Examen Final de Ventilación de Mina

Encabezado: EXAMEN FINAL

1

Examen Final de Ventilación Ventilación de Mina Jimmy D. Almeyda Atúnca  !ni"e#idad Nacional de In$enie%a

 Nota# del A&to  E#c&ela 'o(e#ional de In$enie%a de Mina# MI )*+: Ventilación de Mina# Jo#, A. -oimanya Ma&icio M./c. Diciembe 1* de )01+

EXAMEN FINAL

) Examen Final de Ventilación de Mina# abla de -ontenido#

'A2E I

*

'e$&nta 1

*

'e$&nta )

+

'e$&nta 3

11

'e$&nta *

13

1.

M,todo de 'e#ión de Velocidad 4x

1*

).

M,todo de Lon$it&d E5&i"alente

1*

'e$&nta +

1+

'A2E )

16

'e$&nta 6

16

Li#ta de Fi$&a# Fi$&a 1. Vei(icación de (&ncionamiento........................................................................................+ Fi$&a ). 7ea e8e#entati"a de la labo.........................................................................................6 Fi$&a 3. 'o#icionamiento coecto del anemómeto......................................................................9 Fi$&a *. 2ecoido del anemómeto...............................................................................................9 Fi$&a +. 2e8e#entación $(ica del ecoi(o................................................................................; Fi$&a 6. Medición del tiem8o en el anemómeto...........................................................................;

EXAMEN FINAL

3

Fi$&a 9. Medición de la ba#e de #ección........................................................................................< Fi$&a ;. Medición de alt&a de #ección........................................................................................10 Fi$&a <. Llenado del (omato de in(ome.....................................................................................10 Fi$&a 10. &bo de 'itot midiendo la 8e#ión dinmica................................................................1) Fi$&a 11. Di(eente# 8&nto# de medida 8edeteminado#.............................................................1) Fi$&a 1). -ambio de diección 8o &nión y codo#.......................................................................13 Fi$&a 13. -ambio de diección 8o "aiación de #ección del d&cto.............................................13 Fi$&a 1*. M,todo de Lon$it&d e5&i"alente..................................................................................1* Fi$&a 1+. Anemómeto Da"i#.......................................................................................................1+ Fi$&a 16. -ic&ito de "entilación.................................................................................................16 Li#ta de abla# abla 1. 2e#i#tencia# del cic&ito...................................................................................................16

EXAMEN FINAL

*

PARTE I

Pregunta 1

 Describa la Ecuación modificada de la energía en minas

/ol&ción: -onocemo# la ec&ación b#ica de ene$%a la c&al #e 8e#enta a contin&ación: 2

V 1  P1 2g

+

γ 

2

+ h1=

V 2  P2 2g

+

γ 

+ h 2+ h L

Ecuación 1

Adem# tambi,n conocemo# la ec&ación de =eno&lli:  H V 1 + H S 1 + H Z 1= H V  2 + H S 2+ H Z 2+ h L

Ecuación 2

Donde: 4V1> Ene$%a dinmica 4/1 > Ene$%a e#ttica 4?1> Ene$%a 8otencial. 'o con"ención #e omite 4z y #e &#a 8e#ión manom,tica l&e$o #e obtiene: Ec&ación Modi(icada de la Ene$%a:  H V  1 + H S 1= H V  2 + H S 2+ h L

Ecuación 3

En e#ta ec&ación de ene$%a #im8li(icada 8aa la "entilación en mina# #e @ace &na e5&i"alencia ente la# cota# de lo# do# 8&nto# en c&e#tión debido a 5&e #e tata de &na "entilación ati(icial. De e#to #e de#8ende 5&e en ca#o #ea &na "entilación nat&al lo# "aloe# omitido# deben #e con#ideado# 8o di(eencia de cota#. ene en c&enta 5&e la 8e#ión en el 8&nto de medida debe #e manom,tica elati"a a la 8e#ión atmo#(,icaB.

EXAMEN FINAL

+

Pregunta 2

Cuál es el procedimiento de campo en una labor subterránea para realizar la medición de velocidad del aire en una estación de medición con Anemómetro.

/ol&ción:

1. 2ecibi y e"i#a mateiale# @eamienta# y e5&i8o# &#ado# en la medición de la cantidad de aie en la mina con anemómeto El Anemómeto de "eleta con ) lect&a# dento de +CB. ). Vei(i5&e #& (&ncionamiento 8o eem8lo 8&ede #o8la #&a"emente y cooboa 5&e #e enc&enta en b&en e#tado.

Fi$&a 1. Vei(icación de (&ncionamiento

3. Analice la# caacte%#tica# del #itio de medición #ección tan#"e#alB b&e la 8ate m# ecta del túnel 8aa 5&e la coiente #ea &ni(ome en toda la #ección. A#% mi#mo 8oc&e 5&e el tec@o lo# co#tado# y el 8i#o #ean &ni(ome# y el ea 8&eda #e m# exacta.

EXAMEN FINAL

6

Fi$&a ). 7ea e8e#entati"a de la labo 

*. A contin&ación ealizaemo# la medición de la "elocidad del aie 8aa ello el anemómeto debe e#ta en el mi#mo #entido 5&e el (l&o de aie (i$&a 3B y el ecoido del anemómeto debe #e como #e m&e#ta en la# (i$&a# * y + 8aa e#to 8odemo# maca  con tiza &na #ección tan#"e#al en la #ección 8aa tene &na $&%a en el ecoido.

EXAMEN FINAL

9

Fi$&a 3. 'o#icionamiento coecto del anemómeto.

Fi$&a *. 2ecoido del anemómeto.

EXAMEN FINAL

;

Fi$&a +. 2e8e#entación $(ica del ecoi(o.

+. E#ta medición debe @ace#e en &n la8#o no meno a #e#enta #e$&ndo# &n min&toB l&e$o e$i#tamo# la medición obtenida 8o el anemómeto 8aa di#min&i el eo aleatoio  8odemo# ealiza la medición do# "ece# m#.

Fi$&a 6. Medición del tiem8o en el anemómeto.

6. '&ede tambi,n &#a el t&bo de @&mo en la# coiente# de aie de meno# de 0.)+ m#B. 9. 2ealice la medida de -inta de aceo 8aa el 7ea 3 medida# @oizontale# y 3 medida# "eticale# entonce# #e 8omedia 8aa el eaB.

EXAMEN FINAL

<

Fi$&a 9. Medición de la ba#e de #ección.

Fi$&a ;. Medición de alt&a de #ección.

;. En e#tacione# (ia# de#aolle la medición de (l&o de aie maca la# e#tacione# 8aa &n (&t&o &#o.

EXAMEN FINAL

10

<. Elaboe el in(ome e#8ecti"o como #e a8ecia en la (i$&a.

Fi$&a <. Llenado del (omato de in(ome. Pregunta 3

Cuál es el procedimiento de campo en una labor subterránea para realizar la medición de  Presión del aire en una labor subterránea con tubo Pitot.

/ol&ción:

1. En#ambla el t&bo 'itot 5&e con#ta de d t&bo# en (oma de L. a#% cmi#mo con &n manómeto Micomanómeto o manómeto de Ma$ne@elicB 8aa 8ode toma medición de la 8e#ión.

).

El t&bo de 'itot debe intod&ci#e 8e8endic&la en el cond&cto.

EXAMEN FINAL

11

3. La 8&nta extemo con cabeza eli8#oidalB debe mantene#e 8aalelo a8&ntando al (l&o. La 8e#ión total B tomada en la 8&nta debe conecta#e al B del manómeto. La 8e#ión e#ttica GB tomada 8o lo# 8&nto# de la cabeza debe conecta#e al GB del manómeto. El cable de conexión del temo8a H debe conecta#e a la entada 8aa #onda temo8ae# H de lo# temómeto# #olo en t&bo# de 'itot ti8o L con - HB. *. E#to# t&bo# 8&eden medi adem# la 8e#ión dinmica como #e m&e#ta en la (i$&a 10B  8atiendo del 8inci8io ex8e#ado en la #i$&iente ec&ación.  P D = PT − PS

Ecuación 4

Fi$&a 10. &bo de 'itot midiendo la 8e#ión dinmica.

+. L&e$o #e 8ocede a toma "aio# 8&nto# de medida 8edeteminado# "e la ima$en a contin&ación de '&nto# de medidaB 5&e de8enden de la $eomet%a de la #ección #ección.

EXAMEN FINAL

1)

Fi$&a 11. Di(eente# 8&nto# de medida 8edeteminado#.

EXAMEN FINAL

13

Pregunta 4

Cómo se determina la pérdida de energía por choue en un a mina subterránea.

/ol&ción: La 8,dida de ene$%a 8o c@o5&e #e calc&la 8o medio de la 8edida de 8e#ión 8o c@o5&e 4X oc&e toda "ez c&ando la coiente de aie cambia de diección como #e 8&ede a8ecia en la# (i$&a# 1) y 13.

Fi$&a 1). -ambio de diección 8o &nión y codo#.

Fi$&a 13. -ambio de diección 8o "aiación de #ección del d&cto.

/e e#tima 5&e e#ta 8,dida de ene$%a e#t ente &n 10 y 30 8o ciento de la 8e#ión total. 'aa ealiza e#ta# e#timacione# #e tiene do# m,todo# lo# c&ale# #e ex8lican a contin&ación.

EXAMEN FINAL

1*

1. M,todo de 'e#ión de Velocidad 4x  H  x = X . H v

Ecuación 5

Donde: X: -oe(iciente de c@o5&e. X "a%a con cambio b&#co en diección del aie y 4x e# (&nción de e#i#tencia de c@o5&e.  H  x = X . H v = R  X  . Q

2

Ecuación 6

De donde #e 8&ede de#8ende:  R X =

X ∗w 2

1098  A

2

Ecuación 7

). M,todo de Lon$it&d E5&i"alente 'o e#te m,todo la 8edida 8o c@o5&e e# ex8e#ado en t,mino# de lon$it&d Le. Dado# lo# dato#: w =0.075

  R H = A / Per

Fi$&a 1*. M,todo de Lon$it&d e5&i"alente.

De donde #e 8lantea:  K . Per . ( L +¿) 2  H 2= H 1 + H  X = Q 3 5.2 A

K (inalmente:

Ecuación 8

EXAMEN FINAL

1+

¿=

3235. R H  . X  10

10

. K 

Ecuación 9

Pregunta 5

!ué instrumentos se utilizan en campo para determinar la cap acidad de un ventilador.

/ol&ción: -omo #abemo# la ca8acidad de &n "entilado #e mide 8o el ca&dal 5&e e#te e# ca8az de #&mini#ta entone# lo# in#t&mento# 5&e #e &tilizan 8aa e#te (in #on a5&ello# 5&e no# ay&den a medi diecta o indiectamente el ca&dal de aie #&mini#tado. 1. Anemómeto: 5&e no# 8emite e#tima la "elocidad del (l&o 5&e 8o#teiomente no#  8emite e#tima el ca&dal de aie.

Fi$&a 1+. Anemómeto Da"i#.

). &"o 'itot: 5&e calc&la 8e#ión y a#% calc&lamo# la "elocidad y 8o#teiomente el ca&dal. 3. &"o de 'andtl: La idea de L&di$ 'andtl (&e la de combina en &n #olo in#t&mento &n &bo de 'itot y &n &bo 8iezom,tico: El &bo de 'itot mide la 8e#ión total el &bo  8iezom,tico mide la 8e#ión e#ttica y el &bo de 'andtl mide la di(eencia de la# do# 5&e e# la 8e#ión dinmica.

EXAMEN FINAL

16 PARTE 2

Pregunta 6

-alc&la la e#i#tencia total del cic&ito ad&nto a la ca%da de 8e#ión e#ttica 4t del ca#o ad&nto >*9.1< m3#B.

Fi$&a 16. -ic&ito de "entilación.

abla 1. 2e#i#tencia# del cic&ito. RESISTENCIA

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10

/ol&ción:

 

Kg/m3

0.++< 0.31* 0.11; 0.0+* 0.13<< 0.1*+3 0.106) 0.169* 0.1+0* 0.0**9

EXAMEN FINAL

19

Identi(icamo# lo# #&bGcic&ito# 5&e #olo 8e#enten e#i#tencia# en #eie: 2*G2+G26 En #eieB 29G2;G2< En #eieB -alc&lamo# #&# e#i#tencia# e5&i"alente#: 1

 R e = R 4 + R 5 + R 6= 0.054 + 0.1399 + 0.1453 =0.3392

2

 R e = R 7 + R 8 + R 9 =0.1062 + 0.1674 + 0.1504 =0.424

1

L&e$o e#<a 5&e  Re  y 23 e#tn en 8aalelo: 1

1

=

+

1

√  Re √  R e √  R 3 3

1

√  Re

3

=

1

1

1

+

√ 0.33 92 √ 0.118

=2.773

3

 R e =0.0467

L&e$o e#<a 5&e 4

3

 R e

 y 2) e#tn en #eie:

3

 R e = R e + R 2=0. 0467 + 0.314 =0.3607

Entonce# e#<a 5&e 1

√  Re

5

=

1

4

 R e

1

+

√ 0.3607 √ 0.424

 y

2

 R e

 e#tn en 8aalelo:

= 3.2008

5

 R e =0.0976

5

Finalmente 21  Re  y 210 e#<an en #eie:

EXAMEN FINAL

1;

 R e =0.559 + 0.0976 + 0.0447= 0.7013

L&e$o calc&lamo#  H  L = Re .Q

2

 H  L

: 2

=0.7013 ( 47.19) =1561.72 Kgm 3 / s 2