FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACÁDEMICA DE INGENIERÍA DE MINAS
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DE MIN MINAS AS S UB T E R R ANEA S ”
INTEGRANTES C hávez hávez Victori Vi ctoria ano Ivá Iv án. A r c i la C és pedes J os é Mechan Mech an S ala alazar Paol P aoly. y.
CHICLAYO – PERÚ
VENTILACION DE MINAS SUBTERRANEAS La ventilación de minas es la herramienta más versátil de control atmosférico. El control de la atmósfera en una mina es el aspecto más vital de la operación ya que influye en la:
Salud de las personas
Productividad por condiciones atmosféricas más confortables para el trabajo humano
La ventilación de minas es la herramienta más versátil de control atmosférico. Es la aplicación de los principios de la mecánica de fluidos al flujo de aire en excavaciones subterráneas.
Objetivo •
El objetivo de la ventilación subterránea es proporcionar a los flujos de aire en cantidad y calidad suficiente para diluir los contaminantes a concentraciones seguras en todas las partes de la instalación donde el personal se requiere para trabajar o viajar.
•
La calidad del aire también incluye la temperatura / humedad.
Acondicionamiento total del aire en minas Control de calidad
Control de gases
Control de polvo
Control de cantidad
Ventilación
Ventilación a la frente o auxiliar
Control de humedad y temperatura
Enfriar/ calentar aire
Humidificación/de humidificación
TIPOS DE VENTILACIÓN 1. Ventilación Natural La energía más barata y abundante en la naturaleza es el aire natural, que se utiliza en la ventilación para minas subterráneas. Este aire se introduce por la bocamina principal de ingreso, recorriendo el flujo del aire por la totalidad del circuito de ventilación, hasta la salida del aire por la otra bocamina. Para que funcione la ventilación natural tiene que existir una diferencia de alturas entre las bocaminas de entrada y salida. En realidad, más importante que la profundidad de la mina es el intercambio termodinámico que se produce entre la superficie y el interior. La energía térmica agregada al sistema se transforma a energía de presión, susceptible de producir un flujo de aire (el aire caliente desplaza al aire frío produciendo circulación). La ventilación natural es muy cambiante, depende de la época del año, incluso, en algunos casos, de la noche y el día.
La ventilación natural depende de
La diferencia de elevación entre la superficie y los trabajos mineros.
La diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de la mina.
A
mayor diferencia, mayor presión y, por lo tanto, es
mayor el flujo.
Dado que, la VENTILACIÓN NATURAL es un fenómeno de naturaleza inestable y fluctuante, en ninguna faena subterránea moderna debe utilizarse como un medio único y confiable para ventilar sus operaciones
2. VENTILACIÓN ARTIFICIAL O MECANIZADA Es la ventilación de las labores con entrada de aire distinta a la de salida, ayudada mecánicamente por un ventilador comunicado con el exterior. Sistemas que, haciendo uso de ductos y ventiladores llevan aire hasta las áreas restringidas, desde la entrada de aire, en las minas subterráneas; para ello se emplean los circuitos de alimentación de aire fresco y de evacuación del aire viciado que le proporcione el sistema de ventilación primaria.
3. VENTILACIÓN PRINCIPAL Es la ventilación de las labores con entrada y salida de aire ayudada mecánicamente por un potente ventilador comunicado con el exterior. El flujo de aire recorre las principales labores de la mina circulando por toda la sección.
4. VENTILACIÓN SECUNDARIA Sistemas que, haciendo uso de ductos y ventiladores auxiliares, ventilan áreas restringidas, para la entrada de aire en las minas subterráneas; para ello se emplean los circuitos de alimentación de aire fresco y de evacuación del aire viciado que le proporcione el sistema de ventilación primaria. Se hace circular el aire por vías donde no es posible hacer llegar la ventilación principal a través de ductos, mangas o tuberías de ventilación.
5. VENTILACIÓN ASCENDENTE El flujo de aire entra por una vía de menor altura y sube por las labores de la mina para salir por el tambor de ventilación, a una mayor altura.
6. VENTILACIÓN DESCENDENTE El flujo de aire entra por la labor más alta, recorre los trabajos de la mina y sale por la boca mina a una menor altura
7. VENTILACIÓN ASPIRANTE Por La forma como el ventilador maneja el flujo de aire. Cuando el flujo de aire es succionado por el ventilador.
8. VENTILACIÓN SOPLANTE Cuando el flujo de aire es impulsado por el ventilador hacia el frente de trabajo o hacia el interior de la mina.
Principios de la ingeniería de control 1. Prevención:
modificar operaciones o mejorar practica
Reducir formación de gases o polvo
2. Remover o eliminar
Limpiar labores
Depuración del aire con colectores de polvo
3. Suprimir o absorber (con agua)
Infusión con agua o vapor previo al arranque (polvo)
Apaciguamiento con rociado de agua o espuma
Tratamiento de polvo asentado con productos químicos delicuescentes
4. Contener o aislar (encerrar la fuente)
Tronadura aislada o con personal afuera
Encerramiento de operaciones generadoras de polvo
Sistema de aireamiento local
5. Diluir o reducir
Dilución local por ventilación auxiliar
Dilución por corriente de la ventilación principal
Cualquier esfuerzo en controlar las materias particuladas antes que lleguen a ser suspensiones áreas es más económico y simple tanto en superficie como en interior mina.
Fuentes de emisión de gases Gases de Estratos: se produce por migraciones de gases debido a la minería. (CH4, dióxido de carbono, nitrógeno, SO2, H2S):
El metano es el más “popular” en minería del carbón. Este se moviliza entre los estratos por cambios en la presión existente por la minería. Rango explosivo 5-15%
Los gases de estratos no solo se relacionan a sedimentos también a roca ígnea
Gases de Tronadura (CO, CO2, NO, H2S)
Máquinas de combustión interna: pueden emanar hasta 0,28 m3/HP de contaminantes
Fuegos y explosiones (CO, CO2,CH4)
Respiración humana (CO2) aprox 0,1 cfm/hombre
Baterías (genera H)
Material Particulado Partículas
peligrosas de polvo respirable, están entre 1 y 10
micrones. Menores no se depositan y mayores se capturan en filtros naturales del cuerpo.
Partículas
se
depositan
en
pulmones
produciendo
“neumoconiosis”, si el material es sílice se denomina “silicosis”. La
neumoconiosis produce déficit de capacidad pulmonar y en
grado severo puede causar la muerte. LPP
para la sílice es de 0,08 mgr/m 3
LPA
= 0,4 mgr/m 3
Temperatura y Humedad La
temperatura mínima en minas debe ser mayor que 2ºC para
evitar congelamiento de agua en cañerías o piso de galerías. La
temperatura debe ser tal que produzca una sensación
térmica confortable, lo cual depende también de la humedad y velocidad del aire o “brisa”. Dependiendo
de la condición geográfica y/o estacional se puede
requerir calentar o enfriar el aire de ventilación.
Temperatura La temperatura al interior de una mina subterránea depende de varios factores: a. Temperatura del aire exterior b. Calentamiento por compresión del aire durante descenso a la mina c. Temperatura de la roca d. Procesos endotérmicos e. Procesos exotérmicos f. Intensidad de la ventilación
Temperatura de la Roca La
temperatura de la roca en la capa superficial (20 a 40m bajo
la superficie) se correlaciona con la temperatura del aire en el exterior. Bajo
la capa superficial está la zona geotérmica, en que la
temperatura de la roca no tiene correlación con la temperatura exterior. En
la zona geotérmica, la temperatura de las rocas asciende a
medida que nos acercamos al centro de la tierra.
Gradiente Geotérmica Se define como la diferencia de temperatura por unidad de profundidad (en la zona geotérmica)
o
Varía entre 1 y 5 ºC por cada 100m.
o
Menos de 300m de profundidad: 2ºC/100m
o
Menos de 1000 m de profundidad: 3ºC/100m
o
1000 a 2500m de profundidad: 4,5ºC/100m
Velocidad del aire •
El rendimiento aumenta con la velocidad del aire ya que un trabajador puede eliminar de mejor forma el calor al medio externo.
•
A más de 5 m/s no hay mayor influencia practica
Supresión de efectos •
Infusión con agua o vapor en focos contaminantes
•
Humidificar y congelar en tramo capturador de contaminantes en estado sólido.
•
Tratamiento de polvo asentado con productos químicos delicuescentes (que absorben humedad del aire).
•
Depuración con colectores de polvo o catalizadores.
Aislamiento y Dilución Aislamiento •
Tronadura restringida o con personal afuera, para no exponer
•
Encerramiento de operaciones generadoras de polvo para aplicar algún sistema de tratamiento local (Filtros catalíticos, rociadores, aspiradoras, colectores de polvo …)
Dilución último recurso •
Dilución por corriente de la ventilación principal;
•
Dilución local por ventilación auxiliar
Prevención y Eliminación a. Prevención
Considerar la necesidad de no contaminar desde el proyecto. Ej CI de motores requiere 20:1 para completa combustión.
Verificar que las modificaciones de la mina no introduzcan nuevos procesos o elementos contaminantes
b. Eliminación
Modificar operaciones o mejorar prácticas para reducir la formación de polvo o producción de gases indeseables (Ej: mantención de equipos)
Limpiar labores para eliminar polvo asentado.
LINKOGRAFIA https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/2
1356/1/Proyecto%20Camp-Zhim.pdf http://www.bvl.com.pe/eeff/CM0001/20090326184601/M
ECM00012008AIA01.PDF http://www.mch.cl/informes-tecnicos/ventilacion-
subterranea-adecuandose-grandes-proyectos-mineros/ http://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/1269/1/aponte
_ee.pdf
