Evaluación de la resistencia del shotcrete con relave minero como componente de sostenimiento en labores de explotación de roca tipo IVB en la Unidad Minera Inmaculada

Abstract

A nivel mundial, las operaciones mineras enfrentan diversos peligros y riesgos que las empresas del sector buscan controlar mediante soluciones basadas en la jerarquía de controles, priorizando alternativas de ingeniería que reduzcan la exposición al riesgo y protejan la seguridad y salud del personal. Este trabajo de investigación tiene como objetivo principal evaluar la resistencia del shotcrete (hormigón proyectado) al incorporar relave minero como parte de su composición, con el fin de mejorar el sostenimiento en labores subterráneas con roca tipo IVB en la Unidad Minera Inmaculada.

El estudio comenzó con la caracterización geomecánica de las zonas de trabajo, para luego analizar la composición mineralógica del relave propuesto. A partir de esta información, se diseñó una nueva mezcla de shotcrete, reemplazando un 10% del agregado tradicional por relave minero seco. Esta propuesta buscó mejorar la resistencia del material frente a la mezcla actualmente utilizada en la mina.

Se realizaron pruebas físicas en laboratorio, incluyendo la elaboración de ocho probetas para ensayos de resistencia a la compresión (dos por cada fecha de muestreo). Además, se evaluó la trabajabilidad de la mezcla mediante el ensayo de slump (cono de Abrams), obteniendo un resultado de 10.3 cm. En las pruebas de resistencia a la compresión, se alcanzó un valor de 0.9 kg/cm² después de tres días de curado.

Worldwide, the various mining sector operations are exposed to hazards and risks that are being addressed by mining owners. Immediate controls were implemented based on the hierarchy of controls focused on proposing engineering solutions that can minimize risk exposure, guaranteeing the safety and health of operating personnel. The main objective of this professional proficiency work is to evaluate the strength of shotcrete with mine tailings, considering compressive strength parameters, which allows for the maintenance of type IVB rock works at the Inmaculada Mining Unit. Consequently, the geomechanical characteristics of the type IVB rock works were identified. Next, the metallic content of the tailings to be implemented had to be analyzed to determine its mineralogical composition. A shotcrete mix design was then developed to obtain better resistance to the current mix applied in the unit. This is where 10% mine tailings was incorporated instead of aggregate as a proposed solution. After smaller-scale tests, the mix was physically tested and specimens were prepared for compressive strength testing. The slump, or workability, of the mix was determined using the Abrams cone, with a result of 10.3 cm. Compression testing yielded a value of 0.9 kg/m2 after 3 days of curing.