INTRODUCCION La ventilacin en una mina subterrnea es el proceso mediante el cual se hace circular, por el interior de la misma, el aire necesario para asegurar una atmsfera respirable y segura para el desarrollo de los trabajos. Tiene una importancia nica, ya que una mina subterrnea es un lugar confinado que no est abierto a la atmsfera, donde lo primero que comienza a disminuir a travs del tiempo es el aire, elemento vital para la vida humana. La obligacin legal, entonces, es mantener un ambiente de trabajo satisfactorio para la labor humana, preservar la salud y la vida de las personas como tambin lograr una operacin eficiente de los equipos e instalaciones mineras. Con este propsito, los equipos utilizados para ventilacin en minera subterrnea, deben suministrar aire fresco y limpio en cantidades adecuadas, extraer el aire viciado, contaminado con polvo y gases, mantener una temperatura acorde al trabajo humano y asegurar un contenido mnimo de oxgeno. OBJETIVOS La ventilacin tiene por meta mantener en la atmsfera de la mina una composicin u grado de humedad compatible con la seguridad, la salud y el rendimiento del personal, Lo indispensablemente necesario para: Asegurar la respiracin del personal minero Diluir los gases nocivos de la mina, Reducir la temperatura, especialmente en los ltimos niveles. Disear el sistema de ventilacin para proyecto Pampa Negra. Disear los sistemas de evacuacin de la mina, un sistema eficiente de alarmas y un plan de evacuacin de toda la mina en presencia de un incidente.

La normativa vigente a cumplir son los artculos del Reglamento de Seguridad Minera, Ministerio de Minera de Chile, que guardan relacin con la explotacin subterrnea, y en caso particular para este proyecto, las de Seguridad minera sobre Ventilacin y la del Reglamento sobre Condiciones Sanitarias y Ambientales Bsicas en Lugares de Trabajo, Ministerio de Salud, CHILE. Estas son: Art. 132, D.S. N 132 (Reglamento de Seguridad Minera, Ministerio de Minera, CHILE) Art. 135, D.S. N 132 (Reglamento de Seguridad Minera, Ministerio de Minera, CHILE) Art. 138, D.S. N 132 (Reglamento de Seguridad Minera, Ministerio de Minera, CHILE) Art. 144, D.S. N 132 (Reglamento de Seguridad Minera, Ministerio de Minera, CHILE) Art. 66, D.S. N 594 (Reglamento sobre Condiciones Sanitarias y Ambientales Bsicas en Lugares de Trabajo, Ministerio de Salud, CHILE). Art. 136, 137, 139, 141, 142, 143, 145, 146, 147, 148, 149, 150 y 151, D.S. N 132 (Reglamento de Seguridad Minera, Ministerio de Minera, CHILE) Las principales entidades fiscalizadoras estatales son SERNAGEOMIN (MINISTERIO DE MINERA) y MINISTERIO DE SALUD.

TIPOS DE VENTILADORES VENTILADORES PRINCIPALES Una ventilacin adecuada y estable no puede obtener se en una mina subterrnea de alguna importancia si no es a base de ventiladores. El ventilador de ventilacin principal es un aparato destinado, en el conjunto de la mina, a poner en movimiento el aire necesario para la ventilacin. Tipos de ventiladores Ventilador centrfugo: Estos ventiladores fueron durante mucho tiempo los nicos ventiladores existentes. En estos ventiladores, el aire es admitido por el odo, que es un orificio que rodea el cubo de un rotor horizontal de aletas, El aire sometido a sobre presin el cual es impulsado por una chimenea llamada difusor, la cual est situada en laperiferia del rotor y perpendicular a su direccin de entrada. Ventiladores helicoidales o axiales En los ventiladores helicoidales o axiales el rotor lleva un cubo vertical u horizontal sobre el que se ha fijado una hlice constituida por un cierto nmero de aletas. El aire entra y sale paralelamente a la mquina describiendo helicoidales. Su principio se asemeja al del ventilador (rotor-aletas) y el de la tuerca por la corriente de aire. Al girar la rueda, el aire se desplaza a lo largo del eje. La corriente de aire sale desviada con movimiento de rotacin y traslacin. Caractersticas tericas Curva. H = f(Q): Para un ventilador que gira a una velocidad dada, existe una relacin H = f (Q) entre la elevacin manomtrica o depresin del ventilador y el caudal. El ventilador, por ende, no tiene un punto especfico de funcionamiento, sino una continuidad de puntos de funcionamiento posibles, los cuales se hayan repartidos sobre una curva caracterstica. Sea un sistema de ejes de coordenadas; El flujo Q en las abscisa, y presin total o carga total H en la ordenada, ver la figura.

C: Curva H (Q.) caracterstica del circuito. A: Punto de interseccin de las 2 curvas que definen el rgimen H y Q La curva V, caracterstica del ventilador es, por el contrario toda diferente. Se ve que ella presenta un tramo que pasa por un mximo, seguido de una zona descendente; los fuertes valores de la presin se obtienen para flujos pequeos, mientras que en los grandes flujos la presin cae para llegar a cero. En estas condiciones si se dispone sobre un circuito caracterstico (C) un ventilador de caracterstica (V); un slo rgimen (Al define un solo flujo Q y una sola p presin H es compatible. Se demuestra fcilmente que este rgimen es estable. En efecto, si por ejemplo. Q tuviera tendencia a aumentar la prdida de carga H exigida por el circuito aumentara, mientras que la presin producida por el ventilador disminuira y el flujo volvera automticamente al valor de e q u i l i b r i o del rgimen. Estas consideraciones corresponden a lo que se ha convenido en llamar "LA ADAPTACIN" del ventilador al circuito. Las consecuencias de esta adaptacin son las siguientes: a) Si la caracterstica real (V) del ventilador no es la referida, la adaptacin tiene lugar en un punto B. b) Si la caracterstica real (C) del circuito no es la referida, es decir la curva (C), la adaptacin tiene lugar en un punto E. c) Si las dos caractersticas (V'I).y (C') no son las que se han tenido en cuenta, la adaptacin tendr lugar en un punto 0. Observamos que, en los ejemplos anteriores, donde los errores corresponden a una sobre-estimacin de las posibilidades del ventilador y a una sub-estimacin de las prdidas de carga del circuito, jams se obtendr el flujo correspondiente en el punto A, s el ventilador no cuenta con un sistema de regulacin de las caractersticas.

Leyes de los ventiladores La forma de comportarse un ventilador de acuerdo a las variaciones en la presin H y en el caudal Q, pueden obtenerse por medio de sus curvas caractersticas. Existen tres leyes fundamentales que regulan el comportamiento de la presin esttica y total, caudal de aire potencia y eficiencia de un ventilador, cuando existen variaciones en el peso especfico del aire, velocidad (rpm) y el dimetro del ventilador.

Valindose de un anlisis dimensional en un sistema de resistencia constante pueden demostrarse las relaciones siguientes:

En la ecuacin (3) pueden usarse cualquiera de las dos Wm o Wa, ya que ellas son proporcionales entre s. Estas relaciones o combinaciones son bastante tiles, ya que determinan el comportamiento del ventilador. Las variables anteriores significan: Velocidad de rotacin: Dimetro del ventilador: D (en m o pies) Peso especfico:(en Kilogramos/m3 o libras/pie3 ) Potencia en kilovatios: Wm (o caballos de fuerza) Presin: H (milmetros columna de agua)

Instalacin de un ventilador, sobre el tnel de salida o entrada La boca de la mina donde se vaya a instalar el ventilador est unida al odo o tobera de entrada del ventilador, ya sea por medio de un tambor que conecte a la superficie y al ventilador por medio de un tnel artificial en concreto; o por medio de una transversal o galera que empalme directamente al ventilador. En el momento del estudio de la instalacin de un nuevo ventilador el empalme de la boca de la mina con el ventilador debe ser objeto de toda la atencin y cuidado especial, En efecto, no solamente es necesario considerar los imperativos de costos razonables de la instalacin y las pequeas pedidas de carga de la instalacin, sino que tambin el diseo debe ser tal, que la afluencia del flujo de aire sea regular y se asegure una buena distribucin de las velocidades del aire al ventilador para que este funcione en buenas condiciones y con el mximo de rendimiento. Requisitos En toda instalacin de un ventilador principal se deben tener en cuenta los siguientes requisitos: a. Evitar los ngulos vivos y las curvaturas demasiado fuertes en el tnel de acceso al ventilador principal. b. Evitar cambios bruscos de seccin. c. Prever una porcin final convergente y recta en la cual se colocar el ventilador. d. Escoger un sitio de instalacin del ventilador que est lejano de zonas de incendio, topografa sujeta a derrumbes, zonas de posibles explosiones.

e. Encerrar la instalacin del ventilador con el objeto de evitar que personas imprudentes penetren a la instalacin y causen daos al ventilador metiendo palos, varillas o piedras durante la marcha del mismo. f. Escoger un sitio a instalaciones que permitan una buena supervisin. g. Tener en cuenta durante el montaje la ubicacin de aquellos elementos que permitan la localizacin de aparatos de registro del ventilador y la realizacin de mediciones de presiones dinmicas totales, esttica y temperaturas. h. Prever en la instalacin contar con un ventilador de reserva que permita en caso de daos del ventilador de servicio, hacer rpidamente el correspondiente cambio. Disposicin prctica de la corriente de aire Si no se hace alguna disposicin especial, el aire que entra a la mina se repartir segn las leyes del movimiento de los fluidos ya descritos a travs de este libro en todos los circuitos que existan. Bien sabido, es que esta reparticin sera anrquica y no se podra esperar de ella las metas fijadas para una buena ventilacin. Es por esto que la distribucin de las condiciones de circulacin del aire se hace imprescindible. Para comodidad en la circulacin del are las galeras o tneles de entrada y de sal ida del aire deben estar en comunicacin directa por una galera o tnel de unin. Un corto circuito a travs de esta galera privara el aire al resto de la mina y se establecera un obstculo no correcto. Una de las metas de la distribucin de las corrientes de ventilacin es entonces el evitar los posibles cortocircuitos que llegaren a presentarse. Las necesidades de aire segn las explotaciones que se desarrollen resultan muchas veces diferentes por diversos factores que son propios a cada mtodo de extraccin. Cada seccin de explotacin tendr determinada produccin, cierta cantidad de personal, y desgasificacin de metano, aparejado a una cierta temperatura, de ello resultar en el clculo un cierto caudal de aire necesario, por debajo del cual no se pueden llevarse a cabo los trabajos mineros. La resistencia propia de los circuitos por las secciones donde deba pasar el aire determina el volumen de aire que pase en cada circuito y que este sea al menos igual al volumen mnimo aceptable. A veces se observa que un circuito de una gran resistencia, en razn de su longitud y otros factores no es posible el paso de un caudal de aire determinado o impuesto; otras veces, por el contrario donde no se necesite sino un flujo pequeo y se cuenta con una resistencia del circuito relativamente pequea, se llegarn a obtener flujos grandes de aire que no se necesitan. Otro punto en la meta de la distribucin de las corrientes ser entonces contar con una reparticin del aire conforme a las necesidades de los diferentes circuitos. Varios mtodos prcticos que son calculables existen para ello: instalacin de puertas, instalacin de ventiladores adicionales, aumento en la seccin de las galeras. Cualquier procedimiento empleado debe contar, segn el caso, de un buen razonamiento de la situacin. Debe tenerse presente que un aumento del numero de puertas de ventilacin aumenta la resistencia total de la mina y conduce a una disminucin del aire que entra a la mina. Las vas ciegas no pueden ser bien ventiladas si no se cuenta con una ventilacin auxiliar o secundaria. Las perturbaciones que ocasionen a la ventilacin algunas fallas, tales como: una explosin, acumulacin gases u otras deben ser eliminadas rpidamente. Igualmente se debe trabajar para reducir o hacer desaparecer los efectos mismos de estas

perturbaciones. Para ambos casos es necesario disponer de dispositivos especiales, como puertas, cierres de ventilacin, cortinas de ventilacin, barreras de proteccin contra explosiones de polvo de carbn o de gris, cruces etctera. Secciones independientes: Las normas de ventilacin reglamentadas por la autoridad estatal son determinantes para que las explotaciones bajo tierra estn conformadas por secciones independientes es decir,que cada tajo de explotacin est ventilado por un circuito propio que se derive del circuito principal que une la galera de entrada y de salida. El total de personal en una seccin independiente es, igualmente limitado. Deben disponerse a la entrada y salida del circuito, barreras de proteccin. Circuitos y corrientes diagonales En la mina deben evitarse los circuitos diagonales que unan dos circuitos en paralelo. Sin embargo en los trabajos mineros es muy frecuente este tipo de unin ya sea simple con una sola diagonal o compleja con dos o ms corrientes diagonales. Puertas de ventilacin Estas tienen como meta principal evitar lo corto-circuitos, asegurar la reparticin de la corriente principal de aire, segn las necesidades. En la practica la forma mas fcil de lograrlo es colocando una ventanilla en la puerta con dimensiones calculadas previamente conforme a la resistencia que debe tener el regulador. Las puertas de seguridad, deben ser resistentes a las explosiones, cuya destruccin por una explosin podra ocasionar corto-circuitos y cambiar en forma, por dems peligrosa, la ventilacin de la mina. La ventilacin de la mina se afecta siempre al abrir una puerta de ventilacin; es por ello, que los reglamentos contemplen, que se construyan al menos dos puertas para que siempre una de el las permanezca cerrada cuando se abra la otra, para asegurar la independencia de las secciones. En su construccin debe permitirse el paso de personal, materiales y maquinarias que circulen por estas vas. Cortinas de ventilacin Cuando la resistencia de un circuito, en relacin a otro, es necesario aumentarla, el medio ms rpido es el de la construccin e instalacin de puertas reguladoras que consisten en colocar telas de fibra pesada en forma de cortina en una seccin de un circuito de ventilacin La principal desventaja de este mtodo consiste en la unin imperfecta con las paredes de la va y la incompleta impermeabilidad que brinda. Debe seleccionarse el material ms impermeable, ms resistente, e incombustible. A menudo se usa yute incombustible. Caucho de banda de caucho (pedazos de banda fuera de uso) y otros materiales similares. El reglamento de seguridad en vas para vas subterrneas circunscribe su uso a sitios donde su instalacin es tcnicamente imposible o dificultosa. El empleo de cortinas est limitado a casos particulares, tales como: y Obturacin de un plano inclinado (Bajada o Inclinado), donde circulan skips o vagonetas.

y y

Obturacin de una galera donde se encuentran instaladas transportadoras de caucho o metlicas y canales negras. Modificacin del circuito de ventilacin por urgente necesidad en la lucha contra incendios.

VENTILADORES SECUNDARIOS Ventilacin auxiliar El objeto principal de la ventilacin auxiliar secundaria en bajo tierra es el de ventilar todos aquellos frentes que no alcanzan a ser ventilados por la corriente de aire principal. De esta manera, ser necesario uti1izar la ventilacin auxiliar como medio de ventilacin artificial en aquellas galeras, transversales, tambores bajadas o frentes ciegos (galeras sin otra salida falsas o frentes de culde-sac, en francs); igualmente debe usarse en frentes de explotacin por el sistema de cmaras y pilares mientras no haya comunicacin de las cmara con otras cmaras que lleven corriente principal de aire. Metas que debe atender Como la ventilacin principal, la ventilacin secundara tiene por meta la de diluir los gases inflamables como el metano, o txicos como vapores nitrosos, monxido de carbono, gas carbnico y otros y reducir el polvo de la atmsfera a nivel aceptable y no peligroso para la salud, as come tambin de mantener en los frentes de avance de tneles un clima adecuado y un caudal suficiente para la respiracin del personal. Flujos necesarios Por lo anterior, el caudal necesario para la respiracin de personal, segn el reglamento interno de Aceras Paz de Ro, cualquiera sea el sitio de trabajo es de 6 m3/min. (100 It/s) por cada hombre presente en el turno donde haya ms personal. Para la dilucin del metano, el mismo reglamento autoriza que el tenor lmite en los retornos de tajos de explotacin y en frentes de desarrollo y preparacin no sea mayor de 1.5% o sea que, un frente que desgasifique 1.5 m3/min. de CH4 necesita un caudal de 100 m3/min. de aire. En la corriente de ventilacin principal este tenor no debe ser mayor de 1%. En cuanto a .a atmsfera de frentes donde transita toda clase de maquinaria Diesel como locomotoras, trans-cargadores etc. debe haber el siguiente volumen de aire por contenido de gases del exhosto, as: 6 m /min. de aire por cada HP. de la mquina cuando el contenido de CO no sobrepase de 0,12%. 4 m /min. de a i r e por cada HP. de la mquina cuando el contenido de CO no sobrepase de 0,08%. Efecto de la ventilacin soplante

Cuando la ventilacin se efecta por impulsin, los gases de la voladura que ocupan inicial mente el fondo de la galera son empujados por la corriente de a i re soplado y despus de haber sido ms o menos desplazados y diluidos, ellos circulan en la galera. Los elementos de toda instalacin soplante estn constituidos por los siguientes factores: El Flujo 'Q' de ai re soplado al frente en m3/s. La distancia 'd', en m, del extremo final del canal de ventilacin al frente. El dimetro 'D' en m. del canal y La seccin S de la galera, transversal, tajada, tambor en m2.

VENTILADORES AUXILIARES Los ventiladores auxiliares o secundarios son hoy da, poco voluminosos y se instalan de manera relativamente fcil en el interior de la tubera de ventilacin. Segn la energa utilizada se dividen en elctricos y neumticos. El ventilador elctrico permite la obtencin de caudales de aire grandes con un rendimiento de energa muy superior. El ventilador neumtico movido por aire comprimido es simplemente un turbo ventilador, es decir, consta de una turbina automotriz y una hlice, montadas sobre el mismo rbol cuyo conjunto est fijo en un tubo canal de forma cilndrica. En la prctica se pueden montar varios ventiladores en una misma tubera, metlica o plstica reforzada con anillos, a intervalos de 50 a 200 metros, lo que reduce las fugas. Esta distancia debe averiguarse en la prctica mediante una campaa de medicin mediante la medicin de la presin total en varios tramos del canal empleando para ello un tubo en U manguera de plstico y un tubo Pitot. En el punto donde la presin sea igual a cero, se instalar el siguiente ventilador.En muchos casos, para ventilar frentes ciegos se utiliza un equipo denominado AIR DRIVER, aparato este que puede suministrar hasta 55 m3/min. Con un consumo de aire de alrededor de 1.6 m3/min. Sus posibilidades de empleo no se limitan solamente a la obtencin de un chorro de aire, sino que tambin se puede usar con tubos de 200 a 300 mm, en longitudes de tubera bien instalada, de 50 a 100 metros, de longitud. La potencia de los ventiladores elctricos oscilan entre 0,6 - 22 Kw. En las minas de Aceras Paz en los aos de 1984 se emplearon ventiladores de las casas TURMAG y KORFMAN de Alemania y BERRY de Francia para la ventilacin secundaria en potencias que iban desde 4.3 hasta 11 Kw. En minas de carbn se recomienda usar ventiladores cuyos motores estn protegidos contra explosiones de gas metano, de acuerdo a certificacin comprobada por las autoridades mineras de los pases donde residan las casas proveedoras de estos equipos. Para minas no combustibles de caliza y de hierro as como en minas metalferas se pueden usar ventiladores que no sean a prueba de explosin.

DISEO DE VENTILACIN Antecedentes generales y Parmetros Base para la ventilacin del proyecto Los antecedentes generales que se deben obtener para el clculo de caudal, velocidad de aire, prdidas entre otros estn dados por los siguientes parmetros. Temperatura Superficial : 8 a 29 [C] Cota Mxima : 397.97 [m] Cota Mnima : -273.64 [m] Diferencia de Nivel : 671.61 [m] rea labores : 16 [m] Chimeneas: 5 [m[

La presin atmosfrica media de la mina se calculara de la siguiente forma:

Donde: P = Presin en condiciones normales; 760 mm Hg. H =Diferencia de nivel

De acuerdo a nuestros parmetros de nuestro proyecto tendremos:

La densidad media del aire en la mina estar dada por la siguiente relacin:

De acuerdo a los parmetros de nuestro proyecto la densidad ser:

Esta presin y densidad, es ocupada como promedio para el cuerpo y no paracada una de las fases. Requerimientos para el diseo de ventilacin Legales La ley chilena en los D.S. N 132 y D.S. N 594.indica que deben existir un flujo de caudal constante de aire fresco de 3 m3/min por persona y un equivalente 100 cfm por HP por equipo adems que la velocidad inicial no debe exceder un equivalente de 1500 [fpm] Generales La ley chilena establece que los requerimientos de caudales estarn en funcin de los equipos y personal realizando trabajos en el interior de la faena, los equipos a utilizar son los siguientes:Equipos Camiones LHD Perforadoras Equipos livianos Martillos picadores Numeros de personas Cantidad 5 2 0 2 1 10 HP total 2250 540 0 344 0 0 Kcfm total 225 54 0 34.4 0 1.06 Total Kcfm requerido 225 54 0 34.4 0 1.06 362

Entonces el requerimiento general para el proyecto es de 362 cfm. Locales Los requerimientos locales estn determinados por la cantidad de personas y equipos trabajando por frentes o galeras de trabajo.

Nive

e r

ion [por g eria]

Equipos LHD Numeros de personas

Nivel de Reduccion Equipos Martillos picadores Numeros de personas Nivel de Transporte Equipos Camiones Numeros de personas Cantidad 2 2 HP total 900 0 Kcfm total 90 0.212 Total Kcfm requerido 78.75 0.212 91 Cantidad 1 1 HP total 0 0 Kcfm total 0 0.106 Total Kcfm requerido 0 0.106 0.12

Tronaduras Las tronaduras se realizaran principalmente en el nivel de hundimiento, y solo se realizarn tronaduras del tipo secundarias en el nivel de carguo para reduccin de tamao. Para el clculo de los requerimientos de tronadura contamos con la siguiente frmula:

Dando los siguientes valores:A a d T Caudal Requerido Caudal Requerido 275 0.04 0.06 35 523.8095238 8.73015873 Kg m/kg min m/min m/seg

Caudal Total La suma de los caudales requeridos en las diferentes partes del proyecto se dan en la siguiente tabla.General UBE 362 Local 153.272 Tronadura 8.73 Total Imprevistos (15%) 524 78.54 Total 602.18

Cantidad 1 1

HP total 270 0 numero de galerias 2

Kcf

total

Kcf

requerido

27 0.106 Total Total

27 0.106 31 62

Donde: A: Cantidad de explosivo(Kg) a: 0,04 (m /kg) T: Tiempo esperado para la dilucin de gases

Diseo de ventilacin Los criterios considerados para la ventilacin del proyecto Las Leyendas son: Mtodos de explotacin: Como se usa un mtodo de hundimiento, al momento de ubicar las chimeneas, se debe tener presente el ngulo de incidencia que deja el cono de hundimiento. Seguridad: Este es un punto muy importante, siempre es necesario dar la mayor seguridad a los trabajadores, equipos y maquinarias, diseando un sistema ptimo de ventilacin. Continuidad: El diseo no debe presentar complicaciones en el suministro de aire fresco hacia la labor que lo requiera. El diseo de ventilacin y sus infraestructuras como chimeneas de acceso, egresos de caudales o ductos de ventilacin se encuentran dadas por el programa Ventsim. Las imgenes de los diseos son las siguientes:

La ubicacin de ventiladores, infraestructura anexa y Simulacin de laventilacin mediante Programa Ventsim.

Factor K Para efecto del proyecto, el factor de friccin debe ser seleccionado por experiencia. Los valores ms usados son los de la siguiente tabla. Desde la tabla el valor K debe multiplicarse por y adherir las unidades de lb*min2/pies4.

En tabla el valor K esta la densidad de aire normal a nivel del mar (w = 0.075 lb/pies3). La correccin de K se hace mediante la formula

Seleccionar cuidadosamente el valor K para las condiciones prevalecientes en la galera (tipo de roca, rugosidad, limpieza, irregularidad, etc.). Cuando no hay informacin, usar valores promedio.

Tabla McElroy

Adems de esto hay que corregir el valor de w, debido a que no estamos al nivel del mar, para esto ocupamos la siguiente tabla

Con esto podemos calcular nuestros K factores con que trabajaremos en el proyecto, a continuacin se muestra la tabla con los datos ocupados para poder corregir el K factor:TIPO DE GALERIA IRREGULARIDADES LIMPIAS OBSTRUCCION "K"( ^- ) K corr( ^- ) Tras porte Ignea Minima No Si 150 108,4 Rampa Ignea Promedio No Si 105 75,9 Chimenea Ignea Promedio Si No 145 104,79

Clculo de parmetros como Q (caudal), R (resistencia de la mina), Hs (perdidas de presin mina) Los parmetros como Q (caudal) y R (resistencia de la mina) son entregados por el programa de ventilacin Ventsim, una vez realizada la simulacin de la ventilacin de la mina. El Clculo de prdidas de presin de la mina Hs se realiza utilizando la siguiente formula.

Las prdidas de presin dadas para nuestro proyecto es:Ca al Resiste cia Per i a e Presio

601,8 0,06123 22175,26 89,11

lgH2O

Aforos El Reglamento de Seguridad Minera con respecto a las Estaciones de Aforo dice lo siguiente: Artculo 139 Se deber hacer, a lo menos trimestralmente, un aforo de ventilacin en las entradas y salidas principales de la mina y, semestralmente, un control general de toda la mina, no tolerndose prdidas superiores al quince por ciento (15 %). Los resultados obtenidos de estos aforos debern registrarse y mantenerse disponibles para el Servicio.

INCENDIOS SUBTERRANEOS Y SUS CAUSAS PELIGROS DE LOS INCENDIOS SUBTERRANEOS Los incendios subterrneos ocupan el segundo lugar por el nmero de victimas, despus de las explosiones de gas y de polvo de carbn. El peligro esencial de los incendios subterrneos reside en la posibilidad de envenenamiento y asfixia de hombres por los productos gaseosos de la combustin. Los incendios en las hulleras gaseosas pueden acompaarse de explosiones de gris y de polvo de carbn, lo que complica la lucha contra los incendios y aumenta el peligro para los mineros. Los mineros, adems de correr el peligro de asfixia, tambin pueden ser traumatizados por la onda explosiva. Los daos materiales ocasionados por los incendios de minas consisten en los gastos inmediatos para la lucha con ellos, el restablecimiento de las labores daadas y las perdidas de material til, que a veces alcanzan un 40% y mas de las reservas de carbn de alta calidad de la seccin averiada. CLASIFICACION DE INCENDIOS Los incendios mineros pueden ser clasificados en: 1) Segn las causas de origen: incendios por auto inflamacin del material til o de rocas vecinas (endgenos), incendios por causas exteriores (exgenos). 2) Segn el lugar de origen: incendios en la superficie, incendios en los trabajos subterrneos: en trabajos activos y en minados antiguos y en espacio explotado. 3) Segn la naturaleza del material en combustin: combustin de materiales tiles o rocas: en macizos, en estado desagregado, combustin de la enmaderacion, lubricantes, materiales elctricos, etc. 4) Segn el grado de accesibilidad: incendios exteriores o con acceso hacia los focos, incendios profundos o de gran extensin.

5) Segn intensidad del proceso de combustin: incendios activos, que se desarrollan rpidamente; incendios pasivos, que a consecuencia del poco acceso del aire se propagan dbilmente. Los incendios endgenos en hulleras se originan a consecuencia de la interaccin de los factores naturales (tendencias del carbn a la auto inflamacin, potencia, irregularidades tectnicas) y de los artificiales (mtodos de explotacin, sistemas de ventilacin). Para cada cuenca hullera hasta en cada regin las causas de los incendios son diferentes. METODO DE EXPLOTACION El mtodo de explotacin es un factor muy importante en la lucha contra los incendios endgenos, ya que puede regularse, mientras que los factores internos no dependen de nosotros. El nmero absoluto de los incendios producidos con la aplicacin de diversos mtodos de explotacin, si bien no puede caracterizar su peligrosidad con respecto a los incendios, ya que depende del volumen de los trabajos y de las condiciones tcnico mineras, constituye, no obstante, un dato muy interesante. Las condiciones de utilizacin de estos sistemas son muy diferentes: los tramos horizontales se utilizan en mantos potentes, que son peligrosos con respecto a los incendios con cualquier sistema, y los paneles en mantos delgados, que son menos peligrosos. La distribucin de los incendios por mtodo de explotacin es: Cmara con hundimiento 39.5% Escudos. Tramos inclinados. 2,9 Tramos horizontales 14,4 Paneles. 14,8 Otros sistemas. 13,6 14,4

El mtodo de la direccin del techo tiene gran importancia en la explotacin de carbones auto inflamables. En los trabajos con hundimiento en espacio explotado se pierde mucho mineral triturado, cuya aislacin es difcil. En la explotacin con relleno, los cortocircuitos de aire en el espacio explotado son mucho menores que con explotacin por hundimiento y, en consecuencia, en tale secciones los incendios endgenos se producen raramente. En la explotacin avanzada, las condiciones de entrada del aire en el espacio explotado son ms favorables que en la explotacin retrocediendo. En el mtodo de retroceso se deforman menos los pilares de las galeras. Para la proteccin de la galera de ventilacin, se coloca tambin bajo esta una faja de pirca de 15 a 20 mt de ancho, segn la pendiente, sostenida por revestimiento de madera, que se coloca sobre castilletes de apoyo. El intervalo de castilletes es de 2,7 a 3 mt.

PREVENSION DE INCENDIOS SUBTERRANEOS En vista que es ms fcil prevenir cualquier incendio que apagarlo, y que, adems, los incendios subterrneos son particularmente peligrosos para los mineros, las medidas de prevencin contra la aparicin de los incendios, consistentes en la eliminacin de las causas de su origen, deben ser el primer problema en el complejo general de las medidas de defensas contra los incendios de minas. PREVENCION DE INCENDIOS ENDOGENOS Ante todo, hay que elegir un mtodo de explotacin correcto. El sistema de explotacin de los mantos de carbn propensos al auto inflamacin debe satisfacer las siguientes exigencias: 1) 2) 3) 4) 5) 6) Perdidas mnimas de mineral Evitar toda la trituracin innecesaria de mineral Explotacin por secciones separadas, fcilmente aislables Avance rpido de las labores de arranque Un mnimo de trabajos de preparacin Ejecucin de los trabajos de preparacin con un pequeo adelanto en el tiempo, con respecto a los trabajos de arranque 7) Evitar galeras intiles, no esperar derrumbarlas 8) En los mantos de fuerte buzamiento y los mantos potentes, proscribir las chimeneas, salvo que se revistan y enloden, los pozos ciegos inutilizables deben ser rellenados completamente e impermeabilizados con arcilla 9) Buen relleno del espacio explotado 10) Aislamiento del espacio explotado, para eliminar cortocircuitos de corriente y circulaciones no controlables del aire

PREVENSION DE INCENDIOS EXOGENOS Las medidas preventivas contra los incendios exgenos son: 1) Eliminacin de las causa de inflamacin de los materiales combustibles 2) Reduccin de los materiales combustibles mediante disminucin de su combustibilidad COMPORTAMIENTO DEL HUMO EN CASO DE INCENDIO El humo y el calor se dirigen en sentido vertical hacia la parte ms alta de la cavidad. Este humo, una vez que ha alcanzado el techo de la labor, comienza a desplazarse horizontalmente. El sentido en el cual se va a desplazar el humo ser el mismo que tenga el flujo de ventilacin en el interior del tnel en el momento de producirse el incendio,

independiente que la ventilacin sea natural o forzada. En un principio el humo avanzar pegado al techo de la labor, pues los gases de la combustin estarn todava muy calientes, predominando el efecto conectivo, siendo similar a lo que ocurre en los incendios de las viviendas. A continuacin, el humo que avanza alejndose del foco del incendio comenzar a enfriarse. Este enfriamiento progresivo ocasionar que el humo desciende al piso del tnel, lo cual ocurre a una distancia que puede variar entre 80 a1000 metros del foco del fuego. Esta distancia depende de las dimensiones del tnel, del tipo de revestimiento, de la magnitud del fuego y de la velocidad del aire y quedando sobre el piso una burbuja de aire exenta de humo, cuya longitud depender de loa factores ya enunciados. Como se demuestra en la siguiente figura:

Debido a la acumulacin del humo y a la aparicin de turbulencias en el aire, desaparecer la campana de aire, y se llenara de humo toda la seccin del tnel. Si el tnel cuenta con ventilacin forzada y sta se encuentra funcionando, tendremos un tramo de tnel inundado de humo; aguas abajo del foco del incendio y hasta la boca del tnel. El otro tramo ubicado aguas arriba se encontrara libre de humo. En caso de solo tener ventilacin natural el aire al interior podra cambiar de direccin

ESTRATIFICACIN Y VENTILACIN TRANSVERSAL Cuando se produce un incendio en un tnel, el objetivo inmediato es mantener los humos en la bveda del tnel por parte de los usuarios. Este objetivo est condicionado por la potencia del incendio y el correcto funcionamiento de la ventilacin.

El objetivo del sistema de ventilacin es mantener a los usuarios del tnel en la zona de aire fresco el mayor tiempo posible. Esto es mantener intacta la estratificacin de la capa de humos. En el sistema de ventilacin transversal la inyeccin de aire fresco al nivel del piso produce rotacin del flujo longitudinal, que contribuye a deshacer la estratificacin. La velocidad de avance del humo es en un incendio normal de 2 m/seg, mientras que en un incendio catastrfico vara entre 5 y 10 m/seg. VELOCIDAD CRTICA Y BACKLAYERING CON VENTILACIN FORZADA. Existen dos variables importantes denominadas backlayering y velocidad crtica que se interrelacionan entre si y que influyen en el comportamiento del humo en el interior de un tnel. Backlayering: El humo en un tnel sin pendiente, en el que no existe una direccin predominante del aire, tiende a propagarse en ambas direcciones debido a los efectos de flotabilidad. Si existiese una direccin de ventilacin predominante, o se operase con los ventiladores de chorro direccin, aunque debido a la flotabilidad una parte del mismo tendera a producir un retorno aguas arriba del incendio. Este retorno es conocido como backlayering o retroceso del humo caliente. EXTINCION DE INCENDIOS SUBTERRANEOS Al producirse un incendio, hay que: Actuar muy rpidamente, hasta con los medios primitivos Poner al personal al abrigo de toda intoxicacin por oxido de carbono Dar alerta a la vez a la direccin y a la central de salvamento Atacar el fuego por los medios previstos en consignas Eventualmente, cerrar la regin afectada, si el incendio no es vencido

Para la extincin de los incendios se utilizan los siguientes mtodos: Mtodo activo: de accin directa sobre el foco del incendio por diversos medios de extincin: agua, espuma, gases inertes, polvo inerte, se utiliza en el periodo inicial del desarrollo de los incendios exgenos, y en todos los casos en que el foco del incendio es accesible Mtodo pasivo: o de aislacin del incendio, se utiliza cuando el incendio es inaccesible a la accin directa sobre l por los medios de extincin del fuego; la aislacin tiene por fin cortar el acceso del oxigeno del aire al foco de incendio, lo que debe conducir a su extincin. Mtodo combinado: consiste en la utilizacin conjunta de ambos mtodos precedentes: aislacin previa contra incendios, con empleo posterior, cuando la

temperatura baje, de medios activos de lucha; extincin mediante la aislacin con enlodamiento posterior de la seccin EXTINCION DE INCENDIOS EN POZOS VERTICALES E INCLINADOS Los incendios en los pozos de entrada de aire presentan un serio peligro para los trabajadores del fondo. Para prevenir la distribucin de los productos de combustin por las labores, hay que invertir inmediatamente la corriente de aire, o parar el ventilador si la direccin de la corriente de ventilacin natural es ascendente. En caso de imposibilidad de inversin, y cuando la direccin del ventilador coincide con la direccin normal de la corriente de la ventilacin natural, cerrar en cortocircuito la corriente entre los pozos, colocando en los enganches los tabiques contra incendios o lonas sobre las corrientes hacia las labores en las que hay personas. Durante los incendios en los pozos de salida de aire, debe conservarse la direccin normal de la corriente. En todos los casos disminuir al mximo posible la velocidad del aire, mediante la compuerta del ventilador, etc. Los incendios en los pozos verticales se apagan desde arriba por agua distribuida por pulverizadores atados a cables. Los cuadros de madera generalmente se apagan mediante pulverizadores estacionarios, colocados en el orificio del pozo. La distancia mas conveniente entre el pulverizador y el foco del incendio debe ser del orden de 10 a 15 mt. El acercamiento de personas al foco del incendio es peligroso: desde abajo, por la posibilidad de cada de material combustible, desde arriba, por la alta temperatura del ambiente. Los recipientes de extraccin en los incendios dentro de los pozos deben ser levantados al enganche o colocados sobre el foco del incendio, con el fin de prevenir su cada al pozo, en caso de quemarse el cable. Los incendios en pozos fuertemente inclinados, con ngulos mayores de 40, son similares a los incendios en pozos verticales. Los incendios en pozos tendidos se diferencian de los incendios en pozos verticales por la posibilidad del acceso al foco del incendio desde abajo, y por el hecho que el agua en el foco debe conducirse nicamente como dirigida. Si cayere en el piso de la labor, correr por esta sin producir accin alguna sobre el foco. El apagamiento de los incendios en los planos inclinados desde arriba es peligroso, por la posibilidad de la auto inversin de la corriente de ventilacin por el tirio trmico del incendio. REGIMENES DE VENTILACION DURANTE LA EXTINCION DE LOS INCENDIOS Un rgimen de ventilacin correctamente elegido durante un incendio en una mina puede asegurar el salvamento del personal y la liquidacin del fuego, ya que permite prevenir o retardar la distribucin de los productos de combustin a travs de las labores ocupadas por

mineros, disminuir el tamao del incendio y prevenir la formacin de la mezcla explosiva de metano. Los regmenes de ventilacin utilizados durante la liquidacin de los incendios son: 1) Rgimen de ventilacin normal de la corriente: el ventilador trabaja normalmente; el caudal de aire entrante en la mina se regula por el nmero de revoluciones o por la compuerta en el canal del ventilador y por las puertas de ventilacin. 2) Rgimen de inversin de la corriente: a) El ventilador se detiene por corto tiempo y toda la corriente de la mina se invierte. b) Sin parar el ventilador, la corriente se invierte en una seccin, nivel, etc. La regulacin del caudal de aire entrante en la mina se realiza por los mismos mtodos que en el rgimen de la direccin normal de la corriente. 3) Rgimen de cortocircuito de la corriente : a) La corriente se conecta en cortocircuito respecto a toda la mina, y el pozo de aire entrante se une con el pozo de salida de aire. b) La corriente se conecta en cortocircuito en las secciones determinadas de la mina. 4) Rgimen cero de ventilacin: todos los ventiladores se detienen; el aire se mueve bajo la accin del tiro natural y de la ventilacin trmica. Al principio de la lucha contra el incendio, se debe establecer el rgimen de ventilacin que permita la salida ms segura de todo el personal de la mina, y recin despus de la salida de los mineros se establece el rgimen que facilite la extincin del incendio. Durante los incendios originados al comienzo de la corriente de ventilacin (en pozos de entrada de aire, enganches), en el sistema de ventilacin central, es mas conveniente invertir toda la corriente, lo que asegura la eliminacin de los productos de combustin de la mina y el refresco de todas las labores. Los mineros, con este rgimen de ventilacin, pueden salir libremente por la mina hacia el pozo de ventilacin y a la superficie. En los casos en que la inversin de la corriente de la ventilacin o su cierre en cortocircuito es imposible, se produce su retardacin mxima ventilacin cero. Pero, la prctica nos indica que la ventilacin cero es un rgimen inestable, perjudicado por la depresin trmica, y que muchas veces conduce al caos. Adems, en minas grisutosas, con este rgimen se crea pronto la concentracin peligrosa de metano. Durante los incendios en el medio de la corriente de ventilacin, no conviene invertirla para el salvamento del personal, ya que el aire antes de salir de la mina debe recorrer una red

complicada de las labores. En estos casos, si el desprendimiento de metano lo permite, se disminuye la velocidad de la corriente hasta el mnimo. En las minas no gaseosas, siempre debe recomendarse el rgimen cero, que retarda la distribucin de gases del incendio por las labores, y crea las condiciones mas seguras para la salida del personal de la mina. Durante los incendios al final de la corriente de ventilacin, la mayor parte del personal se encuentra fuera de la zona de distribucin de gases, y sale por el pozo de entrada de aire, se conserva el rgimen normal de ventilacin.