ventilacion de mina paula i
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Estudio del Sistema deVentilación de la
Mina Paula
Abril 2011
RESUMEN
En el presente documento se presenta el detalle del estudio realizado para el
planeamiento de la ventilación en mina Paula perteneciente a la empresa
CEDIMIN SAC ubicada en el distrito de Choco, provincia de Castilla,
departamento de Arequipa.
La primera parte del estudio contempla un diagnóstico del sistema de ventilación
actual en base a una serie de mediciones de distintos parámetros que conforman
la ventilación de la mina. Esto es para conocer las condiciones actuales de
ventilación, tanto principal como secundaria, y de allí determinar las correcciones
necesarias. Se realizó el balance general de ventilación de la mina obteniéndose
una cobertura inicial de 86%.
Actualmente en la mina se moviliza un caudal promedio de 43000 cfm, el cual es
insuficiente para cumplir los requerimientos de la mina, de acuerdo a la legislación
actual. Según este mismo cálculo, se necesitan 50000 cfm para cumplir los
estándares relacionados con la ventilación. Se observa una deficiencia del 14%.
Bajo estos criterios se requerirá adquirir equipos de ventilación para dotar a la
mina del caudal necesario.
El contenido del presente trabajo, es eminentemente práctico, sin embargo se
plantean algunos conceptos sobre la teoría de la ventilación. Se ha desarrollado
durante los días del 29 de abril al 05 de mayo del 2011.
Los resultados obtenidos de las mediciones realizadas se muestran en los planos
por niveles. Los resultados obtenidos de estas mediciones resultaron en todos los
casos inferiores a los niveles máximos permisible. No se ha podido realizar
análisis psicrométricos debido a la falta de equipo disponible en la unidad.
Para mejorar el sistema de ventilación actual y adaptarlo a las necesidades
futuras, se presentan alternativas de ventilación. Se enfatiza la necesidad de
adquirir equipos de ventilación de poco caudal para las labores de avance.
Finalmente se presentan algunas conclusiones y recomendaciones.
CAPITULO I
GENERALIDADES
I. INTRODUCCIÓN
El presente trabajo llamado “Estudio del sistema de ventilación de la mina Paula”
tiene por objeto establecer el modelamiento del circuito de ventilación para esta
mina basado en los principios de la ventilación moderna. La finalidad del
implementar un sistema de ventilación para la mina son las siguientes:
Dotar la cantidad de aire fresco necesario para la respiración de los
trabajadores que trabajan en interior mina
Evacuar el aire viciado que contiene gases y polvos que se producen en
interior mina, diluyendo su concentración debajo de los Límites Máximo
Permisibles.
Es el control del movimiento del aire, tanto en calidad y cantidad como en
dirección del flujo.
Los días del 29 de abril al 05 de mayo del 2011 se han realizado los trabajos de
levantamiento de la situación del sistema de ventilación de la mina Paula
correspondiente al bimestre abril y mayo 2011.
II. OBJETIVO
Para el presente proyecto se plantean los siguientes objetivos.
o Determinación de los requerimientos de aire fresco para la ventilación de la
mina.
o Determinar, en base a los levantamientos y mediciones de caudales, el
balance general de ventilación y la cobertura de ventilación de la mina.
o Establecer un modelo para la ventilación de la mina basado en los
conceptos modernos de la ventilación subterránea. (Algoritmo de Hardy
Cross)
o Identificar zonas donde es necesario colocación de dispositivos para
direccionar adecuadamente la ventilación de la mina.
o Establecer criterios para selección de ventiladores principales y auxiliares.
o Proyectos de mejoras del circuito de ventilación.
III. METODOLOGÍA UTILIZADA.
El método utilizado para implementar el modelo de ventilación para la mina
Paula, consta de dos partes.
Trabajo de Campo
Incluye:
Recolección de datos de campo para determinar las resistencias
aerodinámicas de las labores de la mina.
Levantamientos de ventilación.
Ubicación de Estaciones de monitoreo de ventilación.
Medición de caudales de ventilación.
Identificación del factor de fricción de las superficies de las labores.
Ubicación de los nodos y ramales.
Trabajo de Gabinete
Incluye:
Procesamiento de la información
Elaboración de planos.
Elaboración del modelo unifilar de ventilación en base a nodos, ramales y
mallas del circuito de ventilación de la mina Paula.
Determinación de la curva característica de la mina.
Elaboración del informe final.
Selección de ventiladores.
CAPITULO II
REQUERIMIENTO DE AIRE EN MINA
El objetivo principal de un estudio de ventilación de minas, es cumplir con
entregar a la operación minera la cantidad aire que debe circular dentro de ella.
Los factores que influyen en la determinación de este caudal, dependen de las
condiciones propias de cada operación y del método de explotación utilizado.
El caudal necesario, para satisfacer las necesidades tanto del personal como de
los equipos que en conjunto laboran al interior de la mina, se establecen de
acuerdo a los requerimientos legales, normas de confort y eficiencia del trabajo.
Este caudal debe garantizar la dilución de los gases generados tanto por los
equipos y maquinarias de combustión interna (Diesel), como los gases
provenientes de la voladura y los polvos asociados a las distintas operaciones.
2.1) REGLAMENTO DE SEGURIDAD E HIGIENE MINERA (D.S. Nº 055-2010-
EM)
Artículo 236. - El titular minero dotará de aire limpio a las labores de 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.
Todo sistema de ventilación en la actividad minera, en cuanto se refiere a la
calidad del aire, deberá mantenerse dentro de los límites de exposición
ocupacional para agentes químicos de acuerdo al ANEXO Nº 4 y lo establecido
en el Decreto Supremo Nº 015-2005-SA o la norma que la modifique o sustituya.
Además debe cumplir con lo siguiente:
a) Al inicio de cada jornada o antes de ingresar a cualquier labor, en especial
labores ciegas programadas, deberá realizar mediciones de gases tóxicos, las
que deberán ser registradas y comunicadas a los trabajadores que tienen que
ingresar a dicha labor.
b) 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.
c) 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.
d) 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. En otras altitudes la
cantidad de aire será de acuerdo con la siguiente escala:
1. De 1,500 a 3,000 msnm, aumentará en 40% que será igual a 4 m³/min
2. De 3,000 a 4,000 msnm aumentará en 70% que será igual a 5 m³/min
3. Sobre los 4,000 msnm aumentará en 100% que será igual a 6 m³/min
4. En el caso de emplearse equipo diesel, la cantidad de aire circulante no será
menor de tres (3) m³/min por cada HP que desarrollen los equipos.
e) En ningún caso la velocidad del aire será menor de veinte (20) metros por
minuto ni superior a doscientos cincuenta (250) metros por minuto en las labores
de explotación, incluido el desarrollo, preparación y en todo lugar donde haya
personal trabajando. Cuando se emplee explosivo ANFO u otros agentes de
voladura, la velocidad del aire no será menor de veinticinco (25) metros por
minuto.
f) Cuando la ventilación natural no sea capaz de cumplir con los artículos
precedentes, deberá emplearse ventilación mecánica, instalando ventiladores
principales, secundarios o auxiliares, según las necesidades.
g) Se tomará todas las providencias del caso para evitar la destrucción y
paralización de los ventiladores principales. Dichos ventiladores deberán cumplir
las siguientes condiciones:
1. Ser instalados en casetas incombustibles y protegidas contra derrumbes,
golpes, explosivos y agentes extraños.
2. Tener, por lo menos, dos (02) fuentes independientes de energía eléctrica
que, en lo posible, deberán llegar por vías diferentes.
3. Estar provistos de dispositivos automáticos de alarma para el caso de
disminución de velocidad o paradas y provistos de los respectivos silenciadores
para minimizar los ruidos.
4. Contar con otras precauciones aconsejables según las condiciones locales
para protegerlas.
5. En casos de falla mecánica o eléctrica de los ventiladores, la labor minera
debe ser paralizada y clausurado su acceso, de forma que se impida el pase de
los trabajadores y equipos móviles hasta verificar que la calidad y cantidad del
aire haya vuelto a sus condiciones normales.
Los trabajos de restablecimiento serán autorizados por el ingeniero supervisor.
h) Los ventiladores principales estarán provistos de dispositivos que permitan
invertir la corriente de aire en caso necesario. Sus controles estarán ubicados en
lugares adecuados y protegidos, alejados del ventilador y preferentemente en la
superficie. El cambio de la inversión será ejecutado sólo por el trabajador
autorizado.
i) Se colocará dispositivos que eviten la recirculación de aire en los ventiladores
secundarios.
j) En labores que posean sólo una vía de acceso y que tengan un avance de
más de sesenta (60) metros, es obligatorio el empleo de ventiladores auxiliares.
En longitudes de avance menores a sesenta (60) metros se empleará también
ventiladores auxiliares sólo cuando las condiciones ambientales así lo exijan. Se
prohíbe el empleo de sopladores para este objeto.
En las labores de desarrollo y preparación se instalará mangas de ventilación a
no menos de quince (15) metros del frente de disparo.
Cuando las condiciones del trabajo lo requieran, los ventiladores auxiliares
estarán provistos de dispositivos que permitan la inversión de la corriente de aire
en el sector respectivo, evitando cualquier posible recirculación.
k) Se contará con el equipo necesario para las evaluaciones de ventilación las
que se hará con la periodicidad que determinen las características de la
explotación.
Asimismo, se llevará a cabo evaluaciones cada vez que se originen cambios en
el circuito que afecten significativamente el esquema de ventilación.
l) Cuando existan indicios de estar cerca de una cámara subterránea de gas o
posibilidades de un desprendimiento súbito de gas, se efectuará taladros
paralelos y oblicuos al eje de la labor, con por lo menos diez (10) metros de
avance.
m) La evaluación integral del sistema de ventilación de una mina subterránea se
hará cada semestre y las evaluaciones locales se harán cada vez que se
produzcan nuevas comunicaciones de chimeneas, cruceros, tajeos y otras
labores; considerando, primordialmente, que la cantidad y calidad del aire
establecido en los artículos precedentes debe darse en las labores donde haya
personal trabajando, como son los frentes de los tajeos, sub-niveles, galerías,
chimeneas, inclinados, piques, entre otros.
n) La concentración promedio de polvo respirable en la atmósfera de la mina, a
la cual cada trabajador está expuesto, no será mayor de tres (03) miligramos por
metro cúbico de aire.
o) En el monitoreo se debe incluir el número de partículas por metro cúbico de
aire, su tamaño y el porcentaje de sílice por metro cúbico.
p) La medición de la calidad del aire se hará con instrumentos adecuados para
cada necesidad.
q) La concentración promedio se determinará midiendo durante un periodo de
seis (06) meses en cada una de las áreas de trabajo. El contenido de polvo por
metro cúbico de aire existente en las labores de actividad minera debe ser
puesto en conocimiento de los trabajadores.
2.2 CALCULO DEL REQUERIMIENTO DE AIRE EN MINA
2.3.1 De acuerdo al número de trabajadores (Q1)
Se calculará de acuerdo a la siguiente relación:
Q1 = q x n
Q1 = Cantidad de aire necesario para el personal (m3/min.)
q = Cantidad de aire mínimo por persona (m3/min.) (R.S.H.M.)
n = Numero de personas presentes en la mina por guardia.
Cuadro N°2.- Cálculo de requerimento de para dilusión de gases de voladura
2.3.2 Para dilución de gases de voladura (Q2)
Se calculará de acuerdo a la siguiente relación:
Q2 = V. n . A
Q2 = Cantidad de aire para diluir contaminantes por explosivos
(m3/min.)
V = Velocidad del aire 20 m/min. (dinamita) 25 m/min. (AnFo)
n = Numero de niveles de la mina en trabajo.º
A = Área promedio de la sección de las labores niveles en trabajo (m2)
2.3.3 Para dilución de gases de equipos de combustión interna.
No se aplica en el caso de la mina Paula.
2.3 REQUERIMIENTO TOTAL DE AIRE DE MINA.
TOTAL DE AIRE REQUERIDO PARA LA VENTILACION
Q1 = 17.90 m3/Seg
Q2 = 0.00 m3/Seg
Q3 = 4.95 m3/Seg
QT´= Q1 + Q2 + Q3
QT´= 23 m3/Seg
QT´= 28411 cfm
Se considera un caudal de diseño igual a 50,000 cfm.
N° de Niveles de Operación n = 3Velocidad Mínima el Aire (m/seg): V= 0.3320 m/min según RSHM) EXPLOSIVO : DINAMITAPara Dilución de Contaminantes se Requiere:
Q2= A x V x N
Q2=
5.0 m2 x 0.33 m/seg x 3
Q2= 5 m3/seg
Cuadro N°1.- Cálculo de requerimiento de aire de acuerdo al número de trabajadores
CAPITULO III
VENTILACIÓN NATURAL
3.1 GENERALIDADES
Para que funcione la ventilación natural tiene que existir una diferencia de
alturas entre las bocaminas de entrada y salida. En realidad, más importante
que la profundidad de la mina es el intercambio termodinámico que se
produce entre la superficie y el interior. La energía térmica agregada al
sistema se transforma a energía de presión, susceptible de producir un flujo
de aire (el aire caliente desplaza al aire frío produciendo circulación). La
ventilación natural es muy cambiante, depende de la época del año, incluso,
en algunos casos, de la noche y el día.
Dado que, la VENTILACIÓN NATURAL es un fenómeno de naturaleza
inestable y fluctuante, no debe utilizarse como un medio único y confiable
para ventilar sus operaciones. De acuerdo al Art. 236 inc. f) del DS 055-2010,
se debe emplear ventilación mecánica cuando la ventilación natural no es
suficiente para ventilar eficientemente la mina.
En interior mina la temperatura permanece prácticamente constante a lo
largo de todo el año; mientras que en el exterior varía con las estaciones del
año, horas del día, día-noche. Cuanto mayores son estas diferencias,
mayores serán las presiones y los volúmenes de aire naturales circulantes.
La presión natural creada por medios naturales es usualmente menor a 0.5”
H2O; pocas veces excede 3” H2O; el caudal de aire es ordinariamente menor
a 10 000 CFM.
El aire en su recorrido por las labores mineras, aumenta su energía térmica;
cuando esta energía es lo suficientemente grande como para vencer las
pérdidas de presión, entonces el aire se desplaza de la zona de mayor
energía a otra de menor energía. La energía térmica del aire puede ser
incrementada de dos maneras:
• Con la diferencia de las temperaturas.
• Con la diferencia de elevaciones.
3.2 PRESIÓN BAROMÉTRICA.-
El peso del aire que compone nuestra atmósfera ejerce una presión sobre la
superficie de la tierra. Esta presión se conoce como presión atmosférica.
Generalmente, cuanto más aire haya sobre una superficie, mayor es la
presión atmosférica. Esto, a su vez, implica que la presión atmosférica
cambia con la altitud. La presión barométrica cambia con las condiciones
meteorológicas locales, haciendo de la presión barométrica una importante y
útil herramienta de previsión meteorológica. Las zonas de alta presión
generalmente van asociadas al buen tiempo, mientras que las zonas de baja
presión van generalmente asociadas al mal tiempo. Para propósitos de
previsión, el valor de presión barométrica absoluta es en general menos
importante que la variación de la presión barométrica. En general, la presión
en aumento indica una mejora en las condiciones meteorológicas, mientras
que la presión en descenso indica un empeoramiento de las condiciones
meteorológicas.
En el tema de la ventilación de una mina es importante conocer los valores
para determinar la diferencia de presión natural (ΔP). La comparación que se
hace del ΔP y la presión total de la mina nos determina si va a ser factible de
ventilar la mina solamente con ventilación natural.
La fórmula más conocida y aplicada es la siguiente
P: Presión atmosférica a una altura h, lb/pulg2
Po: Presión atmosférica a nivel de mar, = 14.7 lb/pulg2
h: altitud sobre el nivel del mar, pie
ºF : temperatura (promedio), ºF
º4604.12
2
log 0 F
hPLogP
DETERMINACIÓN DE PESO ESPECÍFICO El Pe del aire, para otras condiciones, puede ser calculado por relaciones numéricas:
PbTRFt
Pb 325.1
)(º460
325.1
)'378.0()(º460
325.1vPPb
Ft
Donde: Pb : Presión atmosférica del lugar, pulg Hg t : Temperatura ambiental del bulbo seco, ºF TR : Temperatura absoluta del bulbo seco, ºR P’v : Presión de vapor en el punto de rocío,
pulg. Hg (Tabla o gráfico psicrométrico)
Para el presente estudio, se está desestimando el uso exclusivo de
ventilación natural para la ventilación de la mina, pero se está considerando
su estudio para complementar a la presión artificial que se tiene que
suministrar por los ventiladores. El criterio es instalar ventiladores que
accionen en la misma dirección que el flujo de aire natural.
3.3 ESTIMACIÓN DE LA PRESIÓN DE VENTILACIÓN NATURAL
Para determinar la presión de ventilación natural, previamente se debe
conocer las temperaturas promedio y el valor del peso específico del aire en
los puntos de ingreso y salida de aire. Se están considerando las bocaminas
y chimeneas con comunicación a superficie.
Se ha realizado un monitoreo por el periodo de una semana para obtener
estos valores. Estos se muestran en el cuadro siguiente.
Cálculo del peso específico del aire (g)
Se calcula con la ecuación siguiente
Donde:
Pb : Presión atmosférica del lugar, pulgadas Hg
T : Temperatura ambiental del bulbo seco °F
TR: Temperatura absoluta del bulbo seco °R
NV. 4880 BOCAMINA TUNEL
FECHA HORA
°C °F °R msnm psnm mm Hg "Hg Lbs/plg2 lbs/pie3 Kg/m329/01/2010 11.40 52.52 512.52 10.30 4880.00 16010.50 411.72 16.209 7396.00 0.04191 0.6730/01/2010 8.00 46.40 506.40 9.45 4880.00 16010.50 411.72 16.209 7396.00 0.04241 0.6831/01/2010 12.10 53.78 513.78 11.20 4880.00 16010.50 411.72 16.209 7396.00 0.04180 0.6701/02/2010 14.10 57.38 517.38 10.30 4880.00 16010.50 411.72 16.209 7396.00 0.04151 0.6602/02/2010 11.60 52.88 512.88 10.50 4880.00 16010.50 411.72 16.209 7396.00 0.04188 0.6703/02/2010 10.70 51.26 511.26 9.35 4880.00 16010.50 411.72 16.209 7396.00 0.04201 0.6704/02/2010 14.40 57.92 517.92 11.30 4880.00 16010.50 411.72 16.209 7396.00 0.04147 0.6605/02/2010 13.20 55.76 515.76 11.40 4880.00 16010.50 411.72 16.209 7396.00 0.04164 0.67
PROMEDIO 11.94 53.49 513.49 0.04183 0.67
PESO ESPECÍFICO DEL AIRE
TEMPERATURAPRESIÓN
BAROMÉTRICAALTURA
NV. 5030 NIVEL 5030FECHA HORA
°C °F °R msnm psnm mm Hg "Hg Lbs/plg2 lbs/pie3 Kg/m329/01/2010 10.80 51.44 511.44 8.20 5030.00 16502.62 403.46 15.884 7396.00 0.04115 0.6630/01/2010 11.60 52.88 512.88 8.00 5030.00 16502.62 403.46 15.884 7396.00 0.04104 0.6631/01/2010 14.16 57.49 517.49 9.00 5030.00 16502.62 403.46 15.884 7396.00 0.04067 0.6501/02/2010 15.00 59.00 519.00 8.15 5030.00 16502.62 403.46 15.884 7396.00 0.04055 0.6502/02/2010 15.00 59.00 519.00 8.40 5030.00 16502.62 403.46 15.884 7396.00 0.04055 0.6503/02/2010 11.00 51.80 511.80 8.50 5030.00 16502.62 403.46 15.884 7396.00 0.04112 0.6604/02/2010 13.30 55.94 515.94 9.00 5030.00 16502.62 403.46 15.884 7396.00 0.04079 0.6505/02/2010 12.00 53.60 513.60 9.30 5030.00 16502.62 403.46 15.884 7396.00 0.04098 0.66
PROMEDIO 12.86 55.14 515.14 0.04086 0.65
TEMPERATURA ALTURA PRESIÓN PESO ESPECÍFICO DEL
Cálculo de la presión de ventilación natural (PVN)
Se calculará mediante el método de diferencia de altitudes.
Considera que la presión natural varía en una magnitud constante de 0.03
“H2O por cada 10°F y por cada 100 pies de elevaciones. Para un resultado
mas aproximado esta presión necesita ser corregida por variaciones de
CALCULO DE PRESIÓN NATURAL Método de diferencia de altitudes
Considera que la presión natural varía en una magnitud constante de 0.03 pulg.H2O por cada 10ºF y por cada 100 pies de diferencia de elevaciones. Para un resultado más aproximado esta presión necesita ser corregida por variaciones de temperatura y P.e. del aire; luego, la ventilación natural puede ser calculada de:
Hn = 0.03
100
.altituddif
10
. astemperaturdif
s
i
Donde: i y s : son los pesos específicos del aire en un punto de referencia y otro de
trabajo, respectivamente
Para una mejor interpretación de los resultados es necesario aclarar que ninguna de las fórmulas anteriores proporciona una presión exacta; sin embargo, estos errores comparados a inexactitudes en medidas de temperaturas, altitudes, etc., son despreciables si se considera la variabilidad del tiro natural en función del cambio de temperaturas según las horas del día, estaciones, etc.
temperatura y el peso específico de aire. Se determina con la siguiente
fórmula:
Donde:
gi y gs : Son los pesos específicos del aire en un punto de referencia.
Esquema simplificado de ventilación para cálculo de la presión de ventilación natural
Nv 4880g1 PVN 1
Nv 5030g2 PVN 2
CALCULO DE PRESIÓN NATURAL Método de diferencia de altitudes
Considera que la presión natural varía en una magnitud constante de 0.03 pulg.H2O por cada 10ºF y por cada 100 pies de diferencia de elevaciones. Para un resultado más aproximado esta presión necesita ser corregida por variaciones de temperatura y P.e. del aire; luego, la ventilación natural puede ser calculada de:
Hn = 0.03
100
.altituddif
10
. astemperaturdif
s
i
Donde: i y s : son los pesos específicos del aire en un punto de referencia y otro de
trabajo, respectivamente
Para una mejor interpretación de los resultados es necesario aclarar que ninguna de las fórmulas anteriores proporciona una presión exacta; sin embargo, estos errores comparados a inexactitudes en medidas de temperaturas, altitudes, etc., son despreciables si se considera la variabilidad del tiro natural en función del cambio de temperaturas según las horas del día, estaciones, etc.
Reemplazando datos en la
fórmula.
H1= 4880 m = 16010 pies
H2= 5030 m = 16502 pies
gi = 0.04183 lb/pie3 = 0.67 kg/m3
gs = 0.04086 lb/pie3 = 0.65 kg/m3
Hn = 0.33 (402/100) x (1.65/10) x (0.04183/0.04186)
Hn = 0.33 x 0.6633 x 1.02378
Hn = 0.2240 “H2O
3.4 CONCLUSIONES
Debido a la diferencia de pesos específicos, se observa que la presión
natural de ventilación es ascendente entre 02 puntos del sistema.
La presión de ventilación natural hallada es 0.2240 “H2O (positiva), es
considerada favorable al favor del circuito principal de ventilación.
El valor obtenido no debe ser considerado el valor verdadero. Es una
aproximación calculada en base a las condiciones encontradas en las
fechas que se indica en el cuadro. Se debe continuar realizando estas
mediciones para obtener valores más representativos.
Sentido de la ventilación por tiro natural.
Nv. 4880
Nv. 4930
Nv. 4980
Nv. 5030 (C)
(B)
(A)
Esquema de ventilación natural. Mina Paula
CAPITULO IV
BALANCE GENERAL DE VENTILACIÓN
4.1 REQUERIMIENTOS DE AIRE PARA VENTILACIÓN
En el capitulo II se realizó el cálculo de las necesidades de aire fresco para la
ventilación de la mina. Se tiene el siguiente cuadro resumen:
ITEM Caudal m3/seg
Para el
personalQ1
17.90
Explosivos Q2 4.95
Equipo diesel Q3 0.00
Caudal total (Qt) 23.00
Ancho Altura m2 Pies2 FPM m/s m3/s CFM1 3 2.8 8.40 90.42 194 0.99 8.28 175412 2.2 2.3 5.06 54.47 130 0.66 3.34 70813 2.3 2.5 5.75 61.89 15 0.08 0.44 9284 1.7 2.15 3.66 39.34 45 0.23 0.84 17705 1.8 2.2 3.96 42.63
300.15 0.60 1279
6 1.75 2.25 3.94 42.38 0.15 0.60 12797 2.4 2.4 5.76 62.00 50 0.25 1.46 31008 2.3 2.4 5.52 59.42 50 0.25 1.40 29719 2.55 2.5 6.38 68.62 20 0.10 0.65 137210 2.4 2.5 6.00 64.58 60 0.30 1.83 387511 2.4 2.5 6.00 64.58 40 0.20 1.22 258312 1.8 2.3 4.14 44.56 40 0.20 0.84 178313 1.55 2.25 3.49 37.54 80 0.41 1.42 300314 1.8 2.4 4.32 46.50 50 0.25 1.10 232515 2.4 2.3 5.52 12.70 50 0.25 1.40 635
PUNTOSECCION AREA (A) VELOCIDAD (V) CAUDAL (Q)
30
Caudal de diseño : 50,000 cfm
4.1.1 Cambios Significativos
Durante el mes de febrero 2011 y marzo 2011, se han tenido algunas
modificaciones en el circuito de ventilación por conexión de labores en
distintos niveles. Se tiene los siguientes cambios significativos en el circuito
de ventilación:
o Comunicación de la chimenea 577 desde el nivel 4880 al nivel 4930.
o Comunicación de la chimenea 272 del nivel 4880 al nivel 4930.
o Comunicación de la chimenea 469 del nivel 4880 al nivel 4930.
o Comunicación de la chimenea 351 desde el nivel 4930 a superficie.
4.1.2 Equipo utilizado para monitoreo.
Se ha utilizado el siguiente equipo para realizar el monitoreo:
Termo - Anemómetro marca Dayer serie 471.
4.2 ESTACIONES DE MONITOREO
Se han establecido estaciones de monitoreo en cada nivel de la mina. Las
estaciones ubicadas en las bocaminas y chimeneas de superficie, son
consideradas principales, pues sirven para el control de ingreso y salida de
aire de mina.
NIVEL 4880
OBSERVACIONAncho Altura m2 Pies2 FPM m/s m3/s CFM
E1 2.7 3.1 8.37 90.09 90 0.46 3.83 8108 B ocamina 4980 - C ort. 830
E2 2.3 2.4 5.52 59.42 60 0.30 1.68 3565 C ortada 830-C ortada 745
E3 1.7 2.3 3.91 42.09 60 0.30 1.19 2525 G al 939 Nw
E4 2.1 2.2 4.62 49.73 30 0.15 0.70 1492 G al 896 Nw
E5 2.0 2.2 4.40 47.36 10 0.05 0.22 474 C x 890 S w - Izaje
E6 2.5 2.6 6.50 69.97 40 0.20 1.32 2799 C x 870 Nw - P ique 981
E7 2.2 2.4 5.28 56.83 10 0.05 0.27 568 G al 950- C x 992 - C h 499
E8 2.4 2.35 5.64 60.71 50 0.25 1.43 3035 G al 130 Ne
CAUDAL (Q)ESTACIÓN
SECCION AREA (A) VELOCIDAD (V)
Ancho Altura m2 Pies2 FPM m/s m3/s CFME1 2.4 2.4 5.76 62.00 80 0.41 2.34 4960 B ocamina5030 - G al 900W
E2 1.9 2.2 4.18 44.99 35 0.18 0.74 1575 C x 145 Nw - G al 153 S w
E3 1.5 2.0 3.00 32.29 60 0.30 0.91 1938 G al 887 E - G l 890 E
E4 1.3 1.95 2.54 27.29 80 0.41 1.03 2183 G al 887
E5 1.7 2.15 3.66 39.34 60 0.30 1.11 2361 C x926 S w - C x 938
E6 1.6 2.2 3.52 37.89 100 0.51 1.79 3789 G al 940 S w
E7 1.5 2.1 3.15 33.91 80 0.41 1.28 2713 C x 900 W
CAUDAL (Q) O B S E R VAC IO NESTACIÓNSECCION AREA (A) VELOCIDAD (V)
NIVEL 4930
NIVEL 4980
NIVEL 4980
Ancho Altura m2 Pies2 FPM m/s m3/s CFME1 2.4 2.5 6.00 64.58 120 0.61 3.66 7750E2 2.6 2.5 6.50 69.97 30 0.15 0.99 2099E3 2.0 2.2 4.40 47.36 20 0.10 0.45 947E4 2.1 2.2 4.62 49.73 30 0.15 0.70 1492E5 1.8 2.2 3.96 42.63 32 0.16 0.64 1364E6 2.4 2.4 5.76 62.00 15 0.08 0.44 930E7 2.0 2.3 4.60 49.51 10 0.05 0.23 495E8 2.0 2.2 4.40 47.36 65 0.33 1.45 3078E9 2.2 2.4 5.28 56.83 60 0.30 1.61 3410E10 2.4 2.5 6.00 64.58 50 0.25 1.52 3229
ESTACIÓNSECCION AREA (A) VELOCIDAD (V) CAUDAL (Q)
DIAGRAMA ISOMÉTRICO DE VENTILACIÓN MINA PAULA
4.3 BALANCE Y COBERTURA DE VENTILACIÓN
4.3.1 Balance de Ventilación.-
Se tiene los siguientes ingresos de aire fresco.
Se tienen las siguientes salidas de aire viciado.
m3/seg CFMES 1 Ch-713 5060 5.88 0.85 4.998 10500ES 2 Cx 870 4980 6.48 1.1 7.128 15000ES 3 Ch-900-1 5030 4.41 0.95 4.190 8800ES 4 CH -333 5030 5.04 0.35 1.764 3800ES 5 Ch-499 5030 4.83 0.41 1.980 4200
19.88 42100TOTAL
EST. UBICACIÓN NIVEL SECCIÓN (m2)
VELOCIDAD (m/s)
CAUDAL
m3/seg CFMEI 1 Bocamina de ingreso 5030 6.50 0.41 2.665 5600EI 2 Bocamina 4880 8.4 0.99 8.316 17500EI 3 Bocamina 4980 7.25 0.46 3.335 7100EI 4 CH - 351 4930 4.25 0.51 2.168 4600EI 5 CH - 131 4930 4.2 0.62 2.604 5500EI 6 CH - 217 4930 3.9 0.33 1.287 2800
20.375 43100
EST. UBICACIÓN NIVELSECCIÓN
(m2)VELOCIDAD
(m/s)CAUDAL
TOTAL
43100 cfm50000 cfm
C O B E R T UR A DE VE NT IL AC IÓ N =
C O B E R T UR A DE VE NT IL AC IÓ N =
C O B E R T UR A DE VE NT IL AC IÓ N =
Ingreso aire frescoC antidad total requerida
86 %
4.3.1 Cobertura de la ventilación de Ventilación.-
Relaciona la cantidad de aire fresco que ingreso al sistema y la cantidad de
aire necesario para cubrir toda la necesidad de ventilación de la mina.
4.4 CONCLUSIONES
1. Se requiere realizar con urgencia actividades para direccionar el aire
limpio hacia los puntos de consumo. Construcción de puertas y tapones
herméticos.
2. Se requiere incrementar el caudal de aire fresco para cumplir con la
legislación vigente. Instalación de ventiladores principales (02)
3. Se requiere señalización de las estaciones de ventilación.
CAPITULO V
LEVANTAMIENTO DE VENTILACIÓN
5.1 DESCRIPCIÓN DEL CIRCUITO DE VENTILACIÓN MINA PAULA
Debido a las condiciones de operación de la mina Paula, se ha optado por
establecer un sistema de ventilación ascendente, el cual permite aprovechar
la diferencia de presión entre las bocaminas de ingreso de aire fresco y las
labores de salida de aire viciado que se encuentran en los niveles superiores.
Se tiene definido 06 zonas de ingreso de aire fresco con sus respectivas
estaciones para realizar periódicamente el monitoreo. (Ver plano isométrico)
Cambios Significativos
Durante el mes de febrero 2011 y marzo 2010 se han tenido modificaciones
en el circuito de ventilación debido a labores nuevas que han comunicado en
distintos niveles. Se tiene los siguientes cambios significativos en el circuito
de ventilación:
o Comunicación de la chimenea 577 desde el nivel 4880 al nivel 4930.
o Comunicación de la chimenea 272 del nivel 4880 al nivel 4930.
o Comunicación de la chimenea 469 del nivel 4880 al nivel 4930.
o Comunicación de la chimenea 351 desde el nivel 4930 a superficie.
Nivel 4880
Se considera el ingreso principal de aire fresco de la mina la bocamina de
este nivel. Se está observando las siguientes deficiencias para una correcta
distribución hacia el resto de labores.
o Se observa desvío (fuga) en el caudal del flujo de aire fresco hacia el
nivel 4980 por el pique 981 (se debe colocar tapón hermético).
o Recirculación de aire viciado en el crucero 010 debido a la falta de
colocación de una puerta de ventilación junto a los ventiladores que se
encuentra a la altura de la chimenea 211.
o Ventilador de 11500 cfm que va hacia el pique genera recirculación y
fuerte caída en la presión de aire fresco hacia las labores que van
hacia el crucero 010.
o La ventilación en general que va hacia la zona de Juliana y Liliana es
ascendente y es conforme a lo que se tiene planeado.
o Instalar un regulador de aire hacia la ventana 825. Existe pérdidas de
flujo de ventilación hacia labores con poco personal.
Nivel 4930
o Actualmente se observa que todo el aire viciado se está dirigiendo
hacia la zona del crucero 854 NE. (Nazareno 4). Desde ese punto
sube por las chimeneas antiguas hacia el nivel 4980
o Los problemas mayores se observan en este nivel es por las labores
nuevas que han comunicado a superficie (chimeneas). Debido a la
diferencia de presiones existente, se observa que se comportan como
ingresos de aire fresco. Convirtiéndose la chimenea 713 la salida
natural de aire viciado de este nivel, pero es necesario implementar
cortinas de ventilación para direccionar adecuadamente este flujo de
aire viciado.
Nivel 4980.
o Actualmente por la bocamina de este nivel ingresa aire fresco y se
direcciona naturalmente hacia las zonas antiguas del crucero 870
(pique antiguo).
o Debido a la poca cantidad de labores en operación en este nivel, la
ventilación natural que ingresa por la bocamina 4980 es suficiente
para cubrir con la demanda.
Nivel 5030
o Tiene un circuito de ventilación por tiro natural, con chimeneas
comunicadas a superficies. Se podría eventualmente considerar como
un nivel colector de aire viciado, de acuerdo a las necesidades de la
operación minera.
5.2 CONCLUSIONES Y RECONMENDACIONES
1. Implementar puertas de ventilación y tapones herméticos en zonas
abandonadas para permitir un adecuado direccionamiento del flujo de aire
fresco hacia las zonas de trabajo. Se está indicando los lugares donde
instalar.
2. Realizar mediciones periódicas en las estaciones de monitoreo para
verificar la efectividad del circuito de ventilación. Se recomienda la
adquisición de equipo de monitoreo de ventilación (psicrómetro, tubos de
humo)
3. Capacitar a personal para realizar los trabajos de ventilación (construcción
de compuertas y tapones herméticos)
4. Instalar 01 ventilador principal de 30000 cfm en la chimenea 713 que
comunica a superficie que servirá controlar el circuito de ventilación de los
niveles 4880 y 4930.
5. Señalizar las estaciones de monitoreo de ventilación de acuerdo al cuadro
de monitoreos que se presenta.
6. Para planificar el circuito de ventilación principal de la mina, se recomienda
realizar simulaciones con software especializado (Recomendado: Vnet PC-
2007).
7. En el mediano plazo se debe considerar como punto de ingreso principal de
ingreso de aire el pique 159 que se encuentra en construcción.
Mina Paula, 06 de mayo del 2011