Trabajo Ventilacion Minas

7/30/2019 Trabajo Ventilacion Minas

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTBAL DE

HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERA DE MINAS, GEOLOGA Y CIVIL

ESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA DE MINAS

DOCENTE:Ing. Indalecio Quispe Rodrguez

Ayacucho Per2012

VENTILACIN DE MINAS MI-461

CLCULO Y DISEO DE UN SISTEMA DE

VENTILACIN EN CHIMENEAS

ALUMNOS:

CONTRERAS RAMREZ, Elvis Uri

CURI TORRES, Jefrey Ivan.

GMEZ SANTOS, Juan Carlos

HERENCIA CHIPANA, Pavel

QUISPE CRDOVA, Carlos N.

TINCO CAMPOS, Liz Magaly.


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CLCULO Y DISEO DE VENTILACIN PARA UNA CHIMENEA

11 de diciembre de 2012

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A Dios por darnos la vida y protegernos

en todo momento, a nuestros padres

por ser nuestro gua y ejemplo a seguir, ya usted ingeniero Indalecio Quispe

Rodrguez por su paciencia y compartir

sus conocimientos con nosotros.


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CONTENIDO

I. INTRODUCCIN. .............................................................................................................. 4

II. FUNDAMENTACIN TERICA. ........................................................................................ 5

VENTILACIN AUXILIAR. .................................................................................................. 52.1 CONCEPTO. ............................................................................................................ 5

2.1.1. Sistema impelente:..................................................................................... 5

2.1.2. Sistema aspirante: ...................................................................................... 5

2.1.3. Sistema combinado: ................................................................................... 6

III. PROYECTO DE VENTILACIN. ...................................................................................... 8

3.1. OBJETIVOS: ........................................................................................................... 8

3.2. ANLISIS DE LOS PARMETROS DE DISEO. ........................................................ 83.2.1. Caudal de Aire. ........................................................................................... 8

3.2.2. Temperatura. ............................................................................................. 9

3.2.3. Presin Atmosfrica. ................................................................................ 10

3.2.4. Resistencia. .............................................................................................. 10

3.2.5. Prdidas de Presin. ................................................................................ 12

3.2.5.1. Las prdidas de presin por friccin (Hf). ................................... 12

3.2.5.2. Las prdidas de presin por choque (Hx). .................................. 143.2.6. Eleccin de las mangas. ............................................................................... 15

3.2.7. Eleccin de Ventiladores .............................................................................. 20

3.3.PLANEAMIENTO DE VENTILACIN ...................................................................... 22

3.3.1.Requerimientos de caudal de Aire ............................................................... 24

A.Por el nmero de personal y la altitud. ..................................................... 24

B.Por el consumo de explosivos.................................................................... 24

C.Por equipos Diesel ..................................................................................... 24D.Para lograr Temperatura Efectiva ............................................................. 25

3.3.2.Circuito .......................................................................................................... 25

3.4.IMPLEMENTACIN CON DATOS REALES. ............................................................ 26

3.4.1.Calculo de caudales requeridos. ................................................................... 26


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e) LONGITUD TERICA .................................................................................. 27

f) PRESIN BAROMTRICA ............................................................................ 27

g) DENSIDAD DEL AIRE .................................................................................. 27

h) CADA DE PRESIN .................................................................................... 28

3.4.2.Diseo de la seccin de la chimenea ........................................................... 28

3.4.3.Eleccin de las Mangas ................................................................................. 28

IV. CONCLUSIONES. ......................................................................................................... 30

V. BIBLIOGRAFA. ............................................................................................................... 31


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I. INTRODUCCIN.Como ventilacin auxiliar o secundaria definimos aquellos sistemas que, haciendo uso de

ductos y ventiladores auxiliares, ventilan reas restringidas de las minas subterrneas,

empleando para ello los circuitos de alimentacin de aire fresco y de evacuacin del aireviciado que le proporcione el sistema de ventilacin general.

Las minas (galeras, chimeneas, cruceros, etc.) de nuestros das necesitan un sistema de

ventilacin que va siendo ms complejo cada da. Esto implica la necesidad de conocer

con ms profundidad el sistema de ventilacin, pero sobre todo el ventilador y todos sus

elementos auxiliares.

Por ello, al igual que es fundamental el manejo de los conocimientos de los sistemas de

ventilacin y su buena prctica, se ha de tener en cuenta el rango de aplicacin de lasmquinas que conforman dicho sistema. Este conocimiento nos ayudar a reducir los

problemas y sus consecuencias desde el origen.

Desde sus inicios hasta hoy da, la Ventilacin de Minas tena como objetivo central el

suministro de aire fresco para la respiracin de las personas y dilucin-extraccin de polvo

y gases producto de las operaciones subterrnea (voladura, extraccin, carga y

transporte). En estos ltimos aos, han aumentado fuertemente los requerimientos de

aire con el objeto de poder diluir y arrastrar fuera de la mina las fuertes concentraciones

de gases txicos emitidos por los equipos diesel -de alto tonelaje- incorporados en formamasiva a las operaciones subterrneas involucradas en los diversos mtodos de

explotacin.

Es verdad que generalmente los requerimientos actuales no se daban en el pasado con

tanta intensidad, ya que entonces los ritmos de explotacin en las minas no eran como los

actuales, y, por tanto, no podemos perder de vista que los niveles de confort y seguridad

adoptados hoy da son mucho ms exigentes, lo que trae como consecuencia el aumento

del nmero y tamao de los ventiladores para cada sistema de ventilacin as como su

optimizacin en el control de los mismos.

Dentro del contexto de la ventilacin nos referimos al volumen de aire movido por el

ventilador como corriente de aire o de ventilacin, mientras que el incremento de

presin que se produce en el sistema se suele denominar como depresin del ventilador.

Esta ltima denominacin no ser del todo correcta cuando el ventilador trabaja como

impulsor.


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II.FUNDAMENTACIN TERICA.VENTILACIN AUXILIAR.

2.1.CONCEPTO.Es la ventilacin que se usa para las chimeneas, para los tajos , para frontones,

para pequeos circuitos y especialmente para lugares CONFINADOS como tajos

que mediante un ventilador de 5000 a 35000 CFM y ductos de lona o metlicos se

enva aire o se aspira el aire o en combinacin de estas dos formas.

Como ventilacin auxiliar, definimos aquellos sistemas que, haciendo uso de

ductos y ventiladores auxiliares, ventilan reas restringidas de las minas

subterrneas, empleando para ello circuitos de alimentacin de aire fresco y deevacuacin del aire viciado que les proporciona el sistema de ventilacin general.

Por extensin, esta definicin la aplicamos al laboreo de tneles desde la

superficie, aun cuando en estos casos no exista un sistema de ventilacin general.

Los sistemas de ventilacin auxiliar que pueden emplearse en el desarrollo de

galeras horizontales, utilizando ductos y ventiladores auxiliares son:

2.1.1. Sistema impelente:El aire es impulsado dentro del ducto y sale por la galera en desarrollo ya

viciado.Para galeras horizontales de poca longitud y seccin

(menores a 400 metros y de 3.0 x 3.0 metros de

seccin), lo conveniente es usar un sistema impelente

de mediana o baja capacidad, dependiendo del

equipo a utilizar en el desarrollo y de la localizacin

de la alimentacin y evacuacin de aire del circuito

general de ventilacin de la zona.

2.1.2. Sistema aspirante:El aire fresco ingresa a la frente por la galera y el

contaminado es extrado por la ductera.

Para ventilar desarrollos de tneles desde la superficie, es el sistema

aspirante el preferido para su ventilacin, aun cuando se requieren

elementos auxiliares para remover el aire de la zona muerta, comprendida

entre la frente y el extremo de la ductera de aspiracin.


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2.1.3. Sistema combinado:Es el aspirante-impelente, que emplea dos tendidos de ductera, una para

extraer aire y el segundo para impulsar aire limpio a la frente en avance.Este sistema rene las ventajas de los dos tipos bsicos, en cuanto a

mantener la galera y la frente en desarrollo con una renovacin constante

de aire limpio y en la velocidad de la extraccin de los gases de disparos,

con la desventaja de su mayor costo de instalacin y manutencin. Para

galeras de mayor seccin (mayor a 12 m y con una longitud sobre los 400

metros, el uso de un sistema aspirante o combinado es ms recomendable

para mantener las galeras limpias y con buena visibilidad para el trfico de

vehculos, sobre todo si ste es equipo diesel. Hoy da, es la ventilacin

impelente la que ms se usa, ya que el ducto es una manga totalmenteflexible, fcil de trasladar, colocar y sacar. En este caso, el ventilador al

soplar infla la manga y mueve el aire. En el caso de la ventilacin aspirante,

estas mangas deben tener un anillado en espiral rgido lo que las hace muy

caras.

El uso de sistemas combinados, aspirante impelentes, para ventilar el

desarrollo de piques verticales, es tambin de aplicacin prctica cuando

stos se desarrollan en forma descendente y la marina se extrae por medio

de baldes. En estos casos, el uso de un tendido de mangas que haga llegaraire fresco al fondo del pique en avance es imprescindible para refrescar el

ambiente.


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La aplicacin de sistemas auxiliares para desarrollar galeras verticales est

limitada a su empleo para ventilar la galera donde se inicia el desarrollo de

la chimenea o pique, dado que la destruccin de los tendidos de ductos

dentro de la labor vertical por la cada de la roca en los disparos es

inevitable (en su reemplazo se utiliza el aire comprimido).

Para el diseo de ventilacin auxiliar se debe considerar los siguientes aspectos:

Nivel, labor, longitud, seccin, factor de potencia del explosivo, factorde estado de las labores N de guardias, equipos y personal.

Determinar el caudal de aire en el frente (caudal requerido). Definir el tipo de ventilador (aspirante, impelente o combinado) y

ducto a usarse.

2.2. USO DE AIRE COMPRIMIDO:Por su alto costo, en relacin a la ventilacin mecanizada, el uso del aire

comprimido para atender la aireacin de desarrollos debe limitarse

exclusivamente a aquellas aplicaciones donde no es posible por razones prcticas

el utilizar sistemas auxiliares de ventilacin como es el caso particular del

desarrollo manual de chimeneas o piques inclinados.


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El uso de sopladores de aire comprimido para ventilar los desarrollos horizontales,

se debe limitar a aquellas galeras de pequea seccin que por la falta de espacio

fsico no hacen posible los tendidos de mangas de ventilacin y para acelerar la

salida de los gases en los sistemas aspirantes, instalando los sopladores en el

extremo de la caera de aire comprimido cercana a las frentes (zona muerta),siempre que no sea posible el uso de ventiladores elctricos porttiles con manga

lisa que impulse aire a la frente en avance.

III.PROYECTO DE VENTILACIN.3.1.OBJETIVOS:

Proveer el aire necesario para la vida y normal desempeo de los hombres ybuen funcionamiento de las mquinas y equipos.

Diluir y extraer los gases asfixiantes, txicos y/o inflamables que se generanespordica y permanentemente en la mina.

3.2.ANLISIS DE LOS PARMETROS DE DISEO.Para realizar un proyecto de Ventilacin es necesario tomar en cuenta los datos

Generales en cuanto a la ubicacin accesibilidad, clima, vegetacin etc. Del lugar

in-situ de trabajo Mina. Por ende en el Presente trabajo se obviara puesto que

no se tiene dicha informacin.

Asimismo es necesario realizar un mapeo de Ventilacin para identificar la

cantidad de aire fresco y contaminado que circula por la mina, como tambin

algunos parmetros que se mencionan lneas abajo (que slo mencionaremos en

conceptos generales puesto que no se ha identificado dichos parmetros, pero se

asumirn datos reales).

3.2.1. Caudal de Aire.El objetivo principal de un estudio de ventilacin de minas, es determinar la

cantidad y calidad del aire que debe circular dentro de ella. Los factores

que influyen en la determinacin de este caudal, dependen de las

condiciones propias de cada operacin y del mtodo de explotacin

utilizado.


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El caudal necesario, para satisfacer las necesidades tanto del personal como

de los equipos que en conjunto laboran al interior de la mina, se establecen

de acuerdo a los requerimientos legales, normas de confort y eficiencia del

trabajo. Este caudal debe garantizar la dilucin de los gases generados

tanto por los equipos y maquinarias de combustin interna (Diesel), comolos gases provenientes de la tronadura y los polvos asociados a las distintas

operaciones.

El aire, al pasar por una mina sufre cambios en su composicin,

principalmente de disminucin de oxgeno. En minas poco profundas, el

clima dentro de las minas, no presenta mayores preocupaciones, pero

cuando tienen profundidades superiores a 1.000 metros, ste es un

problema que debe ser atendido.

3.2.2. Temperatura.La accin de temperaturas elevadas sobre el personal, pueden incluso

provocar la muerte.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA TEMPERATURA DEL AIRE DE LA MINA

Temperatura del aire exterior. Compresin del aire al descender en la mina. Temperatura de las rocas. Procesos endotrmicos y exotrmicos. Intensidad de la ventilacin


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3.2.3. Presin Atmosfrica.El aire atmosfrico al ingresar a la mina sufre cambios en su composicin. El

N2 sube, el O2 baja, aumenta el CO2 y tambin se produce aumento de

vapor de agua.

Existe generacin de gases y polvos que tambin se suman a esta nueva

composicin aumenta su T, humedad y peso especfico.

Causas:

Respiracin de los hombres Equipos de combustin interna Voladuras e incendios (Explosivos nitrosos, ANFO) Descomposicin de sustancias o materiales minerales y/u orgnicas. Presencia de aguas estancadas. Operaciones bsicas de la explotacin. Talleres de soldadura y otros (humos)

3.2.4. Resistencia.En base a los principios de Darcy Antoine Chezy (1719-1798), Atkinson

hall que la diferencia de presin requerida para inducir el movimiento del

aire por las labores subterrneas, es proporcional al cuadrado de la

velocidad, longitud del recorrido y el permetro de la galera e inversamente

proporcional al rea de la misma. Esto significa, que mientras el conductode ventilacin sea de mayor tamao, ms baja ser la resistencia (R) del

conducto y por consiguiente menor cada de presin. Esta frmula de

Atkinson para determinar las prdidas de presin en ventilacin de minas

es:

H =A

KLOV2

A la densidad estndar del aire de 0.075 lbs/ft

2

. (1.2 Kg/m

3

).

Para expresar esta frmula en funcin del caudal de aire, se reemplaza

V = Q/A y la frmula se convierte en:


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H = ,3

2

A

QKLOlb/ft2.

Para cambiar esta prdida de presin H de lbs/ft2 a pulg H2O, se reemplazapor 1 pulg H2O = 5.2 lbs/ft

2 249 Pa.

H =3

2

2.5 A

KOLQ

Dnde:

H = cada de presin, en pulg H2O.

K = Coeficiente de friccin,4

2min

ft

lbs

Q = caudal de aire circulante, en CFM (ft3/min).

L = longitud de la labor, en pies.

O = permetro del conducto, en pies.

A = rea de la labor, ft2.

5.2= factor de conversin lbs/ft2 a pulg H2O.

Esta frmula de Atkinson es aplicable a toda corriente turbulenta ( veloc a

5 m/min).

Por otro lado, se considera un factor de friccin K que depende del tipo

de labor, irregularidades de la superficie de las paredes y la longitud del

ducto o conducto.


2min

ft

lbs (Ns2/m4)

Este valor de K se obtiene directamente de la tabla No.4, de acuerdo al tipo

de roca y caractersticas geomtricas longitudinales del conducto o labores

mineras y est dada para minas situadas a nivel del mar; para las minas

ubicadas en alturas se hace la correccin respectiva segn la densidad del

aire mediante la siguiente relacin:

Kcorregida = Kc = fc x K.


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fc =075.0

... lugardelairePe

Esta forma de determinar el coeficiente de friccin (K) ya no es

recomendable, puesto que actualmente se cuenta con una serie de

relaciones matemticas que se adecua mejor para los clculos:

2

6

2log274,167,6

10855,1

Dh

e

xK

Dnde:

K: Coeficiente de friccin del conducto (lb min2/pie4)

e: Espesor de las irregularidades de la seccin transversal del conducto (m)

Dh: Dimetro hidrulico del conducto (m).

A = rea de la labor, m2

P = Permetro de la labor

3.2.5. Prdidas de Presin.Es la depresin originada por el paso del aire atravs de los conductos de lamina. Como indicamos anteriormente, los conductos ofrecen resistencia al

paso del aire y como consecuencia de esto el valor de la presin del flujo de

aire disminuye, producindose la cada de presin, tanto por friccin como

por choque.

En este flujo de aire se distinguen dos tipos de prdida:

Prdidas por friccin, Hf.Prdidas por choque, Hx.Las cuales estn relacionadas por H1 = Hf + Hx.

3.2.5.1. Las prdidas de presin por friccin (Hf).Llamadas tambin prdidas de cabeza, son originadas a lo largo de

un conducto recto libre de toda obstruccin y de seccin

constante, por el rozamiento de las partculas del aire en un flujo

lineal contra las paredes y entibados de las labores mineras. Estas


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prdidas representan el 70% a 90% de la prdida total de presin

en el sistema de ventilacin.

Estas prdidas dependen de las condiciones de rugosidad de las

paredes del conducto y de la velocidad del aire.

Pueden calcularse algebraicamente as como grficamente

(mediante bacos). El mtodo algebraico usual es aplicando la

ecuacin de Atkinson:

Hf= Rq2 =

3

2

2.5 A

KOLq

Esta frmula es de uso general. Sin embargo, su uso tiene

inconveniente por el valor de K tan pequea, que usualmente est

expresado en decimales, tal como 100 x 10-10 0.0000000100.

Para evitar este inconveniente el Q se expresa en unidades de 100

000, como Q =000,100

q= q x 10-5 q = Q x 100 000 y

sustituyendo este valor en la ecuacin se tiene:

Hf= 3

10210

2.5

1010

A

xOLQKx = RQ2

Dnde:

Hf= cada de presin por friccin, en pulg H2O.

R = Resistencia del conducto,6

2

2 min.lg

ft

OHpu


2min

ft

lbs

Q = caudal de aire circulante, en CFM (ft3/min) y en unidades de

100,000 (

000,100

q)

L = longitud de la labor, en pies.

O = permetro del conducto, en pies.

A = rea de la labor, ft2.

5.2 = factor de conversin lbs/ft2 a pulg H2O.


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Cuando trabajamos con otras densidades de aire que el estndar,

se corrige:

075.0

2

xRQHf

Dnde:

= densidad del aire en el lugar.

3.2.5.2. Las prdidas de presin por choque (Hx).Es la prdida de presin por impacto del aire en movimiento por

encontrarse con la presencia de diferentes accidentes como los

cambios de direccin de los conductos, cambios de seccin

transversal, bifurcaciones, uniones, regulaciones, admisin ydescargas y todas las obstrucciones presentes en el sistema de

ventilacin. Se les da el nombre genrico de prdidas locales

(debido a su carcter localizado en el circuito) y su magnitud se

expresa usualmente en trminos de longitud equivalente (Le),

donde dichas obstrucciones equivalen a una galera recta adicional,

con este fin se utiliza la tabla de longitudes equivalentes (tabla 5).

Estas prdidas representan del 10% a 30% de la prdida total de la

presin y constituyen cadas bruscas en la energa cintica del aire.

Las longitudes equivalentes siempre se le suma al conductosiguiente.

Igualmente se calcula usando la ecuacin generalizada de

Atkinson:

3

2

2.5 A

QKOLH ex , en pulg H2O

Considerando las dos prdidas de presin del sistema (presin

esttica) tenemos:

Hs = H1= Hf+ Hx = 3

2

2.5 A

OLq+ 3

2

2.5 A

QKOLe, en pulg H2O.


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15

Hs = , en pulg H2O

3.2.6. Eleccin de las mangas.Una vez conocido el caudal de aire en el frente, ser necesario escoger el

ducto de ventilacin para conducir el aire. La seleccin del dimetro ptimo

de un ducto tiene una gran importancia en el diseo, por su gran influencia

en los costos de energa necesaria y de los ventiladores. As, la cada de

presin del sistema de ventilacin auxiliar es mucho menor cuando

aumentamos el dimetro del ducto, cuya demostracin es el siguiente:

H = RQ2.

Dnde:

R =3

2.5 A

KOL.

En caso de ducto circular es:

Permetro O = x D

rea A = 24D

Reemplazando:

R =552

52

633

2

247.12.5

64

642.5

642.5

42.5

D

KL

D

KL

D

KL

D

DLK

D

DLK

.

Luego:

2

5247.1 Q

D

KLH

Para la seleccin del dimetro () de l ducto pueden seguirse los siguientes

criterios:

3

2

2.5 A

QLLKO e


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1. Los s del ducto varan de 8 a 118; sin embargo es preferible quesean superiores a 12

2. La relacin de la seccin de la labor a seccin del ducto vara entre 40:1a 100:1, o sea debe estar entre:

100.

.40

ductoSeccin

galeraSeccin

3. La velocidad del aire en el ducto vara entre 2500 ft/min a 6000 ft/minPara ventiladores impelentes vara de 2000 ft/min a 2800 ft/min, siendo la

velocidad econmica de 2600 ft/min y la velocidad del aire viciado de

retorno en la labor debe ser 180 ft/min que permitir evacuar

rpidamente el aire viciado.

Para ventiladores aspirantes la velocidad ptima es 3500 ft/min

4. El dimetro del ducto se puede calcular por la siguiente expresin:

VD

Qf

24

Dnde:

D = del ducto, en pulg.V = Velocidad del flujo en el punto de captacin del ventilador, en ft/min

Qf= Caudal de aire absorbido por el ventilador, en cfm.

100

1001

L

rf

fQQ

Dnde:

Qr = Caudal de aire real en el frente de la labor, cfm

f = Estimado de fugas en % por 100 ft de ducto (En caso de tneles f = 2%por 100ft)

L = Longitud total del ducto, en ft.

La variable f se puede estimar mediante la siguiente relacin:

213.3 RKDnQ

Q

r

f


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Qf/Qr = Proporcin entre el caudal que entra en la instalacin y el que sale

de la misma pero al final de la manga.

K = Coeficiente de permeabilidad de las juntas, que es igual a 1.60 x 10 -3

para ductos flexibles de uniones estndar

D = del ducto asumido para V, en pulg

n = Nmero de tramos independientes que comprende la lnea.

R = Resistencia total de la lnea

3A

KOL, en lb/ft2

Adems de estas frmulas, muchas veces los mismos fabricantes nos

proporcionan tablas adecuadas para una buena eleccin del dimetro de

una manga de ventilacin. Saber determinar qu tamao del ducto es el

ms adecuado para un volumen de aire requerido en un frente de trabajo,

nos reducir el consumo de energa y por consiguiente el costo de

ventilacin auxiliar. As contamos con las siguientes tablas:

ELECCIN DEL DIMETRO DE MANGA DE VENTILACIN

K= 20 lb-in/ft^4

L= 100 Ft

MANGA DE 12"

manga

Permetro Area Velocidad Caudal H"H2O

(pulg.) (ft) (ft) (ft) ft/min CFM C/100n.m

.

12 1.00 3.1416 0.7854 2400 1885 0.89

12 1.00 3.1416 0.7854 2600 2042 1.04

12 1.00 3.1416 0.7854 2800 2199 1.21

12 1.00 3.1416 0.7854 3000 2356 1.38

12 1.00 3.1416 0.7854 3200 2513 1.5812 1.00 3.1416 0.7854 3400 2670 1.78

12 1.00 3.1416 0.7854 3439 2701 1.82

12 1.00 3.1416 0.7854 3600 2827 1.99

12 1.00 3.1416 0.7854 6399 5026 6.30


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18

MANGA DE 14"

manga


(pulg.) (ft) (ft) (ft) ft/min CFM C/100n.

m.

14 1.167 3.6652 1.069 1400 1497 0.26

14 1.167 3.6652 1.069 1800 1924 0.43

14 1.167 3.6652 1.069 2400 2566 0.76

14 1.167 3.6652 1.069 2600 2779 0.89

14 1.167 3.6652 1.069 2800 2993 1.03

14 1.167 3.6652 1.069 3000 3207 1.19

14 1.167 3.6652 1.069 3200 3421 1.35

14 1.167 3.6652 1.069 3400 3635 1.5214 1.167 3.6652 1.069 3600 3848 1.71

MANGA DE 18"

manga



m.

18 1.50 4.7124 1.7671 1400 2474 0.2018 1.50 4.7124 1.7671 1800 3181 0.33

18 1.50 4.7124 1.7671 2400 4241 0.59

18 1.50 4.7124 1.7671 2600 4595 0.69

18 1.50 4.7124 1.7671 2800 4948 0.80

18 1.50 4.7124 1.7671 3000 5301 0.92

18 1.50 4.7124 1.7671 3200 5655 1.05

18 1.50 4.7124 1.7671 3400 6008 1.19

18 1.50 4.7124 1.7671 3600 6362 1.33

MANGA DE 20"

manga




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19

MANGA DE 24"

manga

Perimetro Area Velocidad Caudal H"H2O

(pulg.) (ft) (ft) (ft) ft/min CFM C/100n.m.

24 2.00 6.2832 3.1416 1400 4398 0.15

24 2.00 6.2832 3.1416 1800 5655 0.25

24 2.00 6.2832 3.1416 2400 7540 0.44

24 2.00 6.2832 3.1416 2600 8168 0.52

24 2.00 6.2832 3.1416 2800 8796 0.60

24 2.00 6.2832 3.1416 3000 9425 0.69

24 2.00 6.2832 3.1416 3200 10053 0.79

24 2.00 6.2832 3.1416 3400 10681 0.89

24 2.00 6.2832 3.1416 3600 11310 1.00

MANGA DE 28"

manga



28 2.33 7.3304 4.2761 1400 5986 0.13

28 2.33 7.3304 4.2761 1800 7697 0.2128 2.33 7.3304 4.2761 2400 10263 0.38

28 2.33 7.3304 4.2761 2600 11118 0.45

28 2.33 7.3304 4.2761 2800 11973 0.52

28 2.33 7.3304 4.2761 3000 12828 0.59

28 2.33 7.3304 4.2761 3200 13683 0.68

m.

20 1.67 5.2360 2.1817 1400 3054 0.18

20 1.67 5.2360 2.1817 1800 3927 0.30

20 1.67 5.2360 2.1817 2400 5236 0.53

20 1.67 5.2360 2.1817 2600 5672 0.62

20 1.67 5.2360 2.1817 2800 6109 0.72

20 1.67 5.2360 2.1817 3000 6545 0.83

20 1.67 5.2360 2.1817 3200 6981 0.95

20 1.67 5.2360 2.1817 3400 7418 1.07

20 1.67 5.2360 2.1817 3600 7854 1.20


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20

28 2.33 7.3304 4.2761 3400 14539 0.76

28 2.33 7.3304 4.2761 3600 15394 0.85

MANGA DE 30"

manga



30 2.50 7.8540 4.9087 1800 8836 0.20

30 2.50 7.8540 4.9087 2400 11781 0.35

30 2.50 7.8540 4.9087 2600 12763 0.42

30 2.50 7.8540 4.9087 2800 13744 0.4830 2.50 7.8540 4.9087 3000 14726 0.55

30 2.50 7.8540 4.9087 3200 15708 0.63

30 2.50 7.8540 4.9087 3400 16690 0.71

30 2.50 7.8540 4.9087 3600 17671 0.80

30 2.50 7.8540 4.9087 3800 18653 0.89

MANGA DE 36"

manga



36 3.00 9.4248 7.0686 1800 12723 0.17

36 3.00 9.4248 7.0686 2400 16965 0.30

36 3.00 9.4248 7.0686 2600 18378 0.35

36 3.00 9.4248 7.0686 2800 19792 0.40

36 3.00 9.4248 7.0686 3000 21206 0.46

36 3.00 9.4248 7.0686 3200 22619 0.53

36 3.00 9.4248 7.0686 3400 24033 0.59

36 3.00 9.4248 7.0686 3600 25447 0.66

3.2.7. Eleccin de VentiladoresPara ventilar una mina se necesitan ciertas cantidades de flujo de aire, con

una cada de presin determinada, a cierta densidad del aire. Conocidas la

cada y el caudal de la mina (Punto de operacin del sistema), existen casi


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21

un nmero infinito de ventiladores en el mundo que satisfacen el punto

operacional adecuado.

Se deber especificar el punto de operacin (Q vs. H Sist.) del ventilador

requerido, a fin de que los proveedores coticen la unidad ventiladora con lapotencia de motor elctrico correspondiente, que satisfaga dicho punto. La

especificacin debe incluir adems, la altura geogrfica en donde se

instalar dicho equipo.

Debido a que la seccin de una chimenea es de ; que es reducida,vemos que no ingresa mangas mayores de 12, de dimetro y en la cual

pueda viajar hasta 2700 CFM, con esttica no mayor de 1.8 por cada

. Sin embargo el que disea debe hacer conocer al jefe de mina, elplaneamiento de ventilacin sus necesidades espacios para mangas de 18,

24 y 28 que requieren otras secciones mayores para establecer un buen

circuito de ventilacin auxiliar combinado para chimeneas con tajos.

Si se conoce el diseo del mtodo de explotacin de minas es ms fcil

hacer el diseo de la ventilacin auxiliar exigiendo mayores secciones.


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22

Las mangas de 12 , de dimetro tiene las siguientes estticas que nos

ayuda a predecir que volumen podemos enviar por esta sin mucho costo.

MANGA DE 12"

manga



12 1.00 3.1416 0.7854 2400 1885 0.89

12 1.00 3.1416 0.7854 2600 2042 1.04

12 1.00 3.1416 0.7854 2800 2199 1.21

12 1.00 3.1416 0.7854 3000 2356 1.38

12 1.00 3.1416 0.7854 3200 2513 1.58

12 1.00 3.1416 0.7854 3400 2670 1.7812 1.00 3.1416 0.7854 3439 2701 1.82

12 1.00 3.1416 0.7854 3600 2827 1.99

12 1.00 3.1416 0.7854 6399 5026 6.30

3.3.PLANEAMIENTO DE VENTILACINEste planeamiento est ligado muy estrechamente con el planeamiento de minado, el

sistema de ventilacin, envuelve las mediciones de velocidad de aire, diferencia de

presiones, temperaturas, dimensiones de los conductos en puntos estratgicos.

El estudio proporciona los datos para calcular cantidades de aire, prdidas de presin,

densidad de aire y resistencia de los conductos; estos son los datos necesarios

requeridos para los clculos numricos, como se ver ms adelante.

El contenido del planeamiento debe constar de:

1.- Eleccin del esquema de ventilacin y eleccin del mtodo de ventilacin.

2.- Clculo del volumen de aire necesario para satisfacer las necesidades de

ventilacin de la mina.

3.- Distribucin de aire por las diferentes secciones de la mina.

4.- Clculo de la depresin total de ventilacin.

5.- Consideracin y clculo de la presin de ventilacin natural, de modo que pueda

actuar favorablemente con la ventilacin mecnica.


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6.- Eleccin del ventilador o ventiladores principales o auxiliares.

7.- Clculo del costo de ventilacin.

Como punto de partida para el planeamiento, est el trabajo de campo, mejor

llamado mapeo de ventilacin, el procedimiento que seguimos es:

a.- Reconocimiento de la mina.

b.- Factores de ventilacin.

c.- Mapeo de ventilacin.

El reconocimiento de la mina es un punto de inicio muy importante, debido a que se

hace un recorrido por los diferentes conductos de aire, observando a groso modo los

lugares que necesitan ventilacin, as mismo el sentido de flujo, los obstculos quetiene que enfrentar el aire en su recorrido, los lugares donde se concentran gases y

polvo, es decir se hace un recuento de las caractersticas de la mina.

Este trabajo inicial se acostumbra hacerlo en dos o tres das, dependiendo de las

dimensiones de la mina.

Los factores de ventilacin que tendremos en cuenta son:

- El sentido del flujo del aire.

- La velocidad del aire.

- Area y permetro de la seccin.

- Rugosidad de las paredes y los obstculos que se presentan dentro

del flujo.

- Densidad del aire a nivel de la mina.

- Temperatura.

- Forma geomtrica de las curvas, distancias de transporte de

mineral, nmero de cortadas sin aire, nmero de equipos, calidad de la roca, longitud

de labores, nmero de hombres trabajando, etc...

El mapeo de ventilacin consiste en realizar un levantamiento depresiomtrico entoda la mina, en todas las estaciones tendrn sus mediciones de los factores

mencionados; para tal fin se necesita contar mnimo con tres hombres, de modo que

al final se har un balance de aire, considerando un incremento de 20% debido a

trabajos de ampliacin de la mina y como, un factor de seguridad.


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24

Finalmente consideramos la cantidad de aire que ingresa versus la cantidad de aire

que necesita la mina; y evaluar el costo de ventilacin para satisfacer los

requerimientos actuales.

3.3.1. REQUERIMIENTOS DE CAUDAL DE AIRE.A. Por el nmero de personal y la altitud.

Dnde:

Cantidad de aire necesario para el personal, en m3/min, ft3/min. Nmero de personas presentes en la mina y por guardia. Cantidad de aire mnimo por persona segn el RSSOM.

B. Por el consumo de explosivos.

Dnde:

Cantidad de aire para diluir los contaminantes por explosivos, en3/min

(ft3/min)

rea promedio de la seccin de galeras y/o niveles de trabajo, enft2

Velocidad del aire segn el RSSOM. Nmero de niveles en trabajo de la mina.

C. Por equipos DieselLa cantidad de aire mnimo necesario es de 3 m3/min (106 ft3/min) por

cada HP del motor que desarrollan los equipos diesel:

Dnde:

Cantidad de aire por cada HP, 3 m3/min (106 ft3/min). Suma total de HP de todos los equipos diesel que operan en lamina.


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25

D. Para lograr Temperatura Efectiva

Dnde:

Seccin promedio del tajeo o frontn, en m2 o ft2. Velocidad efectiva obtenida de la tabla de temperatura efectiva a30C.

Nmero de tajeos calientes o puede ser nmero de niveles detrabajo,

3.3.2. CircuitoEn las labores ciegas instalar un ventilador auxiliar calculando en volumen yesttica.

CHIMENEA EN PROYECTO---------CIRCUITO

Fuente: Elaboracin Propia (Datos Recopilados)


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26

3.4.IMPLEMENTACIN CON DATOS REALES.3.4.1. Calculo de caudales requeridos.

a) POR PERSONAL

22 x2 2

b) POR VELOCIDAD MNIMA

8 x2 2

22

% 2666

c) CAUDAL DE ADMISIN

98.8% ------------ 2666

100% -------------

.98

2666

.98

= 276.99


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27

d) LONGITUD AL TOPE

6 62

Longitud total de la manga: 96 96N DE ACOPLES

N DE ACOPLES = 8.84 8

e) LONGITUD TERICA

( )

92 (8 6) 6

f) PRESIN BAROMTRICA

22. ( 6)

(.7)

22. (7.6 6)

8.9 8.2

g) DENSIDAD DEL AIRE

.27 6

.27 8.2

6 7.6 .


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28

h) CADA DE PRESIN

Resistencia por 492 ft a nivel del mar:92

.82 8.9 2 A nivel de la mina:

8.9 .

.7 .2 2

3.4.2. Diseo de la seccin de la chimeneaSeccin: 5 x 5 ft.

Altitud de la mina: 4268 m.s.n.m. = 14,000 ft.

Longitud de la chimenea: 150 m = 490 ft.

En chimeneas de 5 x 5 = 25 ft2, para minera clsica con una velocidad de

retorno de 80 ft/min y con dos hombres se requiere 2,666 CFM a ms de

4,000 metros incluido un 10%.

3.4.3. Eleccin de las Mangas VELOCIDAD CAUDAL H H2O C/100m snm

12 3439 ft/min 2701 CFM 1.82

a) POTENCIA DEL MOTORCon la frmula:

66

.2 2766 .7

.

Como no existe un motor con 3.3HP de potencia se tomara uno de 4HP o

5HP.


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29

b) RESUMENCAPACIDAD DEL

VENTILADOR

2700 CFM

5.432H2OPOTENCIA DEL MOTOR 4HP

DIMETRO DE MANGA 12


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30

IV. CONCLUSIONES.Se determin un caudal necesario de 2,666

; considerado solo por confort del

personal y la velocidad mnima en la chimenea. Incluimos un factor de seguridad

del 10% para estar sobre el margen y tener en cuenta posibles aumentos de gases

y polvos por el incremento del uso del explosivo.

La seleccin del dimetro del ducto de ventilacin se efectu sobre la base de las

velocidades de aire mnimas y mximas. Se seleccion el ms prximo al ptimo

12, por cuanto la seccin de la chimenea es pequea.

En base a las caractersticas calculadas se hizo la seleccin de un ventilador con

los siguientes requisitos; corregidos a nivel del mar.

De acuerdo a los clculos de potencia del motor se tomara uno de 4HP y as

garantizar una buena ventilacin.


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V. BIBLIOGRAFA.Libros: ELEMENTOS DE MINERA; Por: G. J. Young. Editorial Gustavo Gili S.A.

Barcelona - Espaa.

VENTILACIN DE MINAS SUBTERRNEAS Y TNELES; Pablo JimnezAscanio. Lima, setiembre 2011.

Trabajos tcnicos:

GUA METODOLGICA DE SEGURIDAD PARA VENTILACIN DE MINAS, Ing.Sergio Andrade Gallardo; Departamento de Seguridad Minera.

UTILIZACIN EFICIENTE DE VENTILADORES AUXILIARES (PRINCIPIOSBSICOS QUE TODO USUARIO DEBE CONOCER) Ing. Rolando Amasifuen H.

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