curso de ventilacion de minas subterraneas

Que es la Ventilacin de Minas? . . .

Cules son sus objetivos? . . .

Qu importancia tiene dentro de la gestin productiva? . . .

DEFINICIN.- La Ventilacin de Minas es una rama de la Ingeniera de Minas, la cual se apoya de leyes fsicas y termodinmicas respaldada o potenciada con anlisis de sistemas, tiene por misin atender los requerimientos de Higiene Ambiental en las operaciones subterrneas

OBJETIVOS:Suministrar oxigeno suficiente para la respiracin de las personas.Diluir y extraer los gases txicos y polvo en suspensin.Evitar la formacin de mezclas gas-aire explosivas.Reducir las altas temperaturas en operaciones calurosas.Proporcionar volmenes de aire suficiente para la operacin de equipos diesel.

IMPORTANCIA DE LA VENTILACIN DE MINAS DENTRO DE LA GESTIN PRODUCTIVA:La operacin de minas subterrneas depende de diversos servicios de apoyo; uno de tales servicios es la Ventilacin de Minas.La importancia radica en que, la detencin imprevista de los ventiladores involucrados en el sistema de ventilacin, impacta directamente a la produccin de esta, dado que seguir operando sin ventiladores, los niveles de contaminacin ambiental, termo-ambientales y operacin de equipos, se tornan adversos a los requerimientos e ndices predefinidos por la legislacin vigente.

1. VENTILACIN PRINCIPAL 1.1. INTRODUCCIN 1.1.1. OBJETIVO 1.1.2. REFERENCIAS2. HIGIENE AMBIENTAL 2.1. AIRE ATMOSFRICO 2.2. AIRE DE MINA 2.3. CONTAMINANTES AMBIENTALES 2.3.1. GASES DE MINAS 2.3.2. POLVO DE MINAS 2.4. CONDICIONES TERMO-AMBIENTALESCONTENIDO

3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINAS 3.1. FLUJO DE AIRE 3.2. CIRCUITO DE VENTILACIN 3.2.1. CIRCUITO EN SERIE 3.2.2. CIRCUITO EN PARALELO 3.3. RESISTENCIA EQUIVALENTE DE LA MINA 3.4. SISTEMAS DE VENTILACIN 3.5. AFOROS DE VENTILACIN 3.6. INSTRUMENTACIN DE VENTILACIN

CONTENIDO

4. VENTILADORES 4.1. TIPOS DE VENTILADORES 4.2. CURVAS CARACTERSTICAS 4.3. MOTORES ELECTRICOS5. MONITOREO, CONTROL Y AUTOMATIZACIN DE SISTEMAS DE VENTILACIN 5.1. PROPOSICIN 5.1.1. MONITOREO 5.1.2. CONTROL6. PROYECTO DE VENTILACIN 6.1. FASES DE UN PROYECTO DE VENTILACIN

CONTENIDO

7. VENTILACIN AUXILIAR 7.1. INTRODUCCIN 7.1.1. OBJETIVO 8. VENTILADORES AUXILIARES 8.1. TIPOS DE VENTILADORES 8.2. INSTALACIN DE VENTILADORES AUXILIARES 8.3. CURVAS CARACTERSTICAS 8.4. MOTORES ELCTRICOS9. DUCTOS DE VENTILACIN10. RECOMENDACIONES

CONTENIDO

1.1. INTRODUCCIN .1.1.1. Objetivo del Curso .Entregar a los profesionales de operaciones mineras, principios tericos y elementos prcticos de ventilacin. .El objetivo de la Ventilacin de Minas se centra en el acondicionamiento del aire subterrneo de modo tal de proporcionar condiciones adecua-das de higiene ambiental tanto para los trabaja-dores como para los equipos.1. VENTILACIN PRINCIPAL

1.1.2. Referencias .. Antes del siglo XVI la mayora de los requerimientos de ventilacin, ya eran materia de estudios de acorde con la poca. . . La ventilacin natural, que consiste en el movimiento de masas de aire al interior de las minas producto de diferencias de temperatura entre labores y la superficie y de la diferencia de altitud entre galeras conectadas con superficie.. John Atkinson (1850). 1. VENTILACIN PRINCIPAL

. Atkinson dedujo que la diferencia de presin requerida para inducir un flujo de aire a travs de una galera minera, es proporcional al cuadrado de la velocidad, la longitud y permetro de la galera, e inversamente proporcional al rea de la misma; tambin determino que el revestimiento interno de la galera influa en la diferencia de presin requerida para inducir el flujo. . . En la segunda mitad del siglo XIX se construy los primeros ventiladores mecnicos (centrfugos). . 1. VENTILACIN PRINCIPAL

. Con el desarrollo de la ciencia aerodinmica y posterior a la segunda guerra mundial, se desarroll los primeros ventiladores de flujo axial, los cuales en la actualidad se utilizan para mover grandes caudales de aire. . . Los ventiladores centrfugos, son de amplio uso en sistemas de ventilacin industrial dado su capacidad de generar altas cadas de presin con caudales relativamente bajos, teniendo como caracterstica esencial el hecho de emitir un bajsimo nivel de ruido, comparados con los axiales.1. VENTILACIN PRINCIPAL

Dado que la VENTILACIN NATURAL se trata de un fenmeno de naturaleza inestable y fluctuante, en ningn trabajo subterrneo moderno debe utilizarse como medio nico y confiable para ventilar sus labores1. VENTILACIN PRINCIPAL

2.1 Aire Atmosfrico.- Est conformado por una serie de gases, cada uno de stos con sus propiedades fsico-qumicas propias, los principales son:GAS PORCENTAJE. EN VOLUMENNITRGENO (N2) 78.09OXGENO (O2) 20.95DIXIDO DE CARBONO (CO2) 0.03ARGN, HELIO, NEN, OTROS 0.93TOTAL 100.00

La densidad del aire seco: 0.0075 lbs/pie3 (a 15C)2. HIGIENE AMBIENTAL

2.2 Aire de Mina.- Se denomina as a la mezcla de gases y vapores, incluido el polvo en suspensin, que contiene el espacio existente en las labores subterrneas; el aire de la mina es el aire atmosfrico, el cual al ingresar a la mina sufre una serie de cambios en su composicin, si estos son pequeos es aire fresco, si esta contaminado se define como aire viciado. .El Oxgeno es el gas indispensable para mantener la vida y la combustin. Es incoloro, inodoro e inspido, no es venenoso, es ms pesado que el aire, cuando el porcentaje de Oxgeno baja del 21% es peligroso para la vida; si la concentracin baja hasta un 12% la persona pierde el conocimiento.2. HIGIENE AMBIENTAL

La disminucin de Oxgeno puede ocurrir por:.Consumo de Oxgeno del aire por la oxidacin de los minerales o materias orgnicas. ..Por la alteracin que experimenta la atmsfera en presencia de otros gases, debido a explosiones, incendios, voladuras o emanaciones desde los estratos de rocas. ..Por la respiracin de los hombres en lugares confinados o mal ventilados, como consecuencia de la emanacin de anhdrido carbnico y el consumo de Oxgeno durante la respiracin. ..Por la operacin de motores de combustin interna en la mina (equipos diesel). .2. HIGIENE AMBIENTAL

Se puede utilizar diferentes elementos paradetectar la deficiencia de Oxgeno: . . Fsforo corriente y vela, se apaga cuando el oxgeno disminuye a 16%. .. Lampara a carburo, se apaga cuando el oxgeno disminuye a 12%. .. Detector de oxgeno, es un instrumento electrnico para detectar y medir la cantidad de Oxgeno en la atmsfera. .2. HIGIENE AMBIENTAL

.2.3. Contaminantes Ambientales en trabajos Subterrneos.- Es aquel elemento gaseoso o slido particulado que no forma parte del aire. .2.3.1. Gases de Minas.- Son los contaminantes de mayor relevancia en la atmsfera subterrnea, estos son generados por la voladura de explosivos y principalmente por equipo diesel; otras fuentes generadoras de gases de menor importancia son: Las salas de carga de bateras, estaciones de almacenamiento y suministro de combustible, talleres de soldadura y otras instalaciones de mantenimiento.

2. HIGIENE AMBIENTAL

Los gases txicos de minas ms comunes pueden clasificarse de acuerdo a su comportamiento: .. Gases irritantes Asfixiantes . (CO, H2S, NO2 o N2O4, SO2). .. Gases Sofocantes. . (N2, CO2, CH4). .. Gases inflamables o explosivos. . (CH4, CO, H2S). .


Los lmites mximos permisibles segn el nuevo reglamento son: . . Polvo Inhalable: 10mg/m3 (con menos 1% de silice) . . Polvo Respirable: 3mg/m3 (con menos 1% de silice) .. Oxgeno (O2): mnimo 19.5% .. Dixido de carbono (CO2): 5,000ppm o Mx 9,000mg/m3 . Monxido de Carbono (CO): 25ppm o Mx 29mg/m3 .. Metano (NH4): Mx 5,000 ppm .. Hidrgeno Sulfurado (H2S): 10ppm o Mx 14mg/m3 .. Gases Nitrosos (NOx): 5ppm o Mx 7mg/m3 .. Anhdrido sulfuroso (SO2): Mx 5ppm .. Aldehdos: Mx 5ppm .. Hidrogeno (H): Mx 5,000ppm .. Ozono: Mx 0.1ppm2. HIGIENE AMBIENTAL

2.3.2. Polvo de Minas.- Es un material finamente dividido, el cual, dependiendo del tamao de sus partculas, de su concentracin y su composicin, puede constituir un peligro para la salud como para la seguridad de las operaciones en lo concerniente a visibilidad. .Con el objeto de lograr un adecuado control de polvo, es necesario saber cmo, cundo y dnde se genera, as como medir la proporcin de polvo generado que entra en suspensin. .2. HIGIENE AMBIENTAL

Principios bsicos para reducir el peligro del polvo:. Mantener riguroso control de la fuente productora de polvo, con el fin de disminuir su generacin o por lo menos evitar que contamine la atmsfera. .. Diluirlo lo antes posible. .. Filtrarlo y evitarlo. .Propiedades fsicas del polvo: .. Nmero de partculas por unidad de volumen. .. Tamao y distribucin de las partculas. .. Masa de polvo por unidad de volumen de aire. .. rea superficial de las partculas por unidad de volumen. .. Composicin qumica del polvo. .. Naturaleza mineralgica de las partculas.2. HIGIENE AMBIENTAL

Efectos nocivos del polvo: .. El polvo en suspensin inhalado por una persona expuesta, produce una serie de enfermedades conocidas como Neumoconiosis. .Medidas preventivas: .. Evitar que el personal ingrese, circule o permanezca en las aerovas de extraccin de aire contaminado. . Prevenir la formacin de polvo aplicando inyeccin de agua. . . Mantener la roca fragmentada en condicin hmeda hasta su transporte a superficie. .. Disear e implementar un buen sistema de ventilacin con el objeto de captar y extraer de la mina las partculas de polvo contaminante. .


2.4 Condiciones Termo-ambientales en lugares de Trabajo: .El aire que circula en el interior de la mina, secalienta progresivamente, las principales fuentes decalor son: .. Autocompresin del aire. .. Calor proveniente de la roca. .. Calor generado por instalaciones y equipos en . operaciones, por el personal, por procesos exotrmicos, otros. .


a) El nivel de bienestar que experimente un trabajador en un ambiente de trabajo determinado, es en funcin de un conjunto de factores de tipo objetivos (temperatura, humedad, otros) y subjetivos (grado de aclimatacin del trabajador expuesto). .b) Ninguno de los factores objetivos es capaz de reflejar - en forma individual - el nivel de bienestar que exista en un ambiente determinado. .c) El bienestar experimentado por una persona expuesta a cierto ambiente, depende de dos o ms factores que pueden ser medidos individualmente y en forma conjunta de modo tal de entregar un indicador cuantitativo del bienestar en que est laborando la persona.2. HIGIENE AMBIENTAL

d) Dentro de los parmetros medibles, las temperaturas de bulbo seco y hmedo y la velocidad del aire son aquellas que reflejan en mejor forma las condiciones ambientales existentes; adems, en base a estos tres parmetros, puede calcularse la capacidad de enfriamiento del aire y la temperatura efectiva de ste.e) La temperatura efectiva es la medida ms recurrida para reflejar el nivel de confort de un ambiente determinado, por lo que se recomienda su uso en aquellos trabajos de evaluacin medioambiental en labores subterrneas. .


3.1 Flujo de Aire. .Para que exista flujo de aire al interior de una mina, es necesario que haya una diferencia de presin entre la entrada y la salida de sta. La diferencia de presin, generadora del flujo, puede ser producto de una condicin natural, o ser inducida artificialmente por medios mecnicos. .Para que el aire fluya a travs de las galeras de la mina, es necesario agregarle energa, tal energa suministrada al aire circulante deber ser mayor a la energa requerida para vencer la resistencia que oponen las labores a su paso.3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINAS

La prdida de energa, o cada de presin que experimenta el aire circulante por las labores mineras se debe a dos causas principales:. Prdidas por Friccin (Hf). .. Prdidas por Choque (Hx). .Por lo tanto: . Cada de presin = H = Hf + Hx (1) .

3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINAS

3.2. Circuito de Ventilacin. .Las labores por las cuales circula el aire al interior de la mina, forman el denominado circuito de ventilacin; dicho circuito, tiene la forma de una Red la cual est conformada por ramas y nodos. .Rama.- Son todos aquellos tramos dentro de la red que unen dos nodos. .Nodo.- Corresponde a todo punto dentro de la red en las que se unen dos o ms ramas. .Circuitos de Inyeccin.- Son el conjunto de galeras por donde circula aire fresco de ventilacin de la mina, hacia los diferentes puntos subterrneos (Galeras, Etc)Circuitos de Extraccin.- Son el conjunto de galeras utilizadas para la extraccin de aire contaminado desde los diferentes puntos de la mina hacia superficie.3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINAS

3.2.1. Circuito en Serie. .Todo circuito unido por ramas secuenciales, sin bifurcaciones, conforman un circuito en serie, y la resistencia total est dada por la suma de las resistencias particulares de cada una de ellas. .3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINASabcdR a-d = R a-b + R b-c + R c-d (2)

3.2.2. Circuito en Paralelo. .Si dentro de un circuito se tiene dos o ms ramales que salen de un nodo (a) y se juntan en otro nodo (b), tales ramas estn conectadas mediante un circuito en paralelo. . .3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINASabcd = 3) R a-b R1 + R2R3R1R2R4111

Si existiesen n ramas entre los nodos a y b, la resistencia equivalente entre a y b sera: . . 1 = 1 + 1 + . . . + 1 (4)

R a-b R1 R2 Rn3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINASSi todas las resistencias de todas las galeras conectadas enparalelo fueran iguales (R1 = R2 = ... = Rn), se tendra: 1 n (5) R a-b Rn (6) = = R a-b Rn n^2


De las expresiones anteriores, es posible inferir que la resistencia equivalente de un circuito conectado en paralelo es siempre menor que cualquiera de las resistencias individuales de las ramas que constituyen dicho circuito; adems, mientras mayor sea el nmero de ramas conectadas en paralelo entre dos nodos, menor ser la resistencia equivalente que existir entre ellos.


3.3. Resistencia equivalente de la Mina. .Sea cual sea la forma como estn conectadas la totalidad de las ramas que conforman la red de ventilacin de una mina, siempre es posible representar dicho circuito general por medio de una resistencia equivalente, la cual tendr que vencer el aire para circular a travs de todas las labores existentes. Rm = Hm (7) Qm^2 .De la expresin (7), se deduce que: . Hm = Rm x Qm^2 (8)


Puede observarse que para una resistencia equivalente (Rm) y cada de presin (Hm), circular a travs de la mina un caudal Qm; por otro lado, si se redujera la resistencia equivalente a Rm, la curva caracterstica correspondiente variar, dado que la misma cada de presin, Hm inducir un flujo a Qm. .

H(Pulg. de agua) Rm Rm . .. Hm

Qm Qm Q(pie3/min)

3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINASLa curva caracterstica de la mina, regula los volmenes de aire posibles de mover al interior de ella, la pendiente de dicha curva es en funcin de cmo estn conectadas la totalidad de las galeras que conforman la red de ventilacin. De la observacin de tal curva, puede deducirse que, a una misma cada de presin, Hm, es posible mover mayores caudales de aire si y slo si se conecta un alto nmero de ramas en paralelo al interior de la red, lo cual conlleva a una disminucin de la resistencia equivalente, Rm, de la mina. .

3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINAS3.4. Sistemas de Ventilacin.- Est compuesto por la totalidad de circuitos que conforman la red de ventilacin (labores por donde circular el aire, tales como galeras, rampas, chimeneas, piques y otros) ms los dispositivos de control de flujos (reguladores, tapones, puertas), ms ventiladores; en aquellas minas ventiladas solamente con ventilacin natural, el sistema de ventilacin lo constituyen los dispositivos de control de flujos, ms la red de ventilacin. .Para la ventilacin de una mina mediante ventiladores se puede utilizar tres sistemas clsicos y son: .- Sistema Aspirante (Extractor). .- Sistema Impelente (Inyector). .- Sistema Aspirante - Impelente (Inyector y extractor).

3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINAS3.5. Aforos de Ventilacin.- Consiste en un paquete de mediciones que se realizan al interior de minas en operacin, teniendo stos como objetivo, adems de cumplir con la legislacin en cuanto a control de caudales de aire y mediciones de gases txicos, entregar a los operadores de la mina y personal de planificacin, informacin del nivel de ventilacin existente en cuanto a condiciones ambientales, termo-ambientales y de la operacin econmica de los ventiladores instalados dentro de el o los sistemas de operacin.

3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINASPaquete tipo de mediciones: .- Medicin de la velocidad del aire en galeras (vg). .- Determinacin de la seccin transversal de galeras (A)- Determinacin del caudal del aire circulante en galeras (Q = vg x A). .- Medicin de la velocidad del aire en galeras de ventiladores principales (Qv = v vent x A vent). .- Medicin de la velocidad del aire en ductos de ventilacin auxiliar (vd). .- Determinacin del caudal circulante en el ducto de ventilacin auxiliar (Qa = Vd x Ad). .- Medicin de la cada de presin esttica (Ps) en ventiladores principales y auxiliares; determinacin de la cada de la presin dinmica (Pv) y total (Pt) en ventiladores principales y auxiliares. .

3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINASPaquete tipo de mediciones (Continuacin): .-Determinacin del punto de operacin de los ventiladores principales y auxiliares (Q v/s Ps). .-Medicin de temperaturas seca(ts) y hmeda(th) en galera. .-Determinacin de la humedad relativa del aire (H.R.) en galera, en base a registros de temperaturas seca y hmeda y la carta psicromtrica. .-Medicin de gases ambientales, preferentemente gases CO y NO2. .- Muestreo de polvo respirable. . .

3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINAS3.6. Instrumentacin de Ventilacin: .-Anemmetro de rueda alada.- Mide directamente velocidad del aire circulante en la galera. .-Tubo de humo.- Permite determinar el sentido y la velocidad de pequeos flujos de aire en galeras. . -Psicromtro Giratorio.- Permite medir temperaturas seca y hmeda del aire circundante en galeras. . -Manmetro en U.- Utilizado para medir cadas de presin o depresin, sobre todo en ventiladores . principales. .-Micromanmetro.- Utilizado para medir cadas de presin. .

3. FUNDAMENTOS DE VENTILACIN DE MINAS3.6. Instrumentacin de Ventilacin (Continuacin): -Para el control de gases se estn utilizando tubos y detectores electrnicos de gases, los principales gases controlados son el CO y NO2. .. .-Tambin se estan utilizando: Termoanemmetro digital, Manmetro digital, Distancimetro lser + inclinmetro electrnico. .-Para el control de polvo de minas se utiliza la Bomba Gravimtrica, la cual permite captar en un filtro las partculas de polvo; posteriormente el anlisis gravimtrico en laboratorio permite determinar la concentracin de polvo (mg/m3) existente en la galera muestreada.

4. VENTILADORESUn ventilador es una mquina rotatoria que mueve aire en forma continua; las partes fundamentales que lo componen y que afectan sus propiedades aerodinmicas son: .- Impulsor (conjunto de aspas).- Es aquella parte del ventilador que al rotar genera movimiento del aire.- Carcaza.- Es la parte estacionaria del ventilador que gua el aire hacia y desde el impulsor. .- Otros componentes de un ventilador, son las paletas de entrada, difusores o evasores. .

4. VENTILADORES4.1. Tipos de Ventiladores. .Segn el tipo de funcionamiento y diseo, los ventiladores se clasifican en dos tipos: .- Ventilador centrfugo.- Es una turbomquina de flujo radial, en la que el aire ingresa a un impulsor compuesto por aletas o labes y es descargado perisfricamente a alta velocidad hacia el exterior (mueven aire en forma perpendicular al eje de rotacin). Se utilizan para mover aire en circuitos de alta resistencia y se requiera mover desde bajos a medianos caudales de aire (1,000 - 300,000 pie3/min), para ventilacin en minas no se utiliza como ventiladores principales, salvo aplicaciones menores de ventilacin. .

4. VENTILADORES4.1. Tipos de Ventiladores (Continua) . - Ventiladores axiales.- Est compuesto por un motor elctrico, el cual se conecta al ventilador mediante un eje propulsor, un rotor con sus aspas, una carcaza con sus paletas guas direccionales, un cono de entrada, un difusor de descarga, ms un conjunto de accesorios electro-mecnicos (mueven el aire en forma paralela al eje de rotacin). .Los Parmetros que permiten caracterizar un ventilador axial son: . .Caudal(Q), Cada de Presin Esttica (Ps), Cada de Presin Total (Pt), Potencia elctrica (HP), Dimetro y Eficiencia mecnica. .

4. VENTILADORES4.2. Curvas Caractersticas .Los ventiladores pueden representarse en un sistema de coordenadas Cada de Presin v/s Caudal, mediante una curva denominada Curva Caracterstica del Ventilador, los diferentes parmetros de los ventiladores (Caudal, Cada de presin y Potencia elctrica) es posible relacionarlos grficamente. .Otros parmetros que se grafican habitualmente dentro de la Curva Caracterstica de un ventilador son: (Pv) Presin dinmica o de velocidad, Curvas de eficiencia (Ef) y Curvas de nivel de ruido (dB).

4. VENTILADORES4.2. Curvas Caractersticas (continuacin). . . Las curvas caractersticas para ventiladores axiales con ngulo de aspas ajustables, se trazan para cada posicin de aspas, permitiendo mostrar una familia de curvas sobre las cuales puede operar el ventilador. .. Las curvas caractersticas de ventiladores entregadas por los fabricantes, deben ser corregidas a las condiciones de operacin del ventilador (Altura; por cambio de densidad del aire, de la cada esttica(Ps) y la potencia elctrica (BHP).

4. VENTILADORESPunto de operacin del ventilador: . La interseccin de la curva caracterstica de un ventilador con la curva caracterstica de la mina, es el denominado punto de operacin del ventilador, el cual representa el Caudal v/s Cada de presin. . Ps Rm Pto. de operacin Curva del Ventilador

Q (pie3/min)

4. VENTILADORES4.3. Motores Elctricos. .El motor elctrico cumple una funcin de primersima relevancia en la operacin de ventiladores modernos de minas, garantizando una operacin permanente y confiable.La fabricacin de ventiladores de gran envergadura, son fabricados segn especificaciones del punto de operacin (Q v/s Ps) y las condiciones de trabajo, por lo que sus caractersticas geomtricas, aerodinmicas y potencia elctrica del motor forman parte de la ingeniera realizada por el fabricante.

5. MONITOREO, CONTROL Y AUTOMATIZACIN5.1. Proposicin. .Para una operacin eficiente y econmica del sistema de ventilacin principal de una operacin subterrnea tpica, se propone implementar - en una primera etapa - un sistema de monitoreo y control semi-inteligente, que permita al personal capacitado previamente controle la operacin de los ventiladores principales del sistema de ventilacin en forma remota, administrando los estados on/off y estado de puertas batientes.

5. MONITOREO, CONTROL Y AUTOMATIZACIN5.1.1. Monitoreo. .

El Monitoreo de diferentes variables al interior del Sistema de Ventilacin en plena operacin, deber lograrse por medio de la instalacin de diversos sensores, ms tendido de cables telfonicos u otros, que permitan transmitir las seales de los diferentes estados monitoreados hasta una sala de recepcin y control centralizado; se propone monitorear: .- Estado on/off de los ventiladores. .- Estado de puertas batientes en ventiladores. .- Caudal de Aire. .- Cada de presin. .- Consumo de energa elctrica del motor. .- Temperatura ambiente. .- Nivel de vibraciones. .

5. MONITOREO, CONTROL Y AUTOMATIZACIN5.1.2. Control. .Se controlar: .- Operacin de partida y detencin (ventilador).- Frente a situaciones: cortes previstos o imprevistos de energa, alto nivel de vibracin, bajo caudal de aire, alta cada de presin v/s valores preestablecidos, situaciones diversas. .- Operacin de apertura y cierre (puertas).- Frente a paralizacin de ventilador. .

6. PROYECTO DE VENTILACINLas fases involucradas dentro de un proyecto de ventilacin son: .6.1. Fases: .- Recopilacin de Antecedentes. .- Requerimiento de aire de ventilacin. .- Determinacin de parmetros de diseo. .- Diseo del sistema de ventilacin. .- Creacin del diagrama equivalente. .- Creacin del archivo de datos. .- Modelamiento del sistema de ventilacin. .- Anlisis de resultados y remodelamiento del sistema. .- Dimensionamiento del sistema. .- Especificaciones tcnicas. .

7. VENTILACIN AUXILIAR7.1. Introduccin: . 7.1.1 Objetivo . El objetivo del presente capitulo es la de entregar a supervisores de planificacin y operaciones mineras, conceptos bsicos de tipo general ms las diversas fases a considerar en el desarrollo de proyectos de ventilacin auxiliar. .El objetivo de la ventilacin auxiliar consiste en proporcionar el aire fresco necesario, por intermedio del conjunto ventilador auxiliar + ductos, para diluir y arrastrar de los frentes ciegos en desarrollo, el aire contaminado; la misin que se persigue es la de suministrar aire fresco de manera tal de cubrir los requerimientos de los equipos utilizados en el lugar.

7. VENTILACIN AUXILIAR7.2 Aplicaciones: .Existen tres sistemas: .- Sistema Impelente.- El aire fresco es impulsado por el tendido de ductos hacia el frente a ventilar, saliendo contaminado por la galera de desarrollo. .- Sistema Aspirante.- El aire fresco ingresa al frente de la galera, extrayendose el aire contaminado por la ductera. .- Sistema Aspirante - Impelente.- Se emplea dos tendidos de ductos, uno para impulsar el aire fresco hacia el frente y otro para extraer el aire contaminado.

7. VENTILACIN AUXILIAR7.2. Aplicaciones (Continua): .- Para ventilar desarrollos de galeras con longitudes menores a 400 m. (3.0 x 3.0 seccin) se recomienda usar el sistema impelente, y para desarrollos mayor a 400 m. y mayor seccin el sistema aspirante.- La ventilacin auxiliar en el desarrollo de chimeneas, se deber utilizar el aire comprimido. . .Antes de implementarse cualquier sistema de ventilacin auxiliar al interior de una mina, deber analizarse rigurosamente los circuitos principales de inyeccin y extraccin de la zona a los cuales se deber conectar forzosamente tal sistema auxiliar. Tal anlisis deber tener por misin evitar el fenmeno de recirculacin dentro del sistema auxiliar y la contaminacin, en serie, de otras reas al interior de la mina.

8. VENTILADORES AUXILIARESLa implementacin de un sistema de ventilacin auxiliar requiere del uso de uno o ms ventiladores auxiliares, los cuales conectados a tendidos de ductos, son capaces de inyectar o extraer aire hacia o desde frentes en desarrollos.8.1. Tipos de Ventiladores. .En la utilizacin de ventilacin auxiliar solo se utiliza ventiladores axiales, los cuales existen de tres tipos bsicos:- Tipo propulsor o mural.- Es el tpico ventilador de campana de cocina, de baja presin esttica (de 0 a 1 de agua), con caudal variable segn su dimetro. .- Tipo Tubo-axial.- Es aquel que tiene su rotor y motor dentro de la carcaza cilndrica, lo cual le permite aumentar su capacidad y cada de presin esttica a valores del orden de 4 de agua. Equipo apropiado para ser conectado a tendido de ductos y para operar en serie.

8. VENTILADORES AUXILIARES- Tipo vane-axial.- Similar al tubo-axial, posee un juego de paletas guas fijas a la carcaza (vanes) lo cual permite generar una ms alta cada de presin esttica de trabajo, entre 6 y 10 pulgadas de agua. .

8.2. Instalacin de Ventiladores. . De acuerdo a necesidades de caudales (Q) y cada de presin esttica (Ps), es posible instalar ventiladores segn disposicin: . - Ventiladores en Serie.- Consiste en conectar ms de un ventilador al tendido de ductos dentro de la galera en desarrollos. El uso de este tipo de instalacin, es la aplicacin ms comunmente utilizada en sistemas de ventilacin auxiliar de desarrollos mineros. .

8. VENTILADORES AUXILIARES- Ventiladores en paralelo.- Se aplica en casos en que se requiera mover mayor caudal, sin que exista ventiladoresde mayor capacidad. La curva terica de dos ventiladores operando en paralelo, se obtiene sumando sus caudales y diferencias en el ngulo. .

8.3. Curvas Caractersticas. . Es utilizada para la representacin grfica de los ventiladores axiales, sean estos ventiladores principales de alta capacidad o los auxiliares, es conceptualmente la misma curva. .

8. VENTILADORES AUXILIARES8.4. Motores Elctricos. ..Ventiladores auxiliares accionados por aire comprimido, generan una nfima generacin de presin, por tal razn son utilizados muy poco. .. Los ventiladores auxiliares accionados por motores elctricos cumplen un rol relevante en dicha operacin, asegurando una operacin permanente y confiable.

9. DUCTOS DE VENTILACINEntre los distintos tipos de ductos ofrecidos en el mercado, susceptibles de ser utilizados en los sistemas de ventilacin auxiliar, destacan tres de ellos: .- Ductos metlicos.- se fabrican con planchas de fierro desde 1 a 4 mm de espesor, construidos en espiral con largos variables entre 3 y 10 m de acuerdo a su dimetro.- Ductos plsticos flexibles (lisos).- Ductos elaborados en PVC, con tejido sinttico de alta resistencia.- Ductos plsticos reforzados.- Estn confeccionados con los mismos materiales que los utilizados en el ducto anterior, con un refuerzo de anillos de acero en espiral.

10. RECOMENDACIONES- Permanentemente verificar los tapones, si estos no tienen fugas, de encontrar una, comunicar al Jefe de Servicios Auxiliares y al Jefe de Planeamiento de Ventilacin. .- Mantener debidamente cerradas las puertas, por que de no hacerlo tendremos importantes prdidas de aire.- Los Ventiladores, deben ser cuidados por todos los trabajadores y hago nfasis en no apagar los ventiladores. .- Las mangas de ventilacin, bajo ninguna circunstancia deber estar cada, realizar las maniobras necesarias para evitar romperla y sobre todo evitar que roce con la carga del carrito minero. .

ANEXO I - PROYECTO DE VENTILACINAntecedentes:.Mtodo de explotacin: Sub level Stoping. ..Produccin: 1800 tpd. ..Cota Base inferior: 600 m.s.n.m. ..Densidad del aire: 0.07 lbs/pie3. ..Acceso principal desde superficie: Rampa. ..Longitud de rampa principal desde superficie hasta cota base: 1,500 m. ..Seccin de rampa: 5.0 x 4.5 m. . .Diferencia de cota (Superficie cota inferior): 200 m. ..Nmero mximo de personas por turno: 15 personas ..Equipo: 3 Camiones x 270 HP, 3LHD x 230 HP, 2 vehculos livianos x 110 HP. ..Equipo diesel en Desarrollos: LHDs. ..Oficinas y servicios, taller, bodegas, otros: En superficie

ANEXO I - PROYECTO DE VENTILACINDesarrollo:De acuerdo a datos recopilados se percibe ventilar mediante inyeccin de aire fresco por la rampa de acceso principal, extrayendo el aire contaminado desde el nivel de menor cota por medio de una chimenea vertical hasta superficie.Requerimiento de aire: .- El mayor contaminante ambiental en este mtodo de explotacin subterrnea, son los gases emitidos por los equipos diesel, se utilizar el criterio de suministrar 3 m3/min(106 pie3/min) por cada HP motor. . a) Caudal Camiones: 270 HP x 106 pie3/min . + 270 HP x 106 pie3/min x 0.75 (1) . + 270 HP x 106 pie3/min x 0.50 (1) . -------------------------------------------- Total = 64,395 pie3/min

ANEXO I - PROYECTO DE VENTILACINRequerimiento de aire: (continua) .b) Caudal LHD: 230 HP x 106 pie3/min . + 230 HP x 106 pie3/min x 0.75 (1) . + 230 HP x 106 pie3/min x 0.50 (1) . -------------------------------------------- Total = 54,855 pie3/min .

c) Caudal Veh.Liv.: 110 HP x 106 pie3/min . + 110 HP x 106 pie3/min x 0.75 (1) . -------------------------------------------- Total = 20,405 pie3/min .

El Caudal Requerido ser = 139,655 pie3/min. . considerando el 15% por Caudal fugas = 20,948 pie3/min

ANEXO I - PROYECTO DE VENTILACIN(1): 0.75 y 0.50 coorresponde a factores de correccin, para equipos en operacin en serie dentro de un mismo circuito (0.75 para el segundo y 0.50 para tercero y posteriores).Caudal Total = 160,603 pie3/min. .

Parmetros de diseo: .- Densidad del aire (dm), usaremos 0.07 lbs/pie3. . - Coeficiente de friccin (K), se consider 80 x 10-10 lbs x min2/pie4. .- Presin de ventilacin natural (Pvn), irrelevante. .

Diseo del sistema de Ventilacin .Creacin del diagrama equivalente .

ANEXO I - PROYECTO DE VENTILACINCreacin del archivo de datos . Se extrae de los planos: la seccin, permetro y longitud de la rampa principal, se asume la estocada en nivel inferior de 10 m. (3.5 x 3.5 m) y para la chimenea de extraccin una longitud de 200 m. y 3.5 m. de dimetro.

Modelamiento del sistema de ventilacin. .Preparado el archivo de datos, se puede modelar el sistema utilizando uno de los diversos Software de equilibrio de redes de ventilacin, imponiendo en la rama donde se instalar el ventilador, un caudal de aire igual a 160,603 pie3/min., que para este caso el sistema entreg una Cada de presin esttica (Ps) = 9 Pulg. De Agua.

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