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CURSO : SERVICIOS AUXILIARES DE MINA
TEMA : RELLENOS EN PASTA CEMENTADAS
DOCENTE : ING. VICTOR ALVAREZ LEON
ALUMNO : TORRES TERRONES, Carlos
CICLO : IX
Cajamarca, Febrero 2016
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RELLENOS DE PASTA
CEMENTADAS
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INTRODUCCIN
Existe una diversidad de terrenos en
el cual permite dejar al descubiertograndes superficies, incluyendo la
existencia de vacos que se
mantienen sin hundirse durante
mucho tiempo, por lo cual estos
espacios no se rellenan, en las
operaciones mineras continuas si se
deben de rellenar estos espacios,
para sostenimiento y reas de
trabajo
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RELLENO:
El relleno Se define como material
que sustituye al mineral arrancado
en los mtodos de explotacin,
principalmente en los mtodos
Corte y Relleno
El relleno es un material que est
constituido por una variada
granulometra, podemos encontrar
partculas de varios centmetros de
dimetro hasta los micrones
Los materiales deben de ser de
fcil adquisicin (costo,
disponibilidad y cercana)
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FUNCIONES GEOMECNICAS:
Como sostenimiento para seguir explotando los diferentes niveles o subniveles de
explotacin.
Previene la generacin de incendios, y la acumulacin de gases en las excavaciones.
Protege la superficie exterior de hundimientos rpidos y excesivos.
Reduce la presin del terreno y proteger las excavaciones.
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TIPOS DE RELLENOS
Rellenos de detrtico
(rock fills)
Rellenos hidrulicos
(slurry fills)
Relleno tipo pasta
(paste fill)
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TIPOS DE RELLENOS
% %
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RELLENO EN PASTA
La pasta es una mezcla de agua
con slidos de alta densidad que
contiene abundante partcula fina
con un bajo contenido de agua,
controlado con el cono de
abrahams.
No segregable.
Contenido de finos menores 20
micrmetros alrededor del 15%-
20%
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RELLENO EN PASTA
Elementos constituyentes:
Agregados
Relaves (underflow)
Cemento
Agua
Aditivos (opcional) : Ceniza volcnica,
Silicato de sodio, Asfalto, Yeso
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PARMETROS DE DISEO
Anlisis Granulomtrico:
Cuando la granulometra es muy gruesa es necesario reducir el agua para
mantener el slump requerido con la rectificacin del % de finos.
Proporciones de mezcla
Trabajabilidad de la mezcla: Cantidad de agua/granulometra,
transporte, colocacin.
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PARMETROS DE DISEO
Anlisis de Slump:
Importante en la reduccin
del cemento y control del
agua. Cuando el slump < al
requerido, sin modificarse al
diseo, existe mucho fino
debindose aumentar el
agua.
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PARMETROS DE DISEO
Ajuste de diseo:
Porcentaje de humedad deagregado.
Por aumento de SLUMP.
Por incremento de laresistencia. (ensayos
CUx)(tiempo de curado)
Por incorporacin de aditivo.
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TRANSPORTE DE RELLENO
El relleno debe ser conducido a una velocidad tal que evite la deposicin y tal
que evite el desgaste excesivo de la tubera por abrasin.
d: Dimetro de la tubera.
D: densidad de la pulpa.
F1: constante dimensional.
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TRANSPORTE DE RELLENO
Para no correr riesgos y garantizar la velocidad critica, la velocidad de
transporte ser:
En pies/seg
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MTODO DE RELLENOEN PASTA EN LA
UNIDAD MINERA SANRAFAEL
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FLUJOGRAMA DE RELLENO EN PASTA
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PLANTA DE RELLENO EN PASTA
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ESPESADO Es la primera etapa de separacin slido-
lquido.
El Espesador es un equipo de separacinslidolquido por sedimentacincontinua, con floculacin, en un tanque
cilndrico de 80 pies de dimetro. Se alimenta 110 TMS por hora contenidas
en una pulpa de 8.2% de slidos.
El Under Flow es el producto obtenido,una pulpa con 60% de slidos.
El Over flow es agua clarificada querebosa hacia unas bombas que lorecirculan al proceso de la PlantaConcentradora
Ingresan los siguientes tipos de relaves:
Gruesos de Estao
De pirita
Finos (lamas)
La dosificacin del floculante es de 19
gramos por tonelada mtrica seca deslidos
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FILTRADO El Filtrado es la segunda etapa de separacin
solido-liquido por medio filtrante.
Los equipos usados son dos filtros de discos,con bombas de vaco, que funcionanalternadamente.
El filtro tiene 10 discos. Cada disco tiene 10.5pies de dimetro, dividido en diez sectores.
El medio filtrante son telas de materialpolietileno mono filamento, con permeabilidadde 20 cfm y peso especifico de 11 onzas/yd2.
El vaco es generado con bomba de vacoasociada al filtro, con presin de 6 psinegativo.
El producto es el relave filtrado llamado Keke,con 78% de slidos. Se obtiene unaproduccin de 110 toneladas secas por hora
El sistema de soplado para eldesprendimiento del Keke de la tela es conaire comprimido a 15 psi de presin, con uncaudal de 340 cfm
El Keke descarga a una faja transportadora
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PREPARACIN DE MATERIALES
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PREPARACIN DE TAILLING
El Tailing se obtiene de alimentar a un mezclador continuo de 5 m3, el Keke
transportado por faja, ms un flujo controlado de pulpa espesada, obtenindose
de esa mezcla una Pasta de relaves con un contenido de solidos de 75%. Es ingresada a una tolva intermedia en donde se almacena para luego ser
descargado por tandas programadas.
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ABASTECIMIENTO DE CEMENTO Y ESCORIA El cemento:
Es del tipo PORTLAND IPM a granel.
Es ingresado a interior mina con
bombonas de bajo perfil, con capacidad
de transportar 15 toneladas por viaje.
Luego, mediante un sistema de
descarga con aire comprimido a 20 psi
de presin, es llevado a un silo de 150
toneladas de capacidad.
La escoria molida:
Tiene un proceso de molienda en la
Fundicin de Pisco y transportado a
San Rafael en Big Bags de 1.5 Ton.
Es ingresado a interior mina por un
proceso igual al del cemento, a un silo
de 250 toneladas de capacidad.
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MEZCLADO DE BOMBEO
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MEZCLADO El sistema de mezclado es por Batch.
La mezcladora es de paletas con una capacidadde 3.5 m3. Ingresan a su interior los siguientesmateriales:
Cemento
Escoria molida
Tailing
Agua
Los silos de cemento y escoria tienen basescnicas que estn conectadas a transportadoresde tornillo sin fin, a travs de ellos llegan a unamisma tolva que descarga al mezclador. Lospesos de cemento y escoria son calculados enfuncin al peso seco del tailing.
El Tailing se pesa en un tolva y descarga al
mezclador. El peso seco se calcula a partir delpeso hmedo y su porcentaje de contenido deslidos.
El agua ingresa para darle una consistencia defluido bombeable a la pasta.
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BOMBEO
La pasta del mezclador se descarga a una tolva y
de sta a la bomba.
El equipo usado es una bomba de desplazamiento
positivo, modelo vlvulas de asiento, con dos
pistones y unidad hidrulica.
Presiones de trabajo: 1500 psi
Numero de emboladas: 13 e/min
Rendimiento : 77 m3/hr
Bombea una pasta con las siguientescaractersticas:
Densidad : 1860 Gr/lt
Contenido de solidos : 73.5 %
Slump : 8 pulgadas
La medida del slump se realiza utilizando un cono
de Abrahams, de una muestra tomada de la tolva.
Las presiones de trabajo de la bomba, pueden
variar por la distancia para llegar al tajo vaco y el
slump de la pasta.
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DISTRIBUCION SUBTERRANEA La Pasta se transporta a travs de tuberas de
acero al carbono y tuberas de HDPE.
El dimetro interno de la tubera en toda laextensin, desde la Planta hasta el Tajo, es de 8pulgadas.
Las tuberas Sch 80, en material API 5L Grs 52,soportan hasta 1500 psi y se instalan a la salida
de la Bomba
Las tuberas Sch 40, en material ASTM A53 GrB.soportan hasta 900 psi y se instalan en lostramos horizontales de niveles intermedios.
Las tuberas SDR11 en material de HDPEsoportan hasta 160 psi y se instalan en losltimos 100 m de tubera antes de llegar al Tajo arellenar.
Son unidas con acoples de empaquetaduraexterna, ajustado con pernos.
Para llegar a niveles inferiores se realizantaladros de 12 pulgadas de dimetro, en loscuales se instalan tuberas Sch 80 de 8 pulgadasde dimetro interno, con roscas especiales ensus extremos, unidos y sellados con soldadura.
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RECEPCION EN TAJO Se realizan barreras en el nivel inferior del
tajo, en las labores de acceso que sirvieronpara extraer mineral y en los nivelesintermedios, en las labores de acceso quesirvieron para perforacin de taladros largos.
Las barreras son de desmonte proveniente
de las labores de preparacin.
Se acarrea con Scoop y se acumula en lalabor hasta cubrir el 80% de la abertura. Secompleta pircando con piedras de mayortamao hasta cerrar completamente laabertura. Se coloca tela de polipropileno por
la parte interna.
Las tuberas parten de la Planta de Relleno,recorriendo por la lnea troncal permanentehasta llegar al nivel superior del Tajo aRellenar. En este nivel se instala una tuberatemporal hasta llegar a una labor comunicada
al Tajo.
Esta labor puede ser una ventana, unachimenea corta VCR o un taladro piloto.
Dependiendo de la longitud del tajo, el rellenopuede ingresar por uno, dos o tres puntos,para distribuir adecuadamente la Pasta hastacubrir todo el espacio vaco.
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MTODO DE EXPLOTACIN
Mtodo de Explotacin:
Sub Level Stoping con taladros largos encuerpos y vetas angostas.
Funcin del Relleno: Pilar o Pared auto estable
Dimensiones de los Tajos en Cuerpos:
Longitud: 100 m
Ancho : 10 a 15 m
Altura : 50 m
Seccin expuesta: 50x10 a 50x15
Resistencia a la Compresin: 300 a 410Kpa
Tiempo de curado : 28 das
Dimensiones de los Tajos en Vetas angostas:
Longitud: 60 m
Ancho : 2.0 a 3.5 m Altura : 25 m
Seccin expuesta: 25x2 a 25x3.5
Resistencia a la Compresin: 70 a 110 Kpa
Tiempo de curado : 28 das
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RESISTENCIA A LA COMPRESIN
Cuadro de resistencias a la compresin Uni Axial
Calculado en funcin a las dimensiones de los Tajos
Usando el criterio de Mitchel (1982)
Expresado en Kilo Pascales
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ENSAYOS A LOS RELAVES El tamao de partcula:
Mayor a 75 micrones, es considerado grueso, en este caso representa solo el 25%
Menor a 20 micrones es considerado ultra fino, en este caso representa el 40 %
Menor a 11 micrones es considerado lama, en este caso representa casi el 20 %
El requisito mnimo de contenido de ultra finos para formar una pasta es de 15%
La curva caracterstica de los relaves nos indica lo siguiente:
Es favorable para lograr una mezcla bombeable.
La mezcla necesitara mayor dosificacin de cemento para lograr un valor de Resistencia a lacompresin.
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ENSAYOS DE RESISTENCIA
La Prensa de rotura a la compresin esdigital, con capacidad de registrarresistencias de valores bajos.
Las probetas cilndricas, segn la norma
ASTM, de tecnologa de concreto son demedidas: 6 pulgadas de dimetro y 12pulgadas de altura.
Los Ensayos de Resistencia a laCompresin tienen la siguiente secuencia:
Se preparan 3 probetas para cada fechade ensayo, promediando lo resultados.
En total se preparan 12 probetas paracada receta.
Las probetas se ensayan a los 7, 14, 28
y 56 das de curado Con lo valores obtenidos se realiza una
curva de Resistencias de la Pasta.
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ENSAYOS DE RESISTENCIA
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DISEO DE MEZCLA POR M3
Tailing:
Peso Hmedo: 1714 Kg
% Slidos: 75
Peso Seco: 1290 Kg
Peso Binder (7%):
Peso Cemento (2.9%): 37 Kg
Peso Escoria (3.1%): 41 Kg
Peso de Agua: 50 Lt
Con esta receta se obtiene una pasta conlas siguientes caractersticas:
% Slidos: 73.5
Densidad: 1860gr/lt
Slump: 8 pulg.
Luego de los ensayos de rotura a lacompresin se tiene como resultado:
Resistencia a la compresin: 350 Kpa
Tiempo de curado: 28 das
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COSTOS:
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El relleno cumple un rol de sostenimiento en las minas entre otros.
Existen tres tipos de relleno que se diferencian por su composicin.
El papel de la geomecnica en el relleno es disear la mejor combinacin de
materiales para obtener mejores propiedades y ahorro de costos en el relleno.
El diseo de relleno depende fundamentalmente del trabajo en campo y
laboratorio.
El costo de mantenimiento se incrementa por el tiempo de uso de los equiposde la Planta de Relleno.
El consumo de escoria disminuye en menor proporcin que el cemento.
La aplicacin de Relleno en Pasta cumple una funcin estructural, restablecela estabilidad del macizo rocoso y por consiguiente permite lo siguiente:
La recuperacin total y segura de pilares de mineral existentes en la mina.
La continuidad del minado a niveles inferiores.
CONCLUSIONES:
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El relleno aporta grandes beneficios en una mina, mas haya de los expuestos
que es importante conocer para entender la importancia del mismo.
El procedimiento de diseo del relleno no esta muy bien documentado, por
tanto resulta interesante realizar investigacin en este campo.
Un factor muy importante en la actualidad es el impacto ambiental del relleno
como generador de aguas acidas, que se debe conocer.
Con una adecuada tecnologa de separacin solido-liquido, que requiere
inversin en maquinaria, se puede utilizar los finos existentes en los relaves y
obtener un relleno cementado.
Es recomendable realizar un estudio analtico previo que permita conocer las
propiedades de los relaves cuando participan en una mezcla con cemento y
luego proyectar los costos operativos.
RECOMENDACIONES:
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GRACIAS!
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