Skarn se formó por reacción pirometasomática, originada

por el contacto de rocas carbonatadas y fluidos silicatados, por acción de la

difusión del calcio y la sílice a altas temperaturas. Se trata de un exoskarn

sin afloramiento de roca intrusiva, compuesto por una variedad de minerales,

tales como, granates de composición intermedia, grosularia, andradita,

actinolita, tremolita, hedenbergita, magnetita, especularita, cuarzo, calcita;

acompañados en menor proporción por clorita, epidota, etc.; los granates

son de color verde amarillento, con algunos tintes marrones, textura masiva

a granular.

48

Plano N° 08 SECCIÓN LONGITUDINAL DE MINA TINYAG




Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla SECCIÓN LONGITUDINAL DE MINA

TINYAG Fecha: 10/10/211


49

Foto N° 2. FORMACIÓN CUERPO MASIVOS DE ESFALERITA

Según la clasificación química estaría dentro de los Skarn de Ca-Fe-Si por

su composición mineralógica; como dijimos anteriormente seria un Skarn sin

intrusivo expuesto. El Skarn de Tinyag es más característico y típico, en

relación al Skarn de Limpe Centro, donde no es muy claro, detectándose

solamente una asociación débil de granates. Esto indicaría que el intrusivo

está más cerca a Tinyag, tratándose de la misma formación calcárea. Esta

teoría estaría corroborada por el yacimiento de Skarn de Chupa ubicado 600

metros al NW de Tinyag

50

2.3.5.2.1. Geología económica

El afloramiento del cuerpo mineralizado en la zona es restringido, debido a

que se encuentra mayormente con cobertura morrénica y material reciente,

existió un pequeño afloramiento de Skarn con mineralización diseminada y

pequeños lentes de sulfuros, esfalerita (Marmatita), pirita, pirrotita,

acompañados de cuarzo, calcita, magnetita, especularita y algo de limonitas.

El muestreo realizado arrojó leyes promedio de 5.69 % Zn, 0.02 % Pb, 0.10

% Cu y 0.15 oz/t Ag.

Existen también pequeños afloramientos al sur de óxidos de hierro,

compuestos por cuarzo poroso, con relleno de limonitas y menor proporción

de hematita. El muestreo realizado arroja una ley promedio de 0.25 % Zn,

0.10 % Pb, 0.04 % Cu y 0.37 oz/tc Ag.

2.3.5.2.2. Alteración y mineralización

La alteración metasomática se desarrolló en la caliza, caracterizada por la

presencia de granates, tremolita, epidota, calcita, etc. Formando el Skarn. El

proceso de mineralización metálica ocurrió posteriormente a la Skarnización

o probablemente empezó antes de que cesara completamente la formación

del Skarn, mediante un estadio hidrotermal tardío, los fluidos reemplazaron

mayormente al Skarn y rellenaron intersticios y fracturas, la mineralización

de zinc se encuentra en cuerpos masivos, en diseminados, en manchas y

venillas.

51

2.3.5.2.3. Controles de mineralización

Los controles más importantes en el yacimiento de Skarn son: estratigráfico

y estructural.

a. Control estratigráfico

La presencia de rocas calcáreas (calizas) actúa como zonas de

metasomatismo cuando son intruidas por rocas ácidas, originando zonas de

Skarnización, que luego son aprovechadas por las soluciones mineralizantes

tardías para su reemplazamiento metálico.

b. Control estructural

Las observaciones hechas en el campo indican que la mineralización es

posterior a la formación del Skarn y ésta mineralización está controlada por

el fracturamiento originado por fuerzas tensiónales, que son aprovechadas

para la circulación de los fluidos, rellenando y reemplazando al Skarn.

2.3.5.2.4. Secuencia paragenética de formación de minerales

Del estudio de las muestras tomadas en superficie se deduce la secuencia

siguiente:

1. Gangas (granate, epidota, actinolita-tremolita)

2. Cuarzo

3. Magnetita-calcita

4. Hematita

5. Pirrotita-pirita

6. Esfalerita-calcopirita

52

7. Minerales de alteración (limonita, clorita, etc.)

2.3.5.2.5. Mineralogía del yacimiento

La mineralogía del yacimiento es variada, entre los minerales de mena

tenemos esfalerita, marmatita, calcopirita, sulfuros secundarios de cobre

(calcosita, covelita); la ganga está compuesta por pirita, pirrotita, magnetita,

hematita, cuarzo, calcita, granates etc.

2.3.5.3. YACIMIENTO CHUPA

El yacimiento de Chupa se encuentra emplazado en las calizas de la

formación Pariahuanca, la cual constituye la base de la secuencia calcárea y

suprayace a la formación Farrat compuesta por cuarcitas y areniscas

cuarzosas.

En la zona de Chupa no se han reconocido rocas intrusivas, pero la

existencia de cuerpos mineralizados por reemplazamiento, sugiere la

presencia de intrusiones cercanas, que no afloran pero que probablemente

han quedado muy cerca en forma de taco (plug) no aflorante.

Superficialmente no se han reconocido rocas metamórficas, los Skarn

gradan directamente a calizas frescas, posiblemente porque la temperatura

no ha sido suficiente para su formación.

Entre las rocas metasomático tenemos el Skarn, como resultado del

reemplazamiento metasomático de las calizas Pariahuanca, según las

53

relaciones estructurales se trata de un Skarn sin intrusivo expuesto,

presumiéndose un contacto ígneo en profundidad.

El Skarn es de color verde oscuro, masivo y está compuesto por una

variedad de minerales: granates de la variedad andradita- grosularia,

hedenbergita, tremolita; además de cuarzo, calcita, magnetita, ilvaita,

especularita, acompañados de clorita, epidota, etc.

Por la mineralogía observada en el Skarn de Chupa, estaría dentro de los

Skarn de Ca-Fe-Si, originado por reemplazamiento de calizas relativamente

puras.

54

Plano N° 09. YACIMIENTO CHUPA

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA


Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla YACIMIENTO CHUPA Fecha: 10/10/211


55

2.3.5.3.1. Fallamiento y fracturamiento

Estructuralmente la zona se encuentra perturbada, por un sistema de

fallamiento transversal y diagonal a la estratificación, con direcciones NE-SW

y buzamientos entre 80° y 85° al SE, acompañados por fallas menores de

cizallamiento. Se han reconocido 5 fallas principales, salvo que un estudio

más detallado determine otra cosa.

2.3.5.3.2. Geología económica

El yacimiento de Chupa comprende dos cuerpos mineralizados irregulares

de reemplazamiento metasomático, separados por 120 metros de distancia;

de norte a sur que han sido denominados “Cuerpo Norte” y “Cuerpo Sur”.

A. Descripción del Cuerpo Norte

En este cuerpo la parte masiva no aflora, se encuentra cubierta por material

coluvial y por las areniscas calcáreas de la formación Farrat. Las areniscas

calcáreas se encuentran oxidadas a consecuencia de las soluciones

mineralizantes que ascendieron por las fracturas después de mineralizar a

las calizas Pariahuanca. El muestreo en superficie arrojó un promedio de

1.40 % Zn, 0.09 % Pb, 0.53 % Cu, 1.03 oz/tc Ag.

Con el nivel 4600 se ha explorado el Cuerpo Norte en las calizas

Pariahuanca, habiéndose encontrando skarn con mineralización masiva y

diseminada, compuesta por esfalerita, marmatita, pirita, pirrotita, magnetita;

en este cuerpo no se encontró ilvaita (Plano N° 10).

56

El cuerpo tiene 6 metros de potencia por 13 m de longitud reconocida con

una ley promedio de 12 % Zn.

Plano N° 10 MINERALIZACIÓN DE SKARN MASIVO



Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla MINERALIZACIÓN DE SKARN

MASIVO Fecha: 10/09/211


57

B. Descripción del Cuerpo Sur

El Cuerpo Sur aflora entre las cotas 4675 y 4725, la geometría de su

afloramiento es irregular, limitado por la falla 1 que pone en contacto la

formación Farrat con la formación Pariahuanca.

De acuerdo a la cartografía se ha dividido en dos partes. La primera

corresponde a Skarn con pequeños lentes de ilvaita, magnetita y sulfuros

diseminados de esfalerita, pirita, pirrotita, el muestreo realizado da leyes

bajas de Zn 2.6 %. La segunda parte corresponde a un cuerpo masivo en

Skarn de 22 metros de ancho por 35 metros de longitud como promedios,

con mineralización compacta y masiva de magnetita-ilvaita con sulfuros

diseminados y en lentes de esfalerita (Marmatita), pirita-pirrotita, se

encuentra oxidado con limonita, hematita y especularita, el espesor de los

óxidos se estima entre los 3 y 4 metros, con una ley promedio de Zn de

11.6%.

2.3.5.3.3. Tipo y origen del yacimiento

El yacimiento de Chupa es del tipo Skarn, sin intrusivo expuesto, originado

por reemplazamiento metasomático de las calizas de la formación

Pariahuanca a partir de soluciones hidrotermales residuales, provenientes

del intrusivo cuyo tipo se desconoce. De acuerdo a su génesis está dentro

de los yacimientos epigenéticos.

58

2.3.5.3.4. Alteraciones y mineralización

La alteración principal es el Skarn, seguido de las calizas recristalizadas algo

silicificadas, hay abundante ilvaita, como producto de alteración tenemos la

clorita, epidota, etc. La mineralización metálica ocurrió después de la

formación de Skarn, mediante un estado hidrotermal tardío, los fluidos

hidrotermales al migrar reemplazaron al Skarn, como también rellenaron

fracturas preexistentes. La mineralización en el yacimiento se encuentra en

forma masiva, compacta, diseminada y como relleno de fracturas y es

variada, existiendo minerales de mena como esfalerita (Marmatita), en

menor cantidad la calcopirita. La ganga del yacimiento está compuesta por

pirita, pirrotita, magnetita, ilvaita, cuarzo, calcita, etc.

2.3.5.3.5. Controles de mineralización

Los controles más importantes en el yacimiento tipo Skarn son: estratigráfico

y estructural.

A. Control estratigráfico

Las rocas calcáreas (calizas) de la formación Pariahuanca, fueron afectadas

por el metasomatismo al ser intruidas por rocas ácidas, originando zonas de

Skarnización, que luego son aprovechadas por las soluciones mineralizantes

tardías. También se observa que algunos horizontes de la caliza no son

favorables para la Skarnización y por ende para la mineralización.

59

B. Control estructural

El emplazamiento de la mineralización ha seguido conductos originados por

el fracturamiento del cuerpo Skarn, debido a fuerzas tensiónales que luego

han sido aprovechadas por las soluciones mineralizantes reemplazando y

rellenando las fracturas del Skarn, así como también rellenando los poros del

mismo.

Existe un fallamiento post mineral tal como la falla F-1 que controla el cuerpo

mineralizado en superficie y en los niveles existe también un fracturamiento

transversal dentro del cuerpo mineralizado, no se observa mucha lixiviación

superficial ni enriquecimiento secundario, posiblemente debido a que la

mineralización en el Skarn es muy densa.

2.3.5.3.6. Paragénesis de la formación de minerales

La paragénesis de los minerales en Chupa es como sigue:

1. Pirrotita-cuarzo

2. Esfalerita-pirita

3. Calcopirita

4. Pirita-esfalerita

5. Esfalerita Marmatita.

60

2.3.6. Valores unitarios y valores mínimos minable

2.3.6.1. Valorización del mineral

La valorización de los minerales depende de la forma en la que estos se

comercializicen y del tipo de mineral o metal en cuestión. Existen variables

como:

1) Valor del mineral en cancha

2) Precio del metal en el mercado

3) Ley de cabeza del mineral

2.3.6.2. Ley de corte

La ley de corte es conocida también como la ley mínima explotable o Cut off

determinada con el propósito de clasificar los minerales en económicos y no

económicos por un periodo de tiempo determinado. Existen 3 tipos de leyes

de corte:

2.3.6.2.1. Cut off geológico

Es el mineral recuperable cuyo valor es equivalente a la suma de los costos

de minado (Cm), de concentración (Cc), gastos indirectos de operación

(GIO) y la compensación por tiempo de servicio del personal del

campamento (Ts)

61

2.3.6.2.2. Cut off operacional

Es el Cut off geológico más los gastos no asignados y financieros de la

empresa. En caso de que la empresa posea más de una unidad minera se

considera la proporción de gastos no asignados y financieros aplicables a

cada mina

2.3.6.2.3. Cut off empresarial

Es el Cut off operacional mas la depreciación aplicada al equipo de la mina y

la tonelada (Compensación por tiempo de servicios) del personal

administrativo de la empresa en general.

2.3.6.3. Dilución, recuperación y perdida del mineral

Fijados los parámetros que determinan el grado de reservas económicas, no

hay ningún método de explotación racional permite recuperar la totalidad de

las reservas minables. La dilución del mineral es producto a consecuencia

de la aplicación práctica del método de explotación, tratándose de una

contaminación del mineral.

El grado de aprovechamiento de las reservas e indirectamente las pérdidas

de mineral que se producen:

a) Tipos y fuentes de dilución

b) Perdidas de mineral

62

c) Diluciones y recuperaciones mineras según los distintos métodos de

explotación

2.3.6.4. Costo de minado

Los costos de inversión son necesarios para la adquisición de los activos

necesarios para poner en producción a un proyecto, esto tiene dos

componentes capital fijo y capital circulante.

2.3.6.5. Clasificación de mineral

2.3.6.5.1. Mineral probado

Es aquel que como consecuencia de las labores realizadas de los muestreos

obtenidos y de las características geológicas conocidas, prevé riesgo de la

discontinuidad. El factor de continuidad aplicable al tonelaje de mineral

probado es de 1.0.

2.3.6.5.2. Mineral Probable

Es aquel en el que el riesgo es mayor el indicado por el mineral probado,

pero que tiene suficientes evidencias geológicas para suponer la continuidad

del mineral, sin poder asegurar su dimensión (parámetros geológicos) ni el

contenido de sus avalores. El coeficiente de certeza, factor de continuidad

aplicable al tonelaje de mineral probable es de 0.75.

63

2.3.6.5.3. Mineral prospectivos

Es aquel cuyos tonelajes estimados se basan mayormente en el amplio

conocimiento del carácter geológico del depósito, debiendo tener algunas

muestras y mediciones para su dimensionamiento. El estimado o apreciación

se base en la continuidad asumida o inferida la repetición de evidencias

geológicas, los cuales pueden ser diagramas de curvas y/o cocientes

metálicos, algunos sondajes diamantinos, trincheras o labores subterráneos

parcialmente accesibles con muestras aisladas áreas de influencias

cercanas a bloques de mineral probado o probable.

2.3.6.5.4. Mineral marginal

Son aquellos que cubren los gastos directos (incluyendo regalías) y parte de

los indirectos no así totalmente amortizaciones depreciaciones y gastos

financieros. Su operación no da utilidad pero ayuda a disminuir las pérdidas

provocadas por los gastos fijos que no evitaría con la paralización o

disminución de la escala de operaciones.

Este mineral es potencial porque con mejoras en los parámetros (reducción

de costos o aumento de precio de los metales) pueden convertirse en

reservas mineras

64

CAPÍTULO III

DESCRIPCION DE METODO DE EXPLOTACION

3.1. Minería general

La explotación subterránea de yacimientos metálicos es más antigua que la

del carbón y potasa. Numerosos metales como el oro, plata, hierro, cobre,

plomo, mercurio, etc., han tenido importancia capital en las antiguas

civilizaciones, el aprovisionamiento de estas materias primas eran la mayor

preocupación del hombre andino.

La existencia de un yacimiento metálico bastaba para empezar el laboreo,

aun no siendo conocido el concepto de yacimiento económicamente

explotable. La rentabilidad carecía de importancia frente a la posesión del

mineral explotable.

65

3.1.1. Conceptos generales sobre depósitos de minerales

Se consideran como depósitos de minerales a concentraciones de minerales

útiles que después de su explotación y tratamiento se usan como materias

para otras industrias.

Desde el punto de vista minero estos depósitos se consideran de varios

tipos:

3.1.1.1. Veta o Filón.

Es una fractura de la corteza terrestre que aloja sustancias minerales

metálicas y ganga, como consecuencia de la precipitación de las soluciones

hidrotermales. Son de forma tabular con gran superficie y un espesor

relativamente pequeño.

3.1.1.2. Cuerpos Mineralizados.

Son conocido también con el nombre de ORE BODIES, son depósitos

irregulares, es decir que no tienen forma ni tamaño definido, son derivados

por emplazamiento de sulfuros económicos.

3.1.1.3. Mantos.

Son yacimientos de forma tabular más o menos horizontal que se han

formado entre dos capas, es decir que son depósitos interestraficados.

66

3.1.1.4. Diseminaciones.

En este tipo de depósitos los granos de mineral están espaciados dentro de

la masa de roca. Muy raras veces aparecen

3.2. CLASIFICACIÓN DE METODO DE MINADO

Es necesario ejecutar un proceso de selección del método de explotación

mediante un análisis sistemático global de parámetros específicos del

yacimiento como son: geometría del yacimiento, distribución de leyes,

aspectos económicos, limitaciones ambientales, propiedades geomecánicas

del mineral y la roca encajonante.

La variabilidad de esos parámetros y las dificultades de cuantificación total

de los mismos impiden el desarrollo de reglas rígidas y esquemas precisos

de explotación aplicables a cada yacimiento particular

3.2.1. MÉTODO POR SUBNIVELES ASCENDENTE CON RELLENO

CONSOLIDADO

Empresa Minera Iscaycruz S.A. en su afán de ofrecer productividad y a la

vez seguridad ha empleado un moderno método de explotación subterránea

nacido por la necesidad de lograr la estabilidad en corto tiempo tanto del

macizo rocoso como del cuerpo mineralizado, estabilidad afectada por la

presencia de numerosas discontinuidades y rocas de mala calidad.

67

3.2.2. DESCRIPCION DEL METODO DE MINADO

Este método es conocido también con el término “Sublevel Stoping” y

consiste en dejar cámaras vacías después de la extracción del mineral.

El método de explotación se caracteriza por su gran productividad debido a

que las labores de preparación se realizan en su mayor parte dentro del

mineral. Para prevenir el colapso de las paredes, los cuerpos grandes

normalmente son divididos en dos o más tejeos; la recuperación de los

pilares se realiza en la etapa de relleno cementado.

El éxito del método radica en el estricto paralelismo de los cruceros (entre

los subniveles) en la rapidez con la que rellenan y la calidad de relleno

cementado.

El método se caracteriza por su alta productividad, bajo costo aplicado a

yacimientos de potencias moderadas y porque la perforación se realiza de

subnivel a subnivel con taladros largos

3.2.3. CONSIDERACIONES Y CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO

Las malas condiciones geomecánicas de los cuerpos mineralizados han

subdividido a los cuerpos en subniveles con un máximo de 12 metros de

altura y 6 metros de ancho. La explotación se realiza a través de los

subniveles y niveles horizontales a intervalos verticales fijos en forma

ascendente. Cada uno de ellos se desarrolla según un conjunto de galerías

68

que cubren la sección completa del mineral y según sea el sistema de

perforación en abanico, anillo o en paralelo.

Condición de aplicación:

En yacimientos de potencias entre 5 a 35 m.

En yacimientos con buzamientos verticales o próximos a ella.

En macizo rocoso de alta y media competencia.

En yacimientos cuyo método de explotación sea compatible con el

método por subniveles.

3.2.4. LABORES DE ACCESO, DESARROLLO Y PREPARACION

Lo constituyen rampas y socavones; dependiendo de las dimensiones y

del equipo a emplearse.

Lo constituyen la rampa y las galerías de nivel (-8, -9) realizadas en

material estéril.

Estas galerías son de uso para extracción y transporte de mineral hacia

los puntos de carguío.

Lo constituyen en si los subniveles, se caracterizan por estar

desarrollados íntegramente en mineral. Estas labores son importantes

porque constituyen un % regular en la producción del método.

69

Plano N° 11 PREPARACION Y DESARROLLO DE LABORES



Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla PREPARACION Y DESARROLLO DE

LABORES Fecha: 10/10/211


70

Plano N° 12 SUBNIVELES, RAMPAS Y CHIMENEAS



Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla SUBNIVELES, RAMPAS Y CHIMENEAS Fecha: 30/10/211


3.2.5. PRODUCCIÓN PERFORACIÓN Y VOLADURA CON TALADROS

LARGOS

Es ventajoso emplear este sistema en yacimientos verticales de buena

potencia. Las operaciones de perforación en subniveles, se realiza los

taladros largos usando barras de extensión para lograr una longitud

71

adecuada resultante de las pruebas que presenta una desviación del 1%

cantidad que permite controlar la perforación.

Perforación Horizontal se utilizaron:

Equipo BOOMER - H 281

Presión aire 6 Bar.

Presión de agua 10 – 12 Bar.

Presión de percusión alta 180 Bar.

Presión de percusión baja 130 Bar.

Presión rotación 40 – 70 Bar.

Velocidad de penetración 32 m/hr.

Longitud de barra 3,0mts.

Diámetro de broca 45m.m.

Metros perforados por mes 3 375 m

Producción horizontal/mes 27 155Tn

Perforación vertical se utilizaron

Equipo Simba H 357

Perforadora COP 1238ME (15KW)

Tipo de Malla Vertical Paralelo ( 50% 50% )

Longitud de Taladro 15 metros

Diámetro 64mm (2 ½”)

Tipo de Roca Mineral Masivo Esfalerita - Skarn.

72

Veloc. de Penetración 27 m.p/hr

Rendimiento por día 256 m.p/día

Disponibilidad Mecánica 94%

Desviación (a 10 mts) 0,10 m (< 1%)

Costo (Incl. Rptos, Aceros 3,12 $ /m.p

Energ., M.O) 0,45 $ / ton

Plano N° 13 PERFORACIÓN VERTICAL VISTA EN PLANTA



Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla PERFORACIÓN VERTICAL VISTA EN

PLANTA Fecha: 10/10/211


73

Figura N° 01 PERFORACIÓN VERTICAL ASCENDENTE Y DESCENDENTE



Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla PERFORACIÓN VERTICAL

ASCENDENTE Y DESCENDENTE Fecha: 10/10/211


74

Plano N° 14 DISTRIBUCIÓN DE TALADROS VERTICALES



Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla DISTRIBUCIÓN DE TALADROS

VERTICALES Fecha: 10/10/211


De acuerdo al diseño a la malla de voladura se inicia el carguío de los

taladros:

Parámetros de Voladura en paralelo

Toneladas a romper = 1 972 t

Factor de potencia = 0,15 k/t

Total de explosivo = 296 kg.

Razón lineal de carga = 2,20 k/m

75

Tons por metro perforado = 11,6

Metros cargados = 116 m

Total metros de taco = 54 m

Voladura en taladros vertical.

Plano N° 15 DISTRIBUCIÓN DE FANELES EN VOLADURA VERTICAL



Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla DISTRIBUCIÓN DE FANELES EN

VOLADURA VERTICAL Fecha: 10/10/211


taco

explosivo

76

Plano N° 16 DISEÑO DE MALLA EN VOLADURA HORIZONTAL.



Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla DISEÑO DE MALLA EN VOLADURA

HORIZONTAL. Fecha: 10/10/211


3.2.6. Limpieza, carguío y transporte de mineral

El sistema de limpieza y carguío de mineral roto se efectúa con ayuda de

Scooptrams de 6 Yd3 a control remoto, la distancia de acarreo varía entre

100 y 140 metros, desde las ventanas de carguío, la eficiencia del transporte

es dura de roer en la minería subterránea. Los camiones Mercedes-Benz

Axor son lo suficientemente potentes para transportar cargas de 22.5 TN

durante largos períodos y, a menudo, a grandes distancias, a través de las

rampas hasta los stop pile recorridos a 4.5 kilómetros de distancia.

77

Figura N° 02. SISTEMA DE LIMPIEZA, CARGUÍO Y TRANSPORTE DE

MINERAL



Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla SISTEMA DE LIMPIEZA, CARGUÍO Y

TRANSPORTE DE MINERAL Fecha: 10/10/211


78

CAPÍTULO IV

ESTUDIO GEOMECÁNICO DEL MACIZO ROCOSO

4.1. Generalidades.

La caracterización de un macizo rocoso constituye la fase inicial en todo

estudio geológico-geotécnico e implica la descripción de las características

particulares que intervienen y que juegan un papel importante en el

comportamiento Geomecánico del macizo rocoso frente a procesos de

desestabilización, como pueden ser la ejecución de excavaciones a tajo

abierto y subterráneo o cualquier otro mecanismo que altere el estado inicial

del macizo rocoso como elemento de construcción. Es importante mencionar

que la caracterización de macizos rocosos esta fundamentalmente basada

en las observaciones y descripciones hachas a partir de afloramientos y

sondajes de perforación. Es ese sentido dichas descripciones no solo tiene

que tener un contenido geológico sino que también deben estar

79

acompañadas de medidas y ensayos adicionales, que junto al análisis

Geomecánico permiten obtener parámetros básicos de diseño en los

proyectos de ingeniería de rocas.

4.2. Estudio Geomecánico de las labores de exploración subterránea,

desarrollo, preparación y explotación

4.2.1. Mina Limpe

4.2.1.1. Labores de Desarrollo: Nuestras labores de desarrollo están en la

Formación Chimú, que consta de roca metamórfica cuarcita y roca

sedimentaria arenisca.

4.2.1.1.1. CONDICIONES GEOMECÁNICAS - FORMACION CHIMU:

Litológicamente la formación consiste de una cuarcita de grano medio, de

textura masiva, color blanquecino. Se presenta en bancos de hasta tres

metros de potencia, fracturada y diaclasada, por su naturaleza constituye la

parte escarpada de los cerros. En el cual está construida la rampa y parte

del pívot (acceso al cuerpo)

Roca =Cuarcita

RMR ajustado= 53

Q = 12.5

Correlación entre RMR y Q = 67

Calidad de Roca = REGULAR A BUENA

Tiempo de Autosoporte= 8 meses aprox

80

123

* Persistencia

* Apertura* Rugosidad* Relleno

* Intemperismo

5

6

SISTEMA RMR 89

PARAMETROSVALORES Y

CARACTERISTICASVALUACION

Resistencia a la Compresión Uniaxial de roca intacta 50 - 100 MPa 7

RQD 75 - 90 % 17

Espaciamiento de las Discontinuidades 20 - 6 cm 8

4 Condición de Discontinuidades 3 - 10 m 2< 0.1 mm 5

Lig Rugoso 3Suave < 5 mm 1

Ligera 5

Agua Subterránea Humedo 10

Ajuste por Orientación de Estructuras Media -5RMR 89 Básico 58

Roca Tipo: REGULARRMR 89 Ajustado 53

Roca Tipo: REGULAR

Sistema Q

VARIABLES

1 RQD2 Jn3 Jr4 Ja5 Jw6 SRF

PARAMETROSCARACTERISTICAS

DEL MACIZOVALOR

RQD 60% 75Número de Sistemas de Juntas Tres Familias 9Número de Rugosidad de Juntas Ondulosas, Rugosas 3Número de Alteración de Juntas Lig. Alteracion 2Factor de Reducción por agua en juntas Secas 1Factor de Reducción de Esfuerzos Cobertura media 1

Q ' 12.5

Roca Tipo:BUENA

Roca Tipo:BUENA

Q Ajustado 12.5

Correlación entre el RMR y el Q

RMR = 9 x LnQ +44 = 67

8.8

1.612.5

Maxima abertura sin sostenimiento =

ESR =Q =

2(ESR)Q0.4

=

81

4.2.1.1.2 CONDICIONES GEOMECÁNICAS - FORMACION SANTA

La formación Santa está constituida de calizas grises azuladas,

estratificación delgada. En el área de Iscaycruz la formación Santa se ubica

longitudinalmente en la parte central y es importante por el emplazamiento

de los Cuerpos mineralizados de reemplazamiento, tiene una potencia de 40

a 80 metros. En esta formación esta constituido por la caja techo del mineral

y el cuerpo de mineral propiamente dicho. Donde hemos construido la

galería y los cruceros en mineral

Roca = Arenisca

RMR ajustado= 42

Q = 5.4


Calidad de Roca = REGULAR

Tiempo de Autosoporte= 2 meses aprox.

123

* Persistencia


* Intemperismo

5

6

SISTEMA RMR 89

PARAMETROSVALORES Y



RQD 50 - 75 % 13




Ligera 5


Ajuste por Orientación de Estructuras Muy desfavorable -12RMR 89 Básico 54


Roca Tipo: REGULAR

82

Sistema Q

VARIABLES



DEL MACIZOVALOR


Q ' 5.4

Roca Tipo:REGULAR

Roca Tipo:REGULAR

Q Ajustado 5.4


RMR = 9 x LnQ +44 = 59

6.3

1.65.4


ESR =Q =

2(ESR)Q0.4

=

83

4.2.1.2. LABORES DE PREPARACIÓN: En las labores de preparación

están ubicadas dentro de la formación Santa, que conforman la roca

sedimentaria caliza, el cual se ha evaluado geomecánicamente.

4.2.1.2.1 CONDICIONES GEOMECÁNICAS - FORMACION SANTA

La formación Santa está constituida de calizas grises azuladas,

estratificación delgada. En el área de Iscaycruz la formación Santa se ubica

longitudinalmente en la parte central y es importante por el emplazamiento

de los Cuerpos mineralizados de reemplazamiento, tiene una potencia de 40

a 80 metros. En esta formación está constituido por la caja techo del mineral

y el cuerpo de mineral propiamente dicho. Donde hemos construido la

galería y los cruceros en mineral.

Roca =Caliza

RMR ajustado= 44

Q = 5.4



Máxima Abertura sin sostenimiento =6.3 m


84

123

* Persistencia


* Intemperismo

5

6

SISTEMA RMR 89

PARAMETROSVALORES Y



RQD 25 - 50 % 8




Ligera 5




Roca Tipo: REGULAR

Sistema Q

VARIABLES



DEL MACIZOVALOR


Q ' 5.4

Roca Tipo:REGULAR

Roca Tipo:REGULAR

Q Ajustado 5.4


RMR = 9 x LnQ +44 = 59

6.3

1.65.4


ESR =Q =

2(ESR)Q0.4

=

85

4.2.1.3. LABORES DE EXPLOTACIÓN: Nuestras labores de explotación

están íntegramente en la Formación Santa, el cual conforma la zona de la

caliza que han sido reemplazado mineralógicamente por el proceso de skar.

Las condiciones geomecánicas de detallan en los cuadros siguientes:

86

4.2.2. MINA CHUPA

4.2.2.1 CONDICIONES GEOMECÁNICAS:

Roca =Caliza

RMR ajustado= 51

Q = 15.0





123

* Persistencia


* Intemperismo

5

6

SISTEMA RMR 89

PARAMETROSVALORES Y



RQD 50 - 75 % 13




Ligera 5




Roca Tipo: REGULAR

87

Sistema Q

VARIABLES



DEL MACIZOVALOR

RQD 60% 60Número de Sistemas de Juntas Dos Familias y ocasioanles 6Número de Rugosidad de Juntas Ondulosas, Rugosas 3.0Número de Alteración de Juntas Lig. Alteracion 2Factor de Reducción por agua en juntas Secas 1Factor de Reducción de Esfuerzos Cobertura media 1

Q ' 15.0

Roca Tipo:BUENA

Roca Tipo:BUENA

Q Ajustado 15.0


RMR = 9 x LnQ +44 = 68

9.5

1.615


ESR =Q =

2(ESR)Q0.4

=

88

4.2.3. MINA TINYAG 1

4.2.3.1. CONDICIONES GEOMECÁNICAS:

Calidad de roca del Mineral:

123

* Persistencia


* Intemperismo

5

6

SISTEMA RMR 89

PARAMETROSVALORES Y



RQD 25 - 50 % 8

Espaciamiento de las Discontinuidades < 6 cm 5



Moderadamente 3




Roca Tipo: MALA

Roca =Arenisca

RMR ajustado= 41

Q = 8.30




Tiempo de Autosoporte=2 meses aprox.

89

123

* Persistencia


* Intemperismo

5

6

SISTEMA RMR 89

PARAMETROSVALORES Y



RQD 50 - 75 % 13




Ligera 5


Ajuste por Orientación de Estructuras Muy desfavorable -12RMR 89 Básico 53


Roca Tipo: REGULAR

Sistema Q

VARIABLES



DEL MACIZOVALOR

RQD 50% 50Número de Sistemas de Juntas Tres Familias 9Número de Rugosidad de Juntas Ondulosas, Rugosas 3.0Número de Alteración de Juntas Lig. Alteracion 2Factor de Reducción por agua en juntas Secas 1Factor de Reducción de Esfuerzos Cobertura media 1

Q ' 8.3

Roca Tipo:REGULAR

Roca Tipo:REGULAR

Q Ajustado 8.3


RMR = 9 x LnQ +44 = 63

7.5

1.68.3


ESR =Q =

2(ESR)Q0.4

=

90

4.2.4. YACIMIENTO DE TINYAG II

4.2.4.1. CONDICIONES GEOMECÁNICAS:

123

* Persistencia


* Intemperismo

5

6

SISTEMA RMR 89

PARAMETROSVALORES Y



RQD < 25 % 3

Espaciamiento de las Discontinuidades < 6 cm 5



Moderadamente 3



Roca Tipo: MALARMR 89 Ajustado 33

Roca Tipo: MALA

Roca =Arenisca

RMR ajustado= 48

Q = 8.3





91

123

* Persistencia


* Intemperismo

5

6

SISTEMA RMR 89

PARAMETROSVALORES Y



RQD 50 - 75 % 13




Ligera 5




Roca Tipo: REGULAR

Sistema Q

VARIABLES



DEL MACIZOVALOR

RQD 50% 50Número de Sistemas de Juntas Tres Familias 9Número de Rugosidad de Juntas Ondulosas, Rugosas 3.0Número de Alteración de Juntas Lig. Alteracion 2Factor de Reducción por agua en juntas Secas 1Factor de Reducción de Esfuerzos Cobertura media 1

Q ' 8.3

Roca Tipo:REGULAR

Roca Tipo:REGULAR

Q Ajustado 8.3


RMR = 9 x LnQ +44 = 63

7.5

1.68.3


ESR =Q =

2(ESR)Q0.4

=

92

4.3. ESTUDIO DE LOS TIPOS DE SOSTENIMIENTO REQUERIDO DE

LAS LABORES DE EXPLORACIÓN SUBTERRÁNEA

4.3.1. ELEMENTOS DE SOSTENIMIENTO

4.3.1.1. PERNOS DE ANCLAJE BARRA HELICOIDAL

Los pernos de anclaje de barra helicoidal podrán ser de 2.10m o 3.00 m. de

longitud siendo estos encapsulados con lechada de cemento, el diámetro de

los taladros de perforación será de 38 a 36mm. La composición del acero de

la barra helicoidal corresponderá a las especificaciones técnicas de esta, es

decir sujeto a los requisitos de propiedades mecánicas ASTM A615 grado 60

y grado 75.

La barra helicoidal tendrá un diámetro de 22mm. (7/8) y estará conjugada

con placas de sujeción de 200mm x 200mm que deberán tener como norma

técnica las especificaciones ASTM A536, grado 60; asimismo poseerán

tuercas de fijación que deberán tener norma ASTM A36.

4.3.1.2. SHOTCRETE VIA SECA

El concreto lanzado es un material cohesivo y alcanza mayor resistencia que

un concreto convencional con proporción de mezcla similar, esta

característica se obtiene por el grado de compactación que recibe como

consecuencia de la velocidad de impacto, con la que el “Chorro” de mezcla

se lanza sobre la superficie rocosa, que es del orden de 80 m/s

93

Su alta resistencia inicial se atribuye a la baja relación agua / cemento y al

empleo de acelerantes de fraguado, que han sido desarrollados para

conseguir altos valores de resistencia inicial.

4.3.1.2.1- FIBRAS DE REFUERZO

La introducción de la fibra metálica en el concreto, ofrece un refuerzo

tridimensional y aleatorio en toda la masa, transformando el concreto en un

material más flexible y dúctil. La resistencia a la tensión no sólo se da en una

o dos zonas en el concreto, sino que ocurre en toda la masa y en todas las

direcciones. El concreto reforzado con fibra metálica, puede resistir

esfuerzos mayores, antes y después de la aparición de la primera grieta.

Además ofrece mayor resistencia a la fatiga y al impacto que el concreto

reforzado con varilla o malla, y reduce la aparición de grietas y

despotillamientos. Si el concreto se agrieta, la fibra metálica minimizará la

apertura de esta grieta.

4.3.1.3. ESTABILIZACIÓN FORTIFICADA CON MALLAS Y PERNOS DE

ANCLAJE

En terrenos de roca incompetente fracturada, con tendencia al

desgajamiento por capas debido a al acción de las fuerzas de presión y

esfuerzo dinámicos, se hace necesario asegurar al arco de la bóveda a la

estructura de roca masiva e inalterada que se halla por encima de la zona

94

fracturada, y esto es posible mediante la introducción de los pernos de

anclaje. El elemento principal de fortificación es el perno de anclaje.

Asimismo, cuando se efectúan excavaciones de cámaras subterráneas para

la instalación de equipos, talleres de reparación, comedores, bodegas,

galerías de extracción y acceso, es decir, labores cuyo funcionamiento ha de

tener una larga duración, también se aplica la estabilización fortificada con

pernos de anclaje y mallas.

En este tipo de trabajos, el concreto proyectado es el complemento de la

estructura conformada por los pernos y la malla donde sin embargo cumple

una destacada función integradora, ya que sin el concreto, el trabajo de

estos elementos de fortificación sería deficiente y no cumplirían el trabajo

para el cual han sido instalados.

Para la estructura formada por pernos y mallas, el concreto proyectado

contribuye a darle la rigidez necesaria para que trabajen a plenitud, por

cuanto integra a estos elementos con la estructura natural del soporte

haciéndolos un todo indivisible. El perno asegura al conjunto con las

estructuras de roca sana y no fracturada, la malla aporta su tenacidad a los

esfuerzos de tracción y cizallamiento y el concreto consolida la integración

de la malla con el soporte. Además evita el desplazamiento de los estratos.

95

4.3.1.4. CIMBRAS O CERCHAS METÁLICAS

Son estructuras fabricadas con perfiles de acero de ala ancha para soporte

rígido, cuya función es otorgar inmediata seguridad, ajustándose lo más

posible a la línea de excavación en el frente de avance del túnel. Las vigas

son curvadas de acuerdo con la geometría solicitada por el cliente.

Fabricado en dos piezas para una máxima velocidad de instalación, según

las características de la sección, se pueden fabricar en tres o más piezas.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Material: Perfiles H de alas anchas WF Standard americano

Norma Técnica ASTM A-36

Limite elástico (MPa) 370

Resistencia (MPa) 640

Alargamiento 18%

DESIGNACION DE LAS CIMBRAS

96

Valores de la carga de colapso para perfiles de acero sometidos a cargas

puntuales en la corona, en relación al diámetro y dimensiones de la sección

Se ha hecho un retro análisis (back analysis) de este fenómeno ocurrido, y

utilizando los parámetros de la masa rocosa involucrados en esta ocurrencia

y la información actualizada sobre la morfología de la mineralización y del

terreno de superficie, se ha determinado que se requiere dejar un pilar de

corona o puente de 10 m de altura mínima. Esta determinación provoca

restricciones para el minado actual de las labores indicadas en el párrafo

inicial de este tema. Las características de la masa rocosa, la influencia de

las vibraciones producidas por las voladuras, la influencia del efecto

gravitatorio sobre la masa rocosa por la apertura de excavaciones, y la

influencia del minado de los niveles inferiores, podrían seguir provocando

riesgos por rodamientos y saltos de bloques rocosos pendiente abajo, en

caso de continuar con el minado de la zona que aquí se está evaluando

PERFILES DE ACERO

UTILIZADOS H6 x 20 Lb/pie H6 x 21 Lb/pie H6 x 25 Lb/pie H4 x 13 Lb/pie

* Otros perfiles segun requerimiento

L

H

6

x

2

0

L

b

s

/

p

i

e

97

4.4. CONTROLES DE LOS ELEMENTOS DE SOSTENIMIENTO

4.4.1. Pernos de Barra Helicoidal

98

Foto N° 03 PRUEBAS DE TEST – PERNOS DE ANCLAJE

Los dos principales sistemas de discontinuidades del área: los estratos

(N25°W, 70°-75°NE) y las diaclasas (N15W, 30°-35°SW), presentan

condiciones favorables para soltar los bloques rocosos en dirección SWW.

4.5. REVISIÓN DE LA CALIDAD DE LA ROCA DE LA

PROFUNDIZACIÓN DE LA MINA

La calidad de la roca, con el fin de proyectar la rampa en los niveles

inferiores. Para esto se han realizado observaciones in-situ del avance de la

rampa y se ha revisado la nueva data geomecánicas:

99

Las rocas ubicadas entre las Secciones 270 y 280, las mismas que

involucran la zona principal de fallamiento, el resto de las rocas son por

lo general competentes, con valores de RMR de 40 a 50 y en algunos

casos de 50 a 60. En estas rocas no habrán problemas para la

construcción de la rampa, no requiriendo sostenimiento sistemático, sino

solo esporádico según la roca lo requiera.

La revisión de la información ha revelado que, si conforme avance el

sistema de rampa en profundidad se le da un ligero plunge hacia el NW,

las condiciones de la roca mejorarían, debido al alejamiento de la zona

de influencia de la falla principal. Es recomendable considerar este

hecho para el planeamiento del futuro minado de Chupa.

El criterio adoptado para clasificar a la masa rocosa fue el de Bieniawski

(1989), el cual se resume en el siguiente cuadro:

Cuadro 01. Criterio para la clasificación de la masa rocosa

Tipo de roca Rango RMR Calidad

según RMR

II > 60 Buena

IIIA 51 – 60 Regular A

IIIB 41 – 50 Regular B

IVA 31 – 40 Mala A

IVB 21 – 30 Mala B

V < 20 Muy Mala

100

4.6. Revisión del cálculo de requerimiento de resistencia del relleno

cementado

Este es otro tema que ha demandado considerable tiempo de dedicación. Se

ha dejado en el Departamento de Ingeniería, el texto manuscrito de la

metodología utilizada, con la formulación matemática correspondiente y los

cálculos realizados, a fin de que esta información sea puesta a un

procesador de textos.

De los resultados obtenidos bajo las condiciones de minado establecidas por

el Departamento de Ingeniería, indicados en la agenda de trabajo,

señalamos lo siguiente:

Para el Nv. –3, el requerimiento de resistencia del relleno cementado

para tajeos de 5 m de ancho x 17 m de altura y hasta 30 m de longitud,

sigue siendo 2 MPa. Esta resistencia permite exponer paredes y techos

autoestables.

Para el Nv. –6, el requerimiento de resistencia del relleno cementado

para tajeos de 5 m de ancho x 17 m de altura y hasta 30 m de longitud,

es 2.2 MPa. Esta resistencia permite exponer paredes y techos

autoestables.

Para los tajeos inmediatos superiores a los Nvs. –3 y –6, el

requerimiento de resistencia del relleno cementado para tajeos de 5 m

de ancho x 17 m de altura y hasta 30 m de longitud, es 1,2 MPa. Esta

101

resistencia permite exponer paredes autoestables, mas no techos

autoestables

El Gráfico 5, muestra las condiciones de falla de un bloque confinado de

relleno cementado en el tajeo primario; en este bloque cuando se recupera

en pilar adyacente, el relleno cementado quedará expuesto en una de sus

paredes adyacente al pilar, lo cual se asemeja a un talud vertical. De este

modo el relleno cementado brindará, soporte al área global de minado y

permitirá a la recuperación de pilares.

El talud vertical se analiza por el método de equilibrio límite utilizando el

criterio de falla de Coulomb para condiciones drenadas, donde el factor de

seguridad estará dado por la relación:

izadorasdesestabilFuerza

dorasestabilizaFuerzasSF

_

_.

Las fuerzas estabilizadoras están asociadas a la resistencia al corte en la

superficie potencial de falla del relleno cementado y a la cual contribuye la

cohesión y el ángulo de fricción; las fuerzas desestabilizadoras están

asociadas al componente del peso del bloque a lo largo de la superficie de

falla

WSen

TgWnCosWLC

SF cos

..

.. 5.1

Donde: Wn= WH (L - 2Cb)

H* = H –W tg / 2

C = Cohesión aparente en la superficie potencial de falla

102

Asumiendo en el equilibrio límite que C = Cb y que K>W, para cualquier

valor de , la resistencia al corte requerida para el relleno cementado

vendrá dado por:

21

1*

*2

Sentg

tgL

H

HCb

5.2

Como normalmente se usa para determinar los requerimientos de resistencia

de relleno cementado la resistencia compresiva no confinada ‘c’,

introducimos este parámetro considerando la relación teórica c = 2Cb; y

asumiendo que =0 se obtiene:

L

H

Hc

1

5.3

Figura N° 03 Condiciones de falla de un bloque confinado de relleno

cementado en un tajeo

103

Donde: H = Altura de la pared vertical del relleno expuesto

H* = Altura promedio de la superficie potencial de deslizamiento

W = Ancho del tajeo (panel)

L = Longitud del panel (tajeo)

= Densidad in-situ del relleno cementado

Cb = Resistencia al corte del relleno cementado

= Angulo de fricción del relleno cementado

Un análisis simple de esta última ecuación, nos indica que ésta introduce el

efecto arco, lo cual hace menores los valores de la resistencia del relleno

con respecto a los métodos convencionales, no obstante, la aplicación de

esta ecuación conlleva a un diseño conservador por considerar = 0, en la

práctica hay contribución significativa por fricción en la movilización por corte

104

CAPÍTULO V

SISTEMA DE RELLENO HIDRÁULICO

5.1. Generalidades

La primera noticia que se tuvo del relleno hidráulico data de 1864, mas de

130 años atrás, en que un sacerdote de Shenandoah, Pennsylvania,

convenció al presidente de Philadelphia and Reading Coal and Iron Co.

Para que rellenen las labores de una mina antigua con material estéril o

polvo de carbón, y salvar de esta manera la iglesia del pueblo que estaba

amenazada por un hundimiento de superficie. El proyecto tuvo éxito y el R/H

fue aplicado en varias minas de carbón al este de USA, para el control de

hundimientos. En 1884 se aplicó el R/H por primera vez para controlar un

incendio en mina, también en Pensylvania.

De esa misma época son los trabajos en la cuenca carbonífera francesa de

Pas-de-Calais, donde se reporta el uso de una mezcla de agua y arena para

105

rellenar cámaras de explotación, la que a funcionado por más de 20 años.

En 1901 se le reporta en Alemania, en 1909 ya es conocido en Sudáfrica y

aplicado en la mina Village Gold en Transvaal. Hacia 1917 se le empleó en

Cuba y refieren el uso de tubería forrada en caucho, en instalaciones de R/H

que lo consideraban como parte del ciclo de minado.

En el Perú, los pioneros en el uso de mezclas agua –arena introducidas en

mina con propósitos de relleno, fueron la Cerro de Pasco Corporation y la

Compagnie des Mines de Huarón. Esta última transportó sus primeros cubos

de agua / relave en carritos balancín para después, luego de muchos

ensayos, bombear pulpas desde su planta concentradora directamente hasta

sus tajos. Poco a poco se ha extendido su aplicación hacia materiales cada

vez más finos y pulpas más densas, aprovechándose las nuevas tecnologías

de materiales y nuevos diseños de bombas.

5.2. VENTAJAS DEL RELLENO CON PRODUCTOS FINOS

Se define como una mezcla de partículas finas (relave), cemento y agua, con

un contenido de 72 a 85 % de sólidos en peso. Es una mezcla homogénea

que usa material fino totalmente limpio y libre de impurezas; y que no es

fácilmente, que las partículas finas se separen de la mezcla o masa de

relleno. Puede colocarse en los tajeos a través de tuberías en interior mina y

cumpliendo los requerimientos de resistencia a las cuales fue diseñado. Esto

106

nos sirve no solamente para reducir costos si no también como eliminar o

minimizar la contaminación ambiental de la zona.

1. Es aplicable a una gran variedad de estructuras mineralizadas (cuerpos,

mantos, vetas, y otros) y se adapta a las formas irregulares de los tajeos.

2. Transporte hidráulico en tuberías es mucho más eficiente rápido,

continuo y fácil de controlar

3. Debido a su gran fluidez, rellena completamente los tajeos, sin dejar

vacío ningún lado

4. Resistencia a la compresión mayor que todos los otros materiales, a

excepción del concreto. La tasa de compresión media es de 5 al 10%, lo

máximo 20%; mientras que esta puede alcanzar el 50% con el desmonte

abatido con explosivos.

5. Posibilidad de formar paredes verticales con represas muy ligeras;

facilita la recuperación de pilares

6. Equilibrar el sistema de fuerzas generado en un espacio abierto en el

interior del yacimiento.

7. Contribuir a solucionar el gran problema de almacenaje de relaves que

en la actualidad se perfila como un gran reto para restablecer y

preservar el equilibrio ecológico de la zona

107

5.3. CONDICIONES DEL RELAVE

El relave como agregado tiende a mantener un contenido alto de humedad.

La absorción del material hace que en mezclas de mayor contenido de

relave, la relación agua/cemento se incremente sin que afecte la resistencia.

Así tenemos que para 10% de relave la relación agua cemento será de 1.65

y para 20% de relave será de 1.80. En el relave abunda principalmente la

pirita (63.36 %) como tal puede o no generar drenajes ácidos, dependiendo

de la capacidad de neutralización del resto de materiales y de la cantidad de

sulfuros que produciría drenaje ácido.

La neutralización de la contaminación del medio ambiente por medio de los

relaves se controlan cuando los sólidos están sumergidos en un tirante

mínimo de 2 metros debajo del agua, estos procedimientos requieren

cuidado especial, capacitación del personal y empleo de equipos que tienen

un costo adicional a la operación minera.

En el proceso de investigación de Laboratorio de Concreto se encontró la

forma de darle un uso útil al relave, al ser empleado como agregado en la

producción de concretos con buenos resultados en resistencia y durabilidad;

logrando que un porcentaje del relave producido en la Planta Concentradora

regrese al interior de la mina como concreto. El volumen de la pirita en

relación del volumen total es insignificante, lo que evita que se produzcan

108

drenajes ácidos; así mismo la mayor cantidad de volumen de este concreto

está protegido del aire y de la humedad.

No se recomienda el uso de granos muy gruesos (mayores a 1.7 mm.) ya

que se presentan los siguientes inconvenientes:

1. Incremento de las velocidades de flujo necesarias para un transporte

seguro; de ello se incrementan las pérdidas de carga y se reduce la

distancia posible de transporte horizontal por gravedad.

2. Aumenta el desgaste de las tuberías que es proporcional al cubo del

diámetro de los granos.

3. Obtención de un relleno esponjado e incremento de la tasa de

compresión.

De otra parte, el relleno no debe contener elementos ultra finos por lo

siguiente:

1. Estos elementos son indecantables y aumentan el desgaste en las

bombas de desagüe.

2. Su presencia disminuye la velocidad de percolación del agua (es decir, el

paso del agua a través de la arena decantada) y ello incrementa los

tiempos de secado.

109

3. Provocan la retención de una gran cantidad de agua por lo que el relleno

permanece bajo la forma de una masa fluida sobre la cual es imposible

trabajar y que provoca una presión sobre su base igual a la altura

multiplicada por un factor del orden de 1.7

En la práctica, se recomienda una velocidad de percolación superior a 7.5

cm/hrs. Este resultado es obtenido deslamando los productos menores a 20

micrones, pero sólo la experiencia puede fijar exactamente el corte

adecuado para los ciclones de preparación.

RELAVE CICLONEADO:

Proveniente del excedente del mineral tratado en la Planta Concentradora,

con la siguiente composición mineralógica:

Contenido de Pb 0,20%

Contenido de Zn 1,52%

Contenido de Cu 0,09%

Contenido de Fe 21,52%

Contenido de Ag 0,47%

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

Peso específico de masa 3,37 gr. / cm3.

Peso específico S.S.S. 3,41 gr. / cm3.

110

Porcentaje de absorción 1,30 gr. / cm3.

Porcentaje que pasa 74 micrones 17,40 %

RELAVE TOTAL

Se efectuaron las siguientes pruebas:

Prueba petrográfica según ASTM – 295

Prueba de reacción alcalina según ASTM – C-289-81

5.4. CONTROL DE CALIDAD DE LA ARENA

El control de la velocidad de percolación, como característica de la arena

obtenida luego del cicloneo, debe hacerse constantemente sobre las

muestras tomadas durante la preparación de la pulpa. Se efectúa con la

ayuda de un aparato muy simple: un tubo de 5 a 7 cm. De diámetro y 50 a

60 cm. De altura, se fija una tela filtrante en un extremo y se vacea la pulpa

obtenida en el underflow del último ciclonaje hasta unos centímetros del

borde superior. La carga constante de agua se logra provocando el rebose

por un pequeño tubito lateral de descarga.

Se recibe el agua que pasa a través de la tela filtrante, se mide su caudal Q

expresándolo en cm3/hora; se obtiene así: K=Q*L/(S*h) donde S es la

sección interior del tubo en cm2, L la altura de arena y h la altura de la

columna de agua en centímetros.

111

5.5. ALMACENAMIENTO DE LAS PULPAS DE RELLENO

Es indispensable prever un almacenamiento entre la planta de preparación

de las pulpas y la mina, para lograr cierta independencia entre la planta y la

mina y para facilitar una distribución uniforme hacia el subsuelo,

Se puede operar bajo dos modalidades:

1. Relave almacenado en suspensión; la ventaja de este método es que ya

no hay problema de repulpeo; el inconveniente mayor es su alto

consumo, de fuerza motriz. Encontramos:

Agitadores con hélices: La agitación es sólo mecánica y se requiere

una potencia de 30 a 50 HP para un silo de 200 a 250 m3; las hélices

deben ser forradas si se quiere evitar paradas frecuentes y muy

costosas para su mantenimiento.

Agitadores con rastras y apoyo de aire comprimido: : Se requiere

insuflar aire comprimido por los inyectores de las rastras que giran a

baja velocidad (10 r.p.m.)

2. Relave almacenado en reposo:

Relave depositado sobre rampas de concreto como las de Huaron. Se

requiere un buen diseño para que las pulpas no resulten muy diluidas.

112

Relave en silos: El underflow cae sobre grandes silos de fondo

esférico que trabajan como espesadores o sedimentadores. El

repulpeo de arena se hace por inyección de agua en la base

5.6. TEORÍA DEL RELLENAJE

5.6.1. DEFINICIÓN DE VARIABLES

La complejidad de un análisis del transporte hidráulico de sólidos es debida,

principalmente, al número de variables que afectan el flujo, las que siendo

más de 100 y por estar interrelacionadas, hacen más difícil la tarea de darles

definición clara y escueta. Veamos las más importantes:

Dn Diámetro nominal de una partícula. Es el diámetro de una esfera de

volumen igual al de la partícula. El diámetro nominal medio ponderado

es un valor derivado con propósitos de correlación y describe un

material que, como el relave, contiene partículas de diferentes

diámetros nominales. El relave es un material de granulometría

extendida.

Vs Velocidad de caída de una partícula. Para una partícula simple en el

agua, relativa al agua detenida, es un valor medido que depende del

tamaño, forma y gravedad específica de la partícula. La velocidad de

caída estorbada es un valor calculado, que esta en función de la

concentración volumétrica de sólidos, granulometría del relave y

Número de Reynolds de las partículas.

113

Cd Coeficiente de arrastre de las partículas: Valor calculado que esta en

función del tamaño, forma gravedad específica y velocidad de

sedimentación de las partículas. El coeficiente de arrastre medio

ponderado es un valor usado para correlacionar y describir el

comportamiento de un material de granulometría extendida.

C Concentración friccionante. Concentración volumétrica de los

elementos con dn>150, contenidos en el relave.

Ss Gravedad específica de los sólidos: Es la relación entre el peso de un

volumen de sólidos y el peso de un volumen igual del agua que va a

usarse en su transporte.

Vm Velocidad media de transporte: Es un valor calculado a partir de la

relación que existe entre el volumen de pulpa pasado por unidad de

tiempo por el área de la sección transversal de la tubería.

Vc Velocidad crítica de flujo: Es definida como la velocidad a la cual el

régimen de transporte cambia de flujo turbulento a flujo laminar

estacionario con deposición. Este valor es sumamente importante.

Vst Velocidad estándar: Velocidad de flujo a la cual la caída de presión

ocasionada por una pulpa de cualquier concentración es igual a la de

un fluido con densidad igual a la de la pulpa y viscosidad igual a la del

agua.

Cv Concentración volumétrica descargada: Es la relación entre el

volumen de sólidos descargados y el total del volumen de mezcla

descargado.

114

Sm Gravedad específica de la mezcla descargada: Es un valor que

está en función de la Cv y de la Ss; es calculada relacionando el peso

de un volumen de pulpa con el peso de un volumen igual de agua.

Iw Caída de presión por fricción para el agua: Es la pérdida de carga

por fricción ocasionada por cada metro de longitud de tubería que

conduce agua. Suele expresarse en mm de altura de agua/m

Im Caída de presión por fricción para las pulpas: Es la pérdida de carga

por fricción ocasionada por cada metro de longitud de tubería que

conduce pulpas. Se expresará también en mm de altura de agua/m

5.6.2. MEZCLAS APROPIADAS

Podemos decir que una mezcla es la apropiada cuando a su dilución

corresponde:

El caudal máximo de sólidos

El desagüe mínimo y

El desgaste mínimo de las tuberías

5.6.3. REQUERIMIENTO DE RESISTENCIA EN TAJO DE MINA

El cálculo requerido para determinar la resistencia de relleno de concreto

pobre en un tajo de mina que se va a exponer una cara cuando un pilar de

mineral adyacente se extrae es:

115

Donde:

RC = Resistencia compresiva

d = Gravedad específica del relleno in situ: relaves + cemento + agua +

agua retenida (% de humedad del relleno)

g = Gravedad (m/seg2)

ht = Altura vertical en metros, entre el piso del tajo minado y la cobertura de

superficie

lg = Longitud máxima o parcial en metros de la futura cara expuesta del

relleno cementado

ESTELA CHUPA

d

g

ht

lg

RC

RC

RC

2,6 Tn/m3

9,81 m/seg2

370 m (-12)

25 m

597,29 Kpa

6,09 kg/cm2

60 Mpa

2,6 Tn/m3

9,81 m/seg2

300 m (Nv 4533)

30 m

695,62 Kpa

7,09 kg/cm2

70 Mpa

116

5.6.4. MATERIALES UTILIZADOS

Los materiales que se utilizaron en la confección de hormigones, fueron:

Áridos

Relave

Agua

Cemento

Aditivos.

117

CAPITULO VI

SISTEMA DE RELLENO CEMENTADO

6.1. GENERALIDADES

La utilización del relleno con resistencia es un elemento clave en la mayoría

de los métodos de minado exitosos de alta extracción. La calidad de relleno

y la velocidad de colocación controlan la velocidad de producción. Estos

requerimientos han llevado al desarrollo de rellenos cementados.

Antes de discutir el rol del relleno en el minado, mencionaremos algunos

tipos de relleno más usados en minería:

Relleno detrítico, constituido por desmonte de mina

Relleno hidráulico, compuesto por relave total y agua bombeado por

tubería

Rock Fill.- Desmonte no chancado, usualmente development mullock,

tipped directamente a los tajos o vía chimeneas para la transferencia de

relleno.

118

Paste Fill, que es el relave más lechada de cemento

Concreto pobre, constituido por agregados, cemento y agua con los

principios de la fabricación de concretos.

Los agregados componentes del hormigón factible de ser utilizados como

rellenos cementados subterráneos, requieren ser investigados en sus

características físicas y contenido de sulfatos y cloruros para determinar su

idoneidad y la dosificación optima de ellos en cuanto a resistencia deseada,

la fluidez, durabilidad y la economía.

El éxito de una mina tanto en seguridad como en productividad radica

plenamente en la oportuna estabilidad del vacío creado propio de una

explotación, por lo cual habiendo varios tipos de relleno. Cada uno de ellos

son empleados dependiendo del tipo de explotación subterránea, Iscaycruz

opto por el sistema de relleno cementado la cual se presta

satisfactoriamente al método de explotación usado en esta mina, por lo cual

velando también por la correcta estabilidad del macizo rocoso se opto por un

laboratorio de concreto en la que se hace un minucioso y correcto estudio,

prueba y análisis del relleno a fin de que su uso en mina sea segura y

confiable en las futuras operaciones en niveles inferiores.

119

El ciclo de relleno cementado es el siguiente:

Preparación de agregados (gravas y arenas) en la planta de agregados.

Dosificación y preparación de mezcla en la planta de concreto.

Transporte y colocación en la zona de tajeos.

6.2. OBJETIVOS DE LA APLICACIÓN DEL RELLENO CON

AGREGADO CEMENTADO

La idea es la de diseñar el Relleno Cementado a utilizar, a fin de obtener un

techo seguro después del relleno y continuar con las operaciones de minado

debajo del relleno; optimizar los costos que demande su producción,

transporte y colocación; asegurando un buen comportamiento, frente a

caídas grandes de la mezcla, mayores a 200 mts, en donde no se puede

controlar completamente la homogeneidad, cohesión, exudación y

segregación del concreto. Por ende es difícil obtener las resistencias

requeridas

Los requerimientos técnicos para un mejor rendimiento del relleno están

siendo cada vez de mayor demanda, al mismo tiempo, los costos están

disminuyendo. El reto es producir y emplazar suficientes cantidades de

relleno disponible, con materiales de bajo costo que satisfagan los

requerimientos del método de minado. Únicamente por medio de la

consideración del relleno como parte total de la operación puede elegirse la

mejor opción.

120

6.3. RESISTENCIA DEL RELLENO CEMENTADO

Analizando cómo va el minado del cuerpo mineralizado, se observa que los

requerimientos de la resistencia requerida para cada uno de los tajeos,

dependerá de los siguientes criterios:

El relleno deberá tener una resistencia Compresiva adecuada para que

pueda trabajar como pared auto estable en todos los niveles, solamente

se expondrá 10 m. de altura.

El relleno deberá soportar el empuje de las cajas laterales en todos los

niveles.

El relleno entre los niveles -08 a -09 actuara como un techo auto estable

para que el minado proceda hacia abajo.

También se evaluara que el relleno cementado del Nv -8 al Nv -7,

deberá soporta el empuje del techo del Nv -7.

En base a estos criterios de requerimiento de resistencia se realizaron los

cálculos respectivos:

a. Como Pared Auto estable.

Resistencia RC = n&h/(1+h/l)

n factor de seguridad.

& densidad del relleno cementado.(Nm/m3)

h Altura del tajeo. (m)

l Longitud del tajeo vista de planta (m).

121

Cuadro N° 02

Niveles Longitud del tajeo Resistencia (MPa)

-7 al -8 35 m 0,549

-8 al -9 40 m 0,573

-9 al -10 45 m 0,592

b. Para soportar la presión lateral (empuje de cajas).

Resistencia RC = n(&o)ha/(Kl)

n factor de seguridad.

&o densidad sobrecarga (MN/m3)

h Profundidad de la sobrecarga. (m)

a ancho del tajeo (m)

l Longitud del tajeo vista de planta (m).

K = (1+sen 0) / (1 - sen 0).

Para el análisis del -7 al -12 se tomaron los siguientes datos:

&o densidad de la sobrecarga = 0,026 MN/m3

n = 1,5

a = 5 m.

l = 5 m.

ө = 30°

122

Cuadro N° 03

Niveles Profundidad de la

sobrecarga Resistencia (MPa)

-7 al -8 110 m. 1,430

-8 al -9 127 m. 1,651

-9 al -10 144 m. 1,872

c. Para soporte del techo del Nv -8 al -7

Datos:

n = 1,5

&o densidad sobrecarga (relleno) = 0,024 MN/m3

h altura del tajeo = 13.5 m

La Resistencia es de 1,458 Mpa, pero para la secuencia del minado el pilar

de Relleno cementado se asume ½ de la carga y el otro ½ se asume a la

roca, es decir, que la carga efectiva es igual a 0,729 Mpa.

d. Para soporte como techo auto estable del Nv -12 al -11.

Ancho del tajeo 5m

Altura del tajeo 10 m.

Altura de la Losa 10 m.

& relleno cementado 0.024 MN/m3

Esfuerzo vertical <> 2 h 34 m. 8Kg/cm2

123

Donde el requerimiento de resistencia es de 2.478 Mpa para un factor de

n=1.5

Los Requerimientos de resistencia para cada uno de los niveles es de:

Niveles Cargas requeridas o

calculadas (Mpa)

Resistencia Total

(MPa)

-7 al -8 0.549 + 1.430 + 0.729 2.708

-8 al -9 0.573 + 1.651 2.224

-9 al -10 0.592 + 1.872 2.464

124

RELLENO CEMENTADO Pag 2

CALCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA hsq

may-01

g = 9.81 m /seg

Futura Cara de Exposicion

Densidad Insitu Relleno

RelaveCemento 2,608 Kg / m3Agua

SUPERFICIE

lg

CALCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA

g = 9.81 m /seg

125

Figura Nª 04 RESISTENCIA DEL RELLENO CEMENTADO

126

CALCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA

may-01

El cálculo requerido para determinar la resistencia compresiva en un relleno cementado al exponer una cara de relleno cuando un pilar de mineral adyacente se extrae es :

( Ref.: Black Mountain Mine, South Africa; Tara Mines, Irlanda) RC = d * g * ht = KN / m2 (Kpa)

1+ht / lg

RC =

Resistencia compresiva

d = Gravedad especifica del relleno insitu : relaves + cemento + agua retenida ( en este caso % de

humedad del relleno insitu).

g = Gravedad (m/seg2) ht = Altura vertical en metros, entre el piso del tajeo minado y la cobertura de superficie

lg = Longitud maxima o parcial en metros de la futura cara expuesta del relleno cementado.

DATOS :

Ejemplo : Exposicion de tajeos de 15 mts de longitud : Estela

d = 2.61 Ton / m3 g = 9.81 m / seg2 ht = 140.00 mt.( -3 )

127

lg = 15.00 mt. RC = 346.63 Kpa

1 psi = = 6.985 KN = 6.985 Kpa

3.53 Kg / cm2

m2

0.35 Mpa

1 KN = 1,000 Kgs . m

1 Pascal = 1 N

1 Kg / cm2

= 98,066 Pascal

98.066

seg2

m2

2.6 x 1,000 kg x 9.81 m x 140

m

RC =

m3

seg2

1 + 140.00

m

15.00 m

RC = 2.6 x 1 KN x 140 x 1

m2

10.33

364 x K x N

RC = m2

10.33

364 x K x 1 Pascal

RC =

10.33

128

RC = 364 Kpa

10.33

RC = 35.23 Kpa

RC = 0.36 Kg

cm2

RC = 0.035 Mpa

Ejemplo :

Exposicion de tajeos de 20 mts de longitud : Estela

d = 2.61 Ton / m3 2.61 Ton / m3 2.61 Ton / m3

g = 9.81

9.81

9.81 ht = 140.00 mt.( -3 ) 300.00 mt.( -7 ) 370.00 mt.( -12 )

lg = 20.00 mt. 20.00 mt. 20.00 mt.

RC = 447.73 Kpa 479.71 Kpa 485.45 Kpa

4.56 Kg / cm2 4.89 Kg / cm2 4.95 Kg / cm2

0.45 Mpa 0.48 Mpa 0.49 Mpa

129

Ejemplo : Exposicion de tajeos de 25 mts de longitud : Estela

d = 2.61 Ton / m3 2.61 Ton / m3 2.61 Ton / m3

g = 9.81

9.81

9.81

ht = 140.00 mt.( -3 ) 300.00 mt.( -7 ) 370.00 mt.( -12 )

lg = 25.00 mt. 25.00 mt. 25.00 mt.

RC = 542.70 Kpa 590.41 Kpa 599.13 Kpa

5.53 Kg / cm2 6.02 Kg / cm2 6.11 Kg / cm2

0.54 Mpa 0.59 Mpa 0.60 Mpa

Ejemplo : Exposicion de tajeos

Tinyag

Chupa

d = 2.61 Ton / m3

2.61 Ton / m3

g = 9.81

9.81

ht = 150 mt. (Nv.4533) 300 mt. (Nv.4533)

lg = 20 mt.

20 mt.

RC = 451.49 Kpa

479.71 Kpa

4.60 Kg / cm2

4.89 Kg / cm2

0.45 Mpa

0.48 Mpa

130

RESISTENCIAS EN Mpa

Porcentaje de Cemento de 5%

EDAD Mpa

7 DIAS 2,91

14 DIAS 4,16

21 DIAS 6,26

RESISTENCIAS EN Mpa

Porcentaje de Cemento de 3%

EDAD Mpa

7 DIAS 2,36

14 DIAS 3,10

21 DIAS 4,71

6.4. Diseño de Mezcla

La adecuada selección de los materiales integrantes de las mezclas; el

conocimiento profundo de los materiales del concreto; los criterios de diseño

de las proporciones de la mezcla más adecuada para cada caso; el proceso

de puesta en obra; el control de la calidad del concreto; y son aspectos a ser

considerados cuando se construye estructuras de concreto que deben

cumplir con los requisitos de calidad, seguridad, y vivencia en el tiempo que

se espera de ellos

131

DOSIFICACIONES DE CONCRETO

Relleno Cementado Resistencia de Diseño a los 21 días

Dosificación para 1m3

Pe Cemento 3,15 g/cm3

Pesos Secos Pe Zarandeado 2,46 g/cm

3

% CEMENTO

5% 4,0% 3,5% 3,0% 2,5% 2,0%

Cemento (Kg.) 120 106 92 80 70 65

Zarand. (K.) Agregado Global

1960 1993 2026 2055 2079 2087

Agua (Lt.) 84 75 66 58 52 50

Relación A/C 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,77

Densidad 2,165 2,175 2,185 2,194 2,201 2,203

f'c= 6,0 Mpa 5,0Mpa 4,0Mpa 3,5 Mpa 3,0Mpa

6.5. COMPONENTES

6.5.1. Áridos

Los áridos o granos utilizados para la confección del concreto pobre para

relleno, deben responder a las mismas exigencias que las relacionadas al

concreto normal:

a) Deben ser lo suficientemente limpios, duros, resistentes y de calidad

uniforme. Su forma debe ser redondeada o cúbica con un contenido

menor del 15% de partículas planas, delgadas o alargadas. La partícula

alargada es aquella que tiene su máxima dimensión cuatro veces mayor

132

que la mínima dimensión. Como norma general en ningún caso se

empleara tamaños superiores a los 25 mm.

Deben estar exentos de limos, arcillas, materias orgánicas y de cualquier

otra sustancia que pueda reaccionar perjudicialmente con los álcalis que

contenga el cemento.

La granulometría de los áridos depende del objeto de la aplicación del

concreto proyectado. No existen composiciones ideales de granos. La

calidad del concreto proyectado se encuentra condicionado por

numerosos factores que dependen entre sí y son susceptibles de

cambiar en cada caso; por esta razón la curva granulométrica debe

adaptarse a menudo a las situaciones de cada caso del concreto.

b) Debe tener un contenido suficientemente elevado de filler, ya que el

poder adhesivo del concreto proyectado depende de las partículas finas

que se unen al cemento para formar la pasta aglutinante. La fijación del

concreto proyectado a la superficie de aplicación y su impermeabilidad,

está sujeto al contenido de sustancias finas.

c) De acuerdo a la experiencia, el tamaño ideal de un grano máximo debe

ser de 16 mm. Aproximadamente, con el cual se puede obtener un

concreto técnicamente aceptable para las diferentes exigencias.

d) Los áridos rodados son los más apropiados que los triturados o molidos,

porque los triturados son menos sólidos y exigen mayor cantidad de

cemento debido a su mayor superficie específica, aumenta el porcentaje

del rebote. La forma de aristas vivas de los granulados triturados

133

aceleran el deterioro de las piezas de las máquinas, tuberías, mangueras

y otras instalaciones por su mayor poder abrasivo.

e) La humedad propia de los áridos debe ser adecuada. Una humedad

inferior al 3% provoca una cantidad excesiva de polvo molestando al

gutinador, además de que la carencia de humedad no permite la

hidratación preliminar del cemento. La humedad mas elevada del 6% u

8% provoca perturbaciones en las instalaciones, a lo largo del conducto

del flujo de la mezcla se forman estrechos que reducen la capacidad de

transporte, llegando incluso a obstruirlo totalmente. Por estas razones, la

humedad ideal de los áridos es la humedad natural del suelo,

aproximadamente 5%, que se presta mejor para la proyección por la vía

seca. Además, la humedad natural permite una mejor dosificación, por

cuanto determina su peso específico. Las variaciones de humedad del

3% al 6% determinan pesos específicos comprendidos entre 1,450 y

1,490 kg/m; mientras que una humedad que varía del 2% al 8% hace

que el peso específico fluctúe de 1,440 a 1,540 kg/m.

6.5.2. Cementos

En los casos en que el concreto vaya a estar expuesto a la acción de suelos

o aguas subterráneas con alta concentración de sulfatos, debe emplearse

cemento resistente a los sulfatos.

134

En los casos en que el concreto vaya a estar expuesto a la acción de suelos

o aguas subterráneas con alta concentración de sulfatos, debe emplearse

cemento resistente a los sulfatos (Pórtland II o V). En casos en que los

cálculos estructurales requieran una elevada resistencia inicial, se

recomienda agregarle un aditivo acelerante de fragua

6.5.3. Agua

El agua para la mezcla debe estar exenta de sustancias que puedan dañar

al concreto o al acero.

Los límites máximos de cloruros y sulfatos en peso serán los siguientes:

Cloruros expresados en Ion Cloro (Cl ): 6,000 p.p.m.

Sulfatos expresados en Ion Sulfato (SO ): 1,000 p.p.m.

El agua de la mezcla amasado del concreto se compone del agua de

humedad natural más el agua adicional agregado. La dosificación del agua

en el amasado se expresa en la relación agua / cemento; sin embargo es

necesario considerare que una parte del agua de amasado se pierde con el

material de rebote y con el polvo de proyección.

6.5.4. Aditivos

Los aditivos son sustancias químicas que se añaden a la mezcla del

concreto proyectado para modificar ciertas propiedades, que mejoren sus

cualidades, eviten el rechazo, aceleren el trabajo y contribuyan a obtener

una buena estanqueidad.

135

6.6. PROPIEDADES

6.6.1. Aspecto

La superficie natural del concreto proyectado es rugosa, dependiendo de la

granulometría de los áridos y de la técnica de su proyección. La habilidad del

gunitador para esparcir el chorro de concreto determina el aspecto de la

superficie. En caso necesario se puede eliminar la rugosidad mediante

fricción o lisado inmediatamente después de su colocación. Esto se hace

cuando las especificaciones técnicas de la obra exigen una superficie lisa,

ejemplo en el caso de túneles o canales hidráulicos.

6.6.2. Adherencia

La propiedad más exigente del concreto proyectado es su adherencia a la

superficie de aplicación, lo cual depende de las siguientes condiciones:

a) Que la superficie de aplicación se encuentre totalmente limpia, exenta de

sustancias y costras que comprometan su adherencia.

b) Del grado de rugosidad de la superficie, tales como: rocas angulosas,

muros de mampostería, superficies de concreto sin acabado, etc.

6.6.3. Estructura

El concreto pobre para relleno difiere del concreto clásico en su balance de

materiales tales como relación agua / cemento y mayor cantidad de finos,

136

6.6.4. Densidad aparente

La densidad aparente esta determinado por el contenido de la pasta de

cemento y la porosidad total, que varía de 2,100 a 2,200 Kg./m, que es

mas bajo que el concreto clásico.

6.6.5. Permeabilidad

La permeabilidad al agua de un concreto pobre para relleno es alta, debido a

la permeabilidad que produce la baja cantidad de contenido de cemento,

6.7. CARACTERÍSTICAS DE LOS AGREGADOS DISPONIBLES

6.7.1. TIPO DE AGREGADOS:

HORMIGON: mezcla natural de proporciones arbitrarias, de agregado

fino y grueso.

AGREGADO GRUESO ROCOSO: constituido por grava natural.

RELAVE: es el excedente del mineral tratado en la planta

concentradora.

AGREGADO FINO: consiste en arena natural de río.

6.7.2. UBICACIÓN DE CANTERAS:

CANTERA NORTE: Frente al campamento central y al este de la

laguna Quellaycocha con un acceso de 600 metros de la carretera

principal, donde se obtiene el hormigón.

137

CANTERA CENTRAL: Frente a las oficinas principales de la Mina, a

inmediaciones de la Planta de Concreto con un acceso de 200 metros,

donde también se obtiene el hormigón.

CANTERA SUR: Frente al campamento de la Contrata Minera San

Martín a inmediaciones de la Bocamina sur (línea de extracción), con

un acceso de 400 metros de la carretera principal.

CANTERA YANAMAYO – NAVA: Ubicado a 49 Km. de Iscaycruz de

la vía Iscaycruz – Oyón – Churîn, en las orillas del río Huaura, sector

Yanamayo.

6.7.3. CARACTERISTICAS FISICAS DE LOS AGREGADOS:

6.7.3.1. HORMIGON:

Se obtiene de las canteras norte, centro proveniente de la formación

geológica Chimú, consistente en cuarcita y con la siguiente composición

mineralógica:






138

Características Físicas

Peso específico de masa 2,62 g. / cm3.

Peso específico S.S.S. 2,64 g. / cm3.

Porcentaje de absorción 0,60 g. / cm3.


6.7.3.2. AGREGADO GRUESO ROCOSO:

Se obtiene de la cantera sur, proveniente de la formación geológica Chimú,

consistente en cuarcita de la siguiente composición mineralógica:











139

6.7.3.3. AGREGADO FINO:

ARENA: proveniente del río Huaura sector Yanamayo producto del desgaste

mecánico, con la siguiente composición mineralógica:











6.8. PLANTA DE AGREGADOS

La planta chancadora de piedras consta de maquinarias utilizadas para

transformar los grandes bloques de piedras en piedras pequeñas, arenilla y

arena, para escalas de producción y están ubicadas en función a las

canteras de abastecimiento.

140

6.8.1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.

A pesar del tipo de planta, el proceso de manufactura es básicamente el

mismo, requiere sólo dos pasos simples.

A. Las piedras son alimentadas a la tolva, seguidamente son transportada

por el Belt Feeder y al alimentador vibratorio a la chancadora de quijada.

B. Luego las piedras chancadas pasan a la faja transportadora para su

almacenamiento en stop pile de agregados.

Nota: Debido a las características y tamaño de las piedras como producto

final, pues es necesario contar con diferentes tipos y tamaños de agregados.

6.8.2. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA

6.8.2.1. CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN.

La capacidad de producción más económica para estos tipos de plantas es

de 60 metros cúbicos por hora, y los siguientes puntos son desarrollados

teniendo en cuenta esta capacidad de producción.

6.8.2.2. MATERIAS PRIMAS

La única materia prima utilizada en esta planta son las rocas de las canteras

existentes con 40” de diámetro como máximo.

6.8.2.3. MAQUINARIA Y EQUIPO.

Tolva de Almacenamiento 25 m3 01 Unidad

Belt Feeder de 36” 01 Unidad

141

Alimentador Vibratorio 01 Unidad

Chancadora Primaria 20”x60” 01 Unidad

Faja Transportadora de 24” 01 Unidad

Tablero de control 01 Unidad

6.8.2.4. DISPONIBILIDAD MECÁNICA.

La disponibilidad mecánica de la planta 88,17% donde tuvo una disminución

de un porcentaje de 1,57%.

Foto N° 04 PLANTA CHANCADORA DE AGREGADOS

6.9. Planta de Concreto

Es una instalación utilizada para la fabricación del concreto a partir de la

materia prima que lo compone: agregados, cemento y agua, así también

puede incluir otros componentes como fibras de refuerzo o aditivos. Estos

http://es.wikipedia.org/wiki/Concreto

http://es.wikipedia.org/wiki/Cemento

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua

142

componentes que previamente se encuentran almacenados en la planta de

concreto, son dosificados en las proporciones adecuadas, para ser

mezclados en el caso de centrales mezcladoras o directamente descargados

a un volquete en el caso de las centrales dosificadoras.

Según el tipo de concreto que se produce.

Plantas de mezclado: para la producción de concreto premezclado, Incluyen

una mezcladora, que es la encargada de homogeneizar la masa de

concreto.

Según el sistema de acopio de agregados

Plantas verticales. En este tipo de plantas, el acopio de agregados se realiza

en la parte superior de la planta, de manera que debe hacerse una elevación

de los mismos previa al almacenamiento. La ventaja de este sistema es que

los agregados se encuentran justo por encima del nivel de

mezclado/dosificado, de manera que la descarga de los mismos en el

momento justo en que se demandan es muy rápida, obteniendo de esta

manera grandes producciones y buenos rendimientos sobre la capacidad

máxima teórica de la mezcladora (en el caso de producción de concreto

premezclado)

143

6.9.1. MAQUINARIA Y EQUIPO.

Tolvas de Agregado. Se trata de conjunto de recipientes de gran capacidad

de 12 m³ en los que se almacena el agregado que será utilizado en el

proceso de fabricación.

Sistema de pesaje de agregados. Para la correcta dosificación del

agregado en la central de concreto, es necesario un sistema que pese la

cantidad programada. Utilizan un sistema de balanza electrónica que pesa

los diferentes tipos de agregado por adición dentro de un mismo ciclo de

pesaje, o un sistema de tolvas pesadoras independientes que pesan por

separado cada tipo de agregado.

Sistema de elevación y transporte de agregados: Para elevar y

transportar los agregados bien sea antes del acopio, o después del mismo,

se utilizan las cintas transportadoras.

Silos de Cemento: Es el elemento de almacenamiento del cemento. Sus

capacidades van desde los 500 a los 1.000 m³ . Incorporan sistemas de

filtrado de cemento, válvulas de seguridad de sobrepresión, sistemas de

niveles de cemento y sistemas fluidificadores, para evitar la aparición de

bóvedas en la masa de cemento almacenado. La extracción del cemento, se

realiza mediante alimentadores alveolares o directamente por gravedad.

Transportadores de cemento: El método más utilizado es el transportador

de tornillo sinfín.

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C2%B3

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C2%B3

144

Sistema de pesaje de cemento: Se utiliza báscula o tolva pesadora con

células de carga incorporadas

Sistema de pesaje de agua: Se utiliza báscula o tolva pesadora con células

de carga incorporadas. Como alternativa más económica puede utilizarse un

contador de agua, que realiza una medición volumétrica.

Mezcladora: Dependiendo del tipo de concreto a producir, de la viscosidad

del mismo, del nivel de homogeneización deseado, del tamaño de los áridos,

se utilizará un tipo u otro de mezcladora de tambor con una capacidad de

4m3.

Sistema de control: Las plantas de concreto son instalaciones

completamente automatizadas, con sistemas integrados de control de peso y

producciones. El gobierno de los elementos de la planta se realiza mediante

sistemas PLC.

Existen otros elementos más o menos utilizados en la plantas de concreto,

como pueden ser los sistemas de dosificación de aditivos, sistema de

dosificación de fibras, sistemas neumáticos de carga de cemento, etc... Su

incorporación o no dependerá de cada planta y del tipo de concreto a

fabricar.

145

Foto N° 05 PLANTA DE PRODUCCIÓN DE CONCRETO

6.10. CANTIDAD DE RELLENO CON AGREGADO CEMENTADO (RAC)

REQUERIDO.

CALCULO DEL VOLUMEN DE RELLENO La producción de mineral es de tajeos subterráneos de los cuerpos Estela, Olga, Tinyag, Chupa. Para el tratamiento de mineral, se esta asumiendo, un tratamiento día de 4 200 ton, y 14 días de paradas por reparación y mantenimiento en la planta concentradora

.

Datos :

Tratamiento mineral TPD 4.200 TPD

Días trabajados * año 351 Días

Tratamiento mineral * año ( Ton ) 1.474.200 Ton

P.E. Mineral 3,80 Ton / m3

Volumen vacio por rellenar (m3) 387.947 m

3

Peso Unitario del relleno mescla 1/25 2,61 Ton / m3 2 608 Kg / m

3

Relleno cementado requerido (Ton) 1.011.767 Ton

146

DISTRIBUCION DEL RELLENO CEMENTADO :

Mescla 1/25 o % de Cemento 4,00 %

Relaves 2,474 Ton 94,85 %

Cemento 0,103 Ton 3,95 %

Agua 0,031 Ton 1,20 %

Total ( Ton ) 2,608 Ton 100,00 %

% de humedad en el relleno 12,00 %

100

Considerando los datos iníciales se tiene ( Ton ) :

Relaves 959.641 Ton 94,85 %

Cemento 39.985 Ton 3,95 %

Agua 12.141 Ton 1,20 %

Total relleno cementado requerido (Ton) 1.011.767 Ton 100,00 %

CALCULO DEL TONELAJE DE RELAVES :

TONELAJE 1.474.200

% Zn 15,29

% Pb 1,52

% Cu 0,34

CONC. Zn 397.319

Ley Concentrado Zn 52,80

Recuperación Concentrado Zn 93,07

CONC. Pb 23.398

Ley Concentrado Pb 60,00

Recuperación Concentrado Pb 62,65

CONC. Cu 5.566

Ley Concentrado Cu 22,00

Recuperación Concentrado Cu 24,43

RELAVES 100% 1.047.917

ALTERNATIVA : Relaves totales

Relaves Usados en Planta Paste Fill 75% 785.938

Relaves a deposito relavera 25% 261.979

Total Relaves 100% 1.047.917

DIFERENCIA DE CONSUMO

Total relleno cementado requerido 100% 1.011.767 Ton

Relaves Usados en Planta Paste Fill 75% 785.938 Ton

Faltante de relaves 225.829 Ton

147

6.11. REQUERIMIENTO DE LA CANTIDAD DE AGREGADOS

Labor Niveles

Cuerpo Detritico Agred Fill

Nivel Sup Nivel Inf (m3) (m

3)

PIVOT -17 Estela

TJ 338 -19 -20 Estela 800

TJ 270 -18 -19 Estela 600

TJ 170 -25 -26 Estela 800

TJ 154 -25 -26 Estela 1000

TJ 130 -7 -8 Chupa 2500 1000

TJ 190-205 -7 -8 Chupa 1,000

TOTAL 5,200

6.12. PRODUCCIÓN NETA DE RELLENO CON AGREGADO

CEMENTADO.

La función de la planta es la de dosificar los agregados, el cemento y el agua

por peso de acuerdo al volumen a preparar donde la producción máxima es

de 60 m3/Hr y el promedio producido es de 47.3Tn/Hr

CALCULO TPH SOLIDOS

TPH sólidos = TPH pulpa * % peso sólidos

Calculo de % peso sólidos ( cw )

CW = % peso sólidos

CW = ( Sg * ( d - 1 ))

( d * ( Sg - 1 ))

Sg = gravedad especifica del material de relleno ( dato de laboratorio)

d = densidad de pulpa

Datos

148

Gravedad especifica del material de relleno = 3

CW = ( 3 * ( 2,200 - 1 )) = 3,6 = 81,8 %

( 2,200 * ( 3 - 1 )) 4,4

Calculo del tonelaje de sólidos ( TPH sólidos )

TPH sólidos = 57,79 ton * 81,82 = 47,3 ton

hr 100 hr

Calculo del % de volumen de solidos ( Vs )

Vs = ( d - 1 )

( Sg - 1 )

Vs = ( 2,200 - 1 ) = 1,20 = 60 %

( 3 - 1 ) 2,00

Calculo del % de volumen de agua ( Va )

Va = (100 % - Vs %)

Va = 100 - 60 = 40 %

6.13. TRANSPORTE DEL MATERIAL DE RELLENO

6.13.1. EQUIPO DE TRANSPORTE

Son transportados por camiones mercedes Benz modelo AXOR de 12 m3 de

capacidad.

6.13.2. MOVIMIENTO DE AGREGADOS

Se emplea un cargador frontal para acarreo del stop pile dela planta

chancadora hacia la tolva de agregado.

149

6.13.3. RED DE CHIMENEAS

Se realiza la descarga del material por las chimeneas de servicios CH-480 y

CH-190, el cual por gravedad baja hasta el nivel de las operaciones.

6.13.4. VELOCIDAD DE TRANSPORTE A LAS CHIMENEAS

La velocidad estimada es de 15 Km/h en superficie y a 10 Km/h en interior

mina y su estricto cumplimiento

6.13.5. TIEMPO DE OPERACIÓN DE RELLENO CON SCOOPTRAMS

La duración continua de relleno es de 4 horas, con un ciclo de 50m3/h.

Scoop 3.5 Yd3 Scoop 6.0 Yd3

Velocidad Ida (Con Carga)

5,00 km/hr Velocidad Ida (Con Carga) 5,00

km/hr

Velocidad Retorno (Sin Carga)

6,00 km/hr Velocidad Retorno (Sin Carga) 6,00

km/hr

PARAMETROS ST 3.5 YD3 ST 6.0 YD3

Factor de llenado 0,9 0,9 0,9

Factor de Esponjamiento 30% 30% 30%

Pe. Relleno 2,26 2,26 2,26

Capacidad de la cuchara Yd3 3,50 Yd3 6,00 Yd3

Distancia 155 155 155

Velocidad de ida (con carga) 1,39 m/s 1,39 m/s

Velocidad de retorno (sin carga) 1,67 m/s 1,67 m/s

Tiempo de Carguío 15 seg 15 seg

Tiempo de Descarga 10 seg 10 seg

Tiempo Muerto 10 seg 10 seg

Ciclo 3,99 min 3,99 min

Capacidad de la cuchara m3 2,41 4,13

Tm. Relleno/cuchara 5,44 9,33

Utilización Mecánica 74,00% 74,00%

Disponibilidad Mecánica 88,00% 88,00%

Tiempo efectivo hr/Grd 6,6 Hr 6,6 Hr

Rendimiento Relleno M3/hr 36 m

3/hora 62 m

3/hora

Rendimiento Relleno M3/Grd 178 m

3/Gd 305 m

3/Gd

Rendimiento Relleno M3/dia 356 m

3/dia 610 m

3/dia

Rendimiento Relleno M3/Mes 8893 m

3 15245 m

3

150

6.13.6. EFICIENCIA DEL RELLENO CON AGREGADO CEMENTADO

Topeo por parte del Scooptrams y acomodo, con la finalidad de conseguir

un óptimo contacto entre relleno y los contornos de la galería, evitando

cavidades.

6.14. PROCESO DE RELLENO CON AGREGADO CEMENTADO DE UN

TAJO

6.14.1. Preparación y Transporte del Relleno Cementado

De acuerdo al volumen a preparar, pudiendo ser hasta 4 m3, la que es

mezclada y descargada en forma controlada y recepcionada por camiones

Mercedes Benz de 12 m3 de capacidad.

151

6.14.2. Rellenado del Tajeo

Recojo del material en el nivel inferior de operaciones mediante Scooptrams

y transportado por estos hasta la zona de relleno.

6.14.3. Máxima Distancia Horizontal

Considerando la velocidad del Scooptrams la distancia es de 150 metros de

la cámara de acumulación hacia al tajo de relleno.

6.14.4. Problemas en el Proceso de Rellenado

El exceso de agua puede ocurrir de diferentes maneras. Por ejemplo, si se

ha permitido que los agregados lleguen a estar excesivamente húmedos

(antes de ser mezclado con el agua de diseño) y no se haga la corrección

del diseño por humedad, se obtendrá un slump mayor a lo diseñado así

como debido a la presencia de agua subterránea en la chimenea de relleno,

agua de filtración dentro del tajo, o debido a un pobre control de calidad

durante el mezclado, el producto resultante será adversamente afectado

La planta de concreto se encuentre inoperativo para la preparación del

agregado cementado.

Falta de agregado en stop pile de material chancado para la mezcla con

material fino que proviene del zarandeado.

Falta de cemento en los silos de almacenamiento para la lechada con

agregados y dar resistencia en el relleno.

152

Figura N° 05 DESCARGA DE AGREGADO CEMENTADO EN LOS

VOLQUETES



Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla SISTEMA DE LIMPIEZA, CARGUÍO Y

TRANSPORTE DE MINERAL Fecha: 10/10/211


153

CAPITULO VII

DISEÑO DE CONCRETO POBRE USADO EN RELLENO SUBTERRÁNEO

7.1. Granulometría de los Agregados

Como se visualiza en la siguiente grafica, el agregado total que se usa en el

relleno es de regular calidad, debido a que las partículas están cubiertas con

un poco de material fino de las nuevas canteras de escondida y dos cruces.

154

7.2. Diseño de mezcla con diferentes porcentajes de cemento.

DISEÑO DE MEZCLA

C-100 C-140 C-175 C-210 C-280 C-350

CEMENTO (A.G. 1") 242 283 317 375 443 568

CEMENTO (A.G. 3/4") 324 385 460 580

CEMENTO (A.G. 1/2") 330 388 463 589

AGREGADO FINO (A.G. 1") 764 740 726 697 668 605

AGREGADO FINO (A.G. 3/4") 721 690 655 598

AGREGADO FINO (A.G. 1/2") 1789 1718 1633 1479

AGREGADO GRUESO (1") 1169 1132 1111 1067 1021 926

AGREGADO GRUESO (3/4") 1103 1056 1002 914

155

AGUA (A.G. 1") 145 156 159 169 177 199

AGUA (A.G.3/4") 162 173 184 203

AGUA (A.G.1/2") 165 175 185 206

RELACION A/C 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35

7.3. Cuadro de resistencia comparativa

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

MPa

EN

ER

O

FE

BR

ER

O

MA

RZ

O

AB

RIL

MA

YO

JUN

IO

JUL

IO

AG

OS

TO

SE

PT

IEM

BR

E

OC

TU

BR

E

NO

VIE

MB

RE

DIC

IEM

BR

E 7 Ag.dîas

7 Rlv dîas

Meses 1999

Resistencia 3,5%

7 Ag.dîas

14 Ag dîas

21Ag dîas

7 Rlv dîas

14 Rlv dîas

21Rlv dîas

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

MPa

EN

ER

O

FE

BR

ER

O

MA

RZ

O

AB

RIL

MA

YO

JUN

IO

JUL

IO

AG

OS

TO

SE

PT

IEM

BR

E

OC

TU

BR

E

NO

VIE

MB

RE

DIC

IEM

BR

E 7 Ag.dîas

7 Rlv dîas

Meses 1999

Resistencia 4,0%

7 Ag.dîas

14 Ag dîas

21Ag dîas

7 Rlv dîas

14 Rlv dîas

21Rlv dîas

156

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

MPa

EN

ER

O

FE

BR

ER

O

MA

RZ

O

AB

RIL

MA

YO

JUN

IO

JUL

IO

AG

OS

TO

SE

PT

IEM

BR

E

OC

TU

BR

E

NO

VIE

MB

RE

DIC

IEM

BR

E 7 Ag.dîas

7 Rlv dîas

Meses 1999

Resistencia 5,0%

7 Ag.dîas

14 Ag dîas

21Ag dîas

7 Rlv dîas

14 Rlv dîas

21Rlv dîas

157

CAPITULO VIII

COSTOS DEL RELLENO CEMENTADO

8.1. COSTO DE CONCRETO POBRE

Concreto pobre, constituido por agregados, cemento y agua con los

principios de la fabricación de concretos

8.1.1. Inversión en Concreto Pobre para Relleno Subterráneo

MATERIALES AÑO 2011 AÑO 2012

CANTIDAD COSTO US$ CANTIDAD COSTO US$

CEMENTO 10.464.700,60 1.151.117,07 12.900.000,00 1.419.000,00

RELAVE 2.361,82 8.998,53 22.500,00 2.361,82

FINOS CHANC 7.730,73 57.052,80 0 0,00

FINOS NAVA 3.117,67 46.764,99 0 0,00

GRUESOS CHANC.

40.774,22 300.913,73 0 0,00

GRUESOS ZARAND.

51.825,16 187.088,83 127.500,00 460.275,00

158

TOTAL ANUAL 1.751.935,95 1.881.636,82

COSTO ANUALIZADO

1.931.991,88 2.526.000,00

AHORRO ANUAL

180.055,93 644.363,18

AHORRO ACUMULADO

180.055,93

AHORRO PROYECTADO 824.419,11

8.1.2. Ahorro Obtenido por Mejoramiento de Diseño de Mezcla en la

Preparación.

Se ha considerado el precio de cemento puesto en mina de 120,00 US$ / Ton

Para el costo de preparación de relaves se esta asumiendo en 0,90 US$ / Ton

COSTOS DE CEMENTO

Costo de cemento = 120 $/Ton

(Puesto en mina)

Consumo Total Total Total Costo Costo

Mescla Cemento Relleno Consumo Costo Cemento Cemento

Cemento / Relaves Requerido Cemento Cemento

Ton / m3 m

3 Ton US $ $ / m

3

$ / Ton ore

1 : 40 0,066 230.921 15.241 1.828.895 7,92 2,08

1 : 35 0,075 230.921 17.319 2.078.289 9,00 2,37

1 : 30 0,086 230.921 19.859 2.383.105 10,32 2,72

1 : 25 0,103 230.921 23.785 2.854.184 12,36 3,25

1 : 20 0,128 230.921 29.558 3.546.947 15,36 4,04

159

COSTOS DE RELAVE

Operación planta concreto 0,10

Costo del relave = 0,90 $/Ton Operación Planta Paste Fill 0,50

(Puesto en tajeo) Otros, energía, mantenimiento 0,30

0,90

Consumo Total Total Total Costo Costo

Mescla Relave Relleno Consumo Costo Relave Relave

Cemento / Relaves Requerido Relaves Relave

Ton / m3 m3 Ton US $ $ / m3 $ / Ton

ore

1 : 40 2,562 230.921 591.620 532.458 2,31 0,61

1 : 35 2,536 230.921 585.616 527.054 2,28 0,60

1 : 30 2,507 230.921 578.919 521.027 2,26 0,59

1 : 25 2,474 230.921 571.299 514.169 2,23 0,59

1 : 20 2,432 230.921 561.600 505.440 2,19 0,58

Costo del relleno ( $/Ton)

Mescla % Costo Costo Costo

Cemento / Relaves Cemento Cemento Relave Total

$ / Ton ore $ / Ton ore $/Ton

1 : 40 2,50 2,08 0,61 2,69

1 : 35 2,86 2,37 0,60 2,97

1 : 30 3,33 2,72 0,59 3,31

1 : 25 4,00 3,25 0,59 3,84

1 : 20 5,00 4,04 0,58 4,62

160

CUADRO DE COSTO OPERATIVO DE TRANSFERENCIA DE RELLENO CEMENTADO CON SCOOPTRAMS

Item Descripción Unidad Cantidad

(Personas) Cantidad

Costo Unitario

US$/Unidad

Costo Parcial

US$

Costo Total

US$/m3

1,00 TRANSFERENCIA EN EL SEGUNDO NIVEL 8,56 1,78

1,01 Mano de Obra 0,48

Operador de Scoop Gdia 1,00 0,48 0,48

1,02 Materiales e insumos 0,00

1,03 Equipos 8,04

Scooptram de 6

Yd3 hr 0,10 63,60 6,11

Combustible Gal 0,48 4,01 1,93

1,04 Herramientas y EPP 0,04

Implementos de

seguridad Gdia 0,01 2,09 0,02

Herramientas Gdia 0,01 2,03 0,02

Lamparas Mineras Gdia 0,01 0,28 0,00

TOTAL COSTO DIRECTO (US$/m3) 1,78

Utilidad Costo

Directo 10% 0,18

COSTO TOTAL (US$/m3) 2,50

161

CONCLUSIONES

Esta tecnología de relleno es única en el Perú. Nos brinda una mayor

eficiencia en los trabajos de relleno, permite la extracción del 100% del

mineral reduce la dilución, y reduce costos operativos.

Los requerimientos de resistencias del relleno cementado, para la

secuencia de avance del minado establecido para Limpe Centro, entre los

Nvs. -29 y -8. Cualquier cambio en la secuencia de avance del minado

demandará un nuevo cálculo de los requerimientos de resistencia del

relleno cementado

Considerar que un relleno cementado es bueno para mantener paredes

autoestables, donde la dilución debe ser menos del 5 %, mayores

diluciones significan resistencias insuficientes del relleno

La segregación del concreto en forma inicial fue uno de los aspectos más

significativos del control de calidad durante la operación de este sistema.

Esta segregación se consiguió trabajando con slump 0 con una relación

agua/cemento = 1.8 con 20% de relave.

Los mayores requerimientos de resistencia corresponden a las mayores

potencias del cuerpo, que es lo mismo a las mayores longitudes de

162

tajeos. Este requerimiento puede ser disminuido extrayendo el mineral

del tajeo en etapas, de tal manera de tener menores longitudes de

paredes expuestas

La distribución de tamaños de partículas y contenido de agua, juegan un

rol importante sobre la resistencia. Donde se observa las mejores

resistencias a la compresión comparadas con la mezcla de consistencia

normales donde no se emplea aditivo y el tiempo en el ciclo de minado

se puede manejar de acuerdo a las necesidades

Para las geometrías de minado a utilizarse se requería una resistencia de

2 MPa y una losa inferior efectiva de 1.5 m. donde los modos de falla

limitaban el abierto máximo a 5 m para un factor de seguridad de 1.5, no

dándose estas limitaciones con el minado

Es importante que se respeten los estándares de dimensiones de los

tajeos, a fin de garantizar condiciones adecuadas de estabilidad tanto del

relleno como de la masa rocosa.

Las pruebas con agregados de hasta 2” de tamaño y 5% de cemento

indicaron que con 20% de relaves se alcanzaba la máxima resistencia,

pero con un porcentaje de relave mayor la resistencia descendería

dramáticamente, a causa de que se incremente el área superficial de las

partículas que requieran cobertura de cemento y ligante

163

RECOMENDACIONES

Cuando se tenga que exponer paredes estables en un lado del pilar

de relleno cementado, y el lado opuesto se encuentra con relleno no

cementado, será necesario aumentar la resistencia del pilar de relleno

cementado en un valor de 0.16 MPa para soportar las cargas de

cizallamiento por el empuje del relleno convencional (no cementado)

contiguo.

Las condiciones geomecánicas para la construcción de la rampa,

conforme al avance del sistema de rampa en profundidad, se tiene

que direccionar hacia el NW, donde las condiciones de la roca

mejorarían, debido al alejamiento de la zona de influencia de la falla

principal

Lo valores de requerimientos de resistencia del relleno con agregados

cementados han sido calculados con valores estimados de calidad de

la masa rocosa. Estos valores deberán ser afinados en el futuro a

medida que se realiza la profundización con la mayor información

sobre las condiciones geomecánicas de la masa rocosa durante el

progreso del minado

164

Colocar por lo menos dos pilares estabilizantes de relleno con

agregados cementados, por lo menos 5 % de contenido de cemento,

estos pilares podrían involucrar dos tajeos de 4 m cada uno, es decir

sería de 8 m de ancho, en toda la profundidad de minado.

Evitar o minimizar la ejecución de labores adyacentes, es decir hay

que crear un mínimo de densidad de excavaciones en el área del

nudo que forma la rampa con los cruceros pivotes. Si hubiera

necesidad de conformar excavaciones adyacentes, tendría que ser un

estándar, sostener estas excavaciones con pernos cementados más

malla, y en un futuro, si el problema va en aumento, se añadiría el uso

del enlazado con cables.

Para la recuperación del mineral debajo de los niveles base, donde el

relleno cementado tiene mejor calidad, no debe abrirse la excavación

en todo el ancho del tajeo, sino en mínimo dos partes, de tal manera

de lograr adecuada estabilidad de los techos en relleno. El relleno

cementado no está diseñado para mantener techos estables de 16 m

de luz (ancho del tajeo).

165

APENDICE

166

Apéndice A

A.1. ENSAYOS REALIZADOS EN EL LABORATORIO DE CONCRETO.

A.1.1. SLUMP

El Slump se redujo a cero evitando así la segregación y bajando el

contenido de agua que por la cantidad de finos que contienen los agregados

solicitaban una cantidad mayor. Esto nos permite ganar mayor resistencia

con el mismo contenido de cemento.

A.1.2. RESISTENCIA DEL AGREGADO CEMENTADO

RESISTENCIA DEL AGREGATED FILL

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0

dias

Re

sis

ten

cia

Co

mp

res

iva

M

pa

2.00%

2.50%

3.00%

3.50%

4.00%

4.50%

5.00%

167

Apéndice B

B.1. ELABORACIÓN DE PROBETAS.

Los moldes para la elaboración de las probetas cumplen con la norma

ASTM C 470 y la elaboración de probetas se modificó el procedimiento de la

norma ASTM C – 192 en cuanto al número de golpes por capa, 10 por capa,

para simular el grado de compactación que se produce en el relleno

subterráneo, el cual se compacta por gravedad (no se chucea ni se vibra),

por simple colocación y peso propio.

B.2. FIGURA DE PROBETAS



Dibujado CAD Jorge Rojas Padilla PROBETAS Y Fecha: 10/10/211


168

Apéndice C

C.1. ENSAYOS DE ROTUA DE COMPRESIÓN SIMPLE.

Los ensayos de compresión simple fueron efectuados en el Laboratorio de

concreto de la mina Iscaycruz, utilizando camping para el refrendado y una

prensa hidráulica accionada a mano, marca Ele-international. Las muestras

fueron ensayadas a los 7, 14 y 21 días; por tener como ciclo de minado

máximo de 21 días.

Foto Nª 06 PRENSA HIDRÁULICA

169

C.1. ENSAYOS DE ROTURA DE RELLENO CEMENTADO

AÑO 2011

MES JUNIO

TIPO RELLENO AF RELLENO

CEMENTADO

Promedio de Resistencia (Mpa) EDAD

MINA NIVEL TAJEO %

CEMENTO 7 14 21 28 Grand Total

LIMPE -16-17 278 5 2.35 2.35

-17-18 334 5 1.66 2.63 3.03 2.32

-23-24 146 5 2.27 2.92 3.09 2.76

-18-19 330 3 4.16 4.16

270/274 5 1.50 2.22 2.54 3.12 2.34

418 5 1.36 2.46 1.91

-26-27 126 3 3.50 3.50

150 5 2.23 2.29 2.26

Grand Total 1.70 2.40 2.58 3.38 2.51

AÑO 2011 MES JUNIO

TIPO RELLENO AF RELLENO

CEMENTADO Promedio de Resistencia (Mpa) EDAD

MINA %

CEMENTO 7 14 21 28 Grand Total

LIMPE 3 3.83 3.83 5 1.70 2.40 2.58 3.08 2.35 Grand Total 1.70 2.40 2.58 3.38 2.51

170

CUADRO DE ENSAYOS DE RESISTENCIA VS % DE CEMENTO

171

Apéndice D

D.1. ALGUNOS CONCEPTOS DE MECÁNICA NO LINEAL DE MEDIOS

CONTINUOS

En este apéndice se recogen algunas definiciones y resultados básicos de la

mecánica de medios continuos con grandes deformaciones, en cuanto a la

cinemática y a las tensiones. En la definición del modelo constitutivo de la

cinemática del continuo elastoplástico, basada en la existencia de una

configuración intermedia, juega un papel importante. Por esta razón se ha

creído conveniente revisar en este anexo algunos de los conceptos que

sirven de base a los desarrollos que allí se exponen. Asimismo, en la tesis

se han empleado diversos tensores de tensiones cuya definición y sentido

físico se cree conveniente detallar aquí.

CONFIGURACIONES, MOVIMIENTO Y DEFORMACION

172

TENSORES DE TENSION

Tensor tensión de Cauchy

El teorema de Cauchy sobre las tensiones de un cuerpo, establece que dada

una distribución de tensiones internas sobre la geometría de un medio

continúo deformado, que satisfaga las condiciones del principio de Cauchy

existe un campo tensorial T simétrico definido sobre la geometría deformada

con las siguientes propiedades:

Representación gráfica de las componentes del tensor tensión en una base ortogonal

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_mec%C3%A1nica#Principio_de_Cauchy

173

Apéndice E

E.1. ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO

MUESTRA : Cantera Sur (< Malla 2") PI 1 23960.0 gr.

PI 2 1304.8 gr.

TAMIZ ABERTURA Peso retenido % retenido % retenido % que PARAMETROS (mm) (gr.) acumulado pasa

3" 75.000 0.0 0.0 0.0 100.0 100 100

2 1/2" 62.500 0.0 0.0 0.0 100.0 100 100

2" 50.000 0.0 0.0 0.0 100.0 97 86

1 1/2" 37.500 2528.0 10.6 10.6 89.4 88 66

1" 25.000 5064.5 21.1 31.7 68.3 77 52

3/4" 19.000 2571.7 10.7 42.4 57.6 69 43

1/2" 12.500 3139.2 13.1 55.5 44.5 57 32

3/8" 9.500 1649.1 6.9 62.4 37.6 49 26

N° 4 4.750 2760.5 11.5 73.9 26.1 35 15

N° 8 2.360 227.7 4.5 78.5 21.5 27 10

N° 16 1.180 209.8 4.2 82.7 17.3 20 6

N° 30 0.600 175.1 3.5 86.2 13.8 13 4

N° 50 0.300 126.8 2.5 88.7 11.3 7 2

N° 100 0.150 95.2 1.9 90.6 9.4 4 1

N° 200 0.075 76.3 1.5 92.1 7.9 2 1

< N° 200 910.9 393.9 7.9 100.0 0.0

174

E.2. Análisis Granulométrico

175

Apéndice F

F.1. UBICACIÓN DE LAS MINAS ZONA SUR

176

F.2. PROFUNDIZACIÓN DE LA MINA TINYAG Y CHUPA

177

F.3. PLANO DE MAPEO GEOMECÁNICO

178

F.4. FLUFOGRAMA DE SISTEMA DE RELLENO DE AGREGADO CEMENTADO

179

F.5. FLUJOGRAMA DE PRODUCCIÓN

MMIINNAA TTIINNYYAAGG 11

1,200 t/d

MMIINNAA CCHHUUPPAA

MMIINNAA TTIINNYYAAGG IIII

600 t/d 600 t/d

ZONA SUR

1,800 t/d

MMIINNAA LLIIMMPPEE CCEENNTTRROO

ZONA NORTE

4,200 t/d

SSTTOOCCKK PPIILLEESS

PPRREESSAA DDEE RREELLAAVVEESS

PPLLAANNTTAA FFIILLTTRRAADDOO

1,800 t/d

2,400 t/d

CCOONNCCEENNTTRRAADDOO DDEE

ZZIINNCC

180

BIBLIOGRAFIA

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Universidad nacional del altiplano - 1999

Análisis del estado tecnológico de los métodos de explotación

subterránea en las minas de Perú

por: Ingemmet – kfw – oim. 1989

Geología aplicada a la ingeniería

por: p. n. Paniukov.

Geología de minas

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Ingeniería básica de relleno cementado mina andaychagua

por: centromin peru s. a. – 1986

Operaciones unitarias en procesamiento de minerales

por: John m. Currie

Practical estimates of the rock mass strenght

por: Hoek, e & Brown, et (1997)

Determining rock mass deformability: experience from case histories

por: Bieniawski z. t. (1978)

The shear of rock and rock joints

por: Barton, n 1976

Excavaciones subterráneas en roca

por: Hoek, e. & Brown, e.t. 1980

relleno cementado

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