SISTEMA DE VENTILACION DE LA MINA PUCARRAJO

EMPRESA MINERA HUALLANCA S.A. 

CONTENIDO

CAPITULO I: GENERALIDADESCAPITULO II: LEVANTAMIENTO DE VENTILACIÓN DE LA MINACAPITULO III: MODELAMIENTO DEL NUEVO SISTEMA DE VENTILACIONCAPITULO IV: COSTOS DE CAPITAL Y COSTOS DE OPERACIÓN PROYECTADOSCONCLUSIONESRECOMENDACIONES

La mina es un deposito polimetálico tipo skarn, de Ag-Zn-Pb, formado por reemplazamiento metasomatico emplazado dentro de una secuencia de roca caliza de la Fm. Chulec, donde cuerpos irregulares, mantos y vetas han sido formados en temperaturas de depositación mesotermal y epitermal.

ESTE NORTE

270,000 8'913,000

272,000 8'917,000

CAPITULO I: GENERALIDADES

UBICACIÓN, ACCESO Y AMBIENTE

La mina Pucarrajo, de la Empresa Minera Huallanca S.A.-subsidiaria de Castle Investments, está ubicada en el distrito de Huallanca, provincia de Bolognesi, departamento de Ancash; en una altitud que varía entre los 4400 a 5000 msnm. Las coordenadas UTM son:

El clima es frígido, con presencia de lluvia, granizo y nieve; entre los meses de Diciembre y Abril.

Las temperaturas, varían entre -10°c y 16°c; las más bajas se presentan entre los meses de Mayo y Setiembre.

La vegetación en la zona es limitada, prevalece el ichu.

El relieve topográfico está predominado por el cerro Pucarrajo

GEOLOGIA

Pucarrajo está localizada en una cuenca sedimentaria plegada en anticlinales y sinclinales algo simétricos de orientación NW-SE, con formaciones del Cretáceo Inferior a Superior que afloran en la región.

De la más antigua a las más recientes, estas formaciones son:

Chimu, Santa, Carhuaz, Farrat, Pariahuanca, Chulec y Pariatambo; todas intruídas por el stock lshpag de composición granodiorita-diorita que en contacto con las formaciones sedimentarias provocó el metamorfismo hidrotermal formando minerales calcosilicatados junto con rocas como mármol, hornfels y cuarcitas; el intrusivo se emplazó aprovechando pliegues y fallas regionales inversas como Huari Jirca y San Marcos.

Los minerales primarios están constituidos por marmatita, galena y en pocas cantidades, por calcopirita acompañadas por la ganga de pirrotita, pirita y magnetita.

La mina Pucarrajo, es un yacimiento polimetálico de Zn-Pb-Ag del tipo skarn, originado por reemplazamiento metasomático, emplazando en las secuencias de caliza de la formación Chulec de edad Albiano Inferior, en el que se han formado cuerpos irregulares, mantos y vetas, a temperaturas de deposición de mesotermales a epitermales.

ASPECTOS OPERACIONALES MINEROS

La unidad Pucarrajo tiene como zonas de producción principales:SabrinaPucarrajoCarmencita y Tania

Siendo las más importantes Sabrina y Tania.

El método de explotación utilizado es el de almacenamiento provisional dado que tanto el mineral, como las cajas son competentes.

La perforación se realiza utilizando perforadoras Jack Leg y Stoper.

La voladura se realiza con Anfo y dinamita.

Para el carguío se utilizan Scooptrams de 3.5 yd3.

El transporte a la superficie es realizado con camiones de 15 m3.

Los Niveles en operación son: 400, 450,500, 510, 550, 600, 650, 700, 750 y 800.

El Nivel 400 es el principal en operación . El Nivel 500 (Crucero 2000), es el Nivel principal de suministro de aire fresco a la mina, así como Nivel principal de tránsito de equipos y transporte de mineral.

PLANTA

El procesamiento se realiza en la planta de tratamiento de flotación “Don Froylan” de 500 TMS/día.

En la flotación existen dos circuitos: el circuito de plomo y el circuito de Zinc.

Los concentrados de Zn, y Pb con contenido de Ag son espesados, filtrados y depositados; finalmente se despachan en forma a granel, en camiones dotados de los dispositivos de seguridad adecuados.

Los relaves son dispuestos en una relavera cercana. Las aguas decantadas son conducidas, a una poza de almacenaje desde donde son recirculados totalmente hacia la planta concentradora.

La cancha de relaves tiene capacidad de almacenamiento suficiente para un año.

En la actualidad se realiza estudios de ingeniería, y estudios de impacto ambiental para una nueva cancha de relaves que tendrá una capacidad de 1.8 millones de toneladas; la nueva cancha les permitirá almacenar relaves por 6 años más.

CAPITULO II: LEVANTAMIENTO DE VENTILACIÓN DE LA MINAEn la mina Pucarrajo, al plantear el proyecto de mejora de ventilación, el punto de partida es la realización de un levantamiento integral de ventilación a efectos de realizar un diagnóstico integral de las condiciones y circuitos de ventilación.

En esta etapa se efectúa un mapeo detallado de las labores en operación y zonas accesibles de la mina, tomando información de campo mediante mediciones de los parámetros de ventilación.

El desarrollo de los trabajos de campo y planeamiento comprende:

• OBJETIVO:OBJETIVO: Diagnostico de las condiciones de ventilación de la mina como parte

del estudio integral de ventilación

• CONSIDERACIONES TECNICAS:CONSIDERACIONES TECNICAS:

RECONOCIMIENTO PRELIMINARRECONOCIMIENTO PRELIMINAR:

Ubicación estratégica de las Estaciones de Control de Ventilación. Para ello se dispone de planos actualizados, por niveles.

PLANIFICACIONPLANIFICACION:

Organización del trabajo con el personal y equipo necesario para una progresión adecuada del levantamiento de la mina.

BRIGADA DE TRABAJOBRIGADA DE TRABAJO:

Conformada por tres personas, aunque también se pudo conformar

con dos personas. Según las dimensiones y necesidad de efectuar el

levantamiento en el menor tiempo, se emplea mayor Nº de brigadas.

INSTRUMENTOS :INSTRUMENTOS :

Labores: - Flexómetro / Distanciómetro

Flujos Aire: - Anemómetro

- Tubos de Humo

- Cronómetro

Psicrometría: - Psicrómetro

Ventiladores: -Tubos Pitot y Manómetro

Psicrómetro Bendix

Detector Multigas Drager, y tubos Colorimétricos

Detectores Multigas Drager, y detectores digitales de gases

Anemómetro digital

•TOMA DE DATOS:TOMA DE DATOS:

Se utiliza Planos y Libreta de campo

CARACTERISTICAS DE CONDUCTOS / LABORESCARACTERISTICAS DE CONDUCTOS / LABORES:

Espesor de irregularidades “e”/ Datos para Coeficiente K

Sección transversal

Perímetro.

Longitud labor

Longitud equivalente

FLUJOS DE AIRE:FLUJOS DE AIRE:

Dirección

Velocidad

CONTAMINANTES:CONTAMINANTES:

•Concentración Polvo

• Concentración Gases

• CONDICIONES TERMOAMBIENTALES:CONDICIONES TERMOAMBIENTALES:

Temperatura Seca

Temperatura Húmeda

Presiones

VENTILADORES:VENTILADORES:

Ubicación

Características: Tipo, Tamaño, y Función (principal/secundaria/auxiliar)

Performance: Caudal, Presión, Eficacia, Potencia

EQUIPOS DIESEL:EQUIPOS DIESEL:

Tipo

Ubicación

Concentración de gases de escape

INSTALACIONESINSTALACIONES:

Tipo: Estaciones bombeo, Almacén, Polvorín, Ductería, Puertas, reguladores, etc.

Ubicación

PERSONAL:PERSONAL:

Número

Distribución por Áreas/Niveles

• TRABAJO DE GABINETE:TRABAJO DE GABINETE: Balance de flujos de aire.

Cálculos de resistencias, si es el caso. Cálculo de caudales por ramales. Humedad relativa y condiciones termo ambientales . Determinación de circuitos de aire. Preparación de planos isométricos y unifilares. Aplicación software Caídas de presión. Performance ventiladores.

• PROPUESTA:PROPUESTA:Requerimientos de aire por Areas/NivelesReplanteo de circuitosTrabajos complementarios.

• IMPLEMENTACIONIMPLEMENTACION• EVALUACIONEVALUACION

ESTACIONES DE CONTROL DE VENTILACIÓN

En cada uno de los Niveles se ubican Estaciones de Control de Ventilación de acuerdo a la importancia de la distribución de los flujos de aire circulantes, ubicación de labores en operación, circuitos relevantes de aire y otros. Igualmente, se fijan Estaciones de Control en las labores de ingreso y salida de aire de la mina para determinar la cantidad de aire circulante en toda la mina.

En las Estaciones de Control se efectúan mediciones de la sección transversal de la labor, velocidad del aire, temperatura ambiental y ppm de gases como , CO, y otros; se determina la orientación de las corrientes de aire.

Cuadro N° 1.- Resumen de resultados de mediciones en Estaciones de Control de Ventilación NIVEL ESTACION DESCRIPCION LABOR SECCION

TRANSV. (m2)

VELOCID AIRE

(m/min)

CAUDAL AIRE TEMPERATURA (°C)

DENSIDAD AIRE

(Kg/m3)

OBSERVACIONES

m3/min pie3/min

800

E – 1 B oc a m in a X C 8 00 E 11.55 12 139 4895 10.0 0.700 Salida de aire semiusado

E – 2 Gal 800 Sur, Cuerpo Tania 11.73 60 700 24737 4.30 0.706 Ingreso de aire fresco

750

E – 1 Bocamina XC 420, Sector Tania 8.80 30 266 9385 4.90 0.709 Ingreso aire fresco E – 2 Bocamina Gal 336,Sector Sabrina 7.80 147 1149 40579 5.10 0.709 Salida principal aire usado mina E – 3 Bocamina Niv 750,Sector Sabrina 8.98 87 784 27695 5.50 0.709 Salida principal aire usado mina

700 E – 1 XC 310 9.31 18 169 5981 6.10 0.712 Salida aire usado por XC310 y Ch E – 2 XC 333 9.97 56 557 19653 5.70 0.712 Ingreso aire usado a Tanias

650

E – 1 Bocamina Nivel 650 13.05 78 1013 35759 3.90 0.719 Ingreso aire fresco E – 2 XC 650 E 13.92 13 179 6318 9.80 0.712 Ingreso aire semiusdo a Tanias E – 3 XC 149 10.50 12 129 4539 6.50 0.716 Ingreso aire fresco a Carmencita

600

E – 1 XC 291 4.49 92 415 14657 8.60 0.718 Ingreso aire fresco del Niv 650 E – 2 Rampa 302 9.16 36 330 11642 8.60 0.718 Aire usado con humo de Niv 550 E – 3 Inicio Rampa 302 del Niv 550 al 600 10.23 37 376 13295 7.20 0.719 Aire usado del Niv 550

550

E – 1 XC 550 a Tanias 8.47 17 141 4985 10.20 0.720 Ingreso de aire usado a Tanias E – 2 Galería 301 9.97 18 183 6470 9.80 0.720 Aire fresco de Niv sup a Sabrina E – 3 Rampa 302 13.96 18 251 8871 9.80 0.720 Aire usada con humo de Niv 510

510

E – 1 XC 150 a Carmencita 10.73 37 401 14165 10.90 0.723 Ingreso aire usado con humo E – 2 Galería 306 Sur 9.65 20 193 6815 11.70 0.722 Aire usado a Carmencita E – 3 Galería 303 12.57 23 283 9991 11.50 0.723 Aire usado de Tajeos a Rampa E – 4 Rampa del 510 al 500 9.35 18 168 5943 12.90 0.721 Aire usado al Niv 500

500

E – 1 Bocamina Nivel 500 13.15 137 517 18258 1.00 0.737 Ingreso de aire fresco E – 2 Rampa -400 15.77 50 788 27840 7.00 0.730 Aire fresco al Niv 450 E – 3 XC 2000 15.49 26 409 14443 8.00 0.729 Ingreso de aire fresco

450

E – 1 Rampa 400, del 450 al 400 13.93 38 522 18450 9.00 0.731 Ingreso de aire fresco por rampa E – 2 XC 450 9.44 36 340 11998 14.30 0.724 Aire usado de Chim 400 1N E – 3 Galería 450 3N 9.21 5 41 1464 13.90 0.725 Aire usado sube por Ch 3N

400

E – 1 XC 400 Sur 10.92 21 226 7980 16.20 0.726 Aire usado a Chim 400 2S E – 2 XC 500 Norte 15.16 36 546 19271 16.60 0.726 Aire usado a Chim 400 2N

E – 3 XC 400 Sur 10.10 24 242 8562 12.30 0.731 Aire usado a Chim 400 2S E – 4 XC 400 Norte 17.33 20 347 12237 13.80 0.729 Aire usado a Chim 400 2N E – 5 Gal 402 Sur 4.93 80 392 13851 12.70 0.730 Aire usado E – 6 Rampa 400 16.72 30 502 17714 12.3 0.731 Ingreso aire fresco al Niv 400

CIRCUITOS DE AIRELa ventilación de la mina es enteramente natural sujeta a las variaciones climáticas del lugar, como tal, los circuitos de aire son variables.

El aire fresco que se utiliza en la mina ingresa por la bocamina del Crucero 2000 del Nivel 500, parte del cual desciende por la Rampa 400 hasta el Nivel 400 para la ventilación de las labores en operación.

El aire usado es captado por los dos ventiladores secundarios de 10,000 pies3/min y descargado al Nivel 450, de donde inicia un ascenso lento hacia los Niveles superiores hasta llegar a superficie.

En el Nivel 450 el aire usado es controlado si se mantiene la puerta de ventilación cerrada.

En el Nivel 510 parte del aire usado continúa ascendiendo por tajeos ya terminados y otra parte sale hacia la Rampa 302 y sube por ésta hasta el Nivel 600, en donde se orienta también hacia los tajeos ya terminado hasta alcanzar superficie, pasando por los Niveles 650, 700, 750 y 800.

Desde el Nivel 510 se identifican dos circuitos de aire usado. La primera que se encauza por la labores antiguas de Carmencita, hasta salir a superficie aproximadamente por el Nivel 750 por un tajeo comunicado a superficie.

La segunda que se encauza por las labores antiguas del sector de Sabrina hasta alcanzar el Nivel 750 y salir a superficie por sus 02 bocaminas 

 

Parte del aire usado de Sabrina se orienta a las labores en operación del sector de Las Tanias en los Niveles 550, 600, 650 y 700, formando un circuito de aire ascendente por chimeneas comunicadas a los Niveles y de éstas a superficie por el Nivel 800 . 

El aire fresco que ingresa por la bocamina del Nivel 650 desciende principalmente por el camino de la Raise Boring Nº 1 hasta el Nivel 600, de donde se encauza a tajeos antiguos para volver a retornar a superficie; de existir condiciones favorables este aire fresco desciende por la Rampa 302 hasta el Nivel 500. El aire fresco que ingresa por la bocamina del Nivel 800 vuelve a superficie sin ser utilizado.

PLANO NIV 400

BALANCE GENERAL DE AIRE DE MINACuadro N° 2.- Ingresos y salidas de aire de mina

ITEM LABOR FLUJO (m3/min)

FLUJO (p3/min)

INGRESOS

DE

AIRE

Nivel 800, Galería 800 S. Cuerpo Tania 700 24720

Nivel 750, XC 420 .Tania (E-1) 266 9394 Nivel 650, Bocamina (E-1) 1 013 35774 Nivel 500, XC 2000( E-1) 517 18258

TOTAL 2496 88145

SALIDAS

DE

AIRE

Nivel 800, XC 800 E (E-1) 139 4909 Nivel 750, Bocamina Galería 336. Sabrina (E-2) 1 149 40577 Nivel 750, Bocamina Sabrina (E-3) 784 27687 Nivel 700, XC 310 (E-1) 169 5968 Superficie, salida aire usado Carmencita Nivel 242 8546 Superficie, salida aire usado Carmencita Nivel 401 14161

TOTAL 2884 101847

DIFERENCIA 388 13702

REQUERIMIENTOS DE AIRE PARA LA MINA

Cuadro N° 4.- Necesidades de aire para la mina ITEM DESCRIPCION CANT. HP/EQUIP FACT UTILIZ

(%) (m3/min) (p3/min)

PERSONAL Personal 120 720 25430

SUBTOTAL 720 25430

EQUIPOS

DIESEL

Scoop Caterpillar R13000G,3.5 yd3 1 150 0.81 365 12874 Atlas Copco ST2G 1 150 0.81 365 12874 Atlas Copco ST2D 1 150 0.81 365 12874 Volquete Volvo FM12 2 420 0.81 2041 72095 Camionetas 1 85 0.63 161 5674

SUBTOTAL 955 3295 116392 TOTAL 4015 141822

COBERTURA DE NECESIDADES DE AIRE PARA LA MINA

Cuadro N° 6.- Cobertura de Necesidades de Aire

Descripción Pies3/min

Ingresos de aire 88,145

Requerimientos de aire 141,822

Cobertura (%) 62

CAPACIDAD INSTALADA DE VENTILADORES

Cuadro Nº 7 capacidad instalada de ventilador

ITEM NIVEL UBICACION CAPACIDAD

NOMINAL Pie³/min

HP NOMINAL

FLUJO MEDIO

REND. (%)

FUNCION OBSERV.

1 400 CH 402 N 10 000 30 12 237 122 Extractor Tapón

Hacia CH

2 400 CH 402 2S 10 000 30 8 562 86 Extractor Tapón

Hacia CH

Cuadro N° 8.- Ubicación y rendimiento de ventiladores Secundarios

ITEM UBICACIÓN CAPACIDAD NOMINAL (Pies3/min)

FLUJO AIRE MEDIDO (Pies3/min)

RENDIMIENTO (%)

1 Nivel 400, Chimenea 402 N 10,000 12,237 122

2 Nivel 400, Chimenea 402 2S 10,000 8,562 86

MEDICIONES DE TEMPERATURA AMBIENTAL.Durante el levantamiento se efectuaron mediciones de temperatura ambiental.

Se efectuaron mediciones en las Estaciones de Control de Ventilación, donde se incluyen las vías de ingreso de aire fresco a la mina, así como las vías de circulación de aire usado y su salida de la mina.

Se registraron temperaturas mínimas de 0.9 °C y temperaturas máximas de 16.6 °C.

MEDICIONES DE GASES DE CO EN AMBIENTECuadro N° 9.- Mediciones de gases de CO en ambientes de trabajo

NIVEL LUGAR CONCENT CO (ppm) OBSERVACIONES

600 XC 600 a Tania 15 Salida aire usado de Tanias

600 Rampa 302 46 Aire usado que sube del Nivel 550 550 Rampa 302 34 Aire usado que sube del Nivel 500

550 XC 550 a Tania 20 Aire usado que se orienta a Tania

550 Galena 550 1S-Tania 16 Preparación chim con manga

510 Chimenea 450 3E 53 Aire usado que llega del Nivel 450

510 XC 150 a Carmencita 41 Acceso a Carmencita

510 Galería 255S a Carmencita 48 Acceso a Carmencita

510 Acceso a O.P.2 46 Acceso a RB

510 Galería 303 49 Aire usado que sale a rampa

510 Rampa al Nivel 500 38 Vía de tránsito personal

510 Galería 296 42 Ambiente con humo

450 Chim camino a Tajo 450 2N 83 Ambiente saturado con humo

450 Galería 450 E 55 Zona de tránsito

450 Chim camino a Tajo 400 1N 46 Aire usado del Nivel 400

400 Rampa 400 12 Aire fresco baja del Nivel 500 400 Galería 400 N 9 Frente desarrollo, aire fresco por manga 400 Galería 402 N 179 Frente desarrollo. Personal de EE Capricornio. Falta

manga 400 Nueva Rampa al Nivel 350 73 Scooptram limpiando carga

400 Galería 402 S 38 Zona de tránsito LIMITE MAXIMO PERMISIBLE 25

PROBLEMAS RELEVANTES DETECTADOSEl diagnóstico determinó que la ventilación de la mina es enteramente natural, el ingreso de aire tiende a variar en forma considerable sujeta a las variaciones climáticas de la mina, como tal, los circuitos de aire son bastante inestables, pudiendo incrementarse o disminuir de acuerdo a las horas del día y estaciones del año, lo que lo hace incontrolable.

La cobertura no llega a niveles críticos si se tiene en cuenta que parte del aire que ingresa a la mina por el Nivel 800 retorna a superficie sin ser utilizado, así como que el aire que ingresa por la bocamina del Nivel 650 no es utilizado plenamente; sólo el aire que ingresa por el Crucero 2000 es utilizado en su totalidad.

Como consecuencia del déficit de aire para cubrir las necesidades de la mina, todos los Niveles en operación se hallan congestionados con el humo de los equipos diesel. Igualmente, la Rampa 302 se halla inundada de humo.

Las velocidades de aire son insuficientes para suministrar adecuadamente aire fresco a las labores en trabajo, así como para evacuar el aire usado con la rapidez deseada.

CAPITULO III: MODELAMIENTO DEL NUEVO SISTEMA DE VENTILACIONEl objetivo del modelamiento es determinar el circuito de ventilación óptimo para la mina, con la infraestructura de ventilación más adecuada para el corto y mediano plazo, que a su vez implica principalmente la selección de los ventiladores y chimeneas de ventilación apropiados.

Para este efecto se hizo uso del software Vnet2000, elaborándose la data requerida en base a la información del levantamiento de ventilación.

La existencia de una cantidad apreciable de chimeneas y tajeos comunicados entre los diferentes Niveles de la mina, no se consideró la ejecución de nuevas chimeneas de gran longitud, sólo las chimeneas convencionales que se deben ejecutar con los recursos disponibles en la mina.

Se elaboraron diagramas unifilares de los circuitos de ventilación.

PARAMETROS DE VENTILACION.

Se determinaron los siguientes parámetros de ventilación para cada labor que integra el circuito principal de la mina, en algunos casos por mediciones directas en campo y otros por relaciones matemáticas:

• Sección transversal de las labores, pies2

• Perímetro de la labores, pies.• Longitud de labores, pies.• Irregularidades de hastiales, pies.• Factor de Fricción K, lb*min2/pie4.• Temperatura en ambiente, °F.• Densidad del aire, lb/pie3

• Costo de energía, US $/Kwh.• Curvas de ventiladores.

SECCIONES TRANSVERSALES DE LABORESLas secciones transversales de las galerías y rampas se determinaron con la siguiente relación:

A = 11/12 x B x H

Donde:A: Área de la sección transversal, m2.B: Ancho de la labor, m.H: Altura de la labor, m.

Ejemplo aplicativo:E – 1, Bocamina Nivel 500 B: 3.88 m.H: 3.71 m.A = 13.15 m2.

PERÍMETRO DE LAS SECCIONES TRANSVERSALESEl perímetro de las labores fue determinado con la relación:

P = B + 1.5xH + B/2x(H2/B2 + 1)1/2 +B2/2HxLn(H/B + (H2/B2 + 1)1/2)

Donde:P: Perímetro de la sección transversal, m.B: Ancho de la labor, m.H: Altura de la labor, m.

Ejemplo aplicativo:E – 1, Bocamina Nivel 500 B: 3.88 m.H: 3.71 m.P = 15 m.

FACTOR DE FRICCIÓN “K”.

El factor de fricción “K” de las labores se determinó con la siguiente relación:

K = 1/(6.67x(1.74 – 2xlog10(2 x e/DH))2)/1.855x106

Donde:K: Factor de fricción, lb.min2/pie4.e: Irregularidades de la labor, m.DH: Diámetro hidráulico, m.

Ejemplo ilustrativo:

• E – 1, Bocamina Nivel 500 • Cota: 4521.20 msnmm.• Peso específico del aire: 0.737 kg/m3.• B: 3.88 m.• H: 3.71 m.• e = 0.30 m.• DH: 3.51 m.• K = 70 x 10-10 lb.min2/pie4 Factor de corrección = 0.613• Kc = 42.93 x 10-10 lb.min2/pie4

CURVAS DE PERFORMANCE DE VENTILADORES.

De la familia de curvas de los ventiladores principales se seleccionaron los siguientes puntos de trabajo que corresponden a sus curvas de performance

a. Ventilador Joy de 30,000 cfm y 75 HP

Posición de paletas: 1 Posición de paletas: 2 Posición de paletas: 3 Flujo Cfm

Presión Pulg Agua

Flujo cfm

Presión Pulg Agua

Flujo Cfm

Presión Pulg Agua

30,000 9,580 27,500 9,040 25,000 8,260

35,000 8,430 30,000 8,470 30,000 6,650

40,000 6,750 35,000 6.830 32,500 5,380

45,000 4,380 40,000 4,030 35,000 3,700

50,000 1.200 42,500 1,980 37,500 1,270

b. Ventilador Joy de 70,000 cfm y 125 HP

Posición de paletas: 2 Posición de paletas: 3 Posición de paletas: 4

Flujo Cfm

Presión Pulg Agua

Flujo Cfm

Presión Pulg Agua

Flujo cfm

Presión Pulg Agua

60,000 9,80 65,000 10.60 75,000 10,40

65,000 8,40 70,000 9,40 80,000 9,00

70,000 6,80 75,000 8,00 83,000 8,30

75,000 4,80 80,000 6,40 85,000 7,60

80,000 2,40 85,000 4,50 90,000 6,00

DIAGRAMA UNIFILAR DEL SISTEMA DE VENTILACIÓNEl diagrama unifilar muestra la configuración del sistema de ventilación y, en este caso, presenta como información relevante la ubicación de las siguientes labores principales:

• Niveles 400, 450, 500, 510, 550, 600, 650, 700, 750, 800.• Echaderos de mineral.• Chimeneas RB y convencionales comunicadas entre Niveles y pisos de acceso.• Rampas de acceso.• Chimeneas convencionales que se espera ejecutar

El Gráfico N° 3, muestra el unifilar de la mina, constituido por 165 nudos y 229 ramales

PLANO UNIFILAR

RESULTADOS DE LOS ANALISIS DE SENSIBILIDADANÁLISIS DERIVADOS DEL LEVANTAMIENTO DE VENTILACIÓN

Se tomó como base de información las necesidades de aire de la mina, determinados en 142,000 pies3/minuto.

Para situaciones de contingencia, que pueden ser el incremento de equipos diesel, ampliación de operaciones o la recirculación de aire en el circuito de ventilación, se asume un 10% adicional de aire, con lo cual las necesidades serían 156,200 pies3/minuto.

Con el análisis de los circuitos de aire existentes, ubicación de chimeneas que comunican a superficie, ubicación de tajeos concluidos que pueden ser utilizados como vías de aire, ubicación de las áreas de trabajo, zonas con mayor tránsito vehicular, etc, se han identificado dos circuitos de aire con buenas probabilidades de mantenerlos implementando ventilación mecánica.

El primero de ellos es el circuito de Carmencita y el segundo el circuito de Sabrina, en los que se ubican ventiladores de diferentes capacidades. En ambos casos es necesario optimizar las vías de aire usado cerrando los accesos para evitar su recirculación.

PROPUESTAS DE CHIMENEAS Y VENTILADORES.

De las corridas del Programa de Cómputo VNET se definen la ubicación de las siguientes chimeneas y ventiladores:

• Construcción de una (01) chimenea de ventilación entre los Niveles 450 y 510, de 1.50m x 1.50m

• Construcción de 02 chimeneas paralelas de ventilación entre los Niveles 400 al 450 y de 450 al 510 de sección similar a la anterior.

La intención del paralelismo de las chimeneas es contar con una sección total de 3.0m x 3.0m para facilitar la circulación de aire.

• Instalación de un ventilador extractor de 70,000 pies3/min en el Nivel 510 aspirando el aire usado por las chimeneas propuestas para impulsarlo a los Niveles superiores, por las chimeneas 177 y 181 hasta superficie.

• Instalación de un ventilador de 70,000 pies3/min en el Nivel 510 aspirando el aire usado por las chimeneas propuestas para impulsarlo a los Niveles superiores, por las chimeneas 305, 313 y tajeos abiertos hasta superficie.

• Instalación de un ventilador de 30,000 pies3/min en el Nivel 700 sector Tanias aspirando el aire usado de los niveles inferiores.

• Paralelamente a lo señalado se considera el control de los circuitos de aire en los diferentes Niveles mediante tapones o barricadas de material (desmonte) para evitar la recirculación de aire.

BALANCE DE INGRESOS Y SALIDAS DE AIRE PROYECTADO

Cuadro N° 10.- Ingresos y salidas de aire de mina proyectado ITEM LABOR FLUJO

(m3/min) FLUJO (p3/min)

INGRESOS

DE

AIRE

Nivel 700, Bocamina, Cuerpo Tanias 6 200

Nivel 650, Bocamina 21 09 74480 Nivel 500, XC 2000 2541 89720

TOTAL 4655 164400

SALIDAS

DE

AIRE

Niveles 800 y 850 217 7650 Nivel 750, Bocamina cuerpo Tanias 591 20870 Nivel 750, Bocamina Sabrinas 1950 68860 Nivel 750, Comunicación tajeo Carmencita 1898 67030

TOTAL 4655 164410

OPERACIÓN DE VENTILADORES PRINCIPALES

Cuadro N° 12.- Ubicación de nuevos ventiladores principales

VENTILADOR UBICACIÓN PUNTO DE INSTALACIÓN

CAPACIDAD (p3/min)

HP motor

FUNCIÓN

1 Nivel 510. Crucero 150 Carmencita.

70,000 125 Extracción de aire

2 Nivel 510. Galería 300 N 70,000 125 Extracción de aire

3 Nivel 700 Gal 701 N 30,000 75 Extracción de aire

Cuadro N° 13.- Resultados de operación proyectados de ventiladores principales

VENTILADOR CAPACIDAD (p3/min)

CAUDAL TRABAJO (p3/min)

PRESIÓN (Pulg Agua) POTENCIA AL

FRENO HP

Crucero 150. Carmencita.

70,000 66,630 3.21 33.67

Chimenea 300 N 70,000 67,950 2.97 31.79

Galería 701 N 30,000 38,050 0.73 4.40

CIRCUITOS DE AIRE.

El circuito de aire resultante está sujeto a la depresión que originan los extractores de aire ubicados en el Nivel 510.

El mayor flujo de aire ingresa a la mina por el Nivel 500, ingresa por la Rampa 400 hasta las labores del Nivel 400. El aire luego de ser utilizado es encauzado hacia las nuevas chimeneas para ser aspirado por los 02 ventiladores de 70,000 pies3/min a ubicar en el Nivel 510.

En el Nivel 510 los ventiladores y chimeneas de los circuitos de aire serán aislados con tapones y puertas de ventilación para evitar la mezcla de aire usado y fresco.

El aire usado colectado en el Nivel 510 será impulsado a los Niveles superiores hasta alcanzar el Nivel 750 saliendo por las bocaminas de este Nivel y tajeo abierto comunicado a superficie.

En esencia se mantiene la misma estructura de los 02 circuitos de aire existentes, aprovechando la existencia de chimeneas y tajeos sin rellenar entre los diferentes niveles.

En los Niveles 550, 600, 650 y 700 será necesario ubicar tapones de bloquetas o cerrar los accesos a los tajeos vacios con acumulación de material desmonte, sin los cuales no se garantiza un adecuado circuito de aire.

Los ventiladores propuestos también circularán el aire del Sector de Las Tanias. Sin embargo el ventilador de 30,000 pies3/minuto cumplirá la función de direccionar el aire específicamente por las chimeneas de este sector.

CAPITULO IV: COSTOS DE CAPITAL Y COSTOS DE OPERACIÓN PROYECTADOS

Se ha efectuado un estimado de costos para la propuesta

planteada.Estos estimados están referidos básicamente a las

excavaciones de las chimeneas de ventilación convencionales, a la

adquisición de 03 ventiladores que se propone y al consumo de energía

eléctrica por la operación de estos ventiladores.

COSTO DE CAPITAL 

En este rubro se considera la excavación de 05 chimeneas de

ventilación convencionales, de una sección transversal de 1.50 m x

1.50 m y una longitud total de 330 metros.

 

El costo de excavación de las 05 chimeneas a un precio unitario de

US $ 158/m resulta en un costo total de US $ 52,140.

 

El costo estimado por la adquisición de los 03 ventiladores asciende a US

$ 43,450.

Cuadro N° 15.- Cálculo de Costo de Capital por excavación de chimeneas de ventilación

ÍTEM NIVEL UBIC ACIÓN EN

NIVEL INFERIOR

UBICACIÓN EN

NIVEL SUPERIOR

SECCIÓN

TRANSV

LONGITUD

(m)

PRECIO

EXCAV

(US $/m)

PRECIO

TOTAL US$

1 Nivel 450 a Nivel 510 Gal 450 ES XC 150 1.50m x 1.50m 70 158 11060

2 Nivel 400 a Nivel 450 Gal 400 2N Gal 450 3N (tope) 1.50m x 1.50m 60 158 9480

3 Nivel 400 a Nivel 450 Gal 400 2N Gal4503N(tope) 1.50m x 1.50m 60 158 9480

4 Nivel 450 a Nivel 510 Gal 450 3N Gal 300 N (tope) 1.50m x 1.50m 70 158 11060

5 Nivel 450 a Nivel 510 Gal 450 3N Gal 300 N (tope! 1.50m x 1.50m 70 158 11060

TOTAL 52140

Cuadro N° 14.- Costo de capital por ventiladores proyectados

ITEM DESCRIPCION CAPACID Pie3/min

HP MOTOR CANTID

PRECIO UNITARIO

US $

PRECIO TOTAL US $

1 Ventilador axial 70000 125 2 13950 27900

2 Ventilador axial 30000 75 1 9150 9150

3 Arrancador ventilador 70K 2 2300 4600

4 Arrancador ventilador 30K 1 1800 1800

TOTAL 43450

COSTO DE CAPITAL

COSTO DE OPERACIÓN

El costo de operación está referido básicamente al consumo de energía eléctrica por el funcionamiento de los 03 nuevos ventiladores.

El costo anual fue estimado en US $ 138,205, a una tasa de US$ 0.21/Kwh de energía eléctrica, para un periodo de 5 años.

Cuadro N° 16.- Costos de operación ventiladores propuestos – consumo energía ITEM UBICAION

VENTILADOR RAMAL VNET

NUDOS VENTILADOR POTENCIA HP Aire

COSTO OPERACIÓN US $/año DE A PRESION

Pulg agua CAUDAL CFM

1 Niv 510 Carmencita 47 44 43 3.21 66.63 33.67 71089

2 Niv 510,Gal 300 N 207 152 36 2.97 67.95 31.798 67116

3 Niv 700,Gal 701 N 156 112 111 0.73 38.05 4.4 9279

TOTAL 65.46 138205

Cuadro N° 17.- Costos distribuidos por años, US $ ITEM AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5

1 23371 71087 71087 71087 71087

2 22066 67118 67118 67118 67118

3 3054 67118 67118 67118 67118

TOTAL 45437 138205 138205 138205 138205

Cuadro N° 18.- Costos de Capital y Operación proyectados

DESCRIPCIÓN AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 Costo Capital US$

95,590 0 0 0 0

Costo Operaciones US$ 45,437 138,205 138,205 138,205 138,205

FLUJO DE CAJA US$ 141,027 138,205 138,205 138,205 138,205

El Valor Presente Neto para una proyección estimada hasta el año 5, con una tasa de retorno del 13%,

CUADRO N° 19.- Valor Presente Neto - Proyecto de ventilación

DESCRIPCION AÑOS 1 2 3 4 5

Costo de Capital (US $) 95590 0 0 0 0

Costo de Operación (US $) 45437 138205 138205 138205 138205

Costo Total (US $) 141027 138205 138205 138205 138205

CONCLUSIONES

1. La ventilación de la mina es enteramente natural, sujeta a las variaciones climáticas de la mina, como tal los circuitos de aire son bastante inestables.

2. La mina opera con equipo mecanizado para el carguío y transporte de mineral, utilizando galerías de gran sección y rampas de acceso. Ante la ventilación natural de la mina, la operación de estos equipos hace que la ventilación de la mina sea deficiente.

3. De acuerdo al levantamiento efectuado ingresa a la mina un caudal de 88,145 pies3/minuto (2,496 m3/minuto) de aire, que cubren el 62 % de las necesidades determinadas en 141,822 pies3/minuto.

4. El Crucero 2000 del Nivel 500 es la principal vía de ingreso de aire y de acceso a la mina, por ella ingresa sólo 24,720 pies3/min de aire fresco, insuficiente para cubrir las necesidades de aire de la mina.

5. Desde el Nivel 510 hacia los Niveles superiores se identificaron 02 circuitos de aire usado; la primera que se encauza por el Sector Carmencita y la segunda por el Sector de Sabrina. El aire usado sale de la mina principalmente por el Nivel 750.

CONCLUSIONES

6. Las labores en operación del Nivel 400 se hallan congestionadas con humo producto del tránsito vehicular. Los 02 ventiladores de 10,000 pies3/min instalados como extractores de aire son insuficientes para remover el aire usado. Igualmente, la Rampa 302, por encima del Nivel 500, muestra una persistente congestión de humo por la recirculación del aire.

7. Como consecuencia de lo señalado en ítems precedentes se registraron gases de Monóxido de Carbono en concentraciones que variaron entre 9 y 179 partes por millón (ppm), superando en la mayoría de los casos la concentración Máxima Permisible de 25 ppm establecido por el D.S 046-2001-EM.

8. Los frentes de desarrollo cuentan con ventilación auxiliar, consistente de ventiladores axiales de 10,000 pies3/minuto y mangas de polietileno de 18 y 22 pulgadas de diámetro. La mayor parte de estas mangas se hallan deterioradas por el uso que impiden que el aire fresco alcance a los frentes de trabajo en cantidad suficiente.

RECOMENDACIONES.

1. Mecanizar la ventilación de la mina. La ventilación natural de la mina no puede garantizar en modo alguno una adecuada ventilación de la misma.

2. Se recomienda la adquisición y puesta en operación de 02 ventiladores de las siguientes características:

Cantidad : 02

Tipo : Axial

Capacidad : 70,000 pies3/minuto

Diámetro carcasa : 45 pulgadas

Altitud operación : 4,700 msnm

Temperatura operación : -15°C a 30°C

Velocidad rotación : 1750 RPM

Potencia Motor : 125

Adicionales : Tablero de arranque, malla de protección,

campana de succión, trineo para montaje en piso.

Ambos ventiladores serán instalados como extractores de aire en el Nivel 510.

El primero de ellos en el sector de Carmencita, aspirando el aire usado, a través de chimeneas, de los Niveles inferiores para impulsarlo a los Niveles superiores, también por chimeneas y tajeos abiertos, hasta alcanzar el tajeo comunicado a superficie, manteniendo el circuito actual existente.

El segundo ventilador en el sector de Sabrina, aspirando el aire usado de los Niveles inferiores para impulsarlo a través de chimeneas y tajeos abiertos hasta el Nivel 750 para su evacuación a superficie por las bocaminas .

Para la puesta en operación de los ventiladores señalados será necesario la excavación de 5 chimeneas de ventilación convencionales de 1.50m x 1.50m entre los Niveles 400, 450 y 510.

Para la captación de aire desde el Nivel 400 se propone la construcción de chimeneas paralelas, de forma que la sección de las mismas sumen 3.0m x 3.0m, reduciendo así su resistencia al paso del aire y consiguiente reducción en el consumo de energía.

3. Adquisición e implementación de 01 ventilador de las siguientes características:

Cantidad : 01

Tipo : Axial

Capacidad : 30,000 pies3/minuto

Diámetro carcasa : 29.5 pulgadas

Altitud operación : 4,700 msnm

Temperatura operación : -15°C a 30°C

Velocidad rotación : 3550 RPM

Potencia Motor : 75

Adicionales : Tablero de arranque, malla de

protección, campana de succión,

trineo para montaje en piso.

El ventilador será instalado como extractor de aire en el Nivel 700, para la remoción del aire en el sector de Tanias. El ventilador aspirando el aire usado de los Niveles inferiores a través de chimeneas lo impulsará hacia los Niveles 800 y 850 para su evacuación a superficie.Para la estructuración de los circuitos de los ventiladores propuestos será necesario la construcción de tapones de bloquetas de concreto o el cierre de los accesos a los tajos abiertos con acumulación de material, para evitar la recirculación de aire.

4. Reemplazar los actuales tapones de lona y manga por otros de bloquetas de concreto para mejorar la hermeticidad de los mismos.

5. La Administración de la Empresa debe disponer mantener cerradas las puertas de ventilación ubicadas en los Niveles 500 y 450 y llevar un control permanente de las emisiones de gases de los equipos diesel que operan en interior mina.

GRACIAS