ejemplo de tesis

“AÑO DE LA INTEGRACIÓN NACIONAL Y EL RECONOCIMIENTO DE NUESTRADIVERSIDAD"

UNIVERSIDAD NACIONAL DEHUANCAVELICA

(Creada por ley N° 25265)

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS - CIVILESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE MINAS

“INFLUENCIA DE LA VENTILACIÓN NATURAL Y MECANICA

EN EL DISEÑO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN DE LAS

GALERIAS - DEL NIVEL 1950 MINA CALPA - AREQUIPA”

PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE

INGENIERO DE MINAS

PRESENTADO POR:

BACH. AGÜERO ZARATE, Henry OscarBACH. ALVAREZ TICLLASUCA, Helsias

ASESOR:

Ing. PAREJAS RODRIGUEZ, Freddy

HUANCAVELICA – PERU 2012

Tesis publicada con autorización del autorNo olvide citar esta tesis

“Ala Universidad Nacional de

Huancavelica, que nos cobijó en sus

Claustros, en la mejor etapa de nuestras

Vidas profesionales”.

Los Autores.

“A Alejandro y Juana mis Padrespor su

Inmenso apoyo social y económico en mí

Formación como Ingeniero de Minas”.

Helsias.

“A mis padres Antonio y Nila por darme la

vida, a mis hermanos por la comprensión

y alegría , a Elizabeth por el apoyo

invaluable en todo este tiempo de mi vida”.

Henry.

ii

Tesis publicada con autorización del autor

No olvide citar esta tesis

AGRADECIMIENTO

A los Docentes de la Universidad

Nacional de Huancavelica de la Facultad de

Ingeniería de Minas y Civil - Escuela

Académico Profesional de Minas, en especial

al Ing. Freddy Parejas R. por la asesoría

brindada de la presente investigación..

Al Gerente de Operaciones Ing. Luciano

Blas Ch. de la Empresa Minera INTIGOLD

MINING S.A. y a los colaboradores de la E.E.

CORMIN R&S SAC.

A la Coordinación de la

Investigación, por haber hecho realidad

la obtención del Grado Académico.

iii


ÍNDICE

Pág.

Dedicatoria ii

Agradecimiento iii

Índice iv

Introducción

vii

Resumen x

Capítulo I:

PROBLEMA

1.1. Planteamiento del problema 12

1.2. Formulación del problema 13

1.3. Objetivo de la Investigación 13

1.4. Justificación 14

Capítulo II:

MARCO TEÓRICO

2.1. Antecedentes 15

2.1.1. Optimización del sistema de ventilación 18

2.1.2. Ventilación del desarrollo de la galería 19

2.2. Bases teóricas 20

2.2.1. Ventilación 20

2.2.2. Ventilación subterránea 22

2.2.3. Tipos de ventilación 22

2.2.4. Ventilación natural 23

2.2.5. Ventilación mecánica 24

2.2.6. Requerimiento de aire 25

iv


2.2.6.1. Requerimiento por el personal 25

2.2.6.2. Requerimiento por polvo en suspensión 26

2.2.6.3. Requerimiento por consumo de explosivos 26

2.2.6.4. Requerimiento por temperatura 28

2.2.6.5. Requerimiento por Diseño de Labor 28

2.2.7. Sistemas de ventilación 36

2.2.7.1. Ventilación impelente 36

2.2.7.2. Características de la ventilación impelente 36

2.2.7.3. Ventilación aspirante 37

2.2.7.4. Características de la ventilación aspirante 38

2.3. Hipótesis 41

2.3.1. Hipótesis general 41

2.3.2. Hipótesis especifico 41

2.4. Definición de Términos 42

2.4.1. Ventilación natural en Mina Calpa 42

2.4.2. Ventilación mecánica en Mina Calpa 43

2.4.3. Diseño de sistema de ventilación en Mina Calpa 44

2.5. Identificación de variables 45

2.5.1. Variable independiente 45

2.5.2. Variable dependiente 45

Capítulo III:

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

3.1. Ámbito de estudio 46

3.2. Tipo de investigación 46

3.3. Nivel de investigación 46

3.4. Método de investigación 46

3.4.1. Método general 46

3.4.2. Método especifico 47

3.5. Diseño de Investigación 47

3.6. Población y muestra 47

3.6.1. Población 47

3.6.2. Muestra 47

v


3.7. Técnicas e instrumentos de recolección de datos 48

3.7.1. Técnicas 48

3.7.2. Los instrumentos 50

3.8. Procedimientos de recolección de datos 50

3.9. Técnicas de procesamiento y análisis de datos 51

Capítulo IV:

RESULTADOS

4.1. Presentación de resultados 57

4.1.1. Aspectos Éticos 58

4.1.2. Costos del Sistema de Ventilación 59

4.1.3. Resumen de Costos 60

4.2. Discusión de resultados 62

Conclusiones

Recomendaciones

Referencias bibliográficas (Modelo Vancouver).

Anexos

vi


INTRODUCCIÓN

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 máquinas que conforman

dicho sistema. Este conocimiento nos ayudará a reducir los problemas y sus consecuencias

desde el origen, desde sus inicios hasta hoy 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 de gases

tóxicos emitidos por los equipos diesel 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 explotación en las minas no eran como los actuales, y por

tanto, no podemos perder de vista que los niveles de confort y seguridad adoptados hoy 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”, 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, 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

vii


necesarias, basándose los cálculos (teóricos), el presente trabajo de

investigación está constituido por los siguientes capítulos:

CAPÍTULO I. El Problema de Investigación constituido por el planteamiento del

problema, relacionado con la descripción de la realidad problemática sobre los

efectos que causa la adopción debe implicar la mejora la calidad de aire de la

empresa minera, representada por la unidad minera en explotación anteriormente

citados; así mismo ubicamos los antecedentes teóricas relacionado con la temática,

la formulación del problema; la delimitación de la investigación tanto espacial como

temporal, cuantitativa; los alcances de la investigación; los objetivos que persigue el

estudio; la justificación, importancia y limitación del estudio.

CAPÍTULO II. Fundamentos teóricos de la investigación, se esboza el marco

teórico a través del marco histórico, bases teóricas que describen 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 ventilación de minas para mejorar la calidad de aire en las

labores mineras. Además se desarrolla la definición de términos básicos.

CAPÍTULO III. Planteamientos metodológicos; La metodología empleada para la

ejecución de este trabajo, se planificó considerando trabajos de campo y de

gabinete. Los trabajos de campo nos proporcionó la siguiente información;

dimensionamiento de la sección de la galería, velocidad de aire en la zona en

trabajo, temperatura ambiental en los diferentes puntos de medición,

identificación de la dirección del aire que se desplaza en las labores de la mina.

La hipótesis, la identificación, la clasificación de las mismas, la operacionalización de la

hipótesis, las variables e indicadores, el tipo, el nivel, método, diseño, muestra, técnicas,

instrumentos y fuentes de recolección de datos, el procesamiento y análisis de los datos

recolectados, análisis e interpretación de resultados, se describe la experiencia de

campo, el procesamiento de la información; la contratación de las hipótesis.

CAPÍTULO IV. Se refiere a los resultados y discusión; donde se detalla los análisis

obtenidos y sobre costos del sistema de ventilación y presupuesto, el presente trabajo de

viii


investigación es un aporte al tema de aplicación de la ventilación de minas a nivel de

la pequeña y mediana minería, y puede ser un referente para seguir siendo

investigado por otros investigadores, por último en la parte final las conclusiones y

recomendaciones del estudio, la bibliografía referida con sus respectivos anexos.

Los autores.

ix


RESUMEN

El presente trabajo de investigación se titula “INFLUENCIA DE LA VENTILACIÓN NATURAL

Y MECANICA EN EL DISEÑO DEL SISTEMA DE LA VENTILACIÓN DE LAS GALERIAS -

NIVEL 1950 MINA CALPA - AREQUIPA”, cuyo objetivo fue determinar, evaluar la ventilación

natural de la galería principal de extracción y la evaluación mecánica de la Galería 635W 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 su 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

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 diesel

“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

explotación en las minas no eran como los actuales y por tanto, no podemos perder de vista

que los niveles de confort y seguridad adoptados hoy día son mucho más exigentes, lo que

trae como consecuencia el aumento del número y tamaño de los ventiladores para

x


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.

xi


CAPÍTULO I

PROBLEMA

1.1.PLANTEAMIENTO 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 óptimo 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 del flujo de aire, alta concentración de gases

nocivos, humedad alta; el desconocimiento de los reglamentos, normas y consignas

establecidas específicamente por los trabajadores mineros.

12


1.2.FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

1.2.1.Problema General

¿Cómo influye la ventilación natural y mecánica en el diseño del

sistema de ventilación mixta en la Galería principal, Galería 635 W,

Galería 800 W y 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?

1.3.OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

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 800 W y Crucero 933 S del Nivel 1950 en la Mina Calpa.

1.3.2.Objetivos Específicos

1. Determinar 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.

2. Observar y determinar la recirculación de aire viciado o enrarecido.

3. Identificar y caracterizar la concentración de gases producto del disparo.

13

Tesis publicada con autorización del autor No olvide citar esta tesis

1.4.JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

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 extracción, galería 635 W, galería

800 W y crucero 933 S, el cual se sumistra 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, asimismo 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.

14


CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

2.1. ANTECEDENTES

A Nivel Internacional:

TRABAJO, “VENTILACION DE MINAS - Ventiladores para Minas,

Acondicionamiento del Aire Incendios Subterráneo y Salvamento”.

Autor, ALEJANDRO NOVITZKY. Ingeniero de Minas e Ingeniero Geólogo.

Ex profesor de explotación de Minas de la Universidad de Chile – 1962.

Cuyas consideraciones principales son:

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 1

atm. ; 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 a nivel nacional.

15


TRABAJO : “VENTILACION DE MINAS”

Autor, Ing. Aníbal Mallqui Tapia - 2006

Cuyas características establece:

El trabajo de ventilación de minas tiene por objeto suministrar a las labores en

operación suficiente aire fresco en función a las necesidades del persona, equipo

diesel autorizado y dilución de contaminantes, de modo que la atmosfera en dichas

zonas mantenga sus condiciones termo - ambientales 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 TÚNELES”.

Practica Aplicada, Avanzada en Minería Clásica y Minería por Trackles.

Autor, PABLO GIMÉNEZ ASCANIO, Ingeniero de Minas.

¬ Ex Ingeniero de Ventilación de Minas, fundiciones y refinerías de

la Cía. Cerro de Cooper Coorporation.

¬ Ex Profesor de Ventilación Minera y de Seguridad Minera de la

Universidad Nacional de Ingeniería del Perú.

¬ Ex Consultor de Ventilación de Minas.

Cuyas principales conclusiones 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.

16


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 de 1 m3 de aire, con la presión de 1

atm. Temperatura de 15° y humedad del 60%.

De las formulas 1 y 2 tenemos:

P = y/g ……3

El peso específico índica también cuantas veces un gas es más

pesado o más liviano que el aire.

VOLUMEN ESPECIFICO.- Se denomina volumen específico el volumen

V en m3 ocupado por 1 kg. De aire a presión y temperatura dadas:

V = 1/y m3 / kg. ……..4

PRESIÓN.- 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 mercurio a 0° a nivel

del mar. Con el cambio de la altura sobre el nivel del mar y de la

temperatura, la presión (P) cambia de la manera siguiente.

Log. P° = Log. P° - a/18, 4 – 0,067 T …..5

17


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 del vapor.

El contenido de vapor de agua en kg. Referido a 1 kg. De parte seca

de la mescla 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. De mercurio

Ps = presión de vapor saturado en mm. De mercurio se saca

para tal caso se toma 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 1º 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 del flujo de aire,

18


el trabajo de equipos motorizados que influyen en el

incremento de la temperatura.

¬ El movimiento de aire es originado en interior 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

Según, Naira A., Ángel. V. (1999) en el informe titulado ventilación

del desarrollo de la galería en sus conclusiones indica:

¬ 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 caso 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 vetas.

¬ Para 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.

19


2.2.BASES TEÓRICAS

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 9000 mg/ m³. ó 5000 ppm.

30000 por un lapso no superior de 15 min.

Monóxido de carbono : máximo 29 mg/ m³. ó 25 ppm

Metano (NH4) : máximo 5000 ppm

Hidrogeno Sulfurado : máximo 14 mg/ m³. ó 10 ppm

Gases Nitrosos (NO2) : máximo 7 mg/ m³. de 3 ppm ó 5 ppm

Gases Nitrosos (NO) : 25 ppm

Anhídrido Sulfuroso : 2 ppm mínimo a 5 ppm máximo

Aldehídos : máximo 5 ppm

Hidrogeno (H) : máximo 5000 ppm

Ozono : máximo 0.1 ppm

20


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 tomará 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 con la siguiente escala:

¬ De 1500 a 3000 metros aumentara en 40%, será igual a 4 m³/min.

¬ De 3000 a 4000 metros aumentara en 70%, será igual a 5 m³/min.

¬ Sobre los 4000 metros aumentara en 100%, será igual a 6 m³/min.

En caso de emplearse equipo diesel, la cantidad de aire circulante no será

menor de tres 3 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 minuto 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

(Reglamento de seguridad y salud ocupacional. Decreto

Supremo Nro. 055-2010-EM. Perú).

21


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

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,

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, 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.

(De la cuadra I, L. (1974), Curso de Laboreo de Minas. Madrid: Universidad

Politécnica de Madrid. ISBN 8460062546).

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Ventilaci%C3%B3n_de_minas

Principios de la ventilación es por:

¬ Dos puntos de diferente presión (>P2 a <P1)

¬ Diferencia de temperaturas (> Tº2 a < Tº1)

(Novitzky A. (1962); “Ventilación de Minas” Ventiladores para Minas,

Acondicionamiento del Aire Incendios Subterráneo y Salvamento. Buenos Aires).

2.2.3.Tipos de Ventilación

Se pueden clasificar en dos grandes grupos:

¬ Ventilación natural

¬ Ventilación mecánica

Dentro de los tipos de ventilación de una mina existe la ventilación mixta o

combinada como es impelente y aspirante, en la impelente el ventilador impulsa

el aire al interior de la mina o por la tubería, en el caso de aspirante el

22


ventilador succiona el aire del interior de la mina por la tubería y

lo expulsa al exterior, el caudal requerido será calculado:

¬ De acuerdo por número de personas

¬ De acuerdo por polvo en suspensión

¬ De acuerdo por aumento de temperatura.

¬ De acuerdo por consumo de explosivos

2.2.4.Ventilación Natural

Es el flujo natural de aire fresco que ingresa al interior de una labor sin necesidad

de equipos de ventilación, en una galería horizontal o en labores de desarrollo en

un plano horizontal no se produce movimiento de aire, en minas profundas, la

dirección y el movimiento del flujo de aire, se produce debido a las siguientes

causas: diferencias de presiones, entre la entrada y salida. Diferencia de

temperaturas durante las estaciones. (Ramírez H. J. (2005) ventilación de minas.

“módulo de capacitación técnico ambiental”. Chaparra

Perú).

Causas del movimiento de aire:

¬ En una mina que cuente con labores horizontales hasta

verticales existirá una diferencia de peso entre el aire

superficial y del interior, equivale a la altura H.

¬ En verano, el aire en la chimenea se encuentra a menor temperatura que

en superficie y por lo mismo es más denso, ejerciendo presiones sobre el

aire de la galería obligando a que el flujo ingrese por la chimenea y salga

por la galería. Pero por las noches es difícil predecir.

¬ En el invierno se invierte el proceso. En otras estaciones difíciles predecir.

(Mallqui T., A. (1981), ventilación de minas. Pág. 57. Huancayo Perú).

23


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, similarmente como el levantamiento de ventilación para hacer el

balance de aire que ingresa al interior mina. (Giménez A, P. “ventilación de

minas subterráneas y túneles”. Practica Aplicada, Avanzada en Minería

Clásica y Minería por Trackles. Edición III Perú).

2.2.5.Ventilación Mecánica

Es la ventilación secundaria y son aquellos sistemas que,

haciendo uso de ductos y ventiladores auxiliares, ventilan áreas

restringidas de las minas subterráneas, empleando para ello los

circuitos de alimentación de aire fresco y de evacuación del aire

viciado que le proporcione el sistema de ventilación general.

El caudal de aire es la cantidad de aire que ingresa a la mina y que sirve

para ventilar labores, cuya condición debe ser que el aire fluya de un

modo constante y sin interrupciones, el movimiento de aire se produce

cuando existe una alteración del equilibrio: diferencia de presiones entre

la entrada y salida de un ducto, por causas naturales (gradiente térmica) o

inducida por medios mecánicos. (Ramírez H., J. (2005) ventilación de

minas. “módulo de capacitación técnico ambiental”. Chaparra Perú).

Reglas de ventiladores:

¬ La presión requerida es directamente proporcional a la longitud.

¬ La presión es directamente proporcional al perímetro.

¬ La potencia requerida es directamente proporcional al cubo

de la velocidad o volumen.

24


¬ La presión requerida es directamente proporcional a

cuadrado de la velocidad o volumen. (Mallqui T., A. (1981),

ventilación de minas. Pág. 61. Huancayo Perú).

2.2.6.Requerimientos de Aire

Las necesidades de aire en el interior de la mina, se determinara

en base al número de personas, polvo en suspensión, aumento

de temperatura y consumo de explosivos además de conocer el

método de explotación, para determinar el requerimiento de aire

total se utilizan los siguientes parámetros operacionales.

2.2.6.1. Requerimiento de Aire por el personal

Los objetivos a cumplir con respecto al personal es proporcionar 4

m³/min, por cada persona, debido a la corrección por altitud de

1950 m.s.n.m., a la que se encuentran la mina.

Q1= n x q

TABLA 3.1. Distribución Del Personal

Descripción CantidadJefe de Guardia 1Capataz 1Inspectores 2Seguridad 1Perforistas 4Ayudantes perforista 4Mecánico 1Topógrafo 2Electricista 2Motorista 2Ayudante motorista 2Bodeguero 1Total/Guardia 23

Fuente, elaboración propia.

25


2.2.6.2.Requerimiento por el polvo en suspensión

El criterio más aceptado es hacer pasar una velocidad de

aire determinado por las áreas contaminadas y arrastrar

el polvo, a zonas donde no cause problemas.

De acuerdo a lo establecido en el Reglamento de Seguridad

y Salud Ocupacional DS. 055-2010-EM en el Art. 236, en el

literal (n) nos indica; que la concentración promedio de polvo

respirable en la atmosfera de la mina, a la cual el trabajador

está expuesto, no será mayor de 3 mg/m3 de aire.

Así también la ventilación en los espacios indicados deberá

cumplir con el estándar de velocidad del aire de veinte (20)

metros por minuto con una cantidad de aire establecido en el

literal (e) del artículo 236° del presente reglamento.

En ningún caso la velocidad del aire será menor de veinte (20) metros

por minuto ni superior a doscientos cincuenta (250) metros por minuto

en las labores de explotación, incluido el desarrollo, preparación y en

todo lugar donde haya personal trabajando. Cuando se emplee

explosivo ANFO u otros agentes de voladura, la velocidad del aire no

será menor de veinticinco (25) metros por minuto.

2.2.6.3.Requerimiento por consumo de explosivos

La fórmula que se conoce para este cálculo puede ser criticado, ya

que no toma en cuenta varios factores que se expondrán después

de presentarla, al tratarse de minas metálicas, este método es el

que más se usa. Toma en cuenta la formación de productos

tóxicos por la detonación de explosivos, el tiempo que se estima

para despejar las galerías de gases y la cantidad máxima

permitida, según normas de seguridad de gases en la atmósfera.

26


Para el cálculo de este caudal, se emplea la

siguiente. Relación empírica:

Q = 100 x A x a /d x t (m³/min.)

Dónde:

Q = Caudal de aire requerido por consumo de

explosivo detonado (m³/min.)

A = Cantidad de explosivo detonado, equivalente a

dinamita 60% (Kg.)

a = Volumen de gases generados por cada Kg. de explosivo.

a = 0.04 (m³/Kg. de explosivo); valor tomado como norma

general. d = % de dilución de los gases en la atmósfera, deben

ser diluidos a no menos de 0.008 % y se aproxima a 0.01 %

t = tiempo de dilución de los gases (minutos);

generalmente, este tiempo no es mayor de 30

minutos, cuando se trata de detonaciones corrientes.

Reemplazando en la fórmula tendremos:

Q = (0,04 x A x100)/ (30 x 0,008) m³/min.

Entonces, tendríamos finalmente:

Qe = 16,67 x A (m³/min)

27

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2.2.6.4.Requerimiento por Temperatura

De acuerdo a lo establecido en el Reglamento de Seguridad y

Salud Ocupacional DS. 055-2010-EM en el Art. 236 nos indica

que las labores subterráneas se mantendrán una circulación de

aire limpio y fresco en cantidad y calidad suficiente de acuerdo al

número de trabajadores. Y el concepto de temperatura efectiva

es el resultado de la combinación de tres factores; temperatura,

humedad relativa y velocidad de aire que expresa un solo valor

de grado de confort termo ambiental.

En la GUIA N° 2 de dicho reglamento obtenemos la Medición de

Estrés Térmico (calor) deberá realizarse según el método descrito

en la guía mencionada, para la medición de estrés térmico.

Ver el Anexo Nª8 de los Valores Limites de

Referencia para el Estrés Térmico.

2.2.6.5.Requerimiento por diseño de labor

Circuito de ventilación en serie se caracteriza porque

la corriente de aire se mueve sin ramificación, por lo

que el caudal permanece constante, en este caso

todas las galerías se conectan extremo a extremo.

Propiedades:

El caudal que pasa por cada labor es

el mismo Qt = Q1 = Q2 =.........= Qn

La caída de presión total es igual a la suma de caídas

de presiones parciales:

Ht = H1 + H2 +.....+ Hn

28


Luego, como H = R*Q2

Ht = R1 * Q12+ R2*Q22+............ + Rn * Qn2

Rt * Qt2= R1 * Q12+ R2 * Q22+....... + Rn * Qn2

Como:

Qt = Q1 = Q2 =......... = Qn

Quedará:

RT = R1 +R2 +R3 +…….. Rn

Circuito de ventilación en paralelo, las labores se ramifican

en un punto, en dos o varios circuitos que se unen en otro

punto, la característica básica de las uniones en paralelo,

es que las caídas de presión de los ramales que la

componen son iguales, independientemente.

H1 = H2 = H3 =....= Hn

El caudal total del sistema de galerías en paralelo, es

igual a la suma de los caudales parciales.

Qt = Q1 + Q2 + Q3 +.....+ Qn

La raíz cuadrada del valor recíproco de la resistencia

aerodinámica del circuito, es igual a la suma de las

raíces cuadradas de los valores recíprocos de las

resistencias aerodinámicas parciales.

1 /√ R = 1 / √ R1 + 1 / √ R2 +..............+ 1 / √ R

([email protected];(2006).Ventilación de minas

subterránea. Lima Perú)

29


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 1 atm. ; 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. (Novitzky A. (1962); “Ventilación de

Minas” Ventiladores para Minas, Acondicionamiento del Aire

Incendios Subterráneo y Salvamento. Buenos Aires).

La resistencia de un tramo de galería es la pérdida de energía o

presión de flujo, al pasar de un punto de galería a otro punto

distante de la galería y que está en función de las características

de las paredes de la galería. (Giménez A., P. “ventilación de

minas subterráneas y túneles”. Practica Aplicada, Avanzada en

Minería Clásica y Minería por Trackles. Edición III Perú).

La presión es una propiedad física del aire que interviene en los

diferentes procesos de ventilación de la mina. Se define como el

empuje que ejerce un fluido sobre las paredes que lo contiene.

Una pulgada de mercurio a 32ºF de temperatura, pesa

0.49 libras. Una presión barométrica de 30 pulgadas

equivaldrá 0.49*30 = 14.7 libras/pulg2, con el cambio de

la altura sobre el nivel del mar y de la temperatura, la

presión (P2) cambia de la manera siguiente:

Log. P2 = Log. P1-(H)/122.4 (ºF+460)

30


Humedad relativa del aire siempre tiene cierta cantidad de agua.

Según la ley de DALTON.

Pt = Pa + Pv

Pt = presión parcial de aire seco

Pa = presión del vapor.

El contenido de vapor de agua en kg. Referido a 1 kg. De parte

seca de la mescla 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. De mercurio

Ps = presión de vapor saturado en mm. De mercurio se saca

para tal caso se toma las tablas Psicométricas.

(Novitzky A. (1962); “Ventilación de Minas”

Ventiladores para Minas, Acondicionamiento del Aire

Incendios Subterráneo y Salvamento. Buenos Aires).

Para hallar la PÉRDIDA DE PRESIÓN en la galería

por la siguiente fórmula:

H = K*(CL/A3)*Q2. 1Pa = 1N/m2 = 0.1mm. de H2O

Dónde:

H = Perdida de presión (N/m2)

31


K = F. fricción = 0.002 – 0.004

C = Perímetro del ducto (m)

L = Longitud del ducto (m)

A = Sección transversal del ducto (m2)

(Instituto de ingenieros de minas del Perú. Manual de

ventilación de minas pág. (78). Perú)

Formula simplificada efectiva por ATKINSON, es

aplicable para toda corriente turbulenta, para el cálculo

de la pérdida de presión o depresión del flujo de aire.

HL = (K*P*(L+Le)*Q2)/(5.2*A3); pulgada

de agua Dónde:

HL = Perdida de presión

K = Coeficiente o factor de fricción del

conducto P = Perímetro del ducto, en pies

L = Longitud física y equivalente, en pies

A = Área o sección transversal del Ducto, en pies 5.2

= Factor de conversión Lb/pies3 a pulg. De agua

(Mallqui T., A. (1981), ventilación de minas. Pág. 37.

Huancayo Perú).

32

Ns2/m4

Cálculo de potencia para mover el aire se utiliza la

siguiente fórmula:

HP = (5.2*HL*Q)/33000

Dónde:

HP = potencia necesaria para el funcionamiento requerido.

HL = perdida de presión; pulgadas de agua

Q = caudal requerido en CFM.

(Mallqui T., A. (1981), ventilación de minas. Pág. 62. Huancayo

Perú).

Ventilador se considera ventilador propiamente dicho, la parte activa

del conjunto, y está compuesto por carcasa, rodete y motor.

Los tipos de ventiladores utilizados son:

¬ Axiales o de hélice.

¬ Radiales o centrífugos.

El ventilador axial es de diseño aerodinámico. Este tipo de

ventilador consiste esencialmente en un rodete alojado en

una envolvente cilíndrica o carcasa. La adición de álabes-

guía, detrás del rotor, convierte al ventilador turbo-axial en

un ventilador axial con aletas guía. (Zitron. 2007

Conferencia de Ventilación de Minas. Lima. Perú).

33


TABLA 2.1. Características de Ventiladores Axiales

R.P.M. Q(CFM) HP PRESION DE TRABAJO DIAMETROPulg. Agua Pulg.

3450 3000 3.5 12

3450 4000 7.5 18

3450 8000 12 9 18

3530 20000 36 7.7 - 11 28

1775 70000 75 11 – 13 60

Fuente, (Mallqui T., A. (1981), ventilación de minas. Pág. 37. Huancayo Perú).

TABLA 2.2. Cuadro comparativo de Ventiladores

CARACTERISTICAS CENTRIFUGO AXIAL

Capacidad Alta Alta

Eficiencia 60 a 80 % 70 a 75 %

Velocidad Alta Alta

Ruido Menor 100 dB Mayor 120 Db

Costo Mayor Menor

Tamaño Mayor Menor

Instalación Dificultoso Fácil

Sentido de trabajo Un solo Ambos

Fuente, (Mallqui T., A. (1981), ventilación de minas. Pág. 37. Huancayo Perú).

34


FOTO 2.1 Mangas Y Ventiladores


FOTO 3.2 INSTALACION


35

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esta tesis

2.2.7.Sistemas de Ventilación

2.2.7.1. Ventilación Impelente

El aire entra al frente del fondo de saco a través de la tubería,

impulsado por ventiladores, y desplaza la masa de aire viciado

hacia la corriente principal de aire, a través de la galería. Este

es el sistema predominante usado en la mayoría de las minas.

Impelente

Grafico 2.1: ventilación impelente.

Fuente: Instituto de Ingenieros de Minas del Perú. (1989) Manual de

Ventilación de minas. Pág. 81 Lima. Perú

2.2.7.2.Características de la Ventilación Impelente

Barrido del frente en un sistema impelente la distribución de las

líneas de flujo hace que la corriente de aire fresco sea efectiva

a mayor distancia desde la salida del conducto que en el

sistema aspirante. En frentes con gas, esta corriente causa una

mezcla turbulenta con el gas y evita la estratificación de éste.

36


Ambiente de trabajo y polvo, la velocidad de la corriente de aire

incidente produce un efecto refrigerador en el frente. Por otra parte,

esta velocidad, da lugar a una suspensión y dispersión del polvo, por

lo que en el caso de ambientes muy polvorientos será necesario

acoplar un ventilador de refuerzo aspirante. La misión de este

ventilador será retirar el polvo del frente y llevarlo a un decantador.

Conductos de ventilación del sistema permite el uso de conductos

flexibles no reforzados para cumplir con el caudal calculado, que

tienen una superficie interior lisa. Estos conductos son más baratos y

manejables y presentan una menor resistencia al paso del aire.

2.2.7.3.Ventilación Aspirante

En este método, el aire contaminado del frente es succionado a

través del conducto debido a la depresión creada por

ventiladores situados en ambos puntos de extremo. Este aire

es evacuado en la corriente de ventilación principal, procedente

de la cual entra aire limpio a través de la galería o conducto.

Grafico 2.2: Ventilación Aspirante.

Fuente: Instituto de Ingenieros de Minas del Perú. (1989)

Manual de Ventilación de minas. Pág. 81 Lima. Perú

37


La boca de aspiración de la tubería debe situarse muy próxima al

frente, pero aun así, debido a la distribución de las curvas de

velocidades de aire en las zonas próximas a la aspiración, este

sistema no efectúa en general un buen barrido del frente, por lo que

suele ser necesario el uso de la configuración denominada mixta.

2.2.7.4.Características de la Ventilación Aspirante

El aire fresco entra a través del conducto, de sección reducido que la

Galería, luego su velocidad y turbulencia será mucho mayor, y su

mezcla con el gas emitido por la galería y el frente mucho más pobre,

además según el aire fresco entrante en el sistema aspirante se

aproxima a la toma de aire del conducto, el flujo tiende a moverse

hacia ella, creando el potencial para la formación de zonas de aire

estático en el frente. Por este motivo, un sistema aspirante por sí solo

no es capaz, en general, de garantizar un buen barrido del frente, si

este es de gran sección o si la tubería de aspiración no está situada

en el mismo frente. Por ello, es conveniente adoptar una solución

mixta, con un ventilador de refuerzo impelente que cree una

turbulencia adecuada para garantizar la dilución del gas.

En el ambiente de trabajo la velocidad de la corriente de aire incidente

es menor con lo que disminuye el efecto refrigerador en el frente. La

suspensión y dispersión del polvo es también menor. Además debe

considerarse que este ventilador retira el polvo del frente.

El gas generado en el frente circula por la tubería, mientras que

por otro conducto circula aire limpio. Este argumento, parece

que inclinaría la balanza hacia la ventilación aspirante en el

caso de frentes con mucho gas. Pero ha de considerarse que el

gas debe circular por la tubería de ventilación y a través de los

ventiladores secundarios, el sistema requiere un conducto

rígido o un conducto flexible reforzado mediante espiral.

38


Impelente con apoyo aspirante, forma parte de los sistemas mixtos,

también llamado sistema solapado, utiliza un ventilador auxiliar de

refuerzo, situado frente a la labor, y con un tramo de conducto de

poca longitud. Estos sistemas combinan las ventajas de cada sistema,

consiguiendo el mejor efecto de ventilación en situaciones concretas

de minería, Son posibles dos configuraciones en función de que la

línea principal sea la aspirante o la impelente, una línea impelente con

solape aspirante consta de un sistema impelente principal con una

instalación auxiliar aspirante, cuya función por lo general es la de

recoger y evacuar el polvo generado del frente.

Impelente

Grafico 2.3: Ventilación Impelente con apoyo aspirante.



Aspirante con apoyo impelente, un aspirante con solape

impelente tendrá el esquema opuesto, y la función del

ventilador auxiliar de refuerzo (impelente) es precisamente

la de asegurar un buen barrido del frente.

39


10 mts.Impelente

7 m

ts.

1

Grafico 2.4: Ventilación Aspirante con apoyo impelente.



La ventilación aspirante,

estará diseñada de forma

que tome en dicho fondo

de saco, en el frente, unos

2/3 del caudal que se ha

calculado, de forma que el

1/3 restante regrese por el

fondo de saco hacia la

corriente de ventilación

principal, limpiando o

arrastrando a su paso los

humos y gases que se

generan por el disparo, de

esta forma conseguimos

aire limpio en el frente ya

que el humo y gases del

disparo no va hacia los

trabajadores, se diluyen de

todas formas los humos y

con mayor efectividad, se

evita, como ocurre en

muchas ocasiones que la

velocidad del aire en el

fondo de saco sea

prácticamente nula en

zonas alejadas del frente,

se disminuye la

temperatura, aumentan las

condiciones de confort de

los trabajadores,

aumentando su

rendimiento de trabajo.

40


10 mts.Impelente

5 m

ts.

1

Grafico 2.5: Ventilación Aspirante con apoyo impelente.



2.3.HIPÓTESIS

2.3.1.Hipótesis General

La ventilación

natural y

mecánica influirá

significativament

e en el diseño

del sistema de

ventilación mixta

en la Galería

principal, Galería

635 W, Galería

800 W y Crucero

933 S del Nivel

1950 en la Mina

Calpa.

1.4.1.Hipótesis Específicos

¬ La

efectividad

del

trabajador

en las

labores

subterránea

s, después

de la

instalación

del diseño

del sistema

de

ventilación

mixta, en los

ambientes

de trabajo

del Nivel

1950, es

favorable

¬ No existe

recirculació

n de aire

viciado o

enrarecido

después de

la

instalación

del diseño

del sistema

de

ventilación

mixta, en

los

ambientes

de trabajo

del Nivel

1950

¬ Si existe

concentraci

ón de gases

producto de

las

operaciones

unitarias de

perforación

y voladura.

41

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olvide citar esta tesis

2.4.DEFINICIÓN DE TÉRMINOS

2.4.1.Ventilación natural en Mina Calpa

2.4.2.Ventilación mecánica en Mina Calpa

2.4.3.Diseño del sistema de ventilación en Mina Calpa

2.4.1.Ventilación natural en Mina Calpa

La ventilación natural en la mina es la determinación de volumen de aire

o caudal, velocidad de aire, temperatura, humedad relativa, caída de

presión y presión de ventilación natural que ingresa al interior mina.

En una mina que cuente con labores horizontales y verticales existirá

una diferencia de temperatura entre el aire superficial y del interior, en

verano el aire en la chimenea se encuentra a menor temperatura que

en superficie y por lo mismo ejerce presión sobre el aire de la galería

obligando a que el flujo ingrese por la chimenea y salga por la galería.

Pero por las noches es difícil predecir, en el invierno se invierte el

proceso y en otras estaciones es difícil predecir.

La evaluación de la ventilación natural es la determinación de

balance de aire que ingresa al interior mina por las diferentes

bocaminas que tiene. El volumen de aire que viaja por la galería,

chimenea o tajo y está dado por la desigualdad Q = A*V en CFM.

Igual se le conoce como la ley de continuidad y que la cantidad de

aire que viaja por un conducto de mina sea esta chimenea o

galería está dado por la área transversal de la galería multiplicada

por la velocidad de aire que atraviesa esta galería o chimenea.

La velocidad de aire es el avance del aire en la unidad del tiempo en

pies por minuto de un punto a otro punto y se mide en galerías o

chimeneas, la presión de aire es la fuerza que necesitamos imprimir

para mover un peso de aire, vencer la presión estática y presión de

velocidad, el sentido de flujo y su encausamiento es la dirección del

42


avance del aire y el cual hay que encausar según

convenga a las operaciones en la minería clásica.

2.4.2.Ventilación mecánica en Mina Calpa

Cuenta con un sistema de ventilación forzada no planificada,

solo contaba con un ventilador neumático de 5000 CFM, mala

ubicación de las puertas de ventilación y mangas de ventilación

que no están bien instaladas, por lo tanto es deficiente.

El caudal de aire forzada es la cantidad de aire que ingresa a la

mina y que sirve para ventilar labores, cuya condición debe ser

que el aire fluya de un modo constante y sin interrupciones, el

movimiento de aire se produce cuando existe una alteración del

equilibrio: diferencia de presiones entre la entrada y salida de

un ducto, inducida por medios mecánicos.

(Ramírez H., J. (2005) ventilación de minas. “Módulo de

Capacitación Técnico Ambiental”. Chaparra Perú).

El aire viciado es el que se trata de evacuar de la mina por medio

de la ventilación principal, el aire viciado está cargado de Gases

nocivos, Humos, Vapor de agua y Polvo, este aire es resultado de

las diferentes trabajos que existen en el interior de la mina, el uso

y manipulación de los explosivos; polvo generado en los diferentes

trabajos que se realizan, para obtener una corriente de aire se

precisan: Entrada de aire, salida de aire y una diferencia de

presión. La corriente de aire va hacia donde la presión es menor.

43


2.4.3.Diseño de Sistema de Ventilación en Mina Calpa

Es determinar los parámetros principales del diseño de ventilación,

se considera, la densidad de aire, el coeficiente de fricción y la

presión de la ventilación natural. También es fundamental la

determinación del requerimiento de aire necesario por la cantidad

de personas que trabajan, por la cantidad de consumo de

explosivos, por el incremento de la temperatura, por uso de

equipos diesel y por polvo en suspensión; para ello es necesario

determinar la capacidad del ventilador, caída de presión, diámetro

de la manga, longitud de la manga y costos apropiados.

De acuerdo a lo establecido para contar con un buen diseño del

sistema de Ventilación en Mina Calpa es determinado en el Anexo

Nª6 la tabla del Balance de Aire de la Unidad Calpa en donde El

balance del aire de la mina, muestra un ingreso de 1,407.72 m3/min.

(49,713.07 CFM,) para una necesidad de 1,512.60 m3/min.

(53,416.86 CFM), lo que significa una cobertura de 93.07% esto nos

muestra un déficit de 104.88 m3/min. (3,703.80 CFM).

En cuanto a la determinación y circuito de ventilación del Nivel de

extracción principal Nv. 1950 y la Gal. 635 W, Gal 800 E y XC 933

S, el cual es la apropiada para el buen flujo de la ventilación

natural y aprovecharla en su totalidad para hacerlas llegar a las

labores principales del nivel 1950; y la mecánica proponiendo la

instalación de ventiladores principales y auxiliares, comúnmente

mixtas para el buen flujo de la ventilación impelente y aspirante.

Con mayor detalle se muestra en los Planos Inicial y Final del

Anexo Nª5 de los Planos de Ejecución de Tesis.

44


2.5. IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES

2.5.1Variable Independiente

¬ Influencia de la ventilación natural y mecánica

2.5.2Variable Dependiente

¬ Diseño del sistema de ventilación mixta

TABLA 2.6. Operacionalización De Variables

VARIABLES DIMENSIONES INDICADORES ESCALA DE VALORACION

VARIABLE INDEPENDIENTE Galerías principales de Diferencia de presión Pulgadas de agua

Influencia de la ventilaciónextracción.

Diferencia de temperatura Grados centígradosnatural y mecánica Galerías de explotación.

Cruceros de extracción. Velocidad de aire Metros por segundo

VARIABLE DEPENDIENTE Mangas de ventilación. Capacidad de ventiladores Metros cúbicos por minuto o

Diseño del sistemade(cfm)

ventilación mixtaVentiladores aspirantes e Diámetro de mangas Pulgadasimpelentes.

VARIABLE INTERVINIENTE Galerías y mangas de Velocidad de aire Metros por segundo

Influencia de la temperatura y laventilación

presión

45


CAPÍTULO III

METODOLOGÍA DE LA

INVESTIGACIÓN 3.1. ÁMBITO DE ESTUDIO

DISTRITO : Calpa

PROVINCIA : Caraveli

REGION : Arequipa

3.2. TIPO DE INVESTIGACIÓN

Pertenece el tipo básico experimental.

3.3. NIVEL DE INVESTIGACIÓN

El nivel de la investigación es Descriptivo.

3.4.MÉTODO DE LA INVESTIGACIÓN

3.4.1.Método General

El método de la investigación es descriptivo porque se determinó

las características de los fenómenos observados en la realidad con

detalles, también se utilizó para el estudio los métodos inductivo y

deductivo para sistematizar el marco teórico del presente estudio.

46


3.4.2.Método Especifico

Es experimental. Según Mayer;J.(2005:32):”El método experimental es un

proceso lógico, sistemático que corresponde a una incógnita:¿ si esto es

dado bajo condiciones cuidadosamente controladas ;que sucederá ?(32)

Así mismo se hará un método estadístico. Según Ary, Donal y otros

(1993:76)”Los métodos estadísticos describen los datos y características

de la población o fenómeno en estudio. Esta nivel de investigación

responde a las preguntas: quien, que, donde, cuando y como” (33).

3.5.DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

El diseño de la investigación es cuasi experimental para determinar la

efectividad de la ventilación mecánica en la mejora de las labores

mineras, Cuyo diseño es el siguiente.

GE: 01 X 02

Dónde:

G.E. Grupo Experimental.

01 : Pre Test

02 : Post Test

X : Manipulación de la Variable Independiente.

3.6.POBLACIÓN Y MUESTRA

3.6.1Población

La población está constituida por las labores de la Mina Calpa Nivel 1950:

3.6.2Muestra

La muestra está conformada por la Galería Principal de extracción, Galería

635 W, Galería 800 W y Crucero 933 S del Nivel 1950 de la Mina Calpa.

47


Tomada en 10 puntos de monitoreo con instrumentos diversos

obteniendo el promedio para los cálculos.

LABOR / GASES O2 LEL CO CO2 NO NO2 T ºf T ºc P Pª(Hg) Vº AIRE HUMEDAD (%)19.5 6 28 0 4 0 48.11 29 1.37 23.60 6 95

18.3 4 28 0 1 0 47.94 28.7 1.37 23.60 6.2 94

18.5 5 27 0 3 0 48.11 29 1.37 23.60 6 95

19.6 6 25 0 2 0 47.72 28.3 1.37 23.60 6.7 94

Nv.1950 Gal 635 W18.3 4 26 0 1 0 47.50 27.9 1.37 23.60 5.6 92

19.4 3 28 0 3 0 48.11 29 1.37 23.60 8 95

18.7 5 27 0 2 0 48.00 28.8 1.37 23.60 6.7 95

19.3 6 24 0 1 0 47.50 27.9 1.37 23.60 7 93

18.8 5 26 0 3 0 47.56 28 1.37 23.60 6.4 9419.1 4 28 2 0 47.78 28.4 1.37 23.60 5.8 95

PROMEDIO 18.95 4.8 26.7 0 2.2 0 47.83 28.5 1.3730638 23.60 6.44 94.2

Tabla Procesada Inicialmente.

3.7. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

3.7.1.Técnicas

Las técnicas utilizadas en el estudio fueron:

¬ La observación directa relacionada con cada una de las variables investigadas.

¬ Equipos topográficos para el dimensionamiento de las galerías

para determinar el volumen.

¬ Equipos de medición para evaluar el aumento de temperaturas según cartillas

establecidas por el área de ventilación y de acuerdo a la Guía Nª 2 del RSSO.

¬ Equipo Solaris para la determinación de concentración de gas y

polvo, determinado por el cuadro de los límites máximos y

mínimos permisibles en el Anexo Nª 4 del RSSO.

¬ Equipo Solaris para determinación de caída de presión.

48


a. Medidas de las Galerías para determinar el volumen

La sección de la labor se calcula de la siguiente manera:

a = 6’

h =7’

b = 8’

A = h*1/2(a+b)

A = 7 * ½ (6 + 8) = 49 Pies2

L = 630 m. = 2066.929 pies

Qs = (2066.929 pies) x (49 pies2) = 101279.521 pies3

b. Aumento de temperaturas, concentración de gas y caída de presión

Determinación de la caída de presión por la formula propuesto por DALTON.

H = K*(CL/A3)*Q2

K= 0.003 Ns2/m2 C= 8.57 m

L= 600 m A= 4.55 m2

Q= 11.3267m3/s = 24000 cfm.

Reemplazando:

H = 0.003*(8.57*600)/(94.1963)*128.2941

H = 21.01 N/m2 = 0.2 mm H2O

49


3.7.2.Instrumentos

Los instrumentos de monitoreo fueron; Anemómetro con Paletas,

termómetro y detector de gases “SOLARIS” constituido por un equipo

electrónico abiertas referente a los indicadores de la ventilación de las

labores subterránea en proyecto y tubo de lanza humos para identificar la

dirección de flujo en la evaluación de ventilación natural. (Ver anexo 03).

El equipo detector de gases SOLARIS, Normalmente se expresa como

un porcentaje del total del aire, lo cual significa Lower Explosive Limit

(LEL), el límite inferior de explosividad de un gas. Es la concentración

mínima del gas necesario para el gas para encender.

3.8.PROCEDIMIENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

Los datos recolectados que se ha obtenido del campo, se tomó 10

muestras de los cuales aplicando el promedio para la muestra

representativa de oxígeno, temperatura y otros variables según:

Método de barrido

Consiste en circular el aparato a lo largo de la sección, efectuando un

barrido lo más amplio y completo posible. Requiere que el

anemómetro acumule los valores y dé una medida integrada.

Una variante de este método es lo que actualmente se está empleando en la mina,

pero realmente no se están haciendo las cosas correctamente debido a que los

puntos escogidos para la toma de muestras están mayoritariamente en zonas de

baja velocidad, cosa que no se pondera en la fórmula de cálculo de velocidad

media. Por otra parte, el citado anemómetro actualmente en uso no es integrador.

Para tener en cuenta la diferente velocidad que presenta la corriente de aire

entre el centro de la galería y la periferia de la misma, se puede tomar como

una buena aproximación a la velocidad media real el siguiente método.

50


3.9.TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS

Se utilizó diferentes programas de la minería para calcular los siguientes cálculos:

¬ Software Aplicativo.(VenSec-Venpri)

¬ Hojas de Calculo

¬ Bases de dato

¬ Graficadores: Autocad y Excel, etc.

51


TABLA 3.1 Datos

Procesados al Inicio

LABOR / GASESO

2 LEL CO CO2 NO NO2 T ºf T ºc P20.1 4 11 0 0 0 46.44 26 1.3719.3 2 7 0 2 0 47.00 27 1.3719.5 3 8 0 1 0 45.89 25 1.3720.4 2 5 0 2 0 44.78 23 1.37

Nv.1950 Cx 933 S 19.1 3 6 0 3 0 46.44 26 1.3719.5 2 7 0 1 0 47.00 27 1.37

19.8 4 8 0 2 0 45.33 24 1.3720.3 3 5 0 3 0 46.44 26 1.3720.6 2 4 0 1 0 45.89 25 1.3719.7 1 6 0 2 0 46.44 26 1.37

PROMEDIO 19.83 2.6 6.7 0 1.7 0 46.17 25.5 1.37

19.6 5 16 0 2 0 47.56 28 1.3718.6 4 17 0 0 0 47.28 27.5 1.3718.6 3 15 0 1 0 46.89 26.8 1.3719.2 4 16 0 3 0 47.28 27.5 1.37

Nv.1950 Gal 800 W 19.3 5 14 0 1 0 47.72 28.3 1.3718.4 3 13 0 2 0 47.11 27.2 1.3719.3 4 15 0 2 0 45.89 25 1.3719.4 2 14 0 1 0 46.72 26.5 1.3718.5 3 16 0 1 0 47.00 27 1.3719.5 5 17 0 2 0 47.56 28 1.37

PROMEDIO 19.04 3.8 15.3 0 1.5 0 47.10 27.18 1.37

19.5 6 28 0 4 0 48.11 29 1.3718.3 4 28 0 1 0 47.94 28.7 1.3718.5 5 27 0 3 0 48.11 29 1.3719.6 6 25 0 2 0 47.72 28.3 1.37

Nv.1950 Gal 635 W 18.3 4 26 0 1 0 47.50 27.9 1.3719.4 3 28 0 3 0 48.11 29 1.37

18.7 5 27 0 2 0 48.00 28.8 1.3719.3 6 24 0 1 0 47.50 27.9 1.3718.8 5 26 0 3 0 47.56 28 1.3719.1 4 28 2 0 47.78 28.4 1.37

PROMEDIO 18.95 4.8 26.7 0 2.2 0 47.83 28.5


52

TABLA 3.2 Datos Procesados al Final.

LABOR / GASES O2 LEL CO CO2 NO NO2 T ºf T ºc P Pª(Hg)

20.1 4 11 0 0 0 43.11 20 1.37 23.6019.3 2 7 0 2 0 45.89 25 1.37 23.6019.5 3 8 0 1 0 45.33 24 1.37 23.6020.4 2 5 0 2 0 44.78 23 1.37 23.60

Nv.1950 Cx 933 S 19.1 3 6 0 3 0 45.33 24 1.37 23.6019.5 2 7 0 1 0 45.89 25 1.37 23.6019.8 4 8 0 2 0 45.33 24 1.37 23.6020.3 3 5 0 3 0 45.33 24 1.37 23.6020.6 2 4 0 1 0 45.33 24 1.37 23.6019.7 1 6 0 2 0 44.78 23 1.37 23.60

PROMEDIO 19.83 2.6 6.7 0 1.7 0 45.11 23.6 1.37 23.6019.6 5 16 0 2 0 45.33 24 1.37 23.6018.6 2 15 0 0 0 45.89 25 1.37 23.6019.6 3 15 0 1 0 45.33 24 1.37 23.6019.2 2 13 0 3 0 45.89 25 1.37 23.60

Nv.1950 Gal 800 W 19.3 3 14 0 1 0 46.44 26 1.37 23.6018.8 3 13 0 2 0 46.00 25.2 1.37 23.6019.3 3 12 0 2 0 44.78 23 1.37 23.6019.4 2 14 0 1 0 45.33 24 1.37 23.6018.5 2 10 0 1 0 45.89 25 1.37 23.6019.5 3 14 0 2 0 46.44 26 1.37 23.60

PROMEDIO 19.18 2.8 13.6 0 1.5 0 45.73 24.72 1.37 23.6019.5 4 17 0 2 0 45.33 24 1.37 23.6019.6 3 21 0 1 0 45.89 25 1.37 23.6019.5 2 22 0 3 0 47.00 27 1.37 23.6019.6 3 21 0 2 0 47.17 27.3 1.37 23.60

Nv.1950 Gal 635 W 20.9 2 23 0 1 0 46.67 26.4 1.37 23.6019.4 3 20 0 2 0 46.44 26 1.37 23.6019.7 4 22 0 2 0 46.44 26 1.37 23.6019.3 4 21 0 1 0 46.72 26.5 1.37 23.6019.8 3 23 0 2 0 45.61 24.5 1.37 23.6019.1 2 21 2 0 46.44 26 1.37 23.60

PROMEDIO 19.64 3 21.1 0 1.8 0 46.37 25.87 1.37 23.60

Fuente, elaboración propia.53

TABLA 3.3 Evaluación de la Ventilación Natural en Galería Principal de Extracción Nivel 1950.

Estación Labor Veloc.(m/min) Oxigeno Temperatura ºc Altura Ancho m2 Caudal(m3/s)1 TC. 23 68 20.2% 17 1.93 1.72 3.32 3.76

Gl 063 E 4.992 65 20.2% 18 2.15 2.32 5.40

TC. 15 3.23 4.203 78 20.1% 20 1.90 1.70

TC. 28 4.83 4.994 62 20.1% 19 2.30 2.10

TC. 28 + 15 Mts 4.415 60 20.1% 18 2.10 2.10 4.41

XC 340 N 4.006 54 20.1% 17 2.00 2.00 3.60

TC.42 4.377 51 20.2% 20 1.90 2.30 3.71

TC. 52 5.048 38 20.1% 19 2.10 2.40 3.19

TC. 2122 4.839 35 20.0% 20 2.10 2.30 2.82

CX 469 S 3.5710 28 19.8% 17 2.10 1.70 1.67

CX 1510 5.25 2.8011 32 20.0% 18 2.10 2.50

TC. 65 3.9912 32 20.0% 19 2.10 1.90 2.13

TC. 73 1.20 1.4413 72 20.0% 19 1.20 1.00

CX. 933 4.8314 89 20.0% 18 2.30 2.10 7.16

PIQUE 709 A 1910 4.37 3.2015 44 19.8% 19 1.90 2.30

CH. 910 1.2016 25 20.0% 20 1.00 1.20 0.50

MILAGROS TECHO 3.15 1.89

17 36 20.0% 19 1.85 1.70

CX 957 4.1818 36 20.0% 20 1.90 2.20 2.51

PROMEDIO 50.28 20.00 18.72 1.94 1.97 3.93 3.29Fuente, elaboración propia.

54

TABLA 3.4 Indicadores antes de Instalación

Labores Oxigeno Temperatura Humedad LEL

Cx 933s 19.83 25.5 91.1 2.6

Gal 800 w 19.04 27.18 92.5 3.8

Gal 635 18.95 28.5 94.2 4.8


GRAFICO 3.1 Indicadores antes de Instalación.

Gal 635; humedad;cx 933s; humedad; 94,2

91,1

cx 933s

Gal 800 w

Gal 800 w;

humedad; 92,5

Gal 635

Gal 635;

cx 933s;

temperatura; 28,5

cx 933s; oxigeno; temperatura; 25,5

Gal 635; oxigeno;

19,83

18,95

Gal 800 w;

Gal 800 w; oxigeno; temperatura; 27,18

19,04 Gal 635; LEL; 4,8cx 933s; LEL; 2,6

Gal 800 w; LEL; 3,8


55


TABLA 3.5 Indicadores después de Instalación

Labores Oxigeno Temperatura Humedad LEL

Cx 933 s 19.83 23.6 90.6 2.6

Gal 800 w 19.18 24.72 91.7 2.8

Gal 635 w 19.66 25.87 92.1 3


GRAFICO 3.1 Indicadores después de Instalación.

Gal 800 w; humedad; 91,7

Gal 635 w; humedad; 92,1

cx 933 s

Gal 800 w

Gal 635 w

Gal 800 w;

Gal 800 w; oxigeno; temperatura; 24,72

19,18

Gal 635 w; temperatura;

Gal 635 w; oxigeno; 19,66 25,87

cx 933 s; oxigeno; cx 933 s; cx 933 s; humedad; Gal 800 w; LEL; 2,819,83 temperatura; 23,6 90,6 cx 933 s; LEL; 2,6

Gal 635 w; LEL; 3

Fuente, elaboración propia

56


CAPÍTULO IV

RESULTADOS

4.1. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

En la galería principal de extracción, galería y crucero del estudio se

obtuvieron un promedio, como se indica en el gráfico:

TABLA 4.1 Resultados Finales

Labores Oxigeno % Temperatura ªC Humedad % LEL ppm

Cx 933 s 19.83 23.6 90.6 2.6

Gal 800 w 19.18 24.72 91.7 2.8

Gal 635 w 19.66 25.87 92.1 3

En cuanto en la Galería Principal de extracción es de:

Caudal Promedio : 165.42 m3/min

Velocidad promedio : 50.28 m/min.

Se observa el porcentaje de oxigeno promedio es de 19.66 %.

Con respecto a LEL se tiene un promedio de 4.8 de LEL ppm.

Y una Humedad Relativa de 92.1%.

57


4.1.1.Aspectos Éticos:

SALUD OCUPACIONAL.- El reconocimiento de la salud de los

trabajadores con relación de la exposición a factores de riesgo

de origen ocupacional, incluyendo el conocimiento de los niveles

de exposición y emisión de las fuentes de riesgo.

El titular minero deberá realizar la identificación de peligros,

evaluación y control de riesgo que afecte la seguridad y salud

ocupacional de los trabajadores en su puesto de trabajo, El control

de riesgos respectos a los agentes físicos, químicos, ergonómicos y

biológicos cuando se supere los límites permisibles.

AGENTES FÍSICOS.- Todo titular minero monitorear los agentes físicos

presentes en la operación minera tales como: ruido, temperaturas

extremas, vibraciones, iluminación y radiaciones ionizantes y otros.

AGENTES QUÍMICOS.- el titular minero efectuara mediciones periódicas y las

registrara de acuerdo al plan de monitoreo de los agentes químicos presentes en

la operación minera tales como: polvos, vapores, gases, humos metálicos,

neblinas entre otro pueden presentarse en las labores e instalaciones, sobre

todo en los lugares susceptibles de mayor concentración, verificando que se

encuentren por debajo de los límites permisibles de exposición ocupacional

para agentes químicos de acuerdo a lo señalado en el anexo Nº 4.

AGENTES BIOLÓGICOS.- Todo sistema de gestión de seguridad y salud

ocupacional deberá identificar los peligros, evaluando y controlando los riesgos,

monitoreando los agentes biológicos tales como: mohos, hongos, bacterias y

parásitos gastrointestinales y otros agentes se pueden presentarse en las labores

e instalaciones incluyendo las áreas de vivienda y oficinas.

58


4.1.2.Costos Del Sistema De Ventilación.

4.1.2.1.Determinación De Costos De Ventilación.

Con el propósito de hacer una estimación de los costos recurrimos

a algunos datos proporcionados por la administración área

maestranza de la compañía minera INTIGOLD MINING S.A.

De acuerdo a lo indicado en los costos por equipos y accesorios

intervienen varios factores sobre el valor FOB del equipo importado:

Seguro marítimo y fletes que corresponda a un 15% del

valor FOB, la suma de ambos corresponde al valor CIF.

Derechos de aduana, costos que corresponden a un 40%

del valor CIF.

Fletes en el país y montaje que es un 20% del valor de CIF.

Los diferentes costos de prorrateo que incluyen los costos

de administración, depreciación de equipo, maquinaria, de

operación y mantenimiento de trabajos realizados en los

talleres, corresponde a un 10% del valor del CIF.

La suma de valores citados, llegan a construir los costos

directos. En cambio los costos indirectos corresponden a

un 16% del valor de los directos y se descomponen:

Costos de ingeniería 5%

Costos de generales 6%

Intereses pagados 5%

FOB : free on board, o libre a bordo.

CIF :cost, insurance and freight, o costo , seguro y flete.

59


4.1.3. Resumen De Costos.

TABLA 4.2 Costos Directos

ITEMS COSTOS

Tuberías US$ 5000.00

Ventilador US$ 5000.00

Costo FOB US$ 10000.00

Seguro y flete marítimo(15%FOB) US$ 1500.00

Costo CIF US$ 11500.00

Derecho de aduana (40%CIF) US$ 4600.00

Fletes y montaje (20%CIF) US$ 230.00

Costo de prorrateo (10CIF) US$ 1150.00

Total costos directos: US$ 19550.00

COSTOS INDIRECTOS:

(16% costos directos) US$ 3128.00

COSTOS TOTALES: US$ 22,678.00

Referencia, Ángel Valentín Naira Arivilca.

Por la fórmula de anualidades aplicado por PABLO JIMENEZ ASCANIO

página (243)

60


Aan = C*i (1+i) ^ t/ (1+i) ^ t-1

Aan = 22678((0.05)(1+0.05)^2)/((1+0.05)^2-1)

Aan = 12196.33 $/año

Considerando un año de 360 menos 60 =

300 días 12196.33/300 = 40.65 $/día

Si por día se extrae 280

toneladas 40.65/280 = 0.145$/TN

TABLA 4.2 Amortización.

Tiempo (Año) Amortización ($) Acumulado Amortización(T) Acumulado

1 12,196.33 12,196.33 24,392.66 12,196.33

2 24,392.66 12,196.33


Grafico 4.1

amortizacion

Co

sto

($

)

costo( $)

Tiempo (año)

Tiempo (año)


61


TABLA 4.3 Resumen De Costo Por Mes.

VENTILADORES,MANGAS E INSTALACION $/mes

3 de 8 HP 364.8instalación de ventiladores eléctricos

288cables eléctricos

954instalación de cables

60instalación de ductos

120energía eléctrica

0supervisión

1260otros

TOTAL 3046.8


COSTO/TN = 3046.8/280

= 10.88 $/ TN

4.2. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

En la galería principal de extracción el caudal promedio es de 165.42

m3/min y una velocidad promedio 50.28 m/min, que en el Reglamento de

Seguridad y Salud Ocupacional dice que en ningún caso debe ser menor

que 20 m/min ni superior a 250 m/min y está en el rango permisible.

En galería 635 el porcentaje de oxigeno promedio inicial es de 18.95 %

que comparado con el limite promedio y máximo permisible es de 19.5%

a 22.5%; esta fuera del rango permisible por lo tanto es deficiente.

62


Luego el porcentaje de oxigeno promedio es de 19.66 % que

comparado con el limite promedio y máximo permisible es de 19.5% a

22.5%; está dentro del rango permisible por lo tanto es mejorado.

Con respecto al Límite Inferior de Explosividad (LEL) se tiene un promedio de 4.8 de

LEL, que comparado con el Reglamento de Límites Permisibles Ponderados LPP:

es de 5 ppm. Si esta en rango, luego el promedio LEL es 3 por tanto se mejora.

La norma Peruana contempla que la temperatura promedio de 27 ºC requiere una

velocidad de 20 m / min y una caudal de 600 m3 / min. Entonces se ha obtenido un

promedio de 28.5 ºC antes de la instalación del sistema de una cantidad de 10

muestra lo cual necesita una velocidad mayor que el promedio indicado y caudal;

luego 25.87ºC y una Humedad Relativa de 92.1% por tanto se mejora.

TABLA 4.4 Comparación de Resultados Inicial y Final en Gal. 635 W

TemperaturaLabores Oxigeno % Humedad % LEL ppm

ªC

Gal 635 w Inicio 18.95 28.5 94.2 4.8

Gal 635 w Final 19.66 25.87 92.1 3

63


CONCLUSIONES

1. Respecto con la evaluación de ventilación natural en la galería principal

de extracción, galería 635 W, galería 800 W y crucero 933 S, de acuerdo

con los datos obtenidos, se observa que está dentro del reglamento de

seguridad y salud ocupacional, por tanto mejora a la ventilación forzada.

2. Las variables según los análisis de datos obtenidos como oxígeno,

temperatura, humedad relativa y LEL se observa notablemente la mejora

en los procesos operativos del personal a trabajar en las galerías del

Nivel 1950, por tanto es una ventilación apropiada y confortable para el

colaborador que va a trabajar en dichas áreas de la mina.

3. Se ha efectuado cálculos de requerimiento de caudales para la colocación de

ventiladores de capacidad de 12000 cfm, ventiladores de esa misma capacidad:

1 como aspirante y 1 impelente que se encuentra en la misma Galería 800 y CX

933, los cuales incrementaran la ventilación en dichos galerías.

4. El caudal determinado de acuerdo a lo reglamentado es de 24000 CFM con lo cual se

mejorara notablemente la ventilación en dicha Galería proyectada viendo indicadores

estadísticos, con esto se mejorara la disminución de las concentraciones de gases que

provienen de los disparos realizados en la labores de explotación.

5. De esta forma conseguimos aire limpio en el frente con la ventilación mixta para

acelerar el minado, se disminuye la temperatura, aumentan las condiciones de

confort de los trabajadores, aumentando su rendimiento de trabajo.

6. Para definir apropiadamente el sistema de ventilación, hay que conocer

bien la red de ventilación y su dimensionamiento, El caudal necesario y

la presión que se genera en la mina serán los datos primordiales para el

dimensionamiento de los equipos, por eso, un buen cálculo de la red de

ventilación implica un diseño más adecuado de los ventiladores.


RECOMENDACIONES

1. Se recomienda tener un control estricto del horario de ventilación,

contar con un personal especializado de ventilación como Supervisor

especializado del área de ventilación y con la evaluación

correspondiente para tener un uso apropiado de ventilación.

2. Se recomienda el mantenimiento al día de los planos de ventilación y

el control sistemático de las temperaturas, presiones y flujos de aire a

través de todo el circuito de ventilación, es una tarea fundamental en

toda operación minera y la única manera de garantizar que se está

haciendo un trabajo de ingeniería serio y responsable.

3. Con un ventilador adecuado y con buen mantenimiento de la

tubería y mangas de ventilación se garantizará el cumplimiento del

objetivo propuesto, compuestos estos por un buena señalización

para el buen uso y cuidado del ventilador y mangas.

4. Se recomienda implementar instrumentos completos para cada indicador

y monitorear periódicamente las labores ciegas y confinadas, cumplir con

los horarios de disparo y la activación correcta de los ventiladores.

5. Las tolvas de mineral, hermetizarlas, para evitar que el polvo contamine el

aire fresco que ingresa por el túnel Calpa, y mantener las tolvas con carga.

6. Es muy importante en control de la tubería para poder hacer llegar

el caudal necesario al frente de trabajo.


REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS

A. BIBLIOGRAFIA:

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Metodológica de Seguridad para Proyectos de Ventilación de Minas. Chile.

(2) De la cuadra I., L. (1974), Curso de Laboreo de Minas. Madrid:

Universidad Politécnica de Madrid. ISBN 8460062546.

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Avanzada en Minería Clásica y Minería por Trackles. Edición III Perú.

(4) Instituto de Ingenieros de Minas del Perú. (1989), Manual de

Ventilación de minas. Lima. Perú.

(5) Mallqui T., A. (1980), Proyecto de Optimización del Sistema de

Ventilación. Tesis UNCP. Huancayo. Perú.

(6) Mallqui T., A. Ventilación de Minas. Pág. 68. Huancayo Perú.

(7) Novitzky, A. (1962), Ventilación de Minas, Buenos Aires. Argentina.

(8) Naira A., Ángel. V. (1999), Ventilación del Desarrollo de la Galería

de Compañía Minera Ananea Puno. Perú.

(9) Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional. D.S.N° 055-2010-

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(10)Ramírez H., J. (2005), Ventilación de Minas. Módulo de Capacitación Técnico

Ambiental. Chaparra Perú).

(11)Sc Ingeniería S.R.L. (2011), Levantamiento de Ventilación de Mina Calpa Perú.

(12)Zitron. (2007), Conferencia de Ventilación de Minas. Lima. Perú.

(13)Oseda, D. (2008) Metodología de la Investigación. Ed Pirámide. pp.117


(14)Oseda,Gonzalez, Ramirez, Gave (2011) ¿Cómo Aprender y enseñar Investigación

Científica?. Ed. UNH pp. 219

B. PAGINAS WEB:

1) www.vdmconsultores.cl

2) [email protected]

3) Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Ventilaci%C3%B3n_de_minas


ANEXOS


ANEXO Nº 1MATRIZ DE CONSISTENCIA

TÍTULO: “INFLUENCIA DE LA VENTILACIÓN NATURAL Y MECANICA EN EL DISEÑO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN DE LAS

GALERIAS – DEL NIVEL 1950 MINA CALPA - AREQUIPA”.

1.Formulaciòn del Problema 2.Objetivos 3.Hipotesis 4.Variables

GENERAL: GENERAL: GENERAL: INDEPENDIENTE.

¿Cómo influye la ventilación natural y Evaluar la ventilación natural y La ventilación natural y mecánica influirá Influencia de ventilación naturalmecánica en el diseño del sistema mecánica en el diseño del sistema significativamente en el diseño del sistema de y mecánica.de ventilación mixta en la Galería de ventilación mixta en la Galería ventilación mixta en la galería principal, galeríaprincipal, Galería 635 W, Galería 800 principal, Galería 635 W, Galería 635 W, galería 800 W y crucero 933 S del NivelW y Crucero 933 S del Nivel 1950 800 W y Crucero 933 S del Nivel 1950 en la Mina Calpa.en la Mina Calpa? 1950 en la Mina Calpa.

ESPECIFICO: ESPECIFICO: ESPECIFICO: DEPENDIENTE.

¿Cuál es la efectividad en las labores Determinar la efectividad en las La efectividad del trabajador en las laboresDiseñoventilación mixta.

subterráneas, después de la labores subterráneas después de la subterráneas, después de la instalación delinstalación del diseño del sistema de instalación del diseño del sistema diseño del sistema de ventilación mixta, en losventilación mixta, en los ambientes de ventilación mixta, en los ambientes de trabajo del Nivel 1950, esde trabajo del Nivel 1950? ambientes de trabajo del Nivel favorable.

1950. VARIABLE INTERVINIENTE.¿Existe recirculación de aire viciado No existe recirculación de aire viciado o Influencia de la temperatura y lao enrarecido? Observar y determinar la enrarecido después de la instalación del diseño presión

recirculación del aireviciad

o o del sistema de ventilación mixta, en los¿Existe concentración de gases enrarecido. ambientes de trabajo del Nivel 1950.producto del disparo?

Identificar y caracterizar la Si existe concentración de gases producto deconcentración de gases producto las operaciones unitarias de perforación ydel disparo. voladura.

ANEXO Nº 2

PLANO DE UBICACIÓN DE LA MINA CALPA


ANEXO Nº 3

INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN EL MONITOREO DE GASES

FOTO 5.1 ANEMÓMETRO CON PALETAS

FOTO 5.2 LANZA HUMOS


FOTO 5.3 DETECTOR DE GASES”SOLARIS”

FOTO 6.4 INSTALACION MIXTA


ANEXO Nº 4

INGRESO AL NIVEL1950 – MINA CALPA


ANEXO Nº 5

PLANOS DE EJECUCION DE TESIS


ANEXO Nº 6

TABLAS DE EJECUCION DE TESIS


ANEXO Nº 7

LIMITES DE EXPOSICION OCUPACIONAL PARA AGENTES QUIMICOS


ANEXO Nº 8

VALORES LIMITE DE REFERENCIA PARA ESTRÉS TERMICO

DATOS DE CAMPO


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