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Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA

FACULTAD DE GEOLOGÍA, GEOFÍSICA Y MINAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

“EVALUACIÓN Y OPTIMIZACION DEL SISTEMA DE VENTILACION DE LA

COMPAÑÍA MINERA CARAVELI S.A.C APLICANDO EL SOFTWARE VENTSIM

VISUAL 3”

TESIS PRESENTADO POR EL BACHILLER: JORGE SMITH, CLAVERIAS QUICAÑA

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL: DE INGENIERO DE MINAS

AREQUIPA – PERÚ

2014


DEDICATORIA

A la memoria de la mujer que con su

esfuerzo y sacrificio me hizo un hombre

de bien, mi madre

JACINTA MARIA QUICAÑA JACOBO

i


AGRADECIMIENTOS

A la Compañía Minera Caraveli S.A.C., especialmente a la Gerencia de

Operaciones Mina, área de Ventilación, por brindarme la posibilidad de realizar mí

proyecto de titulación.

Agradezco especialmente al Ing. Ramiro Huamán Santibáñez, Ing. Rodolfo

Arzapalo Chagua, Ing. Eric Cruces Mayhua,

A la Universidad San Agustín de Arequipa, a la escuela profesional de Ingeniería

de Minas, al cuerpo docente, que durante mis años de estudiante me brindaron los

conocimientos y las herramientas necesarias para poder comenzar mi carrera

como profesional.

A mis hermanas por su apoyo incondicional Y a mis familiares, compañeros y

amigos por su compañía y apoyo. Muchas gracias a todos.

JORGE SMITH CLAVERIAS QUICAÑA

ii


RESUMEN

El presente trabajo de investigación cuyo objetivo es la evaluación del sistema de

ventilación con el soporte del software Ventsim visual 3 Lleva el título de

“EVALUACION Y OPTIMIZACION DEL SISTEMA DE VENTILACION DE LA

MINA CARAVELI S.A.C APLICANDO EL SOFTWARE VENTSIM VISUAL 3” La

evaluación y la optimización van ligados en toda empresa minera de producción

con el fin de obtener mejores condiciones termo ambientales de sus trabajadores

ya que en compañía minera caraveli el activo más valioso son los trabajadores y

reduciendo sus costos operacionales

La toma de datos de las labores principales se realizo desde el Nv 1440 hasta el

Nv 2130, con el levantamiento de las áreas y las velocidades del aire de la mina,

estos datos son plasmados en un plano unifilar de la mina y se realizo el balances

de aire limpio y aire viciado, obteniendo un caudal de aire limpio de 66,218 CFM y

un caudal de aire viciado de 74,500 CFM hasta aquí es la ventilación manual.

Para el ingreso de datos al software Ventsim visual 3, se hace uso de las

longitudes reales de la mina, usando los planos en autocad y exportando en un

formato DXF, Se considero las áreas y velocidades tomadas manualmente y se

correlaciono con el plano unifilar.

También ingresamos las curvas de operación de los ventiladores principales para

poder determinar las pérdidas de presión de la mina las mejoras que se

consiguieron con el uso del software Ventsim visual 3, es la distribución del caudal

del aire a las zonas de trabajo y se determino las zonas de acumulación

iii


INDICE GENERAL

DEDICATORIA.- __________________________________________________ i

AGRADECIMIENTO.- _____________________________________________ ii

RESUMEN.- _____________________________________________________ iii

CAPÍTULO I

INTRODUCCION

1.1JUSTIFICACIÓN.-______________________________________________ 2

1.2 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN.- ______________________________ 3

1.3 VARIABLES E INDICADORES.- __________________________________ 3

1.3.1 Variables Independientes ____________________________________ 3

1.3.2 Variables Dependientes _____________________________________ 3

1.3.3 Indicadores _______________________________________________ 3

1.4 OBJETIVOS.-_________________________________________________ 4

1.4.1 Objetivo General.- __________________________________________ 4

1.4.2 Objetivos Específicos _______________________________________ 4

1.5. HIPÓTESIS.-_________________________________________________ 4

CAPÍTULO II

MARCO TEORICO

2.1 INTRODUCCIÓN ______________________________________________ 5

2.2. MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN __________________________ 6

2.2.1. LEYES DE KIRCHHOFT ______________________________________ 6

iv


2.2.2. PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF (LEY DE CONTINUIDAD) _____________ 6

2.2.3.SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF (LEY DE CIRCULACIÓN) ______________ 7

2.2.4. METODO DE HARDY CROSS _______________________________ 8

2.2.5. CIRCUITO DE VENTILACION ________________________________ 8

2.2.6. CIRCUITO EN SERIE ______________________________________ 9

2.2.7 CIRCUITO EN PARALELO __________________________________ 11

2.2.8. LEY BASICA DE LA VENTILACION DE MINAS _________________ 14

2.2.9. ECUACIÓN DE ENERGÍA TOTAL____________________________ 15

2.2.10. ECUACIÓN MODIFICADA DE ENERGÍA _____________________ 16

2.2.11. PERDIDAS DE PRESIÓN _________________________________ 17

2.2.12. PRESIONES DE UNA MINA _______________________________ 17

2.2.12.1. Presión Estática (ps) __________________________________ 17

2.2.12.2. Presión Velocidad (pv) _________________________________ 18

2.2.12.3. Pérdida de Presión por Fricción__________________________ 18

2.2.13. FORMULA DE ATKINSON_________________________________ 19

2.2.14. FACTOR DE FRICCIÓN __________________________________ 20

2.2.15. PERDIDA POR CHOQUE _________________________________ 21

2.3. DEFINICIONES CONCEPTUALES DE LA VENTILACION DE MINAS __ 21

2.3.1 VENTILACIÓN DE MINAS __________________________________ 21

2.3.2. AIRE ATMOSFÉRICO _____________________________________ 22

2.3.3. AIRE DE MINA. __________________________________________ 22

2.3.4. PROPIEDADES FISICAS DEL AIRE __________________________ 23

2.3.4.1. Densidad del aire ______________________________________ 23

2.3.4.2. Peso específico _______________________________________ 24

2.3.4.3. Volumen específico ____________________________________ 24

2.3.4.4. Peso del aire (g) _______________________________________ 25

2.3.4.5. Calor específico _______________________________________ 25

2.3.4.6. Viscosidad ___________________________________________ 25

2.3.4.7. Presión ______________________________________________ 25

2.3.4.8. Temperatura __________________________________________ 26

2.3.4.9. Humedad de aire ______________________________________ 26

v


2.3.5 OBJETIVOS DE LA VENTILACIÓN DE UNA MINA _______________ 27

2.3.6 PRINCIPIOS DE LA VENTILACIÓN ___________________________ 27

2.3.7. TIPOS DE VENTILACIÓN __________________________________ 27

2.3.7.1 Ventilación Natural _____________________________________ 27

2.3.7.2 Ventilación Artificial: ____________________________________ 28

2.3.7.3 Caudal de Aire_________________________________________ 29

2.3.7.4 Sistemas de Ventilación _________________________________ 29

2.3.8 VENTILACIÓN MINERA Y SU IMPORTANCIA EN EL RENDIMIENTO 30

2.3.9 EFECTOS EN LA SALUD ___________________________________ 30

2.3.9 1 Gases _______________________________________________ 31

2.3.9 2.Origen de los Gases de Mina _____________________________ 32

2.3.9 3.Otros Gases __________________________________________ 32

2.3.9.3.1 Gases Producidos por Equipo Diesel ____________________ 32

2.3.9.3.2 .Monóxido de Carbono (CO) ____________________________ 33

2.3.9.3.3. Gases Nitrosos (NO, NO2) _____________________________ 34

2.3.9.3.4. Nitrógeno (N2) _______________________________________ 34

2.3.9.3.5. Gases en Mina ______________________________________ 35

2.3.9.3.6. Anhídrido Sulfuroso (SO2) _____________________________ 35

2.3.9.4 CONDICIONES DE TRABAJO ____________________________ 35

2.3.9.4.1. Ventilación Secundaria ______________________________ 37

2.3.9.4.1.1 Sistema Impelente _______________________________ 39

2.3.9.4.1.2 Sistema Aspirante _______________________________ 39

2.3.9.4.1.3 Sistema es el Combinado, Aspirante-Impelente ________ 40

2.3.9.5. CLASIFICACIÓN DE LOS VENTILADORES ________________ 41

2.3.9.5.1Ventiladores Centrífugos ______________________________ 41

2.3.9.5.2. Ventiladores Axiales ________________________________ 42

2.3.9.6 CIRCUITOS BÁSICOS DE VENTILACIÓN EN MINAS _________ 43

2.3.9.6.1 Circuito en serie___________________________________ 43

2.3.9.6.2 Circuito de ventilación en paralelo ______________________ 44

vi


CAPÍTULO III

MATERIAL DE ESTUDIO

3.1 GENERALIDADES ___________________________________________ 45

3.1.1. UBICACIÓN _____________________________________________ 45

3.1.2. ACCESIBILIDAD _________________________________________ 46

3.1.3. RELIEVE. _______________________________________________ 47

3.1.4. CLIMA Y VEGETACIÓN____________________________________ 47

3.1.5. AGUA INDUSTRIAL _______________________________________ 48

3.1.6. ENERGIA ELECTRICA ____________________________________ 48

3.1.7. AIRE COMPRIMIDO ______________________________________ 49

3.1.8. INFRAESTRUCTURA _____________________________________ 49

3.1.9. LABORATORIO QUÍMICO__________________________________ 50

3.1.10. PLANTA DE BENEFICIO __________________________________ 51

3.1.11. RESEÑA HISTORICA ____________________________________ 54

3.1.12. TIPO DE YACIMIENTO ___________________________________ 55

3.1.13. ORGANIZACIÓN Y ADMINISTRACIÓN ______________________ 56

3.2 ASPECTOS GEOLÓGICOS ____________________________________ 57

3.2.1. GEOLOGÍA REGIONAL ____________________________________ 57

3.2.1.1 Formación Chocolate ___________________________________ 57

3.2.1.2 Formación Guaneros ___________________________________ 57

3.2.1.3 Formación Yauca ______________________________________ 57

3.2.1.4 Formación Pisco _______________________________________ 57

3.2.1.5 Formación Millo ________________________________________ 57

3.2.1.6 Volcánico Senca_______________________________________ 58

3.2.2. AFLORAMIENTOS (ROCAS INTRUSIVAS) ____________________ 58

3.2.2.1.- Tonalita Granodiorita (Plioceno).- _________________________ 58

3.2.2.2.- Diorita (Plioceno).- ____________________________________ 58

3.2.2.3.- Monzonita (Plioceno).- _________________________________ 59

3.2.2.4.- Complejo Bella Unión. _________________________________ 59

vii


3.2.3 GEOLOGÍA LOCAL________________________________________ 59

3.2.4 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL ________________________________ 60

3.2.5. GEOLOGÍA ECONOMICA __________________________________ 61

3.2.6. MINERALIZACION DE LAS VETAS __________________________ 61

3.2.4 CUBICACIÓN DE RESERVAS _______________________________ 62

3.2.4.1. Reservas Probadas.- ___________________________________ 62

3.2.4.2. Reservas Probables.-___________________________________ 62

3.2.4.3. Reservas Posibles _____________________________________ 62

3.3 DESCRIPCIÓN GENERALMINA ________________________________ 64

3.3.1 UNIDAD CAPITANA _______________________________________ 64

3.3.2. DESARROLLO, PREPARACIÓN DE LABORES ________________ 65

3.3.2.1 Galerías.-_____________________________________________ 66

3.3.2.2 Cruceros.- ____________________________________________ 66

3.3.2.3Subniveles.- ___________________________________________ 66

3.3.2.4 Chimeneas.- __________________________________________ 66

3.3.3 ACTIVIDADES CÍCLICAS EN EL DESARROLLO Y PREPARACIÓN DE

LABORES ____________________________________________________ 67

3.3.3.1 PERFORACION.-______________________________________ 67

3.3.3.2 VOLADURA.- _________________________________________ 67

3.3.3.2.1 parámetros del explosivo _____________________________ 68

3.3.3.3 SOSTENIMIENTO.- ____________________________________ 69

3.3.3.4 CARGUIO Y ACARREO.- _______________________________ 69

3.3.3.5. EXPLOTACION DE MINERAL____________________________ 70

3.3.3.6 METODOS DE EXPLOTACIÓN ___________________________ 71

3.3.3.7 ACARREO Y ALMACENAMIENTO DE MINERAL.-____________ 72

3.3.3.8 RELLENO DE TAJEOS.- ________________________________ 72

viii


CAPÍTULO IV

METODOLOGIA

4.1 METODOLOGÍA DE TRABAJO. ________________________________ 73

4.2 TÉCNICAS DE TRABAJO: TRABAJO CAMPO ____________________ 75

4.2.1. TOMA DE DATOS DE CAMPO ______________________________ 75

4.2.1.1. CALCULO DE AREAS __________________________________ 75

4.2.1.2. CALCULO DE FLUJO DE AIRE __________________________ 76

4.2.1.3. EQUIPOS DE MUESTREO ______________________________ 77

4.2.1.3.1. Anemómetro 1 _____________________________________ 77

4.2.1.3.2. Anemómetro 2 _____________________________________ 78

4.2.1.3.3. Detector Altaír 4x ___________________________________ 79

4.2.1.4. CALCULO DE TEMPERATURA __________________________ 80

4.2.1.5. MAPEO DE VENTILACION ______________________________ 82

4.2.1.6. MAPEO DE PRESIÓN __________________________________ 84

4.2.1.6.1 Objetivos del Mapeo de Presión________________________ 84

4.2.1.6.2. Cálculo de la Presión Barométrica _____________________ 85

4.2.2. DATOS DE GABINETE ____________________________________ 85

4.2.2.1. CÁLCULO DEL CAUDAL DE AIRE ________________________ 86

3.2.2.2. INGRESO Y SALIDA DE AIRE ___________________________ 87

4.2.2.3. REQURIMIENTO DE CAUDAL DE AIRE ___________________ 86

4.2.2.3.1. De acuerdo al número de personas por guardia: __________ 87

4.2.2.3.2 Caudal mínimo por persona de acuerdo a la altitud: ________ 88

4.2.2.3.3. De acuerdo al consumo de explosivo:___________________ 88

4.2.2.4. TOTAL DE AIRE NECESARIO ___________________________ 88

4.2.2.5. LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES _______________________ 88

4.2.2.6 CÁLCULO DE LAS CURVAS DE VENTILACIÓN _____________ 89

4.2.2.6.1. Procedimiento de utilización __________________________ 89

4.2.2.7 DISEÑO DE UNA LABOR DE VENTILACION ________________ 91

4.2.2.7.1 COSTO DE CAPITAL: (CC ) ___________________________ 92

4.2.2.7.2 COSTO DE OPERACIÓN: ____________________________ 93

ix


4.2.3. DESCRIPCION DEL SOFTWARE VENTSIM VISUAL 3 __________ 94

4.2.3.1. ACERCA DE VENTSIM VISUAL 3 ________________________ 94

4.2.3.2. HERRAMIENTAS DEL SOFTWARE VENTSIM VISUAL 3 ______ 95

4.2.3.3 CARACTERISTICAS DEL SOFTWARE VENTSIM VISUAL _____ 95

4.2.3.4 REQUERIMIENTO DE HARDWARE_______________________ 96

4.2.4. TECNICAS PARA EL PROCESAMIENTO DEL SISTEMA DE

VENTILACION ________________________________________________ 96

4.2.4.1. DISEÑO DEL DIAGRAMA UNIFILAR (2D) __________________ 96

4.2.4.2. INGRESO DE LA TOPOGRAFIA DIGITALIZADA_____________ 97

2.2.4.3 IMPORTACION DE DATOS AL SOFTWARE VENTSIM VISUAL 3 98

4.2.4.4. CALIBRACIÓN DEL SOFTWARE VENTSIM VISUAL 3 _______ 101

CAPÍTULO V

RESULTADOS

5.1 EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN . __________________ 103

5.1.1 OBJETIVO ______________________________________________ 103

5.1.2 BALANCE GENERAL DE AIRE _____________________________ 103

5.1.3 REQUERIMIENTO DE AIRE EN INTERIOR MINA. ______________ 104

5.1.4 ELABORACION DEL PLANO ISOMETRICO VENTILACION ______ 105

5.2 EVALUCION DEL SISTEMA DE VENTILACION DE LAS 3 ZONAS DE

COMPAÑÍA MINERA CARAVELI __________________________________ 106

5.2.1 EVALUACION DE LA ZONA ALTA___________________________ 106

5.2.1.1 Nv 2100 Galería. ______________________________________ 106

5.2.1.1 Nv 1920 Chimenea ____________________________________ 108

5.2.2 EVALUACION DE LA ZONA BAJA___________________________ 109

5.2.2.1 Evaluación del Nv 1700 Galería __________________________ 110

5.2.2.2 Evaluación Nv. 1700 Chimenea__________________________ 112

5.2.2.3 Evaluación Nv 1520 Galería _____________________________ 112

5.2.3 EVALUACION DE LA ZONA DE NANCY _____________________ 114

x


2.2.3.1. Evaluación Nv 2070 crucero 270 ________________________ 114

5.4 RESULTADOS______________________________________________ 119

5.4.1 OPTIMIZACIÓN CIRCUITOS DE VENTILACIÓN _______________ 119

5.4.2 OPTIMIZACIÓN CIRCUITOS DE VENTILACIÓN POR CONTROL DE

PERDIDAS __________________________________________________ 119

5.4.3 DIAMETRO ÓPTIMO PARA LA CHIMENEA DE VENTILACION. ___ 120

5.4.3 ZONA ALTA_____________________________________________ 121

5.4.4 ZONA BAJA ____________________________________________ 122

5.4.4 ZONA NANCY __________________________________________ 125

CONCLUCIONES ______________________________________________ 127

RECOMENDACIONES __________________________________________ 129

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ________________________________ 130

xi


ÍNDICE DE IMÁGENES

FIGURA 2.1Primera ley de Kirchhoff __________________________________ 7

FIGURA 2.2: Segunda ley de Kirchhoff ________________________________ 7

FIGURA 2.5: Circuito en Paralelo_____________________________________ 13

FIGURA 2.4: Circuito en serie _______________________________________ 10

FIGURA 2.3: Puertas que regulan el aire conforme sus necesidades _________ 10

FIGURA 2.6: Flujo de fluidos a través de un ducto _______________________ 16

FIGURA 2.7: Gradiente de presiones _________________________________18

FIGURA 2.8: Ecuacicon de atkinson __________________________________ 19

FIGURA 2.9: Circuito en serie _______________________________________ 22

FIGURA 2.10: Ventilacion Natural ____________________________________ 28

FIGURA 2.11: Ventilacion Artificial ___________________________________ 28

FIGURA 2.12:Caudal de Aire_________________________________________ 29

FIGURA 2.13:Gases producidos por al voladura ___________________________ 32

FIGURA 2.14:1Gases Producidos por Equipo Diesel ____________________ 33

IGURA 2.15: Efectos con Monóxido de Carbono _______________________ 33

FIGURA 2.16: Ventilador Secundario __________________________________ 38

FIGURA 2.17: Sistema Impelente ____________________________________ 39

FIGURA 2.18:Sistema Aspirante _____________________________________ 40

FIGURA 2.19: Sistema es el Combinado, Aspirante-Impelente______________ 40

FIGURA 2.20: Ventiladores Centrífugo ________________________________ 42

FIGURA 2.21: Ventiladores axiales ___________________________________ 43

FIGURA 2.22: Instalación en serie ____________________________________ 43

xii


FIGURA 2.2.3: Instalación en Paralelo ________________________________ 44

FIGURA 3.1 Ubicación Zona de Estudio ______________________________ 46

FIGURA 3.2. Campamento base cmc. ________________________________ 46

FIGURA 3.3. Mina Capitana _______________________________________ 47

FIGURA 3.4. Grupo electrogeno ____________________________________ 48

FIGURA 3.5. Compresoras Portalites ________________________________ 49

FIGURA 3.6. Campamento base – Campamento Mina ___________________ 50

FIGURA 3.7. Laboratorio Quimico __________________________________ 50

FIGURA 3.8. Planta De Beneficios___________________________________ 51

FIGURA 3.9. Inicios de CMC._______________________________________ 54

Figura 3.10 Esquema estructural____________________________________ 60

FIGURA 3.11. Tajo 320 Nv 1920 ____________________________________ 61

FIGURA 3.12. Contarta vic2 & ron - Laces chino _______________________ 66

FIGURA 3.13. Perforación de labores lineales _________________________ 68

FIGURA 3.14. Emulsion Famesa – Carmex Famesa ____________________ 68

FIGURA 3.15. Empaquetado – sonteniemtos con cudros de madera _______ 69

FIGURA 3.16. Acarreo de Mineral con Locomotora Nv 192 _______________ 70

FIGURA 3.17. Carros mineros usados en el acarreo de material ___________ 70

FIGURA 3.18. Malla realizada por la contrata __________________________ 71

FIGURA 3.19. Malla de subnivel 1.2x1.8m ____________________________ 71

FIGURA 3.20. Acarreo y almacenamiento de mineral ___________________ 72

FIGURA 3.21. Relleno de tajeos____________________________________ 72

Figura 4.1: Medición de la velocidad de aire ___________________________ 74

Figura 4.2: Monitoreo de velocidades de aire __________________________ 76

xiii


Figura 4.3: Medición de la velocidad de aire ___________________________ 77

Figura 4.4: Anemómetro EXTECH __________________________________ 78

Figura 4.5: Anemómetro PROVA ___________________________________ 79

Figura 4.6: Altaír 4X ______________________________________________ 80

Figura 4.7: Medición de temperaturas ________________________________ 80

Figura 4.8 Mapeo de ventilación ____________________________________ 82

Figura 4.9 Medición de gases ______________________________________ 83

Figura 4.10 Mangas de ventilación __________________________________ 84

Figura 4.11 Exportación del autocad en dxf. ___________________________ 97



Figura 4.14 Importación del autocad en dxf. ___________________________ 99

Figura 4.15 Importación del autocad en dxf. ___________________________ 99

Figura 4.16 Nv 2040 importado en líneas a ventsim. ___________________ 100

Figura 4.17 Importación en 3d del Nv 2040___________________________ 100

Figura 4.18 configuración del Nv 2040 en ventsim visual 3 ______________ 100

Figura 4.19 Ajustes de ventsim visual 3 _____________________________ 101

Figura 4.20 Ajustes del software ventsim visual 3______________________ 102

Figura 5.1: Resultados evaluación con ventsim _______________________ 105

Figura 5.2: Curva Característica de la mina __________________________ 106

Figura 5.3: Ventilador de 5,000 CFM como extractor ___________________ 107

Figura 5.4: Niveles de Trabajo en la zona alta ________________________ 108

Figura 5.5: Chimenea ventilada con línea auxiliar______________________ 108

Figura 5.6: Isométrico del Nv 1700 _________________________________ 109

xiv


Figura 5.7: Isométrico de las labores del Nv 1700 _____________________ 110

Figura 5.10: Isométrico de la zona Nancy ____________________________ 114

Figura 5.9: Ventilador de 10,000 CFM_______________________________ 113

Figura 5.8: Evaluación de la Ch del Nv 1700 _________________________ 112

Figura 5.11: Chimenea de sección trasversal circula ___________________ 120

Figura 5.11: Isométrico de las labores de la zona alta __________________ 121

Figura 5.12: Integración Nancy y Esperanza _________________________ 122

Figura 5.13: Isométrico del Tj 1010 _________________________________ 122

Figura 5.14: Direccionamiento de flujo en el TJ 1010 ___________________ 123

Figura 5.15: Integración del Nv 1760 con el Nv 1820 ___________________ 123

Figura 5.16: proyecto de integración Nv 1760- Nv 1820 _________________ 124

Figura 5.17: plano unifilar chino II __________________________________ 124

Figura 5.18: Taponeo de chimeneas ________________________________ 125

Figura 5.19: Isométrico zona Nancy ________________________________ 126

ÍNDICE DE TABLAS

xv


Tabla 2.1: Composición del aire atmosférico ____________________________ 22

Tabla 2.2: Oxígeno consumido por los seres humanos ____________________ 23

Tabla 2.3 clasifiacion de gases toxicos_________________________________ 34

Tabla 3.1 costos de tratamiento en sus diferentes procesos _______________ 53

Tabla 4.1 Calculo de temperatura ____________________________________ 81

Tabla 4.2 Ingreso y salida de aire ____________________________________ 87

Tabla 4.3: Límites máximos permisibles ________________________________ 89

Tabla 5.1 Requerimiento de aire fresco por el personal ___________________ 104

Tabla 5.2: Monitoreo de agentes químicos, Nv 2100. ____________________ 107

Tabla 5.3 Monitoreo de agentes químicos, Nv 1920. _____________________ 109

Tabla 5.4: Monitoreo de agentes químicos, Nv 1700 _____________________ 111

Tabla 5.5: v Monitoreo de agentes químicos Nv 1520 ____________________ 116

Tabla 5.6: Monitoreo de agentes químicos, Nv 2070 Nancy _______________ 115

Tabla 5.7: velocidad del aire y temperatura Nv 2070 Nancy. _______________ 116

Tabla 5.8: Monitoreo de agentes Nancy _______________________________ 117

Tabla 5.9: Monitoreo de agentes químicos, Nancy_______________________ 115

xvi


CAPITULO I

INTRODUCCIÓN

En el presente toda mina necesita contar con un departamento de ventilación

que evalué el sistema de ventilación de la mina, ya sea de forma manual o con

el apoyo de software informático.

El propósito de la Evaluación del sistema de Ventilación de la mina Caraveli es

proporcionar al trabajador condiciones termos ambientales seguros para poder

realizar un buen trabajo y evitar la lentitud de las operaciones mineras y la

extracción de mineral y desmonte de la zona alta y baja a los echaderos de

mineral

Se desarrollo la metodología adoptada para el presente proyecto y se detallo

las técnicas de recolección y calculo de datos de campo y gabinete, mapeos

de ventilación, mapeos de presión, requerimientos de caudal de aire del

personal y de los equipos, cálculos de las curvas de ventilación, uso del

1


software Ventsim visual 3, técnicas para el procesamiento del sistema de

ventilación.

1.1JUSTIFICACIÓN.-

La ventilación de una mina tiene el mismo propósito que el del torrente

sanguíneo de una persona. El torrente sanguíneo transporta oxigeno a

todas las partes del cuerpo y remueve productos de desecho y regula la

temperatura del cuerpo.

La ventilación de una mina es el proceso continuo de proveer aire fresco y

un ambiente laboral seguro y confortable para todas las áreas de la mina

en donde haya personal y equipos que puede ser requerido para trabajar.

Hay cuatro razones principales por las que se debe de proveer ventilación

en las labores de la mina:

proveer oxígeno para propósitos de respiración.

Para diluir y remover polvo.

Para diluir y remover gases nocivos y pestilentes

Reducir las temperaturas en las labores y tajos.

De acuerdo a la reglamentacion vigentes del Peru , basado en la ley

general de minería y el Reglamento de seguridad y Salud ocupacional

DS-055-EM, establece:

Artículo 236º.- El titular minero dotará de aire limpio a las labores de

2


trabajo de acuerdo a las necesidades del trabajador, de los equipos y

para evacuar los gases, humos y polvo suspendido que pudieran afectar

la salud del trabajador.

El sistema de ventilacion de la mina Craveli presenta ciertas deficiencias en

el direccionamiento del aire fresco hacia los frentes de operación de las

zonas de trabajao , dificultando el normal desarrollo de las operaciones

mineas , razon por la que la evaluacion del sitema de ventilacion con el uso

del software Ventsim visual 3. Se justifica plenamente

1.2 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN.-

a) ¿Cómo analizar el requerimiento del caudal de aire limpio y viciado en el

interior de mina?

b) ¿Cómo analizar la distribución racional de aire en la mina Caraveli?

c) ¿Cómo proponer un método de evaluación del sistema de ventilación?

1.3 VARIABLES E INDICADORES.-

1.3.1 Variables Independientes.

Dimensiones de la mina, propiedades físicas del aire.

1.3.2 Variables Dependientes.

Velocidad del aire

Rugosidad de la labor

1.3.3 Indicadores.

Dirección

3


Velocidad

Cantidad de oxígeno.

1.4 OBJETIVOS.-

1.4.1 Objetivo General.-

Analizar la metodología de evaluación del sistema de ventilación en

la mina Caravelí con el uso del software Ventsim visual 3.

1.4.2 Objetivos Específicos

Analizar los requerimientos de caudal de aire limpio y viciado en

interior mina.

Analizar la distribución racional de aire limpio en la mina Caraveli.

Proponer una metodología de evaluación del sistema de ventilación.

1.5. HIPÓTESIS.-

“Con la evaluación del sistema de ventilación con el uso del software

Ventsim visual 3, nos permitirá calcular los caudales y resistencias de todas

las labores mineras, permitiendo una distribución racional de caudales que

faciliten las operaciones mineras

4


CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

2.1 INTRODUCCIÓN

La ventilación de una mina consiste en un proceso de hacer pasar un flujo

de aire considerable para crear las condiciones necesarias para que los

trabajadores se encuentren en una atmósfera agradable. Este proceso se

realiza mediante un circuito con el objetivo de que en todas las áreas de

trabajo se lleve a cabo de igual manera.

La ventilación de una mina subterránea es muy importante para preservar

la vida de los trabajadores, hay que asegurar que debajo de la mina exista

una porción necesaria de oxígeno para la respiración de los trabajadores.

También una causa por la cual se necesita de más ventilación de oxigeno

dentro de la mina es que en muchas ocasiones los minerales que se están

explotando pueden ser tóxicos. Además hay que considerar que mientras

5


más profunda es una mina la temperatura tiende a aumentar por lo que es

necesaria la climatización adecuada del ambiente para una mejor condición

al trabajador.

La ventilación es y debe ser parte esencial en la operación de una mina. ,

Si no hay ventilación no hay producción.

El aire no puede ser desperdiciado en labores abandonadas, Es necesario

controlar las fugas de aire

Una vez contaminado, el aire viciado debe ser expulsado Inmediatamente.

2.2. MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN

2.2.1. LEYES DE KIRCHHOFT

Gustav Robert Kirchhoff (1824 – 1887) (1) Las leyes de Kirchhoff aplicadas

originalmente en circuitos eléctricos, también puede aplicarse en los

circuitos de ventilación de minas, donde los caudales de aire y caídas de

presión son análogos a la corriente y voltaje respectivamente.

2.2.2. PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF (LEY DE CONTINUIDAD)

Gustav Robert Kirchhoff (1824 – 1887)

Las leyes de Kirchhoff aplicadas originalmente en circuitos eléctricos,

también puede aplicarse en los circuitos de ventilación de minas, donde los

caudales de aire y caídas de presión son análogos a la corriente y voltaje

respectivamente.

𝑄𝑄 = 0 (2.1)

𝑄𝑄1 + 𝑄𝑄2 = 𝑄𝑄3 + 𝑄𝑄4 (2.2)

6


FIGURA 2.1Primera ley de Kirchhoff

Fuente:(Hartman, 1991)

2.2.3.SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF (LEY DE CIRCULACIÓN)

La segunda ley de Kirchhoff, en forma análoga establece que la suma

algebraica de las caídas de presión de todos los ramales integrantes de

una malla es cero. En el caso especifico de ventilación minera, es normal

que existan de por medio presiones de ventiladores (Pf) ubicados en

alguna malla, así como presiones por ventilación natural (pvn), los cuales

hay que tener en cuenta estos factores.

∑𝑃𝑃 = 0 (2.3)

𝑃𝑃𝑇𝑇 = 𝑃𝑃𝑎𝑎 + 𝑃𝑃𝑏𝑏 + 𝑃𝑃𝑐𝑐 − 𝑃𝑃𝑑𝑑 = 0 (2.4)

FIGURA 2.2: Segunda ley de Kirchhoff

Fuente: (Hartman, 1991)

7


2.2.4. METODO DE HARDY CROSS

La técnica que ha encontrado la más amplia difusión es el método

desarrollado por Hardy Cross. Esta técnica iterativa considera un flujo de

aire Q que pasa a través de un conducto de resistencia R, en el cual se

cumple la relación.

𝑃𝑃 = 𝑅𝑅𝑄𝑄2 (2.5)

Para determinar el valor verdadero del flujo Q, el valor Qa inicial es

estimado tal que:

𝑄𝑄 = 𝑄𝑄𝑎𝑎 + Δ𝑄𝑄 (2.6)

Donde es el error existente en el Qa asumido. El problema ahora es

encontrar el valor a ser aplicado al valor asumido de Qa. Sí consideramos

la representación real de los conductos de aire en una mina, esto no se

encuentran aislados, sino integrados a una red de conductos, cuya

magnitud también depende de la extensión de la red

2.2.5. CIRCUITO DE VENTILACION

En ventilación de minas hay dos tipos de combinación de galerías por

donde fluye el flujo de los sistemas de ventilación; y son flujos en serie a

través de galerías en línea y flujos en paralelo a través de galerías en

bifurcaciones hacia paralelo y ambas se acoplan una después de la

anterior formando una red, la cual tiene que ser calculada en volúmenes y

resistencias para conocer la resistencia o estática total de la red y sus

volúmenes y poder pedir el ventilador adecuado. Es decir esta red está

formada por circuitos en serie y circuitos en paralelo existiendo la

necesidad de convertir los circuitos en paralelo en circuitos en serie para

8


tener un solo circuito en línea que nos dé un valor de la resistencia que

vencer.

2.2.6. CIRCUITO EN SERIE

Este circuito tiene las siguientes relaciones: El volumen total de aire es el

mismo a través de todo el circuito desde que ingresa el aire a la mina hasta

que sale de ella es decir:

𝑄𝑄𝑇𝑇=𝑄𝑄1=𝑄𝑄2=𝑄𝑄3=𝑄𝑄4 =... (2.7)

La resistencia total es igual a la suma de las pérdidas o resistencias de

cada una de las galerías por donde viaja el flujo, esto es:

𝑃𝑃𝑇𝑇=𝑃𝑃1+𝑃𝑃2+𝑃𝑃3+𝑃𝑃4+... (2.8)

La relación que hay entre (PT) y el volumen Qt del flujo que viaja es igual

𝑃𝑃𝑇𝑇 = 𝑅𝑅𝑄𝑄2 (2.9)

𝑃𝑃𝑇𝑇= 𝑅𝑅𝑄𝑄2 = 𝑅𝑅1𝑄𝑄12 + 𝑅𝑅2𝑄𝑄22 + 𝑅𝑅3𝑄𝑄32 + 𝑅𝑅4𝑄𝑄42 = 𝑄𝑄2 (𝑅𝑅1 + 𝑅𝑅2 +

𝑅𝑅3 + 𝑅𝑅4+... (2.10)

Pero como todos los volúmenes son iguales podemos escribir que:

𝑅𝑅𝑇𝑇 = 𝑅𝑅1 + 𝑅𝑅2 + 𝑅𝑅3 + 𝑅𝑅4+... (2.11)

En circuitos en serie los requerimientos de fuerza o energía eléctrica son

altos, para un determinado volumen, porque los HP para trasladar el peso

del aire son acumulativos. En un circuito en serie dentro de una mina de

vetas verticales el circuito en sería el siguiente:

9


FIGURA 2.3: Circuito en serie con puertas que regulan el aire conforme

sus necesidades


Y su esquema lineal para cálculo de cada una de las PL o resistencia

es la siguiente:


Que calculados y analizados nos dice cual es el tramo más resistente en

mina que debemos inspeccionar para mejorarlo y ver el modo de reducir

esta resistencia.

FIGURA 2.4: Circuito en serie

Fuente: (Hartman, 1991)2.2.7.

10


2.2.7 CIRCUITO EN PARALELO

Es cuando el flujo o volumen total de aire es distribuido o divididoen v

arias galerías. En la ventilación de minas cuando se está

haciendo un circuito en paralelo se dice que se está haciendo unsplitti

ng y cada ramal del circuito en paralelo se llama split y estecircuito pa

ralelo tiene las siguientes relaciones:Cuando el flujo pasa por galerías e

n paralelo, o galerías que sebifurcan el volumen total es la suma de

los volúmenes que pasapor cada ramal:

QT= Q1+ Q2+ Q3+ Q4 +... (2.12)

La pérdida de resistencia es la misma a través de cualquier ramal og

alería:

PT= P1= P2= P3= P4=... (2.13)

Pero sabiendo que P = RQ2, podemos decir que la P podemos

hallarlo conociendo la R y el Q sin necesidad de usar la fórmula de

resistencia y de lo anterior podemos decir también que:

11


Nos dice que cada R o resistividad involucra a las características de

cada galería o conductos de los cuales queremos conocer sus

resistencias, con datos obtenidos en el mapeo de campo que nos

permiten calcular las resistencias de estos conductos. Si la estática

es la misma o constante

Que es una de las relaciones que indica que conocidas las

características o resistividad de las galerías R1yR el volumen Q que

queremos distribuir, podemos hallar el volumen que pasará por

ecuación, en la que tenemos todos los datos que hemos obtenido en

el mapeo de mina y que ahora nos sirven para hallar las resistencias

por cálculos y poder distribuir el volumen principal por diferentes

12


ramales conforme exigen las operaciones En mina un circuito en

paralelo es del siguiente modo:

FIGURA 2.5: Circuito en Paralelo


Y su esquema para calcular el circuito es el siguiente:

Para el cálculo de las resistencias inicie por determinar la resistencia

equivalente de che y de cfgh, esta resistencia equivalente hay que calcular

con la resistencia d para tener otra resistencia equivalente la que se

sumará a la resistencia de a é i para tener la resistencia total desde el

punto 1 al punto 2 y poder pedir el ventilador adecuado.

El costo de la fuerza eléctrica en HP se reduce fuertemente para una

determinada cantidad de aire cuando se establece circuitos en paralelo.

Cada tajo debe ser un ramal de un circuito en paralelo para lograr frescura

y aire no tan contaminado pero de modo controlado, en la cantidad que

13


requiere este a la velocidad mínima de transporte. Muchos tajos no tienen

la velocidad mínima que todo supervisor debe exigir.

2.2.8. LEY BASICA DE LA VENTILACION DE MINAS

Las leyes del estado del flujo de aire indican que por una cantidad de aire

que circule entre dos puntos, debe de existir una diferencia de presión

entre estos puntos. La relación entre la diferencia de presión (P) y la

cantidad de flujo de aire (Q).

Si no existe una diferencia de presión no existe una cantidad de flujo, es

decir si P = 0, Q = 0. Mientras mayor sea P, mayor será Q. En el caso de

aquel aire de mina que circula subterráneamente en donde el patrón del

flujo es turbulento (es decir, como un río que fluye en los rápidos), la

relación entre las dos cantidades puede expresarse en la ley cuadrática:

𝑃𝑃=𝑅𝑅Q2

P : Pérdida de presión (Pa)

R : Resistencia (Ns2/m8)

Q : Flujo del volumen (m3/s)

El termino R de la ecuación se denomina como la resistencia del conducto

de ventilación o del ducto al cual se aplica. Si es necesario duplicar el

volumen del aire que circula a través del ducto o del conducto de

ventilación, la presión requerida no es el doble de la presión original sino el

cuádruple, es decir 22x la presión original. Similarmente para triplicar la

cantidad requerida, se debe aumentar nueve veces la presión original, es

decir 32x la presión original.

14


2.2.9. ECUACIÓN DE ENERGÍA TOTAL

En cualquier sección de un ducto, la energía total está representada por la

suma de los siguientes tres componentes: una energía estática, una energía

de velocidad (dinámica) y una energía potencial, cuando se considera un

fluido en movimiento entre dos secciones, además de las tres clases de

energía tiene relevante importancia una cuarta clase de energía: la energía

mecánica. Luego, para dos puntos de un ducto (1 y 2) la ecuación de la

energía total está dada por:

(𝐸𝐸𝑛𝑛𝑒𝑒𝑟𝑟𝑔𝑔í𝑎𝑎𝑇𝑇𝑜𝑜𝑡𝑡𝑎𝑎𝑙𝑙)1= (𝐸𝐸𝑛𝑛𝑒𝑒𝑟𝑟𝑔𝑔í𝑎𝑎𝑇𝑇𝑜𝑜𝑡𝑡𝑎𝑎𝑙𝑙)2+ (𝑃𝑃é𝑟𝑟𝑑𝑑𝑖𝑖𝑑𝑑𝑎𝑎𝑠𝑠𝑑𝑑𝑒𝑒𝐸𝐸𝑛𝑛𝑒𝑒𝑟𝑟𝑔𝑔í𝑎𝑎) 1−2 (2.23)

Sustituyendo las expresiones anteriores por las diferentes clases de

energía se tiene: La Ecuación de Bernoulli

𝑉𝑉 2/𝑔𝑔2 = Energía de Velocidad.

Z = Energía Potencial.

Pp = Pérdida de energía debido al flujo.

P = Presión absoluta (kPa o Pa)

w = Densidad (kg/m3)

V = Velocidad (m/s)

g = Aceleración gravitacional (m/s2)

Por lo tanto la ecuación anterior puede ser representada:

𝑃𝑃𝑡𝑡1 = 𝑃𝑃𝑡𝑡2 + 𝑃𝑃𝑃𝑃 (2.25)

15


En términos de presiones:

𝑃𝑃𝑠𝑠1 + 𝑃𝑃𝑣𝑣1 + 𝑃𝑃𝑧𝑧1 = 𝑃𝑃𝑠𝑠2 + 𝑃𝑃𝑣𝑣2 + 𝑃𝑃𝑧𝑧2 + 𝑃𝑃𝑝𝑝 (2.26)

FIGURA 2.6: Flujo de fluidos a través de un ducto


2.2.10. ECUACIÓN MODIFICADA DE ENERGÍA

Utilizando las ecuaciones anteriores, los cálculos se hacen complicados

principalmente debido a las dificultades en determinar Pp, que son las

elevaciones de los diferentes lugares de trabajo.

Estas dificultades pueden ser superadas si los cálculos se efectúan

utilizando un procedimiento estándar donde el término de elevación es

omitido. Sin embargo esta omisión implica modificar la ecuación general de

energía. Se debe enfatizar que para cada 70 pies de desnivel entre dos

puntos, la presión potencial aumenta en 1” H2O, empero la presión estática

disminuye en una magnitud equivalente, habiendo en muchos casos

compensación de presiones. Un procedimiento común para superar estas

dificultades consiste en utilizar presiones manométricas en lugar de las

presiones absolutas, luego la ecuación modificada de energía aplicada en

ventilación de minas está dada por:

16


𝑃𝑃𝑡𝑡1=𝑃𝑃𝑡𝑡2+𝑃𝑃𝑝𝑝 (2.27)

2.2.11. PERDIDAS DE PRESIÓN

La energía suministrada a un fluido en movimiento, por medios naturales y

mecánicos, es suministrada íntegramente para vencer las pérdidas de

presión Pp. En el flujo de fluidos por ductos se distinguen dos clases de

pérdidas:

Pf = Pérdidas debido a la fricción.

Px = Pérdidas debido al choque

Y están relacionadas en la siguiente ecuación:

𝑃𝑃𝑝𝑝=𝑃𝑃𝑓𝑓+𝑃𝑃𝑥𝑥 (2.28)

Pf, representa la pérdida de energía debido al paso del aire por

ductos de sección uniforme y Px, representa la pérdida de energía por

cambios de dirección en la corriente del aire, cambios en la

2.2.12. PRESIONES DE UNA MINA

Para determinar la magnitud de la presión artificial es necesario sumar

algebraicamente las presiones componentes de los elementos de un

circuito y balancear las mismas para todos los circuitos de una red de

ventilación. Esta presión se denomina generalmente presión total de la mina

y se representa:

(𝑚𝑚𝑖𝑖𝑛𝑛𝑎𝑎)=𝑃𝑃𝑠𝑠 (𝑚𝑚𝑖𝑖𝑛𝑛𝑎𝑎)+𝑃𝑃𝑣𝑣 (𝑚𝑚𝑖𝑖𝑛𝑛𝑎𝑎) (2.29)

2.2.12.1. Presión Estática (ps)

La presión estática es la presión ejercida por el aire en las paredes

del ducto, la cual tiende a forzarlas a expandirse. Es la cantidad

17


total de energía necesaria para vencer las pérdidas de presión de

un ducto:

𝑃𝑃𝑠𝑠=𝑃𝑃𝑝𝑝=𝑃𝑃𝑓𝑓+𝑃𝑃𝑥𝑥 (2.30)

2.2.12.2. Presión Velocidad (pv)

La presión de velocidad se define como la presión resultante del

movimiento del aire. Mientras más rápido se mueve el aire, o

mientras mayor sea la velocidad del aire, mayor será la presión de

la velocidad del aire y viceversa. Es la cantidad de energía

necesaria para vencer las pérdidas por cambio en el diámetro del

ducto expresada en términos de velocidad del aire en la descarga:

2.2.12.3. Pérdida de Presión por Fricción

En ventilación de minas la pérdida de presión por fricción

representa del 70 % al 90 % de la presión total de la mina,

consiguientemente será muy útil determinar con la suficiente

precisión utilizando los coeficientes apropiados.

FIGURA 2.7: Gradiente de presiones


18


2.2.13. FORMULA DE ATKINSON

El valor de la resistencia (R) depende de ciertas características del

conducto de ventilación o del ducto; por ejemplo, si uno de los conductos

de aire cuenta con un área pequeña y otra grande y

FIGURA 2.8: Ecuacicon de atkinson

Fuente: (Intercade, 2014)

Todos los factores son constantes, el aire circula con mayor facilidad a

través del segundo conducto de ventilación. En otras palabras, mientras el

conducto de ventilación sea de mayor tamaño, más baja será la resistencia

(R) del conducto. Si en un conducto el aire debe friccionar contra un área o

superficie de mayor tamaño, la resistencia será mayor en el conducto con

la “superficie de fricción” de mayor tamaño. La superficie de fricción se

calcula multiplicando la circunferencia por la longitud. Finalmente, si las

paredes de un conducto son lisas y las de otro son ásperas y el resto de los

factores son iguales, la resistencia del conducto liso será menor que la del

conducto áspero, es decir, el “factor de fricción” depende de la naturaleza

de la superficie del conducto de ventilación. La Fórmula de Atkinson

considera estos factores

19


Y expresa:

DONDE :

P = pérdida de presión (Pa)

C = perímetro (m)

L = longitud (m) A = área (m²)

Q = flujo de cantidad (m³/s)

V = velocidad (m/s)

K = factor de fricción (Ns²/m4)

w = densidad del aire (kg/m³)

Cualquiera de las ecuaciones es correcta puesto que 𝑄𝑄=𝑉𝑉∗𝐴𝐴

𝑉𝑉=𝑄𝑄𝐴𝐴 y 𝑉𝑉2=𝑄𝑄2𝐴𝐴2 (2.34)

El término 𝑤𝑤/1,2 está incluido en la formula Atkinson para expresar que los

requisitos de presión dependen de la densidad del aire. Obviamente, se

requerirá de mayor presión para hacer circular aire más pesado (de mayor

densidad) a través del sistema. De hecho, los requisitos de presión son

directamente proporcionales con la densidad del aire (p w).

2.2.14. FACTOR DE FRICCIÓN

Los valores de K son determinados por las mediciones en diferentes

galerías, tipos de rocas y sinuosidades y es un tanto laborioso obtenerlo en

las galerías, por lo que obtenemos de una tabla elaborada, la cual hay que

20


corregir por la densidad del aire de la mina para obtener el K corregido a

nivel de mina esto es:

𝐾𝐾𝑐𝑐𝑜𝑜𝑟𝑟𝑟𝑟𝑒𝑒𝑔𝑔𝑖𝑖𝑑𝑑𝑜𝑜=𝑘𝑘𝑤𝑤1,2 (2.35)

2.2.15. PERDIDA POR CHOQUE

Las pérdidas por choques son de origen local, producidas por turbulencias,

remolinos, frenadas del aire al enfrentar diversos accidentes dentro del

circuito. Los accidentes son cambios de dirección, entradas, contracciones,

etc.

También dependen de la velocidad y del peso específico del aire.

2.3. DEFINICIONES CONCEPTUALES DE LA VENTILACION DE MINAS

2.3.1 VENTILACIÓN DE MINAS

Es el proceso mediante el cual se hace circular por el interior de la misma

el aire necesario para asegurar una atmósfera respirable y segura para el

desarrollo de los trabajos. La ventilación se realiza estableciendo

un circuito para la circulación del aire a través de todas las labores. Para

ello es indispensable que la mina tenga dos labores de acceso

independientes: dos pozos, dos socavones, un pozo y un socavón, etc. En

las labores que sólo tienen un acceso (por ejemplo, una galería en avance)

es necesario ventilar con ayuda de una tubería. La tubería se coloca entre

la entrada a la labor y el final de la labor. Esta ventilación se conoce

como secundaria, en oposición a la que recorre toda la mina que se

conoce como principal.

21


FIGURA 2.9: Ventilacion de minas

Fuente: (Internet, 2014)

2.3.2. AIRE ATMOSFÉRICO

El aire atmosférico es una mezcla de una serie de gases, cada uno de los

cuales tiene propiedades físicas y químicas propias. Los componentes

principales del aire atmosférico puro son oxígeno y nitrógeno, existiendo

además porcentajes pequeños de gases raros (argón, neón y helio) así

como un porcentaje variable de dióxido de carbono. La composición del

aire puro seco es:

Tabla 2.1: Composición del aire atmosférico

Fuente:(Instituto de ingenieros de Minas del Perú, 1989)

2.3.3. AIRE DE MINA.

El aire de mina es una mezcla de gases y vapores, generalmente con polvo

en suspensión que ocupa el espacio creado por las labores subterráneas.

Se trata de aire atmosférico, que al ingresar a la mina sufre una serie de

alteraciones en su composición. Si las alteraciones

22


Son tan pequeñas que el aire puede ser considerado como atmosférico,

nos referimos a él cómo aire fresco o de ingreso, mientras que el aire

contaminado será descrito como aire viciado o de retorno. Durante su paso

a través de la mina, el aire recoge algunos gases, calor y el polvo

producido por las operaciones mineras. Simultáneamente debido a la

presencia de los trabajadores y de materiales en el interior de la mina, el

aire pierde parte de su oxígeno. Durante el invierno, cuando el aire en el

exterior de la mina es relativamente seco, absorberá además la humedad

de la atmósfera de la mina. Durante el verano el proceso se invertirá, razón

por la cual la mayoría de las minas tienden a secarse durante el invierno y

volverse húmedas durante el verano.

Tabla 2.2: Oxígeno consumido por los seres humanos

Fuente:(Instituto de ingenieros de Minas del Perú, 1989),

2.3.4. PROPIEDADES FISICAS DEL AIRE

2.3.4.1. Densidad del aire

Se define como la cantidad de masa de aire contenida en unidad de

Volumen.

23


Donde:

ρ = Densidad del aire (kg/m3)

M = Masa (kg.)

V = Volumen (m3)

G = Peso (kg.)

La densidad del aire a condiciones normales es de 1.295 kg/m3 a

una presión barométrica de 760 mm de hg y una temperatura de 15

ºC y humedad relativa de 60 %.

2.3.4.2. Peso específico

Es el peso (G) del aire en unidad de volumen

En la ventilación de minas se utiliza el peso específico (𝛾𝛾) estándar

1.2 kg/m3, que es el peso de 1 m3 de aire, con la presión de 1

atmosfera, temperatura de 15 °C y humedad de 60%. El p.e. (𝛾𝛾)

indica también cuantas veces un gas es más pesado o liviano que el

aire.

2.3.4.3. Volumen específico

El volumen específico del aire es el volumen (v) en m3 ocupado por

1 kg. De aire a presión y temperaturas dadas.

24


2.3.4.4. Peso del aire (g)

𝐺𝐺=𝑉𝑉∗𝛾𝛾 (2.39)

Donde:

G = Peso del aire (kg)

V = Volumen del aire (m3)

𝛾𝛾 = Volumen específico (m3/kg)

2.3.4.5. Calor específico

Se entiende como calor específico a la cantidad de calor (medido en

calorías) que necesita para aumentar a 1 º centígrado 1 kg. De una

masa de aire.

2.3.4.6. Viscosidad

La viscosidad es la resistencia del aire a los esfuerzos tangenciales.

En los cálculos de ventilación se utiliza el coeficiente cinemático de

viscosidad.

𝜐𝜐= 𝑚𝑚2/𝑠𝑠𝑒𝑒𝑔𝑔 (2.40)

Para el aire a temperatura de 15 °C, 𝜐𝜐=1.44∗10−5

2.3.4.7. Presión

La presión es una propiedad física del aire que intervienen los

diferentes procesos de ventilación de una mina. La presión

atmosférica es el peso del aire que rodea la tierra a causa de la

presión y que disminuye a medida que aumenta la altura de la

superficie de la tierra. La presión expresada en pulgadas de

Mercurio se llama presión barométrica. Al nivel del mar la presión

atmosférica es capaz de soportar una columna de 30 pulgadas de

25


alto, es decir la presión barométrica al nivel del mar es 30 pulgadas

de mercurio. Una pulgada de mercurio a 32 ºF de temperatura pesa

.49 libras. Una presión barométrica de 30 pulgadas equivaldrá 0.49 *

30 = 14.7 lb/plg2.

2.3.4.8. Temperatura

La temperatura del aire se expresa en grados centígrados o grados

fanrenheit, como también se expresa en grados absolutos. Por

temperatura normal en la ventilación de minas se toma 15 °C.

2.3.4.9. Humedad de aire

Es la cantidad de vapor de agua contenida en un metro cúbico de

aire. Se llama aire saturado cuando el aire contiene el máximo vapor

de agua para cualquier temperatura y se expresa en porcentaje (%).

En la práctica para medir la humedad relativa del aire se realiza a

través del psicrómetro. Según la ley de Dalton:

𝑃𝑃𝑇𝑇=𝑃𝑃𝑎𝑎+𝑃𝑃𝑣𝑣 (2.41)

Pa = Presión parcial del aire seco.

Pv = Presión parcial del vapor.

La humedad absoluta es el contenido de vapor de agua, en gramos

en 1 m3 de aire. Cuanto mayor es la temperatura del aire, tanto más

vapor de agua puede contener.

26


2.3.5 OBJETIVOS DE LA VENTILACIÓN DE UNA MINA

Medición del ingreso y salida de aire.

Diagnóstico Integral de circuitos de ventilación.

Determinar las necesidades de aire

Monitoreo de las condiciones ambientales de la mina: evaluar los

contaminantes físicos y químicos

Evaluación de las condiciones termo-ambientales

Proyectos de mejoras.

2.3.6 PRINCIPIOS DE LA VENTILACIÓN

Para que exista ventilación debe haber:

Dos puntos de diferente presión (>P a <P)

Diferencia de temperaturas (> Tº a < Tº)

2.3.7. TIPOS DE VENTILACIÓN

Se pueden clasificar en dos grandes grupos

2.3.7.1 Ventilación Natural

consiste básicamente en el movimiento de masas de aire al interior

de las minas producto de diferencias de temperaturas entre las

labores y la superficie y de la diferencia de altitud entre las galerías

conectadas con superficie, fue ampliamente utilizada en los

comienzos ; posterior a esto, se utilizó las caídas de agua en los

piques para inyectar aire fresco al interior de las minas, también se

27


encendían grandes hogueras en los piques para producir tiraje y

levantar el aire contaminado desde el interior de las minas, hacia

superficie.

FIGURA 2.10: Ventilacion Natural

Fuente: (Intecade, 2014)

2.3.7.2 Ventilación Artificial:

Se hace por medio de ventiladores que introducen aire fresco a

través de mangas.

Es obligatorio el empleo de ventiladores auxiliares en labores que

solo tengan una vía de acceso teniendo un avance no superior a 60

metros.

FIGURA 2.11: Ventilacion Artificial

Fuente: (Internet, 2014)

28


2.3.7.3 Caudal de Aire

Es la cantidad de aire que ingresa a la mina y que sirve para ventilar

labores, cuya condición debe ser que el aire fluya de un modo

constante y sin interrupciones. El movimiento de aire se produce

cuando existe una alteración del equilibrio: diferencia de presiones

entre la entrada y salida de un ducto, por causas naturales

(gradiente térmica) o inducida por medios mecánicos.

FIGURA 2.12:Caudal de Aire

Fuente: (Intecade, 2014)

2.3.7.4 Sistemas de Ventilación

En el sistema general, el ventilador principal suele estar instalado a

nivel de la superficie en la vía de salida del aire, con redes que

garantizan el flujo de aire a través de aberturas interconectadas. La

red general de ventilación consta de puntos de conexión en los que

se cruzan tres o más vías de aire ramales entre estos puntos de

conexión y mallas, que son pasos cerrados en la red.

29


2.3.8 VENTILACIÓN MINERA Y SU IMPORTANCIA EN EL RENDIMIENTO

La ventilación minera en muy importante en el rendimiento del personal, ya

que nos brindará:

Un ambiente laboral seguro y confortable.

Trabajaran con mayor tranquilidad.

Estarán alertas a cualquier tipo de accidente.

Mayor eficiencia o rendimiento en el trabajo de hombres y

maquinarias. Asegurar la salud de los trabajadores.

2.3.9 EFECTOS EN LA SALUD

La minería subterránea crea espacios bajo tierra en los cuales trabajan

seres humanos. Las condiciones de trabajo incluyen la humedad ambiental,

la temperatura del aire, la presencia de radiaciones nocivas o de gases

explosivos, la presencia de agua, la formación de polvo y la emisión de

ruido que dependen tanto del mineral como de la roca en Caja,

de la profundidad de la mina y del uso de maquinaria. Por qué es

importante el control de la calidad de aire Las emanaciones de

“Aire Usado” en las minas, son el producto normal de las operaciones

mineras. Constituidas por la combinación de vapor, humo de explosivos,

polvo, humo

devehículos diesel, gases propios de emanaciones rocosasnaturales, reacc

iones químico-ambientales de los mineralespresentes; que constantemente

circulan por las labores de lámina y luego emanan a la superficie. El

“Sistema de Ventilación”, está constituido por la presencia de “Aire Fresco”

que ingresa a la mina por factores de presión y temperatura en el aspecto

natural; y por influencia directa de la fuerza de ventiladores aspirantes o

impelentes que introducen aire fresco al interior de las minas subterráneas

a través demandas.

30


Lo opuesto al “Aire Fresco”, Viene a ser el “Aire Usado” el que sale del

interior de las labores mineras, a través de las “Galerías y/o Chimeneas de

Ventilación” en forma natural o por la influencia de ventiladores. En el

interior de las Minas Subterráneas, se deben considerar las Vías de

Retorno de Aire Usado; Galerías de Mayor Circulación Vehicular; Frentes

de Trabajo en Desarrollo; Tajeas de Explotación;

Echaderos y Tolvas de Mineral; Chimeneas y Tolvas de Desmonte. La

nubosidad, los humos de hidrocarburos y explosivos, polvo, presencia de

gases y micro partículas contaminantes, son la causa fundamental de los

altos grados de morbilidad y mortalidad, como consecuencia

de las enfermedades neumoconióticas y cardiovasculares

2.3.9 1 Gases

En las minas metálicas como no metálicas, pueden encontrarse

diversos gases que están normalmente presentes, produciéndose

en:

Uso de explosivos.

Descomposición de las sustancias orgánicas.

Combustiones espontáneas.

Incendios.

Reacciones químicas de los minerales.

Uso de los equipos mecanizados de motores de

combustión.

A consecuencia de la falta de ventilación o ventilación insuficiente en las

faenas subterráneas. Estos gases, pueden alcanzar concentraciones

capaces de afectar la salud o vida del trabajador.

31


2.3.9 2.Origen de los Gases de Mina

En la voladura con el uso de explosivos, origina mayor gases

tóxicos. Por ejemplo el uso de ANFO, genera diversos óxidos

de nitrógeno los mismos que aun en bajas concentraciones

pueden resultar mortales.

FIGURA 2.13:Gases producidos por al voladura

Fuente: (Esam, 2010)

2.3.9 3.Otros Gases

Gases de estratos que existen dentro de las estructuras rocosas del

yacimiento. Gases producidos por las personas al exhalar anhídrido

carbónico (CO2) cuando realiza su trabajo y por los desechos

orgánicos que existen en interior de la mina (madera, materiales,

sustancias etc.)

2.3.9.3.1 Gases Producidos por Equipo Diesel

Máquinas de combustión interna, que liberan gran cantidad de

contaminantes, hasta 0.3 m3/min. Por HP. Estos gases son CO,

NO2, aldehídos, humos, metano y SO2

32


FIGURA 2.14:1Gases Producidos por Equipo Diesel


2.3.9.3.2 .Monóxido de Carbono (CO)

Gas extremadamente venenoso, es incoloro, inodoro e insípido, muy

ligero, poco soluble en agua, inflamable y posee una gran capacidad

de dispersión.

IGURA 2.15: Efectos con Monóxido de Carbono


Se genera:

Por la combustión incompleta de madera (incendios en la mina).

33


Por funcionamiento de motores de combustión interna, cuando no se

controla el escape de estos equipos.

Por el uso de explosivos.

En toda combustión que haya deficiencia de oxígeno.

Es uno de los gases más peligrosos que existen y es la causa del

90% de los accidentes fatales en minas por intoxicación por gases.

Tabla 2.3 clasifiacion de gases toxicos

2.3.9.3.3. Gases Nitrosos (NO, NO2)

Los gases nitrosos en concentraciones bajas no tienen color, olor y

sabor. En concentraciones altas se pueden detectar por su olor a

pólvora quemada, familiar de las voladuras y por sus humos de color

rojizo. Los gases tóxicos e irritantes, se producen por:

La combustión.

La detonación de los explosivos.

Por la operación de equipos diesel

2.3.9.3.4. Nitrógeno (N2)

34


Gas inerte, incoloro, inodoro e insípido. No es venenoso y no

sostiene la vida ni la combustión. Cuando se encuentra mezclado

con un poco de oxígeno, sólo produce sofocamiento en el organismo

humano; pero cuando se mezcla con el oxígeno en una proporción

mayor aprox., de 78 % a 21 %, este gas causa la muerte por

sofocamiento cuando el porcentaje de nitrógeno pasa de 88%.

2.3.9.3.5. Gases en Mina

Estos cuatro tipos de gases son los que se detectan con más

continuidad en las operaciones mineras. Existen otros gases como el

anhídrido Sulfuroso (SO2), gas Sulfhídrico (H2S), etc., que se

presentan en proporciones muy bajas y de rápido control.

2.3.9.3.6. Anhídrido Sulfuroso (SO2)

No existen pruebas definitivas que el SO2 provoque enfermedades

respiratorias pero se ha encontrado una correlación específica de la

incidencia de óxidos de azufre en la atmósfera y el índice de muertes

de personas que sufren de enfermedades crónicas cardiovasculares

y respiratorias.

2.3.9.4 CONDICIONES DE TRABAJO

Las condiciones del trabajo minero en este sector tienen un gran

impacto en la salud de las personas involucradas en esta actividad.

Por ejemplo, la prospección es por detección visual y la explotación

es por minado selectivo, con un 60% de perforación manual, 15% de

perforación eléctrica y sólo un 25% de perforación convencional.

35


Estas condiciones de explotación tienen un gran impacto en la salud

del minero, dado que éste emplea principalmente la fuerza física.

Además, el empleo del perforador eléctrico no permite el uso de

agua y por lo tanto incrementa la concentración de polvo de mineral

en el socavón.

El mineral extraído es molido y amalgamado en quimbaletes

y luego rehogado para eliminar el mercurio302. En Puno, en los

yacimientos primarios, la explotación suele ser eminentemente

manual, con perforación a pulso. El transporte de mineral se realiza

en carretillas; y el beneficio, en quimbaletes, con baja recuperación y

uso indiscriminado de mercurio303. En los yacimientos secundarios

(depósitos fluvio-glaciales del cuaternario), se derriba el material

aurífero por medios manuales y por medios mecánicos a través de

monitores, y el tratamiento se realiza en canaletas enrifladas304. En

Madre de Dios, en la zona de selva baja, se encuentran gravas

auríferas en cursos antiguos de ríos. Para la explotación se emplea

carretilla y tolva, monitores, bombeo y draga de succión, y el

tratamiento se realiza en canaletas y por amalgamación. En el pie de

monte, que son gravas auríferas en terrazas, se emplea el minado

mecanizado y el tratamiento en canal con alfombra y

amalgamación305.

.

El mineral extraído es molido “a pulso” o en molino de billas, y pasa

luego a un proceso de amalgamado en quimbalete (molino de

piedra). Concluidas la molienda y la amalgamación, se separa la

“amalgama” del resto del material (relave) y se procede a rehogar,

para obtener la “pella” del oro. El proceso de amalgamación se

fundamenta en que la tensión superficial a la interacción oro

mercurio es muy inferior a la del agua con el oro. Esto favorece la

combinación de los dos metales Formando la amalgama 306.

36


2.3.9.4.1. Ventilación Secundaria

Es la ventilación auxiliar o secundaria y son aquellos sistemas que,

haciendo uso de ductos y ventiladores auxiliares, ventilan áreas

restringidas de las minas subterráneas, empleando para ello los

circuitos de alimentación de aire fresco y de evacuación del aire

viciado que le proporcione el sistema de ventilación general. La

ventilación mecánica tiene como fin sustituir de forma artificial la

función del sistema respiratorio cuando fracasa. La alta incidencia y

la gravedad de la insuficiencia respiratoria hacen que el personal

sanitario, médicos y enfermeros, deba conocer los fundamentos del

soporte ventila torio.

Nuestro objetivo al escribir esta obra ha sido desmitificar una técnica

que en ocasiones se ha querido mostrar como muy compleja, y por

tanto describir, de forma sencilla, las bases fundamentales de la

ventilación mecánica. A pesar de la disparidad de los recursos

disponibles, de la variedad de los equipos y de la diversidad de

ámbitos donde se tratan los pacientes, las recomendaciones y el uso

general de esta medida de soporte vital son los mismos. Nos parece

que este libro puede ser de utilidad, tanto para aquellos

profesionales que ocasionalmente ventilan pacientes en los servicios

de urgencias y emergencias, como para los que utilizan con

frecuencia la sustitución artificial de la ventilación en las unidades de

cuidados intensivos y reanimación, pero no es un tema de su

especial interés. Así pues, de forma deliberada hemos omitido los

aspectos más complejos de la técnica, ya que creemos que su

desarrollo debe contemplarse en otro tipo de tratado

específicamente dirigido a profesionales con mayor experiencia y

dedicación. Por otra parte, tampoco abordamos los cuidados

37


respiratorios, ya que si bien son imprescindibles en cualquier

paciente ventilado, precisarían otro texto para poder describirlos con

las debidas profundidad y extensión.

FIGURA 2.16: Ventilador Secundario


Si este manual puede ayudar en alguna medida al cuidado y

el tratamiento de los pacientes graves que precisan

ventilación mecánica, el esfuerzo y el entusiasmo empleados

en su elaboración quedarán plenamente satisfechos. Por

último, deseamos expresar nuestro agradecimiento a CSL

Behring por su inestimable colaboración en la edición de esta

obra. Los sistemas de ventilación auxiliar que pueden

emplearse en el desarrollo de galerías horizontales, utilizando

ductos y ventiladores auxiliares son:

38


2.3.9.4.1.1 Sistema Impelente

El aire es impulsado dentro del ducto y sale por la galería en

desarrollo ya viciado. Para galerías horizontales de poca

longitud y sección (menores a 400 metros y de 3.0 x 3.0

metros de sección), lo conveniente es usar un sistema

impelente de mediana o baja capacidad, dependiendo del

equipo a utilizar en el desarrollo y de la localización de la

alimentación y evacuación de aire del circuito general de

ventilación de la zona.

FIGURA 2.17: Sistema Impelente


2.3.9.4.1.2 Sistema Aspirante

El aire fresco ingresa a la frente por la galería y el

contaminado es extraído por las mangas de ventilación. Para

ventilar desarrollos de túneles desde la superficie, es el

sistema aspirante el preferido para su ventilación, aun cuando

se requieren elementos auxiliares para remover el aire de la

zona muerta, comprendida entre la frente y el extremo de la

ductería de aspiración

39


FIGURA 2.18: Sistema Aspirante


2.3.9.4.1.3 Sistema es el Combinado, Aspirante-Impelente

Emplea dos tendidos de ductería, una para extraer aire y el

segundo para impulsar aire limpio al frente en avance. Este

sistema reúne las ventajas de los dos tipos básicos, en cuanto

mantener la galería y la frente en desarrollo con una

renovación constante de aire limpio y en la velocidad de la

extracción de los gases de disparos, con la desventaja de su

mayor costo de instalación y manutención

FIGURA 2.19: Sistema es el Combinado, Aspirante-

Impelente

40



Hoy día, es la ventilación impelente la que más se usa, ya que

el ducto es una manga totalmente flexible, fácil de trasladar,

colocar y sacar. En este caso, el ventilador al soplar infla la

manga y mueve el aire. En el caso de la ventilación aspirante,

estas mangas deben tener un anillado en espiral rígido lo que

las hace muy caras. El uso de sistemas combinados,

aspirante – impelentes, para ventilar el desarrollo de piques

verticales, es también de aplicación práctica cuando éstos se

desarrollan en forma descendente y la marina se extrae por

medio de baldes. En estos casos, el uso de un tendido de

mangas que haga llegar aire fresco al fondo del pique en

avance es imprescindible para refrescar el ambiente. La

aplicación de sistemas auxiliares para desarrollar galerías

verticales está limitada a su empleo para ventilar la galería

donde se inicia el desarrollo de la chimenea o pique, dado

que la destrucción de los tendidos de ductos dentro de la

labor vertical por la caída de la roca en los disparos es

inevitable (en su reemplazo se utiliza el aire comprimido).

El objetivo de la ventilación auxiliar es mantener las galerías

en desarrollo, con un ambiente adecuado para el buen

desempaño de hombres y maquinarias, esto es con un nivel

de contaminación ambiental bajo las concentraciones

máximas permitidas, y con una alimentación de aire fresco

suficiente para cubrir los requerimientos de las maquinarias

utilizadas en el desarrollo y preparación de nuevas labores.

2.3.9.5. CLASIFICACIÓN DE LOS VENTILADORES

2.3.9.5.1Ventiladores Centrífugos

41


En estos ventiladores, el aire entra por el canal de aspiración que se

encuentra a lo largo de su eje, cogido por la rotación de una rueda

con alabes. Ofrece la más alta presión estática y un flujo mediano.

Su eficiencia varía entre 60% y 80%, pueden trabajar a altas

velocidades.

Son ventiladores que pueden considerarse “quietos” si se observa su

cueva característica, produce menos ruido que las axiales, son

rígidos, son más serviciales pero mucho más costosos.

FIGURA 2.20: Ventiladores Centrífugo


2.3.9.5.2. Ventiladores Axiales

En este tipo de ventiladores, el aire ingresa a lo largo del eje del

rotor y luego de pasar a través de las aletas del impulsor o hélice es

descargado en dirección axial. También se les llama ventiladores de

hélice. Ofrece el más alto flujo de aire, su eficiencia está entre 70 y

80% y son capaces de trabajar a las velocidades más altas,

presentan una gama fuerte de inflexión e inestabilidad, producen los

niveles más altos de ruidos, son más versátiles y son más baratos.

42


FIGURA 2.21: Ventiladores axiales


2.3.9.6 CIRCUITOS BÁSICOS DE VENTILACIÓN EN MINAS

2.3.9.6.1 Circuito en serie

Se caracteriza porque la corriente de aire se mueve sin ramificación, por lo

que el caudal permanece constante, en este caso todas las galerías se

conectan extremo a extremo.

FIGURA 2.22: Instalación en serie


43


2.3.9.6.2 Circuito de ventilación en paralelo

En la unión en paralelo, las labores se ramifican en un punto, en dos

o varios circuitos que se unen en otro punto

FIGURA 2.2.3: Instalación en Paralelo


44


CAPITULO III

2 MATERIAL DE ESTUDIO

3

3.1 GENERALIDADES

3.1.1. UBICACIÓN

Los yacimientos de Compañía Minera Caravelí S.A.C. se encuentran

localizados al sur del país, en el distrito de Huanuhuanu, provincia de

Caravelí, departamento de Arequipa, a una altura promedio de 1820

m.s.n.m.

Según la carta de INGEMMET pertenece a las hojas de Chala (32-ñ) y

Chaparra (32-o).

45


Las concesiones mineras presentan las siguientes coordenadas:

FIGURA 3.1 Ubicación Zona de Estudio

Fuente:(Propia, 2014)

3.1.2. ACCESIBILIDAD

El acceso a la mina desde la Ciudad de Lima es por la carretera

Panamericana Sur hasta llegar al Km. 610.7 (antes de la Localidad de

Chala) (ver fotografía 1), desde donde se desvía hacia al NE por una

carretera afirmada de 36 Km. hasta llegar a la localidad de Tocota, donde

se encuentra el campamento principal y la Planta de Beneficio

“Chacchuille”.

FIGURA 3.2. Campamento base cmc.


46


3.1.3. RELIEVE.

La Quebrada de Chala y sus tributarias son el accidente topográfico más

importante, con diferencia de cotas que alcanzan los 1000 metros, dando

lugar a una cuenca imbrífera de rumbo general NE’SW. Las cotas extremas

del área son de 1200 a 3300 m.s.n.m.

Este valle ha alcanzado su perfil de equilibrio, profundizando y

ensanchando su cauce, proceso que se ha desarrollado en un tiempo corto,

debido a la erosión sobre una superficie en proceso de levantamiento.

3.1.4. CLIMA Y VEGETACIÓN

El valle es seco y ligeramente templado durante todo el año, con una

escasa vegetación, pero con una napa freática de poca profundidad (10

metros). En los meses de verano, por efecto de las lluvias en las partes

altas, el agua llega a discurrir superficialmente. (Ver fotografía 3.3)

FIGURA 3.3. Mina Capitana


47


3.1.5. AGUA INDUSTRIAL

El agua necesaria para abastecer a las operaciones de la mina, es

bombeada desde un pozo subterráneo de 15m de profundidad. El agua

bombeada es captado en dos reservorios; uno para uso doméstico y el otro

para uso industrial, con un consumo promedio por día de 525 m3/día,

distribuidos en un promedio de:

3.1.6. ENERGIA ELECTRICA

La energía eléctrica proviene de fuentes termo-eléctricas, compuestos por

grupos electrógenos y la casa de fuerza, los cuales trabajan independiente

o sincronizadas según sea el requerimiento.

FIGURA 3.4. Grupo electrogeno


48


Para el caso de la planta de beneficio y campamentos, la energía es

abastecida por la casa de fuerza, ubicada en la misma Planta, con una

capacidad instalada de 785 Kw, operando cuatro generadores:

Los grupos que abastecen de energía a la mina, están ubicadas

estratégicamente en cada zona, los mismos conforman un grupo de:

3.1.7. AIRE COMPRIMIDO

El aire comprimido utilizado en la mina, proviene de compresoras portátiles

ubicadas estratégicamente, con capacidades que van desde 185 CFM

hasta 850 CFM.

FIGURA 3.5. Compresoras Portalites


3.1.8. INFRAESTRUCTURA

Compañía Minera Caravelí, tiene como centro de operaciones su campamento

base, el cual se ubica aprox. a 2100 m.s.n.m. en el lugar denominado

“Chacchuille”, es aquí donde se localizan las oficinas generales, viviendas,

comedor, sala de recreaciones y servicios básicos. (Ver Figura 3.6

49


FIGURA 3.6. Campamento base – Campamento Mina


Así mismo la compañía cuenta con diferentes campamentos ubicadas en

las diferentes unidades, en donde el personal al igual que en el

campamento base, poseen servicios similares.

3.1.9. LABORATORIO QUÍMICO

La compañía, por tener un método de trabajo muy particular, tiene instalado

cerca al campamento base el Laboratorio Químico, área que se encarga de

realizar los análisis del mineral para su posterior liquidación de los mismos.

El método de análisis que se aplica, es el método clásico de ensayo a

fundición y copelación, para este efecto cuenta con todo el equipamiento

necesario a fin de realizar un trabajo óptimo y de calidad. (Ver figura 3.7)

FIGURA 3.7. Laboratorio Quimico


50


3.1.10. PLANTA DE BENEFICIO

El proceso utilizado es el de Lixiviación con Cianuro por Agitación y

Adsorción en Carbón Activado Granulado.

La capacidad de la Planta es de 150TM/día, con una producción promedia

de 3400TMS/mes, con una ley de 22.78g/TMS, del cual el 88% consta de

mineral proveniente de mina y el 12% del acopio de relaves de

amalgamación. El tratamiento consta de:

FIGURA 3.8. Planta De Beneficios


a. Chancado Primario y Muestreo

Consta de la recepción, muestreo y chancado del mineral con una

chancadora de mandíbula de 10” x 16”, de donde se obtiene un

producto de tamaño 80%-3/4”.

b. Chancado Secundario

Consta de una chancadora giratoria Telesmith 24FC, el cual trabaja

en un circuito cerrado con una zaranda vibratoria, de donde se

51


obtiene en tamaño 100% - 3/16” el cual es almacenado en la tolva de

finos.

c. Molienda y Clasificación

En el circuito de molienda y clasificación se dispone de tres molinos

de bolas; uno de 5’x 5’para la molienda primaria, otro de 4’x 4’ para

molienda secundaria y el tercero de 3’x 6’ para remolienda. El molino

secundario trabaja en circuito cerrado con un clasificador helicoidal

de 30” de diámetro por 17.3’ de largo y el de remolienda con un

hidrociclón D-10. Dependiendo de la naturaleza del mineral tratado

en este circuito se logra una disolución de oro que varía entre 80% y

90%.

d. Cianuración Adsorción

En este circuito se tiene una capacidad de 190.54m3 de pulpa,

operando; un tanque de 9’x 10’, tres de 9’x 9’, seis de 10’x 10’ y dos

de 12’x 12’, de los cuales los últimos 8 tanques tienen mecanismos

de agitación Ligtnin y los anteriores Denver. De todo el circuito de

tanques sólo ocho contienen carbón activado, los demás son

utilizados como tanques de lixiviación para efectos de obtener el

tiempo de retención necesario y mejorar la recuperación metalúrgica.

Debido a la eficiencia del proceso se ha llegado a mejorar la

concentración del oro en el carbón, superando los 30g.Au/Kg de

carbón.

e. Disposición de Relaves

El área aproximada de trabajo es de 20m2/mes, depositándose

aproximadamente 3,500 TMS. El área total de la relavera es de

52


10,500m2, los muros de contención tienen 4 metros de ancho de

coronación y talud de 2:1 previamente compactado.

f. Control de Efluentes

Una de las características operativas que contribuye a mejorar el

proceso, es la de recircular la mayor cantidad posible la solución

barren (solución clarificada de la cancha de relaves) hacia la poza,

contribuyendo de esta manera a que todo los derrames y agua de

limpieza evacuados a la cancha de relaves sea recirculado.

En el cuadro siguiente podemos observar los

Tabla 3.1 costos de tratamiento en sus diferentes procesos

Igualmente en el Flow Sheet adjunto (Gráfico 3), podemos observar de

manera gráfica el proceso metalúrgico.

53

$/TMS

Chancado 0.68

Molienda 1.18

Tanques y Cianuración. 3.98

Relaves 0.01

Energía 4.52

Fuerza laboral 2.12

TOTAL 12.50


Se puede observar el crecimiento evolutivo del tratamiento a través de los

años, así como los equipos e instalación de la Planta de Beneficio

respectivamente. 3.1.11. RESEÑA HISTORICA

Los yacimientos fueron conocidos por los antiguos peruanos y su

explotación se continuó por los españoles durante la colonia y épocas

posteriores. A partir de 1930, la empresa “Capitana Gold Mines” explota los

yacimientos a escala industrial hasta 1961, para ser luego abandonados por

razones económico-sociales; posteriormente los derechos mineros entran

en abandono.

En el año de 1978, Compañía Aurífera Chala S.A., denuncia y toma

posesión de las concesiones y las trabaja hasta Enero de 1990.

En el mes de Mayo de 1990, la Compañía Aurífera Chala S.A. transfiere el

negocio minero a la Compañía Minera Caravelí S.A., quien asume el reto de

operar en un marco de un complejo problema social y productivo de ése

entonces.

FIGURA 3.9. Inicios de CMC.

Fuente:(Pagina web c.m.c, 2014)

54


Actualmente Cía. Minera Caravelí S.A.C. es titular de 30 concesiones

mineras y una concesión de beneficio, que totalizan 15,000 Ha, los cuales

se agrupan en tres áreas distintas; conformando las Unidades Económicas:

Capitana, San Andrés y Tambojasa. 3.1.12. TIPO DE YACIMIENTO

Las vetas son hidrotermales, del tipo de relleno de fracturas de posibles

fases meso termal a epitermal. La génesis está relacionada al origen de las

soluciones hidrotermales auríferas, provenientes principalmente de fuentes

magmáticas calcoalcalinas, se trata de yacimientos de tipo veta y stock

work y en cuanto a vetas son angostas en forma de rosario y repletas de

subestructuras.

Los afloramientos de las vetas pueden ser fácilmente observados, muchos

de estos son trabajos de explotación efectuados antiguamente, alguna de

ellas tiene afloramientos más de 1 kilómetro y son visibles a larga distancia.

Los buzamientos de las vetas varían entre 50º y 70º en tonalita-granodiorita

y entre 20º a 40º en diorita inclusive hasta manteada; como se observa hay

un marcado contraste entre estos buzamientos, debido al comportamiento

diferencial de las cajas sometidas a los mismos esfuerzos que originaron

las fracturas pre-minerales, donde luego se emplazaron las vetas.

Existen variaciones leves del rumbo de las estructuras localmente, sobre

todo donde tenemos cajas dioríticas, las variaciones del buzamiento son

fuertes y frecuentes como también el espesor; encontrándose situaciones

extremas, unas veces la estructura varia tanto vertical como horizontal

55


hasta convertirse en un delgado hilo de veta y en otras engrosamiento

importantes que llegan a tener valores altos de oro.

En ningún caso los diques han cortado las vetas; siguiendo el

emplazamiento de los diques, se puede notar el movimiento a lo largo de

las fallas donde posteriormente se han emplazado las estructuras

mineralizadas, por ello existe evidencia en todas las zonas que las vetas

son un evento posterior al emplazamiento de los diques.

La alteración de las cajas a lo largo de las estructuras está en función del

tipo de roca; para la diorita es la fílica así como en menor escala

cloritización, para la tonalita granodiorita la principal es la argilización y

sericitación. Dentro de las vetas, puede observarse alteración supergénica

en cuanto se puede encontrar una importante concentración de oro, debido

al proceso de lixiviación súper génica y acumulación a profundidad de oro

que migro verticalmente.

3.1.13. ORGANIZACIÓN Y ADMINISTRACIÓN

La Compañía minera Caravelí S.A.C. tiene una estructura organizacional

lineal y básica. La administración operativa de la mina se inicia en la

Gerencia de Operaciones, delegándose desde ahí a las diferentes

instancias jerárquicas, los cuales se rigen y se deben generalmente a una

administración de tipo lineal descendente (de arriba hacia abajo).

La compañía desde sus inicios tuvo como objetivo el respeto de las

instancias jerárquicas, pero se cuida que éstas respondan con el dinamismo

adecuado, de manera que la información tenga la fluidez necesaria.

En el Esquema 1 y Esquema 2, se muestran los organigramas

operacionales y administrativos mediante el cual se rige la Cía. Minera

Caravelí S.A.C.

56


3.2 ASPECTOS GEOLÓGICOS

3.2.1. GEOLOGÍA REGIONAL

Las rocas lito-estratigráficas del área comprenden un rango cronológico amplio

y las edades van desde el Jurasico Inferior al Terciario Superior; a continuación

se presenta una breve descripción:

3.2.1.1 Formación Chocolate

Conformada por una alternancia de andesitas marrón, areniscas y

conglomerados de edad Jurásico Inferior.

3.2.1.2 Formación Guaneros

Constituida por areniscas, lutitas, margas, lechos volcánicos y

andesitas. Su espesor es de 1,000 metros y corresponde al Jurásico

Superior.

3.2.1.3 Formación Yauca

Constituida por areniscas blancas y grises, lutitas o limonitas de edad

Cretásico Inferior, con 2,000 metros de espesor.

3.2.1.4 Formación Pisco

Conformada por estratos delgados de areniscas finas, arcillitas y

capas de yeso.

3.2.1.5 Formación Millo

Constituida por conglomerados.

57


3.2.1.6 Volcánico Senca

Constituido por tufos riodacíticos.

3.2.2. AFLORAMIENTOS (ROCAS INTRUSIVAS)

Las rocas intrusivas que afloran en nuestras áreas son: Tonalitas,

granodioritas, dioritas, monzonitas y microgramitos, constituyentes del

Batolito de la Costa. A continuación mostramos un cuadro sinóptico:

3.2.2.1.- Tonalita Granodiorita (Plioceno).-

Afloran en gran volumen y tiene variación composicional desde

gabrodiorita pasando por granodiorita hasta granito, siendo los

contactos difusos, tiene textura grano medio a grueso, en algunas

zonas (Mina San Juan) la granodiorita presenta xenolitos de roca

diorítica.

3.2.2.2.- Diorita (Plioceno).-

Afloran en la zona central del área emplazado entre las supe

unidades: Linga al sur e Incahuasi al norte.

La Súper-unidad Tiabaya está compuesta por granodiorita, diorita

cuarcífera, tonalitas monzogranitos y granodioritas como diques,

tiene textura fanerítica con minerales de alteración serecita, clorita y

epidota.

58


3.2.2.3.- Monzonita (Plioceno).-

Conforman la súper- unidad Linga y aflora como pequeños stocks

hacia el este y sureste, se componen de monzonitas pero tienen

variaciones composicionales internas, tienen tamaño de grano

variable con plagioclasas, horblenda, biotitas, cuarzo y algunas

ortozas.

3.2.2.4.- Complejo Bella Unión. Son rocas sub-volcánicas que se observan en la ruta de Tocota a

Chala, que intruyen a las rocas del cretácico inferior-terciario inferior.

Se presenta a través de grandes lineamientos estructurales como la

falla Palomino, las que probablemente controlaron su

emplazamiento. El complejo bella Unión está constituido

predominantemente por una brecha de intrusión de naturaleza

andesítica a dacítica, los mismos que están instruidos por plutones y

diques de andesitas porfiríticas.

3.2.3 GEOLOGÍA LOCAL

Las áreas en que se encuentran las propiedades de la Cía. Minera

Caravelí S.A.C., se pueden subdividir en tres:

Área Chino; caracterizada por la presencia de dioritas, tonalitas de

edad Cretácica.

59


LL

FA

A

LO

S

OS

AN

ED

M

FAL

LA

O

MIN

LO

PA

3.2.4 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL

Existen varias fallas regionales probablemente originadas por

fenómenos de subducción de la placa de Nazca debajo de la placa

Sudamericana, el rumbo de estas fallas son: NW-SE y NE -SW,

facilitando la penetración del batolito de la costa y por reactivaciones

posteriores la atravesaron y pusieron en contacto diferentes unidades

estratigráficas.

Los movimientos tectónicos regionales provocados por la placa

tectónica de Nazca, ha dado lugar a grandes fallas tales como:

Lagunillas, Cateador, Palomino y Los médanos.

Estas grandes fallas a su vez han provocado fallas menores

paralelas que son las que han albergado minerales conformando las

vetas.

En conclusión la Geología Estructural juega un papel muy importante

en el emplazamiento de las vetas.

Figura 3.10 Esquema estructural

N

AREA SAN JUAN

AREA CAPITANA

AREA TAMBOJASA

AREA CHINO

LEYENDA FALLA REGIONAL ESTRUCTURA TENSIONALES CON LENTES MINERALIZADAS ESTRUCTURAS TRANSVERSALES

60


3.2.5. GEOLOGÍA ECONOMICA

El depósito mineralizado es un yacimiento de origen hidrotermal y

mesotermal, constituido por relleno de fracturas tipo vetas. La roca

de caja ha sufrido una alteración argílica y su extensión fluctúa entre

0.30 a 1.00 metros.

3.2.6. MINERALIZACION DE LAS VETAS

La mineralización está constituida por óxidos de fierro conteniendo

valores de oro como producto del proceso de lixiviación de los

sulfuros primarios (Pirita y Arsenopirita)

En general las vetas son angostas en forma de rosario, complicadas

y repletas de sub estructuras con rumbo promedio de N55ºW y

buzamiento de 45ºNE y un segundo sistema E-W y buzamiento

promedio 58ºNE con asociaciones mineralógicas de diferentes tipos;

el oro se encuentra en forma libre dentro de la zona de oxidación

conjuntamente con la limonita y hematita

FIGURA 3.11. Tajo 320 Nv 1920


61


formando una textura cavernosa de aspecto brechoso y otras

panizadas que a su vez se encuentra asociado con el cuarzo que

podemos diferenciar, uno ferruginoso, blanco ahumado de aspecto

vidrioso y otro blanco lechoso que en la mayoría de casos es el que

menor contenido de oro posee e inclusive se presenta muy estéril.

Las vetas se presentan zoneadas y bandeadas determinándose que

no todo el ancho tiene valores homogéneos como también el oro se

encuentra distribuido en pequeñas fracturas y fallas que pueden

estar relacionadas a estructuras principales; en la zona semi-oxidada

a fresca se encuentra asociada a la pirita y a un bandeamiento de

cuarzo cristalino.

3.2.4 CUBICACIÓN DE RESERVAS

La cubicación de reservas se hace de acuerdo a las definiciones

aceptadas como son:

3.2.4.1. Reservas Probadas.-

Las que son reconocidas mediante laboreo o sondajes por lo menos

por dos de sus lados.

3.2.4.2. Reservas Probables.-

Las que son reconocidas por un lado.

3.2.4.3. Reservas Posibles.-

62


Las que de acuerdo a las características del yacimiento, se pueden

asumir por debajo de las reservas probables.

En el contexto de las definiciones anteriores, no es posible calificar

las reservas de la compañía dentro de la categoría de reservas

probadas, debido a que de nivel a nivel los lentes no tienen

continuidad; por lo tanto las reservas en cuestión sólo son

reconocidas por un lado, en consecuencia caen dentro de la

categoría de reservas probables.

En la cubicación, se respeta procedimientos de trabajo como

- En el cálculo de la ley ponderada de los blocks no se incluye las

leyes altas por ser erráticas.

- El peso específico del mineral empleado en el cálculo es de 2.8.

- Se aplica un quince por ciento de castigo a las leyes finales por los

conceptos de error humano de muestreo y por error de laboratorio.

Por tanto a Diciembre del 2002 se ha cubicado un total de 92,464TM

con una ley diluida de 16.09 Gr_Au/Tn, tal como se muestra en el

siguiente cuadro.

La producción mensual promedio es de 3,000TM, lo que significa que

tiene una vida de 2.7 años si se dejara de cubicar y/o preparar la

mina.

De acuerdo al tratamiento de la planta, el cual trata un promedio de

3400TM/mes; la vida útil de la mina se reduciría a 2.3 años.

63


La cubicación y preparación de la mina va paralela a la extracción

de mineral de modo tal, que se cumple con filosofía de que por cada

tonelada extraída, se repone una tonelada de reserva.

En el Gráfico 2, se puede observar el crecimiento progresivo de la

producción a través de los años.

3.3 DESCRIPCIÓN GENERALMINA

El departamento de mina es la encargada de la supervisión y administración

de todas sus unidades en actividad.

Para lo cual se distribuye de la siguiente manera un jefe de zona en cada

unidad minera en actividad estas son capitana y san Andrés y un jefe de

Mina encargado de la supervisión y administración de todas las unidades

pertenecientes a la compañía minera Caraveli.

3.3.1 UNIDAD CAPITANA

La unidad Chino II es la de mayor producción todas las unidades

operativas en la actualidad, se encuentra a una altura promedio de

2000 msnm a una distancia promedio de de la planta metalúrgica.

Cuenta con las siguientes vetas en explotación Esperanza la más

desarrollada y la de mayor producción, Nancy, Sambito, y

Chanchin.

Las labores de mina son desarrolladas y preparadas mediante

contratas encargadas de elaborar galerías, subniveles, cruceros,

chimeneas etc.

Una vez realizado el desarrollo y preparado, la CIA coloca a los

micro contratistas para la explotación de las vetas quien les

64


suministra explosivos, maquinaria, agua y transporte de mineral a

precio de costo.

Paralelamente las contratas continúan con las labores de

preparación avanzando galerías y chimeneas para ventilación.

Las dimensiones de las galerías son de 4’x 6’, los subniveles de

3’x6’, las chimeneas de 3’ x 4’ estas últimas usadas para ventilación

como para servicio de aire y agua.

En algunos niveles se utiliza winches para acarreo del mineral entre

nivel y nivel caso del skip que baja el mineral del nivel. 2070 hasta

la tolva ubicada en el nv.1920 con una capacidad de

Las Tolvas de almacenamiento de mineral se encuentra ubicadas en

los niveles 1670,1700,1730,1760,1820, 1850, 1920 están diseñadas

para una capacidad de 20 toneladas y tienen una parrilla de

selección de 15 cm para evitar mandar bloques grandes a la planta ,

estas tolvas son usadas tanto por las contratas como por los

microcontratistas

3.3.2. DESARROLLO, PREPARACIÓN DE LABORES

El desarrollo y preparación de las labores de explotación son desarrolladas

por contratas estas son:

- VIC2 & ROM LACES CHINO

- AUDU ALITHU

65


FIGURA 3.12. Contarta vic2 & ron - Laces chino


Las cuales elaboran cruceros, galerías y chimeneas estas últimas se

encuentran a una distancia promedio de 50 m una de otra.

3.3.2.1 Galerías.-

Estas poseen un dimensión de1.2m de ancho por 1.8m de alto en forma

semieliptica dando la curvatura de la corona a los 1.6m de altura.

3.3.2.2 Cruceros.-

Estos poseen igual dimensión que las galerías.

3.3.2.3Subniveles.-

Estos poseen una dimensión de 0.9m por 1.8 m de alto en forma

Semi-eliptica dando la curvatura de la corona a los 1.6m de altura.

3.3.2.4 Chimeneas.-

Estas son de forma rectangular de 0.9 de ancho por 1.2 m de alto

construidas generalmente en clavos mineralizado.

66


3.3.3 ACTIVIDADES CÍCLICAS EN EL DESARROLLO Y PREPARACIÓN DE

LABORES

3.3.3.1 PERFORACION.-

La perforación es realizada con maquinas tipo jack leg marca Atlas copco

modelo BBC 16 W, Gander dember, toyo , ingersoll rand con barrenos

integrales de 3’,5’ y 4’ cuyo promedio de vida son de 700 pies dependiendo

principalmente de la propiedades abrasivas de la roca.

En el caso de galerías se realizan mallas de 15 a 22 taladros dependiendo

del tipo de terreno.

En cruceros se realizan mallas de 20 a 24 taladros llegando algunas veces

hasta 28 talados (caso Nancy IV nivel 2060).

En chimeneas esto el número de taladros es variable de 12 a 18.

3.3.3.2 VOLADURA.-

La voladura es realizada con mallas de 15 a 28 taladros como lo indica la

perforación usando dinamita semigelatinosa famesa 65 o exsa 65 cargando

un promedio de 1 cartucho por pie perforado usando como accesorios de

voladura

- Carmes

- Mecha de seguridad (mecha lenta)

- Emulsión

67


FIGURA 3.13. Perforación de labores lineales

Fuente:(Propia 2013)

3.3.3.2.1 parámetros del explosivo

Es una emulsión explosiva encartuchada en una envoltura plástica que

posee propiedades de seguridad, potencia, resistencia al agua y buena

calidad de los gases de voladura.

FIGURA 3.14. Emulsion Famesa – Carmex Famesa

Fuente:(Hoja tecnica – Famesa 2013)

68


3.3.3.3 SOSTENIMIENTO.-

Este se realiza con cuadros de madera solo en caso que lo amerite debido a que

el terreno es relativamente estable gracias a la casi nula presencia de agua y las

dimensiones de las labores.

FIGURA 3.15. Empaquetado – sonteniemtos con cudros de madera


3.3.3.4 CARGUIO Y ACARREO.-

El carguío es realizado mayormente a pulso con el uso de pico y lampa en

algunos casos con el uso de palas neumáticas o scoops esto para labores

de 1.80m x 2.10 m.

El acarreo se realiza con carros mineros sobre rieles o con llantas

dependiendo de la distancia en el frente jalados los primeros por una

locomotora a batería y los últimos a pulso con un mínimo de 3 personas, un

palero y dos carreros descargando el material estéril sobre botaderos

ubicados cerca a la bocamina.

69


FIGURA 3.16. Acarreo de Mineral con Locomotora Nv 192


FIGURA 3.17. Carros mineros usados en el acarreo de material


3.3.3.5. EXPLOTACION DE MINERAL

La explotación de mineral es desarrollado principalmente por los micro

contratistas y en algunos casos por las contratas por medio de circado en

galerías. Cabe recalcar que también existe el llamado pallaqueo que

consiste en recolectar mineral existente en los botaderos de estéril que no

fue circado por las contratas debido a que este se encontró en vetas de

muy poca potencia.

El mineral extraído por el micro contratitas o por las contratas es acarreado

y luego almacenado en tolvas construidas cerca de la bocamina para su

posterior transporte a planta

70


3.3.3.6 METODOS DE EXPLOTACIÓN

Los métodos de explotación que se realizan depende principalmente del

buzamiento que presentan las vetas, siendo estos el de cámaras y pilares

para vetas casi horizontales caso san Juan y el de corte y relleno para

vetas con un buzamiento mayor a 45o como el caso de las presentes en

chino II.

MALLA REALIZADA POR LA CONTRATA ALITHU EN TAJEOS

FIGURA 3.18. Malla realizada por la contrata

alithu en tajeos


MALLA REALIZADA POR LA CONTRATA LACES EN SUBNIVELES

FIGURA 3.19. Malla de subnivel 1.2x1.8m

Fuente:(contrata Laces 2013)

71


3.3.3.7 ACARREO Y ALMACENAMIENTO DE MINERAL.-

Este es realizado por carretilla en caso de contratas para almacenarlos en

tolvas construidas cerca al lugar de explotación. En caso de micro

contratistas el almacenamiento es en las tolvas o en sacos para luego ser

llevados a las bocaminas.

FIGURA 3.20. Acarreo y almacenamiento de mineral

Fuente:(Propia 2013

3.3.3.8 RELLENO DE TAJEOS.-

Este es realizado con relleno detrítico extraído de frentes ubicados en

niveles superiores para luego continuar tajeando en forma ascendente

como lo indica el siguiente grafico.

FIGURA 3.21. Relleno de tajeos


72


CAPITULO IV

METODOLOGIA

4.1 METODOLOGÍA DE TRABAJO.

La metodología empleada para la ejecución de este trabajo, se planificó

considerando labores de campo y gabinete. Los trabajos de campo nos

proporcionaron la siguiente información:

Dimensionamiento de la sección de las diferentes galerías.

Velocidad de aire en las diferentes labores de las zonas en trabajo.

Temperatura ambiental en los diferentes puntos de medición.

73


Figura 4.1: Medición de la velocidad de aire

Fuente: Elaboración propia

Los trabajos de gabinete nos permitieron, procesar los datos de campo, para

poder elaborar la siguiente información:

Balance de aire de todas las vetas en trabajo de la mina, para

compararlo con la cantidad de aire que necesita la mina de acuerdo con

los parámetros internacionales referidos a ventilación de minas.

Esquematizar el circuito actual de ventilación de cada veta o zona de

trabajo. Esta visualización del circuito nos permitirá realizar las

modificaciones pertinentes con la finalidad de aprovechar mejor el flujo

de aire y encauzarlo a los lugares más críticos.

Elaboración del informe del levantamiento de ventilación de la mina San

Juan – Veta Clara, donde se indica, todas las condiciones actuales de

ventilación y las recomendaciones de los trabajos que deben ejecutarse

para mejorar la ventilación.

Elaboración de los planos de ventilación de las condiciones actuales de

la mina, lo que permitirá corregir y crear el nuevo circuito de ventilación.

74


Después que se haya cumplido con la ejecución de las recomendaciones se

debe obtener lo siguiente:

a) Aprovechar mejor el aire.

b) Tener mejores condiciones ambientales en los lugares de trabajo.

c) Utilizar mejor los ventiladores.

d) Contar con circuitos estables de aire e independientes para cada

veta o zona de trabajo.

e) Contar con planos de ventilación en planta de los diferentes niveles

de la mina.

4.2 TÉCNICAS DE TRABAJO: TRABAJO CAMPO

Las técnicas y procedimiento de datos que se han utilizado en esta

investigación

4.2.1. TOMA DE DATOS DE CAMPO

4.2.1.1. CALCULO DE AREAS

Se definió los puntos de monitoreo en los diferentes niveles de la

mina, considerando que la labor tenga una sección uniforme y por

donde circula el aire de toda la zona, se toma las medidas de la

sección, para calcular el área de la labor se considera el ancho y

altura

Área = Base * Altura (4.1)

75


Estos datos quedan registrados como fijos hasta observar un cambio

considerable en la sección de la estación. Se asume que estas

dimensiones son las de toda labor.

4.2.1.2. CALCULO DE FLUJO DE AIRE

Se uso tubos de humo para flujos de baja velocidad menores a 20

m/min, y el termo – anemómetro para velocidades bajas y altas.

Hay dos métodos para medir la velocidad del aire utilizando

anemómetro: medición continua y medición de punto fijo. Con el

primer método, el instrumento es desplazado lentamente por la

sección transversal de una galería, procurando cubrir toda el área del

conducto en un periodo de un minuto.

Con el segundo método, la sección de una galería es dividida en

varias sub-secciones de aéreas iguales y la velocidad de aire medido

en el centro de cada sub-sección.

La velocidad actual es determinada promediando las velocidades

individuales. Este método es bastante preciso pero requiere de

muchas mediciones.

Figura 4.2: Monitoreo de velocidades de aire


76


Para la toma de las velocidades en los puntos de monitoreo, se hizo

uso de un termo-anemómetro digital, se consideran 9 sub secciones

para cada punto de monitoreo y se considera el promedio de las 9

muestras tomadas.

Figura 4.3: Medición de la velocidad de aire


4.2.1.3. EQUIPOS DE MUESTREO

4.2.1.3.1. Anemómetro 1

Características:

Indica la velocidad del aire y la temperatura o efecto enfriador del viento

Función de promedio seleccionable a intervalos de 5, 10 o 13

segundos

La carcasa protectora plegable se extiende hasta 9" (229 mm)

para un mejor alcance

77


Monte para trípode

Registro de datos con apagado automático

Figura 4.4: Anemómetro EXTECH

Fuente: (Internet)

4.2.1.3.2. Anemómetro 2

El anemómetro, aparte de su particular presentación, es muy

económico. Con este anemómetro puede medir la velocidad y la

temperatura del aire. Una vez que indicada el área de la sección

transversal, este anemómetro muestra además directamente el

caudal volumétrico del aire. Los valores medidos pueden ser

directamente guardados en el aparato y más tarde transmitidos a un

ordenador y evaluados allí (el envío contiene software en lengua

inglesa y un cable de datos). Así podrá realizar series de mediciones

con el anemómetro directamente en el lugar y más tranquilamente en

su oficina finalizar los análisis de los valores medidos de aire. De

78


esta forma ahorra tiempo al evitar tener que tomar fastidiosas notas

de los valores así como posibles fallos al transmitir los datos. La

rueda alada externa (conectada a un cable de 1,5 m) hace aumentar

la movilidad y flexibilidad en una medición exacta de la velocidad del

aire. Estos anemómetros forman parte del equipo básico de un

técnico de sistemas de aireación para llevar a cabo el ajuste y control

de instalaciones de ventilación.

Figura 4.5: Anemómetro PROVA

Fuente: (Internet)

4.2.1.3.3. Detector Altaír 4x

El Detector ALTAIR 4X para LEL, CO, H2S y O2 están robusto como

aparenta. La robusta carcasa IP67 (estanca a polvo y agua) proporciona

inigualable durabilidad, incluyendo la capacidad de resistir una caída de 6m

sobre hormigón. Con grandes pulsadores operables usando guantes y una

pantalla de alto contraste, El detector multigas es fácil de manejar en

cualquier entorno de trabajo, incluso en condiciones de baja iluminación

79


Figura 4.6: Altaír 4X

Fuente: (Internet)

4.2.1.4. CALCULO DE TEMPERATURA

Se tomo varias temperaturas en los diferentes niveles de la mina, para tener

una temperatura promedio con el anemómetro EXTECH 451126

Figura 4.7: Medición de temperaturas

Fuente: (Elaboración propia)

80


TABLA 4.1 Calculo de temperatura

FECHA NIVEL HORA TEMP. °C

05/10/2014 1440 07:30 a.m. 24.2

05/10/2014 1440 07:40 a.m. 24.6

05/10/2014 1480 08:00 a.m. 24.5

06/10/2014 1480 07:30 a.m. 24.8

06/10/2014 1520 08:10 a.m. 24.6

06/10/2014 1550 08:20 a.m. 25.1

06/10/2014 1610 08:33a.m. 24.9

06/10/2014 1640 08:52 a.m. 24.8

07/10/2014 1700 07:30 a.m. 25.2

08/10/2014 1730 07:30 a.m. 25.3

08/10/2014 1760 08:05 a.m. 25.7

08/10/2014 1790 08:20 a.m. 25.4

09/10/2014 1820 07:30 a.m. 25.7

09/10/2014 1850 07:40 a.m. 25.1

09/10/2014 1890 08:00 a.m. 26.5

09/10/2014 1920 08:20 a.m. 26.7

09/10/2014 1960 08:33a.m. 25.7

09/10/2014 1960 08:50 a.m. 26.2

09/10/2014 2000 09:13a.m. 26.2

10/10/2014 2000 07:30 a.m. 25.8

10/10/2014 2000 08:10 a.m. 26.1

10/10/2014 2040 08:20 a.m. 27.1

10/10/2014 2040 08:33 a.m. 26.8

10/10/2014 2070 09:03a.m. 26.3

11/10/2014 2070 07:30 a.m. 26.4

11/10/2014 2100 07:40 a.m. 27.3

11/10/2014 2130 08:00 a.m. 26.6

TEMPERATURA PROMEDIO 25.69

Fuente: Área de ventilación.

81


4.2.1.5. MAPEO DE VENTILACION

Para la evaluación de la calidad y cantidad de aire limpio que ingresa a mina se

llevo a cabo un levantamiento de ventilación que comprende:

Figura 4.8 Mapeo de ventilación


A. Planos de labores en escala 1/2000. Los actualizados y planos de

levantamiento anteriores con indicación de los ventiladores secundarios y

auxiliares; de las puertas y cortinas de control en cada plano de nivel. Con

el fin de iniciar el levantamiento siguiendo el sentido de avance del flujo de

aire para luego detectar los gases, polvos, temperaturas, personal

velocidades, obstrucciones, transito y cantidad de aire en cada zona de

trabajo,( ver el plano en el anexo 7).

B. Se reconocieron todos los ingresos de aire limpio y de aire viciado con sus

respectivas áreas, para determinar sus máximas capacidades de ingreso y

salida.(ver tabla 4.2 Ingreso y salida de aire)

82


C. Luego de la revisión de los planos y reconocimiento con el personal de

ventilación, se inicio el mapeo desde el nivel más bajo de la mina hacia el

nivel más alto, midiendo y siguiendo el sentido de avance del aire viciado.

D. La ejecución consiste en ubicarse en las estaciones de ventilación

preestablecidas y determinar el sentido del avance del aire mediante la

bombilla de humo, determinado si hay o no hay flujo de aire. y luego

determinar los gases de O2, CO, CO2 y NO2 para continuar con la

medición de velocidad del aire que atraviesa la sección de la estación con

el anemómetro digital y luego determinar las temperaturas habidas en esta

estación, mediciones que se van anotando en el plano que se lleva en el

levantamiento.

Figura 4.9 Medición de gases


A. Posteriormente se hacen las evaluaciones con los cálculos de volúmenes

en base de las áreas y velocidades halladas, el balance de distribución del

volumen en las bifurcaciones, el cálculo de porcentaje de humedad relativa

dentro de las galerías, chimeneas y tajos donde labora el personal de mina

83


F. Durante el levantamiento se toma los datos de las placas de los

ventiladores instalados, el diámetro de los ductos o mangas en los ramales y

sus compuertas de regulado.

G. Luego de levantado el mapeo en cuanto a la cantidad de gases, polvos,

humos, flujos, velocidades y temperaturas se lleva a cabo la evaluación de los

volúmenes existentes producto del mapeo para lo cual se determina el

balance aire limpio hallado en el ingreso versus la cantidad de aire viciado que

sale de la mina el cual no debe ser más de 8% por el aumento de temperatura

y por el aire comprimido ingresante.

Figura 4.10 Mangas de ventilación

4.2.1.6. MAPEO DE PRESIÓN

4.2.1.6.1 Objetivos del Mapeo de Presión

El objetivo del mapeo de presión se realiza para: Conocer la caída de presión

de cada conducto de la mina. Evaluar y determinar que conductos tienen la

caída de presión alta. Determinar que volúmenes corresponden a las

diferentes áreas de galerías y chimeneas de ventilación Conocer las altas

perdidas de presión o bajísimos descensos de presión.

84


P = P O ∗ e(R∗T

)

Almacenar información de presión de las labores de la mina, para futuros

proyecto.

Reducir costos de operación de ventilación al reducir el consumo de

energía eléctrica por reducción de las presiones altas.

4.2.1.6.2. Cálculo de la Presión Barométrica

En la mina San Vicente solo se considero la presión barométrica

g∗h

P = Presión en kPa

Po= Presión atm. A nivel del mar 101.5 kPa

G = Gravedad -9.81

H = Altura 1570 m

R = Constante para aire seco 287.1 J/kg/K

T = Temperatura 20.18 °C 293.33 Kelvin

4.2.2. DATOS DE GABINETE

Planos en planta de los diferentes niveles, vistas isométricas.

Plano unifilar del sistema de ventilación

Planos de las zonas de minado.

85


4.2.2.1. CÁLCULO DEL CAUDAL DE AIRE

El caudal de aire “Q” se calcula de la siguiente manera:

𝐶𝐶𝑎𝑎𝑢𝑢𝑑𝑑𝑎𝑎𝑙𝑙=𝑉𝑉𝑒𝑒𝑙𝑙𝑜𝑜𝑐𝑐𝑖𝑖𝑑𝑑𝑎𝑎𝑑𝑑∗𝐴𝐴𝑟𝑟𝑒𝑒𝑎𝑎 (3.2)

𝑄𝑄=𝑉𝑉𝑖𝑖∗𝐴𝐴𝑖𝑖 (3.3)

𝑄𝑄=𝑉𝑉𝑝𝑝∗𝐻𝐻𝑖𝑖∗𝑊𝑊𝑖𝑖 (m3/s) (3.4)

Vi: velocidad de aire promedio en la estación “i”, en m/s

Hi: altura promedio en la estación “i”, en metros

Wi: ancho promedio de la sección de la estación “i”, en metros

Vp: velocidad de aire promedio de la estación “i”

86


3.2.2.2. INGRESO Y SALIDA DE AIRE

TABLA 4.2 Ingreso y salida de aire

VELOCIDAD VELOCIDAD CAUDAL CAUDAL TEMP. TOTAL

NIVEL HORA ANCHO ALTO ESTACION AREA m2 OBSERVACIONES V= m/s V1= m/min m3/min CFM °C CFM

35000.000

2130 07:a.m. 1.44 1.82 Bocamina 2.62 0.5 30 78.62 2777.000 23.2

2100 No tiene bocamina

2070 07:a.m. 1.18 1.81 Bocamina 2.13 1.0 60 128.14 4526.187 22.2

2040 07:a.m. 1.40 1.80 Bocamina 2.52 0.5 30 75.60 2670.192 23.7 2000 07:a.m. 1.20 1.81 Bocamina 2.17 0.5 30 65.160 2301.451 23.4

1960 07:a.m. 1.48 1.77 Bocamina 2.62 0.2 12 31.44 1110.291 23.4

1920 07:a.m. 1.42 1.79 Bocamina 2.54 1.7 102 259.26 9157.190 23.1

1890 07:a.m. 1.40 1.84 Bocamina 2.57 1.1 66 170.02 6004.965 24.0

1850 07:a.m. 1.25 1.82 Bocamina 2.27 1.8 108 245.700 8678.124 25.6

1820 07:a.m. 1.19 1.81 Bocamina 2.15 0.6 36 77.540 2738.727 24.9

1790 07:a.m. 1.20 1.80 Bocamina 2.16 0.2 12 25.920 915.494 26.0

1760 07:a.m. 1.20 1.80 Bocamina 2.10 0.2 12 25.920 915.494 25.5

1730 07:a.m. 1.20 1.80 Bocamina 2.16 0.2 12 25.920 915.494 25.3

1700 07:a.m. 1.40 1.90 Bocamina 2.66 0.1 06 15.960 563.707 25.0

1670 07:a.m. 1.64 1.85 Bocamina 3.03 0.7 42 127.428 4500.757 26.7

1640 07:a.m. 1.80 1.82 Bocamina 3.27 0.3 18 58.968 2082.750 24.1

1610 07:a.m. 1.69 1.86 Bocamina 3.14 0.8 48 150.883 5329.195 25.5

1580 07:a.m. 1.73 1.82 Bocamina 3.14 1.1 66 207.808 7339.764 25.4

1550 No tiene bocamina

1520 07:a.m. 1.82 1.85 Bocamina 3.36 1.2 72 242.424 8562.416 25.7

1480 07:a.m. 1.59 1.79 Bocamina 2.84 0.2 12 34.153 1206.291 26.8

1440 07:a.m. 3.51 3.80 Bocamina 13.33 1.3 78 1040.364 36745.656 27.8

Fuente: Elaboración propia leyenda – Rojo= Sale – Azul= Ingresa

87

74964.128

69077.019


4.2.2.3. REQURIMIENTO DE CAUDAL DE AIRE

De acuerdo al Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería

(D.S. N° 055-2010-EM), Artículo 236 – artículo 240.

En todas las labores subterráneas se mantendrá una circulación de aire

limpio y fresco en cantidad y calidad suficientes de acuerdo con el número

de trabajadores, con el total de HPs de los equipos con motores de

combustión interna, así como para la dilución de los gases que permitan

contar en el ambiente de trabajo con un mínimo de 19.5% de oxígeno. Las

labores de entrada y salida de aire deberán ser absolutamente

independientes. El circuito general de ventilación se dividirá en el interior de

las minas en ramales para hacer que todas las labores en trabajo reciban

su parte proporcional de aire limpio y fresco.

CANTIDAD DE AIRE PARA RESPIRACIÓN DEL PERSONAL

Cuando las minas se encuentren hasta un mil quinientos (1,500) metros

sobre el nivel del mar, en los lugares de trabajo la cantidad mínima de aire

necesaria por hombre será de tres (03) metros cúbicos por minuto.

86


En otras altitudes la cantidad de aire será de acuerdo con la siguiente

escala:

0 - 1500 m. 3 m3/min

1500 -3000 m., aumentará en 40 %; será igual a 4 m3/min.

3000 – 4000 m., aumentará en 70%; será igual a 5 m3/min.

Mayor a 4000 m., aumentará en 100 %, será igual a 6 m3/min.

Para los equipos diesel la cantidad de aire circulante no será menor de 3

m3/min por cada HP que desarrollen los equipos. En ningún caso la

velocidad de aire será menor de 20 metros por minuto ni superior a 250

metros por minuto en las labores de explotación.

4.2.2.3.1. De acuerdo al número de personas presentes en la mina por

guardia:

De acuerdo al personal que trabaja de cada contrata más micro

contratistas por turno son 216 personas.

Q1= f*n

DONDE:

Q1 = cantidad de aire necesario para el personal (m3/min)

f = cantidad de aire mínimo por persona (m3/min)

n = número de personas presentes en la mina por guardia

ENTONCES:

-Número de personas que trabajan en la unidad: 216

87


4.2.2.3.2 Caudal mínimo por persona de acuerdo a la altitud:

Según el DS-055-2010-EM, en altitudes de 1,500 msnm y 3000 msnm la

cantidad minina necesaria de aire por persona será 4 m3/min.

POR TANTO:

Q1= (4 m3/min)*(216) = 864 m3/min

4.2.2.3.3. De acuerdo al consumo de explosivo:

Q3=V*n*A

Q3 =Cantidad de aire para diluir contaminantes uso de explosivo (m3/min)

V = Velocidad del aire 20 m/min (dinamita) ,25 m/min (anfo)

N =Numero de niveles en la mina en trabajo

A = Área promedio de la sección de las labores niveles de Trabajo (m2)

En mina CHINO II, se trabaja con Emulsión y se usa como referencia que

son 19 niveles los que están en trabajo.

Q3 = 20m/s*23*3.24 m2

Q3 =1490.4 m3/min

4.2.2.4. TOTAL DE AIRE NECESARIO

Q = Q1+Q2

Q =2354.4 m3/min

4.2.2.5. LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES

Los límites máximo permisibles (LMP) de los agentes químicos medidos en

el punto de emisión, será el siguiente:

88


Tabla 4.3: Límites máximos permisibles

Fuente: (DS-055-EM, 2010), Art.103

4.2.2.6 CÁLCULO DE LAS CURVAS DE VENTILACIÓN

4.2.2.6.1. Procedimiento de utilización

89


1. Cada ventilador tiene una curva característica para cada ángulo de los

alabes (por ejemplo 40).

2. Con el valor del caudal medido (por ejemplo 5000 cfm), se traza una

perpendicular hasta la intersección con la curva característica de presión

total, con el ángulo correspondiente de los alabes (80). De esta

intersección, se traza una horizontal, hacia el eje de la izquierda, allí se

puede leer la Presión Total entregada por el ventilador (por ejemplo 5.3

“H2O).

3. Con el valor del caudal medido (por ejemplo. 5,000 cfm), se traza una

perpendicular hasta la intersección con la curva de presión dinámica del

ventilador, de este punto se traza una horizontal, hacia el eje de la

izquierda, allí se lee la presión dinámica (por ejemplo. 0.5 “de H2O).

4. La presión Estática se obtiene restando la Presión dinámica, de la

Presión Total (por ejemplo 5.3 – 0.5 = 4.8” de H2O).

AIRTEC S.A – CTLG 07 - 008

5. Con el valor del caudal medido (por ejemplo. 5,000 cfm), se traza una

perpendicular hasta la intersección con la curva de potencia, con el ángulo

correspondiente de los alabes. De esta intersección, se traza una

horizontal, hacia el eje de la derecha, allí se puede leer la Potencia

consumida por el ventilador (por ejemplo. 9.5 HP).

6. Estos Datos son para una temperatura estándar y al nivel del mar, para

obtener los datos a una altitud y temperatura dada hay que obtener el factor

de corrección de la tabla 1.

7. El caudal es independiente de la altura, puesto que esta depende de las

características geométricas.

90


8. Las presiones y potencia se calculan multiplicando los valores ya

encontrados, por el factor de corrección.

Por ejemplo

A 4,800 msnm y Temperatura Standard:

Factor = 0.617

Tenemos:

Q = 5,000cfm

PT = 5.3 x 0.617 = 3.27 “H2O

PD = 0.5 x 0.617 = 0.37 “H2O

SP = 4.8 x 0.617 = 2.56 “H2O

Pot. = 9.5 x 0.617 = 5.86 HP.

4.2.2.7 DISEÑO DE UNA LABOR DE VENTILACION

Para determinar la sección óptima que debe tener una labor que será usada

exclusivamente para ventilación, se deben considerar los siguientes costos:

a. Costos de operación (energía).

b. Costos de capital (inversión en el desarrollo de la labor)

Se deberá buscar procurar por tanto, que el costo total anual sea el más bajo

posible, lo cual permitirá determinar el tamaño más económico de la labor

91


4.2.2.7.1 COSTO DE CAPITAL: (CC )

CC = Lf* A* cd* c

Donde:

Lf = Longitud de la labor, (m);

A = Sección trasversal, (m2);

cd = Costo de excavación, (US$ /m3)

;

cf = Costo capital:

cf = {i * (i + 1)n/(i + 1)

n -1} + cm (%)

cf =Factor de recuperación del capital

donde:

i = interés anual en %; (i>10%)

n = número de años de servicio de la deuda;

cm = costo de mantenimiento, seguros, imp.) = (3%)

92


4.2.2.7.2 COSTO DE OPERACIÓN: Co = Pot * ce

Donde:

K = Const. De Atkinson (Kg/m3)

C = Perímetro de la sección, m

L = Long. total = (Lf + Le); Le = Long. Equivalente, m

Q =Caudal, m3/seg

A = Área, m2

n = Eficiencia mecánica del ventilador

Si “Le” es pequeña, esta puede ser omitida El costo total seria por tanto

4.2.2.7.3 COSTO TOTAL: (CT)

Considerando una labor circular:

Reemplazando en la ecuación anterior, se tiene:

93


Para obtener el diámetro que permite obtener el menor costo, se deriva la

ecuación y se iguala acero

Derivando y simplificando, se obtiene

Como Lf = L, se puede eliminar “L” de la expresión, obteniendo el diámetro

optimo que permite lograr el menor costo total.

4.2.3. DESCRIPCION DEL SOFTWARE VENTSIM VISUAL 3

El software Ventsim Visual 3 simula redes de ventilación en donde incluye puntos

de operación de los ventiladores, cantidad de flujo de aire y pérdidas de fricción

por fricción muy similares a los del sistema real

4.2.3.1. ACERCA DE VENTSIM VISUAL 3

La ventilación ha sido una de las primeras preocupaciones en las minas

subterráneas durante cientos de años, pero no fue hasta la introducción del

análisis de modelos computarizados en los últimos 40 años, que la

planificación y modelado de ventilación eran "artes oscuras" que se

apoyaban en la experiencia, suposiciones y cálculos extensos.

94


Incluso cuando el software de ventilación computacional permitía la

simulación de grandes modelos de ductos subterráneos, el proceso de

ingresar los datos e interpretar los resultados, seguía siendo un trabajo para

los expertos del área. Ventsim Visual® busca hacer del diseño y simulación

de una red de ventilación minera un proceso abordable por cualquier

ingeniero en minas o funcionario de

Ventilación, incluso para personas sin vasta experiencia en el área.

4.2.3.2. HERRAMIENTAS DEL SOFTWARE VENTSIM VISUAL 3

El software Ventsim visual 3proporcionar al usuario las herramientas para:

Simula y entrega un registro de caudales existentes en la

mina.

Ejecuta simulaciones para el desarrollo de nuevos proyectos

Ayuda a planificar los requerimientos de ventilación en el corto

y largo plazo.

4.2.3.3 CARACTERISTICAS DEL SOFTWARE VENTSIM VISUAL

Soporta hasta 30.000 ramales individuales

1000 diferentes tipos de ventiladores, con su eficiencia puede

ser modelado dentro de la red.

Las redes se pueden crear a escala real en 3D simplemente

dibujando ramales con el clic del ratón.

La rotación en 3D permite la rotación real para ayudar en la

visualización y la creación de ramales.

95


Simulación de contaminantes de humo, gases u otros

contaminantes.

La importación y exportación de datos DXF de hojas de

cálculo u otro software CAD o de minería.

Modelos de carga en los reguladores y las compuertas.

Modelado de presión de ventiladores y los flujos de aire fijo.

4.2.3.4 REQUERIMIENTO DE HARDWARE

El software Ventsim visual 3 está diseñado para ejecutarse en Windows

95/98/ME/NT/2000/XP/seven y requiere una configuración mínima.

IBM compatible PC

Ratón de 2 botones con rueda

Tarjeta gráfica de colores

4.2.4. TECNICAS PARA EL PROCESAMIENTO DEL SISTEMA DE

VENTILACION

4.2.4.1. DISEÑO DEL DIAGRAMA UNIFILAR (2D)

Se realiza un diagrama unifilar para representar los diferentes niveles y

labores de la mina considerando las estaciones de muestreo con sus áreas,

velocidades, caudal. El unifilar no considera las longitudes reales.

96


Figura 4.11 Exportación del autocad en dxf.

Fuente: (Área de ventilación c.m.c)

4.2.4.2. INGRESO DE LA TOPOGRAFIA DIGITALIZADA

Contar con planos en planta de los diferentes niveles en el autocad Dibujar

líneas en el centro de la labor que representaran las longitudes de los

ramales. Recabar información de distancia entre nodos, coordenadas de

nodos y áreas de los ramales (áreas promedios). También incluir el tipo de

roca y sostenimiento que aplican por ramal. –

Grabar los niveles en planta en forma separada, no juntar en un solo

archivo toda la data, separar las chimeneas y rampas en diferentes

archivos. Depurara nuevamente los ramales innecesarios. Los ramales

generados en CAD en la extensión DWG lo grabamos con la extensión

DXF.

Ayuda en la selección de tipos de ventiladores para el circuito

de ventilación de la mina

97


Ayuda en la elección de los ventiladores de desarrollo y

tamaño de la labores de ventilación

Simular las rutas y concentraciones de humo, polvo o gases

para la planificación en situaciones de emergencia.

2.2.4.3 IMPORTACION DE DATOS AL SOFTWARE VENTSIM VISUAL 3

Se tiene que crear una base de datos de los ventiladores y los niveles

principales de la mina.



Una vez que se tiene los ramales del sistema de ventilación en un

archivo con la extensión dxf, se procede a la importación de los datos en

el software Ventsim 3.9.

98




Figura 4.14 Importación del autocad en dxf.


Figura 4.15 Importación del autocad en dxf.


99


Figura 4.16 Nv 2040 importado en líneas a ventsim.


Figura 4.17 Importación en 3d del Nv 2040


Figura 4.18 configuración del Nv 2040 en ventsim visual 3


100


4.2.4.4. CALIBRACIÓN DEL SOFTWARE VENTSIM VISUAL 3

Para la calibración del software se necesita complementar con datos deca

mpo como:

Figura 4.19 Ajustes de ventsim visual 3


Medición de caudales en toda la mina.

Medición de Caída de Presión en los ramales principales.

Ajustar las áreas de los ramales principales.

Ajustar la curva de los ventiladores con más data.

Simulación de puertas, reguladores, tapones y otras resistenc

ias que se hallen instaladas en la mina.

101


Se trabajara con la densidad del aire a nivel del mar, los caud

ales que se calculen serán los mismos a cualquier altura.

Es importante tener el levantamiento de caudales periódico p

ara llevar el control y calibración del software

Figura 4.20 Ajustes del software ventsim visual 3


102


CAPITULO V

RESULTADOS

5.1 EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN DE LA UNIDAD

CAPITANA.

5.1.1 OBJETIVO

La evaluación del sistema de ventilación tiene como finalidad conocer la

cantidad de aire fresco que ingresa a la mina. Por otro lado, encontrar los

mecanismos necesarios para direccionar el aire fresco hacia los frentes de

trabajo.

Calcular el requerimiento de aire en interior mina.

5.1.2 BALANCE GENERAL DE AIRE

Actualmente la mina cuenta con 22 bocaminas para el ingreso de personal

hacia sus frentes de labores.

103


Tabla 5.1 Requerimiento de aire fresco por el personal

El trabajo consistió en calcular la cantidad de aire fresco que ingresa y la

cantidad de aire viciado que sale por las bocaminas.

Para calcular el caudal de aire se midió la velocidad en las bocaminas con

el anemómetro y se midió la sección de la labor.

A continuación se presentas los resultados:

Como podemos apreciar el balance general aire fresco es de 66,218 CFM

(m3/seg) y aire que sale a superficie es de 74,500 CFM. (Ver anexo 07)

5.1.3 REQUERIMIENTO DE AIRE EN INTERIOR MINA.

A continuación se presenta el requerimiento de aire por personal, cabe

resaltar que el cálculo se hace la máxima cantidad de personal por guardia.

Por otro lado según el R.S.S.O 055-2010 Art. 36 el caudal por persona a

2,000 m.s.n.m es de 4 m3/min.

En interior mina no se cuenta con equipo trackles.


104

REQUERIMIENTO DE AIRE FRESCO POR EL PERSONAL

Empresa

Personal

M3/min x

persona

M3/min

CFM

LACES 46 4 184 6,497

VIC2 & ROM 25 4 100 3,531

ALITHU 30 4 120 4,237

AUDU 40 4 160 5,650

MICRO CONTRATISTAS 55 4 220 7,768

CONPAÑIA 20 4 80 2,825

TOTAL 864 30,508


5.1.4 ELABORACION DEL PLANO ISOMETRICO VENTILACION

Para la elaboración del plano isométrico se utilizó el software de ventilación

VENTSIM, A continuación se presenta los resultados de las mismas.

Figura 5.1: Resultados evaluación con ventsim


Con los resultados obtenidos se ha procedido a calcular la curva

característica de la mina que a continuación presentamos

105


Pasc

ales

(N/m

2)

Figura 5.2: Curva Característica de la mina

CURVA CARACTERISTICA DE LA MINA

140

120 100

80 60 40 20

0

CURVA CARACTERISTICA DE LA MINA

0 10 20 30 40

Caudal (m3/seg)


5.2 EVALUCION DEL SISTEMA DE VENTILACION DE LAS 3 ZONAS DE

COMPAÑÍA MINERA CARAVELI

5.2.1 EVALUACION DE LA ZONA ALTA

En la zona alta se tiene deficiencias de ventilación debido a que las labores

se encuentran muy distantes de las chimeneas de desfogue. La

concentración de gases desemboca por la ch 800 que conecta desde el Nv

2070 hasta el Nv 2130 y está chimenea se encuentra a más de 200 metros

de la labor de trabajo, lo que hace que las velocidades sean deficientes en

las labores de la zona alta, Cabe mencionar que el 40 % de las chimeneas

de la zona lata se encuentran con carga.

A continuación mostraremos las evaluaciones realizadas en las labores de

la zona alta.

5.2.1.1 Nv 2100 Galería.

La GL 940 se encuentra a más de 200 metros de la última chimenea que

conecta hacia el nivel superior es por ello que optan por instalar un

106


Tabla 5.2: Monitoreo de agentes químicos, Nv 2100.

ventilador neumático de 5,000 FMC el cual trabaja como extractor jalando

gran parte del gas producido por el disparo y lo direcciona hasta pasar la

Ch 920 .Esta galería es abastecida con aire comprimido como medio de

ventilación forzada para poder evacuar la concentración de agentes

químicos en el tope de la labor.

Figura 5.3: Ventilador de 5,000 CFM como extractor


107

Fecha

Hora

Punto de

monitoreo

Gases Temperatura Velocidad

del aire

O2% Vol.

CO

ppm.

T= °C V= m/min

2014 07:30

a.m. PM 1 20.10% 46 ppm 27.0 36 m/min

07:30

a.m. PM 2 20.50% 36 ppm 26.5 18 m/min

07:30

a.m. PM 3 20.60% 24 ppm 26.4 20 m/min

07:50

a.m. PM 1 20.60% 24 ppm 26.5 36 m/min

07:50

a.m. PM 2 20.60% 19 ppm 26.1 18 m/min

07:50

a.m. PM 3 20.70% 14 ppm 25.5 20 m/min


ESQUEMA UNIFILAR

Figura 5.4: Niveles de Trabajo en la zona alta


Esta método de disipación de agentes químicos es idéntico en todos los

niveles de la zona alta en las cuales se está desarrollando galerías y todas

tiene un problema en común que no cuentan con una chimenea o ducto que

disipe toda la concentración de gas que se produce en la zona alta ya que

en la las labores inferiores afectan a las labores superiores y necesitan

mayor tiempo de ventilación un promedio de 2 horas.

5.2.1.1 Nv 1920 Chimenea

Figura 5.5: Chimenea ventilada con línea auxiliar

Fuente: (Elaboración propia

108


Tabla 5.3 Monitoreo de agentes químicos, Nv 1920.

5.2.2 EVALUACION DE LA ZONA BAJA

Se está desarrollando el Nv. 1700 y el Nv. 1670. En el Nv. 1700 se está

avanzando la GAL oeste y la CHI 1240 (galería este); y en el Nv. 1670 se

está avanzando la CHI 1270. Estas labores actualmente se están

trabajando en frente ciego, por tal razón se están monitoreando

constantemente las gases como el monóxido y nivel de oxígeno y velocidad

del aire. A continuación se presenta un esquema de las labores.

Figura 5.6: Isométrico del Nv 1700


109

Fecha

Hora

Punto de

monitoreo

Gases

Temperatura

Velocidad del

aire

O2% Vol. CO ppm. T= °C V= m/min

09/2014 07:30 a.m. PM 1 20.10% 55 ppm 27.0 28 m/min

07:30 a.m. PM 2 20.50% 36 ppm 26.5 22 m/min

07:30 a.m. PM 3 20.60% 33 ppm 26.4 15 m/min

07:50 a.m. PM 1 20.60% 24 ppm 26.5 28 m/min

07:50 a.m. PM 2 20.60% 19 ppm 26.1 22 m/min

07:50 a.m. PM 3 20.70% 14 ppm 25.5 15 m/min


5.2.2.1 Evaluación del Nv 1700 Galería

En este Nivel se está trabajando dos labores. Las mediciones se hicieron en

dos horarios (7:30 am y 9:00 am.). A continuación se presentan el esquema

isométrico de la zona.

Figura 5.7: Isométrico de las labores del Nv 1700


Como podemos observar en el esquema, esta zona cuenta con la CHI 1230

y ECHA 1100 la cual llevan aire fresco. Por otro lado el aire fresco que

proviene de la CHI 1230 x Nv 1760 tiene una concentración de monóxido de

carbono de 40 ppm, ya que por esta chimenea también se evacua los gases

de la GAL del Nv. 1700.

De acuerdo al esquema se han elegido 7 puntos de monitoreo. Además se

puede observar que del pie de la CHI 1220 hasta el pie de la CHI 1120 hay

una velocidad muy baja en la cual los gases se acolchonan.

En lo que se refiere a la Ch 1240 se está trabajando con un ventilador de

5,000 CFM como extractor el cual se instala en la Galería al pie de la Ch

1240 para evacuar la concentración de gases (M7).

110



De la misma forma se evacua la concentración que gases que se tiene en la

galería 480 w, en este caso se direcciona la punta de la última manga hacia

la Ch 1090. (M2)

111

Hora

Gases

O2% CO ppm. T = V

Vol. °C =m/min

Observaciones

07:35

a.m.

Nv. 1700 – GAL W

(M1)

25 °c

20.20% 150 ppm 24

La velocidad de disipar los gases es

muy lento

07:38

a.m.

Nv. 1700 – GAL W

(M2)

25 °c

19.90% 270 ppm 15

Labor ventilando con manguera de

perforación, velocidad de disipar gases

es muy lento.

07:41

a.m.

Nv. 1700 – GAL W

(M3)

25 °c

20.40% 18 ppm 18

Debido a que el flujo fresco de ECH

110 se direcciona a la CHI 1090.

07:50

a.m.

Nv. 1700 – (M4)

25 °c

20.20% 65 ppm 6

07:57

a.m.

Nv. 1700 – (M7)

25 °c

20.00% 80 ppm 0.6

09:12

a.m.

Nv. 1700 – GAL W

(M1)

25 °c

20.30% 145 ppm 25

09:15

a.m.

Nv. 1700 – GAL W

(M2)

25 °c

20.50% 65 ppm 15

Labor ventilando con manguera de

perforación, velocidad de disipar gases

es muy lento.

09:16

a.m.

Nv. 1700 – GAL W

(M3)

25 °c

20.40% 12 ppm 18

Debido a que el flujo fresco de ECH

110 se direcciona a la CHI 1090.

09:19

a.m.

Nv. 1700 – (M4)

25 °c

20.20% 35 ppm 5

09:21

a.m.

Nv. 1700 – (M5)

25 °c

20.30% 60 ppm 18

09:23

a.m.

Nv. 1700 – (M6)

25 °c

20.00% 40 ppm 33

09:25

a.m.

Nv. 1700 – (M7)

25 °c

20.00% 28 ppm 0.6

Prolongar la tercera línea


5.2.2.2 Evaluación Nv. 1700 Chimenea

En este Nivel se está trabajando dos labores. Las mediciones se hicieron el

día 09-06-2014 y el día 10-06-2014 en dos horarios (7:30 am y 9:00 am.). A

continuación se presentan el esquema isométrico de la zona.

Figura 5.8: Evaluación de la Ch del Nv 1700


La evacuación de gases entre el punto M4 y el M1 es muy lento. Por otro

lado, el único punto de evacuación de gases, es la CHI 1230. Sin embargo,

esta Chimenea es un punto donde se concentra el aire fresco (proveniente

del NV 1630) y el aire viciado (como se observa en el esquema), la cual

origina una contrapresión entre ellos. Cabe resaltar que el aire fresco tiene

una mayor velocidad que el aire viciado; esto origina, que un mayor

volumen de aire fresco ingrese por la CHI dificultando la disipación de

gases.

5.2.2.3 Evaluación Nv 1520 Galería

En los niveles inferiores la empresa cuenta con sub estaciones y es por ello

que emplean ventiladores de 10,000 Cfm para poder ventilar sus labores

112


Estos ventiladores se encuentran instalados hasta un máximo de 100 m del

tope de la labor

Figura 5.9: Ventilador de 10,000 CFM



113

Hora

Punto de monitoreo

Gases Observaciones O2%

Vol. CO

ppm.

T = °C V

=m/min

08:50 am. Nv. 1670 – Ch 1270

20.6% (M4)

45 ppm 26°C 15 Se coordinó que se

ventile 1 hora mas

08:51 am.

Nv. 1670 – Galería 20.2

( 3 m Pie-Ch 1270 %

M3)

99

ppm

26°C

12

08:55 am. Nv. 1670 – Galería 20.2

(Ch 1230 + 8m M1 ) %

120

ppm -26°C 18

09:20 am. Nv. 1670 – Ch 1230

20.8% W ( Ch 1270)

30 ppm

26°C

33

Esta labor requiere 2

horas para poder ventilar

bien


5.2.3 EVALUACION DE LA ZONA DE NANCY

En la zona de Nancy se está ejecutando el crucero 270 del Nv. 2070, esta labor es

muy importante para incrementar las reservas de mineral de Unidad Capitana, por

esta razón es necesario que se avance en forma diaria. Sin embargo, este crucero

no tiene una ventilación eficiente ya que no tiene un nivel superior para hacer

chimeneas con la finalidad de extraer el aire viciado y a la vez se trabaja con un

stop de 1.5 Yd3 para la limpieza de desmonte... Por este motivo se ha decidido

ventilar de manera mecánica en dos tiempos: a) Corto plazo (ventilador 5,000

CFM) y b) Mediano Plazo (Ventilador 20,000 CFM

2.2.3.1. Evaluación Nv 2070 crucero 270

La ventilación de esta zona será con un ventilador de 5,000 CFM como extractor

instalado a 20 m. del tope del frente. En este circuito se encuentra tres zonas

donde el scoop va trabajar descargando el desmonte. Zona 1 (Cámara de

acumulación Nº 2 a la CHI 325 A), Zona 2 (CHI 325 a la Ubicación del ventilador) y

Zona 3 (Ubicación de ventilador hacia el tope). A continuación se presenta el

esquema.

Figura 5.10: Isométrico de la zona Nancy


114


Tabla 5.6: Monitoreo de agentes químicos, Nv 2070 Nancy

A continuación se presentan las mediciones de gases.

115 Hora

Punto de

monitoreo

Gases Observaciones

O2% Vol. CO ppm. T = °C V =m/min

07:55 am. Nv. 2070 - CX

20.5 % 2070 Zona 3

40 ppm 25.6°

C 16

Equipo Scoop inicia a

trabajar.

08:13 am Nv. 2070 - CX

20.8 % 2070 Zona 2

19 ppm 25.6°

C 16

Scoop Transportando hacia

CAM 2

08:15 am Nv. 2070 - CX

19.7 % 2070 Zona 3

80 ppm 26.6°

C 16

Segundo carguío de scoop

en el tope

08:17 am Nv. 2070 - CX

20.8 % 2070 Zona 2

20 ppm 25.2°

C 16


CAM 2

08:18 am Nv. 2070 - CX

19.7 % 2070 Zona 3

85 ppm 26.7°

C 16

Tercer carguío de scoop en

el tope

08:20 am Nv. 2070 - CX

20.4 % 2070 Zona 2

26 ppm 25.6°

C 20


CAM 2

08:23 am Nv. 2070 - CX

20.4 % 2070 Zona 1

14 ppm 25.6°

C 20


CAM 2

08:24 am Nv. 2070 - CX

19.5 % 2070 Zona 3

100ppm 26.8°

C 18

Cuarto carguío de scoop en

el tope

08:26 am Nv. 2070 - CX

20.6 % 2070 Zona 2

23 ppm 25.6°

C 20


CAM 2

0 8:27 am Nv. 2070 - CX

20.6 % 2070 Zona 1

13 ppm 25.6°

C 26


CAM 2

08:28 am Nv. 2070 - CX

19.3 % 2070 Zona 3

40ppm 26.6°

C 20

Quinto carguío de scoop en

el tope

08:30 am

Nv. 2070 - CX 19 %

2070 Zona 3

26ppm

26.9°

C

20

Sexto carguío de scoop. Se

indicó que cargue

desmonte de CAM 2 hacia

superficie para

ventilación de tope.


Tabla 5.7: velocidad del aire y temperatura Nv 2070 Nancy.

A la 08:30 am. Se le indico al operador del Scoop que haga el carguío del

desmonte desde la cámara 2 hacia el echadero que se encuentra en superficie

con la finalidad de que el frente se ventile, ya que estaba muy alto la

concentración de gases y había poco oxigeno (CO: 155 ppm y O2:19%) y con una

temperatura del ambiente de 31ºC.

Después de ventilar el tope por 30 minutos la concentración de gases y oxigeno

fueron los siguientes (CO: 50 ppm y O2: 20.2) y con una temperatura del ambiente

de 25.2ºC. Y se prosiguió a cargar nuevamente el desmonte del tope. A

continuación se presenta las mediciones

116

Hora

Punto de

monitoreo

Gases Observaciones

O2% Vol. CO ppm. CO₂% Vol. NO2 ppm.

08:56 am Nv. 2070 - CX

20.3 % 2070 Zona 2

24 ppm 25.3°C 22 Scoop Transportando

hacia CAM 2

08:57 am Nv. 2070 - CX

20.6 % 2070 Zona 1


hacia CAM 2

08:58 am Nv. 2070 - CX

19.7 % 2070 Zona 3

90 ppm 26.1°C 16 Octavo carguío de scoop

en el tope

09:00 am Nv. 2070 - CX

20.6 % 2070 Zona 2


hacia CAM 2

09:05 am Nv. 2070 - CX

19.4 % 2070 Zona 3

105 ppm 25.6°C 18 Noveno carguío de scoop

en el tope

09:06 am Nv. 2070 - CX

20.7 % 2070 Zona 2


hacia CAM 2

09:09 am Nv. 2070 - CX

18.5 % 2070 Zona 3

106 ppm

26.7°C

16

Cargue desmonte de

CAM 2 hacia superficie

para ventilación de tope.

09:10 am Nv. 2070 - CX

20.3 % 2070 Zona 2


hacia CAM 2


Tabla 5.8: Monitoreo de agentes Nancy después de haber ventilado 20 min.

A la 09:10 am. Se le indico al operador del Scoop que haga el carguío del

desmonte desde la cámara 2 hacia el echadero que se encuentra en

superficie con la finalidad de que el frente se ventile, ya que estaba muy

alto la concentración de gases y había poco oxigeno (CO: 126 ppm y

O2:18.5%) y con una temperatura del ambiente de 30ºC.

Después de ventilar el tope por 25 minutos la concentración de gases y

oxigeno fueron los siguientes (CO: 54 ppm y O2: 19.9) y con una

temperatura del ambiente de 25ºC. Y se prosiguió a cargar nuevamente el

desmonte del tope. A continuación se presenta las mediciones.

A la 09:45 am. Culmino con el carguío de desmonte en el tope del crucero

con una concentración de gases y oxigeno de: CO: 126 ppm y O2:18.5% y

con una temperatura del ambiente de 29ºC, después de 50 minutos de

117

Hora

Gases

Punto de

monitoreo O2% Vol. CO ppm. CO₂% NO2 ppm. Vol.

Observaciones

09:35

am.

Nv. 2070 - CX 19.9 % 63 ppm 25.9°C 18

2070 Zona 3

Onceavo carguío de

scoop en el tope

08:36

am

Nv. 2070 - CX 20.3 % 26 ppm 25.6°C 21

2070 Zona 2

Scoop Transportando

hacia CAM 2

09:38

am

Nv. 2070 - CX 20.8 % 17 ppm 25.3°C 25

2070 Zona 1

Scoop Transportando

hacia CAM 2

09:41

am

Nv. 2070 - CX 19.8 % 74 ppm 25.9°C 20

2070 Zona 3

Doceavo carguío de

scoop en el tope

09:45

am

Nv. 2070 - CX 19.4 % 100 ppm 26.2°C 18

2070 Zona 3

Treceavo carguío de

scoop en el tope y

culmino el carguío de

carga en el tope.


Tabla 5.9: Monitoreo de agentes químicos, Nancy.

118

ventilar la labor la concentración de gases y nivel de oxigeno fueron los

siguientes: CO: 45 ppm y O2: 20.2 %.

También se ha realizado las mediciones de gases cuando el scoop ha

trabajado cargando el desmonte de la CAM 2 hacia superficie. En este

circuito se encuentra tres zonas donde el scoop va trabajar descargando el

desmonte. Zona 1 (Cámara de acumulación Nº 2 a la GAL), Zona 2 (GAL a

la Zona de Madera) y Zona 3 (Zona Madera hacia superficie).

Hor

a

Gases

Punto de

monitoreo O2% Vol. CO ppm. temp Velocidad

.

Observaciones

08:4

0

am.

Nv. 2070 - CX 20.3 % 37 ppm 25.6°C 25

2070 Zona 1

De CAM 2 hacia GAL (escape

de aire viciado a NV 2100)

08:4

2

am

Nv. 2070 - CX 20.6 % 24 ppm 25.4°C 22

2070 Zona 2

De GAL (escape de aire

viciado a NV 2100) a lugar

donde se sostiene con

madera.

08:4

3

am

Nv. 2070 - CX 20.6 % 15 ppm 25.6°C 21

2070 Zona 3

De lugar donde se sostiene

con madera. A superficie.

09:1

0

am

Nv. 2070 - CX 20.4 % 30 ppm 25.6°C 27

2070 Zona 1

De CAM 2 hacia GAL (escape

de aire viciado a NV 2100)

09:1

2

am

Nv. 2070 - CX 20.8 % 18 ppm 25.6°C 22

2070 Zona 2

De GAL (escape de aire

viciado a NV 2100) a lugar

donde se sostiene con

madera.


5.4 RESULTADOS

5.4.1 OPTIMIZACIÓN CIRCUITOS DE VENTILACIÓN

La optimización de los circuitos de ventilación que se realizara será a través

de un análisis de control de perdidas, así como también se analizaran los

sectores no productivos que debieron ser cerrados cuando ya sus puntos

de extracción no eran económicamente rentables y el direccionamiento y

evacuación de gases a la zona más cercana para tener una disipación más

rápida y efectiva.

En general se producen caídas de caudal por cierre tardío de aéreas y mal

direccionan amiento del flujo de aire provocando acolchona miento de gas y

evacuación lenta del mismo y bajas velocidades del aire y es por ello Se

sugiere realizar una integración de niveles para mejorar el circuito de

ventilación natural y con el soporte puestas, compuerta y toponeo de

chimeneas, para lograr un manejo completo de los flujos de aire.

5.4.2 OPTIMIZACIÓN CIRCUITOS DE VENTILACIÓN POR CONTROL DE

PERDIDAS

El control de pérdidas de aire mina consiste en establecer el monto de las

pérdidas de aire por cortocircuitos u otra causa, junto con las medidas

correctivas que deben desarrollarse para reducirlas. .

Se ha identificado pérdidas o mal aprovechamiento de aire por lo que se

recomienda las siguientes medidas para utilizar mejor el caudal de aire en

los distintos sectores de la mina.

119


Las cantidades de caudales que se recuperen en este control podrán ser

utilizados para los nuevos sectores de extensión de la mina subterránea

Inca.

5.4.3 DIAMETRO ÓPTIMO PARA LA CHIMENEA DE VENTILACION.

Fórmula para el diámetro optimo que permite lograr el menor costo

total

Reemplazando los datos en la formula se obtiene el diámetro optimo para

la chimenea de ventilación de la compañía minera caraveli. Es de 3.16 m de

diámetro,

Ya que por ser una chimenea de ventilación muy importante se planea

ejecutar de sección trasversal circular para que de esta forma se pueda

evitar una mayor resistencia al flujo de ventilación que se tiene

Figura 5.11: Chimenea de sección trasversal circula

120


5.4.3 ZONA ALTA

La deficiencia de ventilación que se tiene en esta zona es que no tiene una

chimenea que evacue todas las concentraciones de gas que se producen

en los niveles inferiores ya que la última chimenea se encuentra a más de

200 metros del tope de las galerías en las cuales se está trabajando a esto

se le suma que las chimeneas de esta zona en un 30% se

Se recomienda realizar un crucero desde la zona de Nancy hacia la veta

esperanza para que de ese modo se tenga una evacuación más eficiente

del aire contaminado y el buzoneo de las chineas de los niveles inferiores

que se encuentra cerca al tope para mejorar el circuito de ventilación.

Gráfico de la Zona alta

Figura 5.11: Isométrico de las labores de la zona alta

ULTIMA CHI QUE

CONECTA AL Nv 2100


Una vez realizado el crucero y la descarga de las chimeneas mejorara el

circuito de ventilación, cabe mencionar que también mejorara el acarreo y

trasporte de mineral ya que este lo realizaran por Nancy

121


Figura 5.12: Integración Nancy y Esperanza


5.4.4 ZONA BAJA

En los vineles inferiores se esta realizado la explotacion de tajos los cuales

no cumplen con la velocidad minima. Y es por ello que se requiere un mejor

direcionamiento del flujo ingresante por las bocaminas inferiores

Figura 5.13: Isométrico del Tj 1010


Como se puede ver las velocidades son deficientes debido a que falta

direccionamiento en las labores de explotación es por ello que se

recomienda realizar con puertas en las chimeneas para direccionar el flujo

de aire sobrepasar los 20 m/min

122


Figura 5.14: Direccionamiento de flujo en el TJ 1010


En los niveles superiores de la zona baja se tiene deficiencia de ventilación

puesto que el Nv 1760 ya no tiene conexiones hacia los niveles superiores

ya que tiene una diferencia de 250m (aproximadamente con respecto a las

galerías del Nv 1820.)

Figura 5.15: Integración del Nv 1760 con el Nv 1820


En el Nv 760 se realizó la exploración de una GL w a la altura de la Ch

1090 y según los datos geológicos es rentable la preparación y explotación

en esta zona

Y es por ello que se recomienda realizar chimeneas para llegar a la altura

del Nv 1790, y desde el Nv 1820 realizar un crucero para realizar una

123


intersección con la galería ciega del Nv 1790 y lanzar una chimenea para

integrar los niveles dejados anteriormente y con ello mejorar el circuito de

ventilación

Figura 5.16: proyecto de integración Nv 1760- Nv 1820

Fuente: Elaboración propi

Figura 5.17: plano unifilar chino II

Fuente: Elaboración propia (ver anexo 09)

Esto se realiza con el fin de direccionar más aire fresco al tope de las

labores y las labores donde se encuentra personal trabajo sea un lugar de

buenas condiciones ya que según la política de la empresa los trabajadores

son el activo más valioso

124


Figura 5.18: Taponeo de chimeneas

PUERTAS, COMPUERTAS Y

TAPONEO DE CHIMENEAS


5.4.4 ZONA NANCY

Mediano Plazo.-

La ventilación a mediano plazo en esta zona será con un ventilador de 20,000

CFM como impelente, es decir inyectará aire fresco con mangas de 16 pulg. Hacia

al tope de la labor.

En este circuito, es importante la chimenea 325 ya que funcionará como echadero

de desmonte hacia la Nv. 2010, con lo cual el scoop solo trabajaría en una sola

zona 1 (CHI 325 hacia el tope de la labor).

El aire viciado originado en el frente será evacuado a través de la CX 2070 a la

chimenea que comunica al Nv 2100.

Como se aprecia en el esquema se hará una chimenea de la CAM 2 hacia Nv.

2100 para evacuar el aire viciado.

125


Figura 5.19: Isométrico zona Nancy


Es muy importante que se culmine con la instalación de rieles en el Nv. 2010 con

la finalidad de que en esta zona solo trabaje la locomotora y no ingrese el scoop,

ya que por este nivel va ingresar aire fresco al Nv. 2070 atraves de dos

chimeneas.

En el Nv. 2070 la zona critica es la zona 1 (ver esquema) ya que ahí se trabajará

el scoop la cual generará gases, para disipar estos gases se inyectará aire fresco

a través de las mangas de 16 pulg.

Es importante que se culmine la construcción de la loza para la instalación del

generador eléctrico.

126


CONCLUCIONES

PRIMERA:

En los diferentes niveles de compañía minera Caraveli cuenta con un circuito de

ventilación por tiro natural y se concluye que si continuamos con el toponeo de

chimeneas con compuertas y el direccionando del flujo de aire por las galerías a

través de puertas se podrá ventilar las mina con los caudales de aire

direccionados que se tiene y sin tener que incorporar nuevos equipos,

SEGUNDO:

SE realizo la simulación con el cálculo de los parámetros de ventilación y el diseño

del circuito de ventilación, realizando un crucero y chimeneas para integrar todos

los niveles de la mina y poder mejorar el circuito de ventilación evitando que se

tenga recirculación y pérdida del flujo de aire

TERCERA:

Se ha determinado incrementar el área de la chimenea que se encuentran al tope

de las labores a una sección de 2.40 x 1.2 m desde su inicio hasta su conexión

para que de esa manera pueda pasar más caudal de aire por las chimeneas se

debe realizar el buzoneo constantes de las mismas ya que si encuentran con

carga reducen la cantidad de caudal que solía pasar con la excepción de las

chimeneas que conectan a Nancy estas deben de ser de sección trasversal

circular con un diámetro de 3.16m

CUARTA:

Para tener una buena base de datos de campo es necesario capacitar al

personal de ventilación en el levantamiento de los puntos de muestreo y

poder ingresar dicha base al software Ventsim 3.9, para poder realizar una

buena distribución del aire limpio

127


QUINTA:

Se evaluó los ventiladores segundarios y se generó las curvas de los ventiladores

en base a puntos de operación (caudal vs presión), para futuros proyectos

SEXTA:

Durante la evaluación del sistema de ventilación, es importante reducir al mínimo

cualquier cambio en el sistema de ventilación, es importante reparar las puertas y

tapones ya que durante el estudio podría arrojar resultados confusos. Se tiene que

mantener la mina lo más estática posible durante el estudio, para que se puedan

obtener las mejores y más exactas medidas en el monitoreo,

SEPTIMO:

El uso del software ventsim visual 3 nos permitió realizar la evaluación del sistema

de ventilación de la Compañía minera Caraveli, considerando el uso de

ventiladores y el direccionamiento del flujo de aire para poder tomar mejores

decisiones desde una vista isométrica

OCTAVA:

La unidad Capitana de acuerdo balance general el ingreso aire fresco es de

66,218 CFM y aire que sale a superficie es de 74,500 CFM.

128


RECOMENDACIONES

PRIMERO:

Se recomienda realizar evaluaciones bimestrales del sistema de ventilación con el

uso del software ventsim visual 3 y realizar las correcciones necesarias

SEGUNDO:

Coordinar con las diferentes áreas de mina para realizar un buen levantamiento

del Circuito de ventilacion para evitar errores en la toma de datos ,

TERCERA:

Mantener la compuerta, puertas abiertas o cerradas de acuerdo a la necesidad de

cada labor en la cual se esté trabajando, de igual forma evitar dejar las chimeneas

con carga ya que esto dificulta al circuito de ventilación por tiro natural

CUARTO:

Capacitar a todos los trabajadores sobre el uso correcto de las compuertas y

ayudar colocando señalización para un buen funcionamiento de las mismas

QUINTO:

Se recomienda que las chimeneas de ventilación sean de uso exclusivo para el

paso del aire y no se utilicen como echaderos de mineral, debiendo estar las

mismas con su debido mantenimiento y a su vez estar señalizadas

SEXTA:

Se recomienda ubicar los ventiladores cerca de chimeneas o cruceros por donde

llega aire fresco para evitar reciclamiento del aire usado las mangas de ventilación

deben ser colocadas de acuerdo al diámetro adecuado según las

recomendaciones.

129


REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Centromin – Perú. “Ventilación de minas”. Ed. Centromin, 1970.

2. Fernández Felgueroso, José Manuel; Luque Cabal, Vicente. “Lecciones de

ventilación de minas”. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas de

Oviedo, 1975.

3. Hartman, H.L., Mutmansky, J.M., and Wang, Y.J.“Mine ventilation and air

conditioning. s.l. : John Wiley & Sons, INC., 1982.

4. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos. “Metodología de

la investigación”. Cuarta edición McGraw Hill México, abril del 2006.

5. Jakes Lock. “Ventilación elemental para minería”.

6. López Jimeno. “Manual de túneles y obras subterráneas. Varies. Ed.

LópezJimeno. 1997.

7. Luque Cabal, Vicente. “Manual de ventilación de minas”. Asociación de

Investigación Tecnológica de Equipos Mineros (AITEMIN). ISBN 84-404-

3192-9. 1988.

8. Malcolm Mc. Pherson. “Subsurface mine ventilation”. Mine Ventilation

Services 2nd. Edition 1993.

9. Mining Engineering Handbook. Society of Mining Engineers. 1994.

10. Novitzky, Alejandro. “Ventilación de minas”. Buenos Aires – 1962.

11. Roux, W. L. Le.“Mine ventilation for beginners”.

12. Sergeomin – Chile. “Ventilación de minas”. Universidad de Chile, 2005.

13. Universidad Nacional de Ingeniería. “Incendios y gases; Ventilación en minas

metálicas y no metálicas”, 1981.

130

http://es.wikipedia.org/wiki/Escuela_de_Minas_de_Oviedo









http://es.wikipedia.org/wiki/Especial:FuentesDeLibros/8440431929




ANEXOS

ANEXO 01 PROYECTO DE VENTILACION - PROJECT

ANEXO 02 TAPONEO DE CHIMENEAS

ANEXO 03 DIAGRAMA DE RECUPERACION DE ORO

ANEXO 04 DIAGRAMA DE VENTILACION

ANEXO 05 PLANO UNIFILAR CHINO II

ANEXO 06 ESQUEMA DE NANCY

ANEXO 07 PLANO ISOMETRICO CAPITANA

ANEXO 08 TERCERA LINEA


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Id Nombre de tarea Duración Comienzo Fin

ANEXO 01 - PROYECTO VENTILACION COMPAÑIA MINERA CRAVLE

noviembre 2014 diciembre 2014 enero 2015 febrero 2015 marzo 201 14 17 20 23 26 29 01 04 07 10 13 16 19 22 25 28 01 04 07 10 13 16 19 22 25 28 31 03 06 09 12 15 18 21 24 27 30 02 05 08 11 14 17 20 23 26 01 04

1 ANEXO 01 Proyectos de 97 días lun 20/10/14 lun 02/03/15 Interior Mina - VENTILACION

2 PROYECTO ZONA BAJA 93 días lun 20/10/14 mar 24/02/15 3 INICIO 0 días lun 20/10/14 lun 20/10/14

20/10

4 Nv 1520 TAPONEO DE CHIMENEAS











5 días lun 20/10/14 vie 24/10/14 5 días lun 27/10/14 vie 31/10/14

10 días lun 03/11/14 jue 13/11/14 8 días vie 14/11/14 mar 25/11/14

11 días mié 26/11/14 mié 10/12/14 8 días jue 11/12/14 lun 22/12/14 7 días mar 23/12/14 mié 31/12/14 8 días jue 01/01/15 lun 12/01/15 9 días mar 13/01/15 vie 23/01/15 8 días lun 26/01/15 mié 04/02/15

14 días jue 05/02/15 mar 24/02/15

15 FIN 0 días lun 20/10/14 lun 20/10/14 20/10

16 PROYECTO ZONA INTERMEDIA

68 días lun 20/10/14 mar 20/01/15

17 INICIO 0 días lun 20/10/14 lun 20/10/14 18 Nv 1820 Esperanza 22 días lun 03/11/14 lun 01/12/14 19 CRUCERO 1.8X1.8m 22 días lun 03/11/14 lun 01/12/14 20 Nv 1760 Esperanza 27 días lun 03/11/14 lun 08/12/14

20/10

21 CHIMENEA 1090

2.4X1.2m 22 CHIMENEA 1100

19 días lun 03/11/14 mié 26/11/14 19 días mié 12/11/14 lun 08/12/14

2.4X1.2m 23 Nv 1790 Esperanza 45 días mié 19/11/14 mar 20/01/15 24 GALERIA 1.8X1.8m 20 días mié 19/11/14 mar 16/12/14 25 CHIMENEA 1020

2.4X1.2 25 días mié 17/12/14 mar 20/01/15

26 FIN 0 días lun 20/10/14 lun 20/10/14 27 PROYECTO ZONA ALTA 97 días lun 20/10/14 lun 02/03/15 28 INICIO 0 días lun 20/10/14 lun 20/10/14 29 Nv 2070 - NANCY 67 días vie 14/11/14 lun 16/02/15 30 CRUCERO 2.5X2.5m 42 días vie 14/11/14 lun 12/01/15

20/10

20/10

31 GALERIA 300 W

2.5X2.5m 32 CHIMENEA 1040

18 días mar 13/01/15 jue 05/02/15 7 días vie 06/02/15 lun 16/02/15

2.4X1.2m 33 Nv 2040 Esperanza 17 días vie 06/02/15 lun 02/03/15 34 CHIMENEA 1010

2.4x1.2m 17 días vie 06/02/15 lun 02/03/15

35 FIN 0 días lun 20/10/14 lun 20/10/14 20/10

Proyecto: VENTILACION SUBTERRAN Fecha: jue 27/11/14

Tarea

División

Progreso

Hito

Resumen

Resumen del proyecto

Tareas externas

Hito externo

Fecha límite


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ANEXO 02 TAPONEO DE CHIMENEAS

TAPONEO DE CHIMENEAS:

Este trabajo de toponeo de chimeneas se realiza para direccionar el flujo

del aire hacia el tope de la Galería

A continuación mostraremos algunas evidencias de los trabajos de taponeo

que se realizan en los diferentes niveles.

Nv 1550 Nv 1580

Nv 1610 Nv 1640


Anexo 04: Diagrama de Ventilación

- 140 -


Chimeneas Doble compartimiento con carga en Tolva Ingreso de Aire Fresco HUANU HUANU - CARAVELI - AREQUIPA PLANO: PLANO UNIFILAR

GEOLOGIA: TOPOGRAFIA: DIBUJO:

Chimeneas Simples taponeadas Salida de Aire Viciado REVISADO: APROBADO:

VENTILACION ( CHINO II )

U.E.A.: ZONA: FECHA : CAPITANA CHINO II AGOS. 2014

ESCALA : S/E PLANO: 01


ANEXO 06 ESQUEMA DE NANCY

TAPON

TAPON

TAPON Nv 2070

PLANO ISOMETRICO DE NANCY

6


Manga2 eila

,000 CF

aa 12 pulg.

Vtilo ar en

50 ,0 CFM

n1 Ventilado

00CFM

Manga12 eila nd

16pulg. r10,00

Mang a16 Vntila ed

00CFM

na Ma nlit

dr 10,u. ao16p

Nv. 2260

Nv. 2130

d

o

r

5

V nt 1 pulg.

M

M ng d

0

Nv. 2070

Ma g

a

2 pulg.

r 5,0

Nv. 2040

Nv. 2000

Nv. 1550 Nv. 1960

V t pulg.

or 5, 000

CFM

Nv. 1920

Nv. 1890

Ventilado Manga

0 CFM

Nv. 1850

pulg.

or 10,0

Nv. 1820

Ve g

lg 000

CF M

Nv. 1820

Nv. 1760

Nv. 1730

Nv. 1700 Nv. 1670

Nv. 1640

Nv. 1610

Nv. 1580


Nv. 1440 Rampa Nv. 1520

Ventilador Ingreso de Aire Fresco HUANU HUANU - CARAVELI - AREQUIPA PLANO: PLANO ISOMETRICO

Tapon Salida de Aire Viciado REVISADO: APROBADO:

VENTILACION ( CHINO II )

U.E.A.: ZONA: FECHA: CAPITANA CHINO II AGO.2014


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Valvula de control secundaria de

Galeria

Valvula de control de la

Valvula de control de la tercera linea

Tuberia de 2" diametro

Valvula principal de 2" de diametro

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