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Planificación de la ventilación en una mina subterránea

4 octubre, 2020 por Seguridad Minera Dejar un comentario

La Gerencia de Supervisión Minera del Osinergmin publicó un artículo técnico sobre la planificación de la ventilación subterránea en su boletín informativo trimestral; correspondiente a los meses de enero, febrero y marzo del 2020.

APP Seguridad Minera

La entidad supervisora sostiene que en las primeras etapas de planificación de una nueva mina u otra instalación subterránea, es de vital importancia integrar la planificación de la ventilación con los objetivos de producción y el diseño general de la mina.

El enfoque de equipo debe continuar para la planificación progresiva a lo largo de la vida activa de la mina, debiendo buscarse compromisos o alternativas que satisfagan demandas conflictivas.

Por ejemplo, el ingeniero de ventilación puede requerir una chimenea de ventilación que sea demasiado grande desde el punto de vista del ingeniero geomecánico, una alternativa podría ser construir dos chimeneas de ventilación más pequeñas que puedan cumplir con la misma función.

La comunicación regular entre los departamentos de ingeniería y los intercambios de información durante las reuniones de planificación interdisciplinarias puede evitar la necesidad de rediseños costosos y debe promover un diseño optimizado.

La figura ilustra un sistema organizado de planificación de ventilación para una mina subterránea, el procedimiento supone la disponibilidad de asistencia informática, incluido un software de simulación de ventilación y elimina la mayoría de las técnicas manuales y las estimaciones intuitivas de las metodologías de planificación más antiguas.

El paso inicial es establecer una base de datos para una mina que ya está operando, esto requiere información obtenida de mediciones de ventilación. Para una mina nueva, los diseños iniciales deben discutirse en las reuniones de planificación interdisciplinarias.

Es habitual en este caso, que el equipo de diseño de ventilación deba investigar varios diseños alternativos.

La base de datos para una nueva mina se establece a partir de las estimaciones iniciales de la geometría de las labores mineras, el método de explotación, la rugosidad de las superficies de las labores mineras y el diseño de la red de ventilación. Dichos datos serán revisados y afinados a medida que avance el diseño.

Establecer la red de ventilación básica

En la etapa de diseño de una nueva mina, dado que no existe infraestructura de ventilación en la cual se pueda realizar mediciones y establecer valores reales de resistencia de las labores de ventilación, se debe recurrir a los métodos de estimación de la resistencia, incorporando la geometría de las labores de ventilación, los tipos de revestimiento (factores de fricción) y las pérdidas por choque. Pueden ser de gran ayuda la experiencia y los datos de otras minas que utilizan diseños y que operan en condiciones geológicas similares.

Una variedad de planes alternativos a menudo requerirá investigación durante el diseño inicial de una nueva mina. Los análisis de la red de ventilación deben llevarse a cabo para determinar la eficiencia y la eficacia de cada diseño. Los resultados de esos análisis se pueden considerar, junto con los otros aspectos del diseño de la mina, en las reuniones de planificación general.

En el caso de minas que ya se encuentran operando, las mediciones realizadas en la infraestructura de ventilación principal (galerías y chimeneas de distribución) proporcionan el esquema de la red de ventilación, al cual se debe actualizar la data periódicamente. Para este objetivo se utilizan los siguientes métodos de cálculode resistencias de los ramales de la red de ventilación:

1. En las labores de ventilación en donde se haya realizado mediciones de caída de presión por fricción, p (Pa), y el flujo de aire que circula por dicha labor, Q (m3/s), se puede calcular las resistencias utilizando la ley cuadrática. 

2. Si en una labor de ventilación debido a valores bajos delflujo de aire y/o la caída de presión, estos no se pueden medir con la precisión requerida, la resistencia de la labor de ventilación debe calcularse a partir de la ecuación de Atkinson.

Donde:

K: factor de fricción(Kg/m3)

L: longitud de la labor (m)

Per: perímetro de la labor (m)

A: área de la sección transversal de labor (m2)

ρ: densidad del aire (Kg/m3)

Los valores representativos del factor de fricción, k, deben determinarse, de preferencia, a partir de labores de ventilaciónsimilares que se hayan examinado en lamisma mina.

En muchas situaciones dentro de una mina, los grupos de labores mineras que tengan las mismas dimensiones y un factor de fricción similar, se puede emplear valores típicos de resistencia por metro de longitud, esto facilita la adición de ramales nuevos o ramales no medidos enla red de ventilación. Sin embargo, aquí se debe tener cuidado de no pasar por alto las obstrucciones o cualquier otra causa de pérdidas por choque.

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