CALCULO DE SISTEMA DE VENTILACIÓN, DRENAJE Y RENDIMIENTO DE EQUIPOS DE

EXTRACCIÓN

En minería subterránea, método sub Level Stoping.

Redactado por:

Franklin Ariel Castro AlfaroIsais Faria

Profesor: José Vivar Cuturrufo

Asignatura: Ventilación y Drenaje

Sub Level Stoping

Método de gran aplicación en la mediana y pequeña minería, por su alto rendimiento debido a la aplicación de equipos montados sobre ruedas.

Se extrae el mineral por tajadas verticales dejando el caserón vacío, por lo general de grandes dimensiones, particularmente en forma vertical.

El mineral arrancado se recolecta en zanjas emplazadas en la base del caserón, desde donde se extrae según diferentes modalidades.

Este método se aplica preferentemente en yacimientos de forma tabular verticales o subverticales de gran espesor, por lo general superior a 10 m. Es deseable que los bordes o contactos del cuerpo mineralizados sean regulares.

INFORTE TÉCNICO

MINERA DOÑA ISMAELA DE ANTUCO S.A.MINA JARPA

Son cuerpos regulares tabulares o masivos, donde las vetas deben poseer un buzamiento mayor que el ángulo de reposo del material, con el objetivo de que el mineral descienda por gravedad.

Son masas mineralizadas resistentes y competentes, con muros y techos auto soportantes, parejos y bien definidos, evitando así problemas de fracturamiento y de dilución sin inclusiones de estéril.

Se dividen en: •Vetas estrechas•Vetas ponientes o mantos •Cuerpos masivos

ANTECEDENTES

Veta 10 Metros de ancho.Método de explotación Sub Leven StopingNiveles de perforación 10x4mPerforación VerticalEquipo perforación Mini Raptor Electro HidráulicoÁrea de perforación 40x10mBarrenos 38mExplotación de 2 Tajadas de 2m.Densidad in-situ 2.5 ton/m3Densidad esponjada 1.6 ton/m3

Parámetros de extracción.

Scoop de 10 yd3 y 250 HP.Tiempo extraer mineral 0.6min.Traslado a 65m, a 7 Km/hora (velocidad media) (1 Min)Tiempo de vaciado 0.5 minTiempo Maniobra 1 MinFactor de carga K=90%

Camión Dámper de 35 Ton y 80 HP Tiempo de traslado ida y vuelta 20 minDisponibilidad Física 85%Utilización Efectiva 90%EO 80%

RENDIMIENTO DEL SCOOP POR HORA Y DÍA

Capacidad Nominal7.6m3*1.6= 12 ton

Capacidad Efectiva12 ton*0.9= 11 ton

Rendimiento11ton*3600seg/186seg=212,9 ton/hora

Rendimiento Real Hora212,9ton/hora*0.85*0.90*0.80=130 ton/hora

Rendimiento Real Día14,68hrs*130ton/hrs= 1.909.44 ton/hrs

TIEMPO EN EXTRAER LAS TONELADAS DE UNA TRONADURA DE UN SUBNIVEL.

Tonelaje a Remover40m*10m*4m*1.6ton/m32.560ton

Tiempo en extraer el mineral2.560ton/130ton/hrs

19.7 Hrs

NÚMERO DE CAMIONES PARA MANTENER SATURADO EL SCOOP.

Camión Dámper de 35 ToneladasTiempo Ciclo:20 minN° Ciclo por hora: 3Carga Efectiva: 31.5tonRendimiento: 57.8ton/hrs

N° Camiones: 2.2= 3 Camiones

CALCULO Y DIMENSIONADO DE SISTEMA DE VENTILACIÓN

Antecedentes

Longitud máxima de rampa a desarrollar (L= 1300 m.)Sistema de ventilación auxiliar impelenteDiámetro ducto 1000mmScoop de 10 yd3 y 250 HP.Camión Dámper de 35 Ton y 80 HP (1°= 100%; 2°= 75% y el 3° con 50% )N° de trabajadores = 10 Kg de explosivo = 60 kg. Din 60%K = coeficiente de fricción del ducto de 20x10-10.(lbxmin2/pies4)Considerar un 30% más al caudal total

CAUDAL VENTILACIÓN

CAUDAL SEGÚN POTENCIA (HP)

Scoop 250 HPDámper ( 80HP + 60HP + 40HP )TOTAL (430 HP*100 pie3/min/HP)Qe: 43.000 pie3/min

CAUDAL SEGÚN NUMERO DE TRABAJADORES

[10 Trabajadores x 3 m3/min/trabajador: 30 m3/min ]Qt: 1.100 pie3/min

CAUDAL REQUERIDO

[Qe 43.000 + Qt 1.100 ]Q req: 44.100 pie3/min

Q FILTRACIONES

Qr [0.3 x 44.100 pie3/min]

Q f : 13.230 pie3/min ]

CAUDAL TOTAL

57.330 pie3/min

CAUDAL REQUERIDO POR CONSUMO DE EXPLOSIVO.

Q: 16.67x60=1.000,2 m3/min

35317 pie3/min

Cálculo Caída de Presión Estática.

Ps = [ (1.247 x K x L x Q2 ) / D5 ]

donde: Ps : caída de presión estática ducto (Pulg. de Agua) K : coeficiente de fricción ducto (lbs x min2 / pie4 x 10-10 ) L : longitud ducto (pies) Q : caudal de aire a mover (pie3/min) D : diámetro ducto (pies)

Ps: [ (1,247 x 20X10-10 x 4.265 x 57.3302 ) / 3.285 ]

Ps = Caída de Presión Estática = 92.08 Pulg. de Agua

DIMENSIONAMIENTO

Según las dimensiones de la rampa son 1.300 metros y la perdida por presión estática de 92.08 pulga de agua, se considera instalar 5 ventiladores auxiliares de 18.4 pulg. de agua a una distancia de 260 metros

Cada uno de los ventiladores auxiliares, deberá generar el siguiente punto de operación:

Q = 57.330 pie3/min ; Ps = 18.4 Pulg. de Agua

Nota: En el calculo de caudal no se considera el Q de explosivo, por lo que al momento de la tronadura no hay personas ni equipos en el interior mina.

RAMPA 1.300 METROS

CALCULO Y DIMENSIONADO DE SISTEMA DE DRENAJE

Antecedentes

Caudal es de 18,0 lt/sDesnivel de 150 mLongitud de cañería de 500 metrosCañería PVC diámetro 160mm PN20Espesor 19mmDiámetro Interior 122mm

Accesorios de aspiración: válvula de pie K=2,5codo de 90°, K=0,9;

Accesorios de elevación: codo de 90° K= 0,9válvula de retorno K= 2,5

Filtro de arena y de malla.

• Determinar:Potencia de la Bomba y Motor

DCQ

J86.485.1

85.1

**28.0

donde:Q= Caudal a transportar (m3/s).D= Diámetro interior de la tubería (m).C= Coeficiente de rugosidad de Hazen y Williams (Tabla 1)

PERDIDA DE CARGA EN TUBERIAS

Formulas

Hf = J * L

donde:Hf = Pérdida de energía o carga producto de la fricción (m)J = Pérdidas de carga por cada metro de tubería (m/m)L = Longitud de la cañería de conducción (m)

50162007145.0

* 122.0150*28.0018.0

86.485.1

85.1

J

J

mHfHf

1.8500*50162007145.0

PERDIDAS DE CARGA MENORES

gK

Hs V*2* 2

donde:Hs = Pérdidas singulares o menores (m).V = Velocidad de circulación del agua (m/s).g = Aceleración de gravedad (9.8 m/s2).K = Constante adimensional de coeficiente de resistencia que depende de los accesorios que se contemplan en el diseño. (Tabla 3)

D2*Q*4V

donde:Q = Caudal (m3/s).D = Diámetro interior de la tubería (m).V = Velocidad de escurrimiento (m/s).

smV 54.1

*018.0*4

122.0 2

mHs

Hs

8228.0

8.9*254.1*5.2

8.9*254.1*9.0

8.9*254.1*9.0

8.9*254.1*5.2 2222

ALTURA REPRESENTATIVA DE VELOCIDAD (V2/2G)

g

VHv*2

2

mHv 12.08.9*2

54.1 2

donde:Hv = Altura representativa de velocidad (m)V = Velocidad de circulación del agua (m/s).g = Aceleración de gravedad (9.8 m/s2).

PERDIDA POR FILTROS

Filtros de malla 5

Filtros de arena 3

Perdida Total 8

Perdidas Metros

Hf 8.1

Hs 0.8228

Hv 0.12

Filtros 8

Desnivel 150

CARGA TOTAL O DINAMICA 167.0428

CARGA TOTAL O DINÁMICA (M).

POTENCIA DE LA BOMBA

*75

QHHP

*102

*HQKW

HP= Potencia consumida por la bomba (o potencia en el eje de la bomba), (HP).KW=Potencia consumida por la bomba (o potencia en el eje de la bomba), (KW).Q =Caudal elevado (l/s).H =Carga total o dinámica (m). =Eficiencia de la bomba, 0 < < 1Observación: 1 HP = 745 Watts.

HP. 47.16 85.0*7504.167*18 HP

34.68KW 85.0*10204.167*18 KW

POTENCIA DE LA MOTOR

kwmotorPotencia 8.4085.0

34.68_