Minado Profundo

MINADO PROFUNDO: problemas y soluciones -

Caso Mina Yauliyacu

Expositor: Jaime Tapia Aguirre Geomecnico Corporativo

En el Per an no se tiene Normado cuando

una mina debe ser considerada Mina

Profunda. Pases como Australia, Canad y

Sudfrica tienen normados en base a su

realidad geolgica cuando deban ser

consideradas profundas, con Normativas y

Legislaciones de control diferentes para sus

operaciones.

Consideraciones para el Minado Profundo

La minera subterrnea tiene diferentes connotaciones en diferentes pases. Las siguientes son

las minas ms profundas actualmente en operacin, todas ellas con problemas similares.

Nombre Mina Compaa Localizacin Mineral

Profundidad de

produccin

aprox. (m)

Enterprise Xstrata CopperMount Isa,

QueenslandCu 1650

Mount Magnet Hill

50Harmony Gold

Mount Magnet,

Western AustraliaAu 1500

Otter - Juan Gold Fields MineKambalda, Western

AustraliaNi 1350

Black Swan Nickel Gold Fields MineNear Kalgoorlie,

Western AustraliaNi 1200

Broken Hill PerilyaBroken Hill, New

South WalesPb, Zn, Ag 1200

Perseverance BHPLeinster, Western

AustraliaNi 1000

Kanowna Belle Barrick GoldNear Kalgoorlie,

Western AustraliaAu 1000


Profundidad de

produccin

aprox. (m)

La Ronde Agnico Eagle Cadillac, Quebec Au, Ag, Cu, Zn 2200

Creighton CVRD - Inco Sudbury, Ontario Ni, Cu, Co, 2200

Kidd "D" Xstrata Copper Timmins, Ontario Cu, Zn, Ag 2000

Craig Xstrata Nickel Sudbury, Ontario Ni, Cu 1700

Fraser Xstrata Nickel Sudbury, Ontario Ni, Cu, Co, 1600

Lindsey Xstrata Nickel Sudbury, OntarioCu, Ni, Co, Au, Pt,

Pd,Ag1600

MacassaKirkland Lake Gold

Inc.

Kirland Lake,

OntarioAu 1500

Minas profundas de Australia Minas profundas de Canad

MINADO PROFUNDO


Profundidad de

produccin

aprox. (m)

Savuka Anglogold AshantiCarletonville,

GautengAu 3800

Moab Khotsong Anglogold AshantiKlerksdorp, Nort

WestAu 3700

Elandsrand Harmony GoldCarletonville,

GautengAu 3600

Mponeng Anglogold AshantiCarletonville,

GautengAu 3375

BambananiARM Gold /

Harmony

Welkom, Free

StateAu 3325

Tau Tona Anglogold AshantiCarletonville,

GautengAu 3000

South Deep Gold FieldsRanfontein,

GautengAu 2700


Profundidad de

produccin

aprox. (m)

Yauliyacu Glencore Casapalca Zn, Pb, Ag 1500

El Porvenir MilpoSan Francisco de

AssZn,Pb,Cu,Ag 1400

Uchucchacua Buenaventura Oyon Ag 1300

San Rafael Minsur Antauta Sn, Cu 1200

Cobriza Doe Run Per San Pedro de Cori Cu 1100

Poderosa C.M. Poderosa Pataz Au 1000

Retamas Marsa Parcoy Au 900

Minas profundas de Sudfrica Minas profundas de Per

MINADO PROFUNDO

ALTOS ESFUERZOS DE ROCA (EL RIESGO EN PROFUNDIDAD)

Masa rocosa dctil y suave.

La roca sufre una alta convergencia en el tiempo.

Masa rocosa dura y frgil. Se dar la Sismicidad Inducida por la operacin y el

riesgo de estallidos de roca.

CASO MINA YAULIYACU

ASPECTOS GEOLOGICOS

Yauliyacu se encuentra en una zona de alto tectonismo, tpico de los andes peruanos. Estratigrficamente se tiene 4 formaciones definidas.

En las capas rojas que son intercalaciones

de lutitas y areniscas calcreas, por

alteracin relacionada a la mineralizacin se

dio origen a la silisificacin de las areniscas.

Tunel graton

Pcf Vt Cc

Cr

CjPrfido Carlos FranciscoPcf

Vt Volcnico Tablachaca

Cc Conglomerado Carmen

Cr Capas rojas

Cj Calizas Jumasha

Niveles de la mina

Cc

Piq

ue c

entr

al

39003600

33003000

Pcf

Vt

gran falla

2700

2100

Vt Cc Cr

1700

1200

800

200

H2

5000

4500

4000

3500

3000

4200

SECCIN LONGITUDINAL VERTICAL A LO LARGO DE LA VETA M

ESCALA : 1:30 000FIGURA 3.3

Max

Max

Max

A

(SW)(NE)

A'

Zona de

HORIZONTES

Zona de PROFUNDIZACION

ASPECTO GEOMECANICO

De acuerdo a la clasificacin

Geomecnica segn el criterio de

Bieniawski, el compsito en su mayora

presenta un RMR que vara de 40 a 70,

presentando una roca regular a buena.

Se ha establecido que los estallidos

ocurren en rocas que tienen resistencia

compresiva mayores a 100 Mpa,

nuestras areniscas silisificadas superan

esta resistencia.

El MGE es una de las herramientas que se

utiliza para el dimensionamiento de las

excavaciones en combinacin con

modelamientos numricos como el Phases V6.

Mapeo Geomecnico al detalle

ASPECTO GEOMECANICO Mtodo de minado: Taladros largos

REPORTE GEOMECNICO

Progresiva: Fecha 26-ago-13

Mina Seccin II Profundidad 517 m

Nivel 1200 4360 Estructura

Labor Sn 736S Litologia

Rc / Sv 3.58

SISTEMA RMR

PARMETROS RANGO VALOR

Resistencia a la compresin uniaxial 50 MPa 4

RQD 47 % 8

Espaciamiento de discontinuidades < 6 cm 5

CONDICION DE DISCONTINUIDADES

Familia D. Buz/Buz f/m Persistencia 03 - 10 m 2

1 F 18/51 Abertura 0.1-1 mm 4

2 322/48 Rugosidad LR 3

3 185/87 Relleno S < 5 mm 2

4 165/86 Alteracin Moderado 3

Agua subterrnea Mojado 7

Orientacin Moderado -5

RMR89 = 33

Condiciones secas RMR'89 = 46

SISTEMA Q

PARAMEROS VALOR

RQD % RQD 47 % 47

Nmero de discontinuidades Jn 3f 6

Nmero de rugosidad Jr IO 2.5

Nmero de alteracin Ja Granular 2

Nmero de agua subterrnea Jw Seco 1

Factor de reduccin de esfuerzos SRF Moderado 2.5

Q = 3.917

Q' = 9.79

RMR = 9 Ln Q + 44

RMR = 9 Ln Q' + 44

GSI = RMR'89 - 5 = 41

GSI = IF/R

TABLA GEOMECANICA RMR = 33

Q = 3.92

OBSERVACIONES:

MAXIMA ABERTURA AUTOESTABLE

ESR = 1.6 Permanente P2 P2

MAA = 5.52 m

TIEMPO DE AUTOSOPORTE

TAS = 7 Dias

RESISTENCIA DEL MACIZO ROCOSO

MR = 0.98 MPa

DETERMINACION DEL SOPORTE: PBHSC con lechada espaciado 1.2m

Mas malla eslabonada de 3x3.

Tipo de labor

Relacin soporte excavacin ESR = 1.6 Permanente P2

Altura H 3.5 m

Ancho A 3.5 m

Dimensin equivalente De = 2.19

Q = 3.92

Soporte recomendado: Sostener con Split set espaciado a 1.2m

mas malla eslabonada 3x3.

FOY-PTO-028

REVISION01

REPORTE GEOMECANICO APROBADO08/11/2012

Volcanicanica

RANGO

FORMULARIO OPERACIONAL

CODIGO

MICROSISMICIDAD INDUCIDA

Los microsismos se definen como las oscilaciones

naturales y regulares del subsuelo, inducidas por

fuentes naturales y/o artificiales.

Compuestos por ondas P y S. Aparecen en los registros de todos los sismgrafos.

La corteza terrestre est en un continuo estado de

agitacin.

Los eventos microssmico son propios de la

actividad minera, no son separables y se deben

incorporar a los sistemas de produccin.

La sismicidad inducida se refiere a la relacin que

existe entre la remocin de grandes macizos de

roca, generando tensiones en el macizo rocoso

que se deforma, liberando energa que se

representa a partir de ruido.

Eventos ssmicos en la Mina Yauliyacu (24 de agosto del 2009)

Nivel 1700 Nivel 1900


Daos ocasionados desde el nivel 1500 hasta el 3300

NIVEL LABOR CRITICIDAD CONSECUENCIA ML SECCION REFORZAMIENTO MATERIALES A USAR PRIORIDAD

COSTO

SOSTENIMIENTO

($)

COSTO POR

NIVELES ($)

TOTAL ML

POR

SOSTENER

Cx 678 2 Desprendimiento 15 3.5 x 3.0 PBH + M 112 m malla + 71 PBH 1 2302.72

Gl 242 S 2 Desprendimiento 20 3.5 x 3.5 PSSS 94 PSS 2 1187.22

Cx 678 2 Desprendimiento 35 3.5 x 3.0 PBH + M 260 m malla + 160 PBH 1 5345.60

Cx 678 1 Relajamiento 60 3.5 x 3.0 PSBH 275 PBH 2 4265.25

Cx 678 3 Reventazon 20 3.5 x 3.0 SHOT + PBH 190 m shot + 92 PBH 3 6176.92

Gl 678 N 3 Reventazon 130 3.5 x 3.5 SHOT + PBH 1365 m shot + 595 PBH 4 43353.45

BP 691 2 Desprendimiento 40 3.5 x 3.0 PBH + M 300 m malla + 183 PBH 1 6168.00

BP 691 3 Reventazon 120 4.0 x 3.5 SHOT + PBH 1308 m shot + 550 PBH 2 41230.50

Gl 648 S 3 Reventazon 120 3.5 x 3.5 SHOT + PBH 1260 m shot + 550 PBH 3 40030.50

Cx 663 4 Estallido 15 4.0 x 3.5 SHOT + PBH 164 m shot + 69 PBH 4 5170.19

Gl 646 3 Reventazon 30 3.5 x 3.5 SHOT + PBH 315 m shot + 138 PBH 3 10015.38

Gl 646 N 2 Desprendimiento 100 3.5 x 3.5 PBH + M 850 m malla + 459 PBH 2 17476.00

Cx 641 1 Relajamiento 20 3.0 x 3.0 PSBH 75 PBH 1 1163.25

25 Gl 690 2 Desprendimiento 55 3.5 x 3.5 PBH + M 468 m malla + 252 PBH 1 9622.08 9622.08 55

27 BP Principal 2 Desprendimiento 15 3.5 x 3.0 PBH + M 113 m malla + 62 PBH 1 2323.28 2323.28 15

Gl 672 c/vn 666 4 Estallido 60 4.0 x 3.5 SHOT + PBH 654 m shot + 275 PBH 1 20615.25

Gl 671 2 Desprendimiento 20 2.5 x 3.0 PSS 47 PSS 2 593.61

33Gl antigua c/

recta principal2 Desprendimiento 20 3.5 x 3.0 PBHS 75 PBH 1 1163.25 1163.25 20

895 218202.45 895

21208.86

3489.94

59141.22

15

17

19 87429.00

33824.8221

30

35

245

280

165

80

Aplicacin del Monitoreo Microssmico en Yauliyacu

La red de monitoreo microssmico consta de 5 Paladn (caja de registros de eventos microssmico), las cuales

recepcionan la informacin de los sensores, trasmiten la informacin a la PC de recepcin y almacenamiento

de datos para luego enviar los mismos a la PC de procesamiento.

Como opera nuestro sistema?

Qu ventajas obtenemos?

Procesamiento de datos:

Cada evento registrado se ve representado en un sismograma el cual al ser procesado y/o filtrado nos

permitir realizar reajustes en los parmetros de las ondas P y S. Tambin se visualiza los parmetros y localizacin de los eventos.

DISTRIBUCION DE POISSON

Mayo- Diciembre

0

5

10

15

20

25

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63

Frecuencias de clase (n) ML -2.0

Nro

de a

o

s

La distribucin de Poisson y la Campana de

Gauss son herramientas que utilizamos para el

control de calidad de nuestra informacin. La

misma que fue registrada por nuestro sistema

microssmico

Los criterios utilizados:

o Coordenadas

o Profundidad

o Magnitud

o Error

Software SMTI (Seismic tensor inversin): Es

otra herramienta que nos permite el anlisis de

los eventos en un nivel de detalle superior

obteniendo informacin como la fuente del

evento microssmico.

Anlisis de la microsismisidad:


Zonificacin Microssmica:


Nivel 1700

Zonificacin Microssmica:



GRADOINTENSIDAD

DEL EVENTO

PRESCRIPCION

SONORA (auditiva)

CONSECUENCIAS

DEL EVENTO

(en la roca)

DESCRIPCION

1 Suave Crujido RelajamientoRoca rajada y agrietada por acumulacion de

esfuerzos, no se aprecia movimiento alguno.

2 Moderado Sonido leve Desprendimiento

Caida de rocas por gravedad en rocas relajadas,

ayudadas por evento sismico moderado, se aprecia

movimiento sismico local.

3 FuerteSonido fuerte sin

movimientoReventazon

Empuje de roca con desprendimiento en forma de

salto generado por movimiento sismico sentido hasta

a 1 km del hipocentro.

4 Muy fuerteSonido intenso con

movimientoEstallido

La roca es expulsada en forma violenta generado por

movimiento sismico capaz de sentirse en mas de 1

km del hipocentro.

Procedimiento en Caso de Ocurrencia

Se paralizarn las labores afectadas en caso que la intensidad del evento sea alta.

Se bloquearn los accesos de las labores afectadas.

Inspeccionar la labor despus de 48 horas mnimo de producido el evento.

El Equipo de Soporte Tcnico (EST) especializado conformado por las jefaturas

de SAS, Geomecnica, Geologa, Mina y

Planeamiento, sern los nicos autorizados

a realizar la inspeccin.

En casos muy particulares, el EST especializado definir el momento de la

inspeccin.

Las labores se reanudarn de acuerdo a las conclusiones del EST especializado.

Interpretacin Ssmica basada en: Generacin del Estndar Estallido de Roca

Herramientas de Control

Generacin del Estndar Estallido de Roca Generacin del Estndar Estallido de Roca

Sustento de las 48 horas de paralizacin: De acuerdo al anlisis estadstico de la data microssmica, y con los

casos ocurrido en aos anteriores, se concluy que despus de un gran evento microssmico, ocurre dentro de

las 24 horas otro evento de similar magnitud con consecuencias de estallido.

Un caso resaltante fue; ocurri un evento y se observ, relajamiento y desprendimiento de roca de varias labores.

La replica del da siguiente gener otro evento evidenciando reventazn y estallido de rocas en varias labores.

Herramientas de Control

Prescripcin sonora y consecuencia de un evento ssmico

(reacciones de los trabajadores)

Crujido Relajamiento de roca Sonido leve Desprendimiento de roca

Sonido fuerte Reventazn de roca Sonido intenso Estallido de roca

Control de relleno de tajos

Debido a la explotacin y al mtodo de minado (sublevel stoping) se generan grandes cavidades los cuales

inducen a la generacin de eventos ssmicos, siendo necesario su relleno. La masa rocosa debe hacer algn

trabajo sobre el relleno para compactarla, proceso este que consume alguna energa, como resultado, la energa

es reducida.

1. ALTA RESISTENCIA

2. ACOPLAMIENTO ADECUADO A LA ROCA

3. FACILIDAD Y CALIDAD DE LA INSTALACIN

SOSTENIMIENTO ADECUADO

El sostenimiento en un ambiente subterrneo profundo requiere, dada la

complejidad de los mecanismos de falla de la roca, tener las siguientes

caractersticas:

Sostenimiento en zonas de rocas duras y frgiles afectados por altos esfuerzos de roca

Para determinar el mejor sostenimiento en tales condiciones nos preguntamos:

1.- Donde ocurren los estallidos? En rocas altamente tensionadas y de alta resistencia a la deformacin (areniscas silisificadas), con

resistencia compresiva mayor de 100 Mpa.

2.- Por que falla el sostenimiento? Porque no es el adecuado y/o esta mal instalado.


3.- Que sostenimiento es el adecuado? Pernos de gran resistencia + malla gallinero de 2


4.- Contamos con pernos de gran resistencia? El perno Gusano acta inicialmente como un perno esttico y posteriormente cuando se presente el evento

ssmico se comporta como un perno dinmico. Tiene una

resistencia mayor a 32 Tn.



5.- Que debemos hacer? Sostener en forma preventiva,

eliminando bloques sueltos y

relajados, rellenando en lo

posible las aberturas dejadas por

la explotacin que induce

directamente a la generacin de

estallidos.

Sostenimiento en zonas de rocas dctil, suave y de calidad pobre

Esta se da en labores de la seccin VI. El sostenimiento adecuado para estas labores es mediante el shotcret

Va Hmeda. Las ventajas en comparacin con la Va Seca es ampliamente conocida, los problemas mayores

sern el diseo y transporte hacia las labores profundas.

TENDENCIAS EN LA MINERIA SUBTERRANEA:

1. Las minas son cada vez mas profundas.

2. La produccin es cada vez mas mecanizada.

3. Las exigencias medio ambientales y de salud al personal minero

son cada vez mas estrictas.

PROBLEMTICA DE LA VENTILACIN

Adems del sostenimiento, la ventilacin y refrigeracin son tambin

importantes desafos en la minera profunda. Sin innovaciones y nuevos

desarrollos, el costo potencial de la ventilacin en minas profundas puede

hacer que algunos de ellos sean no viables.

Objetivo: garantizar la continuidad operativa de la mina a largo plazo.

Como: modificando e implementando el diseo del sistema de ventilacin hacia la

profundizacin, con tcnicas de ingeniera de ventilacin (software).

Tareas: reducir el aire viciado, calcular las prdidas de flujo, determinar la cada de

presin, disear el tipo de ventilador a usar, incrementar ms puntos de extraccin

de aire viciado, cubrir la demanda de aire en las etapas de desarrollo, preparacin y

explotacin.

Resultados: brindar un ambiente seguro, saludable y confortable cumpliendo la

normatividad legal.

Sistema de Control Automatizado

LA VENTILACIN EN YAULIYACU

1. La sostenibilidad de la industria minera depender de las innovaciones y nuevas

estrategias que se apliquen para la minera profunda..

2. Los eventos microssmico son propios de la actividad minera, no son separables y se

deben incorporar a los sistemas de produccin.

3. El monitoreo microssmico permite la localizacin de eventos ssmicos y el clculo de su

magnitud con otros parmetros hacen posible delimitar las zonas de acumulacin de

dao. Los datos recogidos se usan para el clculo de riesgo y para optimizar el

funcionamiento de la infraestructura investigada.

4. El sostenimiento en un ambiente subterrneo profundo requerir tener las siguientes

caractersticas: alta Resistencia, acoplamiento adecuado a la roca y facilidad con calidad

de la instalacin.

5 La complejidad del minado profundo requiere de nuevas Normativas y Legislaciones que

deben ser implementadas por nuestras autoridades mineras (MEM) dado los parmetros

operacionales que conllevan a un mayor riesgos hacia las personas, procesos y equipos.

En tal sentido, hacemos un llamado a nuestras entidades competentes para asentar

las bases de estas nuevas Normativas.

CONCLUSIONES

GRACIAS

Minado Profundo

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