Usos de Relleno

Ctedra Codelco de Tecnologa MineraMI 58B: Diseo de Minas Subterrneas Instructor: Enrique Rubio

Usos del Material de Relleno

Material de construccin Material de soporte Se utiliza para vaciar estriles


Usos del Relleno Se utiliza como techo, piso y pared en los

diferentes mtodos de cut and fill


Tipos de Relleno Rellenos de roca (rock fills) Rellenos hidrulicos (slurry fills) Relleno tipo pasta (paste fill)


Caracterstica de los Materiales de Relleno

Propiedad Relleno de Roca Relleno Hidrulico Relleno tipo PastaEstado Seco 60-73% slido 65-85% slido

Sistema de transporte chimenea, equipo sondajes, caeras a travs de gravedad

sondajes, caeras a travs de gravedad

Cemento si y no si y no si

razn agua cemento baja alta baja a alta dependiendo de las

especificacionesVelocidad de depositacin

100-400 tons/hr 100-200 tons/hr 50-200 tons/hr

Segregacin en la pila se produce reduciendo su

resistencia y rigidez

Se produce segregacin lo cual

induce baja resistencia

no existe segregacin

Rigidez alta si se instala adecuadamente

baja baja a alta dependiendo de la

composicinContacto con las

paredesdifcil no se puede fcil para ajustar a

paredes


Rellenos Hidrulicos Son los ms usado actualmente en minera de Cut and

Fill El diseo consiste en encontrar una curva

granulomtrica de arena o material de relave que junto a una cantidad de agua se comporte como una pulpa de fcil manejo a travs de caeras y ductos de vaciado

Los parmetros a considerar en l diseo de la curva granulomtrica a ser utilizada en la pulpa debe considerar lo siguiente: El tamao mximo y su volumen de material grueso que puede

ser transportado sobre la velocidad crtica de transporte El tamao mnimo y su volumen que permitir un drenaje

adecuado


Curva Granulomtrica para Rellenos Hidrulicos

Partculas de mayor tamao son difciles de mantener en suspensin an cuando se transporte a velocidades sobre la crtica

Tambin las partculas de mayor tamao aumentan el desgaste de los ductos de transporte exponencialmente

La fraccin de material fino influir en la velocidad a la cual se puede drenar la pulpa para vaciar el exceso de agua.

La velocidad de drenaje del exceso de agua debera ser no menor a 2.5 cm/hr

La cantidad mxima de finos para evitar liquefaccin producto de potenciales cargas dinpamicas es de 8% en peso de material bajo 20 micrones u 800 mallas.


Utilizacin de Rellenos Hidralicos

Se utiliza en cut and fill convencional u overhang cut and fill

En algunos casos se utiliza equipos de drenaje especial para acelerar el proceso de percolacin el cul resulta ser la etapa crtica del proceso productivo

Se debe cuidar el evitar la remocin de la porcin fina del material producto del drenaje rpido de agua.

La velocidad de transporte de la pulpa debera estar en el rango 1.3-1.7 m/s


Resistencia de Rellenos Hidrulicos

El ngulo de friccin aparente depende de la angularidad de los fragmentos de arena y su compactacin

El ndice de huecos de rellenos hidrulicos es del orden de 70%. Lo cual implica una densidad de 1.6.

El ngulo de friccin de falla es de 37 grados No se considera cohesin ya que es arena suelta. Sin

embargo en realidad como la arena est hmeda se cohesin aparente debido a la succin producida en los poros y capilares

En estas condiciones la altura mxima de relleno que se puede mantener estable es de 3-4 m


Parmetros de Resistencia de Rellenos Hidrulicos

Cementados Para aumentar la cohesin del

relleno se incorpora cemento en la pulpa de modo de mejorar sus condiciones de resistencia

La resistencia de un relleno con cemento est dada como funcin del contenido de cemento y el tiempo de curado por la siguiente relacin

5B30A

KPa log2

=

=

+= tBCAc


Resistencia de Rellenos de Roca Cementada (CRF)

Se incorporan rocas estriles a los rellenos hidrulicos de modo de disminuir las cantidades de cemento y arena a utilizar.

Generalmente presentan una mayor resistencia dada sus caractersticas constructivas

CRF varian en su cantidad de cemento en peso de 4-8%

La relacin emprica para el clculo de resistencia a la compresin (1-11 MPa) est dada por:

c (MPa) p E (MPa)Relleno hidralico con cemento 8% 0.22 35 285Relleno hidralico con cemento 8% y roca 0.6 35.4 280

MPa 65.2vc C =


Comportamiento de Relleno de Rocas con Cemento


Segregacin en Rellenos de Roca Cementados

Segregacin de los componentes Roca Cemento Arena

Se generan reas de alta porosidad que tienden a tener un bajo contenido de cemento


Efecto de la Rigidez del Relleno en el Comportamiento

del Pilar

La rigidez del relleno cambia las propiedades constitutivas del pilar minero pasando de plstico a frgil plsticoUn relleno rigido genera un esfuerzo lateral mayor y aumenta la resitencia post falla


Modelo de Fallas de Mitchell 1983

Falla por traccin o corte

Peso neto de la cua a fallar (La cohesin de las paredes induce una resistencia al corte)

Factor de seguridad a la formacin de una cua en el piso del relleno:

245

' +=

( )'2cLwHW fn =

)2()tan()tan(

'

''

cLHLcFS

f +=


Modelo de Fallas de Mitchell 1983

UCS crtico del material de relleno para su sostenimiento

)1( LHHUCS

+=


Estabilidad de Rellenos a Caving y Cizalle

Mitchell, RJ & Roettger(1989) Analysis andmodelling of sill pillars,Innovations in Mining BackfillTechnology, Hassani et al(eds.) Balkema, Rotterdam

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