ventilacion clases

7/23/2019 Ventilacion Clases

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Revision - Defnicion comunRevision - Defnicion comun

¿Por qué ventilar las minas? El objetivo de la ventilación subterránea es

proporcionar a los flujos de aire en cantidad y

calidad suficiente para diluir loscontaminantes a concentraciones seguras en

todas las partes de la instalación donde el

personal se requiere para trabajar o viajar.• Pero hay un poco más a él que apenas eso. Limitar la velocidaddel aire a niveles seguros.

• La calidad del aire también incluye la temperatura / humedad

cPherson! "##$! %ubsur&ace 'entilation

and (nvironmental (ngineering

Factores que contribuyen

a riesgos

Metodos de control

Factores

Naturales

Factores de

diseño

Riesgos Control

Auxiliar

Control de

flujo de aire

Profundidad

bajo superficie

Metodo de

trabajo

Polvo Supresión de

!entiladores

principales

Cli"a #isposición dela "ina Emisiones gaseosas #renaje degases !entiladoressecundarios

$eolog%a Ratio de

frag"entación

de roca

Calor y

humedad

Siste"as de

refrigeración y

calefacción

!entilación

natural&

entilación

auxiliar

Propiedades

f%sica yqu%"ica de las

'ipo& ta"año y

ubicación deequipos

Incendios y

explosiones

Siste"as de

"onitoreo

Puerta e

entilación&'apones&

cortinas&

reguladores

al"acenado en

estratos

'rafico

e(icular

Radiación Nu"ero&

ta"año&

alinea"ento y

disposición de

ingreso ysalida de aire

subterr)nea

Rutas de aire

antiguas

ATMÓSFERA DE LA MINASUBTERRANEA

(l aire es una me)cla gaseosa!e*istiendo como un vapor queconstituye la atm+s&era natural a lasuperfcie de la tierra. ,uando el aireingresa a la mina! su composici+n

cambiará dependiendo de las rutasque recorre (n minera subterránea!el aspecto más crtico del ambientees el control del aire en el lugar detraba0o.

COMPOSICION DEL AIRE

http//111.youtube.com/1atch2v3h4th"56do78&eature3related

VOLUMEN DE RESPIRACION YCONSUMO DE OXIGENO DEL

HOMBREGradodeactiidad

Ratio dere!"iraci#$ %

Airei$'a(ado %respiraci+n

9pulg.$)

Airei$'a(ado"*(+,- %

O.i+e$oco$!*&ido/ c0&1234

5&-%!)

Cocie$tedere!"iraci#$C36%O6

Vo(*&e$de CO6 eac*adoe$ c0&

(ndescanso

": a";

:6 a 6$ $<<a;<<

<.<"9<.<6=> <.=? <.<<=?

(0ercici

omoderado

$< #< a ":< :;<<

<.<=9$.$> <.# <.<;$

(0erciciovigoros

6< "?< @<<< <."<96.=>

".< <."

Aorbes and Brove

D(5%CD4D 9 P(% (%P(,CAC,!E>

Reglamento de %eguridad y %aludinera D% <??-:<"<-(

VENTILACIÓNArtículo 236. - El titular minero dotará de airelimpio a las labores de trabajo de acuerdo a lasnecesidades deltrabajador, de los equipos y para evacuar los

gases, humos y polvo suspendido que pudieranafectar la saluddel trabajador. Todo sistema de ventilación en laactividad minera, en cuanto se refiere a la calidaddel aire,

deberá mantenerse dentro de los límites deexposición ocupacional para agentes químicos deacuerdo al !E"#!$ % y lo establecido en el &ecreto 'upremo !$()*+((*+' o la norma que la modifique o

sustituya. demásdebe cumplir con lo siguiente-

uando las minas se encuentren hasta un milquinientos /),*((0 metros sobre el nivel del mar, enloslugares de trabajo la cantidad mínima de aire

necesaria por hombre será de tres /(10 metrosc2bicos porminuto. En otras altitudes la cantidad de aire seráde acuerdo con la siguiente escala-). &e ),*(( a 1,((( msnm, aumentará en %(3 queserá igual a % m45min. &e 1,((( a %,((( msnm aumentará en 6(3 queserá igual a * m45min1. 'obre los %,((( msnm aumentará en )((3 queserá igual a 7 m45min

En el caso de emplearse equipo diesel, la cantidadde aire circulante no será menor de tres /10m45min por cada 89 que desarrollen los equipos.En ning2n caso la velocidad del aire será menor

de veinte /(0 metros por minuto ni superior adoscientoscincuenta /*(0 metros por minuto en las laboresde explotación, incluido el desarrollo, preparacióny en todolugar donde haya personal trabajando. uando seemplee explosivo !:# u otros agentes devoladura, lavelocidad del aire no será menor de veinticinco/*0 metros por minuto.

Estimación de Qo

Qo es el caudal necesario para remover loscontaminantes de aire

Esta estimación es la parte mas empírica en eldiseño de un sistema de ventilación

Para determinar Qo es necesario saber:

Caudal de contaminantes emitidos (! Concentraciones m"#imas permisibles ($%&!

1TLV 7 T're!'o(d Li&it Va(*e)

Re8*eri&ie$to! de Aire Fre!co

arte 59,6662-: Para &i$a! &et;(ica!

Caudal mínimo por 'rente de trabao: )*** C+,&elocidad mínima en ultimo recorte: 4* +P,

arte 95,6662-: Para &i$a! de car<#$

Caudal mínimo en el ultimo recorte: -*** C+,&elocidad mínima en el 'rente de trabao: )* +P,

Recomendación: mantener velocidades > 150 FPM

9De acuerdo a %F4 de ((.77.>

Estimación de Qo

.na ve/ conocido el caudal de emisión de loscontaminantes0 el volumen del aire puede sercalculado utili/ando la ecuación de dilución

El problema es como determinar el caudal de emisión

de los contaminantes ( q ).

q (100%)Q o + q

Q o !audal de aire

B !oncentración

q !audal de emisión "as

TLV Limite permisible

BTLV qQo

Estimación de Qo

Este es parte del volumen total de aire circulado

por el sistema de ventilación

7x10-5 m3 /s de SO! Si el limite "ermisi#le del $ases de 5 ""m% c&al es el ca&dal re'&erido(

)*em"lo 1:

Sol&ción:

+a oxidación de s&l,&ros en &n to"e li#era

' 7 x10-5 m3 /s . 5""m 5 x10-2

0 4o 1 m3 /s

Co&"o!ici#$ de( Aire

aire 8*=&ica&e$te e!ta co&"*e!to de:

#itró"eno$ & % del 'olumen

i"eno$ *1 % del 'olumen

tros "ases$ 1 % del 'olumen

2in embaro0 esta composición varia a medidaue el aire avance acia los 'rentes de trabao

actores$ mi"ración de "ases de la roca ,

muc-as reacciones qumicas.

Li&ite! Per&i!i<(e! 1T>A4 TLV)(Para ser usados como re'erencias solamente!

S*!ta$cia U$idad MSHA

Mo$#.ido decar<o$o

""& 53

Di#.ido de car<o$o * 3,5

Ga!e! Nitro!o! ""& 5

Di#.ido de S*(0*ro ""& 5

S*(0*ro de

Hidro+e$o

""& 23

Meta$o * 2

Part=c*(a! de Die!e( ?+%&- @33

O.i+e$o/ &aor a 2,5

68-6+9: +imite "ermisi#le "ara &n t&rno normal de ;oras

Contaminantes del 8ire

<ases en )stratos Minerali=ados

.alor 6em"erat&ras )xtremas

<ases Part?c&las Sólidas

,F6 y ,: en mantos de carb+n! dolomitas! etc.

Radon en yacimientos de uranio.

Productos de voladura incluyendo ,! y 5*

Prod&ctos de @iesel <ases @PM

Polvo Brueso y Respirable

<ases de la Mina

<as Aat&ral% .B

+os $ases son $enerados d&rante volad&ra

Son tam#iCn "rod&cidos "or e'&i"os a diesel

Es producido por descomposición de material

or"/nico. Es eplosi'o entre 1 %. Es mas

li'iano que el aire (2 0.3 4"5m6 ).

<ases com&nes: .B% .O% .O% AOx% SO D

<ases en )stratos Minerali=ados

+os estratos contienen "oros ,ract&rasllenos de $ases .B .O a alta "resión!

Durante el laboreo! estos gases son liberados ymigran a los &rentes de traba0o.

(l caudal puede ser determinado en base amediciones. (n muchos casos! este esproporcional a la producci+n.

Ejemplo 2: un manto contiene 8 m3 de gas/ton de mineral

y la mina produce 7000 tpd. Cual es la emisin del gas!

So(*ci#$ q 3 <.@? m$/s de gas.

Ga!e! de (a Mi$a

Monóxido de .ar#ono% .O

Producido por oxidación de materiales

orgánicos, y por maquinas de combustióninterna. Es mas pesado que el aire (ρ = 1.8

g!m" #.

Producto de combustión incompleta dematerial orgánico. Es producido tambi$n

en incendios y explosiones. Es el gas mas

peligroso%

@ióxido de .ar#ono% .O

<ases de la Mina

Ecido S&l,;?drico% BS

Producido por oxidación de a&u're, piritas

y por maquinas de combustión interna.

Es muy irritante en concentraciones

Producido por acción de calor en sul'uros.

)curre disuelto en agua (ρ = 1.* g!m" #.

@ióxido de S&l,&ro% SO

Ma8*i$a! a Die!e(

.na mauina a diesel es pre'erida por su meorseuridad0 'le#ibilidad0 alta productividad

Pala de 13 ton: "rod&ctividad 300 t"d!

%a combustión es incompleta Parte del carbón esdescarado en 'orma de umo nero (ollín!

En estas mauinas0 el diesel es uemado paraproducir enería En el proceso0 el o#ieno esconsumido mucos ases tó#icos enerados

<ases "eli$rosos: .O% AOG

Pa(a aDie!e( Toro

Precio:53/333

o: 29,9 &-%!

Ca"acidad: ,5 d-

Pa(a a Die!e( e$*$a Ga(er=a de

Prod*cci#$

M i Di (

a(*acio$e! de Ga!e! de E!ca"e

Prod*cto! deDie!e( Ma8*i$a 2 Ma8*i$a 6

, :6$? ppm "#< ppm

,: : G < G

5 H 5: =6@ ppm $?6 ppmAormaloides " ppm < ppm

Fumo ,on mucho humo aaltas revoluciones

%in humo

Co&e$tario! A( ta((er dere"araci#$

De *e(ta a("arae

ppm: partes por milln de "olumen

Ma8*i$a! a Die!e(

El mantenimiento es la cla'e en la utili7ación de estas maquinas

)l "olvo es "rod&cido d&rante "er,oración volad&ra% trans"orte% trit&ración% etc!

Po(o e$ (a! Mi$a!

#eumoconiosis inclu,e silicosis8 asbestosis8 , otras

en9ermedades pulmonares

)s de,inido como &na colección de "art?c&las'&e estHn s&s"endidas en el aire!

)l "olvo% &na ve= as"irado% es retenido en los

"&lmones% res&ltando en ne&moconiosis!

Factores .r?ticos:

Ne*&oco$io!i!

#imites permisi$les (%#&): 2 mg/m3 con ' *i+2

6i"o de "olvo (or"nico o inor"nico!

6iem"o de ex"osición (variable! 6amaIo de "art?c&las (rueso o respirable!

Polvo respirable: menores a 5 micrones

.oncentración del "olvo (el mas critico!

TLV :ara otros8 este limite es calculado de$

Co$tro( de( Po(o

;<todos$

Prevención

Cisuetes de auaCancadora

Camión pesado

Es meor controlar el polvo antes ue este lleuea 'ormar parte del aire

Supresión Uso de Filtros

Dilución (+entilación#

Ca(or e$ Mi$a! S*<terr;$ea!

.alor ,orma de ener$?a "rod&cido "oracciones ,?sicas '&?micas!

Puede ser un problema en minas pro'undas =i > ? 100 m8 el control es por 'entilación.

=i > @ 100 m8 es necesario tener al"An sistema

de re9ri"eración.

Factore! Cr=tico!: Iemperatura FJmeda enor a :;K, 'elocidad del aire <.=? m/s 'c $

t26 7 t21

8 9ua de drenae

9ua Caliente

Calor de oca

8 &apor %

F*e$te! de Ca(or

.ond&cción (a trav;s de sólidos! .onvección (de 'luido a sólido!

.alor latente oc&lto: con a$&a J td K% RB L

Radiación (de sólido a sólido a trav;s del aire!

.alor sensi#le: sin a$&a% J td L!

nventario de F&entes de .alor:

.alor de la Roca (temperatura de roc< viren!

<rado <eotCrmico (variable con la reión!

.alor de los motores (el;ctrico o a diesel!

.alor de roca ,ra$mentada (variable!

La !*&a tota( de e!ta! e$er+=a!/ e$co$*$ci#$ co$ (a! "ro"iedade! de( aire !o$*ti(iada! "ara ca(c*(ar e( ca*da( re8*erido/

Co$tro( de Ca(or "or Ve$ti(aci#$

Critica!

% d , -0 , 80$emperatura 2eca:

En /onas calurosas ocurren tres tipos de reacción:

% , 82 $emperatura =>meda:

10 p/min ' & air ' 400 p/min&elocidad del aire:

$emperatura de bulbo >medo: -0

1 $emp ?critica@ es alcan/ada (s A *!: B uno siente mareos

6 El cuerpo esta bao intenso calor: B uno pierde conocimiento D

3 El cuerpo no establece euilibrio t;rmico BB 9taue por calor

Criterio usado en ,ina =omesta<e: & 7 15* pmin0 F5 G tH G -1 I +

)stimación del ca&dal de aire 4o .alor

'1- ener$?a de calor% 6N/min

.no necesita dos puntos de estado: inicial (1! 'inal (6!

h = Entalpía del aire, BTU/lb de aire; w = densidad del aire, lb/ft3

1 5!7 6N/min

t26 7 t21

8 93ua de drena(e

93ua Caliente

Calor de :oca

8 &apor %

t26 7 t21

8 93ua de drena(e

93ua Caliente

Calor de :oca

8 &apor %

%ueo Qo es calculado usando:

Jonde:

; es determinado de &n H#aco "sicrometrico

)(* 12

Pro"iedade! P!icro& trica! de(

Pro"iedade! P!icro& trica! de(Aire

Ábaco para Determinar Propiedades Psicromtricas del !ire

@atos de )ntrada: P</ td t

P"nto deEstado

. & r v a d e

s a t & r a c i

; )ntal"?a del aire

td 6em"erat&ra seca

t 6em"erat&ra ;&meda

RB B&medad relativa

v 9ol&men es"eci,ico

B&medad es"eci,ica

P# Presión #aromCtrica

Ábaco para Determinar Propiedades Psicromtricas del !ire

Q1 100

Q - 100

41 5 "3 /min

td 70 F

t 50 F

P# T!TUB$

Caa: 6** <K Jiesel3L5 <K 55 M

Cooler N )* <K

Cancadora1)* <K

11* < K

%1 A 6F**

F&entes Aat&rales de .alor

F&entes 8rti,iciales

9entilador

t 50 F

Dia#rama mostrando $arias f"entes de calor de "na mina

1Ee&"(o)

%otal 5162 , 200

%6 A 16**

Ca(c*(o de Ca*da( 1Ca(or)

% d , 70 Eemplo:

Paso 6 @etermine % ;1 ; "ara tem"erat&ras de estado 1 !

% , 0 9$ , 2-.-2 g

El aire de entrada tiene estas propiedades:

Energ;a en <orma de Calor: 5162 , 200

Paso 3 @etermine 4o 73%500 "3 /min!

Paso 1 6rans,orme q 1* de a 6N/min

=etermine >o para controlar el calor por "entilacin.

2olución:

1 5!7 6N/min

H A **L5 lbp3 1 A 6**6 O$.lb de aire 6 A 45F O$.lb

(Enería disipada0 5162 A 1461L5 O$.min!

Re8*eri&ie$to! de Aire J Ee&"(oMCtodo de )x"lotación: ;&ndimiento "or

#lo'&es &tili=ando ma'&inas a diesel

Nie( de Tra<ao "c%& K23- &-%!

5ivel dehundimiento

"=; ;6

5ivel de Producci+n 685 $:6

5ivel de Reducci+n ??< :@< Ialleres y otros :$= "":

Ca*da( Tota( 253 93

1Prod*cci#$: 65/333 t"d)

onitoreo de Contaminantes

- $om$illas de aire y <iltros

- ?icro6$alan@a

Instrumentos:

Concentración del Polvo, C:

=onde A , di<erencia de pesos del <iltro

& , "olumen del aire muestreado

M&estreo del Polvo

onitoreo de Contaminantes

- =etectores de gas

- =etectores ?Bltiple ( Dases)

- =etector =rager (primario)

Instrumentos:

Precauciones:

#eer "arias "eces y mostrar el promedio.

Es necesario cali$rar los instrumentos

M&estreo de <ases

Concentración del Gas:

)*em"lo: Monóxido de .ar#ón% . 5 ""m

Le!es de Ventilación

)c&ación Hsica de )ner$?a

=' : Perdida por 'ricción (el mas importante!

)c&ación Modi,icada de )ner$?a Perdidas de )ner$?a

=R: Perdida por coue (obstrucciones!=&: Perdida por velocidad (din"mica!

Potencia del 8ire

Que Asumimos"

)l aire es &n ,l&ido incom"resi#le

Ra=onamiento:

+ees de MecHnica de ,l&idos"&eden ser &sadas directamente

• %as ecuaciones son simples

+a densidad del aire no cam#ia con elevaciónV

• Para minas de pro'undidad moderada (S 5** m!la e#actitud de c"lculos es aceptable

• 2olo minas pro'undas reuieren de otros c"lculos

Ecuación #$sica de Ener%ía

LTh1 h2

Referencia

P1 A1 V1

P2 A2 V2

)'&ation de erno&lli:

γ L# g # '

V +++ 2

B91 W BS1 W B9 W BS W ;+

Ecuación odi&icada de Ener%ía

B91 W BS1 W BQ1 B9 W BS W BQ W ;+

Ec*aci#$ de Ber$o*((i (en presión absoluta!:

Un aumento de 70 pies en elevación aumenta Hz en 1” de

H2O y disminuye la presión barometrica Hs, en otra pulada!

Donde =&1A Enería din"mica0

=21 A Enería est"tica0 =T13 (nergapotencial.

.onvención: Omita B= &se "resión manomCtrica!

Ec*aci#$ Modicada:

Ecuaciones 'tiles del Aire

Peso )s"eci,ico

A&mero de Renolds:

Presión de 9elocidad:

P# Presión aromCtrica% l#/"

R 53!35 l#/l# XR

9 velocidad% "/s2 @ diam% "2

Bv Presión de 9elocidad% "&l$adas de BO2 9 9elocidad% "/min

6em"! a#sol&ta 0 W td

Q )levación% "ies "

1! )- " /s

= ( ) )T * $$ /exp12 −=

, ) **6250*

í ó ó

Caída de (resión )or *ricción

)c&ación de @arc:

)c&ación de 8tinson:

C coe9iciente de 9riccion

En Ecuación 1 -a"a > D5:er8 V Q58 , 4 CFG5&

)c&ación de 8tinson

+V L$ ( l

Ecuación de At+inson

Jonde:

% A Caída de presión0 pul de aua (? =6U!

A esistencia del ducto0 pulNmin6p)

Q A Caudal de aire0 pmV A &elocidad W Xrea

< A +actor de +ricción0 lbNmin6p4

)l coe,iciente - a&menta con la r&$osidad del d&cto "resencia de o#str&cciones!

:ara Hnidad Internacional8 cambie$ J 4F1.& E+3

L 'er .

Q )# L ==

.&adro 1! 9alores del .oe,iciente - "ara MinasMetHlicas )standari=ados "ara el Aivel del Mar

@escri"cióndel @&cto

Factor - l#-min /,tY)-10

Yalería ***FL- 4L4

ampa **115F )64Piue ("spero! **116) )*L

Piue (li/o! ***4)) 651

Yalería de Oanda **13-- L54

Yalería de $O, ***44* 63L

Factor - ZZ$!/m3

(Fuente: P!""e # W$%%$&e' 1999' 8th +ne Vent+%$t+!n ,-p!"+u-)

.&adro ! 9alores del .oe,iciente - "ara Minasde .ar#ón )standari=ados "ara el Aivel del Mar

@escri"cióndel @&cto

Factor - l#-min /"Y)-10

Factor - ZZ$!/m3

(Fuente: P!""e # W$%%$&e' 1999' 8th +ne Vent+%$t+!n ,-p!"+u-)

<aler?a de )ntrada 0!00753 0!

<aler?a de Salida 0!007 7!0

<aler?a de anda 0!0105 57!0

<aler?a )nmaderada 0!071 35!5

Ci i S i ( (

Circ*ito! e$ Serie Para(e(o

)*em"lo 1 Jado el siuiente sistema:

Solución

Jetermine: =s0 Q1 Q6

=1 , 2 in # , 800 <t

=2 , 30 in # , 800 <t

=3, 34 in

# , 00 <t 30 c<m

a - c 3!1 ! 0 15 !11

Se$mento @ in 8 ,t Per ,t + ,t Z Y)-10 R

# [ c 30 !T1 7!5 00 15 153!0

c - d 3 7!07 T!3 500 15 3!T

eA 1**4 EN1*V =

sA -*4inHV Q

1A1*- <c'mV Q

6A 1-1 <c'm

)c&ación de 8tinson [ )*em"lo"ara los datos siuientes determine la ca#da de presión H!

J A 1-L p % A -)4* p

9 A 3*4F p6V Per A )1- pV Q A 5-L5 Zp3minV H A **LF lbp3

Z A 13* EN1* lbNmin6p4 & A 1-)* pmin

Pb A 6--6 pul de = t A 5* [+

Sol&ción:

R 0!57 )-10 "&l$-min

2 R 0!5 )-102 B 1T!T "&l$!BO

$ / / *=

(quipos Diesel

%e mide a partir de pruebas en los equipos paradi&erentes estados de &uncionamiento.

%e multiplica el valor de M * : 9&actor de seguridad>

permitidaimaiónconcentrac y

to0icocomponenteiónconcentraccmotor gasesvolumenV

requeridovolumenQ

(quipos Diesel

Legislaci+n minera ,hile

%uda&ricana

(' Q 83'2=

33 0'27( / ) *3000 / *

( / )3600

0'3: $ $

0'15 :

g /$ /$ m /g / Q m s

equipos c a desc a

equipos transporte

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