Sistemas de Ventilacion

INTRODUCCION

La ventilación de minas es una actividad minera, con el propósito de acondicionar la atmósfera del ambiente de trabajo de todas las labores subterráneas, proporcionando un clima seguro, saludable, y en lo posible cómodo para los mineros. Con el fin de lograr este objetivo será necesario garantizar la dotación de aire fresco y limpio tanto en los frentes de trabajo como en las galerías de acceso a estos, aprovechando las condiciones naturales de la mina y empleando medios auxiliares si fuese necesario. El método más común para cumplir este objetivo es hacer circular el aire limpio en forma continua a través de las labores y regresar el aire contaminado a la superficie una vez que se haya logrado el objetivo deseado.

SISTEMAS DE VENTILACION El diseño de un sistema de ventilación de mina puede considerarse dividido en dos partes: 1. Planeamiento de las necesidades de aire en las labores subterráneas. 2. Planeamiento de distribución del flujo de aire. La segunda parte es la más complicada ya que comprende: a) La

ubicación,

dimensionamiento

y

determinación

de

las

propiedades

aerodinámicas de los conductos de aire. b) La ubicación y determinación de las características que deberán tener los ventiladores. c) La ubicación y determinación de las propiedades que deberán tener los reguladores y las puertas de ventilación.

d)

La evaluación del papel desempeñado por la ventilación natural y otras fuentes de presión.

e)

El diseño de planos de ventilación que contemplan eventualidades tales como la falla de alguno de los ventiladores, incendios subterráneos y otras emergencias. Cualquier distribución del flujo de aire que se adopte podrá ser lograda de manera diferente por lo que se deberá determinar la solución técnica más económica. Cualquier esquema de ventilación que desee adoptar en una mina es susceptible de poder tener varias opciones.

Para este fin se tendrán en cuenta:

Los diversos sistemas de ventilación, según el lugar de colocación del ventilador principal y el sentido de la corriente de aire. La elección de las entradas y salidas de aire. La influencia del método de explotación sobre la ventilación.

VENTILACION EN BUCLE Desde el punto de vista de la ventilación general hay minas que tienen un solo pozo de entrada y un solo pozo de retorno. Se dice que la ventilación es un bucle, cuando los dos pozos se encuentran uno al lado del otro. Desde el punto de vista de las secciones de ventilación, se dice que la ventilación es en BUCLE cuando el circuito de ventilación entre la entrada y la salida de la sección, describe un bucle o una 'U' alrededor delas explotaciones

VENTILACION EN DIAGONAL

Se dice que la ventilación es diagonal, cuando los dos pozos están muy alejados el uno del otro y las explotaciones se escalonan entre sí. Desde el punto de vista de las secciones de ventilación, se dice que la ventilación es DIAGONAL cuando por el contrario, el circuito de ventilación sigue un recorrido

cuyo trazado se opone al del bucle y en donde el aire sale

generalmente en una dirección contraria a la de su entrada. Cada uno de estos sistemas presenta ventajas e inconvenientes.

ENTRADAS DE VENTILACION AL TECHO O AL PISO DEL YACIMIENTO: Un pozo, una bajada o transversal de entrada forman el TECHO del yacimiento cuando su base está en el techo del bloque principal de los mantos que se van a explotar.

VENTILACIÓN ASCENDENTE O DESCENDENTE La ventilación principal o primaria más apropiada en las minas del mundo es la ascendente. Ciertos

autores

han

efectuado

comparaciones

entre

los

dos

sistemas:

ascendentes y descendentes; varios de ellos han emitido el concepto de que la ventilación descendente

ofrece ventajas bastante apreciables y que constituye una

buena solución a ciertos problemas.

Aplicación de ventilación mecánica a los sistemas de ventilación Es la ventilación secundaria y son aquellos sistemas que, haciendo uso de ductos y ventiladores auxiliares, ventilan áreas restringidas de las minas subterráneas,

empleando para ellos los circuitos de alimentación de aire fresco y de evacuación del aire que le proporcione el sistema de ventilación general. El caudal de aire es la cantidad de aire que ingresa y que sirve para ventilar labores, cuya condición debe ser que aire fluya de un modo constante y sin interrupciones, el movimiento de aire se produce cuando existe una alteración del equilibrio: diferencia de presiones entre la entrada y salida de un ducto, por causas naturales (gradiente térmica) o inducida por medios mecánicos. Reglas de ventiladores La presión requerida es directamente proporcional a la longitud La presión es directamente proporcional al perímetro La potencia requerida es directamente proporcional al cubo de la velocidad o volumen La presión requerida es directamente proporcional a cuadrado de la velocidad o volumen.

Así tenemos las siguientes ventajas e inconvenientes de los dos sistemas: I.

EMPOLVAMIENTO:

Desde el punto de vista del polvo la ventilación descendente presenta un sin número de ventajas, entre esas pueden citarse: 

Las vías de entrada del aire donde circula generalmente ningún producto arrancado (ya explotado) están exentas de depósitos pulverulentos y no necesitan ninguna neutralización de éstos; el aire que circula por aquí está desprovisto de polvos generadores de silicosis.



Los tajos de explotación están menos empolvados, porque:

a) El aire y los productos que circulan en general en el mismo sentido, su velocidad relativa es menos elevada y de este hecho el levantamiento de polvos por la corriente de aire es menor; esta ventaja puede permitir el aumento de la velocidad del aire en el tajo; las velocidades elevadas son tanto menos tolerables por el personal cuan do el aire contiene en suspensión buena cantidad de polvo. b) El polvo que se produce en las vías de transporte y en los puntos de cargue no es arrastrado hacia los tajos. II.

CONDICIONES CLIMÁTICAS DE LA MINA:

En los tajos o frentes de arranque situados encima del nivel de transporte el aire que

circula

es

a

la

vez

menos

húmedo

y

menos

caliente

con

la

ventilación descendente. Es menos húmedo, al menos en general, porque la explotación ha secado frecuentemente las vías que sirven, de acceso a los tajos; cuando la ventilación es ASCENDENTE, estas mismas vías colectan grandes cantidades de agua, en el nivel de transporte, provenientes de las explotaciones superiores es menos caliente, porque:

1. Sobre el recorrido del aire que llega a los frentes no hay cambio de calor de los productos arrancados, ni oxidación del carbón, además la mayor parte de máquinas de explotación y de transporte, como locomotoras Diesel se encuentran en la salida del aire, y el calor proveniente de la disipación de energía proveniente de estas máquinas no es transmitido al aire que llega a los frentes de explotación. 2. La transmisión de calor entre el aire y los productos que circulan en el mismo sentido se efectúan por corrientes paralelas y es menos elevada que con una

circulación

a

CONTRA-CORRIENTE,

una ventilación ASCENDENTE.

como

sería

el

caso

de

III.

COSTO DE LA VENTILACION

Desde el punto de vista de los costos, la ventilación descendente podría ser según los

casos

sensiblemente

equivalente a

la ventilación

ascendente.

La

ventilación descendente será ventajosa cuando las condiciones no tengan carácter imperativo enfrente a la sección de las vías (en razón del volumen de aire a suministrar). Cuando las condiciones de la vía del piso superior (sobre guía) son de sección más pequeña que las vías del piso inferior (galería), en este caso son más resistentes en la ventilación descendente. Además, en este tipo de ventilación las vías de salida por el calentamiento del aire y el aire adicionado por aire comprimido, el grisú, vapor de agua, gas carbónico y otros gases, deben asegurar un caudal de aire más grande en la SALIDA que en las vías de entrada; este caudal entonces, estar garantizado en condiciones más económicas por la VENITILACIÓN DESCENDENTE dando por sentado que la sección de las vías de SALIDA tuvieran mayor sección que las de ENTRADA.

IV.

DESGASIFICACIÓN DEL GRISÚ

Con respecto a las minas grisutuosas, debido a la densidad del CH, se cree que con la ventilación ascendente se favorece su evacuación, aunque algunos ensayos realizados han dado ventaja a ninguno de los dos sistemas. El problema realmente radica en que en la ventilación descendente el régimen de presiones está invertido y la diferencia de presión existente entre la galería y sobre guía es opuesto y cualquier interrupción de la ventilación provocará una disminución de la presión, con el consiguiente aumento de la desgasificación.

Además, en minas grisutuosas, habría una presencia permanente de grisú en las vías principales de transporte. Estos hechos dan la explicación del porqué de la prohibición, en el reglamento alemán de la ventilación descendente en los trabajos de minas de carbón con pendientes mayores de 10 grados. En el caso de las minas colombianas con minas en regiones de altas montañas y acceso por galerías o transversales, se recomienda la forma más simple de ventilación que es la aspirante - ascendente, en donde el ventilador principal se coloca en un pequeño túnel conectado al tambor de ventilación, en el nivel superior aprovechando con esto la fuerza ascensional del aire por la diferencia de peso específico y la temperatura entre la entrada y salida de la ventilación.

Ventilación Ascendente

Ventilación descendente

ANEXOS