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VENTILACIN SUBTERRNEA
FIMGM UNASAM 2013
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VENTILACION DE MINASIntroduccin
Se puede definir la ventilacin de unamina como el trabajo realizado para
lograr el acondicionamiento del aireque circula a travs de las laboressubterraneas, siendo su objetivoprincipal el proporcionar un ambiente
seguro, saludable y en lo posiblecmodo para los mineros.
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OBJETIVOS Proveer el aire necesario para la vida y normal
desempeo de los hombres y buen funcionamiento delas maquinas y equipos.
Diluir y extraer los gases asfixiantes, txicos y/oinflamables que se generan espordica ypermanentemente en la mina.
Control de las concentraciones de polvos nocivos para lasalud y perjudiciales para el funcionamiento de lasmquinas y equipos mineros, mediante filtracin,humidificacin, dilucin y extraccin.
Control de la temperatura ambiente de la mina mediantecalefaccin refrigeracin.
Control de flujos de aire en la mina en casos de incendiossubterraneos.
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A fin de lograr este objetivo ser necesario:
Garantizar una dotacin de aire fresco y limpio tanto a los frentes de trabajo.
aprovechando las condiciones naturales y empleando medios auxiliares.El mtodo ms comun para cumplir esta funcin, es hacer circular aire fresco y limpio
en forma continua .
El diseo de un sistema de ventilacin de mina puede considerarse en dos partes:
a) El planeamiento de las necesidades de aire en las labores subterraneas ; y
b) El planeamiento de la distribucin del flujo de aire a fin de satisfacer dichasnecesidades.
La segunda y mas importante es:
a) La ubicacin, dimensionamiento y determinacin de las propiedades aerodinmicas
de los conductores de aire.
b) La ubicacin y dimensionamiento de las caractersticas que debern tener losventiladores.
c) La ubicacin y determinacin de las propiedades que debern tener los reguladores
y las puertas de ventilacin.
d) La evaluacin del papel desempeado por la ventilacin natural.
e) El diseo de planos de ventilacin que contemplan la posible falta de ventiladores,
incendios, y otras emergencias.
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PLANIFICACIN DE LA VENTILACIN
Antes que una mina empiece a operar, la empresa debe decidirsobre lo siguiente:
Que tipo de mtodos de explotacin sern usados?
Cuantas reas/secciones se operarn?Cul es la extensin de las reservas y sern estas explotadas con
un sistema de chimeneas?
Cul es la cantidad y tamao de los tneles a ser explotados?
Cul es la profundidad e inclinacin de las reservas?
Que servicios se requieren en los socavones?
El trazado de la mina y los tiempos de las actividades?
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CONSECUENCIAS DE UN MAL
CONTROL MINERO
Mal desempeo de los trabajadores, lo que repercute en unamala productividad. Hombre/turno.
Se producen enfermedades profesionales: Enfermedades
generadas por polvos: Neumoconiosis
Ejm. Silicosis, Siderosis,Talcosis, Antracosis, etc.
Posibles explosiones o incendios, que se pueden traducir en:
Prdidas humanas Prdida de equipos
Paralizacin de las tareas.
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LIMITES MXIMOS PERMISIBLES DELOS GASES MAS FRECUENTES EN
LAS MINAS PERUANAS.GAS EN PPM. (%)
O2 - 19,5%, mnimo
CO 25 0,0025%
NOx 5 0,0005%
CO2 5 000 0,5%
SO2 5 0,0005%
H2
S
10
0,001%
CH4 5 000 0,5%
H2 5 000 0,5%
Aldehidos 5 0,0005%
Fuente: Ver Anexo No. 4 del DS No. 055-2101-EM
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Velocidad del aire en labores subterrneas
o En toda labor (desarrollo, preparacin, explotacin y en lugar donde haya personaltrabajando) la velocidad del aire no ser menor de :
20 mts./mn ; ni superior a 250 mts./mn
(0.33 mts./seg. ) (4.2 mts./seg.)
o Cuando se emplee explosivo ANFO u otros agentes de voladura la velocidad del aireno ser menor de:
25 mts./mn ( 0.42 mts./seg.)
VENTILACIN EN MINAS DE CARBNArtculo 238.- En las minas de carbn, en materia de ventilacin, se cumplir losiguiente:
a) La cantidad mnima de aire por hombre deber ser de cuatro y medio (4.5) metros
cbicos por minuto hasta un mil quinientos (1,500) metros sobre el nivel del mar.
Esta proporcin ser aumentada de acuerdo con el inciso d) del artculo 236 del DS
055-2010-EM.
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Art. 236.- (DS 055-2010-EM) El titular minero dotar de aire limpio a laslabores de trabajo de acuerdo a las necesidades del trabajador, de losequipos para evacuar los gases, humos y polvos suspendido que pudieranafectar la salud del trabajador...
0.000
1,500
3,000
4,000
4,500
m.s.n.m. REQUIERE
PERSONAREQUIERE
EQUIPO DIESEL(m/min) (m/HP)
3m/min+100% = 6.0m/min-Hombre
3m/min+ 70% = 5.1m/min-Hombre
3m/min+ 40% = 4.2m/min-Hombre
3m/min
3m/min-hp
3m/min-hp
3m/min-hp
DENSIDAD(Kgr/m)
0.75
1.20
PRESION(KPa)
58
103 3m/min-hp
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AIRE ATMOSFRICO
El aire atmosfrico es una mezcla de una seriede gases, cada uno de los cuales tiene
propiedades fsicas y qumicas propias.
La composicin del aire puro seco es:
% en Volumen % en Masa
Nitrgeno
Oxgeno
Dixido de Carbono
Argn, helio, nen, etc.
78,09
20,95
0,03
0,93
75,53
23,14
0,046
1,284
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Para efectos prcticos el aire puro seco es:
Nitrgeno 78.09%
Oxgeno 20.95%CO2 + Otros Gases 1%
La densidad del aire a nivel del mar y a 21 grados
centgrados es de 1,2 Kg/m3.
En atmsferas normales, el aire seco no existe ya quenormalmente contiene un porcentaje variable de vapor de
agua (0,1 y 4% de su masa)
La masa de un gas determinado presente en un espacio de
1m3 depender de su temperatura y la presin ejercidasobre el mismo.
La presin ejercida en un gas estar constituida por la
presin atmosfrica y las presiones adicionales generadaspor medios mecnicos tales como ventiladores compresores.
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En las alturas el % de oxigeno de 20,95 % disminuye a19,5 % y su densidad baja de 1,2 Kg/m3 a 0,75 Kg/m3segn altitud.
A una altura de aproximadamente 4500 msnm. La
densidad es de 0,75 Kg/m3, existe una disminucin deoxgeno el cual se debe a que en la altura la presinbaromtrica disminuye y con ello la presin parcial deloxgeno disminuye, disminuye el numero de molculas de
oxgeno en un pie Cbico requeridos por la sangre.Por esto cuando inhalamos el aire en la altura sentimos losefectos del sueo, dolor de cabeza, mareos, debido a lapresin y a la menor cantidad de oxgeno.
EL AIRE Y LA ALTURA
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Propiedades del Aire
- Densidad.
- Gravedad Especfica.
- Presin Atmosfrica.
- Humedad Relativa.
- Temperatura.- Viscosidad
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AIRE ATMOSFRICO DE LA MINAEl 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 tambien 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 materiales minerales y/o
orgnicas.
Presencia de aguas estancadas.
Operaciones bsicas de la explotacin.
Talleres de soldadura y otros (humos nitrosos)
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AIRE EXHALADO POR LOS PULMONES
Este aire exhalado, ya no es apto para la respiracin normal
porque el porcentaje de oxigeno mnimo para respirar es de
19,5 % y el mximo permitido de CO2
es de 0,5 % por lo quehay que proveerse de aire nuevo para que el CO2 no vaya
creciendo y vaya disminuyendo el O2 y la persona muera por
asfixia, que es diferente del caso de deficiencia de Oxigeno
sin aumento de CO2.
79 % Nitrgeno 79 % Nitrgeno17 % Oxgeno 16 % Oxgeno
4 % Anhdrido
Carbnico
5 % Anhdrido
Carbnico
100 % Total 100% Total
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Proyecto ejecucin Raise Borer para Ventilacin
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CAUSAS POSIBLES DE UNA FALTA DEVENTILACIN:
Puede ser debida a las siguientes causas, estas son:
La profundidad de la mina.
No respetar los reglamentos establecidos.
Las malas condiciones de los circuitos: longitud, seccin,
obstculos, etc.
Mala utilizacin de las puertas de ventilacin.
Porcentajes altos de gases nocivos.
La humedad del aire.
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En la ventilacin minera existen tres tipos de control :Control de CalidadControl de cantidadControl termo ambiental
Control de Calidad.-Asegura que los contaminantes gases y polvos no rebasen los nivelestolerables o permisibles y comprende:Determinacin de los gases nocivos en el ambiente mantenindolos dentro de los nivelespermisibles.Control de polvo ambientalConcentracin en el ambienteTamao de las partculasComposicin mineralgicaTiempo de exposicinControl de Cantidad.- Comprende:Control de velocidad del aireVerificacin del caudal del aire de acuerdo a las normasControl de distribucin del aire dentro de las labores
Determinacin de perdidas del aire por el circuitoEstudio de las resistencias de las labores minerasEleccin e instalacin de ventiladores y ductos de ventilacinProyectos y comprobacin de las redes de distribucinControl termo ambientalMedidas de temperaturaHumedad relativaVelocidad del aire
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Altitud (ft) Presin atmosferica (psi) Presin baromtrica (pulgadas de Hg) Densidad relativa del aire
0 14.69 29.92 1.000
500 14.42 29.38 0.981
1000 14.16 28.86 0.964
1500 13.91 28.33 0.947
2000 13.66 27.82 0.930
2500 13.41 27.31 0.913
3000 13.16 26.81 0.896
3500 12.92 26.32 0.880
4000 12.68 25.84 0.864
4500 12.45 25.36 0.848
5000 12.22 24.89 0.832
5500 11.99 24.43 0.716
6000 11.77 23.98 0.799
6500 11.55 23.53 0.786
7000 11.33 23.09 0.771
7500 11.12 22.65 0.758
8000 10.90 22.22 0.739
8500 10.70 21.80 0.728
9000 10.50 21.38 0.715
9500 10.30 20.98 0.701
10000 10.10 20.58 0.687
10500 9.90 20.18 0.674
11000 9.71 19.75 0.661
11500 9.52 19.40 0.648
12000 9.34 19.03 0.636
12500 9.15 18.65 0.624
13000 8.97 18.29 0.611
13500 8.80 17.93 0.599
14000 8.62 17.57 0.587
14500 8.45 17.22 0.576
15000 8.28 16.88 0.564
TABLA DE LA PRESIN ATMOSFERICA A DETERMINADA ALTITUD Y PRESION BAROMETRICA - DENSIDAD RELATIVA DEL AIRE