Evaluación geomecánica del macizo rocoso para el diseño de excavaciones subterráneas, estimación de los requerimientos de refuerzo y/o soporte de las mismas y optimización de los métodos de minado en la Mina Yauricocha de Centromin - Perú

Abstract

En el contenido de la presente tesis, se pone de manifiesto la importancia de la Mecánica De Rocas en el diseño de excavaciones subterráneas, en el diseño de sistemas de refuerzo y/o soporte para lograr la estabilidad de las mismas y sobre todo, el hecho que constituye una información básica requerida para el Planeamiento De Minado, donde la ley, tonelaje y costo de producción son los parámetros que reflejan la eficiencia operativa. En Yauricocha, se está desarrollando un sistema de diseño de excavaciones subterráneas basado en nuestra propia experiencia, de las observaciones hechas con detenimiento de lo que ocurre en cada sector de los diferentes niveles. En la zona IV donde actualmente laboro y que abarca áreas ubicadas en los niveles ó20, 670 y 720, he logrado una clasificación del terreno en o tipos, con las que se pidió elaborar planos geotécnicos que muestran gráficamente la distribución espacial de los mismos. La superposición de estos planos sobre aquellos que contienen a los cuerpos y vetas mineralizadas nos permitió tomar decisiones importantes tales como: a. La de optar por explotar zonas de leyes relativamente bajas ubicadas en terrenos de buena calidad. b. Determinación de costos comparativos para cada tipo de sostenimiento en cada tipo de terreno. c. Evaluar alternativas en los diferentes métodos de minado. d. Optimizar la velocidad de minado a un costo relativamente bajo tomando consideración la relación existente entre el TIEMPO LIMITE y el ESPACIO ACTIVO para cada tipo de terreno. e. Presupuestar la ejecución de cruceros y galerías en los programas de desarrollo de la mina para un determinado periodo. f. El de iniciar un programa de investigación en la mina tendente a experimentar diversos tipos de soporte y/o refuerzo (pernos de anclaje, shotcrete, etc.), estudiando el comportamiento de cada uno de ellos en los diferentes tipos de terreno. Un logro del estudio efectuado en la zona IV es la obtención de un gráfico donde se pone de manifiesto la relación existente entre el tiempo límite y el espacio activo para cada tipo de terreno. Considerándose el tiempo límite como el tiempo existente entre la abertura de la excavación hasta el momento en qué se debe de terminar de colocar el soporte y/o refuerzo y el espacio activo a la mayor distancia existente entre el frente producido por el último disparo y el soporte de excavación. La relación mencionada entre el tiempo límite y el espacio activo, permitió que la zona mineralizada del contacto sur - occidental ubicada en los niveles 720, 670 y 620, se explotara con el método de minado de Corte y Relleno Ascendente, con la formación de cámaras y pilares donde la geometría, de las mismas, depende de la mineralización tipo rosario de los yacimientos de plata, de tal manera que en el lapso del inicio de la rotura y el término de rellenado de los tajeos no se produzcan derrumbes. En lo que respecta al diseño de excavaciones subterráneas, tomando como base un gran número de casos históricos en la estabilidad de excavaciones en los diferentes niveles de la mina, se ha determinado un Índice para indicar la CALIDAD MINERA de un macizo rocoso, que depende de la calidad de la roca (RQD), del estado de las diaclasas del estado de rugosidad de las fracturas, de la presencia del agua y del estado tensional de esfuerzos. Se hizo una definición adicional que se le llamó DIMENSION EQUIVALENTE de la excavación que es el resultado de dividir el diámetro, altura o ancho de la excavación entre un factor llamado RAZON DE SOPORTE ESR depende de la categoría de la excavación. La relación entre el índice de calidad tunelera y la dimensión equivalente para los diferentes tipos de terreno se llevó a un gráfico; la misma que nos permite determinar cuál es la máxima dimensión que puede tener una excavación subterránea de una determinada categoría, sin requerir un gran soporte. En la unidad de producción Yauricocha de CENTROMIN-PERU, la capacidad de tratamiento de la planta concentradora es de 1500 T.C.S. por día. El mineral debe de tener leyes de cabeza iguales o superiores a 1. 1 % de Cu, 2.5 % Pb, 4. 5 % Zn y 4.0 Onz. Ag. En el planeamiento de producción de la mina el principal objetivo es, determinar el tonelaje a extraerse de cada área de trabajo de tal manera que se entregue a la planta concentradora, mineral en la cantidad y calidad requerida por la misma sin excesivas fluctuaciones. En la zona mineralizada del contacto suroccidental, para lograr los objetivos arriba mencionados, se debe romper más de 8000 T.C.S. de mineral durante un mes; tal que regule las leyes de cabeza de toda la mina, debido a que el mineral existente en la mencionada zona mineralizada tiene altas leyes de Pb, Zn y Ag. Para ello se ha elaborado un modelo de PROGRAMACION LINEAL que permite la mezcla de mineral provenientes de diferentes frentes a un costo de minado bajo. Realizada la evaluación geomecánica de la zona mineralizada del contacto sur-occidental, ubicada en los niveles 720, 670 y 620, se determinó la relación entre el espacio activo y el tiempo límite en cada tipo de terreno, permitiendo el cambio del método de minado de Corte y Relleno Descendente “Under Cut And Fill“, por el método de minado de Corte y Relleno ascendente, con la formación de cámaras y pilares longitudinales o cámaras y pilares de forma irregular, dependiendo de la forma de mineralización. Las consecuencias de tal cambio son: el incremento de la producción y el laboreo en una forma segura que depende fundamentalmente del ciclo de minado y que varía en los diferentes tipos de terreno. Este cambio en el método de minado fue posible luego de haber logrado un adecuado sistema de drenaje por medio de huecos Down Toe Hole, debido a que la calidad minera del terreno varía considerablemente al evacuar el agua existente en las inmediaciones de la zona mineralizada. Con e1 presente trabajo no se pretende haber descubierto un nuevo método de explotación sino, más bien, transmitir a los mineros mi experiencia personal en el desarrollo de este método, como un homenaje a tan sacrificada profesión y como un modesto aporte a la de un sistema de explotación que está siendo desarrollado por técnicos peruanos, adecuándolo a nuestros diferentes tipos de mineralización; cumpliendo con un postulado actual de incrementar nuestra producción minera, industria tan compleja e importante para el desarrollo socio-económico de nuestro país.