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CAPITULO III

CIRCULACIN DEL AIRE EN LAS GALERAS SUBTERRNEAS

1. MTODO DE MEDICIN DE LA CANTIDAD DE AIRE

Para determinar la cantidad de aire que pasa por la galera se mide la

velocidad media del aire Vmed, m/seg y la seccin de luz de la galera S, m2. La cantidad de aire que pasa por la galera por unidad de tiempo se determina por la frmula:

sVmedQ = , m3/seg (III.1) En la mina se puede encontrar lo siguiente: 1. Velocidades pequeas (desde 0,05 hasta 0,3 m/seg) en galeras dbilmente

ventiladas. 2. Velocidad media (1-5 m/seg) en la mayor parte de las galeras mineras. 3. Altas velocidades (mayores de 8-10 m/seg) en canales de ventilacin y pozos

de ventilacin.

La velocidad de movimiento del aire en las galeras se mide con anemmetros.

FIG. III.1: Recorrido del anemmetro por la seccin de la galera

para la medicin de la velocidad de la corriente de aire.

Cuando se efecta las mediciones de la velocidad del aire en las galeras, el que mide toma la lectura inicial en el velocmetro n1, luego introduce el anemmetro en la corriente de aire y simultneamente pone en funcionamiento el cronmetro.

Durante el tiempo de medicin (generalmente 100 seg.) el que efecta este

trabajo recorre el medidor por la seccin de la galera tal como se indica en la figura III.1.

Despus de pasado el tiempo de medicin se detiene simultneamente el cronmetro y se toma la lectura n2, luego se determina el nmero de divisiones n en

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un segundo que es igual a:

tnnn 12 =

(III.2)

Para la determinacin de la velocidad real de la corriente de aire por unidad de tiempo cada anemmetro tiene su tabla de calibrado, constituida por una lnea recta que expresa la dependencia entre la velocidad y el nmero de divisiones por segundo v, m/seg. (Fig. III.2). Cada cierto tiempo es necesario volver a calibrar el anemmetro.

La medicin de la velocidad con el anemmetro se puede efectuar de dos

maneras: "delante de uno" y en "seccin". Cuando se mide por el mtodo "delante de uno" el que mide se coloca de cara contra la corriente de aire y recorre la seccin de la galera con el anemmetro, colocado delante de l con el brazo extendido.

Como la corriente de aire en este caso choca contra la persona que efecta la medicin, ella se frena y la indicacin del anemmetro se obtiene inferior a la real.

Por esto para obtener una velocidad media verdadera de la corriente de aire

es indispensable la velocidad obtenida de acuerdo con el diagrama de calibracin multiplicarla por el coeficiente de rectificacin K, igual a 1,14. De esta manera la verdadera cantidad de aire que pasa por la galera se determina por la expresin:

KSvQ = , m3/seg. (III.3)

Cuando se mide por el mtodo "en seccin" el que efecta la medicin se coloca de lado con respecto a la corriente de aire y sujeta el anemmetro con el brazo extendido de costado y en esa posicin recorre la seccin de la galera. Como la seccin de la galera es estrechada por la persona que mide la velocidad de aire en la seccin y el anemmetro en consecuencia da una indicacin superior a la real, para obtener la velocidad verdadera es indispensable introducir un coeficiente de rectificacin K, cuya magnitud se determina por la frmula:

SSK 4.0=

(III.4) Donde: S - rea de la seccin de la galera, m2.

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FIG. III.2: Recta de calibracin del anemmetro

Existen anemmetros de taza que sirven para medir grandes velocidades de

aire (hasta 20 m/seg.); anemmetros de hlice que sirven para medir velocidades que van desde 0,3 hasta 0,5 m/seg.; anemmetros elctricos que sirven para medir pequeas velocidades (desde 0,05 hasta 0,3 m/seg.).

Las reglas generales para medir la velocidad del aire con anemmetros son las siguientes:

1. Para efectuar la medicin es necesario elegir una seccin de la galera que

tenga muy buen entibado. 2. El anemmetro antes de efectuar la medicin debe mantenrselo

perpendicular a la corriente de aire. El cronmetro se lo pone en marcha despus que la pequea turbina del anemmetro alcanza su velocidad mxima y comienza a rodar en forma uniforme. Al mismo tiempo que se para el anemmetro se para tambin el cronmetro.

3. Es indispensable efectuar en la galera 2-3 mediciones y si las indicaciones de

los medidores se diferencian muy poco uno de otro (en 4 - 5%), se toma la media aritmtica y si se diferencian mucho, entonces es necesario volver a efectuar las mediciones.

Ejemplo.- Determinar la cantidad de aire que pasa por una galera de 5 m2 de

seccin, si la medicin se efecta por el mtodo "delante de uno" la indicacin inicial del anemmetro es n1 = 3240 y la final n2 = 3360. El tiempo transcurrido es 100 seg.

Nmero de divisin por segundo.

2,1100

3240336012 ===tnnn

De acuerdo a la curva de calibracin (Fig. III.4) para n = 1,2 corresponde la velocidad V = 0,7 m/seg. De acuerdo con la frmula (5) determinamos la cantidad de

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aire. 4 1,14 5 0,7 vSK - Q == m3/seg.

Para efectuar una medicin ms exacta del aire en las galeras se montan

estaciones de medicin las cuales se instalan en sectores de la galera con una longitud no menor de 4 m y recubierta de tablas. Al comienzo y al final de la estacin se colocan postes de madera bien pegados a las paredes de la galera.

Para montar las estaciones de medicin se escogen sitios rectos con el

entibado bien pegado a las paredes de la galera y que no mantengan fisuramientos ni el mineral ni la roca, sin huecos en el cielo a fin de que todo el aire pase por la estacin de medicin.

La medicin de la velocidad del aire con anemmetro debe efectuarse a la

distancia de 0,50 m del final de la estacin. En cada estacin de medicin se coloca un pizarrn especial en el cual se

indica: los datos de la medicin, seccin de la estacin de medicin, velocidad del aire, cantidad de aire que pasa por la estacin y firma de la persona que efectu la medicin.

2. PRESIN DEL AIRE Y DEPRESIN

Se diferencian la presin absoluta del aire y la diferencia de presin. Presin Absoluta.- Se denomina a la presin p de la columna de aire sobre el rea

de la base de una columna esttica (inmvil) de aire en el pique de una mina de profundidad H, m, bajo la condicin de que el peso especfico del aire sea constante, se calcula por la frmula:

P = (Po + H) S, (III. 5) donde: Po - presin del aire atmosfrico (presin del aire sobre la superficie terrestre). La presin especfica Py sobre la unidad de superficie de la base de la columna, es igual:

HPoSPPy +==

, Kg/m2 (III. 6) y la presin que ejerce solamente la columna de aire en el pique es:

HPn = (III. 7)

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Para los clculos aproximados se puede tomar, que la presin con la

profundidad aumenta en 10 mm. de la columna de mercurio (mm. de col. mercurio) por cada 100 m de columna de aire.

Las unidades de medicin de la presin absoluta son:

a) La atmsfera fsica (normal) que equivale a la presin de la columna de mercurio de 760 mm. bajo o grados de temperatura y una aceleracin de la fuerza de gravedad de 980,665 cm/seg2.

b) La atmsfera tcnica, que equivale a un kilogramo por centmetro cuadrado (1

Kq f/cm2 ), que en el Sistema Internacional es igual a 1 Pa (pascal) Entre las unidades de presin existe la siguiente relacin: 1 Kg/cm2 = 0,968 atmsf. fsicas. 1 Kg/cm2 = 735,56 mm. de la columna de merc, bajo O grados 1 Kg/cm2 = 10 m de la columna de agua bajo 4 grados = 10 KPa 1 Kg/M2 = 1 mm. de la columna de agua bajo 4 grados = 1 Pa.

Cuando el ventilador trabaja crea tras de si una presin inferior a la atmosfrica y delante una presin mayor que la atmosfrica.

En el primer caso el ventilador absorbe (chupa) el aire y en el segundo inyecta (comprime) el aire (Fig. III. 3) en una mina. La presin de aire que se mueve por la galera en un plano paralelo a la corriente de aire y que puede ser sobrante (P2 > Po) o insuficiente P1 < Po con relacin a la presin atmosfrica (Po) se denomina presin esttica. La diferencia entre la presin atmosfrica y esttica se denomina depresin esttica o simplemente depresin y se la designa por hst o h. Si la presin en las galeras sobrepasa a la atmosfrica, entonces la diferencia de presiones se denomina compresin o carga de presin.

Depresin tambin se llama a la diferencia de presiones entre dos secciones de la corriente de aire en movimiento.

La depresin en las galeras mineras (o la compresin) generalmente no es grande y se la mide en milmetros de la columna de agua. Puesto que el peso especfico del mercurio es 13,6 entonces la depresin de 1 mm. de mercurio es igual a 13,6 mm. de columna de agua. Es necesario recordar que la depresin expresada en milmetros de la columna de agua, numricamente es igual a la depresin expresada en Kg/cm2 o en Pa.

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FIG. III.3: Esquema de ventilacin de la mina:

a. ventilador de absorcin; b. ventilador de inyeccin.

La presin ejercida por la corriente de aire sobre un cuerpo inmvil o la presin que sufre la parte anterior de un cuerpo en movimiento, en el aire inmvil, se denomina presin dinmica hd o presin de velocidad hv. La presin de velocidad se determina con la frmula:

gVhv2

2=, Kg/m2 o mm de la col. agua (III.8)

Donde: V - velocidad del aire, m/seg; - peso especfico del aire, Kg/m3

La medicin de la presin de velocidad y la depresin en un tubo por ejemplo, se efecta de la siguiente manera. Al tubo en el cual el aire corre, se une un tubo de vidrio en forma de U, lleno de agua (Fig. III. 4, a). Si la presin en el tubo es menor que la atmosfrica, entonces en un lado del codo conectado al tubo el agua se levanta y en el otro baja. La diferencia de niveles de las columnas de agua da la diferencia entre la presin del aire en el tubo y la presin atmosfrica, o sea la depresin hst.

Introduzcamos en el tubo un tubillo, cuyo extremo este encorvado hacia el encuentro de la corriente (Fig. III. 4, b). La presin de velocidad del aire del tubo se trasmite a travs del extremo encorvado del tubillo al menisco de agua y el nivel de ella en un lado de este codo se levanta a menos altura. Por consiguiente en el extremo curvo del tubillo sobre el menisco influir la presin esttica y de velocidad (P1 + hv) y en el menisco del otro extremo Po. La depresin total htot ser igual:

htot = Po (P1 + hv) = Po P1 hv = hst - hv

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FIG. III.4: Medicin de la depresin

En un tubo de inyeccin:

htot = P2 + hv - Po = P2 - Po + hv = hst + hv (III.10)

Por consiguiente Presin total o Presin de carga total/ se llama a la suma algbrica de la presin (carga de presin) y la presin de velocidad.

Si unimos al tubo ambos extremos del tubillo (Fig. III. 4, c) entonces la diferencia de niveles indicar la magnitud de la presin de velocidad en Kg/m, o Pa. P1 + hv - P1 = hv

3. MEDICIN DE LA PRESIN Y DEPRESIN DEL AIRE

Medicin de la Presin Absoluta.- Para medir la presin absoluta en la mina, generalmente se emplea el barmetro - aneroide o el bargrafo. La escala del barmetro - aneroide esta calculada para depresiones que van desde 600 hasta 790 mm. de merc.

Cada barmetro - aneroide debe tener su tarjeta de calibrado en la cual se dan tres correcciones:

1) De temperatura, que toma en cuenta la influencia de la variacin de

temperatura de los detalles del barmetro sobre las indicaciones del mismo. A fin de poder introducir esta correccin, es indispensable en el proceso de medicin en varios puntos, permitir al barmetro durante cierto tiempo (hasta 20 min.) llegar a alcanzar la temperatura del aire que lo rodea.

2) Correccin de escala, que toma en cuenta las propiedades del aneroide bajo

una variacin de presin no muy grande.

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3) Correccin complementaria, la cual toma en cuenta todas las inexactitudes que quedan despus de introducir las dos correcciones anteriores.

Los bargrafos registran la variacin de la presin baromtrica en forma

continua, dibujando sobre papel especial una lnea. El papel se halla sobre un tambor que se pone en movimiento con ayuda de un mecanismo de reloj; la exactitud de las indicaciones del bargrafo no excede 1 mm. de la col. de mercurio. Medicin de la Depresin.- Para medir la depresin, generalmente se emplean depresimetros o micromanmetros.

4. ECUACIN DE BERNOULLI

Para la resolucin de muchos problemas, ligados al movimiento del aire, se emplea la ecuacin de Bernoulli en forma simplificada.

hresty

VP +++2

2 2g

VP12

22

1

(III.11) Donde: P1 y P2 - presin esttica al inicio y al final de la seccin en la corriente Kg/m2;

yVy2 2g

V 222

1

- presin de velocidad en los mismos puntos de la corriente, Kg/m2 ; V1 y V2 - velocidad media de la corriente en los mismos puntos, m/seg;

- peso volumtrico, Kg/m3; g - aceleracin de la fuerza de gravedad, m/seg2; hrest - perdida de presin al vencer todas las resistencias a lo largo del

camino que recorre el aire, desde el inicio hasta el final de la seccin, Kg/m2;

El contenido fsico de esta ecuacin consiste en que en cualquier seccin de

gV2

2

la corriente de aire la presin esttica (P) y la presin de la velocidad estn ligadas entre s. Por ejemplo, si disminuimos el rea de la seccin de la corriente, sin variar la cantidad de aire, se eleva la presin de velocidad y disminuye la presin esttica P.

De la ecuacin (III.11) se ve que la prdida de presin, en vencer todas las resistencias, hrest es igual a la diferencia de depresiones totales (cargas de presin) de la parte inicial y final de la seccin de la corriente.

21

+

=

gVP

gVPhrest

22

22

2

21

1

g

Vg

VPPhrest22

22

21

21 +=

Si la velocidad del aire V1 y V2 al inicio y al final de la seccin de la corriente son iguales, entonces: h rest = P1 P2 = hst

En este caso la depresin esttica (carga) desarrollada por el ventilador se gasta solamente en vencer las resistencias de la galera (o del tubo) al movimiento del aire.

La variacin de la depresin esttica y presin de la velocidad en el tubo de

aireacin de seccin constante, cuando trabaja un ventilador de absorcin se indica en la Figura III. 5

AL VENTILADOR

FIG. III. 5: Variacin de la depresin en el tubo

5. MOVIMIENTO LAMINAR Y TURBULENTO DEL AIRE

El movimiento del aire por las galeras mineras puede ser tranquilo, cuando

las diferentes capas de aire se desplazan paralelas entre s, sin mezclarse. Este tipo de movimiento del aire se llama laminar.

Si en el movimiento del aire por las galeras mineras, las diferentes capas

continuamente se mezclan, formando remolinos, entonces este tipo de movimiento se denomina turbulento.

Para determinar el rgimen de movimiento del aire es indispensable calcular

el valor del parmetro adimensional llamado nmero de Reynolds Re.

Para las galeras mineras el nmero de Reynolds se determina por la frmula:

VPgrVmdS

= 4Re (III.12)

22

Donde: Vmd - velocidad media de la corriente de aire, m/seg; V - viscosidad cinemtica del aire (para el aire de la mina es igual 15,10-6

m2/seg; S - rea de la seccin de la galera, m2 Pg - permetro de la galera, m.

En las galeras mineras el paso del movimiento laminar al movimiento tur-bulento se realiza cuando Re = 1.300.

La velocidad del aire, bajo la cual el movimiento laminar pasa al turbulento se denomina velocidad crtica y se determina por la frmula:

45300.1 PgVmd =

, m/seg (III.13)

Los clculos de esta frmula muestran que en las galeras mineras con

seccin de 1,5 a 12 m la velocidad crtica es igual a 0,02-0,006 m/seg.

De acuerdo con el Reglamento de Seguridad (R.S.), la velocidad del aire -en las galeras mineras debe ser no menor de 0,15 m/seg, por lo tanto en la ventilacin de las galeras el movimiento del aire es siempre turbulento.

En las minas el movimiento laminar solo se observa, cuando el aire se filtra a travs de los rellenos y cerramientos. 6. RESISTENCIA DE LAS GALERAS MINERAS A LA CIRCULACIN DEL AIRE

El aire que pasa por las galeras vence la resistencia al rozamiento que

presentan las paredes de las galeras y las resistencias locales que aparecen como resultado de la variacin de la direccin o de la velocidad del aire. Resistencia al Rozamiento.- La depresin indispensable para vencer la

resistencia de rozamiento, cuando el aire corre por las galeras mineras se determina por la frmula:

3

2

SQPgLh =

(III. 14) Donde: h - depresin, Kg/m2 o mm de agua; L - longitud de la galera, m; Pg - permetro de la galera, m;

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Q - cantidad de aire que pesa por la galera, m3/seg; S - rea de la seccin luz de la galera, m2 ; - coeficiente de resistencia aerodinmica o coeficiente de rozamiento. La dimensin del coeficiente se determina de la frmula

( ) ( ) 4 262 2623 msegKgmmmm segmKgQPgL sh = = = (III.14)

El coeficiente se lo determina experimentalmente o por medio del clculo. De la frmula (III. 14) se deduce que para la determinacin del coeficiente de cualquier galera es indispensable medir la depresin h entre el inicio y el fin de las secciones del sector elegido de la galera, encontrar el rea media S y el permetro Pg de la seccin del sector de la galera, medir la longitud del sector L y medir la cantidad de aire que pasa por la galera Q.

Colocando en la frmula 2

3

QPgLsh

=, 4

2

msegKg

, los valores de h, S, Pg, L y Q los cuales se determinan mediante mediciones en la galera, obtenemos la magnitud del coeficiente.

Las observaciones han demostrado que el coeficiente en las galeras mineras entibadas crece con el aumento del dimetro de las fortificaciones o la altu-ra de los perfiles de los diferentes elementos de las fortificaciones, si el perfil no es redondo, sino, por ejemplo: perfil H, perfil especial. El coeficiente depende, tambin del calibre longitudinal de la fortificacin F, entendindose por esto la relacin de la distancia entre los postes de las fortificaciones para el dimetro de las fortificaciones o altura del perfil. Con el crecimientoF aumenta el coeficiente, cuandoF = 5,5 tiene el valor mximo y con un ulterior crecimiento del calibre longitudinal comienza ( ) a disminuir. Con el aumento del rea de la seccin de la galera el coeficiente disminuye. El coeficiente depende de la velocidad del aire (ms exactamente del numero Re), pero cuando la velocidad es mayor de 0,5-1,0 m/seg el valor del coeficiente es, prcticamente constante para la galera dada.

Unidades de resistencia.- En la frmula (III.14) la magnitud 3SPgL

se denomina resistencia de rozamiento o resistencia aerodinmica y se la representa por la letra R.

Entonces la frmula (III.14) se puede escribir:

h = R Q2, mm. de la col. de agua (III. 15)

24

De donde

KQhR ,2=

(kilomiurg) (III.16)

Por consiguiente la resistencia equivalente a la unidad, posee la galera en la cual, cuando pasa 1 m3/seg de aire se obtiene una depresin igual 1 mm. de la columna de agua.

Esta unidad es muy grande, por lo mismo para los clculos, frecuentemente

se opta por la milsima parte de la unidad de resistencia la cual se representa por la letra griega y se denomina Miurg.

La unidad de resistencia R, equivalente a 1000 se llama kilomiurg (K). La

dimensin de la resistencia R = Kg.seg2/m8. Si la resistencia de la galera r se expresa en , entonces la depresin se

puede determinar por la frmula:

21000 Qrh =

, mm.de la columna de agua (III.16`)

Las galeras pueden tener igual coeficiente de rozamiento y diferente resistencia R. La resistencia R se determina, solamente por las dimensiones, rugo-sidad y longitud de la galera, independientemente de la cantidad de aire que pasa por ella, la depresin depende de la cantidad de aire.

En la prctica a veces se emplea la magnitud inversa de la resistencia que se

llama temperamento RT 1=

Resistencias Locales.- Resistencias locales se llaman a las resistencias que

aparecen, cuando el aire pasa a travs de estrechamientos, ensanchamientos y curvas de las galeras, dando como resultado la variacin de la veloci-dad y de la direccin de la corriente de aire.

Las resistencias locales en la mina las presentan las curvas,

ensanchamientos repentinos y estrechamientos de las galeras y las vagonetas y trenes estacionados o en movimiento.

Un gran significado tienen las resistencias locales en los canales de

ventilacin y los cruces.

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La depresin indispensable para vencer las resistencias locales se calcula por

la frmula:

gVhe2

2

=, mm. de columna de agua (III.17)

Donde: - coeficiente de resistencia local que se determina experimentalmente para cada tipo de resistencia local por separado, V - velocidad media del aire antes o despus de la resistencia local, m/seg. g = 9,81 m/seg2 - aceleracin de la fuerza de gravedad; 1,2 = Kg/m3- peso especfico del aire.

Los valores de los coeficientes y resistencia en miurgs para los diferentes tipos de resistencia local se dan a continuacin.

Vueltas en ngulo recto.- Para las vueltas en ngulo recto con bordes agudos

o redondeados los valores de con relacin a la velocidad antes de la vuelta y en dependencia de la relacin del radio de curvatura del ngulo interno ri para el ancho de la galera b se da en la tabla III.3

TABLA III.1

ri : b Materiales de las fortificaciones 0 0,5 0,75

Cemento Madera

1,5 1,9

0,85 1,2

0,8 1,1

Las resistencias de las curvas en ngulo recto y en miurg se dan en la tabla III.2

TABLA III.2 Seccin de la galera,

m2

Cemento

Madera

3 4 5 6 7 8

10

8,7 5,0 3,2 2,8 1,7 1,3 0,8

10,0 5,8 3,7 2,6 1,9 1,4 0,9

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Para comparacin indicaremos, que una galera de 100 m, y de 5 m2 de

seccin, entibada con fortificaciones abiertas de madera tiene una resistencia de 11,2 .

Por consiguiente, la resistencia que presenta la curva en ngulo recto de la

galera de este tipo, es equivalente a la resistencia de un sector de la galera con longitud superior a los 30 m.

Ensanchamiento repentino de la corriente.- La prdida de carga de presin

por efecto del ensanchamiento repentino se produce a la salida de la corriente de aire del tubo de ventilacin a la galera, del recorte al tajo, as como en todos los casos, cuando el aire pasa de una galera de pequea seccin a otra de mayor seccin.

Para el clculo de la prdida de carga se puede emplear la frmula (III 1.7) y

el valor de, en relacin a la velocidad del aire antes del ensanchamiento, se determina de la expresin:

2

2

11

=

SS

(III.18) Donde: S1 Y S2 - reas de las secciones de las galeras antes y despus del ensanchamiento, m2.

1

2

SS

Estrechamiento repentino de la corriente.- Los casos de estrechamiento repentino de la corriente la perdida de carga, tambin se calcula por la frmula (III.17); los coeficientes de las partes estrechas, pueden ser tomadas de acuerdo con la tabla III. 3, en dependencia de la relacin , donde S1 y S2 son las reas de la seccin antes y despus del estrechamiento, m2

TABLA III.3

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 S2 : S1

0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45

Los coeficientes r , para las galeras rugosas, pueden ser determinados por la frmula:

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=0013,0

1 r (III.19)

Canales de Ventilacin.- El canal de ventilacin es una galera que une el pique de

ventilacin con el ventilador de ventilacin principal.

La resistencia del canal de ventilacin, generalmente esta constituida por la resistencia de la curva de la corriente con estrechamiento al mismo tiempo, resistencia al rozamiento de las paredes del canal y curva del canal hacia el ventilador.

Los valores de los coeficientes de resistencia local en las curvas de la corriente del pique de la mina al canal con estrechamiento simultneo se indican en la tabla III.4.

TABLA. III.4 Relacin Scan:Spi

Con rollizos

Sin rollizos

Observaciones

0,25 0,30 0,40 0,50 0,60

0,82 0,85 0,90 0,95 1,03

0,48 0,61 0,67 0,73 0,83

Los valores son para curvas en ngulos rectos y estn

relacionados con la velocidad despus de la

curva.

En forma aproximada se puede tomar los siguientes valores de resistencia: para un buen canal de seccin grande r = 0,5 - 2, as mismo para un canal de seccin media r = 5 - 10. Puente.- Puente se llama a la instalacin que sirve para pasar una corriente de

aire por encima de otra en los sitios de cruce de dos galeras (puente de ventilacin).

Los puentes se montan de tubos de seccin redonda o rectangular y en forma

de puente para peatones.

Para disminuir la resistencia de los puentes, los tubos del mismo por la parte que entra el aire deben estrecharse paulatinamente y por la parte que sale el aire ensancharse, es por esto que el puente se monta con colector y difusor.

En la tabla III.5 se da las resistencias en miurgs de los puentes de ventilacin de diferente construccin.

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TABLA. III. 5

Caractersticas del puente

Dimetro del tubo, m

Resistencia en Miurgs

Dos tubos. Un tubo con colector y difusor........................ Dos tubos con colector y difusor...................... Puente con seccin en forma de puente para peatones....

0,75 0,90 0,90 0,75 0,90 2,5 3,7

180 160 75 60 20 6 - 3

Cuando la velocidad de la corriente de aire es superior a los 5 m/seg, es

indispensable tomar medidas para disminuir las resistencias locales mediante conexiones suaves de las galeras de diferente seccin con las que cortan en ngulo.

7. ORIFICIO EQUIVALENTE

Para la valoracin relativa sobre la dificultad o facilidad de ventilacin de la mina existe el concepto de orificio equivalente.

Orificio Equivalente.- De la mina se llama al orificio A en una membrana a

travs del cual, bajo una diferencia de presiones de uno y otro lado de la membrana equivalente a la depresin de la mina, pasa la misma cantidad-de aire que a travs de la mina, bajo la misma depresin.

Cuando pasa el aire en una cantidad Q, m3/seg, a travs de un orificio de

rea A, m2 (Fig. III.6) la prdida de presin entre los cortes I - I y II - II, se pierde para crear la presin de velocidad de la corriente, o sea:

gVhvPP

22

21 ==,mm. de la columna de agua (III.21)

de donde la velocidad del aire en el sitio de mxima estrechez ser igual:

segmghV /,22 =

29

FIG. III.6: Orificio equivalente en una membrana

La cantidad de aire que pasa por el corte II -II, es igual:

22 VAQ = , m3/seg (III.22) Donde:

A2 - rea de la seccin en el plano II - II, m2 pero, AKgA =2 , m2

Donde:

Kg - coeficiente de gasto, igual 0,65; A - rea del orificio equivalente, m2.

entonces:

2

2

2 ,38,0

2,181,2965,0

12

mhQ

hQ

hgKg

QVKg

QKgAA =

====

(III.22) Donde:

Q - cantidad de aire que pasa por la mina, m3/seg; h - depresin total de la mina, mm. de la columna agua, puesto que h = RQ2, obtenemos:

2

2,38,038,0 m

RRQQA =

(III.24)

30

de donde:

KA

R ,144,0 2= (III.25) Donde:

R - resistencia de la mina, expresada en kilomiurgs. Si la resistencia de la mina r es en miurgs (), entonces:

rrA 12

100

38,0 ==,m2

Y

2

144A

r = ,

Es evidente que cuanto mayor sea el rea del orificio equivalente, tanto menor

ser la resistencia de la mina y mucho ms fcil su ventilacin. Por la magnitud del orificio equivalente se relaciona las minas con su grado de

dificultad en la ventilacin: De difcil ventilacin, cuando A < 1 m2

De dificultad media, cuando A = 1 2 m2 De fcil ventilacin, cuando A > 2 m2

8. CARACTERSTICA DE LAS GALERAS Y MINAS

Caracterstica de una galera o mina se denomina a la curva, que expresa la dependencia entre la cantidad de aire que pasa por la galera o mina y la perdida de presin en ella.

Esta dependencia, como ya sabemos, se expresa por la frmula h = RQ2 y

puede ser expresada grficamente.

Para construir la caracterstica en el eje de las abscisas se indica los valores de la cantidad de aire Q1, Q2......Qn, m3 /seg a voluntad y en el eje de las ordenadas la presin h1, h2....hn, en mm de columna de agua, calculados por la frmula h = R1 . Q2, donde R1 es la resistencia de la galera dada o de la mina, K Uniendo los puntos, obtenemos la parbola (Fig. III.7). Cuanto mayor es la resistencia de la galera o mina, por ejemplo R II> R I (ver en la Figura III.7) tanto mayor es la pendiente de la caracterstica y viceversa.

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La caracterstica de la mina que se encuentra en explotacin vara, puesto que con el aumento del nmero de frentes y longitud de las galeras vara la re-sistencia de las minas.

FIG. III.7: Caracterstica de la galera o mina