PROFESOR: ING SAAVEDRA FRIAS LUIS GERARDO ..

CURSO: MINERIA SUBTERRANEA.

TEMA: Factores caractersticos y Parmetros del Mtodo de Explotacin de la Mina MARSA

ALUMNO: ORTIZ BALCAZAR JHORDAN LEONEL. PEREZ TINEO IVAN JEFFERSON FIGALLO LIZANO FRANK UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTA DE INGENIERIA DE MINAS

DISEO DE LOS METODOS DE EXPLOTACION MINA GIGANTE - MARSA Ubicacin:La Mina Gigante se halla situada en el Anexo de Llacuabamba, distrito de Parcoy, provincia de Pataz y departamento de La Libertad, emplazada en las vertientes del flanco Oriental de la Cuenca hidrogrfica del Maran, sector Norte de la Cordillera Central.

Accesibilidad:Se puede llegar al rea de operaciones de la siguiente forma:Lima - Trujillo 562 Km., asfaltadoTrujillo - Chirn 34 Km., asfaltadoChirn - Chagual307 Km., carreteraChagual - Mina Gigante70 Km., carretera

GEOLOGALa zona aurfera de Parcoy, Gigante y Buldibuyo (considerado como distrito minero), est ligada a una faja de rocas intrusivas conocida como Batolito de Pataz, que cortan a los esquistos, filitas, pizarras y rocas metavolcnicas del Complejo Maran. El batolito se extiende 50 Km., entre Vijus al Norte y Buldibuyo al Sur, con ancho promedio de 2.5 Km.Las zonas de fallamientos y fracturamientos pre - existentes dentro del intrusivo, han servido de canales de circulacin de las soluciones mineralizantes hidrotermales, depositndose en las trampas estructurales, dando lugar a la formacin de vetas. Posteriormente han sido falladas y plegadas en ms de dos eventos tectnicos; razn por la cual, se presentan irregulares en su comportamiento estructural y continuidad.

FALLAMIENTOSe han diferenciado tres sistemas principales de fallamientos:Sistema de Fallamiento NW-SE (Longitudinales).Sistema de Fallamiento NE - SW a N - S (Diagonales).Sistema de Fallamiento Principal E - W o Fallas Mayores (Transversales).En este ltimo sistema, las estructuras desplazan hasta 100 m., en vertical y 300 m en horizontal (sinextral), siendo el bloque Norte el que cae o hunde.

MINERALOGA

La mena est constituida por pirita aurfera, que se presenta acompaada de arsenopirita, galena y marmatita en proporciones menores; tambin consideramos el cuarzo sacaroide como mineral de mena por hospedar oro libre.Como mineral de ganga se tiene cuarzo lechoso (primer estado), calcita, caoln, chalcopirita, etc.

DESCRIPCIN DE OPERACIONESEl nivel de produccin de mineral es de 1,250 TMS/da, con ley promedio de 13 Au. Gr. / TM. Las operaciones estn distribuidas en 25 niveles principales, entre las cotas 4,100 y 2,950 m.s.n.m. El laboreo minero es netamente convencional.

CMARAS Y PILARES

Definido el block rectangular de mineral por chimeneas y galeras, a partir de un subnivel base, se divide el tajeo en cmaras alternadas los pilares rectangulares de 3 m de ancho. Estas cmaras tienen la direccin del buzamiento y altura que depende a la potencia de la veta. Una vez que la cmara llega al nivel superior, se retorna desquinchando y sosteniendo los hastales para completar el ancho de diseo. Una vez concluida la cmara se rellena. La siguiente etapa es la recuperacin de los pilares; al trmino de stas, se completa el relleno de los espacios que quedan.

El mtodo es adecuado para: alturas litostticas menores a 700 m, resistencia compresiva de la roca mayores a 50 Mpa, vetas sub horizontes y de moderado espesor, caja techo razonablemente competente el cual es sostenido principalmente por los pilares, adems de que es posible dejar partes de estril como pilar.

LABORES DE DESARROLLO Y PREPARACINEn los yacimientos horizontales o casi horizontales, las labores de desarrollo y preparatorias consisten en la ejecucin de pozos de izaje, chimeneas de ventilacin y de servicios, galeras de acceso y vas para el transporte del mineral, echaderos de mineral, talleres para servicios, bodegas, etc. Algunas de estas labores pueden ejecutarse paralelo al arranque o explotacin. Los yacimientos inclinados se dividen verticalmente en niveles con galeras de transporte a lo largo de la caja piso.Es comn preparar el sector mediante un sistema de galeras paralelas es decir, de galeras en direccin transversal, de tal modo que por una de estas galeras penetra la corriente de ventilacin y por la segunda sale, una galera sirve para transportar mientras que la otra se emplea para trnsito de personal. En minas grandes y donde las necesidades de ventilacin son mayores, se llega a trazar incluso cuatro galeras o ms, una al lado de otra, en la mayora de los casos la separacin entre estas galeras es de 20 a 20 m.

VARIANTES DEL METODO DE CAMARAS Y PILARESCAMARAS Y PILARES TRADICIONAL

CAMARAS Y PILARES INCLINADO

CAMARAS Y PILARES EN ESCALERA

DISEO DE PILARESCuando se quiere dimensionar los pilares, el problema es encontrar una solucin de equilibrio por una parte la seguridad y la estabilidad de la excavacin nos obligan a sobredimensionar los pilares y por otra parte la rentabilidad de la explotacin y la relacin de extraccin nos obligan a extraer el mximo tonelaje de mineral del yacimiento.El problema es enfocado considerando globalmente los esfuerzos que se ejercen sobre un pilar, sobre este enfoque se han desarrollado varias teoras como:Teora de rea atribuida.Teora del arco.Modelo de la cavidad creada en un modelo infinito.Modelo de la viga o de la placa (cuando existen estratos horizontales).Mtodos numricos, con elementos infinitos.

Campo de esfuerzos presente en el macizo rocosoCampo de esfuerzos actuando sobre el pilarResistencia del pilarFactor de Seguridad del Diseo Factor mayor a 1 La tendencia actual es calcular la confiabilidad del diseoAproximacin probabilstica al diseo de minas

CLCULO ANCHURA PILARES

Sp = 1,1 x [B + W / W]2 x SvFs = c / Sp 4Sp (MPa): es la tensin en el pilar.Sv (MPa): es el peso del prisma ficticio de terreno que descansa sobre cada pilar.W (m) es el ancho del pilar.B (m) es la anchura de la cmara.c (MPa) es la resistencia a compresin del mineral del pilar.

EJEMPLO DE CLCULO DE PILARES

Datos:Pilares aislados, de seccin cuadrada.Ancho de cmara: B = 20 m.Altura de cmara: H = 5 m.Resistencia a compresin simple (RCS) del mineral: c = 60 MPa.Densidad del material de cobertera: = 2,7 toneladas/m3.Factor de seguridad del pilar: FS 4.Cobertera (montera) de terreno: de Z = 16 m.

Resultados:Peso terreno sobre el pilar: Sv = Z = 0,027 x 16 = 0,432 MPaTensin sobre cada pilar (para obtener un FS = 4): Sp = c / 4 = 15 MPaDando valores y despejando en la formula el valor de W (ancho pilar):Sp = 1,1 x [B + W / W]2 x Sv15 = 1,1 x [20 + W / W]2 x 0,432W = 4 m.

CRITERIOS GEOMECNICOS DE APLICACINEste mtodo de laboreo es factible para los tipos de roca A, B y C que corresponden a los ndices de: RMR = 47 - 65, 44 - 47, 35 - 44 y Q = 1.5 - 9.5, 1.0 - 1.5, 0.40 - 1.0, respectivamente. Los parmetros de resistencia de roca para estos tipos de roca han sido calculados teniendo en cuenta las caractersticas geomecnicas de la roca y/o mineral del yacimiento.

PARMETROS DE DISEO DE LA ROCA

Densidad de roca, (Tn./m3): 2.7Densidad del mineral, (Tn./m3): 3.0Angulo de friccin, f (): 31 - 40Cohesin, c (Mpa): 0.46 - 4.0Mdulo de Young, E (Mpa): 3,160 - 30,000Mdulo de Poisson, v: 0.25

PARMETROS GEOMTRICOS DEL MTODO:Dimensiones del sub block (m): 20 x 30Nmero de cortes verticales: 4Ancho de cortes verticales (m): 3Ancho de cmara (m): 14Nmero de Pilares: 3Dimensiones de los pilares temporales (m): 3 x 30, 3 x 20

ABERTURAS PERMISIBLES

Para los tipos de roca A, B y C, las mximas aberturas permisibles estimadas son de: 9.5 - 20m, 8.0 - 9.5m, 5.5 8m; los tiempos de auto - sostenimiento son de: 1 - 2 semanas, 3 das - 1 semana, 10hrs 3 das, respectivamente (ver los cuadros 3 y 4 del anexo A). Cabe aclarar que estos valores son indicativos.

SOSTENIMIENTO RECOMENDADOLos sistemas de sostenimiento recomendados para estos tipos de roca son:

Tipo A:Puntales de 7 f y/o pernos de 6, ocasionalmente. Tipo B:Puntales7 f y 8 f , e = 1.2 x 1.5m, gatas e = 1.30 x 1.50m y/o pernos de 6 e = 1.2 x 1.2m, sistemticos. Tipo C:Cuadros de madera 8 f, e = 1.2m, puntales de 7 y 8 f, e = 1.0x1.2m, y/o, gatas hidroneumticas e = 1.0 x 1.2m, sistemticos.

OPERACIONES UNITARIASPERFORACIN Y VOLADURA

Por las caractersticas de la rotura de mineral, se emplea el diseo de perforacin y voladura de un frente, diferencindose en el control de los taladros de corona, que son ubicados debajo del contacto mineral - desmonte, distancia que vara de acuerdo a la calidad de roca.En la perforacin se emplean perforadoras livianas tipo jack - leg, que operan con una presin de 80 PSI y 130 CFM. La longitud de barrenos es de 5 pies y 39 mm. de dimetro de broca. En la explotacin de las primeras cmaras, es importante el control topogrfico para evitar distorsiones en la direccin de la misma. En la voladura, se emplean dinamitas pulverulentas y semigelatinas, dependiendo de la calidad del mineral, emplendose en muchos casos espaciadores de agua en los taladros de corona.

LIMPIEZAEste mtodo de explotacin tiene la ventaja de tener dos o tres cmaras en ataque, lo que favorece en la mayor utilizacin de los winches elctricos de arrastre, que tienen motores de 10 o 15 HP, con rastra de 32, 6 pies cbicos de capacidad, utilizando para el arrastre cables de acero x 6 x 19 y poleas de 6 8 f.

SOSTENIMIENTO

El sostenimiento temporal a realizar depende de la calidad de roca pueden ser desde: Puntales de seguridad, gatas hidrulicas, cuadros de madera y pernos de anclaje.

EFICIENCIAS

Rendimiento : 2.00 m3/tarea (con winche). : 1.11 m3/tarea (limpieza manual).Factor de voladura : 1.22 Kg. /m3.Factor de Perforacin : 4.61 m/m3.Produccin por taladro : 0.94 TM / taladro.

CORTE Y RELLENO ASCENDENTEEl inicio de la explotacin es a partir del subnivel base, dejando un puente de 3 m, respecto a la galera principal. Se realiza una cmara central el que servir como cara libre para realizar la explotacin; en vetas con buzamiento mayor de 30, se realiza en cortes horizontales empleando como sostenimiento temporal puntales de madera, gatas hidroneumticas, pernos y cuadros de madera de forma ocasional o sistemtica dependiendo de la calidad de roca de la caja techo. Concluido los cortes horizontales, se procede a la limpieza o aspirado del mineral fino, el cual es llenado a sacos de rafia para su posterior envo a Planta. Seguidamente, se construyen los tabiques para el proceso de relleno hidrulico; a medida que se rellena se van recuperando las gatas, hasta el trmino de la abertura.Durante el avance ascendente de la produccin, se deja pilares de 3m x 5m, adyacente a las chimeneas principales y un puente de 3m x 20m paralela a la galera, los cuales son extrados al final de la explotacin del tajeo.Las razones para seleccionar este mtodo es: la competencia regular de la roca caja techo, la geometra irregular de las vetas, la disposicin de los desechos mina, alta ventilacin en los tajos de explotacin y la prevencin de subsidencias con el uso de relleno.

Condiciones de Aplicacin:Geometra del yacimiento:- Forma: Irregular.- Potencia: variable; >0.50 m. - Buzamiento: 30 - 40- Altura litosttica: 200 m - 600 m.

Parmetros de Diseo de la roca:Roca encajonante: Granodiorita.Densidad de roca , (Tn. /m3): 2.7Densidad del mineral , (Tn. /m3) : 3.0Angulo de friccin, f (): 31 - 40Cohesin, c (Mpa): 0.29 - 4.0Mdulo de Young, E (Mpa): 2,510 - 30,000Mdulo de Poisson, v: 0.25 Parmetros Geomtricos del Mtodo:Dimensiones del sub block (m): 20 x 30Nmero de cortes horizontales: 5Longitud de cortes horizontales (m): 14Ancho de cortes horizontales (m): 5Altura de cortes horizontales (m): 1.20 mDimensiones de los Pilares temporales (m): 3 x 5 y 3 x 20

OPERACIONES UNITARIASPerforacin y voladura:Como el avance de la explotacin es por rebanadas horizontales, la perforacin tambin se hacen en el sentido del rumbo. La voladura controlada es fundamental en los taladros superiores.Los equipos de perforacin son mquinas Jack-leg con barrenos de longitud 5 pies y dimetro de 39 mm.En la voladura, se emplean dinamitas semigelatinas con potencia relativas de 45% y 65%, tambin dinamitas pulverulentas de 45% y 65% en las coronas, dependiendo del ndice Q del mineral, emplendose en muchos casos espaciadores de agua en la fila de taladros cercano a la caja techo.

Limpieza:Los winches elctricos de arrastres pueden utilizarse para dos alas de explotacin, lo que permite un mejor rendimiento. Sostenimiento:El sostenimiento temporal a realizar depende de la calidad de roca en la caja techo, variando desde: puntales de seguridad, gatas hidrulicas, cuadros de madera y pernos de anclaje. Eficiencias:- Rendimiento:2.50 m3/tarea (con winche).:1.25 m3/tarea (limpieza manual).- Factor de voladura:0.88 Kg. /m3.- Factor de perforacin:3.57 m/m3.- Produccin por taladro:1.22 TM / taladro.

MTODO DE EXPLOTACIN SELECTIVO CIRCADOSe aplica este mtodo para zonas mineralizadas con potencia de veta angosta (

Parmetros de Diseo de la roca:Roca encajonante: Granodiorita.Densidad de roca , (Tn. /m3): 2.7Densidad del mineral , (Tn. /m3) : 3.0Angulo de friccin, f (): 31 - 40Cohesin, c (Mpa): 0.29-4.0Mdulo de Young, E(Mpa): 2510 - 30,000Mdulo de Poisson, v: 0.255.4Parmetros Geomtricos del Mtodo:Dimensiones del sub block (m): 20 x 30Ancho de cmara (m): 14Ancho de cortes horizontales (m): 10 - 27Altura de cortes horizontales (m): 1.2Dimensiones de los pilares temporales (m): 3 x 10

Aberturas permisibles:Para los tipos de roca A, B, C y D, las mximas aberturas permisibles estimadas son de: 9.5 - 20m, 8.0 - 9.5m, 5.5 8,3m 5.5m; los tiempos de auto - sostenimiento son de: 1 - 2 semanas, 3 das - 1 semana, 10hrs 3 das, 1 hr. 10 hrs., respectivamente. 5.6 Sostenimiento Recomendado: Los sistemas de fortificacin recomendados son:Tipo A:Puntales de 7, f y/o pernos de 6, ocasionalmente.

Tipo B :Puntales7, f y 8 fe = 1.2 x 1.5m, gatas e = 1.30 x 1.50m y/o pernos de 6 e = 1.2 x 1.2m, sistemticos.

Tipo C : Cuadros de madera 8 fe = 1.2m, puntales de 7 y 8 f,e = 1.0 x 1.2m, y/o, gatas hidroneumticas e = 1.0 x 1.2m, sistemticos.

Tipo D Cuadros de madera 8 f,e = 1.0m, puntales de 8 f, e = 1.0 x 1.0

INSTALACIN DE PERNOS DE ANCLAJE CON RESINA

SOSTENIMIENTO TEMPORAL CON GATAS HIDRONEUMTICAS

CONCLUSIONESEl minado de vetas sub - horizontales en MARSA se efecta con tres tipos de mtodos: Corte y Relleno Ascendente, Cmaras - Pilares y Circado. El criterio de aplicacin de estos mtodos se fundamenta principalmente en la geometra de la estructura mineralizada y en la condicin geomecnica del macizo rocoso. Los rasgos principales del yacimiento son: el buzamiento, que est en el rango de 10 a 45 y la potencia que vara de 0.2 m a 1.2 mLas mximas aberturas permisibles de acuerdo a evaluaciones geomecnicas del macizo rocoso han sido estimadas para cuatro tipos de roca encajonante, que varan en el ndice de calidad de regular a mala (0.1< Q

El control de la dilucin y selectividad en la explotacin del yacimiento aurfero, es sinnimo de calidad, entendiendo como un elemento que permite programar, disear, implementar, operar para conseguir una alta recuperacin del preciado metal. Esto se logra haciendo uso de un estricto control de ratios en las operaciones unitarias con el objeto de conseguir rentabilidad para la empresa. Este esfuerzo conjunto ha permitido obtener valores de dilucin del orden de 12% mejorando las leyes del mineral entregado a Planta.Una etapa adicional al ciclo de minado es la recuperacin de finos mediante el barrido, llevndose acabo antes de ingresar el relleno hidrulico al tajeo. Esto nos permite obtener 4 kg. de Au. por mes.El sostenimiento definitivo de las aberturas se realiza mediante el relleno Hidrulico. Para tal efecto se tiene una red de transporte por medio de tuberas que alcanzan labores mas alejadas, cubren distancias de 800 m en vertical y 3000 m en horizontal, con un caudal de pulpa de 150 gln. /min. y densidad de pulpa de 1,900 gr. /litro. La finalidad es mitigar la subsidencia del macizo y de esa manera preservar el entorno natural.