INTRODUCCIÓN La adecuada ventilación en operaciones de minería subterránea es un proceso de vital vital import importanc ancia ia para para asegu asegurar rar una atmósf atmósfera era respira respirable ble y segura segura en beneficio de los trabajadores y para un óptimo desarrollo de sus funciones. Su relevancia se debe principalmente a la influencia en la salud de las personas y la productividad, al punto que sin sistemas de ventilación es imposible tener minería subterránea. En el presente trabajo se presenta un sistema de ventilación auxiliar para el mtodo de explotación subterránea Sublevel !aving.
MÉTODO DE EXPLOTACIÓN: SUBLEVEL CAVING
"igura #$% &todo de explotación Sublevel '(undimiento). En general el concepto de mtodo por (undimiento implica que el material estril superpuesto se derrumba y rellena el vacío que va dejando la extracción del cuerpo minerali*ado. Este proceso se debe propagar (asta la superficie, creando así una cavidad o cráter. cráter. !ons !onsis iste te en divi dividi dirr el cuer cuerpo po mine minera ralili*a *ad d en subn subniv ivel eles es espe especi ciad ados os verticalmente entre $# a +# m. En cada subnivel se desarrolla una red de galerías paralelas que cru*an transversalmente el cuerpo, a distancias del orden de $# a $ m. Las galerías de un determinado subnivel se ubican entremedio y equidistantes de las galerías de los subniveles inmediatamente vecinos. -e este modo, toda la sección minerali*ada queda cubierta por una malla de galerías dispuestas en una configuración romboidal. Las operaciones de arranque, carguío y transporte del mineral, se reali*an a partir de estos subniveles en una secuencia descendente.
I.
OPERACIÓN DEL MÉTODO 1. DESARROLLO
na rampa que comunica y permite el acceso a todos los subniveles. /alerías de cabecera en cada uno de los subniveles, empla*adas en la roca yacente 'foot0all), por lo general orientadas seg1n el rumbo y siguiendo el contorno del cuerpo minerali*ado. /alerías de arranque y extracción del mineral en todos los subniveles, seg1n la disposición indicada previamente. Estas galerías, de gran sección, constituyen la mayor parte de los desarrollos requeridos y su excavación puede llegar a representar (asta un +#2 de la capacidad productiva de la mina. 3iques de traspaso que se conectan a todos los subniveles y que permiten la evacuación del mineral arrancado (acia un nivel de transporte principal.
2. ARRANQUE La operación de arranque se inicia en el subnivel superior, en retroceso desde el límite más alejado o pendiente '(anging 0all) del cuerpo minerali*ado (acia el límite yacente 'foot 0all). -esde cada galería del subnivel se perforan tiros (acia arriba, seg1n un diagrama en abanico que cubre toda la sección de roca de forma romboidal ubicada inmediatamente encima. La longitud de los tiros es variable pudiendo alcan*ar (asta unos 4#m. El diámetro de perforación se ubica en el rango de # a 5# mm. Se utili*an jumbos electro(idráulicos dise6ados para perforación radial. La perforación se reali*a anticipadamente como una operación continua e independiente de la tronadura. !ada tronadura involucra entre dos y cinco abanicos por galería.
"igura #+% 7ntroducción de taladros y avance del mtodo de explotación Sublevel !aving. 3. MANEJO DE MINERAL
El material arrancado se maneja con equipos L8- de gran capacidad, los cuales cargan el mineral en la frente de producción y lo transportan a travs de las mismas galerías de perforación para vaciarlo en los piques de traspaso que se conectan a las galerías de cabecera. Este sistema operativo alcan*a una alta eficiencia. na misma pala puede mantenerse continuamente en operación sirviendo simultáneamente a varias galerías. 9 medida que se extrae el mineral tronado, el material estril superpuesto rellena el vacío dejado por la explotación, me*clándose parcialmente con el mineral arrancado. La extracción contin1a (asta que la introducción de material estril supera un cierto límite pre:establecido.
"igura #;% 3asos para la extracción de mineral en Sublevel !aving.
4. VENTILACIÓN El uso intensivo de cargadores L8- diesel exige disponer de una buena ventilación en las galerías de producción. !onsiderando que tales labores son ciegas, se debe recurrir a sistemas auxiliares de ventilación. La solución más socorrida consiste en inyectar el aire fresco por la rampla. El aire accede así a la galería de cabecera donde se instala una puerta de control dotada de un ventilador soplante inyector. 9 partir de esta puerta, el aire sigue su recorrido (acia las galerías de producción por el interior de una red de ductos de acero o material plástico, que rematan en los frentes de trabajo. El aire retorna ventilando las galerías de producción (acia la galería de cabecera, de donde es evacuado por una c(imenea 'dotada de un ventilador extractor) ubicada al interior de la puerta de control.
5. SOSTENIMIENTO Este mtodo implica el desarrollo de una gran cantidad de labores de gran sección, específicamente las galerías de producción de 4 a m de anc(o, que
a su ve* tienen una vida relativamente corta. 9mbos sentidos apuntan en sentido contrapuesto en cuanto a satisfacer de modo eficiente las condiciones de estabilidad de tales excavaciones. Si se trata de una roca competente no se requiere de elementos de fortificación adicionales. En presencia de rocas medianamente competentes, se pueden utili*ar elementos de refuer*o provisorios tales como enmaderado, pernos cementados y malla de alambre. El principal problema se presenta en la mantención del frente de extracción o visera. La presencia de roca de mala calidad requiere de elementos de fortificación semi:permanentes tales como malla de acero, s(otcrete o incluso marcos de acero, situación que puede afectar seriamente las posibilidades de aplicación del mtodo.
II.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MÉTODO A. V!"#$#%:
El mtodo puede ser aplicado en roca
para efectuar pruebas y ajustes de los procesos metal1rgicos involucrados.
B. D%&!"#$#%:
Se debe admitir un cierto grado de dilución del mineral. Se debe implementar un control de producción acucioso. Existen prdidas de mineral> al llegar al punto límite de extracción, el mineral altamente diluido remanente se pierde, además se pueden generar *onas pasivas, es decir, sin escurrimiento, lo que implica prdidas. El mtodo requiere un alto grado de desarrollos. 9l generarse el (undimiento, se produce subsidencia, con destrucción de la superficie, además, las labores permanentes como c(imeneas de ventilación y rampas deben ubicarse fuera del cono de subsidencia requirindose mayor desarrollo.
VENTILACIÓN EN MINAS SUBTERR'NEAS
I.
NOCIONES PRELIMINARES 1. CONDICIONES DE TRABAJO( SEGURIDAD OCUPACIONAL EN LA MINER)A DEL PER*
Y
SALUD
A+,-!% /0!"#% +# O,#!#/! M-!#+ +# S#+- 6OMS7 La explotación &inera en el mundo tiene repercusiones económicas, ambientales, laborales y sociales.
La minería en el mundo, no es un generador de empleo sólo ocupa el $2 de la mano de obra, sin embargo, es responsable del ?2 de los accidentes fatales '$ ### aprox.), no están incluidos las enfermedades ocupacionales '@eumoconiosis, 9udición etc.). La minería en general se desarrolla alejado de centros urbanos. Se trabaja con factores físicos adversos 'iluminación, nivel de ruido, vibraciones, trabajo en altura y otros). Las jornadas de trabajo son extendidas a más de $# (oras y en algunos casos a más de 4# días consecutivos. =rabajos en turnos nocturnos y aislados de sus compa6eros. @o se encuentra información estadística de salud ocupacional. La minería en el 3er1 es pilar productivo de la economía, en la dcada pasada contribuyó con más del ?2 del 3A7 y más del 42 como generador de divisas.
2. MARCO NORMATIVO NACIONAL A. CONSTITUCIÓN POLITICA DEL PERU 618837
9rt. BC, 5C y 5C.: -erec(o de todos a la protección de la salud, el medio familiar y de la comunidad> (ay elementos para obligar al Estado, empleadores y trabajadores para prevenir y resolver los problemas.
B. LEY GENERAL DE SALUD. 9 C#;. VII %< =,! > S,-# ! +% #0<!"% "#<#$?.
9rt. $##C. DEstablece la obligación por parte de quienes conducen o administran actividades de extracción, producción, transporte y comercio de bienes o servicios de adoptar las medidas necesarias para garanti*ar en sus ambientes de trabajo, la promoción de la salud y la seguridad de los trabajadores y de terceras personas.
9rt. $#$C.: DLas condiciones de (igiene y seguridad de los 9mbientes relacionados con las actividades de extracción, producción y transporte de bienes y servicios se sujetan a las disposiciones que dicta la autoridad de salud competente asignándole a sta un rol normativo y de vigilancia del cumplimiento.
C. CODIGO CIVIL
9rt. $5B#C. Se6ala D9quel que mediante un bien riesgoso o peligroso o por el ejercicio de una actividad riesgosa o peligrosa causa un da6o a otro, está obligado a repararlo.
D. CODIGO PENAL Se tipifica los delitos de violación a la libertad de trabajo entre ellos DEl que obliga a otro, mediante violencia o amena*a a trabajar sin las condiciones de seguridad e (igiene industriales determinadas por la autoridad.
3. COMPETENCIA ADMINISTRATIVA SOBRE LA SEGURIDAD Y SALUD EN EL TRABAJO o o o
&inisterio de Salud '&7@S9) &inisterio de Energía y &inas '&E&) &inisterio de =rabajo y 3romoción Social '&=3S)
MINISTERIO DE ENERGIA Y MINAS
-.S. #$4:5+:E& Ley /eneral de &inería 9rt. +#5C al +$;C -isposiciones sobre 8igiene y Seguridad en el =rabajo. -.S. #4F:+##$: E& Geglamento de Seguridad e 8igiene &inera Ley +B4B4 Ley de "iscali*ación de la 9ctividades &ineras 9rt. $BC.: Los "iscali*adores Externos o representante de las
empresas serán considerados como "uncionarios 31blicos -.S. #:+#$# : E& Geglamento de Seguridad y Salud Hcupacional y
otras medidas complementarias en minería. -.S. #+4:+#$F : E& Geglamento de seguridad y salud ocupacional
en minería
II.
VENTILACIÓN EN MINER)A SUBTERR'NEA
1. RA@ONES PRINCIPALES PARA LA VENTILACIÓN
Hxígeno para la respiración. -iluye y remueve el polvo. -iluye y remueve gases nocivos. Geduce temperaturas.
2. OBJETIVOS DE LA VENTILACIÓN MINERA
3roporcionar a la mina un flujo de aire en cantidad y calidad suficiente para diluir contaminantes, a límites seguros en todos los lugares donde el personal está en trabajo. !umplir con el G.S.8.&. en lo referente a ventilación y salud ambiental. 3roporcionar un ambiente laboral seguro y confortable.
"igura #4% Ientiladores dentro de la labor subterránea.
3. PRINCIPIOS DE LA VENTILACIÓN 3ara que exista ventilación debe (aber%
-os puntos de diferente presión 'J3 a K3 ) -iferencia de temperaturas 'J =C a K =C )
"igura #% Ejemplo grafico de un sistema de ventilación.
4. TIPOS DE VENTILACIÓN A. V!"+#/! !#"-#+: Es el flujo natural de aire fresco al interior de una labor sin necesidad de equipos de ventilación. En una galería (ori*ontal o en labores de desarrollo en un plano (ori*ontal no se produce movimiento de aire. En minas profundas, la dirección y el movimiento del flujo de aire, se produce debido a las siguientes causas% diferencias de presiones, entre la entrada y salida. -iferencia de temperaturas durante las estaciones.
"igura #F% 7ngreso de aire en la ventilación natural.
EL CAUDAL DE AIRE Es la cantidad de aire que ingresa a la mina y que sirve para ventilar labores, cuya condición debe ser que el aire fluya de un modo constante y sin interrupciones. El movimiento de aire se produce cuando existe una alteración del equilibrio% diferencia de presiones entre la entrada y salida de un ducto, por causas naturales 'gradiente trmica) o inducida por medios mecánicos.
B. V!"+#/! 0/!/#: Es la ventilación primaria, secundario o auxiliar, son aquellos sistemas que, (aciendo uso de ductos y ventiladores auxiliares, ventilan áreas restringidas de las minas subterráneas, empleando para ello los circuitos de alimentación de aire fresco y de evacuación del aire viciado que le proporcione el sistema de ventilación general.
"igura #B% Ientilación mecánica por mangas.
5. VENTILACIÓN AUXILIAR El objetivo de la ventilación auxiliar es mantener las galerías en desarrollo, con un ambiente adecuado para el buen desempa6o de (ombres y maquinarias, esto es con un nivel de contaminación ambiental bajo las concentraciones máximas permitidas, y con una alimentación de aire fresco suficiente para cubrir los requerimientos de las maquinarias utili*adas en el desarrollo y preparación de nuevas labores.
S%"0#% &!"+#/! #-+#: #7 S%"0# V.A. 0;+!" %;+#!". 9 !uando la ventilación se efect1a por impulsión, los gases de la voladura que ocupan inicialmente el fondo de la galería son empujados por la corriente de aire soplado y despus de (aber sido más o menos despla*ados y diluidos, ellos circulan en la galería.
"igura #?% Sistema de ventilación auxiliar impelente o soplante.
<7 S%"0# V.A. #%;#!" "#/". 9 En esta variante, el conducto de ventilación que se monta a lo largo de la excavación es utili*ado para aspirar los (umos, gases y polvos que se producen en el frente de trabajo. -e esta forma, y por efecto de la depresión generada, el aire fresco es obligado a ingresar y recorrer la labor en toda su extensión (asta alcan*ar el tope, me*clándose allí con los distintos contaminantes que puedan existir en la atmósfera. 'a succión requerida para que el aire contaminado ingrese en la tubería se obtiene mediante un ventilador acoplado a la salida del conducto.
"igura #5% Sistema de ventilación auxiliar aspirante o extractor.
/7 S%"0# V.A. /0<!# 0". 9 Esta variante del m:todo de ventilación por conductos consiste, desde un punto de vista tcnico, en la aplicación conjunta de los m:todos de ventilación aspirante e impelente anteriormente descriptos. En la práctica, la ventilación combinada presenta dos modalidades de trabajo bien definidas, una basada en alternar sucesivas fases aspirantes e impelentes, y otra que aplica estas fases en forma simultánea. En la primera modalidad del m:todo, utili*ada fundamentalmente para evacuar los gases y polvos generados por voladuras, se suceden etapas de ventilación aspirante e impelente.
"igura $#% Sistema de ventilación auxiliar combinado o mixto.
. CLASIICACIÓN DE LOS VENTILADORES #7 V!"+#% /!"F-,% En estos ventiladores, el aire entra por el canal de aspiración que se encuentra a lo largo de su eje, cogido por la rotación de una rueda con alabes. Hfrece la más alta presión estática y un flujo mediano. Su eficiencia varía entre F#2 y ?#2, pueden trabajar a altas velocidades. Son ventiladores que pueden considerarse Dquietos si se observa su cueva característica, produce menos ruido que las axiales, son rígidos, son más serviciales, pero muc(o más costosos.
"igura $$% Ientilador centrifugo de aspiración 'G/:$## bis ?##).
<7 V!"+#% ##+% En este tipo de ventiladores, el aire ingresa a lo largo del eje del rotor y luego de pasar a travs de las aletas del impulsor o (lice es descargado en dirección axial. =ambin se les llama ventiladores de (lice. Hfrece el más alto flujo de aire, su eficiencia esta entre B# y ?#2 y son capaces de trabajar a las velocidades más altas, presentan una gama fuerte de inflexión e inestabilidad, producen los niveles más altos de ruidos, son más versátiles y son más baratos.
"igura $+% Ientilador auxiliar tipo 3I.
S%"0# &!"+#/! + 0" ;+"#/! ; S-<+&+ C#&!, ! 0!# %-<"!# A.9 D%/;/! + >#/0!" T;: !uerpo minerali*ado R/#: gnea : 9ndesita M!#+ # ;+"#: Hro '9u) y 3lata '9g) M" ;+"#/! %-<"!#: Sublevel !aving 'o por (undimiento) B-#0!": ?2
A+"-#: 4## TH: $M! B.9 D% +# 0!# ! A-"CAD
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Curva Caracteristica 28.256
30
25
21.881
" de H20
20
14.194
15
10
6.510
5
1.628
0.000 0 0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
CFM
2.9 D%/;/! +# &!"+#/! M" &!"+#/!: Sistema de ventilación auxiliar S//! # &!"+#: -os frentes de trabajo V!"+#% # -%#: Soplante &odelo EL&E!8:QLE:$+$;+ C!-/" &!"+#/!: &angas de ventilación O &arca% !ipresa
PROCEDIMIENTO VENTILACION AUXILIAR =omando el caudal en el tramo A : L, tenemos los siguientes datos que usaremos para dise6ar y mandar a fabricar el ventilador auxiliar.
=eniendo en cuenta que el ventilador auxiliar debe proporcionar R partes del caudal del tramo, tenemos entonces%
=eniendo dos frentes de trabajo, cada uno de ellos necesita un caudal diferente por la cantidad de personas y equipos con los que se trabaja. 3ara el frente de trabajo donde se encuentra el scoop y su operador se requiere%
3ara el frente de trabajo donde se encuentra la perforadora, su operador y su ayudante se requiere%
Sumando estos dos caudales de los frentes de trabajo ' parcial) tenemos%
=eniendo en consideración el $2 de seguridad, sumamos ese porcentaje al total, teniendo%
El Q +15 calculado del ventilador es mayor a los R que se determinó anteriormente.
na ve* determinado el caudal y la presión necesaria para laborar en el frente, es necesario con adquirir un ventilador auxiliar que cumplan estas características.
BIBLIOGRA)A (ttp%OO000.mc(.clOinformes:tecnicosOventilacion:subterranea:adecuandose: grandes:proyectos:minerosO (ttp%OO000.losesTaTeados.com (ttp%OOgeco.mineroartesanal.comOtiTi:do0nloadU0iTiUattac(ment.p(pVatt7dWF;B (ttps%OOes.scribd.comOpresentationO;4B;5;B+#OIentilacion:&ecanica:en:&ineria
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