INTRODUCCION Para Para hace hacerr fren frente te a la mayo mayorr dema demand nda a de mate materi rias as prim primas as y el aume aument nto o continuo del costo de producción, en las últimas décadas, la industria minera sopo soport rtó ó una una recon reconst stru rucc cció ión n tota total, l, en base base a su comp comple leta ta meca mecani niza zaci ción ón y eficiencia de sus actividades. Con el aumento de la producción y masificación de sus operaciones, crecieron las las difi dificu cult ltad ades es en la vent ventil ilac ació ión n subt subter errá ráne nea, a, haci hacien endo do disc discut utib ible le las las condiciones de trabajo que la minera subterránea ofertaba. !os trabaj trabajos os de ventil ventilaci ación ón en las minas minas subter subterrán ráneas eas tienen tienen por objeti objetivo vo suministrar permanentemente a las labores, suficiente aire fresco en función a las las nece necesi sida dade des, s, de modo modo que que la atmó atmósf sfer era a o ámbi ámbito to en dich dichas as zona zonas s manten"a sus condiciones termo#ambientales acordes a la se"uridad, la salud y rendimiento del trabajador.
1
CAPITULO I CALCULO DE LA DEMANDA DE AIRE FRESCO EN INTERIOR MINA $odo %istema %istema de &entilación, &entilación, parte del conocimiento conocimiento y definición definición de los requerimientos de aire fresco o caudal de aire, a fin de satisfacer necesidades operativas propias de los diferentes trabajos encomendados, equipos, accesorios, etc. Para los efectos del presente captulo se desarrollará el si"uiente procedimiento'
2.1 Para minas minas metálica metálicas s y n metálic metálicas as !e"ce#t !e"ce#t car$%n&' car$%n&' (n toda unidad minera subterránea subterránea en operación, debe calcularse los requerimientos de aire fresco para el personal que labora en interi erior mina, si conta ntaran con equipo uipos s dies diese el auto utorizados ados )sco )scoopt optra ram, m, telet teletra ram, m, volq volque uetes tes,, camio camionet netas, as, etc.* etc.* y en minas minas operativamente convencionales donde las condiciones ambientales no son las adecuadas, se calcularán los requerimientos de aire fresco para la dilución de los contaminantes. Para el caso la demanda de aire será calculable de la si"uiente manera.
2.1.1
Para el pe personal: %e utiliza la si"uiente relación'
Q1
=
n ∗ q1
3 m / min
+onde' n' úmero de trabajadores en interior mina. %e considera el número mayor presente en determinado momento del da y está está dado dado por por la suma suma de trab trabajad ajadores ores de todos los departamentos o secciones, incluyendo a la supervisión, visitantes, trabajos eventuales )mecánicos, muestreros, electricistas, etc.* q- ' Cant antidad dad mnim nima de aire nec necesar esariio para ara cada traba abajado ador, en bas base al al rt rt. /0 /012 del 3%e45 e45 , •
•
m 3 / min 6 7.0 para minas que se encuentran hasta -800 msnm 6 1./ para minas que se encuentran entre -800 y 7000 msnm 6 8.- para minas que se encuentren entre 7000 y 1000 msnm 6 9.0 para minas que se encuentren sobre los 1000 msnm +e acu acuer erdo do al al C:% C:% )5a )5anu nual al de de ;und ;undam ament entos os de 4i"ie 4i"iene ne :ndustrial*, se inhala 1.7 a <.0 litros de aire por minuto )en 2
reposo y en ejercicios violentos de corta duración respectivamente*. (n las minas del Perú se considera que el trabajador inhala un má=im á=imo o de 80 lt>m lt>min in )0. )0.080 080 m 3 / min * de aire, aire, trab trabaja ajando ndo moderadamente. Considerando que la mayor parte de los trabajos en interior mina son de condiciones ambientales diferentes a los trabajos en supe superf rfic icie ies s y asum asumie iend ndo o por por e=ce e=ceso so que que el trab trabaj ajad ador or,, cualquiera sea la cota de trabajo, consume -00 lts>min )0.3 m / min * de aire fresco )en base a estudios del C:% y otros autores, se tiene lo si"uiente'
COTA DE TRABAJO
CAUDAL REQUERIDO POR TRABAJADOR
CAUDAL CONSUMIDO POR TRABAJADOR
CAUDAL CONSUMIDO POR TRABAJADOR
msnm
3 m / min
m 3 / min
3 m / min
%
7.00
0.-0
/.?
?9.9@
1./
0.-0
1.-
[email protected]
8.-
0.-0
8.0
?<.01
9.0
0.-0
8.?
?<.77
4asta -800 -800 a 7000 7000 a 1000 1000 a más
PORCENTAJE AIRE FRESCO NO CONSUMIDO POR TRABAJADOR
Cuadro que muestra que el trabajador sólo consumirá el 7A del volumen de aire fresco que realmente se le abastece. 3ealizando un análisis de abastecimiento>consumo )oferta>demanda* de aire fresco para una mina que se encuentra entre 0 y -800 msnm, se tiene' (l abastecimiento normado es de 7 m 3 / min )7000 lt>min* por trabajador. (n este caudal, el contenido de o="eno, elemento vital para el or"anismo, es apro=imadamente la quinta parte, es decir 0.9 m 7 )900 lt>min*. 3
(l aire que in"resa al or"anismo contiene /0.?8A de o="eno en volumen y el e=halado -9.00AB de o="eno es decir, se consume realmente' →
/0.?8 -9 6 1.?8 /0.?8 1.?8
-00A = ⇒ =
6 /7.97A
!ue"o ' 900 !t>se" =
-00A /7.97A
!ue"o el consumo de o="eno por trabajador será' = 6 -1-.@< lt>se" %intetizando'
A(ASTECIMIENTO AIRE FRESCO lt)min CONTENIDO DE O*I+ENO lt)min CONSUMO DE O*I+ENO POR TRA(A,ADOR lt)min
2.1.2 .1.2
0#-800 msnm
-800# 7000 msnm
7000# 1000 msnm
1000#a más msnm
7000
1/00
8-00
9000
900
<10
-0/0
-/00
-1-.@<
-?<.1?
/1-.07
/<7.89
Para Para los los equ equip ipos os dies diesel el aut autor oriz izad ados os:: (n caso aso de empl emplea earrse equi equip pos diese iesell aut autoriz oriza ados dos por por el 5inisterio de (ner"a y 5inas, se utiliza la si"uiente fórmula' 4
Q2
=
3 ∗ ( P − ( P ∗ %)) : m 3 / min
+onde' 7' Cantidad de aire circulante por cada 4P que desarrollen los equipos )rt. /012 del 3e"lamento de %e"uridad e 4i"iene 5inera, m7>min*. P' Potencia o 4P de placa desarrollados por el total de vehcu vehculos los diesel diesel autoriz autorizados ados que trabaja trabajan n en interio interiorr mina. A' Porcentaje de corrección de la potencia por altura de trabajo. !os fabricantes de equipos diesel determinan que la potenc potencia ia de sus motor motores es son refer referidos idos al nivel nivel del mar y que que la pot potencia de un moto otor de cuat uatro tiem tiempo pos s )que )que son son los los que que mayo mayorm rmen ente te trab trabaj ajan an en interior mina*, disminuye un -A por cada -00 metros de altura de trabajo. •
•
•
2.1.3 .1.3
Para Para Dilu Diluci ción ón de Cont Contam amin inan ante tes: s: 3equerimientos adicionales de aire fresco a tenerse en cuenta en minas en que los a"entes contaminantes presentes en el ambiente de trabajo pueden causar molestias o daDos a la salud. $eni eniendo ndo en cuent enta el alt alto costo de ventilaci ación e=is e=isttent entes en det determ ermina inadas das mina minas, s, en al"u al"uno nos s casos asos es opcional, la relación utilizada al respecto comprende'
Q3
=
A ∗V ∗ N : m 3 / min
+onde' 6 %ección media de los conductos )"aleras, chimeneas, rampas, ductos, etc.* por donde realmente circula el aire con fines de ventilación, m/. A = a ∗ h ∗ feg •
a 6 ncho medio del conducto, m h 6 ltura media del conducto, m fe" 6 ;actor de corrección "eométrica en atención a la cantidad cantidad de mineral que se deja in situ a fin de dar forma de arco al techo, los valores oscilan entre 0.< 0.< )cua )cuand ndo o se deja deja much mucho o mas mas mine minera rall de lo pro"ramado in situ en el techo y cajas, dejando una sección muy irre"ular y fuera de estándares por defecto*, 0.? )cuando se deja la cantidad de miner ineral al conv conven enie ien nte en el tec techo* ho* y -.- a -./ -./ )cuando se rompe más mineral de lo pro"ramado 5
en cajas y tech echo, dej dejando una una sección muy irre"ular y fuera de estándares por e=ceso*. & 6 &elocidad del flujo de aire en los conductos )rt. /012 del 3%e45* 3%e45* /0 a /80 m>min. m>min. cuando cuando se utiliza utiliza dinamita dinamita /8 a /80 m>min. m>min. cuando se utiliza ;E 6 úme úmerro de nive nivele les s en oper operac ació ión n o por por dond donde e circula continuamente el personal.
Ejemplo práctico: (n la 5ina 5adri"al, en la "uardia de da y en el horario de mayor concentración de personal y equipo diesel, se cuenta con los si"uientes si"uientes números de trabajadores trabajadores y equipos, en los 7 niveles en operación'
5ina Feolo"a :n"eniera %e"uridad 5aestranza (lectricidad Faraje Etros $E$!
-< -8 8 -1 -9 < -8
-09 tr t rabajadores trabajadores trabajadores trabajadores trabajadores trabajadores trabajadores trabajadores -?@ trabajadores
/ !4+ con potencia de placa de -/8 4P cada uno. / !4+ con potencia de placa de --0 4P cada uno. / volq volque uete tes s de de baj bajo o per perfi fill de -/8 4P cada cada uno. uno. $E$! @/0 4P Cota 1,790 msnm %ecc %ecció ión n de las las labor labores es Faler Faleras as /.-0G/.70G0.?61.78 m/ $ajos ajos 7.0 7.00G/. 0G/.80 80GG0.?6 0.?69 9.@8 .@8 m/ Chimeneas -.80G-.80G0.?6/.07 m/ 3ampas 7.80G1.00G0.?6-/.9 m/ Promedio' /8.@7>1 6 9.17 m/ (=plosivo utilizado
+inamita
4allar los requerimientos de aire
Solución: 6
H- 6 9 G -?@ trabajadores 6 -,- m 3 / min H/ 6 7 G @/0 )@/0 G 0.179* 6 -,/-< m 3 / min H7 6 9.17 m/ G/0 m>min G 7 niveles 6 7<8.< m 3 / min
TOTAL TOTAL - 2/0 2/0 m 3 / min 2.2
Para minas e car$%n' !a denominación minas de carbón, comprende las de carbón propiamente dicho y las de todo combustible mineral sólido. Para el caso se realiza el requerimiento de aire teniendo en cuenta las si"uientes relaciones.
2.2.1
Para el pe personal: %e utiliza la si"uiente relación'
Q1
=
n * q1 :
m 3 / min
+onde' 6 úmero de trabajadores en interior mina. +e acuerdo al rt. /082 del 3%e45 se dividirá la mina en secciones )circuitos independientes* de tal manera que en nin"una de ella ellas s se encu encuen entr tren en simu simult ltán ánea eame ment nte e mas mas de -00 -00 trabajadores. q1 6 Cantidad mnima de aire necesaria por hombre )rt. /082 del 3%e45*' 6 1.80 m 3 / min cuando las minas se encuentran encuentran hasta -800 msnm 6 9.70 m 3 / min cuando las minas se encuentran de -800 a 7000 msnm 6 @.98 m 3 / min cuando las minas se encuentran de 7000 a 1000 msnm •
•
3 m / min cuando las minas se encuentran sobre 6 ?.00
los 1000 msnm (n zonas I"aseosasJ )cuando )cuando la concentración concentración del "as metano es superior a 8000 partes por millón de acuerdo al rt. /092 del 7
3%e45 la cantidad de aire por persona será el doble de la seDalada en el rt. /012*.
2.2.2 .2.2
Para Para los los equ equip ipos os dies diesel el aut autor oriz izad ados os:: %e si"ue el mismo procedimiento que el tem /.-./
2.2.3 .2.3
Para Para dilu diluc ción ión de cont contam amin inan ante tes: s: %e si"ue el mismo procedimiento que el tem /.-.7 !a sumatori oria de estas demanda ndas, será el caudal dal total requerido.
2.33 2.
Para Para mina minass e e car car$% $%n n cn cn al alt t cnt cnten eni i e 4as 4ris 4ris5' 5' %e aplican las si"uientes relaciones de importancia.
2.3.1 .3.1
Seg Segn n el con consumo sumo de e!pl e!plo osi"o si"os: s: %e tiene la si"uiente relación a aplicarse.
Q1
=
(12.5 * A * B) / t :
m 3 / min
+onde' 6 Cantidad de e=plosivo por disparo, K" L 6 &olumen convencional de CE "enerado por - K" de (=plosivo, 10 lt. t 6 $iempo de ventilaciónB 70 minutos en voladuras Conv Conven enci cion onal ales es y 1<0 1<0 a -,/0 -,/00 0 min min en vola voladu dura ras s masivas. Segn egn la produ roducc cciión de Ca Car#ón r#ón:: • •
•
2.3.2 .3.2
Para el caso se aplica la si"uiente relación'
Q2
=
q * T * b :
3 m / min
+onde' •
q 6 Caud audal de aire fresc esco reque equerrido por la mina en 3 m / min por cada m 7 de mineral e=trado de acuerdo
a la si"uiente cate"ora de la mina. 8
DESPRENDIMIENTO DE CAUDAL DE CATE+OR6A +RIS7 EN M3 DE +AS RE8UERIDO DE LA MINA POR M3 DE MINERAL MINERAL m 3 / min E*TRAIDO
AIRE
:
4asta @ m7
-.1
::
@ a-1 m7
-.@8
:::
-1 a /- m7
/.-0
5ás de /- m7
+ebe ser tal que el contenido de C41 en la corr corrie ient nte e de sali salida da no e=ceda de @800 ppm y el Caudal de aire requerido debe ser mayor que /.-0
:&
$ 6 Producción por da de carbón, m7 b 6 Coeficiente de irre"ularidad de la producción. Escila de -.08 a -.-8.
2.3.3 .3.3
Seg Segn n el el des despr pren endi dimi mien ento to de gas gris gris: : %e tiene la si"uiente relación a utilizar.
Q3
=
V /(14.4 * C ) :
3 m / min
+onde' •
•
& 6 &olumen por da de "as desprendido por el carbón, m7 C 6 !mite permisible del "as "risú, "risú, 0.80 A dato particular del Perú.
9