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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE TRUJILLO BENEDICTO XVI FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS VIII

“Mejora de la Ventilación en Minería Convencional de Carbón”

AUTORES

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GAMARRA VALDIVIEZO, Bernardo LAYZA JURADO, Jean Carlos

MARCELO VALVERDE, Jean Marco RAMOS BENITES, Carlos VERA RAMOS, Jorge

Moche – Trujillo, 06 de Diciembre del 2018

Resumen La ventilación de una mina consiste en la circulación del flujo de aire adecuado y necesario para los trabajadores y maquinaria, obteniendo una atmósfera respirable y agradable para poder realizar eficientemente su labor, a su vez controlar los gases emitidos por la mina en sus procesos de explotación. La presencia de polvo o gases en el aire es otro de los factores que causan graves riesgos para la salud de los operadores de la mina, lo que ocasiona problemas como la neumoconiosis y la silicosis en las minas de carbón. Las principales fuentes aparecen en la cara minera donde se extraen los minerales. Por ello se requiere un control y una gestión adecuados para garantizar un entorno de trabajo seguro en la mina. Entre los métodos examinados, la apropiada para dirigir el flujo de aire desde el eje principal hacia la cara de extracción, siendo el más efectivo para dirigir las partículas de polvo lejos de la cara de la mina es por medio de la ventilación auxiliar, este sistema está diseñado adecuadamente para lograr un equilibrio de presión; además se puede usar para extraer una veta de carbón. Para la mejora de ventilación una mina, debemos tener en cuenta: Ingreso y salida del aire, circuitos y equipos que se van integrar para la ventilación, determinar la necesidad de aire tanto para el personal y la maquinaria y liberar los gases tóxicos.

Palabras Claves

Abstract The ventilation of a mine consists in the circulation of the adequate and necessary air flow for the workers and machinery, obtaining a breathable and pleasant atmosphere to be able to efficiently carry out its work, in turn controlling the gases emitted by the mine in its exploitation processes. The presence of dust or gases in the air is another factor that causes serious risks to the health of mine operators, which causes problems such as pneumoconiosis and silicosis in coal mines. The main sources appear on the mining face where the minerals are extracted. Therefore, adequate control and management is required to ensure a safe work environment in the mine. Among the methods examined, the one suitable for directing the air flow from the main shaft to the extraction face, being the most effective for directing the dust particles away from the face of the mine is by means of auxiliary ventilation, this system it is suitably designed to achieve a pressure balance; It can also be used to extract a grain of coal. To improve the ventilation of a mine, we must take into account: Entry and exit of air, circuits and equipment that will be integrated for ventilation, determine the need for air for both personnel and machinery and release toxic gases.

INTRODUCCION En los últimos años, los accidentes ocurridos en minería subterránea de carbón han generado una voz de atención, estos hechos han demostrado la importancia de garantizar una buena ventilación, lo cual permitirá tener una atmosfera respirable y agradables para los trabajadores y maquinarias, sino también en la dilución de los gases generados por las voladuras y el metano generado en los mantos de carbón. El principio básico de la ventilación de la mina es que el aire se mueve siempre de presiones altas a presión baja. Es por eso que para hacer que el aire fluya desde la entrada hasta la salida, debe haber una diferencia de presión. Existen 2 tipos de ventilación: La Natural, la cual el flujo del aire recorre el interior de la mina sin la necesidad de equipos de ventilación; y la Mecanizada, en la que la ventilación de las labores mineras con entrada de aire distinta a la de salida, es ayudada mecanicamente por un ventilador. En la Mecanizada, la ventilación de las labores son ayudadas con un potente ventilador y/o ductos de ventilación. Los ventiladores se deben seleccionar teniendo en cuenta el aire requerido al interior de la mina. (Jurgen, F 2019). El método mas apropiado para dirigir el flujo de aire desde el eje principal hacia la cara de extracción y dirigir las part´ıculas de polvo lejos es por medio de la ventilaci´on Mecanizada. (Kurnia et al., 2014). Un sistema de ventilaci´on, está disen ˜ ado adecuadamente para lograr un equilibrio de presi´on, el sistema se puede usar para extraer una veta de carb´on (Wang et al., 2015). Se han demostrado importantes requisitos de ahorro de energ´ıa y de manejo del aire a trav´es de estudios param´etricos con diversos factores que influyen en la efectividad y el rendimiento de este sistema de ventilaci´on (Jundika et al., 2014). La presencia de polvo o gases en el aire es otro de los factores que causan graves riesgos para la salud de los operadores de la mina, lo que ocasiona problemas como la neumoconiosis y la silicosis en las minas de carb´on. Las principales fuentes aparecen en la cara minera donde se extraen los minerales. Por ello se requiere un control y una gesti´on adecuados para garantizar un entorno de trabajo seguro en la mina. Se revelo que la velocidad del aire juega un papel vital en la dispersi´on turbulenta del metano y en la ruptura de las capas de metano en las minas de carbón subterraneas. Se encontró que la velocidad del aire de 3.0 m/s era adecuada para dispersar el metano a un nivel m´as seguro. La dispersi´on del metano disminuye con el aumento en la tasa de emisi´on de metano y el ancho de la galería a una tasa de flujo de aire particulado (Devi et al., 2018). El metano en la ventilación descendente es dif´ıcil de descargar; por lo tanto, la acumulación en la ventilaci´on descendente es m´as perjudicial que la ventilaci´on ascendente (Zhou et al., 2018). Se muestra que la regi´on de baja velocidad del flujo de aire aumenta con la rugosidad superficial del techo y pared irregulares. Para garantizar la seguridad de la extracci´on de carb´on, se debe lograr un mayor volumen de entrada de aire o un techo y pared mas lisos de las labors. (Yong- hao et al, 2015).

MATERIALES Y MÉTODOS El caudal de aire es el principal factor en la caracterización de un sistema de ventilación, ya que establece las condiciones ambientales de la mina, tales como temperatura y humedad, las cuales les brindan a los trabajadores un confort en sus labores. El caudal se ve afectado por las resistencias generadas por las galerías y la capacidad de los ventiladores. Medición de la velocidad promedio: La velocidad promedio se utiliza para el cálculo de los caudales. Esta se mide usando un anemómetro digital o de paletas, dependiendo de la sensibilidad del equipo. En una galería se deben ubicar los puntos de medición de una manera uniforme; con el fin de abarcar toda la longitud de dicha galería e identificar zonas en donde existan fugas y cambios de sección, muy comunes en la explotación. Cálculo del Caudal: Los caudales se calculan a partir de la velocidad promedio medida y el área transversal de la galería. La ecuación utilizada es la siguiente: Q = V x S Donde: Q = Caudal (m3 /s), V = velocidad promedio (m/s), S = Área de la sección transversal (m2 )

RESULTADOS

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA [1] Jurgen, F. (2018). “Mining Ventilation Networks optimized for safety and productivity”. Advances in safe and responsible productive coal mining [2] Kurnia J; Sasmito A; Mujumdar A, ( 2 0 1 4 ) . “Dust dispersion and management in faces of underground mining”. “International Journal of Mining Science and Technology”. [3] Wang G; Xie J; Xue S; Wang H. (2015) “Extraction of a low carbon vein from a heating fault with an auxiliary ventilation system in an underground coal mine 'Anea Longhua China”. International Journal of Mining Science and Technology. [4] Jundika C; Agus P; Arun S. (2014) “Simulation of a new intermittent ventilation system for underground mines”. Tunneling and underground space technology. [5] Devi P; Duga C; Praden K. (2018) “Computational research on the effects of geo-mining parameters on the stratification and dispersion of methane in underground coal mines”. Journal of Science and Engineering of Natural Gas. [6] Zhuo A; Wang K; Wu L; Xiao Y. (2018) “Influence of gas ventilation pressure on airflow stability of the respiratory tract”. International Journal of Mining Science and Technology [7] Yonghao L; Yangsheng Z; Yi W; Mingbo CH; Haibo T. (2015) “Distributions of air flow in four rectangular section ways with different methods of underground support”. Tunnels and Underground Space Technology

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