CICUITO EN LA VENTILACIÓN DE MINAS 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 tener un solo circuito en línea que nos de un valor de la resistencia que vencer. CIRCUITOS EN SERIE Este circuito tiene las siguientes relaciones: 1. El volumen volumen total total es el mismo mismo a través través de todo todo el circuito circuito desde desde que que ingresa el aire aire a la mina hasta hasta que sale de de ella es decir: decir: Qt = Q1=Q2=Q3=Q4= . . 2. La resisten resistencia cia total es igual igual a la suma suma de las pérdida pérdidass o resistencias resistencias de cada una de las galerías por donde viaja el flujo, esto es: HL= HL1 + HL2 + HL3 + HL4 3. La rel relaci ación ón que que hay hay entr entree HL Y el volumen Qt del flujo que viaja es igual a RQ2 y podemos podemos decir entonces que HL = RQ2 = R1Q21 + R2Q22 + R3Q23 ; = Q2(R1 +R2 + R3 + R4 . . .) 4. Pero como como todos todos los volúmenes volúmenes son son iguales iguales podemos podemos escribir escribir que que Rt = R1 + R2 + R3 + R4 . . .
5. En circuito circuitoss en serie serie los reque requerimien rimientos tos de fuerza fuerza o energ energía ía eléctrica son altos, para un determinado volumen, porque los HP para trasladar el peso del aire son acumulativos. 6. En un circuit circuito o en serie serie dentro dentro de una una mina de de vetas vetas verticale verticaless el circuito en en sería el siguiente: siguiente: a
Circuito en serie con tapones o
b d
c
e
7.
g
puertas que impiden el paso de volúmenes de aire conforme a
f
necesidades.
Y su esquema lineal para cálculo de cada una de las HL o resistencia es la siguiente: a
b
c
d
e
f
g
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. CIRCUITOS EN PARALELO Es cuando el flujo o volumen total es distribuido o dividido en varias galerías. En la ventilación de minas cuando se esta haciendo un circuito en paralelo se dice que se está haciendo un splitting y cada ramal del circ ci rcui uito to en pa para rale lelo lo se ll llam amaa sp spli litt y es este te ci circ rcui uito to pa para rale lelo lo ti tien enen en la lass siguientes relaciones: 1.
Cuan Cu ando do el flu flujo jo pa pasa sa po porr gal galer ería ías s en en par paral alel elo, o, o gal galer ería ías s que que se bifurcan el volumen total es la suma de los volúmenes que que pasa por cada ramal, o sea Q = Q 1 + Q 2 2 + Q 3 + Q 4 . . . (A)
2.
La pé pérd rdid ida a de re resi sist sten enci cia a es es la mi mism sma a a tra travé vés s de de cual cualqu quie ier r ramal o galeria sea
H L = H l1l1 = H l2 l2 = H l3 l3 = H L4 L4 = . . . . .
Pero sabiendo que H L = RQ 2 , podemos decir que el H L podemos
3.
hállarlo conociendo el R y el Q sin necesidad de usar la fórmula de resistencia y de lo anterior podemos decir también que:
H L
Q=
Q1
=
H L1 R1
y
Q2
K . p( L + Le)
1
R1
=
H L2 R2
Q3
y
=
H L3 R3
Q4
y
2
5.2 A
o en su defecto (a) R = =
H L4 R4
, valores que
podemos sustituir en (A), de donde tendríamos que: H L R
=
H L1
H L2
+
R1
R2
+
H L3 R3
+
H L4 R4
pero como HL=HL1=HL2=HL3=HL4=. . . 1
tendremos que:
R
=
1 R 1
+
1 R 2
+
1 R3
1
+
. . ..
+
R4
que nos
dice que cada R o resistividad involucra a las características de cada galerías 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. 4. Si la estática es la misma o constante
Q1 =
ó
H 2
=
H L1
H L1 R1
y si podemos escribir o decir que
=
Q
=
H L 2 ...
y el
1
R
y
Q=
Q1
=
H L R
1
R1
y
1
Q Q1
si estas igualdades las dividimos tendremos que:
=
R 1 R1
de donde
1 Q1=Qx
Q1 es igual a
R1
1
que es una de las relaciones que indica que
R
conocidas las características o resistividad de las galerías R 1 Y R el volumen Q que queremos distribuir, podemos hallar el volumen que pasará por Q1. Esta igualdad da solución a muchos problemas de ventilación minería con solo conocer las características de cada ramal. Y el valor de R lo obtenemos de la formula : K . p( L + Le ) R = 3 5.2 A , 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 ramales conforme exigen las operaciones 5. |En mina un circuito en paralelo es del siguiente modo:
i. a
i
ii. b
d
h
1. c
g a. f
6. Y su esquema para calcular el circuito es el siguiente:
d 1
Para el cálculo de las resistencias inicie por determinar la
a
I 2
e b c f
h g
resistencia equivalente de ceh 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.
7. El costo de la fuerza eléctrica en HP se reduce fuertemente para una determinada cantidad de aire cuando se establece circuitos en paralelo. 8. 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 requiere este a la velocidad mínima de transporte. Muchos tajos no tienen la velocidad mínima que todo supervisor debe exigir.
CALCULO DE RESISTENCIAS DE REGALERIAS EN SERIE POR ABACO Y POR FORMULA H L = KP(L+Le)V 2 ES LABORIOSO 5.2 A3 Los Datos de cada Ramal como velocidad, área, Perímetro, longitud fueron tomados en el campo y del los planos. Cada ramal es un problema.
RAMAL
DE PUNTOS
K FACTOR ELEJIDO DE CORRE C
K CORREJIDO
VELOCIDA AREA D FT2 Ft/m
Q PERIMET RADIO PERDIDA LONGITUD LONGITU LONGITUD FORMA RESISTENCI CFM R HIDRAULIC DE EN D TOTAL DE LA A F.T. O PRESION METROS CONVER CON GALERIA TOTAL 100 FT T.A PIES CHOQUE DIBUJE EN “H 2O
A
B
1
1
2
165
43
43
27.4
1.56
0.00022
123
403.40
474.40
0.00104
2
2
3
110
66 x10-10
302
4.5
8.8
0.51
0.02200
55
180.40
247.40
0.05443
3
3
4
100
60 x10-10
302
42
26.0
162.00
0.00680
7
23.00
83.00
0.00564
4
4
6
120
72 x10-10
332
42
27.9
1.51
0.01000
110
360.80
510.80
0.05110
5
6
9
100
60 x10-10
187
39
25.7
1.52
0.00270
54
177.12
207.12
0.00559
6
9
10
100
60 x10-10
151
35
25.0
1.40
0.00180
58
.190.24
260.24
0.00468
7
10
13
100
60 x10-10
150
35
25.0
1.40
0.00180
18
59.04
124.04
0.00223
8
13
22
120
72 x10-10
500
5.5
9.2
0.60
0.05500
55
180.40
245.40
0.13497
0.6
99x10-10
9
22
23
100
60 x10-10
60
37
21.0
1.76
0.00023
27
88.56
118.56
0.00027
10
23
47
110
66 x10-10
120
9
10.0
0.90
0.00185
55
180.40
245.40
0.00454
11
47
48
25
15 x10-10
100
40
26.3
1.52
0.00019
67
219.76
219.76
0.00042
12
48
35
110
66 x10-10
100
38
24.9
1.53
0.00080
25
82.50
85.50
0.00068
13
35
51
115
69 x10-10
255
35.8
24.9
1.44
0.00610
15
48.20
118.20
0.00721
14
51
53
120
72 x10-10
150
35.8
23.8
1.50
0.00200
16
52.80
85.80
0.00172
15
53
54
115
69 x10-10
150
38.4
24.0
1.59
0.00190
24
73.30
76.30
0.00153
16
54
55
110
66 x10-10
150
38
24.0
1.59
0.00175
5
16.40
16.40
0.00029
17
55
56
115
66 x10-10
55
354
24.0
1.60
0.00023
15
48.20
173.20
0.00040
18
56
94
115
69 x10-10
300
5.5
9.2
0.60
0.01900
40
132.00
132.00
0.02508
19
83
62
85
51 x10-10
107
35
26.5
1.32
0.00085
97
320.00
391.00
0.00335
20
62
61
70
42 x10-10
180
31.8
23.9
1.34
0.00019
8
26.24
29.24
0.00055
21
61
63
110
66 x10-10
120
34
24.1
1.41
0.00125
34
111.52
261.52
0.00327
22
63
64
70
42 x10-10
54
37.3
25.3
1.47
0.00016
37
121.36
151.36
0.00024
RESISTENCIA TOTAL:
0.31”2H 2 0
CALCULO DE RESISTENCIAS DE GALERIAS EN PARALELO POR ABACO SE TIENE LOS SIGUIENTES DATOS DE UN PROBLEMA 1.
Diagrama
2.
Se tiene 36000 CFM que distribuir a los tajos X, Y, Z las siguientes necesidades de aire:
3.
Por la galería 1 = 12,0000 CFM Por la galería 2 = 15,0000 CFM Por la galería 3 = 9,0000 CFM Por las galerías 4 = 5 = 36,0000 CFM
CALCULO DE RESISTENCIAS DE GALERIAS EN PARALELO POR ABACO SE TIENE LOS SIGUIENTES DATOS DE UN PROBLEMA 1.
Diagrama
2.
Se tiene 36000 CFM que distribuir a los tajos X, Y, Z las siguientes necesidades de aire:
3.
Por la galería 1 = 12,0000 CFM Por la galería 2 = 15,0000 CFM Por la galería 3 = 9,0000 CFM Por las galerías 4 = 5 = 36,0000 CFM
4.
5.
LAS GALERIAS SON DE LAS SIGUIENTES DIMENSIONES GALERIA 1=
SECCION 5’X7’
LONGITUD 2500’
P=P(V1)METR. 24
2=
6’X8’
2000’
28
3=
5’X7’
3000’
24
4=
8’X8’
1000’
32
5=
8’X8’
500’
32
Se considera K = 100x10 -10 pero todas; que W=0.075 li/pie 3 la mina esta a nivel del mar
6.
La mina esta a una altitud donde su 3 nivel de la zona tiene W= 0.049 lib/pu 3
a) Cual es al caida de presión que es necesario provocar cada ramal para distribuir el volumen de acuerdo a necesidades b) Que presión debe tener un ventilador soplando instalado con el punto A
c) Cual es la potencia que requiere ese ventilador suponiendo una eficiencia de 60% SOLUCIÓN a) Esto lo resolvemos por formula H L K P L V2 ó por el ABACO que es más rápido 5.2 A K
= 100x10
A/P RADIO HIDRAULICO
VELOCIDAD
Y 1 = A1 = 35 = 1.46 P1 24
V 1 = Q1 = 12,000 = 342 A1 35
HL1 = 2,500 x 0.016 = 0.40”H 2O 100
Y 2 = A 2 = 48 = 1.71 P 2 28
V 2 = Q 2 = 15,000 = 335 A 2 48
HL 2 = 2,000 x 0.011 = 0.22”H 2O 100
Y 3 = A3 = 35 = 1.46 P3 24
V 3 = Q3 = 9,000 = 257 A3 35
HL3 = 3,000 x 0.008 = 0.24”H 2O 100
Y 4 = A 4 = 64 = 2 P 4 32
V 4 = Q 4 = 36,000 = 561 A 4 64
HL 4 = 1,000 x 0.029 = 0.29”H 2O 100
Y 5 = A5 = 64 = 2 P5 32
V 5 = Q5 = 36,000 =561 A5 64
HL5 = 500 x 0.029 = 0.15”H 2O 100
-10
para todos
1.
HL = RESISTENCIA
La caída de presión en los 3 ramales debe ser igual. Es decir en este caso será 0.40” H para los 2O otros dos, por lo que habrá que para agregar una resistencia a esto, como:
2.
AL Al
2 3
0.18” H 2O 0.14” H 2O
Mediante puertas regulables Aumentamos las resistencias en:
0.40-0.22 = 0.18“H 2O 0.40-0.24 = 0.16“H 2O osea:
0.40 + 0 0.22 + 0.18 0.24 + 0.16
3.
La presión que tendra será:
4.
PA=P4+P1+P5=
PA=0.29+0.40+0.145=0.835”H O 2
HP=HL x Q = 0.835 x 36,000 = 7.88Hp 6,356xeff 6,356 x 0.60
10Hp
La potencia del motor será 10Hp.
DISEÑO DE UN SISTEMA DE VENTILACIÓN AUXILIAR PARA MOSTRAR LA DISTRIBUCIÓN NECESARIA Y LOS BALANCES RESPECTIVOS
datos -
Hay 2 hombres Ch.
-
Hay 6 hombres en el frontón.
-
Ch. De 5´ x 5´
-
Galería frontón de 3x3xmt. = 96.75 y iguala la galería principal.
-
Velocidad mínima en todo conducto 80 ft/m.
-
Altitud = 4,400 m.s.n.m.
-
Largo de chimenea = 150 metros.
El aire necesario para hombres y para transporte de gases y su distribución de volúmenes de aire seria. Q1 = 2h x 212 + 80 ft/m x 25ft2 = 2,636 cfm Q2 = 6h x 212 + 80 ft/m x 96,75ft2 = 9,012 cfm La distribución por las galerías seria Q3 = Q + Q2 = 11,648 cfm. Q5 = Q3 + Q4. Q4 = 80 x 96.75 = 7.740 cfm Q5 = 11,648 + 7,740 = 19,388 cfm. Aquí dice que si no hay 20,000cfm en galeria principal – no hay buena ventilación auxiliar. la ventilación en chimenea mediante manga de ventilación seria Q1 = 2,636 cfm con dos hombres y usando manga de 12 “ para ventilar de 1.8” H2O c/100 H2O a nivel de mar. Y una velocidad de 2,636 / 0.785= 30358 ft/m.que esta en el máximo de velocidad aire limpio. el ventilador necesario es
De 11.648 cfm Ó minimo uno de 10,000 cfm Ó V = 103 ft/m. Las velocidades es los conductos son: Q5 con V = 200 ft/m Q4 con V = 200 ft/m Q3 con V = 120 ft/m Q2 con V = 80 ft/m velocidad de retorno. Q1 con V = 80 ft/m velocidad de retorno. Si ventilamos con aire comprimido tenemos Qc = 180 cfm. Ach = 2510 V de retorno = 180 7.2 ft/m que es bajisima Si el largo de chimenea es 150 mts. Es peor la situación y peligrosopor que demora mucho el gas en salir.
CALCULO DE UN CIRCUITO DE VENTILACIÓN AUXILIAR PARA UNA CHIMENEA Este calculo puede ser llevado a cabo por un Ingeniero de ventilación y debido a que la sección de una chimenea es de 5 X 5 ft2, que es reducida vemos que no ingresa mangas mayores a 12” de diámetro y en la cual pueda viajar hasta 2,700 CFM, con estática no mayor de 1.8” por cada 100 pies a nivel de mar. Sin embargo el que diseña debe hacer conocer al jefe de mina el planeamiento sus necesidades de espacios para mangas de 18”, 24” y 28” que requieren otras secciones mayores para establecer un buen circuito de ventilación auxiliar combinado para chimeneas con tajos.
Si se conoce el diseño del método de explotación de mina es mas fácil hacer el diseño de la ventilación auxiliar exigiendo mayores secciones. Las mangas de 12” de diámetro tiene las siguientes estáticas que nos ayuda a predecir que volumen podemos enviar por esta sin mucho costo.
Diámetro
Area
Velocidad
Transporte
SP” H2O
pulgadas 12 12 12 12 12
Pies 0.785 0.785 0.785 0.785 0.785
FT/M 2,600 3,000 3,185 3,439 6,399
Q = CFM 2,041 3,355 2,500 2,700 5,000
C/100 mac 1.10 1.38 1.50 1.80 6.00
por manga de 12” obtenemos 6” de SP si enviamos 5,000 cfm. Que es muy alto y se vuelve antieconómico el transporte y necesitaríamos mangas resistentes. Para el diseñado el circuito auxiliar para una chimenea tenemos los siguientes 1ro
En chimeneas de 5 X 5 = 25 pies cuadrados, para minería clásica con una velocidad de retorno de 80 FT/M y con dos hombres se requiere 2, 636 CFM a mas 4,000 metros.
2do
Si la chimenea tiene una longitud de 150 metros por hacer,
equivalente a 492 pies. Y si la chimenea esta a una altitud 4268 metros equivalente a 14,000 pies y donde la temperatura es de 22°C tendremos que la densidad del aire será:
22°C <> a °F =
d =
9 5
1,327 x17,57 460
+
71.6
x 22
=
+ 32 = 71 .6°
0.0438 lb pie
y la densidad a nivel mína será
3
si la chimenea tiene 492 pies finales y en curva convertidas a longitud equivalente da 550 pies y si la manga tiene una resistencia de 1.8” H2O
cada 100 pies lineales: por los 550 pies tendrá una resistencia de 550 100
x1.8 = 9.9
H2O a nivel de mar SP 1
y al nivel de mina será:
Sp 2
=
d 1 d 2
9.90
de donde
x
=
0.075 0.0438
x = 5.78
H2O
que indica que debemos buscar un ventilador de 2,636 cfm x venza 5.78” H2O o uno que quede regulado a 2,700 CFM para que envié este volumen a la chimenea, venciendo una estática a nivel de la mina de 6” de H2O y con un motor en mina de 3.64 caballos de fuerza y como no hay de este tamaño habría que elegir uno de 4 a 5 HP. El BHP se hallo por la fórmula:
BHP =
QxSP min a
6,356 xeff
=
2,700 x 6.0 6,356 x 0.70
= 3 .64 HP
DISEÑO Y CALCULO DE VENTILACIÓN AUXILIAR PARA CHIMENEAS Y UN FRONTON Este calculo puede ser efectuado por Ing. de ventilación. Como hemos visto en la primera parte de la higiene minera, la mayor cantidad de muertos por gases ocurre en chimeneas, tajos y frontones; debido a los gases de la que la dinamita y al hecho de que estamos ventilando con aire comprimido el cual es un volumen pequeño y al mismo tiempo muy mal instalado en el punto de voladura. Las chimeneas en su exploración o en su avances son muy peligrosos por la presencia de gases que no salen después de 2 horas después a la galería principal. Un calculo sobre este diseño y su balance ya se hizo en la parte de distribución de aire, ahora nos planteamos un problema similar mas amplio; cuyo dibujo lo indicamos en la hoja siguiente:
Datos: Altitud de chimenea 3,500 m.s.n.m, en que se requiere 180 CFM x c/h. En el caso presente de la fig. N°2 consideramos 8 hombres, 6 en tres chimeneas y 2 en el Subnivel. Adoptamos la velocidad mínima del retorno del aire junto con los gases = a 80 th/m. Para el caso en el lugar de mina tenemos que determinar las secciones de A,B,C,D. El calculo lo iniciamos de la labor mas interna hacia fuera, es decir debemos calcular la cantidad de aire para D1, D2 y D3 = c/u con 2 hombres y de sección D = 5 x 5 = 25 pies cuadrado.
Calculo De Volumen K1, K2” CON MANGA de 12” de diámetro El Qh = 180 x 2 = 360 CFM El QTvp = 80 x25 = 2000 Total 2,360 cfm requeridas Como son 3 chimeneas requerimos 7,080 CFM + 360cfm para 2 homb en el subnivel necesitamos en total =7,440 CFM F, F1 con manga y en donde Qh 180 x 3 = 540 Qtrp = 1 80 x 56 4,480 Es decir el frontón requiere 5,020 CFM que sumado a los 7440 CFM se requiere 12,460. El balance nos dice que Q2 es = a Q3, Que QI = Q2 + Q4, siendo Q4 = 5 x 5 x 80 = 2000 CFM mínimo,
que da Ql = 12,440 + 2000 = 14,460 lo que quiere decir que Q, debe ser mínimo de 15,000 CFM, si este volumen no hay en la galería principal de Q1 hay necesidad de incrementar este volumen mediante ventilación secundaria o principal.
Calculo de mangas KI, K2 = K3, K4 = KB, K6 = de 12" de diámetro KI, K3 = transportará 2,360cfm + 2,360cfm 4,720cfm que visto las tablas no da manga de 18" de K3, KS = transportará 2,360 CFM que Visto las tablas da manga de 12" de KI, F = transportará 2,360 x 3 = 7,080 + 360 = 7,440 CFM que visto de las tablas nos da manga de 24 F, F1 = 5,020 CFM que visto la tabla nos da 18 MF = transportará 12,460 CFM que visto las tablas nos da manga de 28" 0. Y el circuito de mangas quedará como en la fig. N" 2. luego el cálculo de la resistencia de las mangas en función de su longitud de c/u es función de la distribución que indique en la sección de planeamiento o de ingeniería. El cálculo del BHP del motor se calculará en función de esta resistencia hallada del volumen de acuerdo a la ecuación de BHP expresada ya en el ejemplo de distribución de volumen.
PROCEDIMIENTOS Y TABLAS PARA CONOCIMIENTO RAPIDO DE LAS ESTATICAS DE LAS MANGAS DE VENTILACIÓN PARA USO DEL INGENIERO
1. Al iniciar los cálculos, calculamos las necesidades de aire desde el lugar mas confinado del proyecto hacia fuera para obtener el volumen total necesario. 2. Las longitudes de los conductos de mangas las tomamos de los planos horizontales del lugar por ventilar. El departamento de ingeniería proporciona estas longitudes. 3. La determinación de las resistencias en pulgadas de agua que tiene una determinada longitud de manga de un punto a otro punto y que lleva un volumen predeterminado es laborioso por calculo y se hace rápido por las tablas de estáticas o de ábacos que adjuntamos para lo cual hay que entrar con el volumen determinado y la velocidad aceptable de transporte para aire y humos que esta en el rango de 2400 FT/M a 3200 FT/M para elegir al máxima estática o al media estática. 4. Conocido la estática por 100 pies de longitud se halla la estática de cada longitud, mas se adopta longitudes por choque y luego las resistencias equivalentes en la distribución de flujo para convertir el circuito de estática en un circuito en serie y obtener la estáticas que debe vencer el ventilador. 5. Luego se determina el BHP necesario para el ventilador a la altura de mina para lo cual hay que conocer la densidad del aire del lugar, la relación de densidades a estáticas y se usa la fórmula. d 1 d 2
=
BHP =
SP 1 SP 2
QxSP
6346 xeff
TABLAS PARA CONOCIMIENTO RAPIDO DE ESTATICAS DE 100PIES LINEALES DE MANGA DE DIFERENTES DIAMETRO. Elaborado por el Ing. PABLO JIMENEZ A. Adjuntamos CHART DE RESISTENCIA Vs. Volúmenes y Velocidades. EQUIVALENCIA DE DIAMETROS, PARA USAR EN EL ALTO DE LA GALERÍA DIAMETRO EN CENTIMETROS 14” <> 2.54 X 14 = 35.56 centímetros 18” <> 2.54 X 16 = 40.64 centímetros 20” <> 2.54 X 20 = 50.8 centímetros 24” <> 2.54 X 24 = 60.96 centímetros 26” <> 2.54 X 26 = 66.00 centímetros 28” <> 2.54 X 28 = 71.12 centímetros 14” <> 2.54 X 30 = 76.2 centímetros 14” <> 2.54 X 36 = 91.44 centímetros DATOS •
Hay galerías de 8’ x 9’ = 2.40 x 2.70 Hay galerías de 6’ x 8 = 1.80 x 2.40 Hay galerías de 4m x 4mt.
•
Velocidades económicas para transporte de aire y gases es de: 2400vt/m a máximo 3200ft/m.
•
d1 = Sp1 d2 = Sp2
•
d1 = Bhp1 d2 = Bhp2
ESTATICA DE MANGAS VS VELOCIDADES = buena elección para reducir costo de energía. Las mangas de 12° de diámetro tiene las siguientes estáticas, que nos ayuda a predecir que volumen podemos enviar por esta sin mucho costo.
•
Diámetro
Area
Velocidad
Transporta
SP”H20
Pulgadas 12 12 12 12 12
Pies 0.785 0.785 0.785 0.785 0.785
ft/m 2,600 3,000 3,185 3,439 6,399
Q=CFM 2,041 3,355 2,500 2,700 5,000
C/100 Mac 1.10 1.38 1.50 1.80 6.00
Por manga de 12” obtenemos 6” de SP si enviamos 5,000 cfm, que es muy alto y se vuelve antieconómico el transporte y necesitaríamos mangas resistentes. CON MANGA 14 Diámetro
Area
Velocidad
Transporta
SP”H20
Pulgadas 14” 14” 14” 14” 14” 14” 14”
Pies 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36
FT/M 1400 1800 2400 2600 2800 3000 3200
Q=CFM 2.240 2,448 3,264 3,536 3,808 4,080 4,352
C/100 Mac 0.27 0.45 0.80 0.96 1.00 1.20 1.30
CON MANGA 18ӯ
Ø
Area
Velocidad
Transporta
SP”H20
18” 18” 18” 18” 18” 18” 18”
Pies 1.766 1.766 1.766 1.766 1.766 1.766 1.766
ft/m 1400 1800 2400 2600 2800 3000 3200
Q=CFM 2,472 3,178 4,238 4,591 4,945 5,298 5,651
C/100 Mac 0.20 0.33 0.60 0.65 0.80 0.90 0.98
CON MANGA 20” Ø Ø
Area
Velocidad
Transporta
SP”H20
20” 20” 20” 20” 20” 20” 20”
Pies 2.179 2.179 2.179 2.179 2.179 2.179 2.179
ft/m 1400 1800 2400 2600 2800 3000 3200
Q=CFM 3,050 3,922 5,224 5,665 6,101 6,537 6,973
C/100 Mac 0.18 0.30 0.55 0.60 0.66 0.81 0.86
CON MANGA 24” Ø Ø
24” 24” 24” 24” 24” 24” 24” 24”
Area Pies 3.14 3.14 3.14 3.14 3.14 3.14 3.14 3.14
Velocidad
Transporta
SP”H20
ft/m
Q=CFM 4,396 5,652 7,536 8,164 8,792 9,420 10,048 12,000
C/100 Mac 0.15” 0.20 0.24 0.45 0.60 0.66 0.78 1.10
1400 1800 2400 2600 2800 3000 3200 3821
CON MANGA 28” Ø Ø
28” 28” 28”* 28” 28” 28”* 28”
Area Pies 4,273 4,273 4,273 4,273 4,273 4,273 4,273
Velocidad
Transporta
SP”H20
ft/m
Q=CFM 5,982 7,691 10,225 11,109 11,964 12,819 13,673
C/100 Mac 0.133 0.240 0.42* 0.48 0.55 0.62*/1 0.66
1400 1800 2400* 2600 2800 3000* 3200
CON MANGA 30” Ø Ø
30” 30”
Area Pies 4.90 4.90
Velocidad
Transporta
SP”H20
ft/m
Q=CFM 6,860 8,820
C/100 Mac 0.125 0.20
1400 1800
30” 30” 30” 30” 30”
4.90 4.90 4.90 4.90 4.90
2400 2600 2800 3000 3200
11,760 12,740 13,720 14,700 15,680
0.225 0.34 0.40 0.48 0.55
CON MANGA 36” Ø Ø ”
A
36” 36” 36” 36” 36” 36” 36”
Pies 7 7 7 7 7 7 7
Velocidad
Transporta
SP”H20
ft/m
Q=CFM 9,800 12,600 16,800 18,200 19,600 21,000 22,400
C/100 Mac 0.10 0.17 0.30 0.36 0.40 0.45 0.52
1400 1800 2400 2600 2800 3000 3200
Ejemplo de cálculo de BHP Mina */1: Si
= 0.42 x 0048/0.075 = 0.27 “ H20
1. 100’ – 0.27” mina 500 164 Oft 1640/100 = 16. 4 veces 16.40 x 0.27 = 4.4” H20 2. 1000 m 328 Oft 3280/100 = 32.8 veces
32.8 x 0.27 = 8.86” H20 3. BHP = Q x SP/6356 x eff = BHP = 10.255 x 8.86/ 6,356 x 0.70 = 20.42 HP Y si el motor viene con 40 HP este está sobredimensionado y puede trabajar inclusive a. */1. 4. 3280/100 = 32.8 32.8 x 0.62 = 20.33” H20 20.33 x 0.048/0.075 = 13” en mina 5. BHP mina = 12,819 x 13 / 6,356 0.70 BHP mina = 38 HP 38 < 40
CRITERIOS PARA EVALUAR CIRCUITOS DE VENTILACIÓN AUXILIAR EN MINAS Para poder evaluar un circuito de ventilación auxiliar establecido hay que dividirlo este en 3 partes: el punto de operación o cámara de explosión de gases, el largo del transporte intermedio de los ductos y el circuito de salida de gases y ver que en cada una de estas partes del circuito en funcionamiento se evite riesgos a la vida de los trabajadores en todo momento. 1ra. Parte:
¿El circuito de ventilación auxiliar satisface los requerimientos de cantidad de aire para las actividades y confort de los trabajadores a más del 19.5% de oxígeno y la cantidad de aire, permite reducir tiempo, el tiempo de renovación total de aire. ¿La longitud de la cámara de esta parte de explosión esta bien concebido, entre el frente y la descarga del aire desde el ducto, o esta muy alejado? ¿El contaminante producido es diluido y succionado en lo posible en la misma zona de generación y extraído en el menor tiempo posible? 2da. Parte: ¿El diseño del ducto del circuito y la longitud de transporte permite a los trabajadores ingresar y salir de la mina, dentro de aire limpio o dentro de aire contaminado? ¿El tendido de las mangas permite una constante observación de que no hay fugas y están bien acopladas y conectadas a los ventiladores y puede ser medido el volumen y presión en cualquier momento en un punto fijo?. ¿Es independiente el ingreso de aire por estos ductos y es de buena calidad? ¿Las velocidades de aire dentro de las mangas y las de retorno por las galerías están dentro de velocidades económicas, evitando costos innecesarios en el consumo de Kilowatts – hora. ¿El que diseñó el circuito ha precisado la resistencia total del circuito instalado a fin de seleccionar el ventilador adecuado en estática y volumen que pueda vencer las resistencias, o solo por experiencia han instalado el ventilador que se acomode al circuito?. ¿Es la sección de la galería en ancho y especialmente en altura la adecuada para la instalación de la manga de ventilación con velocidad económica que permita el envío del aire necesario en el frente?
3ra. Parte
¿El circuito de salida del aire contaminado es independiente y no inunda o atraviesa labores circundantes como: chimeneas, caminos, galerías, subniveles, niveles o interfiere a otros circuitos establecidos, creando riesgo la vida de los trabajadores a la hora de los disparos?. ¿La boca de la manga salida de los gases, del circuito, permite la salida de los gases del disparo a fin de precisar o conocer el tiempo en que los gases terminan de salir y se inicia el cambio total de aire a través de las galerías hasta la galería principal.
