P-1 CONCEPTOS DE VENTILACION
Manejo y aplicación del software Ventsim Avanzado para simulación simulación de circuitos de ventilación de minas
AGENDA
Introducción Valoración de riesgos Bases de diseño Diseño avanzado Operación
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INTRODUCCION Definición de ventilación: “La ciencia y la práctica de proveer aire seguro y saludable a una •
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mina”
Algunos de los temas especializados en ventilación: –Evacuación de gases –Combustión espontanea –Esfuerzo térmico –Refrigeración de la mina –Ruido
Sin embargo (y para fortuna de muchos) el aire es un gas y los principios que se aplican son los de mecánica de fluidos, termodinámica, entre otros. •
HARDROCK VS CARBÓN
Hardrock (metales, minerales, etc.)
La ventilación se basa en principios termodinámicos, químicos, físicos y fisiológicos.
La ventilación en general comparte estos principios, sin embargo algunas particularidades son: •El riesgo de combustión espontanea con la posibilidad de causar tragedias. •La minería de carbón tiende a generar estructuras “tabulares” por las técnicas que usa. •La minería de carbón tiene regulaciones más estrictas que el resto de operaciones mineras. •Usualmente la ventilación es más compleja en hardrock pero más importante en Carbón. •La minería metálica gestiona más el volumen de aire; la de carbón gestiona más la calidad del aire.
COMPETENCIA VS PROFICIENCIA •Al finalizar este curso se espera que el asistencia tenga la competencia para manejar la ventilación de su mina. No quiere decir que tenga la proficiencia necesaria. •Para lograr la proficiencia necesaria se necesita de constante práctica en el diseño de sistemas de ventilación.
DESARROLLO •Hasta 1800 la ventilación en minas se hacia mediante ventilación natural o mediante la creación de fogatas en las chimeneas de descarga para generar tiro mediante el principio de arrastre. •La introducción de equipos diesel a mediados del siglo pasado incrementó las demandas de aire requerido al interior de la mina y el tamaño de las minas. •La competencia entre compañías incrementó las tasas de producción incrementando las necesidades de ventilación y los costos correspondientes. Para mantenerse competitivo se requiere considerar los costos de ventilación.
DESARROLLO •Con el incremento en la capacidad de las minas los ventiladores y mangas incrementaron sus tamaños. Pasaron de unos cuantos kilovatios hasta llegar a ventiladores de megavatios. Igualmente se incrementaron las presiones que son capaces de entregar los ventiladores axiales. •Las minas son cada vez mas profundas, calientes y ruidosas, presionando los requerimientos de ventilación al interior de la mina.
NORMATIVIDAD
•En Perú rige actualmente el decreto supremo 055 de 2010 •Este decreto especifica los requerimientos de ventilación para todos los tipos de minas subterráneas. •Tiene una sección específica para minas de carbón. •Actualización reciente para reflejar cambios en estándares.
D.S. 055 •Aire requerido por personal: ‐ 3 m3/min para minas por debajo de 1500 msnm ‐ 4 m3/min para minas entre 1500 y 3000 msnm ‐ 5 m3/min para minas entre 3000 y 4000 msnm ‐ 6 m3/min para minas sobre 4000 msnm ‐ 3 m3/min por cada HP de equipo diesel. •La velocidad en el túnel no deberá ser menor a 20 m/min ni superior a 250 m/min. Si se utiliza ANFO se no deberá ser inferior a 25 m/min. •Las normas no son específicas en cuanto al aire requerido para evacuar gases de voladuras.
RESPONSABILIDADES •En términos generales existe un desconocimiento de la ventilación por parte de personal ajeno a la ventilación. Se da prioridad a producción sin considerar el impacto de la ventilación en la planeación. •Según el ISEM (Perú) los problemas por ventilación están ubicados entre los tres primeros lugares de accidentes mortales, ocupando el primer lugar en el último año. •Mientras las minas de carbón tienen una mayor una mayor tasa de mortalidad en términos de múltiples muertes por accidente; las otras minas tienen una mayor tasa de mortalidad que las de carbón.
METODO IMPLEMENTACION
DIAGNOSTICO
MEJORAS
SEGUIMIENTO
Manejo integral de sistemas de ventilación en minas subterráneas, combinando herramientas avanzadas de simulación computacional con análisis teórico y experimental
ANÁLICIS DE LA MINA
• Recopilación – información • Especificaciones de aire •Estudio geométrico de mina
ENSAYOS
• Caracterización de ventiladores • Mediciones de aire • Mediciones de gases
SIMULACIONES COMP.
IMPLEMENTACION • Cambios: reubicación y/o
cambio ventiladores, lonas, sellos, áreas, conexiones, etc.
MEJORAS •
Optimización del sistema: ahorro de energía, incremento en producción, etc.
SEGUIMIENTOS • Actualización - planeación minera. • Monitoreo continuo - calidad de aire (En implementación)
FACTORES FINALES DE DISEÑO Estado u otros requisitos legales de ventilación.
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Normas de Ventilación Interna para cada tipo de trabajo (Ejemplo: Típicas
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configuraciones o arreglos de ventilación). Interno (empresa o mina). Normas genéricas o aceptadas “buena práctica”
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de No-Ventilación. Las Ocurrencias, la naturaleza y las concentraciones de polvo, el radón y / o
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metano u otros contaminantes gaseosos en el aire, vapores o partículas contaminantes o asfixiantes, por ejemplo nitrógeno) o calor. Explosión potencial.
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Potencial de combustión espontánea.
Potencial de Inundación de Agua ( superficial o subterránea)
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Auditorías de polvo pasado, sílice, contenido de radón (u otro contaminante).
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Cualquier criterio de ruido (impactos sobre aislamiento acústico en los ventiladores,
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etc) Los controles del polvo (aerosoles, por ejemplo) en drawpoints y Tipples, cintas
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transportadoras, caminos. Clima de la superficie (temperatura de bulbo húmedo, temperatura de bulbo seco,
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presión barométrica), distribuciones de frecuencia y las condiciones que limitan. Elevación de la superficie, profundidad de las operaciones, latitud
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La producción, el desarrollo, la perforación con diamante, perforación de chimeneas
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(o desarrollo vertical de otro tipo) y los programas de producción de perforación.
Otros programas importantes o los plazos (por ejemplo, programas de construcción).
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Los métodos mineros, diseños, etc.
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Ubicación de trabajos antiguos o adyacentes.
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Las restricciones impuestas por la topografía de la superficie o las restricciones de
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arrendamiento, cuestiones de esparcimiento (por ejemplo, problemas de olores o ruidos en relación a las residencias de la superficie). Mano de obra previsto, por tipo de trabajo y ubicación - fases de construcción y
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producción. Programa de equipos móviles principales, especialmente para máquinas diesel
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(máximo rating de kilovatios, dimensiones, velocidad, cargado y descargado, rampa arriba y abajo, toneladas trasladadas).
Modo de operación de equipos Diesel (adonde viaja, cuándo, combinaciones
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camión/cargador). Uso de petróleo Diesel, un promedio y un máximo por turno de trabajo.
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Arreglada la planta eléctrica y sus eficiencias
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Cualquier área especial que requiera aire filtrado o ventilación especial (por ejemplo,
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salas de control, áreas de rescate, oficinas subterráneas, la ventilación de la trituradora, puntos de transferencia en las correas, los puntos de inflexión). Mineral y desperdicios o diagramas de flujo de manejo de carbón
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Los límites de humedad del mineral / residuos, incluyendo los puntos de transferencia
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Los límites de humedad para el control de tierra / estratos
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Sistema de llenado y operación, el tipo de relleno, el método de colocación
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Lugares de combustible y de almacenamiento de petróleo, suministro de
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combustible, otros grandes almacenes, material combustible, etc Acuerdos de aparcamiento.
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Normas especiales de lucha contra incendios.
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Las normas especiales de salida o atrapamiento.
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Todos los arreglos de mantenimiento que afectan a la salida (por ejemplo,
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cortes de eje) Requisitos mínimos médicos y físicos para el empleo permanente o régimen
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de visitas.
Acuerdos de detonación: el desarrollo y la producción, depósitos, tolvas, etc,
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incluyendo la frecuencia de las explosiones: el desarrollo y la producción. Tiempos de reingreso después de la voladura.
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ANFO y otros índices de consumo de explosivos: el desarrollo y la producción.
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Usos de cemento e índices de consumo
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Las tasas de oxidación (para SO2 y/o CO2).
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Trabajar en el protocolo del calor.
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Otros protocolos especiales (ejemplo: radón)
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Gradiente geotérmico (si se conoce) y un criterio de diseño establecida para los
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estratos de calor Propiedades térmicas de la roca: conductividad térmica, capacidad térmica, densidad.
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Máximas longitudes de partida para un desarrollo auxiliar, desarrollo de alturas y
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anchuras. Método de ventilación auxiliar, tipo y tamaño de conductos, factores de fuga.
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Cualquier circuito existente de ventilación, ventiladores (incluyendo las curvas de
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ventiladores), controles, etc. Cualquier dispositivo de refrigeración existente.
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Uso y políticas del aire acondicionado en cabinas.
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Minería (en especial el desarrollo horizontal y vertical) y la ventilación (ventiladores,
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controles, conductos), costos. Factores de fricción (“K”), factores de fuga, pérdidas de choque utilizados o medidos
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en la operación.
Cualquier consideración de la superficie (polvo de la explotación de canteras, etc,
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vientos predominantes, incendios de hierbas, arbustos, plantas cercanas). Límites ambientales de la superficie en ubicaciones de ventilación (ventiladores, ejes),
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ruido, polvo, agua, olor, amenidad visual. Resistencias de aumento y ejes y la última medida
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Normas en lo que se refiere a las presiones admisibles en las puertas de ventilación
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(cámaras de aire) Red de análisis y validación (en comparación con los datos medidos).
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Multi-nivel de los controles o protocolos de inflexión.
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Agua en la mina (cantidad, ubicación, temperatura (en caso esté muy caliente)).
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Ubicación de ejes, aumento de aire fresco y en retorno, distancias aparte
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(determina las configuraciones típicas auxiliares de la línea de ventilación y sus longitudes). Los ejes están mojados? Si fuera así, el agua es corrosiva?
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Programa de simulación en red utilizado.
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Otros programas de computadora en uso o que requiera ser usados.
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Datos de monitoreo de ventilación (por ejemplo, tubos de escape diesel,
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flujos de aire, monitoreo en línea). Estudios de ventilación o factibilidad recientes o relevantes.
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Cualquier otro aspecto de seguridad que necesite ser considerado.
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Cualquier auditoría reciente completada.
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Cualquier inquietud de los operadores o planificadores
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sobre problemas de
ventilación actuales o a futuro. Cualquier telemetría, monitoreo remoto o requerimientos de operaciones/controles
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a remoto.
