Evaluación del sostenimiento mecanizado mediante el análisis de las variables del diseño de shotcrete por vía húmeda en la unidad minera Andaychagua, Volcan Compañía Minera S.A.A.

Abstract

La presente tesis desarrolla una evaluación del sostenimiento mecanizado mediante el análisis de las variables del diseño y la adecuada aplicación del shotcrete por vía húmeda en la unidad minera Andaychagua, Volcan Compañía Minera S.A.A. El objetivo principal es implementar un sistema de sostenimiento eficiente que cumpla con los estándares de seguridad establecidos. En cuanto al aspecto operativo, una correcta ejecución del lanzado de shotcrete permitirá disminuir el tiempo en la etapa de sostenimiento, contribuyendo a la optimización del ciclo de minado. En esta unidad se observaron valores de resistencia superiores a los establecidos (aproximadamente de 30 MPa o 300 kgf/cm2), este resultado se dio a los 28 días, específicamente en zonas con sostenimiento pasivo. Como referencia, durante el año 2023 se registraron resistencias promedio del orden de 40 MPa o 400 kgf/cm2. Para esta evaluación se empleó el método ACI 211 para el diseño de mezcla, el cual consiste en medir los insumos (cemento, agua, grava, arena) en peso y volumen. El proceso de aplicación comprende desde la dosificación de los insumos en laboratorio y a nivel industrial en la Planta Automatizada Altron AMP 40 - SM ubicado en el Nv. 1150, la verificación de los ensayos a través de un correcto control de calidad in situ (concreto en estado fresco y endurecido), el trasegado desde la planta al mixer, el transporte hacia el frente de trabajo, el lanzado del material, el muestreo y la realización de los ensayos respectivos. Posteriormente, luego de realizar el cambio en la variable del cemento (395 kg a 380 kg por metro cúbico de mezcla) se verificó que los resultados obtenidos cumplen con la resistencia a la compresión mínima establecida. Como resultado del análisis integral de diseño de mezcla, basado en el método ACI 211, se logró obtener beneficios tanto económicos como operativos para la organización. Todos los resultados de laboratorio y la prueba a escala industrial fueron ejecutados y evaluados por el área de Geomecánica, mientras que la revisión de los costos de los insumos estuvo a cargo del área de Productividad de Volcan Compañía Minera.

This thesis presents an evaluation of mechanized ground support through the analysis of design variables and the proper application of wet-mix shotcrete in the Andaychagua mining unit, operated by Volcan mining company. The main objective is to implement an efficient support system that meets established safety standards. From an operational standpoint, proper execution of shotcrete spraying will reduce the time required in the ground support stage, thereby contributing to the optimization of the mining cycle. In this unit, compressive strength values exceeding the established benchmarks were observed (approximately 30 MPa or 300 kgf/cm²); these results were recorded at 28 days, particularly in areas with passive support. As a reference, during the year 2023, average compressive strengths of around 40 MPa or 400 kgf/cm² were documented. For this evaluation, the ACI 211 method was used for mix design, which involves measuring the components (cement, water, gravel, sand) by both weight and volume. The application process encompasses the dosing of materials both in the laboratory and on an industrial scale at the automated plant Altron AMP 40 - SM, located at Level 1150; verification of the tests through proper on-site quality control (both fresh and hardened concrete); transfer from the plant to the mixer; transportation to the work face; material spraying; sampling; and execution of the corresponding tests. Subsequently, after modifying the cement content variable (from 395 kg to 380 kg per cubic meter of mix), it was verified that the results met the minimum required compressive strength. As a result of the comprehensive mix design analysis based on the ACI 211 method, both economic and operational benefits were achieved for the organization. All laboratory and industrial-scale tests were conducted and evaluated by the Geomechanics Department, while the cost review of materials was carried out by the Productivity Department of Volcan mining company.