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PLAN DE VENTILACION CENTRO DE TRABAJO GUACARI CONTRATO DE CONCESION:
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TABLA DE CONTENIDO 1.
INTRODUCCIÓN...........................................................................................................5
2.
OBJETIVOS....................................................................................................................6 2.1. OBJETIVO GENERAL...............................................................................................6 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.......................................................................................6
3.
MARCO LEGAL Y TEÓRICO.......................................................................................8 3.1. NORMATIVIDAD LEGAL COLOMBIANA............................................................8 3.1.1. Decreto 1886 De 2015..........................................................................................8 3.1.2. Decreto 1335 De 1987..........................................................................................8 3.1.3. Norma Sobre Ventilación Y Control De Polvos En Las Explotaciones Mineras..8 3.2. ATMOSFERA MINERA..............................................................................................9 3.3. PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA VENTILACIÓN...................................................10
4.
METODOLOGÍA.........................................................................................................21 4.1. Fase 1. Diagnóstico del estado actual del sistema de ventilación..............................21 4.2. Fase 2. Evaluación del sistema actual de ventilación................................................21 4.3. Fase 3. Diseño y cálculos de la ventilación...............................................................21 4.4. Fase 4. Programa de seguimiento y control de la ventilación....................................22
5.
DIAGNOSTICO Y EVALUACIÓN.............................................................................22 5.1. AFOROS DE VENTILACIÓN..................................................................................22 5.1.1. Datos Recolectados.............................................................................................23 5.2. INDICADORES DE EVALUACIÓN.......................................................................25 5.2.1. Temperatura Efectiva..........................................................................................25
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5.2.2. Índice De Estrés Térmico....................................................................................25 5.2.3. Gases...................................................................................................................25 5.2.4. Caudal De Aire....................................................................................................27 5.3. RESULTADOS..........................................................................................................27 5.3.1. INTERPRETACION DE RESULTADOS..........................................................29 6.
CÁLCULOS..................................................................................................................33 6.1. SISTEMA DE VENTILACIÓN AUXILIAR............................................................33 6.1.1. Calculo Del Caudal Requerido Para El Sistema Auxiliar...................................33 6.1.2. Calculo De La Resistencia Aerodinámica Para El Sistema Auxiliar..................35 6.1.3. Calculo De La Caída De Presión Del Ventilador Auxiliar..................................35 6.1.4. Calculo De La Potencia Del Ventilador Auxiliar................................................36 6.2. VENTILADOR PRINCIPAL.....................................................................................37 6.2.1. Calculo Del Caudal Requerido...........................................................................37 6.2.2. Diseño Del Circuito De Ventilación Principal....................................................38 6.2.3. Calculo De La Potencia Del Ventilador..............................................................38
7.
CONCLUSIONES........................................................................................................39
8.
plan de prevencion de riesgos asociados a la ventilacion de la mina aurora 2.............42 8.1. Análisis De Riesgos...................................................................................................42 8.1.1. antecedentes de desprendimientos de gas metano..............................................42 8.1.2. Tipo De Carbón...................................................................................................44 8.1.3. Posibles Desprendimientos.................................................................................45 8.1.4. medidas de seguridad durante la explotación.....................................................45 8.1.5. factores de riesgos...............................................................................................45
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9. 10.
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bibliografia....................................................................................................................48 anexos.........................................................................................................................48
1. INTRODUCCIÓN Realizo: Dpto. Técnico
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Todas las labores mineras subterráneas accesibles al personal y aquellos lugares donde se localice maquinaria, deben estar recorridas de manera permanente por un volumen suficiente de aire, capaz de mantener limpia la atmosfera de trabajo, en condiciones aceptables dentro de los valores aceptables dentro de los valores límites permisibles. El aire que se introduzca a la labor minera subterránea debe estar exento de gases, humos, vapores o polvos nocivos o inflamables.
Este estudio presenta el plan de ventilación del centro de trabajo GUACARI, de la empresa Minas La Aurora S.A.S., ubicado en el municipio de Sardinata, con el fin de cumplir con la normativa minera colombiana vigente, el decreto 1886 de septiembre de 2015, teniendo en cuenta el decreto 1335/1987.
Presenta además el estado de la ventilación actual de la mina, la evaluación con base al decreto 1886 y algunas normas internacionales, el diseño del circuito de ventilación y cálculos de ventiladores para los sistemas de ventilación auxiliar y principal.
2. OBJETIVOS
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2.1. OBJETIVO GENERAL Crear el plan de ventilación para la mina guacari, de la empresa Minas La Aurora S.A.S., que cumpla con la normativa nacional vigente (decreto 1886/2015), con el propósito de hacer seguimiento a las labores mineras subterráneas de como ventilar de manera constante y suficiente para mantener en óptimas condiciones la atmosfera minera.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Diagnosticar y evaluar el estado de la ventilación actual. Eliminar el riesgo de igniciones y explosiones de metano y otros gases explosivos. Procurar que el oxígeno sea adecuado para que se pueda respirar y se hayan
neutralizado los gases o agentes nocivos que puedan existir en la atmosfera minera. Propender que las concentraciones de polvo en el aire estén controladas y se mantengan dentro de los valores límites permisibles o en porcentajes que no sean
nocivos para los trabajadores. Realizar un plan de ventilación donde se plasme el interés por que las condiciones de trabajo sean adecuadas, teniendo en cuenta el método de trabajo utilizado y el
esfuerzo físico que realizan los trabajadores. Mantener la seguridad de las labores para quienes trabajan o circulan por la mina. Diseñar el circuito de ventilación para la mina. Calcular la potencia necesaria para los ventiladores auxiliares. Establecer un plan de seguimiento y control para la ventilación de la mina.
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Cumplir con las normas establecidas, sobre concentración de polvo, gases, radiación y condiciones climáticas, de acuerdo con los niveles establecidos por la normativa nacional vigente.
3. MARCO LEGAL Y TEÓRICO 3.1. NORMATIVIDAD LEGAL COLOMBIANA 3.1.1. Decreto 1886 De 2015 Por el cual se establece el Reglamento De Seguridad en las Labores Mineras Subterráneas.
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Articulo 35 a Artículo 65. Donde se disponen todas las normas de ventilación legales vigentes para los trabajos de ventilación en la minería subterránea y con
algunas especificaciones especiales para las minas de carbón. Articulo 217 y Articulo 218. Donde se definen los términos referentes a la temperatura y los tiempos de permanencia en los frentes de trabajo.
3.1.2. Decreto 1335 De 1987 Antiguo Reglamento De Seguridad en las Labores Subterráneas.
Articulo 26 a Artículo 39. Articulo 179 y Articulo 180.
3.1.3. Norma Sobre Ventilación Y Control De Polvos En Las Explotaciones Mineras. Norma que especifica los requerimientos técnicos que deban cumplir todas las labores subterráneas sobre ventilación y control de polvos.
3.2. ATMOSFERA MINERA NATURALEZA Y COMPOSICIÓN DEL AIRE. La sustancia fluida de preocupación principal en el ambiente de la mina es el aire. El aire es una mezcla gaseosa, existiendo como un vapor que constituye la atmósfera natural de la superficie de la tierra. Termodinámicamente, puede pensarse que es como una mezcla mecánica de aire seco y vapor de agua cuya conducta es complicada por los cambios de estado en el vapor de agua. Químicamente, la composición de aire seco al nivel del mar es Realizo: Dpto. Técnico
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la siguiente (donde el vol % y wt % son los porcentajes del volumen y peso, respectivamente): GAS Nitrógeno Oxígeno Dióxido de Carbono Argón, otros gases
Vol% 78.09 20.95 0.03 0.93
Wt% 75.55 23.13 0.05 1.27
Para efectos de cálculo, es costumbre asumir la composición del aire seco como sigue:
Oxígeno 21% Nitrógeno y Gases Inertes 79%
Los valores límites permisibles para gases contaminantes. Ningún lugar de trabajo bajo tierra puede ser considerado apropiado para trabajar o transitar, si su atmosfera contiene menos del 19,5% o más del 23,5% en volumen de oxígeno, en la atmosfera de cualquier labor subterránea, los valores límites permisibles (VLP), para los siguientes gases contaminantes son: Gases Dióxido de carbono Monóxido de carbono Ácido sulfhídrico Anhídrido sulfuroso Óxido nítrico Dióxido de nitrógeno
formula CO2 CO H2S SO2 NO NO2
TLV - TWA 5000 25 1 25 0.2
TLV - STEL 30000 5 0.25 -
3.3. PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA VENTILACIÓN.
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Caudal (Q). Volumen de aire que circula por una sección en un tiempo establecido. Las unidades de caudal están dadas por unidades de volumen sobre unidades de tiempo (m3/min., m3/seg).
La cantidad de aire se calcula como: Q=V ∗A
Donde: V = Velocidad del aire (m/min) A = Área de la sección (m2) Temperatura. Es la cantidad de calor que experimenta el ser humano en un Ambiente de trabajo. En la mina existen dos clases de temperaturas humedad y
seca: Temperatura húmeda: es la temperatura que da un termómetro (incluido en el psicómetro de aspiración) a la sombra con el bulbo envuelto en una mecha de tela húmeda bajo una corriente de aire, esta condición se puede reproducir al hacer girar el sicómetro al aire libre y este con la tela húmeda generada por el aire en contacto con esta y se puede calcular la humedad relativa. Al evaporarse el agua, absorbe
calor rebajando la temperatura, efecto que reflejara el termómetro. Temperatura seca: se llama temperatura seca del aire de un entorno o más sencillamente, temperatura seca, a la del aire prescindiendo de la radiación calorífica de los objetos que rodean ese ambiente concreto y de los efectos de la humedad relativa y de la velocidad de aire.
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Humedad relativa (Hr). Se define como la cantidad de vapor de agua disuelta en el medio ambiente. Sobreviene por los incrementos de la temperatura en el medio ambiente y dependiendo de las concentraciones de agua existentes en la mina.
HR=
HA ∗100 HS
Donde: HA = Humedad absoluta. HS = Humedad de saturación. Presión barométrica. Es la presión o el peso que ejerce la atmósfera en un punto determinado. La medición puede expresarse en varias unidades de medidas: hectopascales, milibares, pulgadas o milímetros de mercurio (Hg). También se conoce como presión atmosférica.
(
h Pb=760∗ 1−0,0065∗ Ts° K
(
5,255
))
Donde: h = Altura sobre el nivel del mar. Ts = Temperatura seca.
Circuitos en serie. se caracteriza porque la corriente de aire se mueve sin ramificación, por lo que el caudal permanece constante, en este caso todas las galerías se conectan extremo a extremo.
Propiedades de un circuito en serie: Realizo: Dpto. Técnico
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El caudal que pasa por cada labor es el mismo.
Qt=Q 1=Q 2=... Qn
La caída de presión total es igual a la suma de caídas de presiones parciales.
Ht=H 1+ H 2+...+ Hn
Luego, como: H=R∗Q2 Aplicando (4) y (5) en (6): 2
2
2
Ht=R 1∗Q 1 + R 2∗Q 2 + ...+ Rn∗Qn
Rt∗Qt 2=R 1∗Q 12+ R 2∗Q22 +...+ Rn∗Qn 2
Quedará: RT=R 1+ R 2+ R 3+... Rn
Circuito en paralelo. En la unión en paralelo, las labores se ramifican en un punto, en dos o varios circuitos que se unen en otro punto.
Propiedades de un circuito en paralelo:
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La característica básica de las uniones en paralelo, es que las caídas de presión de los ramales que la componen son iguales, independientemente del, largo, resistencia y cantidad de aire.
H 1=H 2=H 3=...=Hn
El caudal total del sistema de galerías en paralelo, es igual a la suma de los caudales parciales.
Qt=Q 1+Q 2+Q 3+...+Qn
La raíz cuadrada del valor recíproco de la resistencia aerodinámica del circuito, es igual a la suma de las raíces cuadradas de los valores recíprocos de las resistencias aerodinámicas parciales.
1 1 1 1 = + + ...+ √R √R 1 √R 2 √ Rn
Calculo del caudal de aire requerido. El aire mínimo necesario para cumplir con el reglamento de seguridad en labores subterráneas, está dado por la fórmula.
Qt=Q 1+Q 2+Q 3+Q 4 +Q 5+Q 6
Para Colombia es necesario tener en cuenta el Artículo 54 del decreto1886 del 2015 “El volumen mínimo de aire que debe circular en cada labor subterránea, tiene que calcularse teniendo en cuenta el turno de mayor personal, la elevación de esta sobre el nivel del mar,
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los gases o vapores nocivos, los gases explosivos e inflamables y los gases producto de las voladuras” (p. 68).
Caudal requerido para la respiración el personal. Q1. Caudal necesario para diluir el Grisú (metano) Q2. Caudal necesario para diluir gases producto de la voladura Q3. Caudal necesario para diluir gases de maquinaria Q4. Caudal necesario para diluir polvos Q5. Caudal necesario para diluir otros gases por debajo del límite permisible Q6.
Caudal requerido para la respiración del personal. Q1. Excavaciones mineras hasta 1.500 m.s.n.m. 3m3/min. Por cada trabajador. Excavaciones mineras de 1.500 m.s.n.m., en adelante 6 m3/min. Por cada trabajador
Teniendo en cuenta lo anterior tenemos: Q1=q∗n
Donde:
q = Caudal de aire por persona (m³/min) n = Número máximo de personas en las labores. Caudal necesario para diluir el grisú (metano). Q2.
Q2=k∗p
Donde: k = Constante para diluir grisú equivalente a 0,0694 p = Producción máxima en la labor (ton).
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Q3=
Caudal necesario para diluir gases producto de la voladura. Q3.
100∗a∗A 0.008∗t
Donde: a = Constante para dilución de gases producidos por la voladura equivalente 0,04 (m³/kg). A = Kilogramos de explosivo (Kg.) t= tiempo de aireación después de la voladura 30 min. El parámetro de la constante a se basa en la referencia que un Kilogramo de explosivo produce 0.040 m3 de gases, especialmente de Nitrosos.
Caudal necesario para diluir gases de maquinaria. Q4.
Para el cálculo de este caudal se debe tener en cuenta el Artículo 28, Parágrafo 2 del Decreto 1335 del 2015 “en las labores subterráneas donde haya tránsito de maquinaria Diésel (locomotoras, transcargadores) debe haber el siguiente volumen de aire por contenido de CO en los gases del exosto: 6 m3/min por cada HP si los gases del exosto no superan los 0.12% de contenido de CO. 4 m3/min por cada HP si los gases del exosto no superan los 0.08% de contenido de CO.” (p. 8 y 9). El resultado obtenido se multiplica por un factor de corrección f, que depende del tipo de máquina y si posee o no filtro catalizador. Realizo: Dpto. Técnico
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Factor De Corrección f. Tipo Maquinaria Pala Cargadora Volquetas Locomotoras
Con Filtro 1,08 0,67 0,65
Sin Filtro 2,16 0,84 0,82
Caudal necesario para diluir polvos. Q5.
Q5=C (Ad + Ap+ Ae)
Donde: C = coeficiente de irregularidad de producción de polvo. 0.15 m3/min/m2 de sección de las vías. Ad = sección de las vías de desarrollo. Ap = sección de las vías de preparación. Ae = sección de las vías de explotación.
Q 6=
Caudal necesario para diluir otros gases por debajo del MAC. Q6. Qg∗1−MAC MAC−B
Donde:
B = Concentración normal del gas en la corriente del aire. %. B = para el CO2 en el aire es de 0.03% Qg = flujo del gas que se desea diluir m3/min. Cuando B = 0 Q6= (Qg/MAC)-Qg m3/min.
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Si Qg es demasiado pequeño se puede dejar: Q 6=
Qg MAC−B
Resistencia aerodinámica. La resistencia aerodinámica es la resistencia que encuentra el caudal de aire a su paso por una galería (túnel), debido a su sección, piso, paredes, techo, elementos de sostenimiento y longitud de la vía. Abertura equivalente. Se define la abertura equivalente (Ω) de una mina, como la
sección de un orificio de pared delgada por el cual circularía un flujo Q, bajo una diferencia de presión suponiendo el caudal de aire en condiciones normales. Va dada por la siguiente fórmula:
Ω=
0,348∗w o ℜ
Donde: wo = Peso específico del aire. Re = Resistencia equivalente.
Ley General de la Ventilación.
Ht=R∗Q 2 Donde: Ht = Depresión total. Realizo: Dpto. Técnico
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R = Resistencia aerodinámica. Q = Caudal.
P=
Potencia. Qt∗Ht 102
Donde: P = Potencia del ventilador. Resistencia Aerodinámica.
R=
k∗P∗(L+ Leq) A3
Donde:
K = coeficiente aerodinámico. N seg2/m4 = kg/m3 P = perímetro de vía. L = longitud de la vía. Le = longitud equivalente. A = sección de la vía. Flujo de aire en Galerías o Ductos (Ley de Atkinson). Cuando el aire fluye a través de un ducto o galería minera, la presión requerida para mover el aire a través de él depende no sólo de la fricción interna, sino también del tamaño, longitud, forma del ducto, velocidad y densidad del aire.
P=
K∗C∗L∗V ² A
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P = Pérdida de presión [Pa] K = Factor de fricción [Ns² / m4] C = Perímetro [metros] L = Longitud [m.] V = Velocidad [m / seg.] A = Área [m²]
4. METODOLOGÍA 4.1. Fase 1. Diagnóstico del estado actual del sistema de ventilación Se realizaron aforos de ventilación en la mina con el fin de recolectar la información que nos permitió realizar la evaluación del sistema actual. Posterior a esto se estableció un
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formato de aforos que sistematizo la entrada y salida de datos, facilitando el proceso de interpretación de resultados. 4.2. Fase 2. Evaluación del sistema actual de ventilación Con base a la norma actual colombiana, el decreto 1886/2015, se establecieron indicadores que permitieron evaluar los resultados de los aforos de la fase 1. De esta forma la evaluación no fue subjetiva, sino objetiva basada en indicadores medibles. Se dieron recomendaciones respecto a los problemas que se pudieron detectar. 4.3. Fase 3. Diseño y cálculos de la ventilación De acuerdo a la evaluación realizada, se diseñó el circuito de ventilación para la mina y se hicieron los cálculos necesarios respecto de los ventiladores para los sistemas auxiliar y principal. 4.4. Fase 4. Programa de seguimiento y control de la ventilación Establecer un plan de seguimiento y control a (a) las recomendaciones dadas, (b) la implementación del nuevo sistema de ventilación, y (c) las actividades una vez sea implementado el sistema.
5. DIAGNOSTICO Y EVALUACIÓN
Realizo: Dpto. Técnico
Reviso: Dpto. Técnico Y Gerencia
Aprobó: Gerencia
Fecha: 06/2016
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DEPARTAMENTO TECNICO
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5.1. AFOROS DE VENTILACIÓN La toma de datos se realizó en cada una de las estaciones de medida que se determinaron a partir del plano general de labores de la mina y el esquema de ventilación actualizados. Con el fin de facilitar y sistematizar el proceso de medición de los aforos se estableció un formato de campo el cual se presenta a continuación.
5.1.1. Datos Recolectados. A continuación, se presenta los datos recolectados en campo en el formato de campo.
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5.2. INDICADORES DE EVALUACIÓN 5.2.1. Temperatura Efectiva Temperatura Efectiva Sin limitación Seis Horas Cuatro Horas Dos Horas Cero
°C 32
Color Verde Claro Verde Amarrillo Rojo Claro Rojo
5.2.2. Índice De Estrés Térmico Estrés Térmico Sereno Sin Daños Apacible Moderado Severo Muy Severo
°C 35
Color Verde Claro Verde Amarrillo Claro Amarrillo Rojo Claro Rojo
5.2.3. Gases 5.2.3.1. Metano (CH4) Metano Peligro Moderado Aceptable
% >= 1,0 0,0 - 1,0 0
Color Rojo Amarrill o Verde
5.2.3.2. Oxigeno (O2) Oxigeno Peligro Aceptable Peligro
% = 23,5
Color Rojo Verde Rojo
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5.2.3.3. Dióxido De Carbono (CO2) Dióxido De Carbono Peligro Moderado Aceptable
% >= 0,5 0,0 - 0,5 0
Color Rojo Amarrill o Verde
5.2.3.4. Monóxido De Carbono (CO) Monóxido De Carbono Peligro Moderado Aceptable
PPM >= 25 0 - 25 0
Color Rojo Amarrill o Verde
5.2.3.5. Ácido Sulfhídrico (H2S) Ácido Sulfhídrico Peligro Moderado Aceptable
PPM >= 1 0-1 0
Color Rojo Amarrill o Verde
5.2.3.6 Acido Sulfuroso (SO2) Anhídrido Sulfuroso Peligro Moderado Aceptable
PPM >= 0,25 0 - 0,25 0
Color Rojo Amarrill o Verde
5.2.4. Caudal De Aire.
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El caudal del aire se medirá según el número de trabajadores en cada punto de trabajo. Y se evaluara según la norma, por cada persona tres metros cúbicos por minuto de caudal de aire. 5.3. RESULTADOS. La evaluación de los datos se muestra a continuación.
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5.3.1. INTERPRETACION DE RESULTADOS
Para facilitar el diagnóstico de la ventilación actual de la mina se agruparán los datos tomados en los aforos en sectores. No es recomendable hacer una conclusión sobre la mina en general porque esto nos puede llevar a resultados erróneos. De esta forma la mina se sectorizo, como se explica a continuación: NIVEL 3 INCLINADO 1 Temperatura Efectivo Promedio: (sin limitación) SRT: 22,25 °C (sereno) Diagnóstico: esta labor presenta a lo largo de su trayecto y en las labores de preparación y explotación que se desprenden de él, concentraciones de oxigeno próximas al valor límite permisible, en algunos casos por debajo, el caudal de aire es deficiente y la humedad como en todo el recorrido de la mina es alta con valores cercanos al 100 % siendo allí del 99%. Las concentraciones de metano oscilan entre un 0,09% y 0,15% lo cual no es motivo de preocupación, permitiendo la realización de labores pero con una alta exigencia física. Para el cálculo de caudales, este nivel arroja los siguientes datos: 6 personas laborando actualmente. Consumo diario de 15 tiros, 1 tiro consta de dos geles indugel plus y una espoleta
eléctrica. (peso aproximado de una barra de gel=0,25kg. Producción diaria de 24 toneladas. Sección labor de desarrollo (5,10 m2), sección labores de preparación (4,15m2) y
sección labores de explotación (4,15m2). NIVEL 4 INCLINADO 1 Temperatura Efectivo Promedio: 24,21 °C (sin limitación) SRT: 23,75 °C (sin daños)
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Diagnóstico: en este nivel se lleva a cabo el avance de su frente y el del tambor más próximo al mismo, presenta concentraciones considerables de metano al momento de no tener los ventiladores encendidos llegando en ocasiones a superar el valor límite permisible del 1% causando la suspensión de labores temporalmente. Los niveles de oxigeno están ligeramente por encima del valor límite permisible, la temperatura efectiva es alta llegando a ser de 29 0 30°C generando un ambiente que representa una alta exigencia física para los trabajadores que allí laboran, lo cual les obliga a tomar descansos periódicamente durante la jornada laboral. Para el cálculo de caudales, este nivel arroja los siguientes datos: 4 personas laborando actualmente. Consumo diario de 10 tiros, 1 tiro consta de dos geles indugel plus y una espoleta
eléctrica. (peso aproximado de una barra de gel=0,25kg. Producción diaria de 11 toneladas. Sección labor de desarrollo (5,10 m2), sección labores de preparación (4,15m2) y
sección labores de explotación (4,15m2). NIVEL 5 INCLINADO 2 Temperatura Efectivo Promedio: 28,24 °C (seis horas de exposición) SRT: 27,67 °C (apacible) Gases: el oxígeno se encuentra dentro de los niveles que no son perjudiciales para el desempeño normal del trabajador, aunque se debe controlar la atmosfera debido al aumento del CO2 que prácticamente alcanza su límite de exposición permisible. Diagnóstico: se debe controlar la temperatura ya que con el avance de las labores de preparación esta tiende a ascender, se deben tomar medidas correctivas con el fin de disminuir y mitigar las concentraciones tanto de temperatura como de dióxido de carbono, revisando el circuito de ventilación para que este sea más eficiente y logre suplir las necesidades térmicas y atmosféricas mínimas para el trabajo optimo del trabajador.
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NIVEL 6 INCLINADO 2 Temperatura Efectivo Promedio: 28,24 °C (seis horas de exposición) SRT: 27,67 °C (apacible) Gases: el oxígeno se encuentra dentro de los niveles que no son perjudiciales para el desempeño normal del trabajador, aunque se debe controlar la atmosfera debido al aumento del CO2 que prácticamente alcanza su límite de exposición permisible. Diagnóstico: se debe controlar la temperatura ya que con el avance de las labores de preparación esta tiende a ascender, se deben tomar medidas correctivas con el fin de disminuir y mitigar las concentraciones tanto de temperatura como de dióxido de carbono, revisando el circuito de ventilación para que este sea más eficiente y logre suplir las necesidades térmicas y atmosféricas mínimas para el trabajo optimo del trabajador. NIVEL 2 INCLINADO 4 Temperatura Efectivo Promedio: 29,23 °C (6 horas de exposición) SRT: 29,71 °C (Moderado) Gases: Se presenta un nivel de CO2, su valor promedio es de 0,19%. En las zonas cercanas al frente muestra concentraciones de 0,5%, debido a esto se debe realizar monitoreo continuo con el fin de disminuir los valores que en el momento están en los límites permisibles en el frente de Manto 70 Norte. Diagnóstico: Las labores en el nivel no deben superar las 6 horas de trabajo continuo. Ya que la temperatura efectiva y el índice de estrés térmico están en elevados, lo que puede generar cambios anímicos en el personal, teniendo en cuenta que también la presencia de dióxido de carbono pasa el VLP en los frentes y se encuentra elevado en todo el nivel.
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NIVEL 3 INCLINADO 4 Temperatura Efectivo Promedio: 33,24 °C (0 horas de exposición) SRT: 33,22 °C (Severo) Gases: Disminución drástica del oxígeno, estando por debajo del valor mínimo en algunas labores de preparación con un valor promedio de 19,55%, además se presenta un aumento del CO2 a un promedio de 0,95% sobrepasando el VLP de 5.000 ppm. Presencia de monóxido de carbono promedio de 10 ppm. Diagnóstico: Los tambores del manto Ciscoza deben intervenirse rápidamente para mejorar las condiciones atmosféricas ya que en el momento de la realización del proceso de aforos estas no estaban actas para que el personal se expusiera a esos niveles.
6. CÁLCULOS 6.1. SISTEMA DE VENTILACIÓN AUXILIAR 6.1.1. Calculo Del Caudal Requerido Para El Sistema Auxiliar Lugar de
Q1
trabajo (m3/min) Nivel 3 18
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
(m3/min)
(m3/min)
(m3/min)
(m3/min)
(m3/min)
inclinado 1 Nivel 4 12 inclinado 1 Nivel 5 inclinado 2 Nivel 6 18
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inclinado 2 Nivel 2 18 inclinado 4 Nivel 3 12 inclinado 4 Donde Q1 (caudal requerido para la respiración del personal), Q2 (caudal necesario para diluir el metano), Q3 (caudal necesario para diluir gases producto de la voladura), Q4 (Caudal necesario para diluir gases de maquinaria), Q5 (Caudal necesario para diluir polvos), y Q6 (Caudal necesario para diluir otros gases por debajo del límite permisible).
6.1.2. Calculo De La Resistencia Aerodinámica Para El Sistema Auxiliar Sector Sur Resistencia Aerodinámica k 0,00162 P 4 L 1200 Le 2400 A 1 R 23,32800
Sector Norte Resistencia Aerodinámica k 0,00162 P 4 L 600 Le 1200 A 1 R 11,66400
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6.1.3. Calculo De La Caída De Presión Del Ventilador Auxiliar Sector Sur
Ht
Depresión Total 124,079 76
Ht
Depresión Total 38,2664 254
Sector Norte
6.1.4. Calculo De La Potencia Del Ventilador Auxiliar Sector Sur Potencia n DE DM P (HP)
0,7 0,85 0,85 7,54
Sector Norte Potencia n DE DM P (HP)
0,7 0,85 0,85 1,83
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6.2. VENTILADOR PRINCIPAL 6.2.1. Calculo Del Caudal Requerido Caudal Personal n q Q1
3 60 180 Caudal Grisú
k p Q2 a A t Q3 HP q1 q2 f Q4 C Ad Ap Ae Q5
QT
0,0694 2000 138,8 Caudal Voladura 0,04 5,25 30 87,50 Caudal Maquinaria 0 6 4 0,82 0 Caudal Polvos 0,15 2,98 1 12 2,397 CAUDAL TOTAL 449,566 7
6.2.2. Diseño Del Circuito De Ventilación Principal 6.2.3. Calculo De La Potencia Del Ventilador Potencia
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n DE DM P (HP)
0,7 0,9 0,85 25,86
7. CONCLUSIONES
Diluir el CO2 ya que este se presenta por encima del valor límite permisible, con el fin de que no supere los niveles propuestos por las normas nacionales vigente de seguridad en labores mineras subterráneas, dado que pone en riesgo la salud de los
trabajadores Aunque no supere los valores límites permisibles de CO, este se debe monitorear y controlar en las labores de preparación y explotación.
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Continuar con las labores de ventilación que comuniquen a superficie, esto con el fin de disminuir los índices elevados de temperatura y gases y asi dar continuidad al
circuito de ventilación establecido con el avance de los niveles. Cabe recordar que las labores de ventilación que están inactivas deben sellarse, ya que por estas se fuga el caudal de aire que es necesario en los frentes de los niveles, en los niveles de manto 70 (veta nueva), no se avanzara con la explotación de dichos tambores de ventilación, ya que en un futuro servirán para la ventilación de
niveles inferiores. Se sellarán las labores antiguas o que hayan terminado su proceso de explotación,
con el fin de que no haya fugas de caudal de aire en los niveles. Se establecerá el circuito de ventilación combinado por la vía principal M-70, para esto es indispensable que cada tambor se comunique al menos por una guía. No es recomendable interrumpir la comunicación entre tambores, ya que esto corta el
circuito del caudal de la ventilación auxiliar. Se comunicará mediante una ventana la primera, segunda, quinta y novena guía de los mantos Ciscoza (M 60) y Parida (M 50) con el tambor de ventilación de manto Veta Nueva (M 70), esto con el propósito de dar salida al circuito de aire de la ventilación auxiliar en estos mantos. Esto se hará cada vez que una ventilación del
manto Veta Nueva comunique a superficie. Se combinará el sistema de ventilación auxiliar de mixto a mecanizado, con ventiladores de 10 HP para la zona Sur y Norte respectivamente según los cálculos realizados en este estudio. Ubicados a no menos de seis (6) metros de distancia del tambor de ventilación para evitar la recirculación del aire viciado. Con ducto que
pase por las ventanas y comunique a la primera sobreguia de preparación. Reemplazar el sistema de ventilación principal de natural por mecanizado. Teniendo en cuenta que el caudal que entra por la bocamina de la cruzada principal es
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aceptable para la actual explotación. Utilizar ducto que comunique a los niveles Sur y Norte del manto Veta Nueva con el fin de distribuir de manera más eficiente el
caudal del aire. Realizar un cronograma para mejorar en el plan de ventilación, donde se especifique
labores de ventilación, tambores, ubicación de ventiladores, entre otros. Se establecerá un programa de seguimiento y control del sistema de ventilación con el fin de continuar con el mejoramiento de este Plan de Ventilación. Se recomienda continuar con el uso de los formatos acá establecidos para la ejecución de dicho programa para facilitar y estandarizar los procesos. Se recomienda que este programa contemple visitas mensuales. La mina Aurora 2 presenta condiciones atmosféricas elevadas que superan los límites permisibles, por tanto, se recomienda realizar monitoreos constantes diariamente en las labores con mayores concentraciones, dado que se toma tiempo en el diseño y ejecución de la redistribución del sistema de ventilación.
Que se debe ejecutar este Plan de Ventilación en la mayor brevedad posible con el fin de dar solución definitiva a los problemas de ventilación que se ven reflejados en las condiciones atmosféricas actuales.
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8. plan de prevencion de riesgos asociados a la ventilacion de la mina aurora 2.
8.1. Análisis De Riesgos 8.1.1. antecedentes de desprendimientos de gas metano
1
Enero 26 de 2011: El accidente se produjo por la acumulación de gases en la mina
La Preciosa, situada en San Roque. La explosión dejó 21 muertos. Una presunta deflagración de metano en la mina de carbón San Roque II del municipio de Sardinata, Norte de Santander, sería la causante de la explosión que dejó como resultado la muerte de seis trabajadores y dos personas más heridas. La emergencia ocurrió cuando los mineros se encontraban entre los 800 y 900 metros de profundidad. En el momento de la explosión 50 trabajadores se encontraban al interior de socavón. Una vez ocurrido el incidente se inició la investigación para determinar cuáles fueron exactamente las causas del accidente en la mina, según voceros de Ingeominas en esa fecha.
1 Tomado de La Republica.com, María Isabel Sánchez - See more at: http://www1.upme.gov.co/sala-deprensa/noticias/nuevo-accidente-minero-en-norte-de-santander#sthash.dislfn7I.dpuf
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2
Por su parte, el secretario de Minas y Energía de Norte de Santander, Rafael Reyes,
dijo que "ya que los hechos ocurrieron posiblemente por la acumulación de gases, es necesario que los mineros realicen un monitoreo permanente en la medida que ingresan a la mina. Tanto los ingenieros como los técnicos deben garantizar que la emisión de gases esté dentro de los rangos permitidos", indicó.
Esta es una zona netamente carbonífera que además cuenta con yacimientos de gas natural. "Hay que implementar más medidas de seguridad para que garantizar que la emisión de gases no cause este tipo de accidentes y se garantice la vida de los trabajadores", afirmó Reyes. El incidente se suma a las explosiones también ocurridas en Norte de Santander en la mina del corregimiento San Roque donde murieron 32 mineros; en Zulia, donde murieron seis mineros y otros nueve resultaron heridos. La situación deja en evidencia los problemas de seguridad en las minas colombianas. 8.1.2. Tipo De Carbón La mina Aurora 2, está dividida por mantos, como son manto 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60 y 70, de los cuales solo se explotan el manto 50, 60 y 70 clasificados así:
Manto 5: térmico Manto 10: coquizable Manto 20: coquizable Manto 30: térmico Manto 40: térmico
2 Tomado de La Republica.com, María Isabel Sánchez - See more at: http://www1.upme.gov.co/sala-deprensa/noticias/nuevo-accidente-minero-en-norte-de-santander#sthash.dislfn7I.dpuf
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Manto 50: coquizable
VARIABLE
SECADO AL AIRE
Humedad total Humedad residual Ceniza Materia volátil Carbono fijo Azufre hidrogeno
0,51
15,23 35,77 46,49 0,51 4,92
BASE SECA
15,62 36,69 47,69 0,52 5,04
Manto 60: coquizable VARIABLE
1,33 15,41 36,20
BASE COMO SE RECIBE 2,51
SECADO AL AIRE
Humedad total Humedad residual Ceniza Materia volátil Carbono fijo Azufre hidrogeno Manto 70: térmico VARIABLE
1,15 9,63 40,46 1,23
SECADO AL AIRE
Humedad total Humedad residual Ceniza Materia volátil Carbono fijo Azufre hidrogeno
1,08 7,17 41,94 1,51
BASE COMO SE RECIBE 3,07 9,44 39,67 47,82 1,21 5,42
BASE COMO SE RECIBE 3,11 7,02 41,08 48,79 1,48 5,63
BASE SECA
9,74 40,93 49,33 1,24 5,59
BASE SECA
7,25 42,40 50,35 1,53 5,82
8.1.3. Posibles Desprendimientos
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De acuerdo a los datos obtenidos en campo, mediante la realización de aforos y monitoreo continuo de gases, tiende a presentarse mayor presencia de CO 2 y CO, estos a su vez se ven reflejados en la disminución de oxígeno principalmente en los mantos 60 y 70. 8.1.4. medidas de seguridad durante la explotación
El trabajador debe portar todos los elementos de protección personal El área de trabajo debe estar libre de elementos que generen riesgos de tropiezos,
caídas., u otras que impidan la evacuación rápida del personal. No se deben hacer bromas con los equipos de medición de gases (multidetector,
termohidroanemometro). Revisar que los índices de gases estén dentro de los limites permisibles
8.1.5. factores de riesgos Los trabajadores estarán expuestos a la inhalación de gases contaminantes, humos, disminución de oxígeno, entre otros, para esto el trabajador será informado sobre las condiciones atmosféricas en las que se encuentra su frente de explotación, las precauciones que debe tomar en la ejecución de su actividad y el uso correcto de las herramientas que serán suministradas por la empresa para el desarrollo de su labor.
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FECHA LUGAR
D
M
A HORA CARGO INSPECCION DEL CIRCUITO DE VENTILACION TIPO DE SITUACION ACCION VENTILACION ENCONTRADA CORRECTIVA
OBSERVACIONES GENERALES
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ACC PREVE
9. bibliografia
Decreto 1886 del 21 de septiembre de 2015 http://www.sernageomin.cl/pdf/mineria/seguridad/200812GuiaVentilacionMinas.pdf http://www.scielo.org.co/pdf/bcdt/n29/n29a06.pdf http://www.vdmconsultores.cl/assets/l2.pdf
10. anexos
Plano de ventilación Plano de evacuación
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