39235 Materialdeestudio Tallerdiap1 31

1

TALLER VENTILACION DE MINAS DR. Felipe Calizaya Consultor Intercade

2

ESTIMACION DE CAUDALES REQUERIDOS 4. Minado por Salones (Open stope) Pozo de Escape

Ventiladores Primarios Pozo de Salida

1 2

Rampa

3

Producción 4

Desarrollo

5

Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

2 3

TAJEO EN RETIRADA

Chimenea de Salida

Tajo Abierto

Producción: 1500 tpd de 4 tajos

Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

4

TAJEO EN RETIRADA

Sección Vertical Barreneo y carguio del nivel superior

Tajo en Desarrollo

Nivel de Perforación Acarreo con palas

25 m

Tajo Activo

Nivel de Producción

Tajo con Relleno

¿Cuanto de aire se necesita ?

Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

3 5

TAJOS Y FRENTES ACTIVOS Qo = 21 m3/s

Qo = 17 m3/s

Tajo 1

Tajo 2

Mineral

Jumbo: 100 kW S-VHC: 180 kW

LHD 1: 354 kW

Qo = 15 m3/s

Frente 1

Entrada

Salida

Rampa

Ore-pass

LHD 2 243 kW

QT = 88 m3/s

Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

6

CAUDALES REQUERIDOS Caudales Requeridos Área 1 “ 2 “ 3 “ 4 “ 5

Entradas

Salida

55 m3/s 63 “ 88 “ 102 “ 76 “

Caudal Total: 384m3/s Potencia de Diesel: 5390 kW 1 2

Rampa

3

Producción 4

Desarrollo

5

Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

4 7

MINADO POR SALONES – RESUMEN DE CAUDALES REQUERIDOS Producción: 1500 tpd de mineral de cinco tajos Equipos a Diesel: 4 camiones, 5 palas, etc. Potencia total (20 unidades): 5390 kW (7190 HP) Area 1

55 m3/s (116,000 p3/min)

“ 2 “ 3 “ 4

63 “ 88 “ 102 “

(132,000 “ ) (185,000 “ ) (215,000 “ )

“ 5

76 “

(160,000 “ )

Caudal Total: 384m3/s (808,000 p3/min) Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

8

CAUDALES REQUERIDOS

Caudal Total: 440 m3/s Qo: 384 m3/s

Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

5 9

VENTILADORES AUXILARES El sistema consiste de un ventilador, acoples y ductos de ventilación. Es usado para ventilar frentes ciegos.





Introducción. Diseño del Sistema - Principios Básicos.




Utilización de Ventiladores Auxiliares.




Seguridad y Mantenimiento.




Conclusiones.

Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

10

INTRODUCCION Un sistema de ventilación auxiliar consiste de un ventilador, acoples y ductos o mangas.

Es el único medio disponible para suministrar de aire limpio a frentes o topes aislados. La energía consumida por estos ventiladores puede ser igual que aquella consumida por los ventiladores primarios. Por esta razón la selección del ventilador es importante. Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

6 11

DISEÑO DEL SISTEMA – PRINCIPIOS BASICOS Longitud, L1; Diam, D

Caudal Requerido, Qo Frente

L3

L2

Ventilador Auxiliar Caudal suministrado, QT

QT

Principio Básico: QT ≥ 1.5 Qo Ejemplo: Si Qo = 45,000 cfm, entonces QT = 67.500 cfm (Así uno evita la recirculación de contaminantes). Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

12

DISEÑO DEL SISTEMA – PRINCIPIOS BASICOS Manga de Ventilación Longitud, L1; Diam, D

Caudal Requerido, Qo Frente

L3

L2

Ventilador auxiliar QT Si Qo = 45,000 cfm, entonces QT = 67.500 cfm

El diseño incluye la estimación de: (1) caudal requerido en el frente, (2) presión desarrollada por el ventilador y (3) potencia del motor. Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

7

UTILIZACION DE VENTILADORES AUXILIARES EN TRABAJOS DE DESARROLLO Ducto de Ventilación Ventilador Auxiliar

14

DISEÑO DEL SISTEMA – PRINCIPIOS BASICOS Estimación del caudal, presión y potencia del ventilador El caudal es calculado en función del volumen de contaminantes generados en el frente y los límites permisible de estos (TLV). Principio básico: Caudal en galería primaria (QT) debe ser de 1.5 a 2 veces el caudal requerido (Qo). La presión es calculada utilizando la ecuación de Atkinson al sistema de ductos únicamente.

Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

8 15

DISEÑO DEL SISTEMA La ecuación de Atkinson (en Unidades Inglesas):

H =RQ

2

L

R =

K . Per .L

(ecuación 1)

5 .2 A

3

(ecuación 2)

Donde: HL R Q K

= = = =

Caída de energía Resistencia del ducto Caudal del ventilador Coeficiente de fricción

Datos del ducto: Per = Perímetro L = Longitud A = Area

La constante K del ducto varía entre 15 x E-10 (metálico); 20 x E-10 (mangas) y 27.5 x E-10 (mangas con anillos metálicos). Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

16

UTILIZACION EFICIENTE DE VENTILADORES AUXILIARES Para reducir costos y evitar pérdidas en el avance por falta de aire es necesario contar con un plan completo del proyecto. QT

Ducto flexible (manga)

Frente

30 p

50 p

Ventilador auxiliar: 2 x 75 HP (de dos cuerpos)

Usado para ventilar galerías de longitud moderada Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

9 17

UTILIZACION DE VENTILADORES AUXILIARES Túneles largos son desarrollados usando varios ventiladores en un sistema soplante-aspirante combinado. Vent 1 Vent 2

30 p

Empalme D 30 p

Frente

M o to r

Ducto Rígido

Vent 3

QT

Manga

Ventiladores 1 y 2 de capacidades mayores que ventilador 3 Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

18

VENTILACION DE TUNELES LARGOS Además, estos sistemas requieren de la utilización de ventiladores secundarios y ductos rígidos. Vent 1 30 p

Vent 2

Empalme D 30 p

Frente

M o to r

QT

Vent 3

Manga

Ducto Rígido

Ventilador Secundario Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

10 19

VENTILADOR DE 2 FASES PARA VENTILACION AUXILIAR

Este ventilador de 480 V y 2 cuerpos (fases) puede ser utilizado para ventilar desarrollos largos. Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

20

EFICIENCIA DE UN VENTILADOR Eficiencia Mecánica:

HP * 100 BHP

Donde:

Eficiencia Volumétrica:

η =

η=

a

V

HP = a

HQ 6350 T

Q * 100 Q F*

Esta eficiencia es definida como el cociente del caudal distribuido al frente, QF sobre el caudal suministrado por el ventilador, Q. La diferencia QT - QF, representa la fuga de aire, (QL). Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

11 21

EJEMPLO NUMERICO Problema: Una galería es desarrollada usando convencionales de perforación y voladura.

métodos

La galería tiene las siguientes dimensiones: alto =17 p, ancho = 17 p, y longitud = 1300 p La galería puede ser ventilada usando mangas de 42 pulg. de diámetro. El caudal requerido es 50,000 cfm. Problema: Determinar la presión (caída total) y la potencia del ventilador. Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

22

EJEMPLO NUMERICO Representación Gráfica del Problema: Manga de 42 pulg. Longitud: 1300 p

Qo = 50,000 cfm Frente

L3

L2 Ventilador Auxiliar

QT

Problema: Determinar la presión y potencia del ventilador auxiliar. Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

12 23

EJEMPLO NUMERICO Manga de 42 pulg. Longitud: 1300 p

Qo = 50,000 cfm Frente

L3

QT

L2

Solución: 1. Resistencia del ducto:

R =

K .Per .L 5 .2 A

3

Para: A = 9.6 p2; Per = 11 p; L = 1300 p; K = 12 E-10 R = 37.3 E-10 Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

24

EJEMPLO NUMERICO (CONTINUACION) Solución: 2. Caída estática: Para la resistencia anterior y un caudal de 50,000 cfm

H =RQ

2

L

HL = 9.3 pulg. H2O

 V  3. Caída de velocidad: H v = w *  1098  V = 5200 p/min; w = 0.075 lb/p3 →

2

HV = 1.7 pulg. H2O

4. Caída de energía: HT = 11.0 pulg. H2O 5. Potencia: HPa = 87 HP Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

13 25

EJEMPLO NUMERICO (CONTINUACION) Resumen 1. Resistencia del ducto: R = 37.3 E-10 2. Caída estática: Para Q = 50,000 cfm HL = 9.3 pulg. H2O 3. Caída de velocidad:

HV = 1.7 pulg. H2O

4. Caída de energía: HT = HL + HV HT = 11.0 pulg. H2O 5. Potencia: HPa = 87 HP Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

26

Ventilador Auxiliar- 2 x 75 HP de Potencia para Problema 1 Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

14 27

SEGURIDAD Y MANTENIMIENTO INSTALACION DEL VENTILADOR El ventilador es generalmente suspendido por medio de cables metálicos de pernos anclados en el techo. Para la instalación es necesario utilizar dos cables independientes de ¼” de diámetro. (uno para cada extremo de la carcasa)

Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

28

INSTALACION DEL VENTILADOR AUXILIAR

Pernos

Conexión Eléctrica

Manga

Cables o cadenas

Vista Frontal

Vista Lateral

Es necesario instruir al trabajador sobre los peligros eléctricos y los procedimientos de operación. Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

15 29

INSTALACION DE DUCTOS Y MANGAS Cable Mensajero

Perno de anclaje

Mangas suspendidas de un cable mensajero

En galerías, estos deben ser suspendidos de cables extendidos entre apoyos anclados en el techo. Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

30

INSTALACION DE DUCTOS Y MANGAS

VENTILACION AUXILIAR EN UNA GALERIA DE DESARROLLO Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

16 31

MANGA DE VENTILACION EN UN SISTEMA SOPLANTE Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org