VENTILACION EN MINAS BAJO TIERRAINTEGRANTES:

NESTOR JAVIER GELVEZ ARIAS DIANA PAOLA ESPINEL AGUILAR

WILMER MAURICO ESTEBAN GELVEZSANDRA PATRICIA ESPINEL AGUILARKAREN JOEL GUATIBONZA FLOREZ

TATIANA MARCELA ACEVEDO LIZARAZO

SUPERVISION DE LABORES MINERASCOD 63724

SENA 2011

INTRODUCCIÓNUn problema simple que se presenta de una manera permanente, es el de la

supervisión y control de la ventilación. Se trata de medir en diferentes puntos de la mina las características de la corriente de aire: velocidad, flujo, presión de los puntos de empalme, concentración de sustancias perjudiciales (gases nocivos). Para esto es necesario disponer de aparatos y de métodos convenientes de medida.

Es frecuente que para asegurar un flujo suficiente de aire en todos los frentes de trabajo sea necesario darle las vías de acceso (transversales, bajadas, tambores y galerías dimensiones muy superiores en las que exigiría el transporte de personal y de material y la evacuación de los productos. En la mayoría de los casos la armazón de la mina está determinada por las exigencias de la ventilación. Si entonces se imputase a la ventilación todos los trabajos mineros que su realización hace necesarios, se llegaría a relaciones de aire muy superiores a los ya anotados anteriormente.

ESTRUCTURAS PARA EL CONTROL DE VENTILACION.

VENTILACIÓN NATURAL:

En una mina sin ventiladores se establece una ventilación natural como consecuencia del calentamiento del aire el cual tiende a subir.

LA SUPERPOSICIÓN DE EXPLOTACIONES SIMULTÁNEAS

Crea particularmente en la explotación superior, fuertes presiones y movimientos de terrenos perjudiciales a las vías de circulación de aire; de hecho esta situación es desfavorable a la ventilación.La progresión del avance o retroceso de las explotaciones frente a las vías de entrada y salida del aire tiene igualmente cierta importancia. Pueden presen tarse los 4 primeros casos principales:

• Ventilación en “U” en avance: Este tipo de explotación es desfavorable por los mantenimientos de las vías, ya que las dos vías de entrada y salida del aire están directamente sometidas a las presiones, de los terrenos, producidas por el curso de la explotación. Igualmente es desfavorable por las fugas, ya que el tajo explotado se

encuentra localizado entre las vías de entrada y salida

• Ventilación en Z en avance: Este esquema de explotación es favorable a una disminución de fugas es el intermedio desde el punto de vista del mantenimiento de las vías.

• Ventilación en U en regreso: Este tipo de explotación es también favorable al control de las fugas de aire como también al sostenimiento de las vías.

• Ventilación Z en regreso: Este esquema de explotación como el esquema es favorable a la disminución de fugas e intermedio para el mantenimiento de las vías.

• Además de estos sistemas existen los siguientes, los cuales se dejan a la imaginación, análisis y consideración del lector.

REDES DE VENTILACION RED DE VENTILACIÓN CON UNA ENTRADA Y UNA SALIDA:Es una red de ventilación constituida por un número cualquiera de

elementos (o ramificaciones) conectados de manera cualquier, en la cual el aire penetra por una sola entrada y descarga por una sola salida.

Es el caso de una mina provista de una sola entrada y una salida de aire. Puede ser igualmente, el caso de u na sección de ventilación o de un conjunto de secciones.

• RED DE VENTILACIÓN CON UNA ENTRADA Y UNA SA LIDA Y VENTILADOR A LA ENTRADA

RED CON VARIAS ENTRADAS Y VARIAS SALIDAS:•Sea el caso de una red de ventilación, la cual se comunica con la atmósfera por varios orificios, los unos sirviendo de entrada del aire y los otros de salida (Retorno del aire)

• 4 CONVENCIONES PARA UN PLANO DE CONEXIONES: • A continuación le proponemos algunas convenciones que usted debe emplear al

elaborar el plano de ventilación denominado “plano de conexiones”.• Línea para el nivel patio hasta 10º de inclinación• Primer nivel inferior --------------------• Segundo nivel inferior• Tercer nivel inferior• Primer nivel inferior• 1º nivel superior• 2doº nivel superior• 3er nivel superior• Galería y transversales• Pozos, bajadas, tambores y tajos de explotación• Dirección de la explotación• Ventilador Principal o adicional• Dirección del aire fresco• Dirección del aire viciado• Puertas reguladoras de aire

TIPOS DE VENTILADORESVENTILADOR CENTRIFUGO: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. Ofrece la más alta presión estática y un flujo mediano. Su eficiencia varia entre 60% y 80%, pueden trabajar a altas velocidades. Son ventiladores que pueden considerarse “quietos” si se observa su curva característica, produce menos ruido que las axiales, son rígidos, son más serviciales pero mucho más costosos.

• En la siguiente figura se esquematiza una aplicación aproximativa de estos principios en un ventilador centrífugo.

VENTILADORES HELICOIDALES 0 AXIALES:En este tipo de ventiladores, el aire ingresa a lo largo del eje delrotor y luego de pasar a través de las aletas del impulsor o hélicees descargado en dirección axial. También se les llama ventiladores de hélice.Ofrece el mas alto flujo de aire, su eficiencia esta entre 70 y80% y son capaces de trabajar a las velocidades mas altas,presentan una gama fuerte de inflexión e inestabilidad, producenlos niveles mas altos de ruidos, son mas versátiles y son masbaratos.

INSTALACIÓN DE UN VENTILADOR, SOBRE EL TUNEL DE SALIDA 0 ENTRADA:

•La boca de la mina donde se vaya a instalar el ven tilador esta unida al oído 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 túnel artificial en concreto; o por medio de una transversal o galería que empalme directamente al ventilador.•En el momento del estudio de la instalación de un nuevo ventilador el empalme de la boca de la mina con el ventilador debe ser objeto de toda la atención y cuidado especial

• Tobera de entrada del aire para regularización del flujo y de la presión de entrada.

Tubo de empalme, en el muro, entre el ventilador y el túnel que permite el acople del ventilador.

Ventilador Difusor de salida del aire, para ganancia en rendimiento del ventilador por el incremento de la presión estática a costa de la reducción de presión dinámica.

REQUISITOS:En toda instalación de un ventilador principal se deben tener en cuenta los siguientes requisitos:Evitar los ángulos vivos y las curvaturas demasiado fuertes en el túnel de acceso al ventilador principal.Evitar cambios bruscos de sección.Prever una porción final convergente y recta en la cual se colocará el ventilador.Escoger un sitio de instalación del ventilador que esté lejano de zonas de incendio, topografía sujeta a derrumbes, zonas de posibles explosiones.Encerrar la instalación del ventilador con el objeto de evitar que personas imprudentes penetren a la instalación y causen daños al ventilador metiendo palos, varillas o piedras durante la marcha del mismo.Escoger un sitio a instalaciones que permitan una buena supervisión.

En la instalación del ventilador debe ser colocado a distancia no menor de 5 m de la entrada a la labor ciega.

La cantidad de aire normalmente requerida para llegar al frente es de 0.125 m3 */ s para cada m2 de área del frente.

La abertura del ventilador debe taparse con una malla metálica para evitar la entrada de material extraño y prevenir que alguien introduzca accidentalmente las manos.

Debe hacerse una conexión eléctrica de la caja del ventilador a tierra para disminuir las cargas electrostáticas que puedan generarse.

Debe evitarse la entrada a las labores con frentes ciegos cuando el ventilador no este en funcionamiento.

PUERTAS DE VENTILACION:Estas tienen como meta principal evitar los cortos-circuitos, asegurar la repartición de la corriente principal de aire, según las necesidades. En la practica la forma mas fácil de lograrlo es colocando una ventanilla en la puerta con dimensiones cal culadas previamente conforme a la resistencia que debe tener el regulador. Las puertas de seguridad, deben ser resistentes a las explosiones, cuya destrucción por una explosión podría ocasionar corto-circuitos y cambiar en forma, peligrosa la ventilación de la mina.Las puertas deben construirse de tal manera que resistan una presión de 10 atmósferas o 10x1,0198 Kg. /cm2.Por disposiciones reglamentarias las puertas deben cerrarse por sí mismas; para este efecto deben, cerrarse en el mismo sentido del flujo de ventilación y construirse con una ligera inclinación (desplome) en dirección de la corriente.

En su construcción debe permitirse el paso de personal, materiales y maquinarias que circulen por estas vías.

En galería y túneles donde se registren gran movimiento y trafico por las puertas de ventilación y que la abertura de una puerta provoque una perturbación notable en la ventilación, se deben tomar las medidas del caso para garantizar que por lo menos una puerta de ventilación permanezca siempre cerrada.

Deben tomarse medidas para que aquellas puertas destinadas a ser frente a eventualidades particulares y que normalmente deban permanecer abiertas, no sean cerradas intempestivamente sin la orden de las personas autorizadas para hacerlo.

No se debe conducir aire de retorno (aire viciado) a tajos o frentes de explotación.

A una distancia de 30 mts del sitio donde el personal esta operando en el frente, debe haber una velocidad mínima de 10 mts/ min. En la corriente de ventilación. Lo anterior rige para los frentes de recuperación, de preparación y desarrollo.

En general la ventilación de las galerías y otros trabajos mineros deben ser horizontal ascendente. Se consideran como horizontales:

Aquellas galerías o túneles que en ningún momento presente una pendiente mayor del 10% cuyo perfil no se preste para la acumulación del grisú.

No obstante la ventilación descendente es permisible siempre que se garantice una dirección y continuidad definida del flujo.

La diferencia de presiones entre el punto superior e inferior de la vía de ventilación debe ser suficiente para mantener una corriente estable que no de lugar a acumulaciones de grisú ni de gases nocivos

DIMENSIONES DE PUERTAS DE ACERO PARA PASO DE PERSONAL

ANCHO ALTURA PESO EN Kg

600 mm 1800 mm 271

600 mm 2000 mm 300

PUERTAS PARA PASO DE TRENES Y DE MATERIAL DEBEN TENER LAS SIGUIENTES DIMENSIONES

ANCHO ALTURA PESO EN Kg

1.200 mm 2.000 478

1.400 mm 2.000 522

CORTINAS DE VENTILACION:Cuando la resistencia de un circuito, en relación a otro, es necesario aumentarla, el medio más rápido es el de la construcción e instalación de puertas reguladoras que consisten en colocar telas de fibra pesada en forma de cortina en una sección de un circuito de ventilación La principal desventaja de este método consiste en la unión imperfecta con las paredes de la vía y la incompleta impermeabilidad que brinda.Debe seleccionarse el material más impermeable, más resistente, e incombustible. A menudo se usa yute incombustible. Caucho de banda de caucho (pedazos de banda fuera de uso) y otros materiales similares.

VENTILACIÓN AUXILIAR:

• El objeto principal de la ventilación auxiliar ó secundaría en bajo tierra es el de ventilar todos aquellos frentes que no alcanzan a ser ventilados por la corriente de aire principal.

NORMAS A SEGUIR PARA LA INSTALACIÓN DE VENTILADORES AUXILIARES

• Los ventiladores eléctricos y los tubos de ventilación en los canales de ventilación, deben ser instalados en tal forma que se evite toda recirculación de aire viciado, en zonas muertas, y el paso de aire viciado del retorno al canal de ventilación auxiliar.

• Deben evitarse los escapes entre tubo y tubo que permita la salida o la entrada de aire.

• Con el fin de evitar perdidas (de flujo) por fricción no se instalaran tubos que hayan perdido su forma, estrangulamientos en tubos y tubos rotos.

• El canal de entrada para instalación de ventilación soplante debe estar al lado de la llegada de la corriente del aire principal.

• La distancia ¨D¨ la toma del aire fresco a la boca del frente que se esta ventilando, se definirá teniendo en cuenta el caudal ¨Q¨ de la corriente principal y de la cantidad de aire ¨q¨ que pueda suministrar el ventilador auxiliar a fin de evitar recirculación y zonas muertas.

• Para evitar la recirculación Q/q≥ 1.5 en general D> 6 mts.

.

• El canal de entrada para instalación de ventilación aspirante tendrá su salida al lado opuesto de la llegada de la corriente del aire principal.

• La distancia será definida de manera similar a la soplante en frentes grisutuosos el equipo de alimentación eléctrica no debe estar colocado en la corriente de retorno del aire viciado de la ventilación.

• Para ventilar frentes grisutuosos se debe primero encender la ventilación aspirante y luego la ventilación soplante.

• En la instalación de varios ventiladores en serie se debe tener en cuenta que no haya presiones contrarias a la que se esta ejerciendo (aspirante o soplante).

• En lo posible se deben evitar las ramificaciones del ventilador auxiliar y en caso de ser necesario se deben hacer controles en cada uno de los frentes para chequear la repartición.

• Los ventiladores instalados bajo tierra deben tener los siguientes accesorios:

• Una corneta de entrada al ventilador con el fin de evitar turbulencias de aire a la entrada.

• Rejillas o mallas de protección para evitar que penetren piedras u otros objetos que puedan causar daños en las aletas del ventilador.

• Cada ventilador auxiliar debe tener una instalación para medidas diarias de la presión estática del ventilador.

• En caso de reducciones de un diámetro mayor o un diámetro menor o viceversa, deben colocarse conos metálicos con normas especiales para evitar turbulencias y perdidas de rendimiento del ventilador.

La distancia del extremo final de toda ventilación soplante al frente debe oscilar entre 4-5√F(mts); siendo F la sección en m² del túnel o galería que se avanza.

En frentes de ventilación aspirante para la mejor evacuación de los humos de las voladuras debe instalarse un pequeño ventilador soplante con las siguientes normas:

la entrada del canal soplante debe estar situado a 3mts o 5mts antes de la salida del canal aspirante y terminar como todos los canales de ventilación soplante a una distancia que oscila entre

4-5 √F mts.

EFECTO DE LA VENTILACION SOPLANTE:Cuando la ventilación se efectúa por impulsión, los gases de la voladura que ocupan inicial mente el fondo de la galería son empujados por la corriente de a i re soplado y después de haber sido más o menos desplazados y diluidos, ellos circulan en la galería.

EFECTO DE LA VENTILACION ASPIRANTE:La masa de aire que circula en una galería donde hay instalado un canal con ventilación aspirante, tiene la característica de que converge muy rápidamente pa ra penetrar en el canal, en tal forma que cualquier movimiento sensible del aire desaparece a una distancia pequeña delante del orificio de entrada del canal; esta distancia oscila entre 1 a 2

metros

COMBINACIÓN VENTILACIÓN SOPLANTE -ASPIRANTEUna combinación de los dos métodos anteriores es una buena solución a los problemas estudiados. Para ello son necesarios dos canales, provistos cada uno de los ventiladores que sean necesarios; el canal soplante puede ser corto y el ventilador de este canal puede ser de poca potencia o reemplazado por un eyector.