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ventilación de minas
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DUCTOS DE DUCTOS DE VENTILACION VENTILACION
DE MINASDE MINAS
Ing. Octavio Monteverde Ortega
VENTILACION DE MINAS
AIRE DE MINA :
* Composición
* Regulaciones
VENTILACION :
* Conceptos teóricos
* Sistemas de ventilación
DISEÑO :
* Cálculos
* Dimensionamiento
* Equipos
* Operación
Ventiladores
Ductos
Otros
FORMA Y DIMENSIONES :
* Cilíndrica
* Elíptica
* Elipsoide
TIPOS DE DUCTOS :
* Insuflación
MATERIALES :
* Tipos
* Características
* Rugosidad
FABRICACIÓN :
* Modelos
* Detalles
ACCESORIOS
* Requer. aire
* Espacios disp.
* Succión
* Resistencias tensiles
* Costo – Beneficio
* Unión de tramos
FORMA Y DIMENSIONES
200
20
100
20
350
400
ø40”
ø36”
ø30”ø24”
ø18”
M inerales
Equipos
G alería
Ductos
10
FORMA Y DIMENSIONES
200
20
50
20
300
300
Equiv.ø30”
Equivø20”
ø20”
ø18”
10M inera les
Equipos
G alería
D uctos
FORMA:
- Cilíndrica
- Elíptica
- Elipsoide
- Cuadrada / rectangular
DIMENSIONES:
- Requerimiento de aire
- Espacios disponibles
FORMA Y DIMENSIONES
EXTRACCION
20’6m
d 80 ’25m
ancho
A ire com prim idoArea m al ventilada
INSUFLACION
20’6m
d 30 ’10m
ancho
GA
LER
IA P
RIN
CIP
AL
TIPO 1
TIPO 2
SUCCION
20’6m
d 100’30m
ancho
A ire com prim idoArea m al ventilada
GA
LER
IA P
RIN
CIP
AL
TIPO 3
INSUFLACION - SUCCION
20’6m d 200’
60m
ancho
d anchod 30’10m
Tabique(opcional)G
ALE
RIA
PR
INC
IPA
L
TIPOS
DUCTOS PARA VENTILACION POR:
INSUFLACION
- Flexibles- Colapsibles- Rígidos
SUCCIÓN
- No colapsibles- Con armaduras- Rígidos
MATERIALES QUE SUELEN USARSE, ORDENADOS DE MAYOR A MENOR RUGOSIDAD
- Yute enjebado- Yute impregnado- Fibra de vidrio reforzada- Acero oxidado- Arpillera impregnada- Tocuyo enjebado- Tocuyo impregnado- Membranas vinílicas- Membranas de polietileno- Acero pulido
MATERIALES
MEMBRANAS UTILIZABLES EN DUCTOS DE VENTILACIÓN
Unid Rafia 200 Rafia 300 KP1000 MP10718 SP11226
TEJIDO- material- tenacidad- denier de hilo- densidad
--
denierhilo x pg.
PEmedia1000
14 x 14
PEmedia1500
16 x 16
PESalta
10007.6 x 10
PESalta
100018 x 18
PESalta
100031 x 31
LAMINAS- material básico- aditivos : * anti-UV * anti-hongos * anti-oxidante * retardante de llama
-
nivelnivelnivelnivel
PE
alto---
PE
alto---
PVC
altoaltoalto
medio
PVC
altoaltoalto
medio
PVC
altoaltoalto
medio
MEMBRANAS- construcción: lámina A / tejido / lámina B- adherencia lámina/tejido- peso- espesor- resistencia a la tensión hasta rotura- elongación hasta rotura- resistencia al desgarre- durabilidad
-
kg/5 cmgr/m2mm
kg/5 cm
%Kg
años
SI
-2000.3085
-151
SI
-3000.40165
-202
SI
4.06900.60135
22258
SI
4.56800.64280
205510
SI
2.08850.78440
207020
PES = poliéster, PE = polietileno
RUGOSIDAD DE LAS MEMBRANASFLUJO DE AIRE EN EL DUCTO :
Buscar el material con la menor rugosidad de superficie interior
Flu jo lam inar F lu jo turbu lento
M ateria lrugosidad
A ireviscosidad
1 2 43
REDUCIR IMPEDIMENTOS AL FLUJO
100 cm
ELECCION DE MEMBRANA CONSIDERANDO SUS RESISTENCIAS TENSILES
Datos:
1.- Diámetro del ducto ø1 = 24” (0.61 m.)ø2 = 24” (1.52 m.)
2.- Caudal de aire Q1 = 16,000 CFM ( 7.547 m3/seg)Q2 = 50,000 CFM (23.47 m3/seg)
3.- Presión total del ventilador PT1 = 220 mm H2O (220 kg/m2)PT2 = 420 mm H2O (420 kg/m2)
4.- Densidad del aire = 1.2 Kg/m3 (varia en cada lugar)
5.- Aceleración de la gravedad g = 9.81 m/seg2 (varia en cada lugar)
Cálculos:
Presión Total = Presión dinámica + Presión estática
PT = PD + PS
Presión dinámica (PD):
PD = x V2
2g
PD = 1.2 kg/m3 x (25.824 m/seg)2 = 40.388 kg/m2 = 40 mm H2O 2 x 9.81 m/seg2
Presión estática (PS):
PS = PT – PD PS = 220 kg/m2 – 41 kg/m2 = 179 kg/m2
Tensión de tracción en el sentido de la circunferencia (TC):
TC = r x PS TC = 0.305 m x 179 kg/m2 = 54.595 kg/m
La resistencia a la tensión se expresa usualmente en kg/5 cm
TC = 2.730 kg/5 cm
Con Factor de Seguridad = 10 TC Necesario (1) = 27.3 kg/5 cm.
TC Necesario (2) = 155.8 kg/5 cm
ELECCION DE MEMBRANA CONSIDERANDO SUS RESISTENCIAS TENSILES
Donde: V = Q = 7.547 m3/seg = 25.824 m/seg A π x (0.305 m)2
Tensión de tracción en el sentido horizontal (TH):
TH = 1r x PS
2
TH = 1 x 0.305 m x 179 kg = 27,295 kg 2 m2 m
Expresado en kg/5 cm
TH = 1.365 kg/5 cm
Con Factor de Seguridad = 5
TH Necesario (1) = 6.8 kg/5 cm TH Necesario (2) = 39.0 kg/5 cm
ELECCION DE MEMBRANA CONSIDERANDO SUS RESISTENCIAS TENSILES
ELECCION DE MEMBRANA CONSIDERANDO SUS RESISTENCIAS TENSILES
Materiales
Resistencia a
Tracción
kg/5cm
Desgarre
Kgs
Rafia Recubierta 200 gr/m2
Rafia Recubierta 300 gr/m2
Vinilona KP1000
Vinilona MP10718
Vinilona SP11226
85
165
135
280
440
15
20
25
55
70
Requerido Caso (1) 28 7
Requerido Caso (2) 156 39
Todas son elegibles para el Caso (1)Solo dos vinilonas para el Caso (2)
AGRESIONES EXTERNAS
EXPLOSIONESEsquirlasOndas sonoras
MICROAMBIENTETemperaturaComposición química
ROZAMIENTOSTransporte Almacén - MinaVehículos en interior mina
FACTOR HUMANOManejo displicente o maloVandalismo
COSTO - BENEFICIOPeso
Ducto
ø24” x 15m
Kgs
Precio $ Durab
años
Costo Final
del ml
$/año
Otros
Beneficiosm2. memb.
ml Ducto
ø 24”
Rafia PE Recub.
200 gr/m2
Rafia PE Recub.
300 gr/m2
Vinilona
KP1000
Vinilona
MP10718
Vinilona
SP11226
32
38
90
89
113
1.2
1.6
7.2
9.0
13.8
2.3
3.1
13.8
17.2
26.4
1
2
8
10
20
2.3
1.6
1.7
1.7
1.3
Operatividad
Operatividad
Menos pérdidas
Menos pérdidas
Menos pérdidas
DETALLES DE FABRICACION DE DUCTOS DE INSUFLACION
D uctoU nión de pañosExtrem os
U nión de tram os
Pestaña desuspensión
Líneade co lgaduraAccesorio de colgadura
DETALLES DE FABRICACION DE DUCTOS DE SUCCIONREFUERZO EN ESPIRAL CONTINUO
REFUERZO CON AROS DE PVC O FIERRO
PESTAÑA DE SUSPENSIÓN
UNION DE PAÑOS
TERMOSELLADOCON AIRE CALIENTE
TERMOSELLADOCON CUÑA CALIENTEO BARRA CALIENTE
SELLADO PORALTA FRECUENCIA
PEGADO CONADHESIVO
COSTURACON HILO
UNION DE TRAMOS
EXTREMOS CON AROS DE PVCO BARRA DE FIERRO
UNION POR EMBUTICIÓN
EXTREMOS CON AROS DE PVCO BARRA DE FIERRO
UNION POR EMBUTICIÓNASEGURADA CON ALAMBRE,DRIZA O COLLARÍN
EXTREMOS CON VELCRO
UNION POR EMBUTICIÓN
EXTREMOS CON CIERRE DE CREMALLERADE CARRO DESPRENDIBLE
UNION A TOPE
UNION DE TRAMOS
EXTREMOS CON AROS DE BARRA DE FIERRO
UNION POR EMBUTICIÓNASEGURADA CON MORDAZAS
EXTREMOS CON AROS DE BARRA DE FIERRO
UNION A TOPEASEGURADA ENTRE ARO INTERNOY ABRAZADERA EXTERNA
EXTREMOS CON AROS DE BARRA DE FIERRO
UNION A TOPECOMPRIMIDA CONABRAZADERA EXTERNA
ACCESORIOS
1 m
1 m
2D
CURVA DE 4 SECCIONES
1 m 1 m3.14 D
1 m
2 D2D
1 m 2 D
C odo liso 90ºC odo liso 60ºC odo liso 45º
CODO CORRUGADO
D
ACCESORIOS
5 m ts
REDUCCIONES
TE
YE