![](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image029.png")
Sistema de ventilación para labores subterráneas de la empresa PRODU=
MIN
S.A.
Ventilation syst=
em
for underground work of the Company PRODUMIN S.A.
Marco
Antonio Mejía Flores.[1], Karla Margot Morales =
Chacha.[2] Diego Ramiro Chacha Bo=
rja.[3]
Recibido: 14-03-=
2020
/ Revisado: 19-04-2020 /Aceptado: 12-05-2020/ Publicado: 05-06-2020
=
Abstract.
DOI:=
https://doi=
.org/10.33262/concienciadigital.v3i2.2.1253
The
investigation determines a ventilation system for interior mine works in the
company PRODUMIN S.A.; The methodology used is to collect data in the field=
of
factors such as: temperature variations, permanent gas emission by blasting=
and
also that established by the machinery. The ranges of dust generation and
excess humidity that intervene create unsafe conditions in a work environme=
nt,
in the same way the deficiency in the operational performance, technical da=
ta
that was considered with respect to the parameters of the new exploitation
front, such as: section of the gallery, machinery to be used, length of the
front run and geometry of the mining tasks to be carried out in the new
production block. This allows stipulating the most convenient conditions in=
the
area of mining safety of an induced ventilation system compar=
ed
to the traditionally used ventilation method, and proposing a mixed
impeller-aspirating ventilation system with the use of ventilators, extract=
ion
turbines and ventilation sleeves.
Keywords: Ve=
ntilation
system, Impeller-aspirant method, Mixed serial method, Underground works.
Resumen.
La investigación plantea un sistema de ventilación
para labores de interior mina en la empresa PRODUMIN S.A.; la metodología u=
tilizada
es recoger datos en campo de los factores como: variaciones de temperatura,
emisión permanente de gas por voladura y también la establecida por la
maquinaria. Los rangos de generación de polvo y exceso de humedad que inter=
vienen
crean condiciones inseguras en un ambiente de trabajo, del mismo modo la
deficiencia en el rendimiento operacional; datos técnicos que fueron
considerados con respecto a los parámetros del nuevo frente de explotación,
tales como: sección de la galería, maquinaria a utilizarse, longitud de rec=
orrido
del frente y geometría de las labores mineras a efectuarse en el nuevo bloq=
ue de
producción. Esto, permite estipular las condiciones más convenientes en el
ámbito de seguridad minera de un sistema de ventilación inducido frente al
método de ventilación utilizado tradicionalmente, y proponer un sistema de
ventilación mixto impelente-aspirante con el uso de ventiladores, turbinas =
de
extracción y mangas de ventilación.
Palabras
claves: Sistema de
ventilación, Método impelente-aspirante, Método en serie mixto, Labores
subterráneas.
Introducción.
La Empresa
PRODUMIN S.A., es una industria minera dedicada a la explotación y benefici=
o de
minerales metálicos, constituye una de las herramientas más importantes par=
a la
promoción del desarrollo social y progreso económico del país. Es así que el
contenido de la presente investigación, se enfoca al estudio y conocimiento=
de
la implementación de un sistema de ventilación para labores de interior
mina.
Este trab=
ajo
se ha realizado aplicando una metodología de campo, para la determinación de
factores técnicos y de seguridad industrial minera, como la investigación y
propuesta de un sistema de ventilación
acorde a las necesidades del nuevo frente de explotación, sustituyen=
do
el sistema tradicional de ventilación que pueden utilizarse para lograr el
acondicionamiento del aire que circula a través de las labores subterráneas,
teniendo como objetivo principal el proporcionar un ambiente seguro, saluda=
ble
y en lo posible cómodo para los mineros.
El proyec=
to
que se propone se realiza en dos etapas: La primera radica en el levantamie=
nto
de toda la información de campo, y la segunda etapa, se basa en la
investigación documental y revisión literaria, de forma que de este modo se
pueda identificar los principales problemas enfocados al sistema de ventila=
ción
y las medidas que son necesarias poner en práctica, con el fin de controlar=
y
reducir el aire contaminado que circula en labores de interior mina.
Metodología
La metodología
aplicada en el presente trabajo es la metodología de investigación científi=
ca
exploratoria y una de campo; la primera parte se lo realiza a través de la
aplicación del método lógico inductivo, mediante la técnica documental, es
decir, por medio de una revisión bibliográfica. Por lo tanto, se ha procedi=
do a
una recopilación tanto de artículos como de documentos, relevantes publicad=
os
por su importancia en base al te=
ma
objeto de estudio.
La segunda parte consis=
te,
en levantar toda la información de campo que permita identificar los
principales problemas enfocados a la ventilación interior mina, y
posteriormente realizar los cálculos respectivos con la intención de determ=
inar
una ventilación adecuada. Por último, se desarrolla una propuesta de un sis=
tema
de ventilación que permite mejorar, tanto las condiciones de los trabajador=
es,
como mejorar los procesos y por ende la producción minera.
Ubicación y posición geográfica
La
empresa PRODUMIN S.A. se encuentra ubicado en el sector La López
perteneciente al cantón Camilo Ponce Enríquez, provincia del Azuay, dentro =
de
la cooperativa Bella Rica. Las coordenadas UTM de la cooperativa Bella Rica
son:
P1:
E 641209.00 N 9661650.00 P2: E 643309.00 N 9661650.00
P3:
E 643309.00 N 9660250.00 P4: E 646009.00 N 9660250.00
P5:
E 646009.00 N 9658050.00 P6: E 641209.00 N 9658050.00
Figur=
a =
1:Mapa =
de
Ubicación Geográfica del Operador Minero Produmin
S.A.
![](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image030.jpg")
Fuente: Empresa Produmin S.A.=
Descripción general de las labores mineras
Descripción
del método de explotación a emplearse en las labores mineras del nuevo fren=
te.-
El método de
explotación a emplearse es corte y relleno ascendente convencional con rel=
leno
detrítico, es un método donde el estéril y el mineral (veta) son arrancado=
s en
franjas horizontales por separado, empezando por la parte inferior del tajo=
y
avanzando en forma simultánea verticalmente.
Como labores de preparación a partir de la galería
(horizontal) se construyen chimeneas cada de 30m de distancia, tanto para
accesos al tajo, ore pass y ventilación, en e=
l que
su avance es de forma gradual como ascienda el tajeo; dejando un pilar de
seguridad de 3m. Sobre la galería inferior (nivel 0) se construye un subniv=
el
de explotación que comunica las dos chimeneas. Se utiliza máquinas perforad=
oras
Jackleg con pie de avance para perforaciones
verticales y horizontales con taladros de 6 pies de profundidad y un ancho =
de
minado entre 0,80m y un máximo de 1 m dependiendo del buzamiento y espesor =
de
la veta, desarrollándose hasta dos cortes dependiendo como el comportando d=
el
macizo rocoso. La explotación comienza extrayendo una franja horizontal
completa de estéril, pero dejando la veta colgada al piso. Posteriormente se
somete a voladura la veta colgada y se extrae manualmente con carretillas p=
or
las chimeneas trasiego. Se realiza un segundo corte en estéril donde gran p=
arte
del material estéril roto se deja como relleno hasta una altura que posibil=
ite
perforar nuevamente y se extrae hacia el echadero el excedente formado por =
el
incremento en el volumen de la masa rocosa después del disparo (esponjamien=
to).
Una vez nivelado el piso se procede a realizar la perforación y voladura en
veta, para ello se coloca geomembrana en el suelo para que no se diluya el
mineral con el estéril del relleno en el piso. El mineral arrancado se extr=
ae
por la chimenea trasiego hasta la tolva y posteriormente es transportado a
superficie por medio de la locomotora a la tolva de gruesos, para su poster=
ior
proceso de trituración. De esta manera se realiza la extracción del mineral=
y
desmonte del tajo. La cual se repetirá hasta llegar al nivel superior del
block. (Gutierrez Hijar,
2014)
Gráfico 1![](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image031.png")
Fuente: Empresa Produmin S.A.=
Descripción
de la mitigación del polvo en el frente de trabajo con agua
Para la
mitigación del polvo en el frente de trabajo, una vez culminada la etapa de
perforación y disparo de la cuńa, se mantiene abierta la manguera de aire p=
ara
acelerar la evacuación de gases y una vez que los mineros lleguen al frente=
de
trabajo se moja el contorno de la galería en el frente de trabajo con la
finalidad de asentar el polvo, mejorar la visibilidad y detectar alguna roca
suelta. Culminado este proceso el
personal encargado de la seguridad de la mina hace la lectura de la tempera=
tura,
cantidad de gas, y de otros factores que intervienen; además es el único que
puede autorizar al personal para que ingrese al frente de trabajo.
Dimensiones
del Tajo
ˇ
Longitud: 30m y Altura: 70m
ˇ
Potencia de la veta: 0.19m
ˇ
Inclinación: mayor a 60°
Preparación
Para la preparación de los tajos se trabajarán con=
las
dimensiones que se muestran en los siguientes gráficos:
Gráfico 2![](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image032.png")
Fuente: Diego Chacha
Gráfico 3![](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image033.png")
Fuente: Diego Chacha
Gráfico 4![](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image034.png")
Fuente: Diego Chacha
Gráfico 5![](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image035.png")
Fuente: Diego Chacha
2=
.1. Diagnóstico del sistema de
ventilación actual
Cuenta con un sistema de ventilación forzada no planificada, con 2
turbinas portátiles que no se encuentran ubicadas con los debidos parámetros
necesarios para un sistema de ventilación y mangas de ventilación que no es=
tán
bien instaladas, además de una turbina principal ubicada en el crucero
principal lo que da como resultado una ventilación deficiente.
Figura 2![](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image036.jpg")
Fuente: Empresa Produmin S.A.
Este esquema de ventilación nos indica cual es la
trayectoria que sigue el aire comprimido con el que se ventila las labores =
de
preparación, operación, desarrollo y exploración en tajos; una vez culminad=
a la
etapa de perforación seguida de la etapa de carga de explosivos se deja abi=
erta
la tubería de aire para que al momento de la voladura los gases emitidos se=
an
diluidos por el aire comprimido y sea más cómodo para los mineros el ingres=
o a
los diferentes frentes de trabajo.
Gráfico 6![](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image037.jpg")
Fuente: Empresa Produmin S.A.
Requeri=
miento
de aire por el personal
Se trabaja con una cantidad de 25 personas entre
perforistas, ayudantes y pateros. Para determinar el requerimiento de aire =
por
el personal se necesita aplicar la siguiente fórmula:
Q1 =3D n * q
En
donde:
Q1=3D
cantidad de aire necesario para el n de personas (m3/min)
q
=3D Cantidad de aire mínimo por persona (3 m3/min)
n
=3D Número de Personas en el Lugar
Por lo ta=
nto,
Q1 =3D 75m3/min
Requerimiento de aire por la cantidad de equipos en funcionamiento y
polvo en suspensión
Se trabaja con 10 perforadoras neumáticas, y los g=
ases
producidos debido a la fricción de CO2 es de 0,25ppm. Para
determinar el requerimiento de aire por la cantidad equipo que se tiene en
funcionamiento y polvo en suspensión se aplica la siguiente fórmula:
Q2 =3D K * N
En
donde:
Q2=3D
Cantidad necesaria para partículas desprendidas de equipos (m3/m=
in)
K=3D
Cantidad de aire necesario por cada Operadora (3 m3/min)
N=3D
Numero de equipos operando autorizados que trabajan en la mina.
Por
lo tanto, Q2 =3D 30m3/min
=
Requeri=
miento
por consumo de explosivos
El
cálculo se basa en los siguientes valores:
ˇ
Formación de 0,040m3 de
productos tóxicos por la voladura de 1Kg. de explosivo.
ˇ
Tiempo de ventilación no mayor a =
30min.
Con excepción de explosivos en masa; es decir, sea el tiempo dentro del tur=
no,
que gasta el minero en regresar al frente después de haber realizado la
voladura.
ˇ
De acuerdo a algunos reglamentos =
de
seguridad, los productos tóxicos de la explosión deben ser diluidos a no má=
s de
0,008% en volumen.
Por consiguiente, para determinar el caudal de aire
que se requiere llevar al frente de trabajo se debe aplicar la siguiente
fórmula:
Q3 =3D 100 * a * A / (0,008 * t)
En
donde:
Q3
=3D cantidad de aire necesario en m3/min
A
=3D Cantidad de explosivo en la voladura en Kg
a
=3D 0,040 m3/Kg
t =3D tiempo de pausa entre la voladura y el regre=
so al
frente o tiempo de ventilación en minutos
Por
lo tanto, Q3 =3D 16,67m3/ min
Requeri=
miento
para mantener óptimas condiciones ambientales
En interior mina trabajan 200 personas, el aire qu=
e ingresa
tiene una velocidad de 9m/min, los niveles más críticos son 50 y 30, y tien=
en
un total de 7 niveles; asimismo trabajan a una temperatura de entre los 24 a
26°C, estando ubicados en distintas áreas, además la línea principal tiene =
2,40m
de alto por 2,10m de ancho. Consecuentemente, para determinar la cantidad de
aire que se requiere para mantener óptimas condiciones ambientales se aplic=
a la
siguiente fórmula:
Q4 =3D V * n *A
En
donde:
Q4=3D
Cantidad de aire para mantener condiciones ambientales ideales
V=3D
Velocidad del aire usando valores de T1 (9 m/min)
N=3D
Numero de niveles a trabajar con temperaturas elevadas
A=3D
área promedio de la sección de labor
Total de CFM utilizando en
interior mina
Se extrae gases de las
voladuras y se realiza el ingreso de aire puro con los compresores, los cua=
les
envían aire puro en forma focalizada con un caudal de 3000cfm como mínimo, =
más
el ciclo de turbinas automatizadas. Esto se da, cada que se produce una
voladura para que por efecto de diferencia de presiones el aire recircule. =
En cada frente de explotac=
ión
se tiene la capacidad de enviar en tuberías de 1, las cuales proyectan un
caudal máximo de 492,11m3/s.
Tabla 1:Total de CFM y m3/min en Sistema Aspirante e Impelente<= o:p>
|
TOTAL
DE CFM Y m3/min SISTEMA ASPIRANTE E IMPELENTE |
|||
|
UBICACION |
MOTOR |
CFM |
m3/min |
|
Crucero
557 |
5HP |
16000 |
453.26 |
|
Cecy
Nivel Cero Norte |
5HP |
8000 |
226.63 |
|
Turbina
Principal |
75HP |
38465 |
1089.67 |
|
Suma Total |
62465 |
1769.54 |
Fuente: Diego Ch=
acha
Resultados
Tomando en cuenta los resultados de los cálculos r=
ealizados,
se ha partido con el requerimiento de aire necesario de acuerdo al:
ˇ
Número de personas
ˇ
Polvo en suspensión
ˇ
Aumento de temperatura
ˇ
Consumo de explosivos
ˇ
Diseńo de labor
Se determina que es conveniente implementar 4 turb=
inas
secundarias de 5hp ubicadas a 300m, una separada de la otra, teniendo en cu=
enta
las siguientes reglas:
ˇ
La presión requerida es directame=
nte
proporcional a la longitud
ˇ
La presión es directamente
proporcional al perímetro
Además, tomando en cuenta la distancia de la labor
minera se determinó que es necesario utilizar un aproximado de 1200m de man=
ga
de ventilación de 22.
Figura 3: Turb=
ina
de 5Hp y Manga de Ventilación de 22"
![](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image038.jpg")
Fuente: Empresa Produmin S.A.
En base, al resultado se realiza un análisis de
factibilidad para la implementación del sistema de ventilación que requiere=
la
empresa PRODUMIN S.A. para efectuar de forma segura los trabajos interior m=
ina,
de la misma manera se realiza el costo que tiene este sistema.
Tabla 2![3Deditorial1.png](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image039.jpg")
PARA CITAR EL
ARTÍCULO INDEXADO.
Mej= ía Flores, M. A., Morales Chacha, K. M., & Chacha Borja, D. R. (2020). Sis= tema de ventilación para labores subterráneas de la empresa PRODUMIN S.A. ConcienciaDigital, 3(2.2), 154-168. https://doi= .org/10.33262/concienciadigital.v3i2.2.1253
![3Deditorial1.png](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image040.jpg")
El
artículo que se publica es de exclusiva responsabilidad de los autores y no
necesariamente reflejan el pensamiento de la Revista Conciencia Digital.
El artículo queda en propieda=
d de
la revista y, por tanto, su publicación parcial y/o total en otro medio tie=
ne
que ser autorizado por el director de la Revista
Conciencia Digital.
![](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image041.jpg")
![3D"logo_catalogo3b.jpg"](3D"10_Sistemadeventilacionparalabores_MarcoMejia_archivos/image042.jpg")
=