BlJMAR~[] Recuento de Nuestra Asamblea de Balance ....... . ... 2

Fundamento del motor lineal •..•.••..•.• • ....•.....•..• 7

Primer hallazgo de rocas metamórficas con escapolitas en r;;i;) Isla de Pinos . .• ..•. . ... . ...................•.....•. ~

Comportamiento corrosivo-electroquímico de los metales en soluciones ácidas saturadas con gas sulfhídrico .. • ........ 29

B Ministerio de Minería y Geología en la exposición "Logros de la Revolución" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . 40

Comprobación de un hor-i~o~te daniano en Cuba . . . • • . . . . . ® la Influencia de las propiedades geológicas de la pulpa de a.ñaci6n sobre la flotabilidad de las partículas minerales ... 54

Metodología para el cálculo de la productividad y eficiencia de los equipos de extracción y transporte de mineral a· cielo abierto ..... . ...........•......•.•....••..•.••.••.•. 58

:;;~:s. ~~ .'.o.s. ~i.s~~~~~. ~~. ~~~~.o.t~~~~n .• d.~ .'~ . ~.i~~. ~~t.ae0 Primer Encuentro Nacional de Mantenimiento .........•. 76

Breves Técnicas . ..................................... 79

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Inscripta como impreso pt~riódico en la Dirección .Nacional

de Corroes, Telégrafo y Prensa. Número 81 905-164.

Año 2 No. 1 Enero-Marzo 1976 "AF:IO DEL XX ANIVERSARIO DEL GRANMA" Editado por la Dirección de Información Técnica. Ministerio de Minería y Geo­logía.

DIRECTOR: Jorge Emilio Gondlez Villa

DIRECCJON ARTISTICA:

Luis Vega

FOTOS: Opto. de Fotograffa del Ministerio de Minería y Geología

CONS·EJO DE REDACCJON~

Francisco Oaly Jorge García lng. Ramón Cortés lng. Oouglas Parra Dr. Gustavo Furrazola Ricardo Guerrero Blanco Rafael Torres lng. Santiago E. Ouquesne Arq. Reinaldo Pérez Elsa Caunedo lng. Enrique Saunders

REDACCION Y ADMINISTRACION:

Calle 44 No. 4402, esq. a 7ma. Miramar Marianao, La Habana.

Impresa en la Unidad 01 "Osvaldo Sán~ chez" del Instituto Cubano del Libro.

PORTADA: Vista de uno de nuestros equipos de perforación y extracción de petr66eo.

C.D.U. 622.274.4

MINA MATAHAMBRE Orestes Santana Maurell

RESUMEN

La mina Matahambre, situada en la provincia de Pinar del Río,. es de origen hidrotermal; la forma de los cuerpos de mineral es tubular y están consti­tuidos por calcopirita, pirita y cuarzo. El trabajo explica los sistemas de explo~ación utili­zados en la mina Matahambre, campo de aplica­ción y participación relativa de los mismos y la preparación y corte de los realces. Por último, se analiza. la tendencia de los sistemas de explotación, productividad, pérdidas, costos y se comparan índi-

ll ces con la práctica mundial. En las conclusiones se definen los métodos para au­mentar la efectividad de los sistemas de explotación de Ma.tahambre.

INTRODUCCION

La mina Matahambre se encuentra en la parte Nor­oeste de la Provincia de Pinar del Río, a 46 km de la ciudad de Pinar del Río. El yacimiento Mataha~bre fue descubierto en el año 1912 y puesto en explotación un año después. De origen Hidrotermal, la forma de los cuerpos de mineral son tubulares y están constituidos por calco­pirita, pirita y cuarzo. Las zonas mineralizadas están contorneadas por fallas, de las cuales, las más impor­tantes son: Manacas, Laguna, Ruiseñor y 44. Los cuerpos de mineral están representados por ve­tas, vetillas y brechas, y su potencia varía de uno a 25 m. Por su extensión los cuerpos tienen de 10 -100m. Por su buzamiento alcanzan de 150-1000 m. El ángulo de buzamiento es variable, y como pro­medio se acepta 60°.

. Las rocas de la pendiente o talla alta son esquis­tos, y el yacente o tabla baja está constituido por areniscas o por la combinación de capas interestra­tificadas de areniscas y esquistos. La dureza de las rocas, según la clasificación de Protodiakonov, es la siguiente: f = 6 para los esquis­tos, f = 10 para las areniscas y f = 8 para el mi­neral.

SISTEMA DE EXPLOTACION UTILIZADO EN LA MINA MATAHAMBRE

En la mina Matahambre, de acuerdo a la clasifica­ción de Agoshkov, se aplican los siguientes sistemas de explotación.

a) Corte y relleno (Ver gráfico No. 1) b) Fortificación y relleno (Ver gráfico No. 2)

El primer sistema se utiliza cuando los cuerpos de mineral no son de gran potencia y las rocas y el mineral son estables. El segundo sistema constituye, actualmente, el sis­tema principal de explotación. En muchos casos, realces que han comenzado a ex­plotarse con el sistema de corte y relleno, han pasa­do al sistema de fortificación y relleno al variar las condiciones técnicas mineras. Según tos datos existentes, en el año 1929 el sistema de corte y relleno constituía el sistema de explotación princi­pal; se utilizaba el segundo sistema para tomar los pilares residuales. Poco a poco, al entrarse en la pro­fundidad, el sistema de corte y relleno fue desplaza­do, al extremo que, en el 1974, solamente trabaja­ron dos realces sin madera.

PREPARACION Y CORTE DE LOS REALCES

Los realces se preparan con la excavación de las galerías de transporte, en el nivel inferior que con­torna el realce (ver figura 1); la galería de ventila­ción (2) en la parte nivel superior del realce, por lo general, ya está excavada, y sirve o sirvió de trans­porte a otro realce. De la galería de transporte, se excava una o varias piqueras con una longitud de 6 a 8 m. Al terminar la preparación total del realce, las piqueras pueden ser dos o más, de acuerdo a las dimensiones del cuerpo de mineral. Una vez excavada la piquera o piqueras se procede a ieamizar el primer ensanche, abriendo el cuerpo de tabla baja (yacente) a tabla alta pendiente y por toda su extensión. Determinados los elementos de yacencia se excava un contrapozo, hasta la galería de ventila­ción. Este contrapozo (3) se realiza como continua. ción de una de las piqueras. Por lo general, toda la preparación se realiza por mineral, situando las galerías cerca de tabla baja. El contrapozo se excava contorneando la tabla baja (yacente). De lo anterior se desprende que no hay una delimi­tación entre las labores de preparación y corte; prác­ticamente, el corte se realiza antes de terminar la preparación del realce. Esto se debe, principalmente, a las complicaciones geológicas que presentan los cuerpos de mineral, y a la poca exactitud en los conocimientos de sus elementos de yacencia, al .:omenzar su preparación. •

ALGUNOS INDICADORES DE LOS TR:ABAJOS DE PREPARACION Y CORTE

De acuerdo a los parámetros de potencia de los cuer­pos, las dimensiones por su extensión y la altura de los bloques, el volumen relativo de las obras de pre­paración y corte, para cada 1 000 tm de mineral, varía de la siguiente forma:

1 O:)l.:1'11tl8

ON3ll3ct Á 3lHOO

~-~ 8-8

---, 8

89

8-8 c-e

"

8 re

8

L _j "'

l.. e A-A

FORTIFICACION Y RELLENO GRAFICO 2

TABLA No. 1

Longitud Peso Parámetros Potencia del Alto del Dilución Volumé- Reservas Contrapozos

Bloque Bloque D trico Piqueras Galerías

m m m % T/m3 z T m m• m :m.•

Mínimos 2 10 40 15 2,8 2635 70 210 20 88

Máximos 20 30 40 15 2,8 79058 102 306 60 264

TABLA No. 2

Total Total Volumen Ve Ve3

Volumen Preparación p V a de corte Ve Vc3

Vp=--1000 va= _P_l 000 -1000 -1000 m a z

m

90 298 34,15

162 570 2,05

De la tabla anterior podemos resumir, de forma orientativa, que les volúmenes de preparación y corte se comportan así:

a) Volúmenes relativos en metros lineales necesa­rios para preparar y cortat 1 000 tm.

l. Para preparar

2,05 Vp 34,15 m/1000 tm

2. Para cortar

0,38 V c3,80 m/1 000 tm.

b) Volúmenes relativos en metros cúbicos necesa­rios para preparar y cortar 1 000 tm.

70

l. Para preparar

7,20 Vp 113 m 3 /1 000 tm

2. Para cortar

20,49 Ve 22,72 m 3/l 000 tm

z

113

7,20

m m• z z

10 10 3,80 22,77

30 1620 0,38 20,49

La participación de las obras de preparación y corte de la extracción de las reservas (cantidad de mine­ral extraído de estas actividades), expresados en porcientos, es la siguiente:

P % Pe = Participación en la extracción de las la­bores de preparación y corte respectiva­mente en%.

El costo directo de cada tonelada extraída de las frentes de prepáración, es alrededor de $6,2 (calcu­lado.)

TRABAJOS DE EXPLOTACION

Por trabajo de explotación en el realce, se entiende el arranque del mineral, arrastre del mismo, forti­ficación y relleno. Estos trabajos comienzan, cuando terminan las labores de preparación y corte. Sin embargo, para ponerlo en producción, es necesario realizar los siguientes trabajos.

Minero operando una paleadora neumática para la preparación de realces , carga mecanizada, durante el avance de una galerla en el nivel 43, a 1,500 m de profundidad.

Sobre el piso del corte se coloca un piso de madera, para facilitar la posterior explotación del pilar, de­jando sobre la galería de transporte se suben las piqueras, armándolas con madera (sombreros de piqueras); las paredes exteriores de las piqueras se cubren con tela arpillera y se rellena de forma hidráulica, con las arenas de las colas de la planta de beneficios previamente lavadas. El relleno llega hasta los sombreros de la fortificación, si esta existe, o hasta 50-70 cm del techo, si no esta fortificado el corte. Entonces, el realce esta listo, completamente, para comenzar la producción. Desde el contrapozo y sobre el relleno, se comienza el arranque del mi­neral, en la primera capa (se conoce por el nombre de abrir corte). Este trabajo va encaminado a llegar sobre la primera piquera y abrir el espacio sufi­ciente para situar el scraper winche. Una vez situa­do el scraper winche, las labores de explotación se siguen, por lo general, de tabla baja a tabla alta y por toda la extensión del cuerpo de mineral. La explotación puede desarrollarse en dos direcciones, desde el centro del realce, hacia los flancos o desde un flanco en una sola dirección, de acuerdo a si el contrapozo es central o ha sido excavado en uno de los flancos. En dependencia de la estabilidad de las rocas y las dimensiones del cuerpo en explotación, las labores de relleno se llevan a cabo de una sola vez, cuando termina de tomar toda la capa, o pueden ser rellena­dos algunos bloques, durante el proceso de arran­que de la capa. Las capas tienen una altura de 2,4 m, aunque, a ve­ces, llegan hasta 3 m. El arranque del mi'neral del macizo se realiza por medio de trabajos de barrenación y disparo. Para perforar los barrenos se utilizan martillos neumá­ticos PR 30-k, de fabricación soviética; se perforan con una longitud de 1,5 a 2,1 m. El número de ba­rrenos, en cada disparo, es de 12 - 24, la distancia entre cada barreno y del borde inferior (superficie libre), es de 60-70 cm. Los barrenos situados, cerca del techo y los hastiales (tabla) se perforan a 30 cm de los mismos. El disparo se realiza con m:echa, el material explo­sivo utilizado es el amonal soviético, en cartuchos de de 0,2 kg y diámetro de 32 mm, el consumo de explo­sivos es de 0,7-1,5 kg/m3

, La superficie expuesta al trabajo de barrenación y disparo es de 5,75--11,25 m2

•

El mineral arrancado es de 24-60 ton. Los trabajos de barrenación y disparo, normalmente se realizan en el transcurso de un turno, intervinien­do un minero y un ayudante; el arrastre del mine­ral producto de cada arranque, generalmente, de­mora dos turnos de trabajo, con la participación de hombres (minero y ayudante). El arrastre se realiza

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con scraper winche americanos que trabajan con · energía neumática y fabricados en el año 1935. Estos equipos se encuentran en malas condiciones, y está prevista su reposición. La productividad que alcan­zan estos scraper winche es de 6 tm/hora; el mine­ral es arrastrado hasta la piquera, de donde se saca posteriormente por carros y locomotoras, en el nivel inferior (nivel de carga). Al finalizar el arrastre del mineral, en el sistema de fortificación y relleno, se pasa a la fortificación. La fortificación se realiza con cuadros de madera del tipo Sin-fin, y sus elementos tienen las siguien­tes medidas: pies {peones) con un diámetro de 20 cm, y un largo de 2,1 m; cuadrados (sombreros) con el mismo diámetro y un largo de 1,5 m; medias (puntales) con un diámetro de 18 cm y un largo de 1,5 m. Encima de los cuadros se colocan carabanas. La madera utilizada en las carabanas es recuperable y se puede utilizar hasta tres veces. El trabajo de fortificación se realiza en un turno, participando dos, . y a veces, tres hombres. En términos generales, en condiciones normales, el ciclo de trabajo en el sistema de corte y relleno (arranque) y (arrastre) se realiza en tres relevos; en el sistema de fortificación y relleno (arranque, arrastre y fortificación), el ciclo demora cuatro re­levos. Es de anotar que en algunas ocasiones, de acuerdo a la estabilidad de las rocas, se realizan vario!1 ciclos sin fortificar y después se emplean algunos turnos para colocar uno, dos o tres filas de cuadros sin-fin. Durante la explotación de la capa, el ciclo se repite durante un tiempo de 15 a 60 días, de acuerdo a las dimensiones del cuerpo del mineral. La productivi­dad del trabajo es de 2,5 a 8 t/hd. Una vez extraído el mineral de toda la capa, o una parte de ella, se procede a preparar el realce para rellenar. Pri­meramente se limpia el piso del realce, a mano, hasta quedar en la arena, sacando el mineral queda­do. Después, se construyen las piqueras, hasta la altura de los sombreros o hasta 50-70 cm del techo. Se saca el scraper winche y se coloca colgando en el contrapozo. Las piqueras se forran con tela arpille­ra, por su parte exterior, y se construyen represas en la galería del nivel inferior. Estas represas dejan pasar el agua y retienen la arena que eventualmente escapa del realce; la pre­paración de las condiciones las realizan tres hombres. Una vez listo el realce, para rellenar, se procede a unir una manguera de 50 mm-75 mm de diámetro a la tubería de relleno; después, de la planta de benefi­cio se envía agua, y un poco más tarde la pulpa {agua y arena 1: 1); así comienza a rellenarse el realce, y a correr el agua por una de las piqueras. El relleno hidráulico comenzó a utilizarse en la mina Matahambre alrededor del año 1925. Durante el

año 1927 fueron introducidas las tuberías engomadas. Las colas de la planta de beneficio se lavan del fango en clasificadores. Las colas, al entrar a los clasifica­dores, contienen un 49% de partículas por debajo de las 200 mallas; a la salida las colas contienen un 49 % grueso, (65 mallas) y un 97 % total sobre las 200 mallas. Las colas clasificadas, sometidas a una presión de 112 kg/cm' disminuyen su volumen un 11,2% y un 18,2% si la presión aumenta a 224 kg/cm'. La pulpa suministrada a la mina es, aproximada­mente, 1:1, aunque, casi siempre, la cantidad de agua es mayor (60 %). Los trabajos de relleno se realizan por la brigada de relleno, compuesta cada una por un J' de brigada,

Mineros c;omenzando ia operación de barrenación en un realce explotado con el sistema de fortificaci6n y relleno.

tres rellenadores y dos tuberos. La comunicactón con la planta de beneficio se establece a través del teléfono. Cuando se termina de rellenar, se deja de suministrar la pulpa y se envía sólo agua durante 15 minutos, con el objetivo de limpiar las tuberías. El relleno se realiza en el transcurso de 2 a 6 turnos; la preparación de 2 a 4 turnos; en total de 4 a 10 relevos. El costo del relleno es de 0,74 $, por cada tonelada de mineral.

CONSIDERACIONES SOBRE WS SISTEMAS DE EXPLOTACION

La tendencia marcada en la mina Matahambre es la del predominio del sistema de fortificación y relleno,

de acuerdo a las condiciones técnicas mineras que imperarán en los próximos años. Prácticamente este sistema queda como único, ya que será utilizado en casi fodos los realces de la mina. Los sistemas de explotación con l'elleno están de acuerdo con las condiciones de yacencia de los cuer­pos de minerales de la mina. Estos cuerpos presen­tan elementos de gran variabilidad; sus demensiones aumentan o disminuyen rápidamente; sus ángulos de yacencia no se mantienen constantes; existen siste­mas de fallas que los cortan, aparecen otras vetillas, apófisis y brechas. Estos sistemas de explotación son muy flexibles, y permiten tomar el mineral en su casi totalidad, aun en estas condiciones tan complejas. Sin embargo, estos sistemas son de baja productividad y relativa­mente caros La productividad de los frentes directos, en los úl­timos 3 años, fue de: 4,93t/W., 4 33 t/hd, y 4,16t/hd, y la tendencia es seguir bajando al aumentarse la par­ticipación del sistema de fortificación y relleno. Además, se trabaja en los frentes directos, con tem· peratura promedio de 33 grados y humedad relativa del89 %.

La dilución se cálcula sobre el 15%. En realidad se obtiene más, y no existe una metódica para su con­trol y planificación (aunque ya se trabaja en ellas). Las pérdidas son relativamente muy pocas, ya que el mineral se extrae, casi en su totalidad, tanto en los realces, como en los pilares. Los pUares consti­tuyen un 10-15 % de las reservas del realce. Una vez extraídas las pérdidas totales &"tán en 3-4%. Claro está que los pilares se extraen con una pro­ductividad baja 0,5-1,5 t/hd. El costo de una tGn de los frentes de producción (realces), en base a cálculos, es, en el sistema de corte y relleno de $ 2,'l8- $ 3,10, y en los sistemas de fortificación y relleno $ 5,10. El costo promedio de producción, de los frentes directos, es de $4,13 por toneladas. Este costo es el promedio tomado de los años 1967, 1968 y 1969. Los componentes de los costos, en cada sistema, son los siguientes: (Calculado para. condiciones nor­males.) A continuación se comparan algunos índices de la mina Matahambre, con los índices alcanzados a nivel mundial en otras minas, que utilizan los mis­mos sistemas de explotación.

TABLA No. 3

Sistema de Fuerza de

explotación trabajo Relleno Explosivos Madera Otros

% % % %

•corte y relleno 52 30 16 2

Fortificación y relleno 48 13 7 30 2

OBSERVACIONES • No se incluye madera para subir piqueras

TABLA No. 4

Otras minas con Otras minas con Indicador U.M. Matahambre la misma mecanizaciones

mecanización más potentes

Productividad T/HD 2,5-8 5,5-10,2 , 20-30

Costos en frentes $ 2,7-5,10 2,06-6,5 0,50

Dilución % 15 1-12 1-12

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CONCLUSIONES

Los sistemas de explotación, de la mina Mataham. bre, son caros y de baja productividad. A pesar de ello, las condiciones técnica.mineras y el valor de la mena, los justifican. La seguridad del trabajo en estos sistemas es rela· tivamente alta. Es necesario trabajar para dismi· nuir la dilución y las pérdidas aún más.

Los trabajos de explotación de la mina Mataham· bre se realizan en condiciones difíciles, con altas temperaturas y gran humedad. La calificación del personal es baja, y los equipos se encuentran en malas condiciones. Para aumentar la efectividad de los sistemas de explotación, de la mina Matahambre, es necesario trabajar en las siguientes direcciones. 1. Disminución al mínimo de las pérdidas del mi­

neral.

2. Mejorar los parámetros de la barrenación y dis­paro.

3. Disminución de la dilución.

4. Aumentar la calificación de los trabajadores y personal dirigente.

5. Aumento de la intensidad y concentración de la explotación.

6. Reponer los equipos desgastados.

7. Mejorar la ventilación

Como resultado de todo lo anterior, aumentar la productividad y rebajar los costos.

C.D.U. 622.274.4

ABSTRACT

Matahambre mine, located at Pinar del Río province, is of hydrothermal origin; the orebody, which con­tains chalcopyrite, piryte and quartz, is tubular. A detailed information is given about the Mataham­bre operation systems, technical conditions where they are applied, participation of each type of sistem and preparation and cutting rounds in the otopes. Finally, it discusses the trends of the operation systems, productivity, losses and costs in relation to the world practice.

The methods to in~reaSe tbe eHectiveness of the Matahambre operation systems are discussed in the conclusions.

Y,Ill{ 662.274.4 ..

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ORESTE SANTANA MAURELL

Ingeniero de Minas, graduado el 2 de febrero, de 1966 en el Instituto Superior de Minas y Geologías de Sofía, Bulgaria. Actualmente realiza estudios dirigidos de aspirante para la Candidatura a Doctor en Ciencias Técnicas en Bulgaria. ' Lugares donde ha trabajado: Unidad Administrativa Cayo ,del Medio 1966-1970, mina Julio Antonio Mella 1970-1973 en que pasó al departamento Mina de la planta Matahambre, donde presta sus servicios ac· tualmente.