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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
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TAJEO EN RETIRADA
Chimenea de Salida
Tajo Abierto
Producción: 1500 tpd de 4 tajos
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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 ?
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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
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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
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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 -
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CAUDALES REQUERIDOS
Caudal Total: 440 m3/s Qo: 384 m3/s
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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.
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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 -
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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 -
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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 -
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UTILIZACION DE VENTILADORES AUXILIARES EN TRABAJOS DE DESARROLLO Ducto de Ventilación Ventilador Auxiliar
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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.
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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 -
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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 -
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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 -
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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 -
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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 -
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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 -
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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 -
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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 -
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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 -
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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 -
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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 -
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Ventilador Auxiliar- 2 x 75 HP de Potencia para Problema 1 Dr. Felipe Calizaya -
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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)
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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 -
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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 -
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INSTALACION DE DUCTOS Y MANGAS
VENTILACION AUXILIAR EN UNA GALERIA DE DESARROLLO Dr. Felipe Calizaya -
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MANGA DE VENTILACION EN UN SISTEMA SOPLANTE Dr. Felipe Calizaya -
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