REQUERIMIENTO DE AIRE FRESCO EN INTERIOR MINAE.A.P.M.

PARA MINAS METLICAS Y NO METLICAS (EXCEPTO CARBN)Es necesario conocer el requerimiento de aire fresco, para el personal que labora en interior mina, para los equipos diesel y para diluir los contaminantes.1.1.- Requerimiento de aire para el personal (Q1).-Q1 = n * q1; m3/min.Donde :n : nmero mayor de trabajadores que trabajan en interior mina, (Geologa, supervisin, mecnicos, etc)q : Cantidad mnima de aire necesario para cada trabajador, de conformidad con el artculo 204 del R.S.e H.M.debe ser:3,0 m3/min ; para minas hasta 1,500 m.s.n.m.4,2 m3/min ; para minas de 1,500 hasta 3,000 m.s.n.m.5,1 m3/min ; para minas de 3,000 hasta 4,000 m.s.n.m6,0 m3/min ; para minas que se encuentran a ms de 6,000 m.s.n.m

Considerando que cada trabajador en interior mina consume 100 lts/min, (0,1 m3/min) de aire fresco, de acuerdo con estudios realizados, se tiene la siguiente relacin.

COTA TRABAJO

m.s.n.m.

CAUDAL REQUERIDO

POR TRABAJADOR

m3/min

CAUDAL CONSUMIDO

POR

TRABAJADOR

m3/min

CAUDAL NO CONSUMIDO POR TRABAJADOR

m3/min

PORCENTAJE DE AIRE FRESCO NO CONSUMIDO POR TRABAJADOR

%

Hasta 1500

3.00

0.10

2.9

96.67

1,500 3,000

4.2

0.10

4.1

97.61

3,000 4,000

5.1

0.10

5.0

98.04

4,000 a ms

6.0

0.10

5.9

98.33

Para una mina situada entre 01 500 m.s.n.m.

El cuadro muestra que el trabajador consume slo el 2 % (por exceso) del volumen de aire que realmente se le abastece.Analizando el consumo de aire para una mina situada entre 01 500 m.s.n.m.Abastecimiento normado: 3.00 m3/min (3,000 lt/min) por trabajador.De ste caudal, el oxgeno vital para el organismo es una quinta parte, es decir 600 lt (0,6 m3/min)El oxgeno que ingresa al organismo contiene 20,95% en volumen y el exhalado 16 %, es decir realmente consume:En porcentaje: 20,95-----------------> 100 %16,00-----------------> xX = 100,00 - 76,37 = 23,63%En litros:600 lt --------------> 100 % X -----------------> 23,63X = 141,78 ltEn consecuencia el oxgeno abastecido, en teora sera consumido en:600 lt / 141,78 = 4,23 min.

Resumiendo:

0 1,500 m.s.n.m.

1,500 3000

m.s.n.m.

3,000 4,000

m.s.n.m.

4,000 a ms

m.s.n.m.

ABASTECIMIENTO

AIRE FRESCO lt/min

3,000

4,200

5,100

6,000

CONTENIDO DE OXGENO lt/min

600

840

1020

1200

CONSUMO DE OXGENO POR TRABAJADOR lt/min

141,78

198,49

241,03

283,56

TIEMPO DE CONSUMO min

4,23

4,23

4,23

4,23

Haciendo constar que en cada exhalacin se emite al ambiente 4% de CO2, (4,000 p.p.m, es decir 133 veces lo inhalado; siendo el lmite permisible 0,5% (5,000 p.p.m.); por lo que es conveniente hacer cumplir las reglamentaciones de aire fresco.

1.2.- Para los equipos diesel autorizados (Q2).- De acuerdo al R.S.e H.M. se tiene: Q2 = 3 x PotDonde:Pot : Potencia total en HP1.3.- Para dilucin de contaminantes (Q3).- Considerado como margen de seguridad; son los requerimientos adicionales de aire fresco, para evitar que los agentes contaminantes, no causen dao a la salud.Q3 = A* V* N; m3/minDonde:A : Seccin media de conductos (galeras, chimeneas, rampas, ductos,etc), por donde circula el aire con fines de ventilacin; m2.A = a * h * fcg

a : Ancho medio del conducto; mh : Altura media del conducto; mfcg : Factor de correccin geomtrica, de mineral que se deja in situ para dar forma de arco al techo del conducto.

0,8 : Cuando se deja ms mineral de lo programado in situ en techo y cajas, dejando una seccin muy irregular.0,9 : Cuando se deja mineral conveniente en el techo.1,1 1,2 : Cuando se rompe ms mineral de lo programado, deja la seccin muy irregular y fuera de estndares por exceso.V: Velocidad del flujo de aire en los conductos (Art. 204 R.S.e H.M)20 m/min: Cuando se utiliza dinamita25 m/min Cuando se utiliza Anfo.N : Nmero de niveles en operacin o por donde circule continuamente personal.

Ejemplo de aplicacin:

Hallar el requerimiento de aire fresco, de acuerdo a los dispositivos vigentes en la mina San Genaro, ubicada a 4,800 m.s..n.m. se utiliza dinamita para las voladuras, adems se sabe que en la guardia de dia y en el horario de mayor concentracin de personal y equipos diesel, se tiene el siguiente personal en los cuatro niveles operativos Mina: 125 trabajadoresGeologa : 24Ingeniera: 20Seguridad : 18Maestranza: 19Electricidad : 16Otros : : 15 Total Personal : 237------------------------------- Equipos Diesel autorizados:02 scoop trams : 125 HP/c.u x 2 = 250 HP04 camiones de bajo perfil: 150 HP/c.u x 4 = 600 HPTotal de HP : 850 HPLas labores tienen las siguientes secciones:Galeras : 2.10 x 2.40 x 0.9 = 4.536 x (04) = 18.14Chimeneas : 1.50 x 2.40 x 0.9 = 3.24 x (08) = 25.92Tajeos : 3.00 x 20.00 x 0.9 = 54.00 x (02) = 108.00Rampa : 3.50 x 4.00 x 0.9 = 12.60 x (01) = 12.60----------------------------------------------------------------------------------------------------------Total = 164.66 m2 Promedio:164.66 / 15 = 10.98 m2

Desarrollo:

Q1 = 6 x 237 trabajadores = 1 422 m3/minQ2 = 3 x 850 HP = 2 550 m3/minQ3 = 10.98 x 20 m/min x 4 = 878 m3/min--------------------------------------------------------Total = 4 850 m3/min

REQUERIMIENTO DE AIRE FRESCO EN LAS MINAS DE CARBN

Para el personal.-

Q1 = n * q1; m3/min.

Donde :

n : nmero mayor de trabajadores que trabajan en interior mina, (Geologa, supervisin, mecnicos, etc)

q : Cantidad mnima de aire necesario para cada trabajador, de conformidad con el artculo 205 del R.S.e H.M.debe ser:

4,50 m3/min ; para minas hasta 1,500 m.s.n.m.

6,30 m3/min ; para minas de 1,500 hasta 3,000 m.s.n.m.

7,65 m3/min ; para minas de 3,000 hasta 4,000 m.s.n.m

9,00 m3/min ; para minas que se encuentran a ms de 6,000 m.s.n.m

REQUERIMIENTO DE AIRE FRESCO EN LAS MINAS DE CARBNDe conformidad con el Art. 206 del R.S.e H.M, inciso a), en las zonas gaseadas la cantidad de aire por persona, ser el doble de la sealada en el Art. 205, inciso a), procurando que la concentracin del metano est por debajo de los lmites permisibles.2.1.- Para equipos diesel autorizados.- Q2 = 3 x PotDonde:Pot : Potencia total en HP

2.3.- Para dilucin de contaminantes.-

Considerado como margen de seguridad; son los requerimientos adicionales de aire fresco, para evitar que los agentes contaminantes, no causen dao a la salud.

Q3 = A* V* N

; m3/min

Donde:

A : Seccin media de conductos (galeras, chimeneas, rampas, ductos,etc), por donde circula el aire con fines de ventilacin; m2.

A = a * h * fcg

a : Ancho medio del conducto; m

h : Altura media del conducto; m

fcg : Factor de correccin geomtrica, de mineral que se deja in situ para dar forma de arco al techo del conducto.

0,8 : Cuando se deja ms mineral de lo programado in situ en techo y cajas, dejando una seccin muy irregular.

0,9 : Cuando se deja mineral conveniente en el techo.

1,1 1,2 : Cuando se rompe ms mineral de lo programado, deja la seccin muy irregular y fuera de estndares por exceso.

V: Velocidad del flujo de aire en los conductos (Art. 204 R.S.e H.M)

20 m/min: Cuando se utiliza dinamita

25 m/min Cuando se utiliza Anfo.

N : Nmero de niveles en operacin o por donde circule continuamente personal.

La sumatoria de estos requerimientos ser el caudal total requerido.

2.4.- Para minas de carbn con alto contenido de gas gris (minas grisutosas).-

Se considerarn adems los siguientes clculos:

a) Segn el consumo de explosivos.- Laboreo de Minas (Borisov pp. 362)

Q4 = ( 12,5 * A * B ) / t; m3/min

Donde:

A : Cantidad de explosivo por disparo; Kg

B : Volumen convencional de CO, generado por 1 Kg de explosivo, 40 litros

t : Tiempo de ventilacin: 30 minutos en voladuras convencionales y de 480 a 1 200 minutos en voladuras masivas.

b) Segn produccin de Carbn.- Laboreo de Minas (Borisov pp. 361)

Q5 = q *T * b; m3/min

Donde:

q : caudal de aire fresco requerido por la mina en m3/min por cada m3 de mineral extrado de acuerdo a la siguiente categora de la mina:

Categora de la mina

Desprendimiento de gris

m3 de gas/m3 de mineral extrado

Caudal de aire requerido

m3/min

I

Hasta 7 m3

1,4

II

7 14 m3

1,75

III

14 21 m3

2,10

IV

Ms de 21 m3

Debe ser tal que el contenido de CH4 en la corriente de salida no exceda de 7 500 p.p.m. y el caudal de aire requerido debe ser mayor de 2,10

T : Produccin por da en m3 de masa de carbn.

b : Coeficiente de irregularidad de la produccin. Oscila de 1,05 a 1,15

c) Segn el desprendimiento de gas gris.-

Q6 = V / (14,4 * C )

Donde:

V : Volumen por da de gas desprendido por el carbn; m3

C : Lmite permisible del gas gris; 0,50 % en el Per.