INTRODUCCIÓN La Ventilación de Minas, tiene por misión principal el suministro de aire fresco con el objeto de lograr condiciones ambientales y termo-ambientales adecuadas para todo el personal que labore en faenas mineras subterráneas, como también para atender la operación de diversos equipos e instalaciones subterráneas.
La ventilación en minas subterráneas debe cumplir con los siguientes objetivos:
Suministrar el oxígeno para la respiración de las personas,
Proporcionar el volumen de aire para los equipos diésel e instalaciones subterráneas,
Evitar la formación de mezclas explosivas,
Diluir y extraer los gases tóxicos y polvo en suspensión,
Reducir la temperatura
GASES EN LA MINERIA 1.- MONOXIDO DE CARBONO
Características:
Formula: CO Peso específico: 0,967
Límite explosivo: 12,5 a 74,2 %
Límite permisible: 40 ppm - 44 mg/m³
Gas incoloro e inodoro.
Como se genera:
Es producto de la combustión incompleta de materias orgánicas o carbonáceas. Se desprende del escape de motores de combustión interna.
Por el uso de explosivos.
2.- HIDROGENO SULFURADO
Características:
Formula: H2S Peso específico: 1,19
Límite explosivo: 4,3 a 45 %
Límite permisible: 8 ppm - 11,2 mg/m³
Gas incoloro, inflamable, olor a huevos podridos.
Como se genera:
Por descomposición de la pirita (Fes).
Por descomposición de sustancias orgánicas.
Por disparos en minerales que contienen azufre.
3.- DIOXIDO DE NITROGENO (HUMOS NITROSOS)
Características:
Formula: NO2 ó N2O4 Peso específico: 1,54
Límite permisible: 2,4 ppm - 4,8 mg/m³
Gas color pardo rojizo a temperaturas sobre 23°C, picante y algo dulce.
Ordinariamente no presenta riesgo de incendio, pero puede hacerse inflamable en presencia de oxígeno puro.
Como se genera:
Se producen al detonar explosivos o dinamitas.
Se desprende del escape de equipos que funcionan a gasolina y diésel.
Se producen durante las operaciones de soldadura al arco y con gas.
4.- ANHIDRIDO CARBONICO
Características:
Formula: CO2 Peso específico: 1,529
Límite permisible: 4000 ppm 7200 mg/m³
Gas incoloro, inodoro, sabor ligeramente acido.
Forma parte del aire en la proporción de 0,03 a 0,06%.
Como se genera:
Se produce por la respiración de las (fundamentalmente en lugares confinados).
Producto de la combustión de sustancias carbonadas en presencia de exceso de aire o de oxígeno.
Producto de disparos.
Producto de escape de motores diésel que se usa en el interior de las minas.
personas
y
animales
RAZONES IMPORTES PARA LA VENTILACION EN MINA
Ingreso de oxígeno para la respiración
Diluye y remuevo el polvo
Diluye y remueve gases nocivos
Reduce temperaturas
La ventilación en mina subterránea Es el proceso mediante el cual se hace circular por el interior de la mina el aire necesario para asegurar una atmósfera respirable y segura para el desarrollo de los trabajos. La ventilación se realiza estableciendo un circuito para la circulación del aire a través de todas las labores. Para ello es indispensable que la mina tenga dos labores de acceso independientes: dos pozos, dos socavones, un pozo y un socavón, etc.
En las labores que sólo tienen un acceso (por ejemplo, una galería en avance) es necesario ventilar con ayuda de una tubería. La tubería se coloca entre la entrada a la labor y el final de la labor. Esta ventilación se conoce como secundaria, en oposición a la que recorre toda la mina que se conoce como principal.
Ventilación principal Consiste en la corriente de aire que recorre por los túneles de entrada y los túneles de retorno de aire pasando por las secciones que tenga una entrada y una salida, esta ventilación puede ser aspirante o soplante. El caudal de aire que circule por la mina dependerá del número de trabajadores, la extensión y sección de las labores, el tipo de maquinarias de combustión interna y las emanaciones de gases naturales de la mina.
Ventilación principal soplante El aire es impulsado dentro del ducto y sale por la galería en desarrollo ya viciado. Ej. para galerías horizontales de poca longitud y sección -menores a 400 metros y de 3 x 3 metros de sección, lo conveniente es usar un sistema soplante de mediana o baja capacidad.
Ventilación principal aspirante Consiste en que el ventilador aspira aire de la mina bien sea por los túneles de entrada o salida. Este tipo de ventilación es la más utilizada en las minas.
VENTILACION MIXTA Es aspirante y soplante, emplea dos tendidos de ductería, uno para extraer aire y otro para impulsar aire limpio al frente en avance. Este método reúne las ventajas de los dos tipos básicos, ya que mantiene la galería y el frente en desarrollo con una renovación constante de aire limpio. Ej. Para galerías de mayor sección (más de 12 m2), y con una longitud sobre los 400 metros.
VENTILACION AUXILIAR O SECUNDARIA Se conoce a aquellos sistemas que, haciendo uso de ductos y ventiladores auxiliares, ventilan áreas restringidas de las minas subterráneas, empleando para eso circuitos de alimentación de aire fresco y de evacuación del aire viciado que les proporciona el sistema de ventilación general. Los frentes de explotación o desarrollo que se encuentren distante de la corriente y la aireación de dicho sitio se haga lenta, deben emplearse ductos u otros medios auxiliares adecuados a fin que se produzca la renovación continua del aire.
Ventilación auxiliar soplante
Consiste en la instalación de un ventilador en la corriente principal de ventilación y este mediante un ducto plástico envía su corriente de aire hasta una vía en avance o frente ciego.
Ventilación auxiliar aspirante
consiste en instalar el ventilador en la corriente principal de ventilación este mediante tubería metálica o reforzada en espiral aspira aire del frente ciego provocando una depresión. Esta ventilación se puede complementar con la instalación de un inyector o soplete o un pequeño ventilador de aire comprimido con el objetivo de ventilar la esquina del frente no limpiada mediante la aspiración del ventilador. Los ventiladores empleados pueden ser a base de aire comprimido o eléctricos o electro neumáticos
VENTILADORES Los ventiladores son los responsables del movimiento del aire, tanto en la ventilación principal como en la secundaria. Generalmente los ventiladores principales se colocan en el exterior de la mina, en la superficie.
Los tipos de ventiladores utilizados son:
Axiales o de hélice
Radiales o centrífugos
VENTILADORES AXIALES O DE HELICE
Los ventiladores axiales se utilizan en sistemas de ventilación o refrigeración por su fiabilidad y eficacia. En este tipo de ventiladores, el aire ingresa a lo largo del eje del rotor y luego de pasar a través de las aletas del impulsor o hélice es descargado en dirección axial. También se les llama ventiladores de hélice. Ofrece el más alto flujo de aire, su eficiencia esta entre 70 y 80% y son capaces de trabajar a las velocidades más altas, presentan una gama fuerte de inflexión e inestabilidad, producen los niveles más altos de ruidos, son más versátiles y son más baratos. Existen tres tipos diferenciados de ventiladores axiales:
Ventiladores helicoidales.
Ventiladores Tubulares.
Ventiladores tubulares con directrices.
Ventiladores helicoidales Los más comunes, son los ventiladores helicoidales murales, éstos ventiladores deben llevar incorporada una rejilla de protección. Así, las hélices del aparato quedan totalmente protegidas ante cualquier peligro externo. Los extractores helicoidales murales están protegidos con pinturas anticorrosivas y se caracterizan por su bajo nivel sonoro.
Ventiladores Tubulares Se compone de una hélice montada en una carcasa cilíndrica o tubular. Al igual que los ventiladores helicoidales, están diseñados con una capa anticorrosiva ya que su aplicación más común, es en instalaciones al aire libre. Su característica principal, es el diseño de su hélice aerodinámica.
Ventiladores tubulares con directrices Son semejantes a los anteriores. Disponen de una hélice colocada en el interior de un cilindro tubular, sin embargo, se diferencia por un mayor rendimiento. Las directrices son unas compuertas que transforman la rotación haciéndola desaparecer.
VENTILADORES RADIALES O CENTRÍFUGOS
En los ventiladores centrífugos la trayectoria del fluido sigue la dirección del eje del rodete a la entrada y perpendicular al mismo a la salida. En estos ventiladores, el aire entra por el canal de aspiración que se encuentra a lo largo de su eje, cogido por la rotación de una rueda con alabes. Ofrece la más alta presión estática y un flujo mediano. Su eficiencia varía entre 60% y 80%, pueden trabajar a altas velocidades. Son ventiladores que pueden considerarse “quietos” si se observa su cueva característica, produce menos ruido que las
axiales, son rígidos, son más serviciales pero mucho más costosos. Estos ventiladores tienen tres tipos básicos de rodetes:
Álabes curvados hacia adelante.
Álabes rectos.
Álabes inclinados hacia atrás / curvados hacia atrás.
Ventiladores álabes curvados hacia adelante (También se llaman de jaula de ardilla) tienen una hélice o rodete con álabes curvadas en el mismo sentido del giro. Estos ventiladores necesitan poco espacio, poseen baja velocidad periférica y son silenciosos.
Ventiladores álabes rectos Este tipo de ventilador es el comúnmente utilizado en las instalaciones de extracción localizada en las que el aire contaminado con partículas debe circular a través del ventilador.
Ventiladores álaves curvados hacia atrás. Tienen un rodete con los alabes inclinados en sentido contrario al de rotación, es de mayor rendimiento con un nivel sonoro bajo y una característica de consumo de energía del tipo ‘’no sobrecargable’’
Consideraciones Técnicas para la Ventilación de Minas Subterráneas
En todos los lugares de la mina donde accede personal, el ambiente deberá ventilarse por medio de una corriente de aire fresco, de no menos de 3 metros cúbicos por minutos y por persona, en cualquier sitio de la mina, y la velocidad promedio no podrá ser mayor de 150[m/min], ni inferior a 15 metros por minutos.
En toda mina subterránea se deberá disponer de circuitos de ventilación natural o forzado a objeto de mantener un suministro permanente de aire fresco y retorno del aire viciado.
En las minas se deberá realizar semestralmente un aforo de ventilación en las entradas y salidas principales de la mina, y anualmente un control general de toda la mina. Los resultados obtenidos a estos aforos deberán registrarse y mantenerse disponible para el Servicio.
En las minas donde en el desarrollo de las galerías se use ventilación auxiliar, el extremo de la manga de ventilación no deberá estar a más de treinta metros de la frente.
En caso de ser necesario ventilar galerías y/o chimeneas con aire comprimido se deberá adicionar a esto sopladores tipo Venturi
. No se permitirá la ejecución de trabajos en el interior de las minas subterráneas cuya concentración de oxígeno en el aire, en cuanto a peso, sea inferior a 19,5 %.
Los ventiladores principales de la mina, se instalaran en lugares a prueba de fuego.
En caso de paralización imprevista de los ventiladores principales, el personal deberá ser evacuado de los frentes, hacia lugares ventilados, o a la superficie si es necesario, según las condiciones ambientales existentes.
Los reguladores de ventilación no deben ubicarse en galerías de acceso o de transporte.
Los ductos de ventilación y los ventiladores, deberán poseer descarga a tierra.
Las puertas principales de ventilación y sus marcos, deben ser construidas de materiales incombustibles o resistentes al fuego y empotrados en la galería. Tales puertas, serán dobles cuando constituyan la única separación entre los flujos de aire principal de entrada y de retorno de la mina. Deben instalarse convenientemente espaciadas para que durante su utilización, como el paso de personas y/o materiales, a lo menos una de ellas permanezca cerrada. Así también, la puerta que esté abierta, debe estar bien sujeta a la caja, de manera que esta no se cierre por efecto de caudales de aire.
En las minas en que se haya comprobado la presencia de gases explosivos, estará prohibido ventilar los “frentes” de explotación por medio de una inyección de aire.
