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Planeamiento de Ventilacin

asistida para la Unidad peruanaSan Cristbal Cia. Minera San

Cristbal

J. A. CorimanyaUn i v e r s i d a d Na c i o n a l d e I n g e n i e r a , L i m a , Pe r

F. R. MndezCa . . M i n e r a V o l ca n , Yau l i , Per

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RESUMEN

Muchas minas subterrneas en Sudamrica nocuentan con un sistema adecuado de ventilacindebido a la falta de un planeamiento apropiado quepuede ser alcanzado utilizando un software desimulacin. En la Mina San Cristbal, ubicada enYauli - Per, la utilizacin de esta herramienta hasido de gran beneficio ya que gracias a estaherramienta se ha podido planificar y mejorar los

circuitos actuales de ventilacin y se ha tenido unaaproximacin bastante aceptable tanto en caudalcomo en cada presin. Debido a la gran dimensinde la mina y el constante avance de las labores dedesarrollo, esta herramienta fue de gran ayuda para

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RESUMEN

ir generando circuitos futuros de ventilacin endonde se puede incluir ventiladores y controles deventilacin como puertas, y reguladores y de estaforma ir prediciendo cambios en circuitosfuturos. Muchas veces se han dejado de ejecutarlabores porque su ejecucin representaba problemasde ventilacin en otras labores. Esto hace que elprograma mencionado sea de gran beneficio

econmico ya que cualquier labor minera es bastantecostosa. En la mina San Cristbal, para elmejoramiento del sistema principal y secundario seviene invirtiendo en el desarrollo de cinco chimeneascon una longitud total 696 m y 3m de dimetro

usando Raise Boring (RB).

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RESUMEN

Este trabajo representa aproximadamente $ 920,000en costo de capital, y al no utilizarla estaramosgenerando gastos innecesarios elevados. La Mina SanCristbal utiliza el programa VNET PC para generarcircuitos principales para labores actuales y futuras.Para este fin, se hacen levantamientos de caudales ypresiones de todas sus labores subterrneas, estos

datos son comparados con los datos generados porel software, obtenindose buenas correlaciones. Esteartculo presenta los beneficios alcanzados en laplanificacin del sistema de ventilacin de la Mina

San Cristbal con la ayuda de esta herramienta.

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INTRODUCCION

El presente trabajo tiene por objetivo comprobar laaplicacin de la informtica en el diseo, control yoptimizacin de una red de ventilacin de una minamecanizada. En este caso se hace uso del Softwarede ventilacin Vnet - PC.En el Per, las operaciones mineras son reguladaspor el reglamento de seguridad y salud ocupacional

Decreto supremo N 055-2010-EM.

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INTRODUCCION

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MINA SAN CRISTOBAL Ubicacin : La Mina San Cristbal,

polticamente est ubicada en el distrito

de Yauli, provincia del mismo nombre,departamento de Junn.Geogrficamente se encuentra en elflanco este de la Cordillera Occidental

de los Andes centrales del Per; a 110Kms. en lnea recta, de la ciudad deLima.

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Mina San Cristobal

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MINA SAN CRISTOBAL

ACCESIBILIDAD: La mina SanCristbal es fcilmente accesible,

utilizando la carretera central, de lacual, cerca a la localidad dePachachaca, parte un ramal de 20kilmetros que conduce a San Cristbal;

adems, el ferrocarril central tiene unaestacin en Yauli a 12 kilmetros delrea.

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GEOLOGIA Geologa Regional

El distrito minero de San Cristbal est

localizado en la parte sur oeste de una ampliaestructura regional de naturaleza domticaque abarca ntegramente los distritos de SanCristbal y Morococha, conocida como el

Complejo Domal de Yauli, que representa unaventana de formaciones Paleozoicas dentrode la faja intracordillerana de formacionesMesozoicas.

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Geologa Geologa econmica La complejidad geolgica del distrito ha

dado lugar a la formacin de una

variedad de depsitos minerales que seextienden ampliamente en las rocascalizas y filitas.

Despus de la ltima etapa delplegamiento "Quechua" y la formacinde las fracturas de tensin, vino elperodo de mineralizacin

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Geologa econmica

Soluciones residuales mineralizantes

originadas probablemente de los stocksde monzonita cuarcfera, invadieron elrea dando lugar a la formacin devetas, mantos y cuerpos.

Los minerales econmicos que seexplotan en la Mina San Cristbal son:Galena, Esfalerita, Tetradrica y

calcopirita en menor cantidad y comoganga estn representados el Cuarzo,pirita, Calcita y filita.

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RESERVAS Las reservas estimadas para la mina

San Cristbal tuvieron un ligero

aumento con respecto al ao anteriordebido a la persistencia de lamineralizacin en las estructuras

principales: Veta 722, 658, Split 658 ypara este ao se incluye la VetaFerramina, veta al techo de las

principales

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PLANO UBICACIN YACIMIENTO

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Reservas al 31-12-2011

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Sumario variacin reservas

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Cuadro variacin reservas

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PROGRAMA PRODUCCION

Datos Ene-12 feb-12 mar-12 abr-12 may-12 jun -12 jul -12 ago-12 sep-12 oct-12 nov-12 dic-12 Total-2012

ProdT 135,000 128,500 135,000 132,500 135,000 132,500 135,000 135,000 132,500 135,000 132,500 135,000 1,603,250

Cu % 0.15 0.15 0.16 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15

Pb% 0.65 0.99 1.00 1.03 0.98 0.99 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.01

Zn % 5.65 6.32 6.33 6.39 6.42 6.42 6.46 6.46 6.46 6.46 6.46 6.46 6.42

Ag. Oz. 122.5 120.2 121.7 119.9 116.7 117 116 116 116 116 116 116 117.77

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PROGRAMA PREPARACION Y AVANCES

Mina San Cristobal

Desarrollos Ene-12 Feb-12 Mar-12 Abr-12 May-12 Jun-12 Jul-12 Ago-12 Sep-12 Oct-12 Nov-12 Dic-12 Total 2012

Horizontal 488 567 497 447 572 505 522 555 507 642 440 310 6.052

Inclinado 490 350 440 360 230 290 210 320 350 260 250 130 3.680

Total desarrollo 978 917 937 807 802 795 732 875 857 902 690 440 9.732

Preparacin

Laboreo horizontal 1.204 1.239 1.239 1.334 1.094 1.093 1.139 1.245 1.058 1.080 1.159 1.296 14.178

Exploracin

Laboreo horizontal 370 445 440 425 375 375 315 370 420 430 350 365 4.680

Chimeneas ventilacin

Laboreo vertical 215 194 160 150 160 120 150 120 120 100 60 120 1.669

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PROGRAMA INVERSION CHIMENEASVENTILACION

CUADRO PRESUPUESTO CHIMENEAS CON EQUIPO RB

PROYECTO UBICACIN CONCESIN DIAMETRO LONGITUD P.U US$ Costo RB $

(metros)

RB 810 Superfi cie - Nv.820 SC-28 10 212 1220 258.640

RB 622 Nv.630 - Nv.780 SC-24 6 180 670 120.600

RB 206B Nv.630 - Nv.780 SC-24 8 160 870 139.200

RB 742 Nv.870-Nv.1020 SC-28 10 192 1220 234.240

RB 999 Nv.780-Nv 920 SC-24 12 160 1670 267.200

RB 672 Nv.820-Nv1020 SC-24 10 210 1220 256.200

RB 620 Nv.920-Nv 1070 SC-28 10 160 1220 195.200

RB 778 Nv.1070-Nv.1120 SC-24 12 60 1670 100.200

RB 060 Nv.780 - Nv.920 SC-24 8 165 870 143.550

RB 617 Nv.1020-Nv.1070 SC-24 10 60 1220 73.200

RB206C Superfi cie - Nv.340 SC-24 10 140 1220 170.800

Total 1.699 1.959.030

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PROGRAMA INVERSION VENTILADORES

EQUIPOCAUDAL

(CFM)

POTENCIA

(HP)

PRESION TOTAL W.A

4700 MSNM

P.U

US$CANTIDAD

INVERSION

US$

Ventilador primario 150,000 400 12" 150.000 2 300.000

Ventilador primario 110,000 300 10.8" 90.000 2 180.000

Ventilador auxiliar 30,000 50 7.8" 14.000 5 70.000

Total US$ 550.000

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Mtodo de explotacin

La Mina San Cristbal produce enpromedio 4500 tcs/da con leyes

estimadas de 5.5 % de Zn, 1.5% dePb, 2 Onza de Ag y 0.30 % de Cu .

La explotacin se realiza con los

siguientes mtodos: Corte y relleno ascendente

Hundimiento de sub niveles cortos, con

bancos de 9 metros.

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Corte y relleno ascendente

Mtodo en mencin es aplicado enforma ascendente, para su aplicacin se

ejecuta los siguientes laboreos yprocesos mineros:

1.-Ejecutar rampa de nivel a nivel

2.-Ejecutar brazos de 40mts congradiente negativa de 13%, desde rampaa estructura mineralizada.

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3.-Desarrollo de galera en seccinpromedio de 3.5 x3.5 metros.4.-Perforacin de taladros verticales de 12pies para realce de galera.5.-Relleno de galera dejando una luz de1.8 metros.6.-Carguo y disparo de taladros enretirada.7.-Desate y limpieza de mineral disparado

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8.- Relleno de galera dejando luz de 4metros.

9.- perforacin de taladros verticales.

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Aplicacin mtodo

Es aplicado en vetas, cuerpos conbuzamiento desde 65.

Roca caja con RMR DE 25 a 50 y enalgunos casos con RMR menor a 25,siendo las aberturas menores y elsostenimiento mas pesado.

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Equipo empleado mtodoCorte y relleno ascendente

Jumbo electro hidrulico. Jumbo Robolt. Scooptram de (4 6) yd3. Dumper de 20 Tn.

Camiones volvos de 35 Tun. Equipo hurn de 3m3. Equipo lanzador Schocrete(Manba)

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Equipo empleado mtodoCorte y relleno ascendente

H di i t b i l

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Hundimiento sub nivelescortos

Mtodo de aplicacin reciente , el cualviene dando mejores beneficios

econmicos y es ms seguro. Se aplica en vetas con buzamiento

sobre los 65. RMR de roca caja entre 25 y 50.

L b li i d

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Labores para aplicacin demtodo

I. Desarrollo de dos rampas de nivel anivel separadas 300 mts.

II. Accesos horizontales de 30 metros.III. Ejecucin de chimenea central de nivel

a nivel entre rampas.IV. Desarrollo de sub niveles en seccin

de 3.5 x 3.5 mts, hasta llegar al nivelsuperior.

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Proceso ejecucin mtodo

1.-Concluido ejecucin de sub niveles seprocede perforacin con Jumbo Simba.

2.-Carguo y disparo de taladros, solo secarga tres filas.3.-Acarreo con Scooptram y el transporte

se realiza con Dumper y camiones volvo.4.-Las aberturas dejadas por extraccinde mineral se rellenadas con relave.

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Equipo empleado mtodoHundimiento por subniveles

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EstimarQo

Disear el Sistemade Ventilacin

Resolver la redde ventilacin

Examinar tamaode ventiladores

Sistema Optimo

RecopilarDatos

ModificarDiseo

Es econmicoel sistema? Procedimiento

para disear unsistema deventilacin

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Ventilacin de minera

Mapeo de ventilacin:El mapeo de ventilacin es realizado por

dos grupos de trabajadores entrenadosen levantar mensuras de ventilacinusando anemmetros, manmetros ypsicrmetros, y mensuras de calidad delaire usando detectores de gases comoPassport, Draguer etc.

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Medicin de velocidad del aire

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Balance de aire

Descripcin m3/sIngreso de aire 641.11

Salidas de aire 663.31

Diferencia 22.20

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Requerimiento de aire

Descripcin deEquipos PotenciaHP (c/u) Disponibilidad Caudalm3/s8 Scoop 4yd3 185 0.80 59.204 Scoop 3.5yd3 160 0.80 25.602 Scoop 6yd3 270 0.80 21.604 Scoop 6yd3 270 0.80 43.205 Scoop 2.5yd3 140 0.70 24.502 Scoop 2.5yd

3120 0.60 7.202 Desatadores 120 0.70 8.40

1Motonivelador 130 0.70 4.551 Bockat 90 0.60 2.705 Camiones 180 0.60 27.005 Camiones 140 0.60 21.0017 Volquetes 400 0.75 255.004 Jumbos 80 0.30 4.806 Jumbos 80 0.30 7.203 Dumper

20Tn240 0.70 25.20

1 Dumper12Ton 180 0.70 6.3010 Eq.shotcrete 120 0.50 30.0006 Eq.shotcrete 80 0.40 9.6008 Camionetas 75 0.40 12.0006 Camionetas 75 0.40 9.00Total 3135 605.55

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Dimetro econmico de chimeneaprincipal

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Hoja de datos del NV 340

Delnudo

Alnudo

RNs2/m8

ream2

Descripcin

3402 3405 0.08720 7.52 GAL-9903403 3402 0.02457 7.52 GAL-2533404 3403 0.00552 7.52 BP-3653405 3404 0.0126 15.36 BP-3653406 3405 0.00072 15.36 BP-365

3407 3406 0.00229 15.36 BP-365W3408 3407 0.00101 15.36 BP-365W3409 3408 0.00245 15.36 BP-3653410 3409 0.00300 15.36 BP-365E3411 3410 0.00586 15.36 BP-365E3412 3411 0.00000 15.36 VE3412 3413 223.000 15.36 VE-063409 3414 3.35490 92.90 XC-95053414 3415 0.00164 15.36 XC-9505E3415 3416 0.00780 8.64 CUADRO

3416 3418 0.00194 8.64 RP-4193414 3419 0.00300 8.64 VE3411 3420 0.00242 8.64 VE2181 3413 0.00158 15.36 RP-2183418 4191 0.00159 15.36 RP-4193407 4460 0.00040 16 RP-4463419 3939 0.00200 16 RP-94753420 3951 0.08879 3.81 CH-685

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Diagrama unifilar NV 340

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Diagrama unifilar Mina San Cristbal

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Isomtrico de ventilacin

d i d

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Punto de operacin deVentilador principal

de 400 kcfm

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Consumo de energa elctrica El costo de ventilacin en su mayor parte es

representado por el costo de energa

elctrica consumida. En la mina, este costoes dividido en dos:

a) Ventilacin Primaria. Los ventiladoresprimarios son operados continuamentedurante todo el ao con excepcin de losdas de mantenimiento. El consumo anualde energa elctrica por estos ventiladores

es de 1358,800 kW/hr.

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Consumo de energa elctrica Ventilacin Auxiliar. Este rubro incluye

el consumo de energa elctrica por los

ventiladores auxiliares en circuitossecundarios. Los ventiladores auxiliaresson operados en los diferentes frentesciegos segn las necesidades. Sonencendidos y apagados por el personal deoperacin. El consumo anual de energaelctrica por estos ventiladores es de

636,100 kW/hr.

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Discusin y Conclusiones En el planeamiento de la ventilacin, un

simulador es una herramienta de trabajo quenos ayuda representar la mina por un modelonumrico que puede ser usado para predecirlos requerimientos de ventilacin.Especficamente, el modelo puede ser usado

para determinar: Los flujos de aire y sus sentidos de avance en

las labores proyectadas, y determinar loscambios en presiones y caudales cuando

nuevas labores son aadidas al modelo.

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Discusin y Conclusiones Cambios de velocidades del aire en las

diferentes labores debidos a cambiosefectuados.

Los puntos de operacin de losventiladores, los requerimientos deenerga elctrica y otros factoreseconmicos.

Cadas de presin del aire en losconductos primarios y secundarios

indicando alternativas de me ora.

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Discusin y ConclusionesVisualizar los resultados. El programaVnet-PC es compatible con muchosotros programas usados en el diseo deuna mina y permite los resultados delos cambios en el sistema de ventilacinen los planos de la mina casi

instantneamente.

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Discusin y Conclusiones Evitar gastos innecesarios en

construccin de chimeneasinadecuadas, ya sea por su malaubicacin o tamao inadecuado.Chimeneas mal diseadas no sirvenmucho en los circuitos de ventilacin

sirven solo para generar corto-circuitosen la red principal, hecho que fueverificado en la mina San Cristbal.

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Discusin y Conclusiones Reducir costos. Con solo evitar la

ejecucin de una chimenea inadecuada,con la ayuda de este programa sepuede reducir los costos de ejecucinde proyectos de ventilacinconsiderablemente. En la mina San

Cristbal, para el mejoramiento delsistema principal y secundario se vieneinvirtiendo en el desarrollo de 05

chimeneas en total 696m de longitud y

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Discusin y Conclusiones 3m de dimetro con Raise Boring (RB)

que representa $ 919,795 en costo decapital, y al no utilizarla estaramosgenerando gastos innecesarioselevados. El programa necesita seralimentado con datos reales de mina

(seccin, permetro, longitud,coeficiente de friccin de cada labor).

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Discusin y Conclusiones Generar resultados confiables. Este

programa trabaja con circuitos cerradoses decir los ramales de la red deber sercerradas. Los ramales abiertos no sonconsiderados en la simulacin y sonreportados como errores. La persona

que ingrese los datos de campo alsimulador debe conocer al detalle lamina, en caso contrario los resultados

pueden diferir mucho de la realidad

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Discusin y Conclusiones Los datos incorrectos de una chimenea

una labor pueden ocasionar erroresen la simulacin.

Generar un sistema de ventilacineficiente y econmica. El programa porsi solo no generara un sistema deventilacin eficiente; se necesita de lalgica y la experiencia del ingenieropara generar dicho sistema.