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7/29/2019 Curso de Ventilacion de Mina
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CURSO VENTILACION
DE MINASPARA EXPERTO SERNAGOEMIN
RELATOR : MANUEL MARTINEZ V.
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EL AIRE DE MINASY SUS
CONTAMINANTESEL AIRE
COMPOSICION DEL AIRE SECO
% en volumen % en peso
Nitrgeno N2 78,09 75,53
Oxgeno O2 20,95 23,14
Anh. Carb. CO2 0,03 0,046
Argn y otros gases 0,93 1,284
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LA RESPIRACIN HUMANAN2 : 79%
O2 : 16%
CO2 : 5%
CUOCIENTE RESPIRATORIO
CO2 expelidoO2 consumido
CR =
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INHALACION DE OXIGENO Y AIRE EN LARESPIRACIN HUMANA
ACTIVIDAD REPOSO MODERADA MUYVIGOROSA
Ritmo respiratorio por minuto 12 - 1 30 40
Aire inhalado por respiracin m3/seg.x 10-3 5 - 3 46 - 59 98
Oxgeno consumido en m3/seg. x 10-6 4,70 33,04 47,20
Cuociente respiratorio CR 0,75 0,90 1,00
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CANTIDAD DE AIRE REQUERIDO
Contenidode oxgenoen el airede entrada
(menos)
Oxgenogastado enrespiracin
(m3/s)
(igual)
Contenidode oxgenoen el airede salida
0,21 Q - 47,20 x 10-6 = 0,195 Q
Q = (47,20 x 10-6)/(0,21 - 0,195) = 0,003(m3/s)
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EL BALANCE DEL CO2
Cantidadde CO2 en
el aire deentrada
(mas)
Cantidad deCO2
expelido enla
respiracin
(igual)
Cantidadde CO2 en
el aire desalida
0,0003 x Q + 47,20 x 10-6 = 0,005 x Q
Q =47,20 X 10-6
0,005 - 0,0003 = 0,01( )m3s
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CARACTERISTICA DEL OXGENO
EFECTOS DE LA DEFICIENCIA DE OXGENO
CONTENIDO DEOXGENO
EFECTO
17%Respiracin rpida y profunda equiv. A 2.500
m.s.n.m.15% Vrtigo, vahdo, zumbido en odos, acel. latidos
13% Prdida de conocimiento en exposicin prolongada.
9% Desmayos, inconsciencia.
7% Peligro de muerte (equiv. A 8.800 m.s.n.m.)
6% Movimientos convulsivos, muerte.
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GASES DE MINAS
ORIGEN DE LOS GASES.
PARA DINAMITAS PERMISIBLES
CLASES DE EXPLOSIVOS CANTIDAD DE GASES m3por Kgr. De explosivos
A Menos de 0,078
B 0,08 0,156
C 0,16 0,232
PARA DINAMITAS NO PERMISIBLES
HUMOS CLASE GASES PONZOOSOS LIBERADOS
m3 /cartuchom3 / Kgr. Expl.1 Menos de 0,0045 menos de 0,02
2 0,0045 0,0090 0,02 0,04
3 0,0090 0,0190 0,04 0,08
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TIPOS DE GASES
Nitrgeno N2.
Anhdrido carbnico CO2.
Monxido de Carbono CO.Acido Sulfhdrico H2S.
Anhdrido sulfuroso SO2.
Oxidos de nitrgeno.
Gas gris.
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CLASIFICACION DE LOS GASES SEGN
SUS EFECTOS BIOLGICOS.
Los gases a presin y temperatura normal,como tambin los vapores provenientes de lquidos,
se clasifican como sigue:
Gases asfixiantes.
Gases irritantes.Gases anestsicos.
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POLVO DE MINAS
SUSPENSIN DE LA PARTICULA DE POLVOEN EL AIRE.
DIAMETRO DE LA PARTICULA TIEMPO DE CAIDA[micrn, m]
100 2,6 seg.
10 4,4 min.1 6,0 hrs.
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COMPORTAMIENTO BSICO DEL POLVOEl polvo como un aerosol.
Inorgnicos NeumoconigenosSiliceos y nosiliceos
Naturales, vegetalesAnimal
Polvos (Disgregacin)
Orgnicos
Sintticos Plsticos
Resinas PesticidasDrogas, etc.
AEROSOLESSOLIDOS
Humos (Condensacin) Plomo (Oxidos) Fierro (Oxidos) Zinc (Oxidos) Manganeso (Oxidos)
Roco (Disgregacin) Sustancias Puras Soluciones Suspensin
AEROSOLESLIQUIDOS
Nieblas (Condensacin) Sustancias Puras Soluciones Suspensiones
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POLVOS NEUMOCONIGENO.
SILICOSIS.Concentracin de polvo en el ambiente
FUENTEOPERACIONES
PRIMARIA SECUNDARIATronadura + +
Circado, min. Cont. + -Tiraje de chimenea - +
Perforacin + 0Paleo, carguo - +
Soplado de barreros 0 +
Volcados de carros - +Arrastre por scrapers - +
Descarga chutes de corr. 0 -Acarreo 0 -
Enmaderacin 0 -
Acuadura 0 -
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CONCEPTO DE TOXICOLOGA
DEFINICIONES
Toxicidad
Sustancias TxicasRiesgo
FORMAS DE TOXICIDAD
ALGUNOS PARAMETROS DE TOXICIDAD
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NIVELES MXIMOS PERMISIBLES.
En Chile se conoce :
LPP: Lmite permisible ponderado, el cual est referido a unaexposicin de 8 horas, con un total de 48 horas semanales.LPA: Lmite permisible absoluto, el cual seala que no podrnextenderse en ningn momento. Aquellas sustancias donde no se
indica estos LPA ste se calcula multiplicando por 5 el LPP.Legislacin
D.S.N745 Reglamento sobre Condiciones Sanitarias yAmbientales Bsicas en los Lugares de Trabajo Ministerio deSalud. Diario Oficial del 8 de Junio de 1993.
D.S.N72 Reglamento de Seguridad Minera. Ministerio deMinera, Diario Oficial de 27 de Enero de 1986. Considerandomodificaciones.
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LIMITES PERMISIBLES PONDERADOSDE CONTAMINANTES DE MINAS
LPP DE GASES
GAS COMO SE GENERAEFECTO EN EL
ORGANISMOLPP LPA
Nitrgeno
(Soroche)
En la atmsfera y
emanaciones de rocas
Sofocamiento por
falta de O2 - -
Monxidode carbono
Detonacin, combustinincompleta, incendios.
Extremadamentevenenoso a 0,2%
40(46)
458
Anhdrido
Carbnico
Detonaciones,
combustin, respiracin
Sofocante, peligroso
sobre 6%
4000
7200)54000
AnhdridoSulfuroso
Accin del agua sobreminerales sulfurosos
Venenoso a 0,04% 1,6(4)
13
Oxido de
NitrgenoDetonacin, combustin
Txico, ataca
tejidos pulmonares
20
(25)-
MetanoProducto natural deyacimientos de carbn
Sofocante,explosivo
1% 1%
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CLIMA SUBTERRANEO
LA TEMPERATURA DEL AIRE DENTRO DELAS MINAS DEPENDE DE MUCHOSFACTORES:
Temperatura del aire exterior;
Calentamiento del aire por la compresin
durante el descenso a la mina; Temperatura de la roca;
Procesos exotrmicos;
Intensidad de la ventilacin.
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MEDICION DE CONTAMINANTES
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PROPIEDADES FISICAS DEL AIRE
PARAMETROS BASICOS:Densidad.
Peso especfico.
Volumen especfico.Presin
ALTURA, m 0 500 1000 1500 2000
INDICACIN DELBAROMETRO, mm. Hg.
760 716 674 635 598
PRESIN m. DE AGUA 10,33 9,7 9,0 8,6 8,1
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La presin de una labor minera es:
P = P0
+ x h/13,6 ; mm. de mercurio
donde:P0 = presin en la superficie ; mm. de mercurio13,6 = peso especfico del mercurio kg./lth = profundidad de la labor, m.
Temperatura. La temperatura del aire expresa en lasminas, en grados Celcius. A veces se utiliza tambin latemperatura absoluta. La relacin entre ambas es:
T = t + 273K (grados Kelvin)
donde:t = temperatura en C.
T = temperatura en K
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Calor especfico. Es la cantidad de calor, en caloras,que se necesitan para calentar 1 Kg... de gas de 0 a1C.
Para calentar GKg. De gas de la temperatura t1 a t2 senecesitan W caloras.
W = G C (t2 - t1)
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LEYES BASICAS
LEYES GENERALES
Ley de Boyle y MariotteA temperatura constanteT = cte.
P1 V2 1P2 V1 2
Ley de Gay - Lussac
A presin constanteP = cte.V1 T1 2V2 T2 1
= =
= =
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A volumen constante:V = cte.
P1 T1 1P2 T2 2
Con el aumento o la disminucin de 1C desde 0C, el volumen del
gas aumenta o disminuye
Ley de Dalton. La presin de una mezcla de gases y vapor deagua es igual a la suma de las presiones parciales que tendracada gas por separado estando solo:
nP = Pi
1
= =
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HUMEDAD DEL AIRE
El aire siempre tiene cierta cantidad de agua formando una mezcla,
segn la ley de Dalton la presin de la mezcla ser:
Pt = Pa +Pv ; dondePa =presin parcial del aire seco;
Pv =presin parcial del vapor de agua.
HUMEDAD ABSOLUTA
HUMEDAD RELATIVA
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MOVIMIENTO LAMINAR Y TURBULENTO
Re 2000 es flujo Laminar2000 < Re < 4000 es flujo Intermedio
Re 4000 es flujo Turbulento
Siendo:D x V
dRe =
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DETERMINACIONES DE ALGUNOSPARAMETROS
PESO ESPECFICO. El peso especfico del aire puedeser calculado de la siguiente forma:
0,465 p = Kg../m3
273 + t
donde:p = presin baromtrica, mm de Hg;t = temperatura del aire, grados C.
ms exactamente0,465p 0,176
T Tdonde:
= humedad relativa del aire, %;Ps = presin de vapor saturado, mm. de Hg.
= = x Ps. Kg./m3
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TEOREMA DE BERNOULLI
ht = hs + h + hz
Pt = Ps1 + Pc1 + Pe1
2 2
Ps1 V Ps2 V1 2 2 x g 2 x g
donde:Ps1 y Ps2 = presiones estticas en punto 1 y 2;
V1 y V2 = velocidad del fluido en punto 1 y 2 ; = densidad del aire ;g = aceleracin de gravedad ;Z1 y Z2 = altura geodsica o elevacin a un nivel
base, de los puntos 1 y 2
+ + Z1 = + + Z2
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VENTILACION
DEMINAS SUBTERRANEAS
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RESISTENCIA AL MOVIMIENTO DEL AIRE
Ley de Bernoulli
Aplicacin real:
1 2
Hs1+Hc1+Hz1 = Hs2+Hc2+Hz2 +H*
Donde H* representa la prdida de carga por roce entre lospuntos 1 y 2
H* =Hs1-Hs2
Siempre un fludo se va a mover de un punto donde hay mspresin a otro donde hay menos presin
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CADA DE PRESIN
H* = Hf + Hx
Hf: prdida de carga o cada de presin por roce con las paredes delas galeras.
Hx:prdida de carga por choque producto de cambios de seccin delas galeras, obstrucciones bifurcaciones, otros .
Hf= &x L x P x V2A
Donde:
& Coeficiente de resistencia aerodinmico (Kg. x seg2) / m4,f (coef. roce,peso especfico, acel. de gravedad) depende delnmero de Reynolds (Re) . En una mina activa el flujo esturbulento lo que implica un alto nmero de Reynolds y seconsidera como constante.
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L Largo de la labor en metrosP Permetro de labor en metros
V Velocidad del aire en m/seg
Se tiene adems que
V= Q/A
V Velocidad del aire en m/segA Seccin de la galera en m2Q Caudal en m3/seg
Reemplazando en frmula anterior:
Hf = (& x L x P x Q2)/ A3 (mm de c.a. o Kg./m2)
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RECTAS SINUOSA O CURVADA
Valores bsicos LEVE MODERADA EN ALTO GRADOTIPO DE
GALERIA
IRREGULARIDADES DELAS SUPERFICIES, AREAS
Y ALINEACIN.
LIM PEQ MOD LIM PEQ MOD LIM PEQ MOD LIM PEQ MOD
MINIMO 19 29 48 38 48 67 48 57 76 67 76 95
Promedio 29 38 57 48 57 76 57 67 86 76 86 105SUPERFICIE
SUAVE(Forrada)
MXIMO 38 48 67 57 67 86 67 76 95 86 85 114
MINIMO 57 67 86 76 86 105 86 95 114 105 114 133
Promedio 105 114 133 124 133 152 133 143 162 152 162 181ROCASEDIMEN
TARIA(carbn)
MAXIMO 133 143 132 152 162 190 162 181 190 190 190 209
MINIMO 152 162 190 171 190 200 190 190 209 200 209 228
Promedio 181 190 209 200 209 220 209 219 238 220 238 257
GALERIA
ENMADERADA(marcos a 1,5m)
MAXIMO 200 209 220 219 220 247 220 238 257 247 257 276
MINIMO 171 181 200 190 200 219 200 209 228 219 228 247
Promedio 276 285 304 295 304 314 304 314 333 323 333 371ROCA IGNEA
MXIMO 371 380 399 390 399 418 399 409 428 418 428 447
COEFICIENTE DE RESISTENCIA AERODINMICA
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Resistencias Locales Prdidas de carga por choque
Hx = (O x V2 x Pe)/ 2g
Donde:
O Coef. Resistencia localPe Peso especfico del aire
Para establecer una relacin entre las prdidas de carga se iguala
Hf = Hx
Obtenindose un largo equivalente para la prdida de carga por
choque, es decir se simula la prdida de carga por choque a unaprdida de carga por largo de galera.
Le = O x Pe x A2P x & x g
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De esta forma
H* = (& x ( Lf + Le) x P x Q2) / A3
H* = R x Q2
Donde,
R = (& x (Lf + Le) x P) / A3
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LARGOS EQUIVALENTES
SECCION DE GALERIASTIPO DE PERDIDAS PORCHOQUES
2x2 2,5x2,5 3x3 3,5x3,5 4,5x4,5
Angulo obtuso y redondeado 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3Angulo recto y redondeado 0,3 0,3 0,3 0,6 0,6Angulo agudo y redondeado 0,6 0,6 0,9 0,9 1,2Angulo obtuso y quebrado 2,5 3,4 4,3 5,2 6,4Angulo recto y quebrado 15. 16,2 20,1 24,4 30,5Angulo agudo y quebrado 26. 34,5 43. 51,8 64,6Contraccin gradual 0,3 0,3 0,3 0,6 0,6Contraccin abrupta 1,8 2,5 3. 3,7 4,6
Expansin gradual 0,3 0,3 0,3 0,6 0,6Expansin abrupta 3,4 4,6 5,8 7. 8,5Derivacin en 90o 5,2
34,57.
45,78,9
57,310,768,6
13,186.
Unin en 90o 10,45,2
13,77.
17,18,9
20,810,7
26.13,1
Entrada de aire 0,3 0,5 0,6 0,9 1,2
Salida de aire 11,3 15. 18,6 22,6 28.Paso sobre nivel excelente 0,3 0,3 0,3 0,6 0,6Paso sobre nivel bueno 11,3 11,3 15. 18,6 26.Paso sobre nivel malo 50. 66,3 83,2 100. 125.Puerta contra incendio 12,2 16,2 20,1 24,4 30,5Carro obstruyendo 20% delrea
17. 22,9 28,7 34,5 43.
Carro obstruyendo 40% del
rea
85,6 114,3 143. 171,6 214,9
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REPRESENTACION GRAFICADE
H = R x Q2
Q
H
R1
R2
R1>R2
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CIRCUITOS DE VENTILACIN
CIRCUITO EN SERIE
Q= Q1 = Q2 = Q3 =Q4 = = Qn
R = R1 + R2 + R3 + R4 + + Rn
H = H1 + H2 + H3 + H4 + +Hn
b k
d
f j
iac
e
l
h
g
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CIRCUITO EN PARALELO
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + + Qn
H = H1 = H2 = H3 = H4 = =Hn
1/R = 1/R1+ 1/R2+ 1/R3+....+1/Rn
Unin Paralela Abierta
Unin ParalelaCerrada
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UNIN DIAGONAL
Circuito paralelo en que adems los ramales se encuentran unidosentre s
ANLISIS DE MOVIMIENTO DEL AIRE
Si no pasa por BC:Entonces
Q1 = Q5 y Q4 = Q3H1 = H4 y H5 = H3
Unin en Diagonal Compleja
Unin en Diagonal Simple
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Dividiendo estas ltimas expresiones
u1 / u 5= u4 / u3
Si el aire va de B a C , entonces
u1 / u 5> u4 / u3
Si el aire va de C a B , entonces
u1 / u 5< u4 / u3
b k
d
f
jiac
e
l
h
g
Clculo para la distribucin del aire en una diagonal simple
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Clculo para la distribucin del aire en una diagonal simple
Q5 = Q1 + Q2Q4 = Q2 + Q3
Hac = Hab + HbcR1 * Q12 = R4 x (Q2 + Q3)2 + R2Q22
De igual modo son iguales las depresiones de las corrientes BCD y BD ; o
R3
x Q3
=R5
x (Q1
+Q2)2 + R
2x Q
2
2
Dividiendo ambas ecuaciones por Q2Si llamamos
X= Q1/Q2 e Y =Q3/Q2De acuerdo al diagrama
Q= Q1 + Q2 + Q3Dividiendo por Q2
Q/Q2 = X + Y +1
Q2 = Q____X + Y + 1
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MTODO DE IGUALACIN DE DEPRESIONES
Si el caudal que circula es igual a Q y el aire circula por el brazo5 de C a D:
R1 x Q12 = R4 x Q42 + R5 x Q52 circuito en paralelo
R3 xQ32 = R5 x Q52 + R2 x Q22
Q = Q1 +Q4 = Q2 + Q3
Q5 = Q2Q1 = Q4Q3
El clculo consiste en dar valores aproximados a caudales dedos ramas separadas.
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Las ecuaciones de cadas de presin no se cumplirn; pararesolver consideramos los contornos ACDA:
H1 = H4 + H5 2H1 = H1 + H4 + H5
Si repetimos lo mismo para el contorno CDBC:
2H3 = H3 +H5 +H2
Podemos obtener nuevos valores para Q1 y Q2
Q1 = (H1/R1) id. Para Q3
Con los nuevos valores de Q1 y Q3 se vuelve a calcularhasta que la variacin de los caudales sea del orden de lacentsima.
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MTODO DE TRANSFORMACIN TRINGULO ENESTRELLA.
B
CA
R2R1
R3
0
R2,1
R2,3R1,3
P l l l d R + R l i t i R t
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Para el clculo de R31 + R12 , la resistencia R1 se encuentra enparalelo con las resistencias R2 y R3 las que a su vez se encuentran enserie entre s.Lo mismo para R23 + R12 y para R31 +R23.Si designamos .
RT = R1 + R2 + R3
1 R1 x RT - R1R1,2 = x +
2R
T+ 2 xR
1x (R
T- R
1)
R2 x RT - R2 -RT + 2 xR2 x (RT - R2)
R3 x RT - R3 RT + 2 xR3 x (RT - R3)De idnticamente por simetra obtenemos las ecuaciones de R23 y R31
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Como se encuentran en paralelo y si llamamos brazo 1 y brazo2 se tiene .
Q1 = QT / (1 + (R1 / R2))
CIRCUITOS COMPLEJOS
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CIRCUITOS COMPLEJOS
Son aqullos donde no es factible determinar si estn en serie,paralelo o diagonal.
En estos casos se utilizan mtodos de clculo ms complejos
Mtodos analgicos: consiste en simular la red de ventilacincon circuitos elctricos en los cuales las resistencias de lasampolletas a bajo voltaje representan las resistencias de las
galeras.
Mtodo de aproximaciones sucesivas : Algoritmo de HardyCrossSe basa en la distribucin del aire en una red de ventilacin,
caracterizado por las ecuaciones :H = R x Q2
SUM Q = 0SUM H = 0
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Para aplicar este sistema se define:
b = Nmero de derivaciones, ramas brazos o galeras quecomienzan y terminan en nudos o nodos.
n =Nudos o nodos definidos por la unin de tres o msbrazos
m = Circuito cerrado de brazos, llamados mallas.Red conjunto de mallas que definen un circuito.
El sistema de ecuaciones consta de 2b incgnitas (H y Qpor derivacin). Existen b ecuaciones de caractersticasaerodinmicas :
H = R Q2
n-1 ecuaciones de nodos , el n depende de los anterioresLas b-(n-1) ecuaciones restantes corresponden a la ley decirculacin SUM H =0
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El procedimiento consiste en una reparticin arbitraria de loscaudales definidos con cierto criterio.
Esta eleccin nos llevar a SUM H = r distinto de cero.
Se define entonces
dQ = - r/ 2 SUM(RxQ)
Este valor se deber incrementar o disminuir segn su signo a losQ iniciales , se deber iterar hasta que SUM H sea menor que elvalor de precisin solicitado.
Mtodo de H caminosConsiste en utilizar reguladores de flujo o en su defectomodificar la construccin de las galeras para igualar lascadas de presin.
VENTILADORES DE MINAS
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VENTILADORES DE MINAS
Un ventilador es una mquina que expulsa aire en forma continua.Partes importantes de un ventilador:
Impulsor (hlice) parte rotatoria que imparte movimiento al aireCarcaza parte estacionaria que gua el aire desde y hacia el
impulsor
Existen dos tipos de ventiladores :
Radiales o centrfugosAxiales
Los ventiladores pueden ser usados como:Ventilador Principal o de superficieVentilador reforzador en el interior de la mina subterrneaVentilador auxiliar se utiliza para ventilar galeras ciegas y
requieren ductos.
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VENTILADORES AXIALES Y CENTRFUGOS
VENTILADORES AXIALES
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VENTILADOR CENTRFUGO
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FRMULAS FUNDAMENTALES
Q = caudal de aire en m3/seg
H = depresiones del circuito en mm de c.a. (Kg./m2) (presin esttica)
P = potencia del motor en Hp
= eficiencia del ventilador vara entre 70 y 80%
AHPpotencia necesaria para mover el caudal Q en un circuito
con depresin H en Hp
BHP potencia al freno del Ventilador en Hp
DE eficiencia de la transmisin 90% en correas y poleas a
100% transmisin directa.
ME eficiencia del motor, vara entre 85 y 95%
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AHP = QxH75
BHP = QxH75 x
P = Q x H75 x xDE x ME
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LEYES DEL VENTILADOR
Q caudal de aire movido por el ventilador
N velocidad de rotacin del ventilador
H presin capaz de entregar el ventilador
P potencia necesaria para mover el ventilador
Q1 / Q2 = N1 / N2
H1 / H2 = N12 / N22
P1 / P2 = N13 / N23
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H = a - bQ
choque
choque
Q
H
VENTILADORES - CURVAS CARACTERSTICAS
VENTILADOR CENTRFUGO
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VENTILADOR AXIAL
Q
H
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Un ventilador se puede representar matemticamente como:
H = aQ
n
+ bQ
n-1
+ cQ
n-2
+.......+ (n+1)Esta frmula se aproxima a:
H = aQ2 +bQ +c
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RV
Q
H
QR
HR
CURVAS CARACTERSTICASCIRCUITO DE VENTILACION
El ventilador V al ponerse en funcionamiento en el circuito representado por
R entregar un caudal QR con una presin igual a HR
CALCULO DEL CAUDAL DE AIRE
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CALCULO DEL CAUDAL DE AIRE
1.-Por desprendimiento de gases
Q= 0.23 x q (m3/seg) (norma chilena)En que q= volumen de gas que se desprende en la minadurante las 24 horas
2.- Por personal que trabajaQ = 3xN (m3/min) (norma chilena)
3.-Por temperatura.
Temperatura ideal para el cuerpo humano entre 21 Cy 25 CA temperaturas superiores a 38 C en termmetro seco ysuperiores a 32 C en termmetro hmedo no es posible trabajar.La ley chilena establece que en una jornada de 8 horas latemperatura no podr exceder a 30 C
HUMEDAD RELATIVA TEMPERATURA SECA VELOCIDAD MNIMA
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HUMEDAD RELATIVA TEMPERATURA SECA VELOCIDAD MNIMA
< o = 85 % 24 a 30 C 30 m/min
> 85% > 30 C 120 m/min
4.- Segn el polvo en suspensin
Reglamento de seguridad minera establece que la velocidad mxima permitida esde 150 m/min
5.- Segn la produccin
Q = u x T ( m3/min)
u : norma de aire por tonelada de produccin diaria (m3/min)T : produccin diaria en toneladasVariaciones de uMinas carbn de 1 a 1.7 (m3/min)Minas metlicas (poco consuma de madera) de 0.6 a 1 (m3/min)
Minas metlicas (alto consumo de madera) hasta 1.25 (m3
/min)
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6.-Segn consumo de explosivo
Q = 16.67 E (m3/min)
Donde E cantidad de explosivos a detonar en Kgs.
7.- Segn equipo Diesel
Reglamento de seguridad minera Q = 2.83 x Hp(m3/min)
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VENTILACION NATURAL
La ventilacin natural es de gran importancia en minas profundas
PROFUNDIDAD DE LA MINA PRESION NATURAL
400 a 500 m 25 a 30 mm de c.a.
700 a 800 m 50 a 60 mm de c.a.
1000 a 1200 m 100 a 120 mm de c.a.
Clculo de ventilacin natural
Hn = L(D1- D2) = p1p2
Lprofundidad del pozoD1 y D2 pesos especficos medios en los pozos de aire entrante y salientekg/m3
p1 y p2presiones de las corrientes de aire entrante y saliente a laprofundidad L en mm de c.a.
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Peso especfico del aire
D = 0.465 p/T kg/m3
Donde p presin en mm de HgT temperatura absoluta en K
Las presiones se determinan por las frmulas siguientes:
Log p1 = Log p0 + 0.015 L/T1Log p2 = Log p0 + 0.015 L/T2
Donde T1 y T2 son las temperaturas medias absolutas del aire entrante y saliente
Tambin se utiliza la frmula
Hn = 13.6 x P0 x L ( 1/T11/T2)R
Rconstante de gases , igual 29.27 en el aireCuando L> 100 se debe corregir Hn multiplicando por el factor ( 1 +L/10.000)
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MEDICIONES DE LA DEPRESIN NATURAL
Hn = p1p2 +(R1 +R2 )xQ2 (+/-) Lx (D1 +D2 ) / 2 mm.c.a.
Di Peso especfico
VENTILACION AUXILIAR
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VENTILACION AUXILIAR
Sistemas que utilizan ventiladores y ductos para ingresar aire a reasrestringidas de una mina subterrnea
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Aplicaciones:
Sistema impelente: galeras horizontales de poca longitud( 400 mts. y 4x3 mts de rea).
Sistema aspirante galeras de mayor seccin y mayorlongitud, desarrollos desde la superficie.
Sistema aspirante combinado con impelente se utiliza en
la construccin de piques verticales.
Ductos ms utilizados y sus ventajas comparativas.
FLEXIBLE
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ITEM METALICOSFLEXIBLE
REFORZADOFLEXIBLE LISO
APLICACIN Aspirante Aspirante Solo impelente
Impelente Impelente
TRANSPORTE Alto costo Mediano Costo Bajo costo
(Voluminoso) (Paquetes) (Plegados)
INSTALACIN Difcil, lenta y riesgosa Regular rpida Fcil y rpida
MANTENCIN Reducida Regular y permanenteRequiere buena
mantencinTIPO DE UNIN
Collarn, flangeapernado
Collarn de unin tiporpida
Collarn por tensinentre tiras
ACCESORIOS Cncamos y alambresCncamo, cable gua y
gancho suspencinCncamo, cable gua y
gancho suspencin
FUGAS Bajsima Regular a alta en uniones y por rotura
RESISTENCIA Baja Alta Baja
0,0002 0,00055 0,0003
MAXIMA HRECOMENDADO
1.200 mm.c.a. 250 mm.c.a 650 mm.c.a.
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El dimetro del ducto utilizado incide en forma considerable enla prdida de carga y por consiguiente en la potencia delventilador a utilizar
Clculo de un sistema
H = R x Q2
R= (& x L x P)/A3 = (6.48 x & x L) / 5
= dimetro del ducto
H = (Q2 x x r x L) / 5 = 6.48 x &r = R/L reistencia por metro de ducto en Kmurgue
VALORES DE PARA DISTINTOS DUCTOS
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TIPOS DE DUCTOS x 105 x 105
Rgidas de plstico 180 28
Metlicas lisas 205 32
De contratapas 220 34
Metlicas xidada y deformes 260 40
VALORES DE PARA DISTINTOS DUCTOS
DUCTOS DIAMETRO () MM.
300 400 500 600 800
Rgidos, en material plstico 743 175 57.5 23.3 5.5
Metlicos nuevos 845 200 65.5 26.5 6.3
Manga de contratapa 905 215 70.5 28.5 6.7
Metlico oxidado y deformado 1.070 254 83 33.5 7.9
De tela bien tensa 865 205 67 27 6.4
De tela plstica no tensa 1.070 254 83 33.5 7.9
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REGULACION DE CIRCUITOS
Para disminuir la resistencia de una galera , es decir reducir laprdida de carga (H) se puede
Concretar la galera en su totalidad o parte de ella,dependiente de la cantidad de prdida que se quierareducir.
Aumentar la seccin de la galera o de una parte de ella
Construir una galera de ventilacin en paralelo
Para regular los caudales se utilizan reguladores.
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CALCULO DE UN REGULADOR
Los reguladores aumentan las prdidas de carga ya que se trata de
construcciones tipo compuerta . Los orificios provocan unacontraccin y expansin abrupta del aire lo que provoca una prdidapor choque.
= ( 1/Cc- N)2 / N2 = Coeficiente de prdida por choqueN = Cuociente entre el rea del orificio Ary el rea de la galeraCc = coeficiente de contraccin
Hx = es la cantidad de regulacin a ser disipada a travs del regulador
Hx = x HvHV = (d x V2) / 2g
N Cc
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N Cc
0.1 0.63 217.97
0.2 0.64 46.380.3 0.65 17.03
0.4 0.67 7.61
0.5 0.69 3.670.6 0.71 1.78
0.7 0.75 0.81
0.8 0.81 0.300.9 .88 0.07
1.0 1.0 0.00
CONSIDERACIONES DE COSTOS DE
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CONSIDERACIONES DE COSTOS DEVENTILACIN
Tipos de galerasDimensiones
Tipo de superficie
CARACTERISTICAS DE GALERIAS AREA RELATIVA
Revestimiento suave 1.00
Roca sedimentaria 1.55
Enmaderada 1.90
Roca genea, desnuda 2.24
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TIPOS DE GALERAS
Forma radio hidrulico
Longitud
Prdida por choque
Cada dinmica
DISEO ECONMICO DE GALERAS
Velocidades econmicas
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VALORES TPICOS
Eficiencia ventilador 60%
Costo Energa Ce US$ 100/ Hp aoCosto desarrollo Cd US$ 10 / m3
Caudal aire Q 47,2 m3/seg
GALERIARANGO DE VELOCIDAD
ECONOMICA (m/min)
No revestida 180 305Enmaderada 305 457
Revestida suave 610 - 762
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TIPO DE GALERIA x 105 AREA (m2)VEL. AIRE
(m/seg)
COSTO
RELATIVO
ROCA SEDIMENTARIA
Circular no revestida 113 6,9 6,8 1,00
Rectang. No revestida 113 7,2 6,6 1,04
ROCA IGNEA
Circular no revestida 283 9,0 5,2 1,30
Rectang. No revestida 283 9,3 5,1 1,35
CONCRETADA
Circular 38 3,2 14,6 2,25
Rectangular 38 3,2 14,6 2,25
ENMADERADA
Tres rectang. paralelas 170 5,8 8,2 2,67
170 7,0 (x3) 6,7 2,8
CLCULO DE UNA GALERA ECONMICA
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CLCULO DE UNA GALERA ECONMICA
CT = CC +CO
CC = Lfx A x cd x c
Lf Largo fsico de la galera en metrosA rea de la galera m2
cd costo de desarrollo US$/m3
c servicio del capital
c= i x ( i+1 )n + cm( i+1)n -1
i inters anual en %n nmero de aos de servicio de la deudacm costo de mantencin
COSTO DE OPERACIN
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COSTO DE OPERACIN
Co = Pot. X ce Pot potencia en watt
Co = ( &x L x P x Q) / (A3 x )Para obtener el dimetro econmico se asume una galeracircular y reemplazando permetro y rea en funcin del
dimetro.
Derivando la expresin de costo total con respecto al dimetro eigualando a cero obtenemos una expresin del dimetroeconmico.
21,22 x & x Q3 x Ce 1/7
Cd x C x =
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