1. CLCULO DE LA RED DE VENTILACIN MINA ALTIPLANO MANTO 3 (RAQUIRA).Para el clculo del caudal de ventilacin de la mina Altiplano, es necesario tener en cuenta trminos tales como, caudal requerido para personal, desprendimiento de metano, equipos y maquinas de combustin, caudal necesario para explosivos, los cuales sern analizados y calculados a continuacin.

1.1. Calculo de caudales.

1.1.1. Clculo del caudal de aire necesario segn desprendimiento de metano (QCH4). Para una produccin de 96 ton/da, la expresin matemtica que nos determina el caudal necesario por desprendimiento de metano ser la siguiente:

(1)

Donde:

q = Volumen de gases que se desprenden en la mina en 24 horas (m3).

P = Norma de contenido de metano en el aire, 1% segn reglamento Decreto 1335.

QCH4 = Caudal necesario para el desprendimiento de metano.

q = Produccin diaria a

Donde a es el volumen de gas que se desprende en 24 horas

En la regin segn archivos de la cooperativa COOPROCARBON se tiene un desprendimiento mximo de metano de 4 m3/ton; A. Novitsky recomienda tener en cuenta un desprendimiento de gas por da de 5 m3/ton,

En el siguiente cuadro aplicando la ecuacin 1 tenemos el caudal necesario para las distintas desgasificaciones, cabe resaltar que hasta el momento en la mina Altiplano tanto para manto 3 como para manto 6 no se ha registrado presencia de gas metano, sin embargo se tendr en cuenta como medida de seguridad:

Cuadro 1. Caudal requerido en la mina Presidente por desprendimiento de metano.

Volumen de Gas desprendido en 24 horas a

(m3/ton)Caudal segn desprendimiento de metano QCH4(m3/min.)

2163,88

3245,83

4327,77

5409.72

6491,66

8655,55

10819,44

12983,33

Fuente: Resultados de la Investigacin

Teniendo el valor a propuesto por Novitsky, que hemos confirmado por investigaciones de minas colombianas que desgasifican gris, como es el caso de la mina La Chapa, cuyos estudios de desgasificacin fueron analizados por Aceras Paz del Ro, en 1974 por la Subdivisin de Ingeniera y el Departamento de Ventilacin, proponemos una desgasificacin para el manto 3 en el proyecto Altiplano de 5 m3/ton. Para un caudal de aire, segn la tabla anterior, de 410 m3/min.

1.1.2. Clculo para respiracin del personal (Qp). Para efectos de clculo del caudal de aire necesario para la totalidad de personal, tomando en consideracin el turno de mayor personal, siendo este el de picada, distribuido en cada uno de los frentes y labores, entre picadores, paleros, supervisores e ingenieros. Para este clculo se establece la siguiente expresin: Qp = 3 m3/min. n (2) Teniendo esta expresin y sabiendo que la totalidad del personal que labora en la mina en el turno de mayor influencia es de 47 personas y dado que segn norma reglamentaria decreto 1335 se establece que se deben suministrar 6 m3/min para cada hombre bajo tierra a una altura superior a los 1500 m.s.n.m.

Sabiendo esto y resolviendo la formula ya mencionada, se tiene:

Qp = 282 m3/min.

1.1.3. Clculo para consumo de explosivos (Qexpl). En minas de carbn que tengan elevado consumo de explosivo se basa este clculo en dos valores:

-Formacin de 0,040 m3 de productos txicos por la voladura de 1 Kg., de explosivo.

-Tiempo de ventilacin no mayor de 30 min. Con excepcin de explosiones en masa; o sea el tiempo dentro del turno, que gasta el minero en regresar al frente despus de haber realizado la voladura.

De acuerdo al reglamento de seguridad 1335 de 1987, los productos txicos de la explosin deben ser diluidos a no ms de 0,008% en volumen, entonces se obtendr que el caudal del aire por llevar al frente de trabajo debe ser:

Qexpl (3)

Donde:

A = Cantidad de explosivo en la voladura en Kg.= 4 Kg

a = 0,040 m3/kg.

t = Tiempo de pausa entre la voladura y el regreso al frente o tiempo de ventilacin en minutos.= 30min

= Cantidad de aire necesario en m3/min.

Resolviendo la ecuacin tenemos que el consumo de explosivo es de 66.66 m3/min

1.1.4. Clculo por maquinaria (Qm). En las labores subterrneas donde haya transito de maquinaria Diesel, debe haber el siguiente volumen de aire por contenido de CO en los gases de exosto.

- 6 m3/min. Por cada H.P: de la mquina, cuando el contenido de monxido de carbono en los gases del exosto no sea superior a 0.12%.

- 4m3/min. Por cada H.P. de la mquina, cuando el contenido de monxido de carbono en los gases del exosto no sea superior de 0.08%.

En la mina Altiplano, no se tiene ni se proyectado utilizar maquinaria a combustin interna, por lo tanto la cantidad de aire necesaria para este parmetro es igual a 0 m3/min.

1.1.5. Calculo de caudal por material particulado (QMP). Para el clculo de caudal por material particulado se tiene en cuenta la siguiente expresin:

QeMP Donde:

QMP= caudal necesario para la dilucin del material particulado por m2S = Seccin libre de la va = 2.8 m2QeMP = 0.007m3/min

1.1.6. Caudal total que debe ingresar a la mina (QT): El caudal total necesario es el determinado por la suma de cada uno de los parmetros ya mencionados, teniendo en consideracin que se debe manejar un factor de seguridad de un 30%, que ser ajustado a la suma de los caudales para dicho calculo.

Qt= QCH4 +Qp+ Qexpl +Qm + QeMP (4)

QT= (Qt0.3)+Qt (5)

Por tanto se tiene en el siguiente cuadro se especifican los valores de cada uno de las parmetros

Cuadro 2. Caudal total requerido por la mina

ParmetroCaudal (m3/min.)

QCH4410

Qp282

Qexpl66.66

Qm0

QeMP0,007

Qt759

QT987

Fuente: Resultados de la Investigacin

A la mina se debe ingresar un caudal de 987 m3/min = 16,43 m3/seg.

1.2. Clculo de la resistencia total del circuito de la mina.

La resistencia es el grado de dificultad para transportar el aire de ventilacin en una mina de un lugar a otro, dependiendo de la seccin de la va, tipo de va (arco, madera, sin entibacin, libre sin accesorios con accesorios-vagonetas, transportadora), de su longitud y de su peso especfico.

Teniendo en cuenta que en las vas existir transporte de personal y de vagonetas consideramos un incremento del 10% de la Resistencia equivalente cuando la mina est trabajando.

Para efectos del clculo de la resistencia equivalente se tendr en consideracin el programa de clculo del Ing. Tomas Charris, donde se plantea que para una seccin, sostenida con madera se calcula la resistencia (R100)y la resistencia de la va (Rvia). De esta manera se calculara la resistencia de cada una de las vas, registradas en siguiente tabla.

VIALONGITUD(m)AREA(m2)R100 (miliweisbach)Rvia (weisbach)

Tambor Ventilacin

980,9788,89090,7731

Galera 210 sur1042,479,44260,0826

Tajo 3201 sur480,9788,89090,3786

Galera 220 sur112,042,663,84130,0715

Inclinado manto 31472,853,13440,0595

RTOTAL CORRGIDA

MINA1,0336

CALCULO DE LA RESISTENCIA

RTOTAL (VIA) = 1,3653 weisbach.

RTOTAL (VIA) = 1,3653*(1,1)

RTOTAL (mina) = 1,5018 weisbach.

(Wmina*R TOTAL (mina))/ Ws.n.m.= Rtotal (corregida)Rtotal (corregida)= (0,8259*1,0336)/1,2

Rtotal (corregida)= 1,0336 weisbach.

1.3. PRDIDA DE CARGA DEL CIRCUITO DE VENTILACIN.

La prdida de carga se define como la disminucin de la presin por frotamiento

del aire contra las paredes. Esta prdida corresponde a la transformacin de un

trabajo en calor. Para hallar la prdida de carga total de la mina se utiliza la

ecuacin:

(QT)2Donde:

= Prdida de carga de la mina mm C.A.

= resistencia equivalente total.

QT= Caudal total requerido por la mina= 986,25 m3/min.= 16,43 m3/seg.

Teniendo la resistencia de la mina y el caudal necesario para la operacin se

Procede a determinar la perdida de carga de la mina.

P = 1,0336*((986,25 m3/min)/60seg)2

P = 279 mm C. A.

1.4. Clculo de la abertura equivalente de la mina.

Se define abertura equivalente () de una mina, como la seccin de un orificio de pared delgada por el cual circulara un flujo de aire Q y se calcula por medio de la siguiente frmula:

Donde:

Peso especfico promedio del aire de la mina 0.8259 kg/m3.

=Caudal total requerido por la mina en 16,43 m3/seg.

=Prdida de carga de todo el circuito en mm C.A

= 0,348**(16,43 /)= 0,311 m2.

1.5. Clculo y seleccin del ventilador principal. El ventilador principal es aquel que suministra todo el caudal necesario que se requiere en la mina, teniendo en cuenta que una ventilacin suficiente y estable no puede obtenerse en una mina de alguna importancia si no es con ventiladores.

1.6 Clculo de la potencia til de la ventilacin. Para el clculo de la potencia til de la ventilacin tenemos la siguiente frmula la cual depende la prdida de carga y el caudal total requerido de la mina:Ptil=

Donde:

Ptil = potencia til en Kw

Prdida de carga del circuito en mm C.A.

= Caudal total requerido por la mina de 15,785m3/seg.

Putil= (279*16,43)/102

Putil= 45 Kw.

Putil= 60 HP.

2. PROPUESTA REDUCIR LOS CABALLOS DE FUERZA DEL VENTILADOR PRINCIPALComo bien se observa, una potencia til de 60 HP implica un ventilador de un tamao considerable para el estado actual de la mina, para lo cual analizando la resistencia total de la mina, pudimos observar que una seccin de 0,9 m2 para el tambor de ventilacin es muy reducida, para lo cual se propone una seccin de 1,44m2 disminuyendo as la resistencia de dicho tambor. Los clculos realizados se tienen a continuacin:VIALONGITUD(m)AREA(m2)R100 (miliweisbach)Rvia (weisbach)

Tambor Ventilacin

981,44262,59220,257

Galera 210 sur1042,479,44260,0826

Tajo 3201 sur480,9788,89090,3786

Galera 220 sur112,042,663,84130,0715

Inclinado manto 31472,853,13440,0595

RTOTAL CORRGIDA

MINA0,7464

Resistencia total corregida:

Teniendo en cuenta que la resistencia del tambor de ventilacin con la seccin propuesta, varia de 0,7731 weisbach a 0,257 weisbach, entonces tenemos que:

RTOTAL (VIA) = 0,986 weisbach.

RTOTAL (VIA) = 0,986*(1,1)

RTOTAL (mina) = 1,0846 weisbach.

(Wmina*R TOTAL (mina))/ Ws.n.m.= Rtotal (corregida)Rtotal (corregida)= (0,8259*1,0846)/1,2

Rtotal (corregida)= 0,7464 weisbach.

Prdida de carga del circuito de ventilacin:

(QT)2P = 201,4868 mm C. A.

Clculo de la abertura equivalente de la mina:

Donde:

Peso especfico promedio del aire de la mina 0.8259 kg/m3.

=Caudal total requerido por la mina en 16,43 m3/seg.

=Prdida de carga de todo el circuito en mm C.A

= 0,348**(16,43 /)= 0,366 m2.

Clculo de la potencia til de la ventilacin

Ptil=

Putil= (201,4868*16,43)/102Putil= 33 Kw.

Putil= 44 HP. CHARRIS, Toms. Fundamentos de Ventilacin en Labores Subterrneas.217p

VIDAL, Vctor. Laboreo de minas. Tomo 2. 380p

CHARRIS,Op.cit.237p

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_1349275191.unknown

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