Maquinaria Minera Ventilacion Y Drenaje.docx

24 DE JULIO DEL 2018

MAQUINARIA MINERAVENTILACIÓN Y DRENAJE DE AGUA

INTRODUCCION A LA MINERIA DOCENTE: ING. ERNESTO LARICANO FLORES ALUMNO: CARLOS BERNALDO PONCE TURPO CODIGO: 2017103019

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA INGENIERIA DE MINAS

INDICE INDICE ......................................................................................................................................... 1 ....................................................................................................................................................... 2 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 2 VENTILACION MINERA ........................................................................................................... 3

OBJETIVO........................................................................................................................... 3

I.

II.

1.

OBJETIVO GENERAL ................................................................................................... 3

2.

OBJETIVOS ESPECIFICAS ......................................................................................... 3 MARCO TEORICO ............................................................................................................ 3

TIPOS DE VENTILACIÓN .................................................................................................... 4 PARTES DE UN VENTILADOR ........................................................................................... 5 COMPONENTES PRINCIPALES DE LOS VENTILADORES AXIALES/CENTRÍFUGOS .................................................................................................... 5 DRENAJE DE AGUA ................................................................................................................ 7

I.

MARCO TEORICO ............................................................................................................ 7

CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 11

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INTRODUCCIÓN La ventilación en minas y túneles es necesaria para asegurar un contenido mínimo de oxígeno en la atmósfera permitiendo no solo la respiración de las personas que trabajan en su interior si no también el funcionamiento de sus equipos, ya que en ella se desprenden diferentes tipos de gases según el tipo de roca y la maquinaria utilizada. Estos gases pueden ser tóxicos, asfixiantes y/o explosivos, por lo que es necesario diluirlos rápida y eficazmente, las condiciones óptimas de una atmosfera subterránea solo se lograrán cuando el sistema de ventilación permita un aumento de la productividad de la mano de obra y garantice una máxima protección de la salud y seguridad del personal que labora en nuestra empresa. En estos últimos años, han aumentado fuertemente los requerimientos de aire con el objeto de poder de diluir y extraer fuera de la mina las fuertes concentraciones de gases tóxicos emitidos por los equipos diésel de alto tonelaje incorporados en forma masiva a las operaciones subterráneas involucrados en los diversos métodos de explotación. En la actualidad los requerimientos de aire son mayores que en el pasado con tanta intensidad ya que entonces los ritmos de trabajo en las minas no eran como los actuales y por lo tanto no podemos perder de vista los niveles de salud y seguridad adoptados, en la actualidad son mucho más exigentes, porque cada vez más las empresas del sector de la industria minera están comprometidos con la seguridad, toda labor subterránea deberá estar dotada de 17 aire limpio de acuerdo a las necesidades del personal, el número de equipos diésel, para evacuar los gases presentes en mina y el polvo suspendido que pudiera afectar la salud de los trabajadores, todo sistema de ventilación en la actividad minera en cuanto se refiere a la calidad de aire, deberá mantenerse dentro de los límites máximos permisibles desde sus inicios hasta la actualidad. Durante el inicio de la minería el agua ha sido un problema que ha afectado y ha obligado a cerrar dichas excavaciones, pero con el pasar de los años este problema ha sido solucionado y mejorado con el avance de motores que de una u otra manera drenan agua hacia superficie para evitar que ocasione alteraciones como debilite así el factor de seguridad en las excavaciones y en taludes aumentando el peso de las masas a deslizarse y ocasionar perdidas económicas y humanas. La presencia de agua en minería superficial es uno de los problemas que más afectan en la estabilidad del talud como el de acceso y acarreo para materiales dificultando las vías de los camiones CAT que transportan grandes toneladas de mineral y desmonte ocasionando en ellos debido a su peso desgaste de neumáticos, desgaste de la dirección entre otros aspectos.

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VENTILACION MINERA I. OBJETIVO 1. OBJETIVO GENERAL La ventilación de minas tiene como objetivo central el suministro de aire fresco para la respiración de las personas y dilución- extracción de los contaminantes (polvo y gases) producto de las operaciones subterráneas basadas en perforación y voladura, extracción, carga y transporte.

2. OBJETIVOS ESPECIFICAS    

Conocer los distintos tipos de ventilación minera y drenaje de agua. Conocer los conceptos de cada uno Conocer el sistema con la que se aborda un problema de drenaje de una explotación minera Proporcionar a la mina un flujo de aire en cantidad y calidad suficiente para diluir contaminantes, a límites seguros en todos lo lugares donde el personal está en trabajo.

II. MARCO TEORICO La ventilación de minas es el trabajo que se realiza para lograr el acondicionamiento del aire que circula a través de las labores subterráneas siendo su objetivo principal asegurar un ambiente libre de riesgo, saludable y cómodo para los trabajadores, el cual debe de ser aumentado de manera más eficiente y de menor costo. Por lo tanto, existen varias razones que justifican lograr que el aire que entre a una mina subterránea asegure la renovación de este vital elemento durante el laboreo minero. Para luego garantizar la preservación del oxígeno necesario para la vida de los trabajadores, suprimir los gases tóxicos producidos en las voladuras con explosivos, eliminar la concentración nociva de polvo en suspensión, reducir la temperatura en lugares muy calurosos y aumentarla, si es muy baja, y proporcionar el aire suficiente para el trabajo seguro de los trabajadores por el creciente aumento equipos diésel dentro de las minas. En la actualidad existen muchas minas subterráneas en producción que se ventilan solo usando ventilación natural. En ellas existen, entonces, la 20 posibilidad de que no se controle adecuadamente la atmósfera de la mina, y se presente, por el contrario, un ambiente contaminado y peligroso para los 3

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trabajadores que deben laborar diariamente en sus labores poniendo en peligro su seguridad y salud.

TIPOS DE VENTILACIÓN VENTILADORES AXIALES MINEROS En este tipo de ventiladores, el aire ingresa a lo largo del eje del rotor y luego de pasar a través de las aletas del impulsor o hélice es descargado en dirección axial. También se les llama ventiladores de hélice. Ofrece el más alto flujo de aire, su eficiencia esta entre 70 y 80% y son capaces de trabajar a las velocidades más altas, presentan una gama fuerte de inflexión e inestabilidad, producen los niveles más altos de ruidos, son más versátiles y son más baratos. El objetivo de la ventilación auxiliar es mantener las galerías en desarrollo, con un ambiente adecuado para el buen desempaño de hombres y maquinarias, esto es con un nivel de contaminación ambiental bajo las concentraciones máximas permitidas, y con una alimentación de aire fresco suficiente para cubrir los requerimientos de las maquinarias utilizadas en el desarrollo y preparación de nuevas labores.

VENTILADORES CENTRIFUGAS MINEROS 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 varía entre 60% y 80%, pueden trabajar a altas velocidades. Son ventiladores que pueden considerarse “quietos” si se observa su cueva característica, produce menos ruido que las axiales, son rígidos, son más serviciales, pero mucho más costosos.

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PARTES DE UN VENTILADOR De ser una herramienta para brindar confort al ser humano, el ventilador ha tenido un desarrollo que abarca diversas aplicaciones. Para el sector, dos de sus tipos son los de más presencia: axiales y centrífugos, los cuales requieren consideraciones específicas para su instalación.

El ventilador ha ido evolucionando hasta lograr que se use en múltiples aplicaciones y sea parte esencial de la vida diaria, a veces utilizándose para generar confort, otras veces estando presente en procesos industriales

COMPONENTES PRINCIPALES DE LOS VENTILADORES AXIALES/CENTRÍFUGOS   

Elemento rotatorio: hélice o rodete Soporte (estructura, embocadura, entre otras) Motor (regularmente eléctrico)

FUNCIONAMIENTO Los ventiladores son máquinas rotatorias capaces de mover una determinada masa de aire o gas, a la que comunican una cierta presión o fuerza suficiente para que pueda vencer las pérdidas de carga que se producen por los ductos o accesorios y así poder llevar dicho flujo de un punto a otro. Mediante el uso de un conjunto de ecuaciones, “Leyes de los ventiladores”, es posible determinar todas las prestaciones a partir de ensayos efectuados en condiciones normales. Mediante esta serie de pruebas, se puede determinar cada uno de los criterios de operación, como el caudal, presión, niveles sonoros, eficiencias, potencia, velocidad, entre otras.

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LOS USOS MÁS TÍPICOS INCLUYEN:     

control del clima, enfriamiento de maquinaria, confort personal, extracción de vapores, limpieza (generalmente en combinación con accesorios como filtros de aire).

Cabe mencionar que entre las muchas clasificaciones de ventiladores que hay, éstos se pueden reducir, básicamente, a dos: centrífugos y axiales. 



En un ventilador axial la salida de aire es paralela a su eje y puede mover un gran caudal con una presión discreta, es decir que sus aspas forjan el movimiento de aire paralelamente a la flecha en la cual giran. Son muy usados por su fácil instalación y bajo costo. Un ventilador centrífugo, por su parte, es aquel que tiene un movimiento perpendicular de aire respecto a su eje y, a diferencia del axial, tiene la capacidad de manejar presiones altas con caudales moderados-altos. Son usados en aplicaciones más específicas, como campanas de captación, hornos, transporte neumático, entre otros.

CONSEJOS PARA UN CORRECTO FUNCIONAMIENTO Siempre que se utilice un ventilador hay que seguir algunas reglas básicas para que el funcionamiento en el sistema sea el óptimo y cumpla con los requerimientos deseados desde el diseño: 1. Realiza una correcta selección de acuerdo con la curva característica del equipo, la cual está dada con las variables Q (caudal) y P (presión) 2. Observa que la rotación del ventilador sea la correcta. Un giro equivocado puede disminuir drásticamente la eficiencia de los ventiladores 3. Procura que el ventilador tenga una buena ubicación, ya que es un punto importante para el correcto funcionamiento de cualquier sistema 4. Identifica factores externos como condiciones especiales (ambientes corrosivos, explosivos, etcétera) 5. Checa las entradas de aire, pues si no se cuenta con ellas para la correcta sustitución del aire viciado, es necesario proporcionar un sistema adicional de inyección de aire 6. Ten en cuenta el nivel sonoro producido por el equipo 7. Analiza el acoplamiento entre el elemento giratorio y el eje, el cual puede ser directo, o bien, con una transmisión de potencia mediante poleas y bandas

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DRENAJE DE AGUA I.

MARCO TEORICO Los costos de drenaje se han venido incrementando a lo largo de estos años debido a la inflación y a la expansión de la mina. El incremento en el conocimiento y en la eficiencia para la reducción del riesgo de inundaciones repentinas para mejorar la estabilidad y para reducir los costes de desaguado y de explotación es una meta en muchas operaciones mineras de interior. Para controlar las aguas subterráneas durante las labores de construcción de pozos de mina, debe realizarse un reconocimiento de los eventuales problemas hidrogeológicos de forma temprana y, por supuesto, antes de que el revestimiento del pozo haya sido completado. Es recomendable siempre realizar un sondeo a lo largo de toda la longitud de la traza del pozo. Además de determinar todos los factores geológicos importantes para la estabilidad estructural, la selección del método de excavación y las necesidades de revestimiento, la permeabilidad de la roca y los perfiles de presión hidráulica deben ser igualmente evaluados. Para pequeñas filtraciones, la construcción de pequeños desagües y sumideros y el bombeo desde el propio pozo pueden ser suficientes. Para entradas de mayor envergadura, se requerirá́ acudir a procedimientos para reducir las filtraciones. Los métodos habituales incluirán:   

Instalación de pozos de desaguado alrededor del pozo de mina. Inyecciones en las zonas de mayor permeabilidad en la roca. Congelación en avance durante la excavación del pozo de mina.

Cuando existen varios acuíferos, la realización de ensayos de bombeo individualizados y separados puede resultar muy costosa. Un procedimiento para reducir este costo incluye la perforación de un pozo hasta el acuífero más profundo, la instalación de un entubado y el cementado del pozo hasta la superficie. Se procede a continuación a realizar sucesivos ensayos de bombeo ascendiendo paulatinamente de abajo hacia arriba. En la mina el bombeo de agua para el drenaje de mina se realiza normalmente con tres tipos de bombas. • • •

Bombas sumergibles (aire o eléctricas) Bombas centrifugas Bombas verticales

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BOMBAS SUMERGIBLES (AIRE O ELÉCTRICAS) Una bomba sumergible es una bomba que tiene un impulsor sellado a la carcasa. El conjunto se sumerge en el líquido a bombear. La ventaja de este tipo de bomba es que puede proporcionar una fuerza de elevación significativa pues no depende de la presión de aire externa para hacer ascender el líquido. Características y funcionamiento Un sistema de sellos mecánicos se utiliza para prevenir que el líquido que se bombea entre en el motor y cause un cortocircuito. La bomba se puede conectar con un tubo, manguera flexible o bajar de los carriles o de los alambres de guía de modo que la bomba siente en "un acoplador del pie de los platos", de tal forma conectándola con la tubería de salida. • • • •

Diseñados para servicios industriales, municipales, marinos y agricolas Capacidades hasta de 1500GPM Temperaturas de 120 F. Presiones hasta de 275 PSIG.

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BOMBAS CENTRIFUGAS también denominada bomba rotodinámica, es actualmente la máquina más utilizada para bombear líquidos en general. Las bombas centrífugas son siempre rotativas y son un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor en energía cinética o de presión de un fluido incompresible. El fluido entra por el centro del rodete o impulsor,1 que dispone de unos álabes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba. Debido a la geometría del cuerpo, el fluido es conducido hacia las tuberías de salida o hacia el siguiente impulsor. Son máquinas basadas en la Ecuación de Euler. Las Bombas Centrífugas se pueden clasificar de diferentes maneras: • • • • •

Por la dirección del flujo en: radial, axial y mixto. Por la posición del eje de rotación o flecha en: horizontales, verticales e inclinados. Por el diseño de la coraza (forma) en: voluta y las de turbina. Por el diseño de la mecánico coraza en: axialmente bipartidas y las radialmente bipartidas. Por la forma de succión en: sencilla y doble.

Aunque la fuerza centrífuga producida depende tanto de la velocidad en la periferia del impulsor como de la densidad del líquido, la energía que se aplica por unidad de masa del líquido es independiente de la densidad del líquido. Por tanto, en una bomba dada que funcione a cierta velocidad y que maneje un volumen definido de líquido, la energía que se aplica y transfiere al líquido, (en pascales, Pa, metros de columna de agua m.c.a. o o pie-lb/lb de líquido) es la misma para cualquier líquido sin que importe su densidad.

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BOMBAS VERTICALES Las bombas con eje de giro en posición vertical tienen, casi siempre, el motor a un nivel superior al de la bomba, por lo que es posible, al contrario que en las horizontales, que la bomba trabaje rodeada por el líquido a bombear, estando, sin embargo, el motor por encima. PARÁMETROS DE OPERACIÓN   

Caudal hasta 25.000 (m3/h) Altura hasta 700 (m) Potencia hasta 2.500 (kW).

BOMBAS VERTICALES DE FUNCIONAMIENTO EN SECO. - En las bombas verticales no sumergidas, el motor puede estar inmediatamente sobre la bomba, o muy por encima de ésta. El elevarlo responde a la necesidad de protegerlo de una posible inundación o para hacerlo más accesible si, p. ej., la bomba trabaja en un pozo. El eje alargado puede ser rígido o flexible por medio de juntas universales, lo que simplifica el siempre difícil problema del alineamiento. Se emplean muy a menudo las mismas bombas horizontales modificadas únicamente en sus cojinetes. La aspiración es lateral, (horizontal); en las bombas grandes, frecuentemente, es por abajo, aunque a veces se transforma en lateral mediante un simple codo. La ventaja de las bombas verticales es que requieren muy poco espacio horizontal que las hace insustituibles en barcos, pozos, etc.; sin embargo, se necesita un espacio vertical superior suficiente para permitir su cómodo montaje y desmontaje. Para bombas de gran caudal, la construcción vertical resulta en general más barata que la horizontal. Las bombas verticales se emplean normalmente en aplicaciones marinas, para aguas sucias, drenajes, irrigación, circulación de condensadores, etc

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CONCLUSIONES o

La ventilación debe ser fundamental en toda mina, ya que es quien garantiza las condicione

o

s necesarias para un óptimo entorno en término de las condiciones atmosféricas de la mina.

o

Es necesario establecer los requerimientos de aire para la explotación minera de acuerdo al personal en la mina, la dilución de gases tanto metano propio de la explotación como los generados por voladura y el control de polvo.

o

Garantizar una buena sección al interior de la mina, así como buenas condiciones de las puertas y cortinas de ventilación, es necesario para un correcto funcionamiento de ventilación.

o

Se deben mantener las vías de ventilación bajo constante mantenimiento y libre de obstáculos que puedan generarle resistencia al caudal de aire que circula en la mina.

o

Los trabajos antiguos deben aislarse del circuito principal de ventilación.

o

Se propone la conformación de un grupo encargado de la ventilación para cada mina, el cual deberá realizar como mínimo una medición global del estado de la mina por semana. La medición deberá contemplar caudal, temperatura, resistencia y monitoreo de gases.

o

El agua es una las causas que originan deslizamientos de grandes masas de roca debido a que aumenta su peso y por consecuente su rotura del macizo rocoso.

o

Drenar es una buena opción para corregir estos eventos que originarían pérdidas económicas, humanas entre otras.

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