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• Karen Pierina Ojeda Sandoval

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“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA PRODEUNP SULLANA FACULTAD INGENIERIA DE MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

TEMA:

CURSO: Ventilación de Minas

CICLO: VII DOCENTE: Ing. José Chang Valdiviezo. FECHA DE ENTREGA: Viernes 17 de Julio del 2015 INTEGRANTES:

+Córdova Mondragón Loidi. +Jiménez Saavedra Merly Jackeline. + Sandoval Karen Pierina. +Sandoval Curay Junior David. +Varas Saavedra Yessly Mirella.

SULLANA-PERU

DEDICATORIA Este trabajo es dedicado especialmente a Dios, nuestros padres, estimado docente y vuestros queridos compañeros, que son los que a día a día comparten experiencias buenas y malas, las cuales nos motivan e impulsan a seguir adelante en el camino hacia el éxito.

AGRADECIMIENTO Agradecemos al Ing. Jose Chang, por darnos la iniciativa y motivación en el curso de Ventilación a dar hincapié a la investigación de temas sumamente importantes y relaciones a la carrera que estamos a punto de ejercer. Así mismo al Gerente de Operaciones Ing. Luciano Blas.Ch., de la Empresa Minera INTIGOLD MINNING S.A.

INDICE

INTRODUCCION Las minas de nuestros días necesitan un sistema de ventilación que va siendo más complejo cada día. Esto implica la necesidad de conocer con más profundidad el sistema de ventilación, pero sobre todo el ventilador y todos sus elementos auxiliares que junto con los sistemas de arranque y control forman la parte primordial de dicho sistema, por ello, al igual que es fundamental el manejo de los conocimientos de los sistemas de ventilación y su buena práctica, se ha de tener en cuenta el rango de aplicación de las maquinas que conforman dicho sistema. Este conocimiento nos ayudara a reducir los problemas y sus consecuencias desde el origen, desde sus inicios hasta hoy en día, la Ventilación de Minas tenía como objetivo central el suministro de aire fresco para la respiración de las personas y dilución-extracción de polvo y gases producto de las operaciones subterráneas(voladura-extracción carga y transporte). En estos últimos años han aumentado fuertemente los requerimientos de aire, con el objeto de poder diluir y arrastrar fuera de la mina las fuertes concentraciones gases tóxicos emitidos por los equipos diésel de alto tonelaje, incorporados en forma masiva a las operaciones subterráneas involucradas en los diversos métodos de explotación, es verdad que generalmente los requerimientos actuales no se daban en la antigüedad con tanta intensidad, ya que entonces los ritmos de explotación en las minas no eran como los actuales, y por tanto, no podemos perder de vista los niveles de confort y seguridad adoptados hoy en día son mucho más exigentes, lo que trae como consecuencia el aumento del número y tamaño de ventiladores para cada sistema de ventilación, así como su optimización en el control de los mismos. Dentro del contexto de ventilación nos referimos al volumen de aire movido por el “como corriente de aire”, mientras que el incremento de presión que se produce en el sistema se puede nombrar como depresión del ventilador. Esta última denominación no será del todo correcta cuando el ventilador trabaja como impulsor. Para hacer un diagnóstico del sistema de ventilación presente, se ha de sustentar en una serie de mediciones de los distintos parámetros que conforman la ventilación de la mina. Esto permitirá conocer las condiciones presentes de ventilación, tanto principal como secundaria, y de allí determinar las futuras posibles correcciones necesarias, basándose los cálculos (teóricos).

El presente trabajo está constituido por los siguientes capítulos. CAPITULO I.- El problema de Investigacion constituido por el planeamiento del problema,relacionado con la descripcion de la realidad problemática sobre los efectos que causa la adopcion debe implicar la mejora lacalidad de aire de la empresa minera,representada por la unidad minera ene xplotacion anteriormente citados;asi mismo ubicamos los antecedentes teoricas relacionado con la tematica,la formulacion del problema;la delimitacion de la investigacion tanto espacial como temporal,cuantitativa;los alcances de la investigacion;los objetivos que persigue el estudio;la justificacion,importancia y limitacion del estudio. CAPITULO II.- Fundamentos teóricos de la investigación,se esboza el marco teórico a través del marco historico,bases teóricas que desciben cada una de las variables en estudio,el marco conceptual referido al sustento de las leyes de los gases perfectos y principios relacionados sobre el conocimiento y aplicación de la ventilacion de minas para mejorar la calidad de aire en las labores mineras. Ademas se desarrolla la definicion de terminos basicos. CAPITULO III.- Planeamientos metodologicos,la metodologia empleada para la ejecucion de este trabajo,se planifico considerando trabajos de campo y de gabinete. Los trabajos de campo nos proporcionó la siguiente informacion; demensionamiento de la seccion de la galería,velocidad de aire en la zona en trabajo,temperatura ambiental en los diferentes puntos de medición identificación de la direccion del aire que se desplaza en las labores de la mina. La hipotesis,la identificacion,la clasificacion de las minas,la operacionalizacion de la hipotesis,las variables e indicadores,el tipo,el nivel,método diseño,muestra,tecnicas,instrumentos y fuentes de recoleccion de datos,el procesamiento y analisis de los datos recolectados,análisis e interpretacion de resultados,se describe la experiencia de campo,el procesamiennto de la nformacion; la contratación de las hipotesis. CAPITULO IV.- Se refiere a los resultados y discusion;donde se detalla los analisis obtenidos y sobre costos del sistema de ventilacion y presupuesto,el presente trabajo de investigacion es un aporte al tema de aplicación de la ventilacion de minas a nivel de la pequeña y mediana minería,y puede ser un referente para seguir siendo investigado por otros investigadores,por ultimo en la parte final las conclusiones y recomendaciones del estudio,la bibliografia referida con sjus respectivos anexos.

RESUMEN El presente trabajo de investigacion se titula “INFLUENCIA DE LA VENTILACION NATURAL Y MECANICA EN EL DISEÑO DEL SISTEMA DE LA VENTILACION DE LAS GALERIAS-NIVEL 1950 MINA CALPAAREQUIPA,cuyo objetivo fue determinar,evaluar la ventilación natural de la galeria principal de extraccion y la evaluacion mecánica de la galería 635 W del nivel 1950,contemplados bajo el Reglamento de Seguridad Y Salud Ocupacional y por la empresa “INTIGOLD MINING”,el estudio es importante porque nos permite conocer cuán responsable es la empresa minera “INTIGOLD MINING” de la región Arequipa; porque cada vez más las empresas del sector de la industria minera nacional están comprometidos con la seguridad, es decir están conscientes de que sus operaciones tienen impactos, a la salud de los trabajadores, ambientales y sociales y hacer que estas sean positivas y contribuyan al desarrollo sostenido en los trabajadores, población y sus entorno, las empresas no fortalecen el sistema de ventilación en proyectos mineros. Toda labor minera subterránea deberá estar dotada de aire limpio de acuerdo a las necesidades del personal, las maquinarias, para evacuar los gases, humos y polvo suspendido que pudiera afectar la salud del trabajador, todo sistema de ventilación en la actividad minera, en cuanto se refiere a la calidad de aire, deberá mantenerse dentro de los límites máximos permisibles, desde sus inicios hasta hoy en día, la Ventilación de Minas tenía como objetivo central el suministro de aire fresco para la respiración de las personas y dilución-extracción de polvo y gases producto de las operaciones subterránea (voladura,extracción,carga y transporte).En estos últimos años, han aumentado fuertemente los requerimientos de aire con el objeto de poder diluir y arrastrar fuera de la mina las fuertes concentraciones de gases tóxicos emitidos por los equipos diésel “ de alto tonelaje” incorporados en forma masiva a las operaciones subterráneas involucradas en los diversos métodos de explotación. Es verdad que generalmente los requerimientos actuales no se daban en el pasado con tanta intensidad, ya que entonces los ritmos de vista que los niveles de confort y seguridad adoptados hoy en día son mucho más exigentes, lo que trae como consecuencia el aumento del número y tamaño de los ventiladores para cada sistema de ventilación así como su optimización en el control de los mismos. Dentro del contexto de la ventilación nos referimos al volumen de aire movido por el ventilador como “corriente de aire o de ventilación”, mientras que el incremento de presión que se produce en el sistema se suele denominar como depresión del ventilador. Esta última denominación no será del todo correcta cuando el ventilador trabaja como impulsor.

CAPITULO I PROBLEMA 1.1PLANEAMIENTO DEL PROBLEMA: La ventilación en minería es de suma importancia para mejorar y controlar la calidad de aire, redundara en beneficio de la salud de los trabajadores mineros y funcionamiento optimo de los equipos mineros y la preservación de los materiales e insumos necesarios para el desarrollo de la actividad minera. Las empresas mineras han establecido políticas de acercamiento hacia los trabajadores a fin de establecer facilidades que permitan continuar con las operaciones,optando por el modelo de la responsabilidad con el reglamento de seguridad y salud ocupacional,estableciendo de este modo un plan de ventilación adecuada sobre la base de programas de mantenimiento oportuno a los cuales son convenientes realizar la evaluación desde una perspectiva racional. En la empresa minera Intigold Mining S.A- Mina Calpa en las labores de operación de las galerías del Nv. 1950 existe aire viciado que no permiten a los trabajadores desempeñarse con eficiencia en los trabajos que realizan debido a la profundidad de la mina, a la falta de circuito de ventilación por carencia de puertas de ventilación para su direccionamiento correcto de flujo de aire, alta concentración de gases nocivos, humedad alta; el desconocimiento de los reglamentos, normas y consignas establecidas específicamente por los trabajadores mineros .

1.2FORMULACION DEL PROBLEMA 1.2.1 Problema General ¿Cómo influye la ventilación natural y mecánica en el diseño del sistema de ventilación mixta en la Galeria principal, Galeria 635 W., Galería 800 W u Crucero 933 S del Nivel 1950 en la Mina Calpa? 1.2.2 Problemas específicos + ¿Cuál es la efectividad del trabajador en las labores subterráneas, después de la instalación del diseño del sistema de ventilación mixta, en los ambientes de trabajo del Nivel 1950? + ¿Existe recirculación de aire viciado o enrarecido? + ¿Existe concentración de gases producto del disparo? 1.3OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION 1.3.1 Objetivo General Evaluar la influencia de la ventilación natural y mecánica en el diseño del sistema de ventilación mixta en la Galería principal, Galería 635 W, Galería 800W Y Crucero 933 S del Nivel 1950 en la Mina Calpa. 1.3.2 Objetivos específicos 1.- Determinar la efectividad de trabajar en las labores subterráneas, después de la instalación del diseño del sistema de ventilación mixta, en los ambientes de trabajo del Nivel 1950. 2.- Observar y determinar la recirculación de aire viciado o enrarecido. 3.- Identificar y caracterizar la concentración de gases producto del disparo 1.4 JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACION El trabajo de investigación ejecutado en la empresa minera INTIGOLD MINING S.A- Unidad Calpa, sobre la influencia de la ventilación natural y mecánica en el diseño en el sistema de ventilación de las galerías del nivel 1950 de la Mina Calpa- Arequipa; se justifica en la medida de que se da solución al problema de ventilación adecuada para los trabajadores que laboran en la galería principal de extraccion,galería 635 W, Galeria 800 W y crucero 933 S, el cual se suministra aire limpio para liberar el aire viciado y contaminado por sustancias gaseosas producto de las operaciones unitarias de perforación y voladura, mejorando las condiciones de trabajo, así mismo notando en los trabajadores el mejor desempeño en sus tareas y labores encomendadas, consecuentemente minimizando las enfermedades

ocupacionales así mismo brindar mayores resultados en efectividad y productividad de la empresa.

CAPITULO II MARCO TEORICO 2.1 ANTECEDENTES A Nivel Internacional: TRABAJO,”VENTILACION DE MINAS- Ventiladores para Minas, Acondicionamiento del Aire Incendios Subterráneos y Salvamento” Se considera lo fundamental las propiedades físicas del aire y aerodinámica minera, dentro de ello tenemos propiedades físicas del aire y parámetros básicos del aire, en lo cual se considera que en la ventilación de minas se utiliza el peso específico estándar P.E = 1.2 kg/m3; que es el peso de 1 m3 de aire, con la presión de 1atm; Temperatura de 15 ° y la humedad de 60%, las resistencias de las labores mineras al movimiento de aire se divide en arbitrariamente en 3 tipos como resistencia de rozamiento de aire contra las paredes de la labor y de las partículas entre sí, resistencias locales y resistencias frontales. A Nivel Nacional: Dentro de las principales tesis relacionadas con las variables de estudio se ubicaron los siguientes: Trabajos de Investigación nacional. El trabajo de ventilación de minas tiene por objeto suministrar a las labores en operación suficiente aire fresco en función a las necesidades del personal, equipo diésel autorizado y dilución de contaminantes, de modo que la atmosfera en dichas zonas mantenga sus condiciones termoambientales en compatibilidad con la seguridad, la salud y el rendimiento del personal. En base a lo expresado, me complace brindar el presente proyecto, desarrollado técnicamente y acorde a la reglamentación vigente, producto de una variada recopilación de obras de la especialidad y de conocimientos y experiencia adquiridos en el ejercicio de la profesión en diferentes empresas mineras y las universidades. TRABAJO DE APLICACIÓN EN MINERIA CLASICA: “ VENTILACION DE MINAS SUBTERRANEAS Y TUNELES” Establece:

Ejecución del mapeo de ventilación de una mina para determinación del volumen del aire que circula y la evaluación de la ventilación de la mina, la ejecución consiste en ubicarse en las estaciones de la ventilación pre establecidos y determinar el sentido de avance del aire mediante bombilla de humos.

PESO ESPECÍFICO.- (y) del aire es el peso G del aire en unidad de volumen: Y= G/V

, kg./m3---------------------------------------2

En la ventilación de minas se utiliza el peso específico” estándar “ y ° = 1.2 kg./m3, que es el peso de 1m3 de aire, con la presión de 1atm. Temperatura 15° y humedad del 60%. De las formulas 1 y 2 tenemos: P= y/g

------------------------- 3

El peso específico indica también cuantas veces un gas es más pesado o más liviano que el aire. VOLUMEN ESPECÍFICO.- Se denomina volumen específico el volumen V en m3 ocupado por 1kg. De aire a presión y temperatura dadas: V= 1/y

m3/kg -----------------------------------4

PRESION: La presión de un gas se expresa en atm. Absolutas o en atmosfera técnicas. Por una atmosfera absoluta se entiende la presión P°= 1,0333 kg/cm2 de una columna de 760 mm de Hg a 0° a nivel del mar. Con el cambio de altura sobre el nivel del mar y de la temperatura, la presión (P) cambia de manera siguiente: Log. P°= Log. P° - a/18,4 – 0,067 T ---------------------5 HUMEDAD RELATIVA.- El aire siempre tiene cierta cantidad de agua. Según la ley de DALTON. Pt= Pa+ Pv Pt= presión parcial de aire seco Pa= presión de vapor. El contenido de vapor de agua en kg. Referido a 1kg de parte seca de la mezcla de aire y de vapor, se calcula por la fórmula: D= 622 H Ps. /P-H Ps. Dónde: H= humedad relativa del aire en %

P= presión barométrica en mm Hg se saca para tal caso tomando las tablas psicométricas. 2.1.1 Optimización del sistema de ventilación Según: Mallqui T., A (1981), en la tesis titulada “Proyecto Optimización del Sistema de Ventilación en su conclusión indica: *Se acepta que el incremento de la temperatura del aire debido al auto compresión es el orden de 1 °C por cada 100 metros de profundidad. * El incremento de la temperatura es como resultado de la oxidación del carbón, de la pirita, putrefacción de la madera, velocidad de flujo de aire, el trabajo de quipos motorizados que influyen en el incremento de la temperatura. *El movimiento de aire es originado en interior de mina por la diferencia de presiones entre dos puntos del aire creados en forma natural o artificial. 2.1.2 Ventilación del desarrollo de la galería 

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Un sistema de ventilación indudablemente es de un elevado costo, de modo que su instalación requiere un análisis de los beneficios , este reporta durante el ciclo de operación. Para nuestro curso es importante instalar un sistema de ventilación dado que los programas de las operaciones en la explotación de mantos son complicados a comparación de yacimientos en vetasPara ventilar una galería es necesario producir una corriente de aire que fluya de modo continuo, la que debe tener por lo menos una salida y una entrada de aire, comunicados con el exterior de manera que la circulación de las corrientes de ventilación tenga una trayectoria que facilite un flujo permanente. Podemos concluir que para un mejor control de costos se debe emplear ventiladores eléctricos, y lograr un avance óptimo por disparo. El rendimiento del personal es muy bajo cuando las condiciones son extremadamente desfavorables.

2.2 BASES TEORICAS 2.2.1 Ventilación La ventilación en toda labor minera deberá ser con aire limpio de acuerdo a las necesidades del personal, las maquinarias y para evacuar los gases ,humos y polvo suspendido que pudiera afectar la salud del trabajador, todo sistema de ventilación en la actividad minera, en cuanto se refiere a la calidad de aire, deberá mantenerse dentro de los límites máximos permisibles siguientes:

Polvo Inhalable: 10 mg/m3 Polvo respirable: 3 mg/m3 Oxigeno (O2): mínimo 19.5 % y máx. 22.5 % Dióxido de carbono: Máximo 9000mg/m3 o 5000 ppm 30000 por un lapso no superior de 15 min. Monóxido de carbono: máximo de 29 mg/m3 o 25 ppm Metano NH4): máximo 5000 ppm Hidrogeno Sulfurado: máximo 14 mg/m3 o 10 ppm Gases Nitrosos (NO2): máximo 7mg/m3 ó 5 ppm} Gases Nitrosos (NO) : 25 PP, Anhídrido Sulfuroso: 2ppm mínimo a 5 ppm máximo Aldehídos: Máximo 5ppm Hidrogeno (H): máximo 5000ppm 0zono: máximo 0.1 ppm Teniendo en consideración lo estipulado en el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional aprobado por el Ministerio de Energía y Minas en el Decreto Supremo Nro. 055-2010-EM,se tomara en cuenta lo siguiente: En todas las labores subterráneas se mantendrá una circulación de aire limpio y fresco en cantidad y calidad suficiente de acuerdo con el número de personas, con el total de HPs de los equipos con motores de combustión interna así como para la dilución de los gases que permitan contar en el ambiente de trabajo con un mínimo de 19.5 % y un máximo de 22.5% de oxígeno, cuando las minas se encuentren hasta 1500 metros sobre el nivel del mar, en los lugares de trabajo, la cantidad mínima de aire necesaria por hombre será de 3 metros cúbicos por minuto, en otras altitudes las cantidades de aire será de acuerdo a la siguiente escala:   

De 1500 a 3000 metros aumentara en 40 %, será igual a 4 m3/min. De 3000 a 4000 metros aumentara en70 %, será igual a 5 m3/min. Sobre los 4000 metros aumentara en 100 %, será igual a 6 m3/min. En caso de emplearse equipo diésel de aire circulante no será menor de tres metros cúbicos por minuto por cada HP que desarrollen los equipos, en ningún caso la velocidad del aire será menor de 20 metros por minuto ni superior a 250 metros por minutos en las labores de explotación incluido el desarrollo, preparación y en todo lugar donde haya personal trabajando. Cuando se emplee ANFO u otros agentes de voladura, la velocidad del aire no será menor de 25 metros por minuto.

Cuando la ventilación natural no sea capaz de cumplir con lo antes señalado, deberá emplearse ventilación mecánica, instalando ventiladores principales, secundarios o auxiliares según las necesidades. 2.2.2 Ventilación Subterránea La ventilación en una mina subterránea es el proceso mediante el cual se hace circular por el interior de la misma el aire necesario para asegurar una atmosfera respirable y segura para el desarrollo de los trabajos, le 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, en las labores que solo 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, los ventiladores son los responsables del movimiento de 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. Principios de la ventilación es por:  Dos puntos de diferente presión ( > P2 a T°2 a