Minería y Geología

Comparing geotechnical methods to assess primary consolidation settlements for raft foundations

RESUMEN Se evaluaron, mediante el libro Excel DISBAL, asentamientos por consolidación primaria en suelos sometidos a presiones impuestas por cimentaciones en balsas. Se compararon los resultados del procedimiento clásico para el cálculo de asentamientos primarios, considerando el índice de compresibilidad del suelo, con aquellos del procedimiento simplificado basado en el método de la sumatoria de capas, recomendado por la norma cubana de cimentaciones superficiales vigente. La novedad del libro Excel DISBAL consistió en que contribuyó a resolver carencias en el país de software basados en métodos geotécnicos actuales y conformes al marco legal de las normativas vigentes de la construcción en Cuba y otras de referencia internacional. El caso de estudio consistió en evaluar el crecimiento en altura de una edificación sustentada en el estado límite por deformación del suelo y ubicada, hipotéticamente, en el campo experimental de Ingeniería Civil de la Universidad de Oriente, donde se realizaron las calas por la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas de Santiago de Cuba. Se demuestra que este software permite una adecuada valoración del estado límite por deformación del suelo por ambos métodos, obteniéndose para el caso de estudio asientos por consolidación primaria aceptables; ello contribuye a precisar el número de pisos que alcanzará la edificación.

ABSTRACT Primary consolidation settlements in soils subjected to pressures due rafts foundations were assessed by using Excel DISBAL book and results of the classical procedure for calculating primary settlements were compared considering the soil compression index with those of simplified procedure based on summation of layers method, recommended by the current Cuban standard of surface foundations. The novelty of Excel DISBAL book is its contribution for solving shortcomings of software based on current geotechnical methods and in accordance with the legal framework of current construction regulations in Cuba and other international reference. The case study is about evaluating extension in height of a building supported in soil deformation limit state and hypothetically located in the experimental field of Civil Engineering of Universidad de Oriente, where the coves were made by the National Research Company Applied from Santiago de Cuba. It is demonstrated that this software allows an adequate assessment the limit state by soil deformation by both methods obtaining acceptable primary consolidation settlements for the case study; helping to specify the number of floors the building will reach.

Petrologic-geochemical characterization of ultramafic association in Camarioca Sur area of Moa-Baracoa ophiolite complex

RESUMEN Camarioca Sur es un sector de la asociación ofiolítica Moa-Baracoa compuesto por ultramafitas piroxénicas, espinelas cromíferas, anfibolitas gnéisicas y granofels anfibolíticos, en el cual se ha documentado la presencia de diques de rocas compactas y duras, de color blanco a gris oscuro, con escaso desarrollo de corteza de meteorización. Para caracterizar, petrológica y geoquímicamente, la asociación litológica ultramáfica y los diques leucocráticos asociados se analizaron secciones delgadas de doce muestras. Se encontró que las rocas ultramáficas que predominan son dunitas y harzburgitas, las que se encuentran cortadas por diques leucocráticos. Las peridotitas están compuestas por olivino principalmente, con presencia de cromo-espinelas y en menor medida piroxenos. Las rocas están parcial o totalmente transformadas a minerales del grupo de la serpentina (antigorita, lizardita y venillas de crisotilo). Algunas peridotitas están metamorfizadas, desarrollando talco + tremolita + clorita. Las rocas leucocráticas, que cortan a través de diques a las peridotitas, están constituidas principalmente por plagioclasa (oligoclasa-andesina), cuarzo y actinolita, y como accesorios aparecen moscovita, apatito y rutilo. Estos diques muestran un ligero metamorfismo, desarrollando una foliación y la formación de albita + clinozoicita + caolinita, lo que denota condiciones de un metamorfismo de grado desde bajo hasta medio.

Abstract Camarioca Sur is a sector in Moa-Baracoa ophiolitic complex composed of pyroxene ultramaphites, gneissic amphiboles, chromium-spinels and amphibolitic granofels, in which the presence of compact and hard rock dykes has been documented, white to dark gray color and poor weathering crust development. The aim of this research is to characterize the associated leucocratic dykes and the ultramafic lithological association of Moa-Baracoa ophiolitic complex in Camarioca Sur sector by using petrological and geochemical techniques. It was found harzburgite dunites are the predominant rocks. Peridotites are mainly composed of olivine, with the presence of chromium-spinels and to lesser extent pyroxenes. The rocks are partial or totally transformed into minerals of serpentine group (antigorite, lizardite and chrysotile). Some peridotites are metamorphosed, developing talcum + tremolite + chlorite. The leucocratic rocks, which cut through the peridotite dikes, consist mainly of plagioclase (oligoclase-andesine), quartz and actinolite, and apatite, Muscovite and rutile as accessories. These dikes show a slight metamorphism, developing a foliation and the formation of albite + clinozoisite + kaolinite, which denotes conditions of metamorphism of degree from low to medium.

Methodology for 2D geological modeling of Santiago de Cuba city

RESUMEN Se propone una metodología para la obtención de un modelo geológico 2D, a escala 1:25 000, en la ciudad de Santiago de Cuba. El modelo tiene como fin la futura modelación del suelo y el cálculo del efecto de sitio, sobre la base de 61 perfiles geológicos calibrados con información geológica, geotécnica, morfológica, geofísica, tectónica y sísmica. Los perfiles cruzan toda la ciudad en una malla regular de 500 x 500 m. En campañas de mediciones geofísicas se obtuvieron los valores de velocidad longitudinal y de corte (Vp,Vs) para cada tipo de material predominante. Este modelo posibilitará una mejor interpretación de la evolución geológica de la cuenca y de su estratigrafía. Toda la información está recopilada en bases de datos y los resultados están soportados en un sistema de información geográfica (ArcGis 10).

ABSTRACT To obtain a 2D geological model in Santiago de Cuba city, a methodology was proposed (1:25 000 scale). The aim of the model is the site effect calculation and modeling soil, based on 61 geological profiles calibrated with geological, geotechnical, and morphological, geophysical, tectonic and seismic information. Profiles cross the entire city in a regular 500 x 500 m mesh. The longitudinal and cutting velocity values (Vp, Vs) were obtained in geophysical measurement campaigns for each kind of predominant material. This model allows interpreting the fault trough and its stratigraphy better. All information is collected in databases and results are supported in a geographic information system (ArcGis 10).

Determining thermal conductivity of lateritic ores from Hot-Ball method

RESUMEN La conductividad térmica de las menas lateríticas se determinó mediante el método transitorio conocido comúnmente como Hot-Ball. Para ello se construyó una instalación experimental y se aplicó un diseño de experimento que analiza el comportamiento de esta propiedad para tres valores de temperatura. Se obtuvo que la conductividad térmica de la laterita adquiere valores de 1,5 W/(m·K) a 3,5 W/(m·K). Se establece un modelo ajustado con una correlación de 0,98 que estima el valor de la conductividad térmica de las menas lateríticas para los rangos de temperatura de 40 ºC a 70 ºC.

ABSTRACT The thermal conductivity of lateritic ores was determined by using the transitory commonly known Hot- Ball method. An experimental facility was built and an experimental design was used for analyzing the property performance for three temperature values. It was obtained the thermal conductivity of lateritic reaches values from 1.5 to 3.5 W/ (m.k). An adjusted model of 0.98 correlations that estimates the thermal conductivity for the lateritic ores with temperature ranges of 40 °C to 70 °C was established.

Rock mass geomechanical assessment on exploitation areas of Castellanos polymetallic deposit

RESUMEN El objetivo fue evaluar, a partir del análisis de tres frentes de explotación, la calidad geomecánica del macizo rocoso del yacimiento polimetálico Castellano, provincia de Pinar del Río. En la evaluación del agrietamiento se empleó el software DIP V.6.0, para determinar las direcciones de los principales sistemas de grietas. Con auxilio del GEMCOM v 6.5 se obtuvo el modelo 3D de cada frente. La calidad del macizo se estableció a partir de los índices RQD y RMR de la metodología de Beniawski. Como resultado se identificaron tres familias de grietas predominantes y tamaños de bloques naturales de tamaño pequeño a medio con formas cúbicas, alargadas y tabulares; el macizo rocoso se clasificó en general como de calidad media. La existencia de rocas pizarra, por sus características, disminuyen la calidad geomecánica del macizo.

ABSTRACT The purpose of this study was to assess the geomechanical quality of the rock mass from Castellano polymetallic deposit in Pinar del Río province from the analysis of three mining fronts. DIP software V.6.0 was used when checking the jointing for determining the routes of main crack systems. 3D model of each front was obtained by using GEMCOM v 6.5. The quality of the solid was established based on RQD and RMR indices from Beniawski methodology. As a result, three families of predominant cracks and natural blocks of small sizes to medium with cubic, elongated and tabular shapes were identified, rock mass was generally classified as medium quality. The existence of slate rocks diminishes the geomechanical quality of the solid due to their characteristics.

Integrated environmental management model for mining-metallurgical activity in sulphurous deposits of Santa Lucía, Pinar del Río

RESUMEN La presente investigación se centró en el diseño de un modelo de gestión ambiental integral con enfoque ecosistémico, destinado a la industria minero-metalúrgica en Santa Lucía, municipio de Minas de Matahambre, Pinar del Río. Como instrumentos se emplearon la evaluación de impacto ambiental y la evaluación ambiental estratégica, esta última aplicada por primera vez al sector minero-metalúrgico en el país. La matriz causa-efecto permitió identificar 37 impactos mbientales asociados a los tres ecosistemas más afectados en la región (montañoso, de agua dulce y el manglar), para los cuales se elaboraron medidas de mitigación, seguimiento y control. Se diseñó y calculó el índice general de impactos negativos para orientar a los decisores en las empresas. Se establecen nuevos indicadores para evaluar la gestión ambiental.

ABSTRACT This research focused on designing a comprehensive environmental management model with a systemic approach, aimed at the mining-metallurgical industry in Santa Lucia, Minas de Matahambre municipality, Pinar del Río. Environmental impact assessment and the strategic environmental assessment were used as instruments. The cause-effect matrix allowed to identify 37 environmental impacts associated with the three most affected ecosystems in the region (mountainous, mangrove and drinking water), for which monitoring, mitigation and control measures were developed. General index of negative impacts was designed and calculated to guide decision makers in companies and new indicators were established to assess environmental management.

Potential of mixing aluminum shavings- cupola slag-mill scale to obtain a pozzolanic material by aluminothermy

RESUMEN Se realizó una valoración de las posibilidades químicas y termodinámicas del proceso aluminotérmico cascarilla de laminación-virutas de aluminio para modificar la escoria de cubilote en una puzolana (SiO2: 70 %, Al2O3: 23 % y CaO: 7 %) mediante la asistencia del arco eléctrico, utilizando caliza y arena de sílice. Se diseñó una mezcla reactiva partiendo de 100 gramos de escoria de cubilote y manteniendo la relación SiO2:Al2O3:CaO igual a 10:3,29:1. Los balances de masa y energético son las premisas estratégicas para conformar la mezcla reactiva y calcular el tiempo de síntesis. La reacción aluminotérmica aporta el 46 % de la energía necesaria para la síntesis de la puzolana y el contenido de alúmina necesario. El aporte energético de 11195,87 J/g del arco logra una reducción total de los productos intermedios de la reacción aluminotérmica. El contenido de óxidos del sistema ternario en la puzolana sintetizada se incrementó en un 23,53 % con respecto a la escoria de cubilote. El resto de los óxidos de la composición química se reduce 2,86 veces de la escoria de cubilote al material puzolánico sintetizado.

Abstract Chemical and thermodynamic possibilities assessment of aluminum thermodynamic lamination process mill scale-aluminum shavings was made to modify the cupola slag in a pozzolan (SiO2: 70%, Al2O3: 23% and CaO: 7%) by electric arc, using limestone and silica sand. A reaction mixture was designed starting from 100 grams of cupola slag and maintaining the SiO2: Al2O3: CaO ratio equal to 10: 3.29: 1. The mass and energy balances are strategic premises to form the reactive mixture and calculating synthesis time. Aluminothermy reaction provides the necessary alumina content and 46% of energy needed for pozzolan synthesis. The arc energy supply is 11195.87 J / g and gets a total reduction of the intermediate products of aluminothermy reaction. The oxide content of ternary system in synthesized pozzolan increased 23.53% respect to the cupola slag. The rest oxides of chemical composition are reduced 2.86 times from the cupola slag to the synthesized pozzolanic material.

Mining and sustainable development: an approach to construction materials exploitation in Uige, Angola

RESUMEN En la provincia de Uige (Angola) el desarrollo de la actividad minera no sigue un enfoque responsable y sostenible; el paradigma actual de explotación de los materiales para la construcción en esta región no obedece las nuevas tendencias y criterios reconocidos internacionalmente sobre la sostenibilidad de la industria extractiva minera. El propósito de esta investigación fue establecer los presupuestos teóricos sobre el desarrollo sostenible de la minería a través de una revisión y análisis bibliográfico de las principales perspectivas y tendencias sobre la sostenibilidad en la actividad minera. Se consideraron los resultados de investigaciones anteriores relativas a los índices de sostenibilidad de las empresas mineras en Uige y los impactos que estas provocan en el desarrollo socioeconómico de las comunidades mineras. A partir de esta realidad se exponen criterios para la proyección de una minería sostenible.

ABSTRACT The current paradigm of exploiting materials construction in the province of Uige (Angola) does not obey the new internationally recognized trends and criteria about the sustainability of the mining extractive industry. The objective of this research was to establish theoretical budgets about sustainable development of mining by a bibliographic analysis and review of the main perspectives and trends on sustainability in mining activity. Previous research results regarding the sustainability indices of mining companies in Uige and their impact on the socio-economic development of mining communities were considered. Considering this fact, criteria for projecting a sustainable mining are exposed.