Boletín de Ciencias de la Tierra

Classification of fine-grained igneous, sedimentary and metamorphic rocks through structured programming

The study of rocks has become more important, because through the rocks analysis I can be obtained information that can be useful in a lot of fields from mining to construction, passing through many different action fields from materials to processes. In order to analyze the rocks is required a preliminary macroscopic examination of several samples from the field in which one is going to work. The objective of this study is to describe properties such as color, hardness, texture, etc. Then we proceed to do a microscopic analysis, for that we use thin sections that have been prepared in advance from the samples that were used in the initial macroscopic examination, in order to know more properties that can only be seen with a microscope. From this analysis of the optical properties of minerals and mineral associations we can define the type of rock, the formation environments and the behavior of these, among other properties that are outstanding when carrying out a work in a field.

El estudio las rocas ha tomado cada vez más importancia debido a que mediante el análisis de las mismas se puede obtener información que puede ser de gran utilidad en diferentes áreas de trabajo, que van desde la minería hasta la construcción, pasando por diversos campos de acción desde materiales hasta procesos. Para analizar las rocas se requiere un examen macroscópico preliminar de varias muestras de roca del terreno que se va a trabajar. El objetivo del ese estudio es detallar propiedades como el color, dureza, texturas, entre otras. Posteriormente se procede a realizar un análisis microscópico, para lo cual se utilizan secciones delgadas que se han preparado con antelación a partir de las muestras de roca que se usaron en el examen macroscópico inicial, para obtener más propiedades que solo pueden observarse con ayuda del microscopio. A partir de este análisis de las propiedades ópticas de los minerales y las asociaciones minerales se puede definir el tipo de roca, los ambientes de formación y el comportamiento de las mismas, entre otras propiedades que son relevantes a la hora de realizar un trabajo en un terreno.

Distribution of the elements Cu-Pb-Zn in soils map 168 (Algeria).

The aim of this study was the spatial analysis of the elements copper, lead and cinc in soil of the plate 168 (Algeria), located in the southeastern region of Antioquia Colombia. The samples used are part of the "Survey and compilation of information-Map Regional Geochemistry-Ingeominas (Colombia)" and were facilitated by Ingeominas for the project "Geochemical Map of Antioquia". For the preparation of the corresponding baselines, were applied lognormal kriging geostatistical techniques. The assessment of pollution by heavy metals Cu-Pb-Zn in soil horizon plate 168, was developed taking into account the analysis of the background level, Environmental Accumulation and the Index enrichment. The results obtained indicate that content available for the elements Cu-Pb-Zn in these soils pose no real danger to be lower than its content phytotoxicity threshold given by some authors.

El objetivo de este estudio fue el análisis espacial de los elementos cobre, plomo y cinc en horizontes A de suelos de la plancha geológica 168 (Argelia), región sureste del departamento de Antioquia Colombia. Las muestras utilizadas hacen parte del programa "Levantamiento y Compilación de Información Geoquímica-Mapas Regionales-Ingeominas (Colombia)" y fueron facilitadas por INGEOMINAS (hoy Servicio Geológico Colombiano) para el proyecto "Mapa Geoquímico de Antioquia". Para la elaboración de las líneas base de los correspondientes elementos químicos, se aplicaron las técnicas geoestadísticas de kriging lognormal. La evaluación de la contaminación por los metales pesados Cu-Pb-Zn, en los horizontes superficiales de la plancha 168, se elaboró teniendo en cuenta el análisis de los Niveles de Fondo (NF), Acumulación Ambiental (NAA) y el Índice de Enriquecimiento (IE). Los resultados obtenidos indican que la cantidad disponible de los elementos Cu-Pb-Zn en estos suelos, no suponen peligro real por ser su contenido inferior al umbral de fitotoxicidad dados por algunos autores.

Procedure for the recovery of the mined area in the deposit gravel - sand Rio Sagua, Holguin. Cuba

The gravel pits are exploitations to extract granular materials, sand and gravel in the alluvial river areas. Excavated voids are not very deep, unlike quarries and generally result in flooded areas. The company building materials in Holguin province has concessioned four deposit and within a gravel pit. The areas damaged by the exploitation of construction materials in the territory occupy about 75 ha, which causes a strong impact on the environment. For this reason it is proposed to develop a procedure to recover the deposit mined area in the gravel - sand Rio Sagua de Holguín as to achieve responsible mining. With the application of scientific methods analyzed the factors influencing the choice of recovery uses the mined area in the study area and developed a procedure consisting of five main stages. With the development of the procedure was shown that it can improve the social and environmental quality in the area affected by the mining activity

Las graveras son explotaciones para extraer materiales granulares, arenas y gravas en las zonas aluviales de los ríos. Los huecos excavados no son muy profundos, a diferencia de las canteras y generalmente dan lugar a zonas inundadas. La empresa de materiales de la construcción de la provincia Holguín tiene concesionados 4 yacimientos y dentro de ellos una gravera. Las áreas dañadas por la explotación de materiales de la construcción en el territorio ocupan alrededor de 75 ha, lo cual provoca un fuerte impacto al medio ambiente. Por tal razón se propuso elaborar un procedimiento para recuperar el área minada en el yacimiento grava - arena Río Sagua de Holguín que permita lograr una minería responsable. Con la aplicación de métodos científicos se analizaron los factores que influyen en la elección de los usos de recuperación del área minada en la zona de estudio y se elaboró un procedimiento que consta de cinco etapas principales. Con la elaboración del procedimiento se demostró que se puede mejorar la calidad ambiental y social en la zona afectada por la actividad minera.

Operations scheduling in building tunnels of mining projects

This article proposes a heuristic algorithm to solve a problem of sequencing jobs in the mining tunnel construction, from input data, such as: the number of machines, the number of jobs, the number of stages and the time preparation and operation of the works in each of the stages, with the objective of minimizing the total occupation time processing all stages, resulting in increased operational efficiency of this type of project. The results obtained using the algorithm developed have a total time of occupancy to three jobs with three stages of 39 units of time compare to 59 units of time by an arbitrary solution, thus confirming that it is significant in implementing the algorithm to a problem that exhibits these characteristics.

El presente artículo propone un algoritmo heurístico para resolver un problema de secuenciación de trabajos en la construcción de túneles mineros, a partir de datos de entrada, tales como: el número de máquinas, número de trabajos, la cantidad de etapas, y los tiempos de preparación y operación de los trabajos en cada una de éstas, con el objetivo de minimizar el tiempo de ocupación total de procesamiento de todas las etapas, de tal forma que se obtenga una secuencia más eficiente de la ejecución de este tipo de proyectos. Los resultados obtenidos mediante la aplicación del algoritmo desarrollado a un escenario particular de tres etapas y dos trabajos han demostrado la disminución del tiempo de ocupación total de las etapas en 39 unidades de tiempo frente a una solución arbitraria con una ocupación total de 59 unidades de tiempo, confirmando de este modo que es significativo el algoritmo en la aplicación a un problema que exhibe estas características.

Evaluation of load losses in the ventilation circuit by the use of fortification in coal mines, study case: Nechí Mine, Amagá, Antioquia

The research aims to identify the variables which influence on the increase of risk for explosions in underground coal mines, especially in the accumulation of coal dust on top of the fortification, as well as analyze how these affect the load losses in the ventilation circuit and the proper evacuation of coal dust. This analysis was carried out by a guide field visits to Nechí Mine (Municipality Amagá, Antioquia) where it was observed that the coal dust accumulated significantly in the wooden doors that in the steel arches, we proceeded to simulate different geometries of fortification and the amount of these for the purpose to determine which is the geometry that contributes to reducing the load losses. After analyzing the different scenarios, the geometry that optimizes the ventilation circuit has been called geometry Circular 2, which shows reduction in load losses of up to 14.67% compared to other geometries analyzed under the same conditions. Whit this, are proposed alternatives more efficient to optimize the ventilation circuit and ensure health and safety conditions for workers inside the mine.

La investigación pretende identificar las variables que influyen en el aumento de riesgos por explosiones en minas de carbón subterráneas, especialmente en la acumulación del polvo de carbón en la parte superior de los sostenimientos, además de analizar cómo influyen estos en las pérdidas de carga del circuito de ventilación y la correcta evacuación del polvo de carbón. Dicho análisis se realizó mediante visitas guiadas de campo a la Mina Nechí (Municipio de Amagá, Antioquia) donde se observó que el polvo de carbón se acumula más significativamente en las puertas de madera que en los arcos de acero, se procedió a simular diferentes geometrías del sostenimiento y la cantidad de estos con el fin de determinar cuál geometría contribuye a disminuir las pérdidas de carga. Una vez analizados los diferentes escenarios, la geometría que optimiza el circuito de ventilación es la que se ha denominado geometría Circular 2, la cual presenta reducciones en las pérdidas de carga de hasta un 14.67% respecto a las otras geometrías analizadas bajo las mismas condiciones. Con esto se proponen alternativas más eficientes para optimizar el circuito de ventilación y garantizar condiciones de higiene y seguridad para los trabajadores al interior de las minas.

Evaluation of parameters to determine the degree of coal dust explosibility

Coal dust is highly explosive and caused dozens of victims in Colombia. In this research the most important and direct influence on coal dust, especially those that cause combustion and explosion inside the mine factors were analyzed; is important to discuss the characteristics of each coal mined and processed, for actions that do not compromise the integrity of the staff or facilities. Four (4) channel samples of coal exploitation faces with High Volatile Bituminous C from Cerrejón Formation were collected and analyzed: Proximal (moisture, ash, volatile matter, fixed carbon, total sulfur and calorific value ); petrographic (maceral counting and vitrinite reflectance) and Hardgrove mill index. The samples were crushed to obtain fractions corresponding to meshes 200, 270 and 325 considering those sizes could give greater risks of explosion. The analysis showed that there is a direct relationship between the results of the Hardgrove mill index and the degree of explosiveness in the fraction corresponding to 200 mesh, meaning that a higher rate of milling the greater the degree of explosiveness; a direct relationship between calorific inertinite content range and also observed. The 325 mesh fraction for all samples showed the same degree of explosiveness, which indicates that the grain size and the type of coal maceral not influence the content and coal rank. The flash point decreased for finer grains for all samples. Thus, the size of carbon particle is very important as an indicator in the coal-dust explosion factor: finer particles have greater the likelihood of explosion. The percentage of inertinites has a close relationship with the explosivity index, the higher the content of this maceral, coupled with the fine grain, coal dust behaves like a highly explosive element and generate risks in mining operations. Coal rank is an important factor regard to self combustion and explosion of particles with grain sizes greater 200 mesh. If a low rank coal has susceptible and unstable at high temperature elements and this is combined with high volatile matter and some other influential environmental parameters, such as blow air, dust concentration, humidity, and pressure, among others, the ideal combustion and then a likely violent explosion may affect a large portion of mine.

El polvo de carbón es altamente explosivo y ha provocado decenas de víctimas en Colombia. En esta investigación se analizaron los factores más importantes y con influencia directa sobre el polvo de carbón, principalmente aquellos que ocasionan combustión y explosividad al interior de la mina; es importante discutir las características de cada carbón extraído y procesado, para realizar acciones que no comprometan la integridad del personal ni de las instalaciones. Cuatro (4) muestras de canal fueron tomadas en frentes de explotación de carbones Bituminosos Altos en Volátiles C de la Formación Cerrejón, y se analizaron: Próximos completos (humedad, ceniza, materia volátil, carbono fijo, azufre total y poder calorífico); petrográficos (conteo maceral y determinación de la reflectancia de la vitrinita) y el índice de molienda hardgrove. Las muestras se trituraron para obtener fracciones correspondientes a mallas 200, 270 y 325 por considerar que estos tamaños de grano son los que podrían presentar mayores riesgos de explosión, y a ellos se les realizaron ensayos de puntos de ignición y de explosividad. Los análisis mostraron que existe una relación directa entre los resultados del índice de molienda hardgrove y el grado de explosividad en la fracción correspondiente a la malla 200, o sea que a mayor índice de molienda será mayor el grado de explosividad; también se observó una relación directa entre poder calorífico, rango y contenido de inertinita. En la fracción correspondiente a la malla 325 todas las muestras presentan el mismo grado de explosividad, lo cual indica que para este tamaño de grano y para este tipo de carbón no influyen el contenido maceral ni el rango del carbón. Los puntos de ignición disminuyen en la medida que se hacen más finos los granos, y se comportan igual en todas las muestras granulometrías. Así, el tamaño de la partícula de carbón es un factor muy importante como indicador en la explosividad del polvo de carbón. Es decir que a partículas más finas, mayor es la probabilidad de explosividad. El porcentaje de inertinitas presenta una relación estrecha con el índice de explosividad, a mayor contenido de este maceral, sumado a la granulometría fina, el polvo de carbón se comporta como un elemento altamente explosivo y generar riesgos en las operaciones mineras. La madurez del carbón es un factor importante con respecto a la auto combustión y a la explosividad de partículas con tamaños de grano mayores a malla 200. Si un carbón de bajo rango presenta elementos susceptibles e inestables a altas temperaturas y ello se combina con alto contenido de materia volátil y algunos otros parámetros influyentes del ambiente, tales como corrientes de aire, concentración del polvo, humedad, y presión, entre otros, se crea un entorno ideal para la combustión y luego una posible explosión violenta que afectará una gran porción de la mina.

Emulsions with heavy crude oil in presence of nanoparticles

A study about the use of silica nanoparticles in crude oils from the Castilla field and the effects on stability, drop size and emulsion viscosity was carried out. The interest in the use of this type of nanoparticles is created by the inversion effect that these produce in the W/O emulsion at high water cuts upper than 48%. The emulsion is transformed in W/O/W being the latter the least viscous due to the water is the external phase and it allows to the crude oil slides easily on any surface. In this study, two types of naturally emulsified crude oil with different water cuts and a synthetic emulsion were used. This kind of behavior created by nanoparticles over the emulsion could be an alternative solution to the viscosity, fluidity and mobility problems that affect the extraction and transportation in heavy crude oil.

Se realizó un estudio sobre el uso de nanopartículas de sílice en crudos provenientes del campo Castilla y su efecto en la estabilidad, tamaño de gota y viscosidad de la emulsión. El interés por el uso de este tipo de nanopartículas se crea a partir del efecto de inversión que éstas producen en la emulsión W/O cuando se tienen altos cortes de agua superiores a 48% en peso. La emulsión se trasforma en W/O/W siendo esta última menos viscosa debido a que el agua es la fase externa y permite al crudo deslizarse fácilmente sobre cualquier superficie. Para este estudio se utilizaron dos tipos de crudo emulsionados naturalmente con diferente corte de agua y una emulsión sintética. Este tipo de comportamiento creado por las nanopartículas sobre la emulsión podría ser una solución alternativa a los problemas de viscosidad, fluidez y movilidad que afectan la extracción y transporte en crudo pesado.

Important forgotten earthquakes for Medellin

The aim of this little paper is to disseminate between regional geoscientists an historical data about an earthquake or swarm of earthquakes, felt in what is now the city of Medellín, in 1730. As far as is known, this event has not been reported before in available historical catalogs. It is important to understand the seismic hazard of the city and the region. An brief analysis is made with the limited published historical information.

El objetivo es divulgar entre los profesionales de las ciencias de la tierra, un dato histórico sobre un sismo o enjambre de sismos sentido en lo que hoy es la ciudad de Medellín en el año de 1730. Hasta donde se conoce, este evento no ha sido reportado antes en los catálogos históricos disponibles y por ser de importancia para comprender la amenaza sísmica de la ciudad y la región, se hace un análisis limitado dada la escasa información histórica publicada con que se cuenta.