Clases de Ventilación de Minas

Esteban López Araya.

Universidad de Aconcagua

TECNICO EN MINAS

VENTILACION EN MINAS VENTILACION EN MINAS SUBTERRANEASUBTERRANEA

2.- VENTILADORES2.- VENTILADORES

Un ventilador se define como una máquina rotatoria que expulsa aire en forma continua. Las partes más importante que componen un ventilador y que afectan sus propiedades aerodinámicas son:

1.- Impulsor. Parte que al rotar imparte movimiento al aire.

2.- Carcaza. Es estacionaria y quía el aire hacia y desde el impulsor.

1.- Clasificación de los ventiladores.

Se pueden clasifican en dos categorías principales:

1.1.- Ventiladores Centrífugos. El aire abandona el

impulsor en una dirección en 90º respecto al eje del

impulsor.

Desventaja tienen una aplicación limitada en

sistemas de ventilación de desarrollos, a pesar de

ser eficientes para vencer relativamente altas

resistencias .

1.2.- Ventiladores axiales.

Están compuesto básicamente de un rotor con aspas a un

eje propulsor movido por un motor que impulsa aire en una

trayectoria recta.

Ventajas

Facilidad de instalación.

Buenos rendimientos.

No requiere demasiado espacio para su instalación.

Económicos y facilidad de regulación de aspas.

3.- Curvas características de los ventiladores.Las características de los ventiladores se pueden

expresar en forma de curva de funcionamiento de éstos en relacionado con

PresiónCaudalPotenciaEficiencia.

La forma acostumbrada del trazado de las curvas es graficar el caudal versus las demás variables ( caída estática, caída total, potencia al freno, eficiencia estática y/o eficiencia total). Características fundamentales para la selección de un ventilador.

4.- Punto de operación.

Es el punto donde se intercepta la curva de trabajo del ventilador definida por la posición de aspas con la curva de resistencia aerodinámica del sistema.

5.- Selección de los ventiladores

No es el encontrar los requerimientos de un

ventilador tan solo, sino que además, el decidir que

ventilador es el mejor adaptado y el más económico.

Para ventilar una Mina adecuadamente se necesitan

ciertas cantidades de aire con una caída de presión

determinada a cierta densidad del aire y caudal de

aire para una de una Mina.

Un gran número de ventiladores están disponibles a las

necesidades de ventilación, estos deben satisfacer las

características a un punto de operación:

Caída de presión

Caudal

R.P.M.

Posición de aspas

Diámetro del ventilador.

6.- Instalación de ventiladores principales.

Cualquier sea el sistema de explotación de la mina por lo

menos debe proveerse dos aberturas.

Inyección Principal.

Extracción Principal.

Una vez que se ha fijado la dirección del flujo, debe

decidirse acerca de la ubicación del ventilador principal.

Sin interferencias con las faenas mineras e incomodidad

para el personal.

Las ventajas de ubicar un ventilador en superficie.

1.- Mejor control más sencillo y seguro.

2.- De fácil acceso.

3.- Instalación sencilla y menor costo de alimentación de energía.

4.- Menor posibilidad de daños.

5.- Menor recirculación y filtración en el sistema de ventilación.

7.- Instalación de los ventiladores Secundarios Axiales

Ventiladores en serie.

En el caso que se requiera llegar con el aire a un largo mayor se debería instalar un segundo ventilador a una distancia L, donde fuese posible mantener el caudal hasta el final del trayecto, con ello se corrige, la presión excesiva en el interior de la manga.

Si se quiere evitar caídas importante en el rendimiento del segundo ventilador es necesario colocar un elemento que permita mantener un régimen laminar en el flujo de aire, esta disposición es útil en ductos resistentes y herméticos.

Es posible intercalar el ventilador en cualquier punto de la manga

1.- Si se ubica antes del punto de equilibrio se pierde capacidad del ventilador.

2.- Si se ubica aguas arriba del punto de equilibrio se plantea una situación peligrosa, ya que existiría un largo en que la presión del aire interior como la exterior se igualan y posteriormente la presión exterior empieza a ser mayor que la interior y pude ocurrir una penetración del aire desde el exterior o ambiente hacia el interior de la manga.

Además de la penetración de aire el angostamiento

de la manga provocaría trabajo excesivo del

ventilador anterior por el angostamiento del área

necesaria y la penetración de aire del exterior

aumentando el caudal requerido con la adición de aire

viciado.

Ventiladores en paralelo.

El montaje de dos ventiladores en paralelo es un

hecho poco utilizado en la minería.

Siendo mas requerida en sectores por donde una

galería principal deba ventilar varias galerías y esto

también puede ser utilizado en forma separada.

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1.- MANGAS DE VENTILACION1.- MANGAS DE VENTILACION

Mangas de ventilación, características.

Estan confeccionados con un tejido poliéster de alta resistencia recubierto en sus caras con PVC de tal manera pueda soportar las condiciones de una Mina Subterránea y resistente a la descomposición, algunas pueden tener resistencia a la tensión y rasgados además de tener tratamiento auto extinguibles y ser antiestáticas.

1.- Tipos de mangas de ventilación.

1.1.- Ducto redondo : Común en la ventilación usado para presiones positivas, impelente

Diámetros 300 mm. a 3000 mm.

Secciones 10 a 500 metros.

1.2.- Ducto redondos (tipo FSA) : Son ductos lisos, la diferencia con los anteriores es que no tiene anillos de acero, sino que un sistema de conexión, se unen ambas solapas con cordel, al pasar el aire se sella.

La ventaja de este tipo de ductos, es que una vez que se detiene el ventilador quedan totalmente verticales, lo que significa un mayor espacio para el transito de vehículo de gran tamaño.

1.3.- Ducto redondo con espirales : Producto flexible y con gran

durabilidad, es usado para presiones negativas

Diámetros 300 a 3000 mm.

Secciones 10 a 500 metros.

1.4.- Ducto twin oval : Es un ducto de presentación plana Oval, cumple requerimientos mineros para alto flujo de aire y máximo espacio disponible para los equipos bajo tierra.

Está diseñado para reemplazar al ducto de ventilación redondo.

Diámetros 450 a 1500 mm.

Secciones estándar de 15 metros.

2.- Sistemas de uniones:

Acoplamientos : Los ducto traen en sus uniones por un lado ganchos de suspensión y por el otro ojales de acoplamiento.

Collarín : Abrazadera en forma de U que enrolla los anillos que el ducto tiene en los extremos.

Faldón : El ducto tiene en cada extremo y en todo el perímetro una lengüeta, que se introduce en el arco del ducto y se procede amarrar.

3.- Accesorios : se tiene una amplia gama de accesorios especializados para completar el sistema:

Reducciones.

Codos.

Bifurcaciones.

Expansiones.

Piezas en Y y T

Características de las mangas de Ventilación.

METALICA TELA

Coeficientes de fuga

Sólo en juntas y uniones

Pueden ser importante

Facilidad de montaje

Relativa Muy buena

Inflamabilidad Optima Se debe exigir a fabricante.

Consideraciones para los ventiladores:Potencia para mover un Q de aire y potencia al freno de un

AHP = Q x H (Hp). BHP = A x V x CosB x 31/2 (HP) 6,346 746

E = AHP x 100 (%)BHP

AHP = Potencia para mover un caudal de aire BHP = Potencia al freno del ventiladorQ = Caudal (c.f.m.)H = Depresión del circuito (Pulgada de agua).P = Potencia del motor (HP).A = Amperaje (Amp)V = Voltaje (Volt)E = Eficiencia la cual varia entre 70 a 85 %.

1.- En una labor de área 9 m2 existe un ventilador de 250 HP cual es la velocidad del viento que circula si el caudal esta relacionado con la potencia del ventilador.

2.- ¿Cuál será la potencia de un ventilador para mover 20.000 pies3/min si por una manga lisa de 1640 pies de largo y 1,5 metros de diámetro se tiene una densidad de 0,054 lb/pies3?.