sistema mixto de geolocalizaciÓn en perforaciÓn de accesos tras un hundimiento con integraciÓn de...

MASyS. Jornadas Quito, Ecuador. Junio 2011

SISTEMA MIXTO DE GEOLOCALIZACIÓN EN

PERFORACIÓN DE ACCESOS TRAS UN HUNDIMIENTO CON INTEGRACIÓN DE

UNA RED SUBTERRANEA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL© (RSPG)©

Prof. Dr. Rafael BarrionuevoHead of environmental Technology

Universidad de Vigo. ESPAÑ[email protected]

Dr inż. Jarosław Chećko Dra. Aleksandra Koteras

mailto:[email protected]


Anteriormente se expuso la problemática de los modelos numéricos para la predicción “in situ” de posibles accidentes mineros derivados de explosiones por acumulación de metano así como del comportamiento del terreno.


Esto se debe a la heterogeneidad de la tierra. Una cosa es el modelo que define un comportamiento a nivel general, y otra la realidad que se encuentra un trabajador en un ambiente subterráneo.Por todo ello se abordará el problema desde tres puntos de vista:

- El modelo matemático como primer punto de enfoque- La seguridad pasiva como elemento de salvamento- La seguridad activa y el empleo de nuevas tecnologías.


Estos modelos predicen el comportamiento del metano y del CO2 para

una zona minera en estudio con el objeto de mejorar la seguridad en la explotación. El modelo puede valer tanto para la recuperaración de metano, como para la evaluación de la migración del mismo a través de mina o subsuelo, como para la seguridad en las predicciones de metano. El modelo tiene como fuente principal de alimentación de datos la red de sondeos de captación, así como los datos geologicos incluyendo la porosidad del macizo o el flujo del agua. La filosofía es muy sencilla, si conozco como se va a producir la desorción del metano y/o del CO2 en el macizo rocoso y como va a

circular, podré mejorar la ventilación de la excavación subterránea,prevenir accidentes o recuperar un gas energético.


Modelo de fallas del depósito de Drogomyśl-Chybie


La primera propuesta a la red MASYS, consiste en incorporar los mapas sobres sistemas GPS que funcionarían según la forma descrita en la primera exposición. Es decir, un capataz o un técnico debería llevar un dispositivo con los mapas de riesgo de desorción de metano en las excavaciones subterráneas.


Modelizar las explotaciones subterráneas en 3D

Crear mapas subterráneos GPS tanto de la explotación u obra como de los modelos a aplicar.

Tener en marcha la red subterránea de posicionamiento global (RSPG).


Lo que se trata en nuestro caso es de mejorar la seguridad por aplicación de seguridad activa a la que se puedan aplicar teorías de “árbol de fallos”.

Un análisis modal de fallos y efectos (AMFE) es un procedimiento de análisis de fallos potenciales en un sistema de clasificación determinado por la gravedad o por el efecto de los fallos en el sistema.


Sea P1 = 10-3 la probabilidad de que un piloto caiga enfermo en el trabajo hasta el punto que no pueda realizar su función. Un avión lleva piloto y copiloto pudiendo ambos llevar o pilotar el avión en solitario.El árbol de fallos de pilotaje vendrá a proponer la probabilidad del fallo al pilotaje del avión cuando:

S1 = El piloto no pueda pilotar por enfermedadS2 = El copiloto no pueda pilotar por enfermedad


La probabilidad de que ambas situaciones se den de forma simultánea será:

P(fallo) = P(S1) * P(S2) = 10-3 * 10-3 = 10-6P(fallo) = P(S1) * P(S2) = 10-3 * 10-3 = 10-6P(fallo) = P(S1) * P(S2) = 10-3 * 10-3 = 10-6

P(fallo) = P(S1) x P(S2) = 1 EXP(-3) x 1 EXP(-3) = 1 EXP(-6)

Es decir tienen que fallar simultáneamente piloto y copiloto siendo el operador lógico “&” y el operador matemático el producto (*) o lo que es lo mismo “y”. Se puede resumir entonces que el avión quedará sin pilotar (cuando caiga enfermo el piloto) Y (también lo haga el copiloto).


El árbol de fallos se complica en cuanto aparece el operador lógico “OR” cuyo soporte matemático es el operador “+”.Supongamos que una explosión de metano se produce:

Por fallo humano. Realizar una operación no permitida en atmósfera explosiva.

Por fallo del sistema de detección. Por ejemplo escasez de detectoresAcumulación de objetos en la galería lo que impide una correcta circulación del gas

Por fallo en los sistemas de ventilación


Los sistemas de seguridad propuestos aquí:

Multiplica los sistemas de detección, pues cada trabajador o grupo lleva un detector de metano lo que significa que el sistema es redundante a fallos. La probabilidad de fallo para “n” trabajadores supuesta una probabilidad de fallo individual de 10-3 será el producto de 10-6 tantas veces como trabajadores. Se incrementa así de forma notable la seguridad. (SISTEMA REDUNDANTE A FALLOS)

Si el sistema además interacciona o bloquea acciones humanas (por ejemplo arranque de maquinaria) aún seguimos mejorando la seguridad.(SISTEMA AUTOMÁTICO)


Los sistemas de seguridad propuestos aquí:

Si además el trabajador o el grupo conoce el nivel de riesgo (modelo matemático) a través de un mapa elaborado a partir de los modelos también mejoramos la seguridad.(INFORMACIÓN. SISTEMA DE GESTIÓN)

Si el trabajador o grupo es capaz de conocer su situación (o última situación), es decir, las coordenadas de mina, cuando un accidente se produce o mejor aún se conocen las coordenadas o posiciones de los trabajadores en el interior de la mina o trabajo subterráneo las labores de rescate desde superficie serán mucho más fáciles(MODELIZACIÓN Y MODERNIZACIÓN)

El trabajador sabe que lo tienen localizado y lo van a ir a buscar. Incremento de la fé y ESPERANZA DE SUPERVIVENCIA


Red sismográfica: estudio de las velocidades de propagación en continuo = conocer donde está el problema

Aprovechar las voladuras y las vibraciones generadas por la maquinaria en general


La localización del epicentro de un seísmo es un problema-tipo. Para averiguar la situación se realiza una simple triangulación desde tres estaciones sísmicas. Desde el punto de vista gráfico se trazan circunferencias cuyo centro situamos en los observatorios, y a continuación se calculan sus radios según la expresión:

D = (Ts – Tp) / (1/Vs – 1/Vp)


Posición en planta (epicentro) del accidente.Posición espacial (hipocentro) del accidente.

Fase I. La localización del accidente se tiene que realizar a partir de los datos procedentes de tres a cinco estaciones sísmicas de localización próximas o en las inmediaciones de la mina u o trabajo subterráneo. Los datos obtenidos serán:


Fase II. Geomontaje de la posición sobre el modelo 3D de la obra subterránea o explotación minera. A partir de este momento se obtiene una idea espacial del accidente y de la morfología de la mina. Se podrá así evaluar las zonas potencialmente afectadas, y el acceso al interior del hueco.


Esquema de seguridad para un TS

Zona de labores

Galería de acceso

Galería base

Refugio

Zona de colapso

Acceso al TS

TS

Ventaja: señalización interior


Existe un desfase importante en seguridad entre la tecnología actual y la que se emplea en labores subterráneas.

Los modelos matemáticos y empíricos pueden servir para predecir riesgos así como para ubicar el accidente y la posición de los trabajadores a rescatar.

CONCLUSIONES I


Este problema se agravará y distanciará más a los países que incorporen estas nuevas tecnologías de aquellos que no lo hagan.

En la actualidad los gobiernos de todos los países deberían adoptar medidas conjuntas de obligado cumplimiento para garantizar medidas de seguridad equivalentes a nivel internacional al igual que ocurre en seguridad aérea o para el almacenamiento de productos químicos y petroleros.

CONCLUSIONES II


Hay que hacer estudios sobre árboles de fallos en accidentes mineros para atajar la siniestrabilidad a partir del análisis de accidentes.

Hay que dotar a las excavaciones subterráneas de una red sísmica de seguridad.

CONCLUSIONES III


Hay que dotar a las explotaciones subterráneas de un tubo se seguridad TS© que permita evacuaciones de emergencia a lugares potencialmente seguros.

Hay que dotar a los trabajadores de labores subterráneas con EPIs de última generación que proporciones información sobre posición y constantes vitales.

CONCLUSIONES IV


MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION

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