Levantamiento De Ventilacion De Una Mina

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LEVANTAMIENTO DE VENTILACION DE UNA MINA

Ing. HUARANCCAY HUAMANI, TEOFILO

Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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CAPÍTULO IV CÁLCULOS DE REQUERIMIENTOS DE AIRE FRESCO EN INTERIOR MINA

Art. 236.- El titular minero dotará de aire limpio a las labores de trabajo de acuerdo a las necesidades del trabajador, de los equipos y para evacuar los gases, humos y polvo suspendido que pudieran afectar la salud del trabajador. Todo sistema de ventilación en la actividad minera, en cuanto se refiere a la calidad del aire, deberá mantenerse dentro de los límites de exposición ocupacional para agentes químicos de acuerdo al ANEXO Nº 4 y lo establecido en el Decreto Supremo Nº 0152005-SA o la norma que la modifique o sustituya Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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d) En el caso de emplearse equipo diesel, la cantidad de aire circulante no será menor de tres (3) m³/min por cada HP que desarrollen los equipos. e) En ningún caso la velocidad del aire será menor de veinte (20) metros por minuto ni superior a doscientos cincuenta (250) metros por minuto en las labores de explotación, incluido el desarrollo, preparación y en todo lugar donde haya personal trabajando. Cuando se emplee explosivo ANFO u otros agentes de voladura, la velocidad del aire no será menor de veinticinco (25) metros por minuto. Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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CAPÍTULO IV. CÁLCULOS DE REQUERIMIENTOS DE AIRE FRESCO EN INTERIOR MINA m.s.n.m.

DENSIDAD Kg/m3

PRESIÓN Kpa

REQUIERE

REQUIERE

PERSONA

EQUIPO DIESEL

M3/min

0.75

M3/Hp

58

+ 4,000

3,000

100%= 6.0 m3/min-hombre

3m3/min-hp

70%= 5 m3/min-hombre

3m3/min-hp

40%= 4 m3/min-hombre

3m3/min-hp

3m3/min

3m3/min-hp

1,500

0.00

1.20

103

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INGRESO Y SALIDA DE AIRE

• El ingreso y la salida de aire de toda la mina, se realiza tomando medidas del flujo del aire que ingresa por galerías, chimeneas, piques, etc. del mismo modo se mide la salida del aire en las diferentes labores (galerías, chimeneas, piques, labores antiguas,), para toda la mina y para cada zona trabajo.

• La cantidad de aire que ingresa a la mina debe ser suficiente, para cubrir las necesidades de aire que la mina requiere. Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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Nv 4250

Vent. 100,000 cfm Nv 4150 Extractor Ch 490 Nv 4090

Ch 290 Op 01 Pro. 490 Op 02

Nv 4070 Nv 4090

Ch 290

Nv 3890

Ch 485 Ch 340

Falta comunicar la Rp

Nv 4050 Nv 4030

Nv 4010 Nv 3990

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CANTIDAD DE AIRE NECESARIO • DE ACUERDO AL NUMERO DE PERSONAS PRESENTE EN LA MINA POR GUARDIA • DE ACUERDO A LA CANTIDAD DE EQUIPOS DIESEL QUE INGRESA A LA MINA

• DE ACUERDO AL CONSUMO DE EXPLOSIVOS AMBIENTES DE TRABAJO

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DE ACUERDO AL NUMERO DE PERSONAS Q1 =

q x n

Q1 = Cantidad de aire necesario para el personal (m3/min.) q

= Cantidad de aire mínimo por persona (m3/min.) (R.S.H.M.)

n

= Numero de personas presentes en la mina por guardia Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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Ejemplo: Se tiene una Mina en operación a 4 000 m.s.n.m. Calcular el caudal de aire requerido para 350 colaboradores; m3/min.

𝑄1 =

6𝑚3 /𝑚𝑖𝑛

3 𝑚 × 350 = 2100

𝑚𝑖𝑛

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DE ACUERDO AL USO DE EQUIPO DIESEL Q2

=

K x N

Q2 = Cantidad de aire para uso de equipos Diesel. (m3/min.) K = 3.0 (m3/min) Cantidad de aire necesario por cada HP N = Numero de HP de los equipos autorizados y que trabajan en la mina. Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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PARA USO DE EXPLOSIVOS Q3

=

V . n. A

Q3 = Cantidad de aire para diluir contaminantes por explosivos (m3/min.) V = Velocidad del aire 20 m/min. (dinamita) 25 m/min. (AnFo)

n =

Numero de niveles de la mina en trabajo.

A =

Área promedio de la sección de las labores niveles en trabajo (m2)

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Se puede obtener por el procedimiento de sumatoria de Semi-áreas y también aplicando la fórmula empírica: A= a*h*fcg Donde: a = Ancho medio del conducto; m h = Altura media del conducto; m fcg = Factor de corrección geométrica, que se asigna a la cantidad de mineral que se deja in situ a fin de dar forma de arco al techo del conducto, el valor cuando se deja la cantidad de mineral conveniente en el techo es 0.9

Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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CANTIDAD TOTAL DE AIRE QT = Q1+Q2+Q3

Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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Mina Yauricocha, a 4 600 m.s.n.m., se viene realizando diversos trabajos de excavación utilizando dinamita de 7/8¨x7¨ SEMEXSA 65%, en la guardia ¨A¨ el horario de mayor concentración de personal y equipos diesel, con los siguientes números de trabajadores y equipos, en los 5 niveles de operación respectivamente: Sección mina : 183 colaboradores Dpto. Geología : 14 colaboradores Área de Planeamiento : 08 colaboradores Dpto. Seguridad : 16 colaboradores Área de Mtto. Mina : 24 colaboradores Logística : 4 colaboradores Otros : 15 colaboradores 4 Scoop Diesel con potencia de placa de 90 HP c/u. 2 Dumpers con potencia de placa de 102 HP c/u. 2 Volquetes de bajo perfil de 125 HP c/u. Sección de labores: Tajeos 4.20 * 5.00 m Cortadas 2.40 * 2.40 m Rampas 3.50 * 3.50 m Chimeneas 1.20 * 2.40 m Sub niveles 1.00 * 2.10 m Determinar los requerimientos de aire.

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datos obtenidos en el estudio de monitoreo DATOS DEL ESTUDIO DE VENTILACIÓN - ZONA COTURCAN PUNTO V-1 V-1 V-2 V-2 V-2 V-3 V-3 V-3 V-4 V-5 V-6 V-7 V-8 V-9 V-10 V-11 V-12 V-13 V-14 V-15 V-16 V-17 V-18 V-19 V-20

SECCION BASE(m) ALTURA(m) 5.42 5.42 5.35 5.35 5.35 5.3 5.3 5.3 4.95 1Ø 4.8 5.2 4.55 1.5 Ø 5 5.4 4.6 2.2 4.9 4.9 6.2 5.1 4.9 5 5.2

5.48 5.48 4.3 4.3 4.3 3.5 3.5 3.5 3.3 3.8 3.6 3.25 3.4 3.8 3.35 1.9 3.5 3.6 3.7 3.6 3.6 3.6 3.6

DISTANCIA (m) -

CRONOMETRO ANEMOMET VELOCIDAD VELOCIDAD (s) RO (m/s) (m/s) (m/min) 1.39 1.39 83.400 1.52 1.52 91.200 1.2 1.2 72.000 0.92 0.92 55.200 1.07 1.07 64.200 0.63 0.63 37.800 1.61 1.61 96.600 0.49 0.49 29.400 2 3.4 0.588 35.294 1.25 1.250 75.000 0.97 0.970 58.200 2 3.05 0.656 39.344 2 3.43 0.583 34.985 0.9 0.900 54.000 0.57 0.570 34.200 2 2.59 0.772 46.332 2 10.5 0.190 11.429 1.73 1.730 103.800 2 5.44 0.368 22.059 2 1.6 1.250 75.000 2 5.55 0.360 21.622 1 7 0.143 8.571 2 4 0.500 30.000 2 7.82 0.256 15.345 2 4.5 0.444 26.667

AREA (m2) 26.73144 26.73144 20.7045 20.7045 20.7045 16.695 16.695 16.695 14.7015 0.78540 16.416 16.848 13.30875 1.76715 15.3 18.468 13.869 3.762 15.435 15.876 20.646 16.524 15.876 16.2 16.848

CAUDAL (m3/min) 2229.402 2437.907 1490.724 1142.888 1329.229 631.071 1612.737 490.833 518.876 58.905 955.411 662.872 465.612 95.426 523.260 855.660 158.503 390.496 340.478 1190.700 446.400 141.634 476.280 248.593 449.280

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REQUERIMIENTO DE AIRE EN LA ZONA COTURCAN 1.- CALCULO Nº DE PERSONAS QUE TRABAJAN EN MINA

E.E. P&C - TRABAJADORES E.E. P&C - SUPERVISORES E.E. SERVITRAL TRABAJADORES E.E. SERVITRAL SUPERVISORES SUPERVISORES OPERACIÓN CIA SUPERVISORES SEGURIDAD CIA JEFATURAS CIA CHOFERES VOLQUETE CHOFERES DE CAMIONETA(CIA.EE) CHOFERES DE CAMIÓN (SERVITRAL) OPERADORES JUMBO (CIA,EE) OPERADORES SCOOPTRAM(CIA,EE) BOMBERO MANTENIMIENTO ELEC/MEC SERVITRAL GEOLOGOS VENTILACION MUESTREROS Y DIAMEC TOPOGRAFOS TOTAL

Nº PERSONAS 15 2

Consumo mínimo m3/min 6 6

Grado de incidencia 1.00 1.00

10

6

1.00

4

6

1.00

2

6

1.00

1 2 4

6 6 6

1.00 0.50 0.25

3

6

0.50

1 3

6 6

0.25 1.00

6 1

6 6

1.00 1.00

3 1 3 2 2 65

6 6 6 6 6

0.50 0.75 1.00 0.75 0.75

Caudal. Req. m3/min 90.00 12.00

Caudal. Req. Caudal Req m3/seg CFM 1.50 3,178.32 0.20 423.78

60.00

1.00

24.00

0.40

12.00

0.20

6.00

0.10

6.00 6.00

0.10 0.10

9.00

0.15

1.50

0.03

18.00

0.30

36.00

0.60

6.00

0.10

9.00

0.15

4.50 18.00 12.00 12.00 342.00

0.08 0.30 0.20 0.20 5.70

2,118.88 847.55 423.78 211.89 211.89 211.89 317.83 52.97 635.66 1,271.33 211.89 317.83 158.92 635.66 423.78 423.78 12,077.62

AIRE REQUERIDO DE ACUERDO AL NUMERO DE PERSONAS Q1

=

342.00

m3/min

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2.- CALCULO DE CONSUMO DE AIRE POR EQUIPOS DIESEL

CANT.

DESCRIPCION

HP

HP TOTALES

Grado de incidencia

Consumo mínimo m3/min

Caudal. Req. m3/Min

Caudal. Req. m3/seg

Caudal Req CFM

3

SCOOP CAT R1300

165

495

1

3

1485

24.75

52,442.28

1

SCOOP CAT R1600

270

270

1

3

810

13.50

28,604.88

1

SCOOP YARVIS

140

140

1

3

420

7.00

14,832.16 14,514.33

1

WAGNER 2.2

137

137

1

3

411

6.85

1

VOLQUETE IVECO

420

420

0.25

3

315

5.25

11,124.12

1

VOLVO FM

380

380

0.25

3

285

4.75

10,064.68

1

VOLVO FM

480

480

0.25

3

360

6.00

12,713.28

360

6.00

12,713.28 1,854.02

1

VOLVO FM

480

480

0.25

3

1

JUMBO DL 230

70

70

0.25

3

52.5

0.88

1

JUMBO BOOMER

80

80

0.25

3

60

1.00

2,118.88

1

JUMBO DD - 210

60

60

0.25

3

45

0.75

1,589.16

35.7

0.60

1,260.73

84.15

1.40

2,971.73

78.72

166,803.53

1 3

CAMION EE CAMIONETAS (CIA, EE)

70

70

55

165

TOTAL

0.17 0.17

3 3

3247

4723.35

AIRE REQUERIDO DE ACUERDO AL NUMERO DE EQUIPOS Q2

=

4723.35

m3/min

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3.- CANTIDAD DE AIRE NECESARIO PARA DILUCIÓN DE EXPLOSIVOS (Q3). CONSUMO DE EXPLOSIVOS X GUARDIA

TIPO

DISP./GUAR.

KGS EXPLOSIVO (Kgs/Disparo) ANFO

Avances Horizontales

3

Avances Verticales

1

Taladros Largos

1

Voladura Secundaria

1

Total Kg/Guardia

6

Emulnor

300

96

15

1.5

150

2.9

0

25

465

125.4

La cantidad de aire para ventilar las labores después del disparo, se obtiene con la siguiente formula: Qe = 100 x a x A / (0.008 x T) …………..m3/minuto Donde: Qe = Cantidad de aire requerido para ventilar las labores a

= 0.04 m3 de producto tóxico x 1 Kg de explosivo tipo emulsion y 0.2 m3 para el caso del Anfo

A = Cantidad de explosivos por guardia a dispararse en Kg. T

= Tiempo de ventilación en minutos (180 minutos entre guardias)

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Aire para diluir gases por disparos con Anfo. El Reglamento de Seguridad e Higiene Minera da el siguiente parámetro: Velocidad mínima posible

20 m/min

El área Promedio de las galerías es de

3.5 mx 3.0 m = 20 m/min x 10.5 m2 =

210 m3/min.

=100 x 0.04 x 152.5 / (0.008 x 180)=

348.33 m3/min.

= 100 x 0.2 x 395 / (0.008 x 180)=

6,458.33 m3/min.

Aire para Diluir Gases

Qe1(para Emulnor) Qe2(para Anfo)

m3/min. Q3 = Qe1 + Qe2 =

10.5 m2

6,806.67

CFM 240375.1648

NOTA: El caudal Q3, es el caudal máximo necesario para diluir gases por disparos primarios, valor que nos permite definir la extracción de aire viciado con apoyo de ventiladores extractores. Este valor no será considerado en la sumatoria total de caudal requerido por ser el tiempo donde no hay equipos en operación y las labores se encuentran sin personal.

Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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RESULTADOS DEL MONITOREO DE ENTRADA Y SALIDA DE AIRE FRESCO Y VICIADO EN LA MINA COTURCAN INGRESO DE AIRE FRESCO Labor-Descripción de flujo

Velocidad Aire (m/min)

Sección Transversal (m²)

CAUDAL (m³/min)

CAUDAL (m³/seg)

CAUDAL (CFM)

87.00

26.73 13.87

2325.64

38.76

82129.03

158.11

2.64

5583.48

2483.74

41.40

87712.52

Bocamina Gal 290 CH en la Gal 035

11.4 SUMA TOTAL

SALIDA DE AIRE VICIADO Labor-Descripción de flujo

CX 105 CH del TJ 10

Velocidad Aire (m/min)

Sección Transversal (m²)

CAUDAL (m³/min)

CAUDAL (m³/seg)

CAUDAL (CFM)

91.2 240.0

14.14 3.96

1289.35 950.40

21.49 15.84

45533.10 33563.06

2239.75

37.33

79096.15

SUMA TOTAL

Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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Q TOTAL REQUERIDO = Q1 + Q2 =

m3/min.

CFM

5,065.35

178881.15

COBERTURA CAUDAL

m3/min.

CFM

CAUDAL INGRESO

2,483.74

87,712.52

CAUDAL REQUERIDO

5,065.35

178,881.15

COBERTURA (%)

49.03%

49.03%

DÉFICIT

2,581.61

91,168.63

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REQUERIMIENTOS DE AIRE FRESCO PARA MINAS DE CARBÓN

Comprende las minas de carbón y las de todo combustible mineral sólido. Se realizan aplicando las siguientes fórmulas: A) PARA PERSONAL

Q1 = n * q1; m3/min. Donde: n= Número de trabajadores en interior mina. q1= Cantidad mínima de aire necesaria por cada

trabajador, en base al RSS OM. Art. 236 inciso a)

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Art. 238 a) La cantidad mínima de aire por hombre deberá

ser 4.5 m3/min hasta 1 500 m.s.n.m. Esta proporción será aumentada de acuerdo con el literal d) del art Es decir: 6.30 m3/min; cuando las minas se encuentran de 1 500 a 3 000 m.s.n.m. 7.65 m3/min; cuando las minas se encuentran de 3 000

a 4 000 m.s.n.m. 9.00 m3/min; cuando las minas se encuentran sobre los 4 000 m.s.n.m. Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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B) PARA EQUIPOS AUTORIZADOS En caso que se utilizan estos equipos en interior mina, se

seguirá similar procedimiento que para minas metálicas y no metálicas (exceptuando en Minas de Carbón).

C) PARA DILUCIÓN DE CONTAMINANTES Se seguirá el mismo procedimiento que para minas metálicas y no metálicas.

La sumatoria de estos requerimientos, será el caudal requerido. Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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EJERCICIO: En la U.P. Mina de Carbón, se viene realizando diversos trabajos de excavación subterránea utilizando dinamitas de 7/8¨x7¨ EXADIT 45%, en el turno¨NOCHE¨ y en el horario de mayor concentración de personal se tienen los siguientes números de trabajadores en los 3 niveles de operación respectivamente:

Sección mina

: 85 colaboradores

Dpto. Geología

: 04 colaboradores

Área de Planeamiento

: 02 colaboradores

Dpto. Seguridad

: 06 colaboradores

Área de Mtto. Mina

: 08 colaboradores

Logística

: 02 colaboradores

Otros

: 05 colaboradores Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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2 Volquetes de bajo perfil de 125 HP c/u. Sección de labores: Tajeos Cortadas Rampas Chimeneas Sub niveles

4.20 * 5.00 m 2.40 * 2.40 m 3.50 * 3.50 m 1.20 * 2.40 m 1.00 * 2.10 m

Determinar los requerimientos de aire.

Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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DIAGNOSTICO DE LOS CIRCUITOS • SE CORRIJE LOS CIRCUITOS DE VENTILACION EXISTENTES • SE CREA CIRCUITOS DE VENTILACION, DE ACUERDO A LAS ZONAS EN TRABAJO Y A LA EXISTENCIA DE DUCTOS O CONDUCTOS (galerias, cruceros, piques, chimeneas, etc) Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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DIAGNOSTICO DE LOS CIRCUITOS SE CORRIJE LOS CIRCUITOS DE VENTILACION EXISTENTES: puertas de ventilacion cortinas tabiques tapones SE CREA CIRCUITOS DE VENTILACION Corriendo cruceros Comunicanndo chimeneas Instalando ventiladores secundarios Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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CONDICIONES AMBIENTALES • SE MONITOREA LA CALIDAD DEL AIRE QUE RESPIRA EL PERSONAL EN CADA AREA DE TRABAJO DE LA MINA (medicion del % de oxigeno) • SE ANALIZA LA CALIDAD DEL AIRE EN LAS DIFERENTES LABORES (monitoreo de contaminantes quimicos: gases, material particulado)

Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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EVALUACION DE LAS CONDICIONES TERMO-AMBIENTALES • Medicion de Temperaturas (bulbo seco y bulbo humedo) • Monitoreo de material particulado • Evaluacion de niveles de ruido

Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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FACTORES DE LA VENTILACIÓN

1. El caudal 2. La Resistencia 3. La presión 4. La velocidad 5. El sentido del flujo 6. La distribución de un volumen de aire.

Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]

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GRACIAS

JOVENES ALUMNOS

Ing. HUARANCCAY HUAMANI, Teófilo [email protected]