GEOMECANICA APLICADA AL MINADO SUBTERRANEODISEÑO Y PUESTA EN MARCHA DE EXPLOTACIONES MINERAS METALICAS POR SLC EN PERU DCR Geomecánica en Minería y Obras Civiles Ingenieros S.R.Ltda. Lima, 25 Febrero del 2010 MSc. Ing. David Córdova Rojas METODO DE MINADO HUNDIMIENTO POR SUB NIVELES SUB LEVEL CAVING - SLC METODO DE MINADO HUNDIMIENTO POR SUB NIVELES SUB LEVEL CAVING - SLC . Métodos de minado subterráneo en orden de costos Orden 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Método de minado Block ó Panel Caving R Room and d Pill Pillar Sub Level Stoping Sub Level Caving p g Cut and Fill Stoping Vertical Crater Retreat Top Slicing Shrinkage Stoping Square Set Stoping Abreviación BC R&P SLS SLC C&F VCR TS SHS SQS US$/TM 2.5 a 8 4 a 10 5 a 10 6 a 12 10 a 30 20 a 25 25 a 35 30 a 40 > 35 . 5° El buzamiento vertical es el mejor.REQUISITOS PARA LA APLICACIÓN DEL SLC 1° Que haya frentes estables y una buena fragmentación del mineral para controlar mejor la dilución. . el buzamiento medio es satisfactorio aunque no tan bueno.6 m de potencia. dada la alta densidad de excavaciones. y debe permitir que los taladros perforados permanezcas abiertos. y cuerpos o vetas anchas o angostas desde 3. 2° La roca mineralizada debe ser lo suficientemente competente para permanecer estable sin excesivo sostenimiento. 3° La roca estéril de la caja techo debe ser lo suficientemente débil para poder hundirse. 4° Es aplicado en cuerpos irregulares. 4° Permite una buena concentración. organización y condiciones de trabajo. la seguridad del minado. debido a que todas las actividades mineras son ejecutadas en o desde aberturas relativamente pequeñas y con adecuado sostenimiento. 3° Junto con el sistema de transporte trackless. proporcionan muy buenas condiciones de trabajo. En resumen. El trabajo puede ser fácilmente organizado en un sistema que excluya las interferencias en las actividades de minado.VENTAJAS DEL SLC 1° Es uno de los métodos de minado mas seguros. a causa de la naturaleza repetitiva de este sistema de minado. la buena flexibilidad. crea un alto grado de flexibilidad. Por tanto. el minado por subniveles puede ser efectivo f y de costo relativamente bajo. 2° Alto grado de mecanización en sus operaciones unitarias. Esto permite un rápido inicio del minado y flexibilidad para hacer cambios en la tasa de producción. la organización del trabajo y la alta mecanización con equipos mineros modernos. . que podrían comprender hasta ensayos in-situ a escala real si fuera necesario. minimizar la dilución y lograr alta eficiencia en el minado. resultando en subsidencia y daños a la superficie. 6° Para maximizar la recuperación. En adición se requieren uno o dos sistemas de rampas. 3 Pueden ocurrir diversos tipos de pérdidas de mineral. 2° Todo el mineral debe ser fragmentado mediante perforación y voladura para ser extraído mediante flujo gravitacional. . 5° El minado genera hundimiento progresivo de la roca sobreyacente. 4° Se requiere una cantidad relativamente grande de desarrollos: galerías de transporte. orepasses y un nivel de transporte principal. galerías de subniveles.DESVENTAJAS DEL SLC 1° Alta dilución y relativamente baja recuperación. que pueden ser grandes 3° cuando el buzamiento del cuerpo mineral es cada vez menor. a través de estudios analíticos y experimentales. es importante obtener buena información sobre los parámetros del flujo gravitacional. ASPECTOS IMPORTANTES DEL METODO DE MINADO HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES (SLC) ¾ Flujo gravitacional del mineral roto ¾ Esquemas de diseño del SLC ¾ Sostenimiento del terreno en el SLC ¾ Subsidencia superficial en el SLC . FLUJO GRAVITACIONAL Drawpoint – Mina Rosaura . PRINCIPIOS DEL FLUJO GRAVITACIONAL Y FORMACIÓN DEL ELIPSOIDE DE EXTRACCIÓN (EE) El EE es el volumen que es extraído sin llegar a ser contaminado por estéril Kvapil (1992) . del elipsoide de extracción a = Ancho efectivo de la abertura de extracción en el techo del drawpoint WT = W’ + a – 1.Donde: dT = Profundidad total del elipsoide WT = Ancho total aprox.8 Dimensiones del elipsoide de extracción Kvapil (1992) . del elipsoide de extracción hT = Altura total del elipsoide de extracción W’ = Ancho teórico aprox. 0 m MODELAMIENTO EN MAQUETA SIMULANDO EL PROCESO DE MINADO .5 m Ancho total del elipsoide de extracción wT = 6.ESTIMACION DEL ELIPSOIDE DE EXTRACCION CASO MINA ROSAURA Altura total del elipsoide de extracción hT = 23. SLC tradicional o clásico Características resaltantes SLC mejorado Características resaltantes Bull & Page (2000) . Diferencias en la forma del flujo de mineral. Bull & Page (2000) . ESQUEMAS DE DISEÑO DEL SLC Perforación y voladura – Mina Rosaura . SLC TRANSVERSAL O LONGITUDINAL? SLC TRANSVERSAL . SLC LONGITUDINAL . 5 Espaciamiento horizontal SD de los cruceros (DP) hS ≤ 18 m: SD = WT/0.Espaciamiento E i i t vertical ti l hS de las galerías de subnivel hS = (2/3) * hT – 1.6 hS > 18 m: SD = WT/0.65 . Características del flujo vrs espaciamiento de drawpoints . Hustrulid (2008) ( ) 76.000 tpd . . RECUPERACION vs. DILUCION SUBNIVELES DESDE 10 A 14 m MINA TINYAG 90% 80% 70% DILUCION N 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 72% 74% 76% 78% 80% 82% 84% 86% 88% 90% 92% 94% 96% 98% 100% SNV. CADA 10 m SNV. CADA 11 m SNV. CADA 12 m SNV. CADA 13 m SNV. CADA 14 m Potencial (SNV. CADA 10 m) Potencial (SNV. CADA 11 m) Potencial (SNV. CADA 12 m) Potencial (SNV. CADA 13 m) Potencial (SNV. CADA 14 m) y = 0,83x 2 R = 0,98 8,81 y = 0,82x 2 R = 0,99 y=0 0,83x 83x 2 R = 0,99 8,69 y = 0,69x 0 69x 2 R = 0,99 y = 0,74x 2 R = 0,99 8,69 8,69 8,69 RECUPERACION VISTAS 3D CON DATAMINE MINA ROSAURA LABORES DE PREPARACION . . Taladros verticales vrs taladros inclinados . Esquemas de perforación . 950 Total SE ARRIBA Explotación Explotación Pre Pre Explotación Pre p Zona por minar Desarrollo Nº de draw point Explotación Preparación 6 2 6 2 6 2 18 6 Desarrollos ABAJO 1 1 . 3970 Nv. Mantener una distribución de leyes promedio. 4010 Nv. 3990 Nv.970 3. NW Zona explotada Nv.SECUENCIA DE AVANCE DEL MINADO CASO MINA ROSAURA OBJETIVO: Minimizar los riesgos a los recursos empleados. Mantener mineral preparado. 3950 Nivel 4.010 3.990 3. SECUENCIA DE AVANCE DEL MINADO CASO MINA ROSAURA En retirada. De caja piso a caja techo. NW SE CAJA PISO Zona por minar Zona explotada Explotación Pre CAJA TECHO . De NW a SE. SECUENCIA DE AVANCE DEL MINADO CASO MINA TINYAG . SECUENCIA DE AVANCE DEL MINADO CASO MINA ROSITA RECOMENDADA NO RECOMENDADA . PRODUCCION 2000 tpd COSTO DE MINADO 8.36 US$/Tn Limpieza del mineral y acarreo – Mina Rosaura . SOSTENIMIENTO DEL TERRENO EN EL SLC Drawpoint – Mina Tinyag . principalmente con cimbras . para proteger al personal y a los equipos: . en rocas expansivas (“swelling rock”) y de alta (“squeezing q g rock”) )yp presencia de agua: g deformabilidad ( .Sostenimiento severo.Combinación de pernos cementados con platinas agrandadas + straps t o malla.FUNCIONES DEL SOSTENIMIENTO EN EL SLC • Sostenimiento preventivo. ll o shotcrete h t t con fibras fib d acero de • Casos especiales. para mantener adecuadas condiciones de estabilidad: .Split sets y malla • Sostenimiento estructural. C.R. / S. Francisco Tufos Yauliyacu ESCALA Veta-Falla Rosura Límite calidad COMPAÑIA MINERA PERUBAR S.LITOLOGIA Y GEOMECANICA EN SECCION TRANSVERSAL MINA ROSAURA Falla ? ? CH GA-4170 DP-410-420 DP-430 DP-440 ? ? GA-4150 DP-400 DP-420 DP-430 DP-440 De IVA Se produjo colapso De IVB GA-4130 DP-420 D V De De IVB ? DP-440 De IVA EJE ANTICLINAL ROSAUR RA Falla De IVA Bloque por minar De IVBDe V De IVB DP-410-415 DP-425 DP-435 GA-4110 De IVA 4650 DP-440 DP-440 DP-410 DP-415 DP-440 DP-440 4600 De IVA 4550 4500 4450 4400 4350 4300 4250 4200 ? ? ? ? Falla De IVB De IVB De V De IVA De IVB De IVA ? ? D V De De IVB ? ? De IVA EJE ANTICLINAL ROSAURA 4150 D e IVA D e IVB De V LEYENDA Falla ? D e IVA D e IVB De V 4100 D e IVA D e IVB De V 4050 4000 Form. A. Bellavista Caliza Form. MS /CE /V VP/RZS 1/1000 FECHA 29 . Rio Blanco Andesita Tufo verde Form.A.M. EVALUACION GEOMECANICA DEL MINADO MINA ROSAURA LAMINA: Geomecánica en Minería y Obras Civiles BASE CAD DIBUJO GEOLOGIA Proporcionado por Mina Rosaura V. SOSTENIMIENTO RECIENTE EFECTOS DE LA DEFORMACION Y EXPANSION DE LA ROCA MINA ROSAURA . . 149 MPa 2 1.5 Presión de Sostenim miento (MPa) Presión del sostenimiento = 1.5 0 25 50 75 100 125 Deformación de la galería (mm) 150 175 200 Bóveda Paredes Piso .Galerías y cruceros RMR 35 3 2.5 1 0. . ZONIFICACION GEOMECANICA CON DATAMINE PARA EL DISEÑO DEL MINADO Y DEL SOSTENIMIENTO MINA TINYAG . SUBSIDENCIA SUPERFICIAL EN EL SLC INICIO DE LA SUBSIDENCIA CON TAJEOS PILOTOS MINA ROSAURA .PERU . PROGRESO DE LA SUBSIDENCIA MINA ROSAURA . PROGRESO DE LA SUBSIDENCIA MINA ROSAURA . VISTA GENERAL DEL AREA DE SUBSIDENCIA MINA ROSAURA . VISTA GENERAL DEL AREA DE SUBSIDENCIA TAJOS TINYAG (Inferior)Y ROSITA (Superior) .PERU . INESTABILIDAD DEL TALUD Y RELLENO DEL TAJO TINYAG .INICIO DE LA SUBSIDENCIA. CARACTERISTICAS DEL CRATER DE SUBSIDENCIA MINA TINYAG Angulo de desplome Angulo de fracturamiento . . . . SUBSIDENCIA MODELAMIENTO EN MAQUETA . . SLIDE . ESTIMACION DE ESFUERZOS IN-SITU PHASE2 . ANALISIS ESFUERZO/DEFORMACION ESTABILIDAD DE TALUDES PHASE2 . ANALISIS ESFUERZO/DEFORMACION EFECTOS DEL RELLENO DEL PIT TINYAG PHASE2 . U.Modelo UDEC de la mina Tinyag Rodríguez Dono A. .Vigo (2007) . y Díaz J. (1993) .RELACIONES ENTRE ANGULO DE DESPLOME Y FRACTURAMIENTO Cavieres P. MONITOREO DE LA SUBSIDENCIA – MINA ROSAURA BASE DE CONTROL TOPOGRAFICO RELAVERA YAULIYACU ANTIGUO CONTROL TOPOGRAFICO CON ESTACION TOTAL .