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VENTILACION

VENTILACION EN MINERIA
by

Luis Chilo Miranda

on 7 January 2013

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Transcript of VENTILACION

Hidrógeno (H2).- En la minería aparece en estado libre, también lo encontramos en la descomposición del ácido sulfúrico en las salas de baterías.
Si se apaga con agua el carbón incandescente también se puede formar hidrogeno.
Al reaccionar con el oxigeno es explosivo en algunas ocasiones, siendo la concentración mas peligrosa la compuesta por 71 % de aire y 28 % de hidrogeno, siendo en este caso más inflamable que el grisú.
Es también un gas asfixiante, incoloro, inodoro, insípido y más ligero que el aire.
Los toxímetros y los tubos calorimétricos se usan para detectarlo
LOS CONTAMINANTES EN MINA La estadía prolongada del hombre en condiciones térmicas desfavorables conduce inevitablemente al aumento de la temperatura en el organismo. La temperatura del hombre puede subir más de 42 °C y provocar la muerte.
LEY BASICA DE LA VENTILACION DE MINAS Gustav Robert Kirchhoff (1824 – 1887) Las leyes de Kirchhoff aplicadas originalmente en circuitos eléctricos, también puede aplicarse en los circuitos de ventilación de minas, donde los caudales de aire y caídas de presión son análogos a la corriente y voltaje respectivamente.
OBJETIVOS DE LA VENTILACIÓN MINERA Respiración de los hombres.
Equipos de combustión interna
Voladuras e incendios (explosivos nitrosos, anfo).
Descomposición de sustancias o materias minerales y/u orgánicas.
Presencia de aguas estancadas.
Operaciones básicas de la explotación.
Empleo de lámparas de carburo (C2 H2).
Talleres de soldadura y otros (humos nitrosos). ORIGEN DE LA DEFICIENCIA DEL OXÍGENO El aire que inhalamos tiene 21% de Oxígeno y el que exhalamos tiene 16% FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CLIMA Y EL AIRE EN LA MINERÍA SUBTERRÁNEA Durante la realización de sus actividades, las empresas mineras, cuentan con estándares ambientales que deben cumplir para garantizar una adecuada protección del ambiente y la salud de las personas.
Estos estándares ambientales son los límites máximos permisibles (LMP).
Los LMP de agentes químicos (DS 046 – 2006 EM Art.86) Aseguran que las emisiones gaseosas que emitan las empresas no excedan ciertos niveles de concentración que se consideran dañinos a la salud, al bienestar humano y al ambiente. CALIDAD DEL AIRE EN LAS MINAS. CANTIDAD DE AIRE PARA RESPIRACIÓN DEL PERSONAL Control termo ambiental.

Medidas de temperatura.
Humedad relativa.
Velocidad del aire. Control de cantidad.- comprende:

Control de velocidad del aire.
Verificación del caudal del aire de acuerdo a las normas.
Control de distribución del aire dentro de las labores.
Determinación de pérdidas de aire por el circuito.
Estudio de de las resistencia de las labores mineras.
Elección e instalación de ventiladores y ductos de ventilación.
Proyectos y comprobación de las redes de distribución Control de calidad.- asegura que los contaminantes gases y polvos no rebasen los niveles los niveles tolerables o permisibles y comprende:
 determinación de los gases nocivos en el ambiente manteniendo los dentro de los niveles permisibles.

control del polvo ambiental.

Concentración en el ambiente.
Tamaño de las partículas.
Composición mineralógica.
Tiempo de exposición.  Denominamos aire de mina, al aire atmosférico, que ingresa a la mina y sufre una serie de alteraciones, si son pequeñas lo podemos considerar como aire fresco, si las alteraciones son considerables los consideramos una mezcla de gases, vapores generalmente con material articulado (polvo ambiental en suspensión), al que denominaremos aire viciado. AIRE DE MINA. Se hace por medio de ventiladores que introducen aire fresco a través de mangas.

Es obligatorio el empleo de ventiladores auxiliares en labores que solo tengan una vía de acceso teniendo un avance no superior a 60 mt. VENTILACIÓN ARTIFICIAL: La temperatura externa tiene influencia en la temperatura de las rocas hasta máximo 40 mts.. Más abajo se supone constante la temperatura, solo se ve afectada por el fenómeno del " Grado Geotérmico".
El Grado Geotérmico se define como la medida de la distancia a la cual la temperatura aumenta en 1 grado en las rocas. 3.- Temperatura de las rocas 1.- Temperatura del aire exterior.
2.- Compresión del aire al descender en la mina.
3.- Temperatura de las rocas.
4.- Procesos endotérmicos y exotérmicos.
5.- Intensidad de la ventilación. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA TEMPERATURA DEL AIRE DE LA MINA Mal desempeño de los trabajadores, lo que se traduce en una baja productividad hombre/turno.
Mayor posibilidad de producirse enfermedades profesionales. Enfermedades generadas por polvos, cuyo nombre genérico es neumoconiosis. Ej: Silicosis (producida por cuarzo, tridimita, cristobalita), siderosis (producida por un mineral de berilio y fierro), talcosis ( producida por asbesto, talco), etc.
Se pueden producir por explosiones o incendios, que se pueden traducir en:
Pérdidas humanas
Pérdidas de equipos
Paralización de las labores
Incremento de costos por las razones anteriores. CONSECUENCIAS DEL NO CONTROL DEL AMBIENTE MINERO La profundidad de la mina
No respetar los reglamentos establecidos.
Las malas condiciones de los circuitos: longitud, sección, obstáculos, etc.
Mala utilización de las puertas de ventilación
Porcentajes altos de gases nocivos.
Calentamiento de la capa de carbón.
La humedad del aire. CAUSAS POSIBLES DE UNA FALTA DE VENTILACION Las leyes del estado del flujo de aire indican que por una cantidad de aire que circule entre dos puntos, debe de existir una diferencia de presión entre estos puntos. La elación entre la diferencia de presión (P) y la cantidad de flujo de aire (Q). Si no existe una diferencia de presión no existe una cantidad de flujo, es decir si P = 0, Q = 0. Mientras mayor sea P, mayor será Q. En el caso de aquel aire de mina que circula subterráneamente en donde el patrón del flujo es turbulento (es decir, como un río que fluye en los rápidos), la relación entre las dos cantidades puede expresarse en la ley cuadrática: 𝑃=𝑅𝑄2 La segunda ley de Kirchhoff, en forma análoga establece que la suma algebraica de las caídas de presión de todos los ramales integrantes de una malla es cero. En el caso específico de ventilación minera, es normal que existan de por medio presiones de ventiladores (Pf) ubicados en alguna malla, así como presiones por ventilación natural (pvn), los cuales hay que tener en cuenta estos factores. SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF
(LEY DE CIRCULACIÓN) La primera ley de Kirchhoff para redes de ventilación en minas establece que la suma algebraica de todo flujo de aire en cualquier unión o nodo es cero. Esto se refiere a que la suma de todas las cantidades de aire que fluyen hacia una unión debe ser igual a la suma de todas las cantidades de aire que salen del nodo. PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF
(LEY DE CONTINUIDAD)
LEYES DE KIRCHHOFT Se sabe que la temperatura aumenta un grado por cada 100 metros que se desciende desde la superficie.
Para obtener una corriente de aire se precisa una entrada, una salida y una diferencia de presión. (Depresión).
En un circuito cuanto mayor es la depresión mayor será la cantidad de aire que pasa por el.
El porcentaje de gas será menor cuanto mayor sea la cantidad de aire.
El aire para salir siempre toma el camino mas fácil.
Cuantas menos fugas haya en el circuito mayor será la cantidad de aire que pasa por el.
El aire caliente siempre tiende a subir.
Para que se produzca movimiento de aire debe haber diferencia de temperatura
LEYES DE CIRCULACION DE AIRE 2. Cumplir con el R.S.H.M, en lo referente a Ventilación y salud ambiental
 La ventilación minera brinda:
Oxígeno para la respiración.
Diluye y remueve el polvo.
Diluye y remueve gases nocivos.
Reduce temperaturas.
Un ambiente laboral seguro y confortable 1. Proporcionar a la mina un flujo de aire en cantidad y calidad suficiente para diluir Contaminantes, a Limites Seguros en todos los lugares donde el personal está en trabajo. dado que, la VENTILACIÓN NATURAL es un fenómeno de naturaleza inestable y fluctuante, en ninguna labor
subterránea moderna debe utilizarse como un medio único y confiable para ventilar sus operaciones” “EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE VENTILACION EN MINA SUBTERRANEA APLICANDO EL SOFTWARE VENTSIM” Mediante la-ventilación forzada principal y ventilación auxiliar para los frentes, tajos, chimeneas. Este es el método mas usado y que algunas veces se combina con otro.

POR LA PROTECCION DEL HOMBRE
Mediante respiradores apropiados para cada gas.
La capacitación e instrucción sobre la Higiene Minera y la Ventilación de Minas es importante para poder desenvolvernos en la actividad minera.

POR DILUCION DEL GAS. Mediante ventilación exhaustiva local en lugares en que el contaminante es factible de extraer.
POR AISLAMIENTO DEL GAS
Mediante el taponeo o sellado de lugares abandonados o incendios.
Estableciendo un circuito de chimeneas o galerías especificas para el gas o aire viciado REMOVIMIENTO DEL GAS La prevención en la voladura, eligiendo el correcto explosivo y no sobrepasando la carga de voladura para minimizar la producción de CO y NO2, según sea dinamita o ANFO.
Afinamiento y mantenimiento de los motores, filtros y catalizadores de los equipos diesel para evitar el exceso de CO, NO2 y Aldehídos.
Evitando llamas abiertas dentro de la mina, como soldar mangueras de jebe o plástico para evitar la producción de CO y la reducción de oxigeno. COMO PREVENIR LA FORMACION DE GASES. El CO es absorbido por la HB el cual reduce la capacidad de la HB de llevar oxígeno a los tejidos, formando Carboxihemoglobina COHB, esta unión es de 240 a 300 veces mas fuerte que la unión que hay entre el oxigeno y la HB por lo que al estar la HB ocupada con el CO no hay transporte de oxigeno a los tejidos, entonces pequeñas cantidades de CO son peligrosas. Efectos del CO en la sangre CLASIFICACIÓN DE LOS GASES DE MINA. Gases esenciales: Indispensables para la vida del hombre.
Aire atmosférico.
Oxígeno.
Sofocantes: Se conocen también como desplazadores. Estos producen ahogos y en altas concentraciones pueden producir la muerte.
Nitrógeno.
CO2 > 15% fatal.
CH4.
C2H2 (Acción del agua sobre el carburo de calcio, olor a ajo).
Tóxicos o venenosos: Nocivos al organismo por su acción venenosa.
CO.
Humos nitrosos (olor y sabor ácidos).
Hidrógeno sulfurado H2S (LPP 8 ppm, olor a huevos podridos).
Anhídrido sulfuroso SO2 > 15% fatal (1.6 ppm LPP).
Explosivos o inflamables: En altas concentraciones forman mezclas explosivas con el aire
Metano: CH4 (2% muestra - 0.75% revuelta).
Monóxido decarbono: CO (13%– 75%).
C2H2, H2S (2.5% - 80% inflamable y explosivo, > 6% respectivamente).
(Hidróxido de calcio - carburo) LOS GASES MÁS FRECUENTES EN LAS MINAS. DISTRIBUCION ESQUEMATICA DE LOS GASES POR SU DENSIDAD Metano (CH4).- Es una mezcla de metano y aire con algún gas (grisu) más, pero el que determina sus características es el metano. Dependiendo de los porcentajes se comporta de distinta manera:
 




Es un gas incoloro, inodoro, insípido, altamente combustible ardiendo con llama azulada y más ligero que el aire La lámpara de gasolina (de seguridad) y los grisúmetros o metanómetros son los usados para detectarlo. Es también conocido como gas de los pantanos y tiende a acumularse en los lugares altos de las labores con poca ventilación Nitrógeno (N2).- Se encuentra en desprendimientos de los estratos de roca en algunas minas y también en el consumo del oxigeno del aire por alguna forma de combustión, especialmente en la combustión de los explosivos.
Monóxido de carbono (CO).- Es producto de la combustión incompleta de sustancias carbonosas, producto de los disparos, de los equipos de inyección a petróleo que no están bien afinados. Es el resultado de la combustión incompleta del carbono.
Dióxido de carbono (CO2).- Es el resultado final de la combustión completa del carbono. Es un gas asfixiante, incoloro, es soluble en el agua, tiene un sabor y un olor (en altas concentraciones) ligeramente ácido, es incombustible y pesa más que el aire.
Para su detección se usa la lámpara de seguridad, detectores automáticos de lectura digital y tubos calorimétricos.
Gas Sulfuroso - Dióxido de azufre (SO2).- Se produce por la combustión de compuestos de azufre. Es toxico, puede producir edemas pulmonares muy graves y quemaduras en ojos y piel. Es un gas incoloro con un olor picante y a -10º C (10 bajo cero) es liquido. Detección por medio de tubos calorimétricos.
Es el causante de la llamada "lluvia ácida".
Además algunas minas que contienen depósitos de azufre nativo producen considerables cantidades de este gas. GASES EN LABORES SUBTERRANEAS EN MINA. Los gases más frecuentes en las minas peruanas y que pueden causar enfermedades o muerte a las personas que se exponen a altas concentraciones son:

El monóxido de carbono, producto de los disparos y de los equipos diesel.
El dióxido de nitrógeno, producto de los equipos diesel y del explosivo ANFO.
Los aldehídos, producto de los equipos diesel.
Descomposición de las sustancias orgánicas.
Combustiones espontáneas.
Incendios. LOS GASES CONSUMO DE OXIGENO POR PERSONA EJEMPLO DE APLICACIÓN. LA RESPIRACION HUMANA Y LA CANTIDAD DE AIRE PARA MANTENER EL O2 Y CO2 DENTRO DE LOS LIMITES PERMISIBLES EN EL AIRE QUE NOS OCASIONA DAÑO.
A mayor actividad se tiene mayor necesidad de inhalar mayor numero de pies cúbicos de aire por minuto (CFM), y así poder inhalar la mayor cantidad de oxigeno. FLUJO DE AIRE. Durante su paso a través de la mina el aire atmosférico recoge los contaminantes, producto de las operaciones mineras entre ellos algunos gases y vapores, el polvo en suspensión y el calor producido por las maquinas en funcionamiento, asimismo la presencia de seres humanos, maquinas de combustión y materiales que se oxidan hacen que el aire pierde parte de su oxigeno, al cual denominaremos aire viciado. Aire de mina: Algunos otros compuestos del aire Control de calidad.
Control de cantidad.
Control termo ambiental. En la ventilación minera existen 3 tipos de control: Para que funcione la ventilación tiene que existir una diferencia de alturas entre la bocamina principal de entrada y la bocamina de salida.
El ingreso y la salida de aire de toda la mina, es por galerías, chimeneas, piques, etc. Siendo la velocidad aire no menor de 20 mts./min. VENTILACIÓN NATURAL:
TIPOS DE VENTILACIÓN Según estudios de fisiólogos ingleses, la acción prolongada de las temperaturas mayores de 28 °C por el termómetro seco ( 26 °C termómetro húmedo) es nociva para el cuerpo humano. A temperaturas húmedas de 32 ° C, no es posible ningún trabajo duradero.
ALEMANIA: Si la temperatura es mayor a 28°C la jornada debe ser reducida a 6 horas, inclusive en ambientes muy húmedos, la inspección del trabajo puede ordenar que esta disposición sea aplicada con temperaturas más bajas. 5.- Intensidad de la ventilación. Combustión interna de equipos.
Generadores y luces de los equipos.
Movimiento de masas rocosas (fricción).
Pérdidas de carga producto del flujo de ventilación (pérdidas por fricción y choque).
Cañerías de aire comprimido y de agua.
Metabolismo del individuo: El hombre libera 100 - 450 kcal/hra. (reposo – vigoroso) 4.- Procesos Endotérmicos y Exotérmicos: EJEMPLO.-La temperatura aumenta en 0.0098 °C por cada metro de profundidad, por tanto, 1 °C por cada 100 mts de profundidad, es decir, a 1000 mts. de profundidad se tiene un aumento de la temperatura por este concepto de 10 °C.  2.- Compresión del aire Depende mucho de la estación del año (otoño, invierno, primavera, verano) y también si estamos de día o de noche (10 a 12°C ó menores que cero).
La temperatura del aire exterior debería andar en el orden de 5°C (ideal) para evitar por ejemplo congelamiento del agua en galerías de ventilación, ejerciendo el efecto de reguladores.
A veces es necesario calentar o refrigerar el aire. 1.- Temperatura del aire exterior: 1.-En minas subterráneas que trabajan entre dos o tres niveles continuos, para evitar el acumulamiento de aire contaminado y contratiempos en la ventilación, se debe construir chimeneas de comunicación de nivel a nivel hasta llegar a exterior mina, a su vez estas chimeneas servirán como piques caminos para subir y bajar a los niveles. Lo recomendable es ubicar estas chimeneas de ventilación en las zonas mineralizadas para ahorrar costos de producción. POR FALTA DE CHIMENEAS DE VENTILACIÓN 1.-Los derrumbes imprevistos producen el acumulamiento y taponamiento de las galerías principales y secundarias, por donde circula el aire natural. Estas galerías constituyen ductos de ventilación para los parajes.
2.-Al estar obstruidas por las cargas rocosas de los derrumbes, impiden el paso del aire y por lo tanto, se dificulta la ventilación.
3.-Estas cargas deben ser evacuadas a interior mina a la brevedad posible, sin perdida de tiempo, dejando limpias las vías de acceso. POR LA OBSTRUCCIÓN DE GALERIAS PRINCIPALES SECUNDARIAS Cuando una mina no tiene un circuito de ventilación natural, por todos los parajes presenta, el riesgo de asfixia más peligroso FALTA DE UNA RED DE VENTILACIÓN DEBIDO AL USO DE EXPLOSIVO ANFO
La utilización del ANFO, en cantidades mayores y exagerando el uso de Diesel, genera en la voladura del explosivo una gran cantidad de gases nitrosos. OTRAS CAUSAS DE UNA MALA VENTILACIÓN La ventilación natural, la cual consiste básicamente en el movimiento de masas de aire al interior de las minas producto de diferencias de temperaturas entre las labores y la superficie y de la diferencia de altitud entre las galerías conectadas con superficie, fue ampliamente utilizada en los comienzos (siglo XVI) ; posterior a esto, se utilizó las caídas de agua en los piques para inyectar aire fresco al interior de las minas, también se encendían grandes hogueras en los piques para producir tiraje y levantar el aire contaminado desde el interior de las minas, hacia superficie. introducción Maquinas de combustión interna, que liberan gran cantidad de contaminantes, hasta 0.3 m3/min.por HP. Estos gases son CO, NO2, aldehídos, humos, metano y SO2. GASES PRODUCIDOS POR EQUIPO DIESEL. En la voladura el uso de explosivos, origina el mayor porcentaje de gases tóxicos. Por ejemplo el uso de ANFO, genera diversos óxidos de nitrógeno los mismos que aun en bajas concentraciones pueden resultar de necesidad mortal. ORIGEN DE LOS GASES DE MINA. El aire atmosférico es una mezcla de gases, cada uno de los cuales tiene propiedades físicas y químicas propias.
Para efectos prácticos el aire puro seco es:
  AIRE ATMOSFERICO. EFECTOS DE LA DEFICIENCIA DE OXIGENO. La entrada y salida de aire
deberán ser en forma
independiente. IMPORTANTE PRESENTADO POR:

SANCHEZ ANCO PEDRO
GARCIA VEGA KELLY
JUAREZ HERRERA CESAR
BEGAZO MARES BEYBI
CHILO MIRANDA LUIS
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