BLOQUE: OPERACIONES DE MINAS Conferencia técnica Jaime Tapia Coordinador Corporativo Geomecanico Empresa Minera Los Quenuales S.A. Miércoles 18 de setiembre, 2013

1. MINADO PROFUNDO: problemas y soluciones - Caso Mina Yauliyacu
Expositor: Jaime Tapia Aguirre
Geomecánico Corporativo

2. En el Perú aún no se tiene Normado cuando una mina debe ser considerada Mina Profunda. Países como Australia, Canadá y Sudáfrica tienen normados en base a su realidad geológica cuando deban ser consideradas profundas, con Normativas y Legislaciones de control diferentes para sus operaciones.
Consideraciones para el Minado Profundo

3. La minería subterránea tiene diferentes connotaciones en diferentes países. Las siguientes son
las minas más profundas actualmente en operación, todas ellas con problemas similares.
Nombre Mina Compañía Localización Mineral
Profundidad de
producción
aprox. (m)
Enterprise Xstrata Copper
Mount Isa,
Queensland
Cu 1650
Mount Magnet Hill
50
Harmony Gold
Mount Magnet,
Western Australia
Au 1500
Otter - Juan Gold Fields Mine
Kambalda, Western
Australia
Ni 1350
Black Swan Nickel Gold Fields Mine
Near Kalgoorlie,
Western Australia
Ni 1200
Broken Hill Perilya
Broken Hill, New
South Wales
Pb, Zn, Ag 1200
Perseverance BHP
Leinster, Western
Australia
Ni 1000
Kanowna Belle Barrick Gold
Near Kalgoorlie,
Western Australia
Au 1000
Nombre Mina Compañía Localización Mineral
Profundidad de
producción
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, Ontario
Cu, Ni, Co, Au, Pt,
Pd,Ag
1600
Macassa
Kirkland Lake Gold
Inc.
Kirland Lake,
Ontario
Au 1500
Minas profundas de Australia Minas profundas de Canadá
MINADO PROFUNDO

4. Nombre Mina Compañía Localización Mineral
Profundidad de
producción
aprox. (m)
Savuka Anglogold Ashanti
Carletonville,
Gauteng
Au 3800
Moab Khotsong Anglogold Ashanti
Klerksdorp, Nort
West
Au 3700
Elandsrand Harmony Gold
Carletonville,
Gauteng
Au 3600
Mponeng Anglogold Ashanti
Carletonville,
Gauteng
Au 3375
Bambanani
ARM Gold /
Harmony
Welkom, Free
State
Au 3325
Tau Tona Anglogold Ashanti
Carletonville,
Gauteng
Au 3000
South Deep Gold Fields
Ranfontein,
Gauteng
Au 2700
Nombre Mina Compañía Localización Mineral
Profundidad de
producción
aprox. (m)
Yauliyacu Glencore Casapalca Zn, Pb, Ag 1500
El Porvenir Milpo
San Francisco de
Asís
Zn,Pb,Cu,Ag 1400
Uchucchacua Buenaventura Oyon Ag 1300
San Rafael Minsur Antauta Sn, Cu 1200
Cobriza Doe Run Perú San Pedro de Cori Cu 1100
Poderosa C.M. Poderosa Pataz Au 1000
Retamas Marsa Parcoy Au 900
Minas profundas de Sudáfrica Minas profundas de Perú
MINADO PROFUNDO

5. ALTOS ESFUERZOS DE ROCA (EL RIESGO EN PROFUNDIDAD)
Masa rocosa dúctil y suave.
La roca sufre una alta convergencia en el tiempo.
Masa rocosa dura y frágil.
Se dará la Sismicidad Inducida por la operación y el riesgo de estallidos de roca.

6. CASO MINA YAULIYACU

7. ASPECTOS GEOLOGICOS
Yauliyacu se encuentra en una zona de
alto tectonismo, típico de los andes
peruanos. Estratigráficamente se tiene 4
formaciones definidas.
En las capas rojas que son intercalaciones
de lutitas y areniscas calcáreas, por
alteración relacionada a la mineralización se
dio origen a la silisificación de las areniscas.
Tunel graton
Pcf Vt Cc
Cr
Cj
Pcf Pórfido Carlos Francisco
Vt Volcánico Tablachaca
Cc Conglomerado Carmen
Cr Capas rojas
Cj Calizas Jumasha
Niveles de la mina
Cc
Pique central
3900
3600
3300
3000
Pcf
Vt
gran falla
2700
2100
Vt Cc Cr
1700
1200
800
200
H2
5000
4500
4000
3500
3000
4200
SECCIÓN LONGITUDINAL VERTICAL A LO LARGO DE LA VETA M
ESCALA : 1:30 000 FIGURA 3.3
 Max
Max
Max 
A
(SW)
(NE)
A'
Zona de
HORIZONTES
Zona de PROFUNDIZACION

8. ASPECTO GEOMECANICO
De acuerdo a la clasificación Geomecánica según el criterio de Bieniawski, el compósito en su mayoría presenta un RMR que varía 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.

9. El MGE es una de las herramientas que se utiliza para el dimensionamiento de las excavaciones en combinación con modelamientos numéricos como el Phases V6.
Mapeo Geomecánico al detalle
ASPECTO GEOMECANICO Método de minado: Taladros largos REPORTE GEOMECÁNICOProgresiva:Fecha26-ago-13MinaSección IIProfundidad517mNivel12004360EstructuraLaborSn 736SLitologiaRc / Sv3.58SISTEMA RMR PARÁMETROSRANGOVALORResistencia a la compresión uniaxial50MPa4RQD47%8Espaciamiento de discontinuidades< 6cm5CONDICION DE DISCONTINUIDADESFamiliaD. Buz/Buzf/mPersistencia03 - 10m21 F18/51Abertura0.1-1mm42322/48RugosidadLR33185/87RellenoS < 5mm24165/86AlteraciónModerado 3Agua subterráneaMojado7OrientaciónModerado -5RMR89 =33Condiciones secasRMR'89 =46SISTEMA QPARAMEROS VALORRQD %RQD47%47Número de discontinuidadesJn3f6Número de rugosidadJrIO2.5Número de alteraciónJaGranular2Número de agua subterráneaJwSeco1Factor de reducción de esfuerzosSRFModerado2.5Q =3.917Q' =9.79RMR = 9 Ln Q + 44RMR = 9 Ln Q' + 44GSI = RMR'89 - 5=41GSI =IF/RTABLA GEOMECANICARMR =33Q =3.92OBSERVACIONES: MAXIMA ABERTURA AUTOESTABLEESR =1.6Permanente P2P2MAA =5.52mTIEMPO DE AUTOSOPORTETAS = 7 DiasRESISTENCIA DEL MACIZO ROCOSO MR =0.98MPaDETERMINACION DEL SOPORTE: PBHSC con lechada espaciado 1.2mMas malla eslabonada de 3x3. Tipo de laborRelación soporte excavaciónESR =1.6Permanente P2AlturaH3.5mAnchoA3.5mDimensión equivalenteDe =2.19Q =3.92Soporte recomendado:Sostener con Split set espaciado a 1.2m mas malla eslabonada 3x3. FOY-PTO-028REVISION01REPORTE GEOMECANICOAPROBADO08/11/2012VolcanicanicaRANGOFORMULARIO OPERACIONALCODIGO

10. 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 sismógrafos.
La corteza terrestre está en un continuo estado de agitación.
Los eventos microsísmico son propios de la actividad minera, no son separables y se deben incorporar a los sistemas de producción.
La sismicidad inducida se refiere a la relación que existe entre la remoción de grandes macizos de roca, generando tensiones en el macizo rocoso que se deforma, liberando energía que se representa a partir de ruido.

11. Eventos sísmicos en la Mina Yauliyacu
(24 de agosto del 2009)
Nivel 1700
Nivel 1900
Nivel 2100 Nivel 3000

12. Daños 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 m² 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 m² 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 m² shot + 92 PBH 3 6176.92
Gl 678 N 3 Reventazon 130 3.5 x 3.5 SHOT + PBH 1365 m² shot + 595 PBH 4 43353.45
BP 691 2 Desprendimiento 40 3.5 x 3.0 PBH + M 300 m² malla + 183 PBH 1 6168.00
BP 691 3 Reventazon 120 4.0 x 3.5 SHOT + PBH 1308 m² shot + 550 PBH 2 41230.50
Gl 648 S 3 Reventazon 120 3.5 x 3.5 SHOT + PBH 1260 m² shot + 550 PBH 3 40030.50
Cx 663 4 Estallido 15 4.0 x 3.5 SHOT + PBH 164 m² shot + 69 PBH 4 5170.19
Gl 646 3 Reventazon 30 3.5 x 3.5 SHOT + PBH 315 m² shot + 138 PBH 3 10015.38
Gl 646 N 2 Desprendimiento 100 3.5 x 3.5 PBH + M 850 m² 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 m² malla + 252 PBH 1 9622.08 9622.08 55
27 BP Principal 2 Desprendimiento 15 3.5 x 3.0 PBH + M 113 m² 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 m² shot + 275 PBH 1 20615.25
Gl 671 2 Desprendimiento 20 2.5 x 3.0 PSS 47 PSS 2 593.61
33
Gl antigua c/
recta principal
2 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
21 33824.82
30
35
245
280
165
80

13. Aplicación del Monitoreo Microsísmico en Yauliyacu
La red de monitoreo microsísmico consta de 5 Paladín (caja de registros de eventos microsísmico), las cuales recepcionan la información de los sensores, trasmiten la información a la PC de recepción y almacenamiento de datos para luego enviar los mismos a la PC de procesamiento.
¿Como opera nuestro sistema?

14. ¿Qué ventajas obtenemos?
Procesamiento de datos:
Cada evento registrado se ve representado en un sismograma el cual al ser procesado y/o filtrado nos permitirá realizar reajustes en los parámetros de las ondas “P” y “S”. También se visualiza los parámetros y localización de los eventos.

15. 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 años
La distribución de Poisson y la Campana de
Gauss son herramientas que utilizamos para el
control de calidad de nuestra información. La
misma que fue registrada por nuestro sistema
microsísmico
Los criterios utilizados:
o Coordenadas
o Profundidad
o Magnitud
o Error
Software SMTI (Seismic tensor inversión): Es
otra herramienta que nos permite el análisis de
los eventos en un nivel de detalle superior
obteniendo información como la fuente del
evento microsísmico.
Análisis de la microsismisidad:
¿Qué ventajas obtenemos?

16. Zonificación Microsísmica:
¿Qué ventajas obtenemos?
Nivel 1700

17. Zonificación Microsísmica:
Nivel 2700
Nivel 3300
¿Qué ventajas obtenemos?

18. GRADO
INTENSIDAD
DEL EVENTO
PRESCRIPCION
SONORA (auditiva)
CONSECUENCIAS
DEL EVENTO
(en la roca)
DESCRIPCION
1 Suave Crujido Relajamiento
Roca 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 Fuerte
Sonido fuerte sin
movimiento
Reventazon
Empuje de roca con desprendimiento en forma de
salto generado por movimiento sismico sentido hasta
a 1 km del hipocentro.
4 Muy fuerte
Sonido intenso con
movimiento
Estallido
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 paralizarán las labores afectadas en
caso que la intensidad del evento sea alta.
• Se bloquearán los accesos de las labores
afectadas.
• Inspeccionar la labor después de 48 horas
mínimo de producido el evento.
• El Equipo de Soporte Técnico (EST)
especializado conformado por las jefaturas
de SAS, Geomecánica, Geología, Mina y
Planeamiento, serán los únicos autorizados
a realizar la inspección.
• En casos muy particulares, el EST
especializado definirá el momento de la
inspección.
• Las labores se reanudarán de acuerdo a las
conclusiones del EST especializado.
Interpretación Sísmica basada en:
Generación del Estándar “Estallido de Roca”
Herramientas de Control
Generación del Estándar ““Estallido de Roca””

19. Sustento de las 48 horas de paralización: De acuerdo al análisis estadístico de la data microsísmica, y con los casos ocurrido en años anteriores, se concluyó que después de un gran evento microsísmico, ocurre dentro de las 24 horas otro evento de similar magnitud con consecuencias de estallido.
Un caso resaltante fue; ocurrió un evento y se observó, relajamiento y desprendimiento de roca de varias labores. La replica del día siguiente generó otro evento evidenciando reventazón y estallido de rocas en varias labores.
Herramientas de Control

20. Prescripción sonora y consecuencia de un
evento sísmico
(reacciones de los trabajadores)
Crujido – Relajamiento de roca Sonido leve – Desprendimiento de roca
Sonido fuerte – Reventazón de roca Sonido intenso – Estallido de roca

21. Control de relleno de tajos
Debido a la explotación y al método de minado (sublevel stoping) se generan grandes cavidades los cuales inducen a la generación de eventos sísmicos, siendo necesario su relleno. La masa rocosa debe hacer algún trabajo sobre el relleno para compactarla, proceso este que consume alguna energía, como resultado, la energía es reducida.

22. 1.ALTA RESISTENCIA
2.ACOPLAMIENTO ADECUADO A LA ROCA
3.FACILIDAD Y CALIDAD DE LA INSTALACIÓN
SOSTENIMIENTO ADECUADO
El sostenimiento en un ambiente subterráneo profundo requiere, dada la complejidad de los mecanismos de falla de la roca, tener las siguientes características:

23. Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles 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 deformación (areniscas silisificadas), con resistencia compresiva mayor de 100 Mpa.

24. 2.- Por que falla el sostenimiento?
Porque no es el adecuado y/o esta mal instalado.
Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles afectados por altos esfuerzos de roca

25. 3.- Que sostenimiento es el adecuado?
Pernos de gran resistencia + malla gallinero de 2”
Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles afectados por altos esfuerzos de roca

26. 4.- Contamos con pernos de gran resistencia?
El perno “Gusano” actúa inicialmente como un perno
estático y posteriormente cuando se presente el evento
sísmico se comporta como un perno dinámico. Tiene una
resistencia mayor a 32 Tn.
Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles
afectados por altos esfuerzos de roca

27. Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles afectados por altos esfuerzos de roca
5.- Que debemos hacer?
Sostener en forma preventiva, eliminando bloques sueltos y relajados, rellenando en lo posible las aberturas dejadas por la explotación que induce directamente a la generación de estallidos.

28. Sostenimiento en zonas de rocas dúctil, suave y de calidad pobre
Esta se da en labores de la sección VI. El sostenimiento adecuado para estas labores es mediante el shotcret Vía Húmeda. Las ventajas en comparación con la Vía Seca es ampliamente conocida, los problemas mayores serán el diseño y transporte hacia las labores profundas.

29. TENDENCIAS EN LA MINERIA SUBTERRANEA:
1.Las minas son cada vez mas profundas.
2.La producción es cada vez mas mecanizada.
3.Las exigencias medio ambientales y de salud al personal minero son cada vez mas estrictas.
PROBLEMÁTICA DE LA VENTILACIÓN
Además del sostenimiento, la ventilación y refrigeración son también importantes desafíos en la minería profunda. Sin innovaciones y nuevos desarrollos, el costo potencial de la ventilación en minas profundas puede hacer que algunos de ellos sean no viables.

30. Objetivo: garantizar la continuidad operativa de la mina a largo plazo. Como: modificando e implementando el diseño del sistema de ventilación hacia la profundización, con técnicas de ingeniería de ventilación (software). Tareas: reducir el aire viciado, calcular las pérdidas de flujo, determinar la caída de presión, diseñar el tipo de ventilador a usar, incrementar más puntos de extracción de aire viciado, cubrir la demanda de aire en las etapas de desarrollo, preparación y explotación. Resultados: brindar un ambiente seguro, saludable y confortable cumpliendo la normatividad legal.
Sistema de Control Automatizado
LA VENTILACIÓN EN YAULIYACU

31. 1.La sostenibilidad de la industria minera dependerá de las innovaciones y nuevas estrategias que se apliquen para la minería profunda..
2.Los eventos microsísmico son propios de la actividad minera, no son separables y se deben incorporar a los sistemas de producción.
3.El monitoreo microsísmico permite la localización de eventos sísmicos y el cálculo de su magnitud con otros parámetros hacen posible delimitar las zonas de acumulación de daño. Los datos recogidos se usan para el cálculo de riesgo y para optimizar el funcionamiento de la infraestructura investigada.
4. El sostenimiento en un ambiente subterráneo profundo requerirá tener las siguientes características: alta Resistencia, acoplamiento adecuado a la roca y facilidad con calidad de la instalación.
5 La complejidad del minado profundo requiere de nuevas Normativas y Legislaciones que deben ser implementadas por nuestras autoridades mineras (MEM) dado los parámetros 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

32. GRACIAS