diseÑo del sistema de ventilaciÓn de la mina...

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tecnologíaRevista Voces: Tecnología y pensamiento. Volumen 6. Enero - Diciembre 2012, UTPMéridaISSN: 1856-867X

recibido: 18-04-13 / aceptado: 22-05-14

SaNTiaGo o. BErNal H. (2)

diSEÑo dEl SiSTEMa dE VENTilaCiÓN dE la MiNa SUBTErrÁNEa SoSa MÉNdEZ EN

El ESTado BolÍVar- VENEZUEla

RESUMEn El presente trabajo tiene como objetivo elaborar teóricamente un procedi-miento para diseñar el esquema y determinar los parámetros del sistema de ventilación de la mina subterránea Sosa Méndez ubicada en el Callao estado Bolívar-Venezuela, el cual sienta las bases para elegir los medios de ventilaciòn. El trabajo es resultado de un análisis interdisciplinario de la atmosferología minera, aerodinámica, ventilación de minas y una amplia revisión bibliográfi ca. Como resultados, se muestra la elaboración de un nuevo procedimiento para el diseño del sistema de ventilación, en el cual tiene un carácter determinante contemplar el rol fundamental de los estados más característicos del desarrollo de la mina en los próximos 15-25 años, con un enfoque de variantes se elige, entre los esquemas y el càlculo detallado de los parámetros de ventilación, el que contempla el caudal de aire, el análisis de la estabilidad del esquema y de la depresión de la mina. luego, sobre la base de un análisis técnico-económico, se elige el más ventajoso y se seleccionan, de los medios de la ventilación principal, los lugares de instalación y los parámetros de las instalaciones de regulación.

Palabras Clave: Esquemas de Ventilación, Minas Subterráneas, Caída de Presión

JESÚS alFoNSo riVaS (1)

(1) Jesús Alfonso Rivas. Ingeniero Electricista (ULA).Profesor Asistente de la Universidad Politécnica Territorial de Mérida, Aspirante a la Maestría en Minería Instituto Superior Minero Metalúrgico .Moa. Holguín. Cuba. alfonsorivas17@hotmail. Com.(2) Santiago Oscar Bernal Hernández. Doctor en ciencias técnicas (Universidad Técnica de Minas de San Petersburgo, Rusia). Profesor Titular departamento de Minería Instituto Superior Minero Metalúrgico .Moa. Holguín. [email protected]

InTRODUCCIÓnla ventilación de minas tiene por misión principal el suministro de

aire fresco con el objetivo de lograr condiciones termo-ambientales adecuadas para todo el personal que labora en los trabajos minero-subterráneos, como también para contrarrestar los desprendimientos de gases, polvo y energía calorífica producto de las operaciones de di-versos equipos e instalaciones subterráneas y de fenómenos de origen natural. El esquema de ventilación queda determinado por la apertura del yacimiento, ya que todas las excavaciones principales de apertura (o sólo algunas de ellas) se utilizan para el suministro de aire fresco a la mina y para la retirada del aire viciado. Como plantean (Cordova & Molina, 2011), el diseño del sistema de ventilación, debe facilitar el suministro de aire con la calidad requerida a los objetos a ventilar, en lo que respecta al caudal. debe contribuir a minimizar los gastos por inversiones, mantenimiento de excavaciones y consumo de energía

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ventilation system design for under-ground mine Sosa Mendez in the state bolivar- venezuela

Revista Voces: Tecnología y pensamiento. Volumen 6. Enero - Diciembre 2012, UPTMéridaAlfonso R. Jesús y Bernal H. Santiago. Diseño del sistema de ventilación de la mina subterránea...

AbSTRACTThis work aims to theoretically develop a method for designing the schema and determine the parameters of the ventilation system of the Sosa Mendez underground mine located in Callao, Bolivar State Venezuela, which provides the basis for selecting the means of ventilation. The work is the result of an in-terdisciplinary analysis of the mining atmosferology, aerodynamics, ventilation of mines and an extensive literature review. as a result, the development of a new procedure for the design of the ventilation system is shown, which has a decisive nature, contemplate the fundamental role of the most characteristic statements of mine development in the next 15-25 years, with a variants appro-ach is chosen, among diagrams and detailed ventilation parameters calculation, which provides the air flow, the stability analysis of the scheme and depression of the mine. Then, on the basis of a technical and economic analysis, we choose the most advantageous and select, the means of the main ventilation installa-tion sites and parameters regulating facilities.

Keywords: Schemes of Ventilation, Underground Mining, Pressure drop.

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de los medios de ventilación, (o sea contribuir a la mayor seguridad y economía en sus fases constructiva y operativa), a la vez que eleve la fiabilidad del sistema de ventilación durante su funcionamiento.

actualmente, las diversas operaciones minero-subterráneas son al-tamente intensivas con el uso de modernos equipos diesel, de grandes dimensiones y potencia (Bernal, 2013). debido a tal condición, en la ac-tualidad la ventilación de minas debe reorientarse estratégicamente al estudio y control de escenarios mineros subterráneos con altas concen-traciones de gases y polvo notablemente mayores a aquellos períodos de menor mecanización y productividad de las operaciones mineras, las que son claramente adversas para la salud de los trabajadores; estas al-tas concentraciones son producidas por la operación de equipos diesel, e implican un fuerte aumento de los caudales del aire de ventilación requeridos para diluir y extraer dichos contaminantes.

Por otro lado, los altos caudales involucrados, han conllevado al ne-cesario desarrollo de galerías de grandes secciones y de equipos de ventilación con grandes dimensiones y potencia eléctrica, lo cual im-plica el desembolso de fuertes sumas de dinero. de ahí lo pertinente que resulta el objetivo de este trabajo, elaborar un procedimiento de diseño del esquema y cálculo de los parámetros del sistema de ven-tilación; tema que ha sido estudiado por diversos autores, entre ellos Kerguelen (2013) quien hace referencia a un procedimiento de diseño para el establecimiento de los parámetros principales de las minas de carbón aplicando la programación articulada. Por su parte, apazza (2011) aborda la aplicación del método de Hardy Cross, utilizado en la mecánica de fluidos para establecer los parámetros principales del sistema de ventilaciòn de las minas subterráneas. ambos, en sus pro-cedimientos, no contemplan el rol fundamental que corresponde a los estados más característicos del desarrollo de la mina en los próximos 15-25 años. Por ello, se realizó la elección de los esquemas de venti-laciòn, el càlculo detallado de sus parámetros y, sobre la base de un análisis técnico-econòmico, se elegió el màs ventajoso y acorde con el nuevo procedimiento propuesto.

Un método utilizado actualmente en la mina Sosa Mendez es el Shrinkage Stoping “cámaras almacén”, a futuro se alternarán el Shrinka-ge con el método de Tiros largos en el cual se utiliza el mismo mineral arrancado como apoyo para avanzar en la explotación, se extrae un porcentaje de mineral esponjado después de la voladura en la cámara y sólo cuando la cámara alcanza la base del pilar de protección, por debajo del nivel superior, se puede vaciar la cámara completamente.

MATERIALES Y MéTODOSPara la realización de la investigación se seleccionó la mina de oro

Sosa Méndez dada la necesidad de argumentar su sistema de ventila-ción, la misma está ubicada en el callao estado Bolívar - Venezuela. la Mina Sosa Méndez pertenece a la empresa C.V.G. Minerven C.a, estuvo paralizada desde 1959 hasta el año 2001 cuando se inicia la rehabilitación de la misma por parte de la empresa Jinyan de Ve-nezuela C.a. Sin embargo, los circuitos de ventilación que existen en la mina Sosa Méndez no son los más apropiados para las labores mineras que se llevan a cabo en la misma, ya que el diseño exige una mejor distribución de los caudales de aire para que lleguen a los niveles inferiores. Por lo anterior, se hace necesario conocer las necesidades de aire en las labores subterráneas que existen actual-mente, y proponer un planeamiento de la distribución del flujo de aire a fin de satisfacer dichas necesidades. Para darle cumplimiento al objetivo propuesto en este trabajo, se identificó la necesidad del establecimiento de los estados màs caracterìsticos del desarrollo de la mina en los próximos 15-25 años y, con un enfoque de variantes, se eligieon los esquemas.

MATERIALES nECESARIOS PARA EL DISEÑO DE LA vEnTILACIÓn

los resultados del análisis técnico del mineral según las excavaciones geológicas de exploración (salida de sustancias volátiles combustibles, contenido de cenizas y humedad del mineral), son los siguientes: es-quemas de muestreo de los frentes de trabajo y de los perfiles con pronóstico de desprendimiento de gases que superen los límites admi-sibles de vertimiento de metano, las isohipsas del piso o del techo del yacimiento y las isolineas; datos sobre el desprendimiento de metano en los límites del campo de minas y de la temperatura de las rocas mineras.

Para abordar los problemas de la dilución tanto estática como di-námica de los gases nocivos y del polvo en una atmósfera contamina-da, es necesario considerar los parámetros del sistema de ventilación utilizado, puesto que las condiciones varían, según sea éste. además del análisis minero-técnico del mineral según las excavaciones geo-lógicas (salida de sustancias combustibles volátiles, intercalaciones perjudiciales, humedad del mineral), isohipsas del piso y techo del yacimiento y de isolineas de gas y los datos sobre la temperatura de las rocas mineras.

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CLASIFICACIÓn DE LOS ESQUEMAS DE vEnTILACIÓn DE LOS SECTORES DE ExTRACCIÒn

Por el esquema de ventilaciòn se debe comprender el conjunto de excavaciones de apertura, preparación, de ventilación y de arranque que permite realizar el suministro de aire fresco y la extracción del viciado sobre la base de determinados medios, la forma organizacitiva de los trabajos y cómo éstos están dirijidos a la ventilación de la mina. los elementos mencionados sientan las bases para la comparación de distintas variantes con vista a la elección de la mas ventajosa.

los esquemas de ventilación de los sectores de extracción en grado significativo determinan los cálculos de la capacidad de desprendimien-to de gases y del gasto de aire para la ventilación. la clasificación de los esquemas de los sectores de extracción según los índices esenciales se muestra en la tabla 2. los esquemas de ventilación del primer tipo se muestran en la fig.1,y del segundo tipo en la fig.2.

A

B

C

D

E

Fig.1 Esquemas de ventilación del primer tipoa, B, C, d, Variantes del esquema

Fuente. Propia-autocad

121


A B C

Fig.2 Esquemas de ventilación del segundo tipoa, B, C Variantes del esquema

Fuente. Propia-autocad Para la elección del esquema de ventilación se atiende a los siguien-

tes criterios:

- El esquema debe contribuir a elevar la fiabilidad del sistema de ventilación durante su funcionamiento.

- El esquema debe permitir el cambio de sentido del flujo de aire con una elevada efectividad.

- El esquema debe contribuir a minimizar los gastos por inversiones, mantenimiento de excavaciones y consumo de energía de los medios de ventilación.

PROnÓSTICO DE LA CAPACIDAD DE DESPREnDIMIEnTO DE METAnO DE LAS ExCAvACIÓnESla capacidad relativa de desprendimiento de metano de las excavacio-nes en la capa de mina de carbón(m3 /t(Kerguelen et al 2013)

dónde es la capacidad relativa media ponderada de desprendimiento

de metano de las excavaciones del sector de extracción de la mina, m3

/t ; es la capacidad relativa medioponderada de desprendimien-to de metano de las excavaciones preparatorias, m3 /t es el des-prendimiento relativo de gases de los espacios laboreados de los niveles anteriormente explotados m3 /t,

El valor

122


dónde es el desprendimiento relativo de gases de las excavaciones de

i sector de extracción, m3 /t ; es la extracción media por jornada desde cada sector de extracción, t;

m es la cantidad de sectores de extracción de la mina.

El desprendimiento relativo de gases (m3 /t) Kerguelen et al

(2013) la determina como la suma de los desprendimientos relativos de gases de tres fuentes: de la capa que es laboreada ; de las capas cercanas ; de las rocas de los costados

(3)El desprendimiento relativo de gases total de la capa que es labo-

reada sin división en bandas se determina de la fòrmula(Kerguelen et al 2013)

(4)

dóndey son respectivamente la potencia completa y la que es ex-

traída de la capa, m; y son los contenidos de metano natural y residual de la capa, m3 /t, es el coeficiente que considera la influencia del sistema de explotación en el desprendimiento de metano de la capa; es el coeficiente que considera el desprendimiento de metano de los pilares que son abandonados en el espacio laboreado.

DETERMInACIÓn DE LOS CAUDALESlos caudales se calculan a partir de la velocidad promedio medida y

el área de la sección transversal de la excavación minera en el sitio. También es necesario determinar la demanda de aire total, para lo que se realizan las siguientes determinaciones.n Caudal requerido según el personaln Caudal requerido por el equipamiento dieseln Caudal requerido por la temperaturan Caudal requerido en los frentes de extracción

MEDICIOnES DE LOS CAUDALESla velocidad promedio se utiliza para el cálculo de los caudales. Esta

se mide usando un anemómetro digital o de paletas, dependiendo de la sensibilidad del equipo. En una galería se deben ubicar los puntos de medición de una manera uniforme; con el fin de abarcar toda la longi-

123


124

tud de dicha galería y en su sección transversal e identificar zonas en donde existan fugas y cambios de secciones transversales, muy comu-nes en la explotación.

los caudales se calculan a partir de la velocidad promedio medida y el área de la sección transversal de la galería. la ecuación utilizada es la siguiente:

Q = V x a (5) dónde Q = Caudal; m³/s.V = Velocidad; m/s.a = Área de la sección transversal, m²

CAUDAL REQUERIDO SEgÚn EL PERSOnALCantidad de aire requerido para la respiración humana según la altitud

de 0.00 a 1500 metros sobre el nivel del mar, 3.0 m3/min.de 1501 a 3000 metros sobre el nivel del mar, 4.2 m3/min.de 3001 a 4000 metros sobre el nivel del mar, 5.1 m3/min.a más de 4001 metros sobre el nivel del mar, 6.0 m3/min.

Se exige una corriente de aire fresco de no menos de tres metros cúbicos por minuto por persona (3 m³/ min.), en cualquier sitio del interior de la mina

El caudal requerido por una cantidad de personas será (rodríguez 2010)

. .npQ k Np Fp= , 3 .npQ k Np= (6)

dónde:npQ = Caudal total para “n” personas que trabajen en el interior

mina (m³/ min.) = Número de personas en la mina. = Caudal mínimo por persona (3 m³/ min.) = Coeficiente de reserva del aire (1.3 – 1.5)

a pesar que este método es utilizado con frecuencia, se debe conside-rar “ pF ” sólo como referencia, pues no toma en cuenta otros factores consumidores de oxígeno, como lo son la putrefacción de la madera, la descomposición de la roca, la combustión de los equipos, etc.

pN

pFk


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CAUDAL REQUERIDO POR EQUIPO DIESEL Se recomienda un mínimo de 2.83 (m3/min) por HP al freno del equi-

po, para máquinas en buenas condiciones. Se debe aclarar que los 2,83 m³/min es el caudal mínimo de aire requerido y no acepta factores de corrección. Por lo demás, se pide la potencia al freno o potencia bruta, que es la máxima potencia proporcionada por el motor sin tener en cuenta las pérdidas por transmisión, si es que no se cuenta con la curva de potencia entregada por el fabricante (gráfico KW vs. rPM) o con una recomendación de ventilación para el equipo proporcionada por el fa-bricante y certificada por algún organismo confiable.

El caudal requerido por el número de equipo diesel será(rodríguez 2010)

.diesel HP dieselQ N F= (7)

HPN : Total de HP (incluye cantidades de equipos, como camiones, cargadores, cargadores frontales y perforadoras jumbo, por HP de cada uno de ellos)

dieselF > 2,83 m³/min

TEMPERATURAla temperatura de los gases aumenta si aumenta la presión. En el

caso del aire se tiene que la presión atmosférica es inversamente pro-porcional a la altura sobre el nivel del mar. a medida que se profundiza en una mina la presión atmosférica aumenta, por lo tanto también lo hace la temperatura. Por este efecto, la temperatura aumenta a razón de 1ºC por cada 100m de profundidad o 10ºC cada 1 Km.

dada por la ecuación: (Castro 2007)T= To + 0,0099 H (8)donde;To. Temperatura en el ambiente fuera de la mina °CH: Profundidad de la mina.

Se seleccionaron los puntos críticos de la mina donde se hizo un segui-miento constante. Se consideraron las temperaturas de bulbo seco, húmedo y efectivo. la temperatura de bulbo seco o temperatura seca fue medida con un termómetro convencional de mercurio, o similar, cuyo bulbo se en-contraba seco. Esta temperatura junto a la temperatura de bulbo húmedo fue utilizada para la valoración del confort higrotérmico, en la determina-ción de la humedad relativa, en la determinación del punto de rocío, en psi-


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crometría para el estudio y determinación del comportamiento de mezclas de aire en la mina. El termohigrómetro sirvió para medir la temperatura y la humedad, y fue una herramienta indispensable para controlar el ambiente.

CAUDAL REQUERIDO POR TEMPERATURAla legislación chilena señala que la temperatura húmeda máxima en

el interior de la mina no podrá exceder de 30 º C, para jornadas de trabajo de 8 horas. Como norma para el cálculo del caudal del aire respecto a la temperatura, se dan los siguientes valores

Tabla 1. determinación del caudal del aire con respecto a la temperatura(andrade 2008).

Humedad Relativa Temperatura Seca velocidad Mínima 20 m²; (5x4) m

< 85% 24 a 30 °C 30 m/min 600 m³/min

> 85% > 30 °C 120 m/min 2.240 m³/min

CAUDAL REQUERIDO En LOS FREnTES DE ExTRACCIÓnlos cálculos del desprendimiento de gases y del gasto de aire para la

ventilación de los sectores de extracción en grado significativo se de-terminaron por los esquemas de su ventilación. la clasificación de los esquemas de ventilación de los sectores de extracción según el caracter fundamental se muestra en la tabla 2.

Tabla 2. Clasificación de los esquemas de ventilaciónde los sectores de extracción

Clasificación Caracter de clasificación Posibles variantes de ventilación

Designaciónconvencional

TipoGrado de aislamiento de la

dilución de las combinaciones perjudiciales

SucesivaParcial

Completa

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Subtipodirección de entrega del

Chorro de aire que sale del frente

En el espaciolaboreado

En el macizo mineralCombinado

EMC

Clasedependencia o independencia de la ventilación de los secto-

res de extracción

independientedependiente

id

Subclasedirección del movimiento

del aire según el frente de arranque

Que entraQue desciende

Horizontal

QdH

Variante dirección mutua del flujo fresco y el contaminado

de regreso recto drr


127

CÁLCULO DEL CAUDAL DE AIRE PARA vEnTILAR LOS FREnTES DE ARRAnQUE

El caudal de aire para la ventilación de los frentes de arranque se determinó según los factores siguientes:n Según el desprendimiento de gasesn Según los gases producto de los trabajos de voladuras n Según la mayor cantidad de personas en el interior de la minan Según el factor del polvon Según el gasto de aire para la ventilación del sector de extracción

Según el desprendimiento de gases. El gasto de aire en la carga en el frente de arranque, fue tomado según el factor del gas(Kerguelen et al 2013)

(9)

donde;

Es la velocidad máxima del aire en el frente de arranque, m/s.

Es el área libre de la sección transversal de la excavación de arranque en el espacio alrededor del frente, m²

Según los gases productos de los trabajos de voladuras. Partiendo de la dilución estática de los gases, el gasto de aire fue (rodrìguez 2010):

Q BV. .34 .f a evt

= (10)

donde;vt : Tiempo de dilución de los gases (minutos); generalmente, este

tiempo no es mayor de 30 minutos, cuando se trata de detonaciones corrientes

B: Cantidad de sustancia explosiva volada simultáneamente, KgV: Volumen de la excavación que es ventilada; m3

Para ventilación por inyección o soplanteGalería regular ((S.Bernal,com. esc. 2013)): Q BV 27,8 .Exp t

= (11)

donde;ExpQ : es el caudal de aire requerido por voladura, m³/s

t: tiempo de dilución dinámica de los gases (minutos); generalmente,


este tiempo no es mayor de 30 minutos, cuando se trata de voladuras corrientes

V: Volumen de la excavación; m3

Galería irregular (S.Bernal,com. esc. 2013) : Q BV21,4 .Exp t= (12)

En ambos casos existen restricciones claves:

1) 0,5 (1 )L A≤ +12a

(13)

2) min 0,15 /V m s≥

l: distancia entre la boca de la tubería y el frente de extracción, ma: factor de flujo (0,06 – 0,08)

Para ventilación aspirante

Q B A B= +6 . .(75 )Exp t

(r, Noa,com.esc.2012) (14)

En este caso existen dos restricciones claves

1) L A3.≤

2) min 0,5 /V m s≥

Para vetas delgadas (S.Bernal,com. esc. 2013):

Q B A L0,4 . .Exp t= m³/min (15)

Para vetas anchas o mantos (S.Bernal,com. esc. 2013):

log .Q V B 2,3 500.Exp st

stk t V

=

m³/min (16)

k : Coeficiente de turbulenciastV : Volumen de la cámara, m³

a: Área de la sección transversal de la excavación, m2

Velocidad de aire según la norma peruana en el art. N° 204 del d.S. Nº 055-2010, indica que cuando se emplee explosivo aNFo u otras sustancias ex-plosivas, la velocidad del aire sería no menor de 25 m/s y no mayor a 4 m/s.


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El cálculo según la mayor cantidad de personas se ejecuta por la siguiente fórmula(rodrìguez 2010)

(17)

dónde: : Caudal total para “n” personas que trabajen en el interior

de la mina (m³/ min.) : Es el máximo número de personas que usualmente se encuentran

bajo mina y que de acuerdo con las reglas de seguridad deben recibir una norma de 6m3/min cada una.

Según el factor de polvo. El valor óptimo de la velocidad del movi-miento del aire por el factor del polvo constituye: para los frentes de arranque-1,6m/s; para las excavaciones preparatorias con acarreo con transportadores-1,3m/s.

El gasto de aire según el factor de polvo(rodrìguez 2010) (18)

donde;

: Es la velocidad del aire óptima según el factor del polvo, m/s

Es el área libre de la sección transversal de la excavación de arranque en el espacio alrededor del frente, m²

Según el gasto de aire para la ventilación del sector de extracción. Se determina según tres factores: según los gases que se desprenden constantemente, por los gases que se forman en los trabajos de voladu-ras, según la mayor cantidad de personas.

Partiendo del desprendimiento constante de gases, el gasto de aire (m3/min) en el sector de extracción según los esquemas de ventilación con la dilución sucesiva (rodríguez 2010)

(19)

donde;.d ak : El coeficiente de difusión del aire en el espacio laboreado, sus

valores se dan en la tabla.3.

.f aQ : es el gasto máximo de aire para la dilución de los gases, que se forman en los trabajos de voladuras en el tajo o en otras excavaciones del sector.


129

El gasto de aire (m3/min) por la mayor cantidad de personas para la ventilación del sector.

(20)

nc: Es la cantidad máxima de personas que usualmente se encuentran bajo mina y que de acuerdo con las reglas de seguridad deben recibir una norma de 6m3/min cada una

El gasto de aire según los gases que se forman en los trabajos de voladuras.

(21)

Tabla 3.Valores del coeficiente de difusión del aire para la dilución de los gases que se forman en los trabajos de voladuras

Esquemas de ventilación de los

sectores de extracción

Valores del .d ak en dependencia del método de la dirección del techo y del tipo de roca del techo

derrumbe completo relleno parcial descensoplanificado

Caliz

as

Tipo,sub-tipo,clases,de los

esquemas de ventilación

Variantesdel

esquemade

ventila-cióndel

sector

1-E-i1-E-d

a, C, Ea, d 1,4 1,55 1,7 1,2 1,25 1,4 1,3 1,7

1-E-i1-E-d

B, dB, C, d 1,3 1,4 1,55 1,2 1,25 35 1,2 1,6

1-M-i1-M-d

a-Ea-E 1,25 1,3 1,4 1,1 1,15 1,25 1,2 1,3

2-E-i2-E-d

a-Ea-E 1,6 1,65 1,8 1,25 1,3 1,4 1,65 1,85

2-E-i2-E-d

a-Ea-E

El gasto de aire para la ventilación de las cámaras de electromáquinas y de transformadores.

(22)


130

donde;kc.i : es el coeficiente de la carga por jornada de la instalaciónNi: es la potencia de la instalación eléctrica, KW 𝜂𝑖: es el coeficiente de acción útil de la instalaciónto: es la temperatura del aire, que ingresa a la excavación en el mes

más caliente del año, ºC.

El gasto de aire para la ventilación de los almacenes de materiales explosivos.

(23)

donde;Val: Es el volumen total de la excavación del almacén, m3.

El gasto de aire para ventilar las cámaras de carga eléctrica de las baterías.

(24)Ç donde;Ke: es el coeficiente, que depende del tipo de acumulador que usa la

locomotora eléctrica, igual a 0,6—2,2.na: es la cantidad de baterías de locomotora que son cargadas al

mismo tiempo.

El gasto de aire para la ventilación del sector que es ventilado, que incluye las excavaciones de los distintos campos de extracción, que están delimitadas por los puntos de división de los flujos de aire de ventilación con el flujo general de aire de la mina:

(25)

donde;Qe.p : es el gasto de aire para la ventilación de las excavaciones pre-

paratorias.Qe.a : es el gasto de aire para las excavaciones que se ventilan aisla-

damente.Qt.a : es el gasto de aire para la ventilación de los tajos que se agotan.Qc : es el gasto de aire para la ventilación de las cámaras fuera de los

límites de la cámara de enganche alrededor del pozo de minas.Kd: es el coeficiente de difusión del aire, que considera las condicio-

nes minero-técnicas. Su magnitud se calcula y constituye habitualmen-


131

te 0,1-0,3.

En la fórmula (20) los gastos de aire se suman según un objeto de un tipo (sectores, excavaciones de preparación y etc.). los gastos de aire para las excavaciones que son ventiladas aisladamente Qe.a se determi-nan según su desprendimiento de gas real y según la velocidad mínima del movimiento del aire en la excavación.

El gasto de la cantidad de aire para la ventilación de la mina.

(26)

donde;Qd.m : es la demanda de aire fuera de los límites de los sectores de

extracción, no incluyendo la demanda en las cámaras de enganche al-rededor del pozo.

Qdiesel : El caudal requerido por el número de equipo diesel

2.4. CÁLCULO DE LA DEPRESIÓn DE LA MInAla depresión de la mina se determinó como la suma de las depresiones

de las excavaciones unidas sucesivamente según la vía que tenga la máxima dificultad de la ventilación. Tales vías se eligieron en el diseño, partiendo de la valoración práctica de la dificultad de la ventilación (las excavaciones más alejadas, gastos máximos de aire, etc.), Habitualmente para mayor fiabilidad se determinó la depresión para varias direcciones del movimiento del aire desde el punto de su ingreso en la mina hasta el punto de salida a la superfi-cie. Complementariamente a esto se consideró la depresión de las resisten-cias locales, acondicionadores de aire, canal del ventilador y del tiro natural.

La depresión de la mina

(27)

donde;

hs.d : es la depresión total de las excavaciones sucesivas en la direc-ción de cálculo.

kc.v : es el coeficiente que considera la depresión en el canal del ven-tilador igual a 0,9. .

kR,l, : es el coeficiente, que considera la depresión de las resistencias locales, igual a 0,9.

ha.a, : es la depresión del acondicionador de aire.


132

la depresión en la dirección de cálculo hd,c, se determina como la suma de la depresión de las distintas excavaciones:

(28)

La depresión de cada excavación

donde; : es el coeficiente de la resistencia aerodinámica de la excavación,

N.S2 /m4.P: es el perímetro de la excavación, m.l: es la longitud de la excavación, m.Q: es la cantidad de aire que pasa por la excavación, m3/s.F: es el área de la sección transversal de la excavación, m2

DISCUSIÓn DE LOS RESULTADOS


133

En los artículos de los autores Kerguelen-Gonzalez-Jimenez(2013), Hardy-Cross(2011), que abordan, a fin de cuentas, la elaboración de un procedimiento de diseño del sistema de ventilación, no trataron lo fundamental que resulta establecer los estados más característicos del desarrollo de la mina en el transcurso de 15-25 años. Para estos estados confeccionar argumentadamente los esquemas en un planteamiento de variantes y determinar los parámetros de la ventilación de la misma permita elegir al màs ventajoso desde el punto de vista técnico econò-mico, que es la esencia y novedad del nuevo procedimiento abordado en este artículo.

las tareas fundamentales del diseño de la ventilación en el nuevo procedimiento incluyen: el pronóstico de la capacidad de desprendi-miento de metano de los sectores de extracción para las distintas va-riantes de los esquemas de ventilación, el cálculo de la demanda máxi-ma en el frente de arranque y según el factor gaseoso, el cálculo de la cantidad de aire para la ventilación de los sectores de extracción y de los frentes en preparación, elección de las posibles variantes de los esquemas de ventilación de la mina. la argumentación de la variante más económica del esquema de ventilación aplicado a los esquemas po-sibles de apertura y preparación del campo de mina.. En este intervalo de tiempo. Para cada esquema se realizó el cálculo de la cantidad de aire, se ejecuta el análisis de la estabilidad del esquema y se realiza el cálculo de la depresión de la mina. luego, se realizó la elección de los ventiladores de la ventilación principal, se determinaron los lugares

de instalación y se calcularon los parámetros de las instalaciones de regulación

COnCLUSIOnESSe elabora un nuevo procedimiento de diseño del sistema de ventila-

ciòn, en que lo fundamental resulta establecer los estados más caracte-rísticos del desarrollo de la mina en el transcurso de 15-25 años y para estos estados se confeccionan argumentadamente los esquemas en un planteamiento de variantes y se determinan los parámetros de la ven-tilación de la misma, lo que permite elegir el esquema màs ventajoso desde el punto de vista técnico económico.

las tareas fundamentales del diseño de la ventilación en el nue-

vo procedimiento incluyen: el pronóstico de la capacidad de despren-dimiento de metano de los sectores de extracción para las distintas variantes de los esquemas de ventilación, el cálculo de la demanda máxima en el frente de arranque y según el factor gaseoso, el cálculo de la cantidad de aire para la ventilación de los sectores de extracción y de los frentes en preparación, elección de las posibles variantes de los esquemas de ventilación de la mina.

asi pues, de acuerdo al método adoptado para el destape del yaci-miento (shrinkage a tiro largos), y la disposición de los pozos en la mina Sosa Mendez, uno para la extracción(en el que entra el aire fresco) y el de ventilación (a través del cual es aspirado el aire viciado) se hallan situados aproximadamente en la mitad del campo minero, a poca distacia uno del otro,el resultado de acuerdo a la geometría de la mina será efectuada según esquema de segundo tipo variante B o central de ventilación.


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diseÑo del sistema de ventilaciÓn de la mina...

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