Optimización y modelización del circuito de ventilación de una mina subterránea

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1 ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS Y ENERGÍA PROYECTO FIN DE CARRERA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Y MINERA Optimización y modelización del circuito de ventilación de una mina subterránea Alberto Campillos Prieto FEBRERO 2015

2 TITULACIÓN: INGENIERO DE MINAS PLAN: 1996 Autorizo la presentación del proyecto Optimización y modelización del circuito de ventilación de una mina subterránea Realizado por Alberto Campillos Prieto Dirigido por D. Jorge Castilla Gómez Firmado: Prof. Jorge Castilla Gómez Fecha:

3 III

4 INDICE Resumen y abstract... X Documento 1: Memoria 1 Objetivos y alcance Introducción Atmósfera de mina Gases producidos en las minas y efectos sobre personas El clima Factores que influyen sobre el clima subterráneo Objetivo de la ventilación 9 3 Diseño de la red de ventilación. Parámetros básicos Concepto de caudal Concepto de resistencia aerodinámica Concepto de coeficiente de forma de una galería Concepto de resistencia aerodinámica de una galería Cálculo de la red de ventilación Cálculo de la resistencia equivalente Elección el ventilador y cálculo del reparto de caudales Potencia necesaria Evaluación de resultados Ventilación principal Tipos de ventiladores Curva característica Acoplamiento de ventiladores En serie sobre un mismo pozo o galería En paralelo sobre un mismo pozo En paralelo sobre pozos diferentes Inversión de la corriente Ventilación secundaria Esquema de ventilación Recomendaciones para la ventilación secundaria..27 IV

5 6 Medida de aforos de ventilación Campaña de mediciones. Parámetros a medir Levantamiento depresiométrico Medida de secciones Medida de velocidades y caudales de la corriente de aire Medida de temperaturas Desarrollo Equipos y herramientas de trabajo Metodología de los trabajos Aforo en galerías Instrumentación necesaria Procedimiento de medición Medida en esclusas y puertas Instrumentación necesaria Procedimiento de medición Hoja de datos tipo Optimización de red de ventilación. Caso práctico Simulación de ventilación natural sin nuevo nivel Simulación de ventilación natural con nuevo nivel Simulación con ventilador principal de 2 kpa sin nuevo nivel Simulación con ventilador principal de 2 kpa con nuevo nivel Comentarios a la simulación de la situación actual de la explotación Simulación de alternativas propuestas Ventilador principal 2 kpa y regulaciones Ventilador principal 4 kpa y regulaciones Ventilador principal 2 kpa, ventilador secundario 0,06 kpa clausurando ramas nivel Ventilador principal 2 kpa, ventilador secundario 0,06 kpa clausurando ramas nivel Ventilador principal 2 kpa, ventilador secundario 0,06 kpa clausurando ramas nivel Conclusiones Bibliografía V

6 Documento 2: Estudio económico Estudio económico Documento 3: Anexos Anexo 1. Tablas de resultados. Casos previos Anexo2. Tablas de resultados. Alternativas propuestas VI

7 INDICE DE FIGURAS Figura 1 Resistencias en diagonal Figura 2 Ventilador centrífugo. AirEng.. 18 Figura 3 Ventilador axial. ClarageTT..18 Figura 4 Curva característica de un ventilador 19 Figura 5 Criterio de selección del parámetro k 31 Figura 6 Orden de medida con anemómetro Figura 7 Hoja de datos tipo..34 Figura 8 Vista de explotación a optimizar en la actualidad. 35 Figura 9 Vista de la explotación con el futuro nivel 4.37 Figura 10 Ramas de la explotación numeradas...38 Figura 11 Representación gráfica de velocidad de aire caso previo Figura 12 Representación gráfica de caudal de aire caso previo Figura 13 Representación esquemática de velocidad de aire caso previo Figura 14 Representación esquemática de caudal de aire caso previo 1.40 Figura 15 Representación gráfica de velocidad de aire caso previo Figura 16 Representación gráfica de caudal de aire caso previo Figura 17 Representación esquemática de velocidad de aire caso previo 2 42 Figura 18 Representación esquemática de caudal de aire caso previo 2.42 Figura 19 Representación gráfica de velocidad de aire caso previo Figura 20 Representación gráfica de caudal de aire caso previo Figura 21 Representación esquemática de velocidad de aire caso previo Figura 22 Representación esquemática de caudal de aire caso previo Figura 23 Representación gráfica de velocidad de aire caso previo Figura 24 Representación gráfica de caudal de aire caso previo Figura 25 Representación esquemática de velocidad de aire caso previo Figura 26 Representación esquemática de caudal de aire caso previo 4.46 Figura 27 Actuaciones sobre el circuito de ventilación - Alternativa Figura 28 Representación gráfica de velocidad de aire alternativa Figura 29 Representación gráfica de caudal de aire alternativa VII

8 Figura 30 Representación esquemática de velocidad de aire alternativa Figura 31 Representación esquemática de caudal de aire alternativa Figura 32 Actuaciones sobre el circuito de ventilación - Alternativa Figura 33 Representación gráfica de velocidad de aire alternativa Figura 34 Representación gráfica de caudal de aire alternativa Figura 35 Representación esquemática de velocidad de aire alternativa 2.53 Figura 36 Representación esquemática de caudal de aire alternativa Figura 37 Actuaciones sobre el circuito de ventilación - Alternativa Figura 38 Representación gráfica de velocidad de aire alternativa Figura 39 Representación gráfica de caudal de aire alternativa Figura 40 Representación esquemática de velocidad de aire alternativa 3.56 Figura 41 Representación esquemática de caudal de aire alternativa Figura 42 Actuaciones sobre el circuito de ventilación - Alternativa Figura 43 Representación gráfica de velocidad de aire alternativa Figura 44 Representación gráfica de caudal de aire alternativa Figura 45 Representación esquemática de velocidad de aire alternativa Figura 46 Representación esquemática de caudal de aire alternativa Figura 47 Actuaciones sobre el circuito de ventilación - Alternativa Figura 48 Representación gráfica de velocidad de aire alternativa Figura 49 Representación gráfica de caudal de aire alternativa Figura 50 Representación esquemática de velocidad de aire alternativa 5.62 Figura 51 Representación esquemática de caudal de aire alternativa VIII

9 INDICE DE TABLAS Tabla 1 Gases frecuentes, efectos que producen y origen de los mismos....7 Tabla 2 Criterio de selección de ventilación secundaria Tabla 3 Datos proporcionados de los ventiladores por la explotación Tabla 4 Costes de instalación, mantenimiento y funcionamiento...68 IX

10 Resumen y abstract Este documento presenta los parámetros necesarios referentes a la ventilación de una mina subterránea, la normativa aplicable a este tipo de instalaciones, así como los procedimientos e instrumentación básicos para la medida de aforos. Todo ello va encaminado a cuantificar el circuito de ventilación de una mina subterránea para realizar de forma eficiente una modelización de la ventilación. Se presenta además un caso práctico de simulación optimizada a partir de parámetros para una ampliación de un nuevo nivel en una explotación. Esta optimización está caracterizada de forma económicamente eficiente. This paper presents the necessary parameters concerning ventilation of an underground mine, the regulations applicable to such facilities and basic procedures and instrumentation for measuring capacities. All of this is aimed at quantifying the ventilation circuit of an underground minefor efficiently modeling of ventilation. A case of optimized simulation is also presented based on parameters for amplifying a new level in an underground mine. This optimization is economically characterized on an efficient way. X

11 1 Optimización y modelización del circuito de ventilación de una mina subterránea Documento 1: Memoria

12 2 1 Objetivos y alcance El objeto del proyecto surge de la necesidad de parametrizar una explotación subterránea con el fin de modelizar esta y así poder adaptar su circuito de ventilación a nuevas condiciones que se puedan llegar a dar de una forma eficiente. El uso de métodos informáticos para la simulación y la necesidad de crear una metodología de medida de aforos para alimentar dichos métodos, da pie a poder trasladar el sistema a otras explotaciones subterráneas con el fin de crear sistemas de ventilación mejores, más seguros, más baratos y en definitiva, más eficientes.

13 3 2 Introducción 2.1 Atmósfera de mina La composición del aire a nivel del mar en tanto por ciento en volumen es: N2. 78,08 % O2. 20,95 % CO2.. 0,03 % Ar.. 0,93 % Otros.. 0,01 % A medida que se profundiza en la mina estas composiciones varían y se van incorporando gases nuevos como CH4, CO, NOx, H2S, SO2 y otros más. En el artículo 69 del Reglamento General de Normas Básicas para la Seguridad Minera se dice que Las concentraciones volumétricas admisibles para los distintos gases peligrosos a lo largo de una jornada de trabajo se especifican en Instrucciones Técnicas Complementarias. En ninguna actividad la proporción de oxígeno será inferior al 19 por 100 en volumen. En caso necesario se realizará la corrección pertinente por altitud. Así pues en el apartado primero de la ITC se especifican dichos valores: Las concentraciones volumétricas admisibles para los distintos gases peligrosos, a lo largo de una jornada de ocho horas, son las siguientes: - 50 ppm de monóxido de carbono (CO) ppm de dióxido de carbono (CO2) ppm de óxidos de nitrógeno (NO + NO2) ppm de sulfuro de hidrógeno (SH2). - 5 ppm de dióxido de azufre (SO2) ppm de hidrógeno (H2). No obstante durante períodos cortos y de acuerdo con la peligrosidad del gas podrán admitirse contenidos superiores, sin que se sobrepasen nunca los siguientes:

14 4-100 ppm de monóxido de carbono (CO) ppm de dióxido de carbono (CO2) ppm de óxidos de nitrógeno (NO + NO2) ppm de sulfuro de hidrógeno (SH2) ppm de dióxido de azufre (SO2) ppm de hidrógeno (H2). Las labores en que se alcancen concentraciones superiores a estos valores serán desalojadas de modo inmediato, adoptándose por la Dirección Facultativa las medidas tendentes a disminuir dichas concentraciones. En ninguna labor en actividad la proporción de oxígeno será inferior al 19 por 100 en volumen. En caso necesario se realizará la corrección pertinente por altitud. Los contenidos límites de CH4 y de anhídrido carbónico se regulan en la ITC , que dice: "La cantidad de aire a circular será la suficiente para la higiene del trabajo, de acuerdo con lo dispuesto en las ITC y y además la necesaria para diluir el grisú por debajo de los límites volumétricos siguientes: - 0,80% en los retornos de aire principales. - 1,50% en las restantes labores de la mina salvo en los retornos de los talleres electrificados, que será del 1%. Sin embargo, cuando exista un control automático permanente del grisú la autoridad minera competente podrá aumentar estos contenidos límites a los siguientes valores: - 1% en los retornos de aire principales. - 1,5% en los retornos de los talleres electrificados. Cuando en alguna labor se sobrepasen los contenidos anteriores se detendrán los trabajos y se observará la tendencia de esta acumulación. Si el contenido sobrepasa el 2,5%, la labor será abandonada por el personal. A estos efectos la dirección facultativa dará instrucciones concretas sobre la interpretación y manejo de los aparatos de lectura del grisú. La corriente general de salida llamada comúnmente "corriente de retorno" no contendrá más de 0,5% de anhídrido carbónico".

15 5 2.2 Gases producidos en las minas y efectos sobre personas La composición del aire de la mina, puede experimentar notables variaciones a lo largo de su recorrido: a) En labores de minas nada o insuficientemente ventiladas (por ejemplo, galerías abandonadas, pozos abandonados, realces de pozos interiores, contraataques o chimeneas). - proporción de oxígeno reducida debida a oxidación silenciosa y por gasificación de metano. - elevada proporción de dióxido de carbono por oxidación silenciosa. - pequeñas cantidades de monóxido de carbono por procesos de oxidación inexplicables según la duración de la falta de ventilación y situación de emplazamiento. b) En gases de incendios y humos de explosiones - Proporción de oxígeno reducida debida a oxidación de objetos del incendio. - Elevada proporción de dióxido de carbono por oxidación de objetos del incendio. - Cantidades en el margen de algunos porcentajes en volumen: o De monóxido de carbono por oxidación incompleta de objetos de incendio. o De metano por descomposición térmica de objetos del incendio. o De hidrógeno debida a descomposición térmica de objetos del incendio. Existe gran peligro, sobre todo, por las elevadas proporciones de monóxido de carbono. c) En zonas de incendios sofocados

16 6 - Proporción de oxígeno muy reducida por interrupción de aporte de aire al foco del incendio. - Proporción muy elevada de dióxido de carbono por interrupción de aporte de aire al foco del incendio. - Monóxido de carbono e hidrógeno en el margen de algunos porcentajes en volumen por descomposición térmica de los objetos del incendio. - Elevada proporción de metano por gasificación. Existe gran peligro por insuficiencia de oxígeno, elevadas proporciones de monóxido de carbono y dióxido de carbono. d) En trabajos de voladuras - Notables cantidades de "gases nitrosos". - Notables cantidades de monóxido de carbono. - Existe peligro de intoxicación por aspiración de humos concentrados o aspiración de humos diluidos durante un largo período de tiempo. e) Al transitar por aguas estancadas - Aparición de notables concentraciones de ácido sulfhídrico. f) En erupciones de dióxido de carbono en las minas de potasas o de carbón situado en zonas volcánicas. - Elevada proporción de dióxido de carbono y por ello al mismo tiempo proporción de oxígeno fuertemente reducida. No se conocen casos en España, aunque sí de minas potásicas con grisú. En definitiva, los gases más frecuentes en las minas, sus efectos sobre las personas o sobre el ambiente y su origen, son los siguientes:

17 7 GASES Necesarios para la respiración Anóxicos asfixiantes Tabla 1 Gases frecuentes, efectos que producen y origen de los mismos o Oxigeno Nitrógeno Metano Anhídrido carbónico ORIGEN Atmosfera exterior. Por regeneración del aire de respiración en equipos de autosalvamiento. Por generación en equipos de respiración con botella de O 2 o generación por vía química. Atmosfera exterior. Aportación del exterior como gas inerte para extinción de fuegos o incendios. Desprendimiento en la mina. Desprendimiento de CO 2 en la mina. Oxidación lenta del carbón y la madera. Tóxicos químicos Monóxido de carbono Fuegos e incendios. Combustión lenta del carbón. Incendios y calentamientos de bandas transportadoras, aceites, cables eléctricos y otras sustancias plásticas. Gases nitrosos Voladura de explosivos. Gases de escape de motores de combustión interna. Tóxicos químicos Sulfuro de hidrógeno Aguas estancadas. Bióxido de nitrógeno Oxidación del NO producido por explosivos y gases de escape. Otros Ácido fórmico Ácido cianhídrico Dioxina Mala ventilación en el empleo de espumas de ureaformaldehído. Combustión de poliuretano. Emisión de vapores de difenilos y trifenilos. 2.3 El clima Se define el clima de la mina como "la influencia de la temperatura ambiente, de la radiación térmica y de la velocidad del aire sobre el bienestar y la capacidad de rendimiento del personal". Podría ampliarse este sentido y tomarse en consideración también la influencia del polvo, la oscuridad, la estrechez y otros efectos sicológicos, pero sería tal la dificultad de evaluación conjunta que no se hace así. El presente RGNBSM contempla muy someramente el clima subterráneo. Solamente la ITC , en su apartado 3, dice "3. Temperatura, humedad, clima La corriente de ventilación establecida deberá ser capaz de diluir y expulsar los polvos y gases nocivos, suministrar aire respirable e impedir la elevación de la temperatura de las labores, que no excederá de 33 C de temperatura equivalente en ningún lugar donde regularmente trabaje el personal. La temperatura equivalente se calculará con la fórmula siguiente:

18 8 te = 0,9 th + 0,1 ts donde: te = temperatura equivalente en ºC. th = temperatura húmeda en ºC. ts = temperatura seca en ºC. Para la salubridad del trabajo se observarán las siguientes disposiciones: 1. En los trabajos subterráneos con elevadas temperaturas se tomarán estas diariamente, en los sitios en los que la temperatura equivalente exceda de 30 ºC, anotándolas en un registro. Además se medirán la temperatura del aire a la entrada y salida general. 2. En casos especiales podrá trabajarse a temperatura equivalente superior a 33 C, previa autorización especial de la autoridad minera y en las condiciones fijadas por ella. También podrá trabajarse a temperaturas equivalentes superiores a 33 C en casos urgentes, lo que se realizará con las debidas precauciones y bajo el control constante de personal técnico." Factores que influyen sobre el clima subterráneo Cuando se desea estudiar el comportamiento humano en un ambiente caliente, hay que tomar en consideración cinco magnitudes determinantes: - La temperatura seca. - La humedad del aire, que puede ser caracterizada por la temperatura húmeda th y la presión barométrica p. - La velocidad del aire V en la proximidad del cuerpo humano. - La radiación de las paredes. Tres de estos factores han sido agrupados en la llamada temperatura equivalente, que se define como la temperatura de una atmósfera saturada (ts = th) y sin movimiento del aire (V = 0) que da a la mayor parte de las personas la misma impresión de calor que el ambiente considerado, en el cual la temperatura seca y húmeda y la velocidad del aire, tienen valores cualesquiera.

19 9 El valor de se te determina por la fórmula: te = 0,3 ts + 0,7 th V (V en m/s) 2.4 Objetivo de la ventilación El objetivo de la ventilación es proporcionar una cantidad de aire suficientemente rica en oxígeno para alimentar todas las formas de combustión. Una mala ventilación puede ser debida a: - La profundidad de la mina (alta temperatura). - Las malas condiciones del circuito de ventilación: Longitud, sección, irregularidades. - La mala utilización de las puertas de ventilación. - La presencia de cantidades anormales de gases nocivos. - Humedad del aire. - No respetar los reglamentos y consignas establecidas 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. El objetivo del equipo responsable de la ventilación es analizar los parámetros del comportamiento del circuito de ventilación principal y el reparto de caudales de aire en las distintas labores de la mina, y con la utilización de los diferentes programas informáticos de cálculo de redes, modelizar el circuito de manera que el modelo sea lo suficientemente representativo de la evolución del aire dentro de las labores a ventilar. De esta manera, se podrá utilizar el modelo que representa el circuito de ventilación primaria, y se podrá prever comportamientos y tendencias de la ventilación principal ante modificaciones futuras de dicho circuito real, como pueden ser el cierre o apertura de puertas o esclusas de ventilación, la instalación de un nuevo ventilador o la supresión de otro existente, la disminución de las fugas de caudal por las esclusas tras un acondicionamiento de las mismas, el acondicionamiento de un retorno de ventilación, etc.

20 10 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) de éstas en los resultados obtenidos con las aplicaciones informáticas adecuadas.

21 11 3 Diseño de la red de ventilación. Parámetros básicos 3.1 Concepto de caudal El caudal de aire es la medida de volumen de aire en la unidad de tiempo. Para ello se mide la velocidad de aire que atraviesa una sección dada. Las unidades en que se mide el caudal es m 3 /s y para ello cuantificamos la velocidad del aire, en m/s, y la sección en la que se mide, en m 2. Considerando una labor minera, en la que no existen aportaciones ni escapes de aire. Aceptando la aproximación de que el peso específico del aire no varía a lo largo de la labor, el caudal de aire que recorre la labor queda entonces definido. La normativa internacional señala una cantidad nunca inferior a 0,2 m 3 /s para la correcta dilución de los gases en minería y abastecimiento de aire. 3.2 Concepto de resistencia aerodinámica Se define la carga X de la corriente de aire en una sección de la labor, por la expresión de Bernoulli: X = p + γ V2 2g + γ Z La pérdida de carga entre dos puntos, 1 y 2, será: X = X 1 X 2 = (p 1 + γ V γ Z 2g 1) (p 2 + γ V γ Z 2g 2) Se define la resistencia R de esta labor minera por la expresión: R = 103 X Q 2 Esta expresión se puede referir al volumen de aire de una galería usando las dos formulas anteriores tal que: Donde: R = 103 8g λ γ P L S 3

22 12 - g es la aceleración de la gravedad (9,81 m/s) - λ es el coeficiente de frotamiento - γ es la masa volúmica del fluido (kg/m 3 ) - P = perímetro de la galería (m). - L = longitud de la galería (m). - S = sección recta (m 2 ). Si la galería está sostenida por cuadros, S es la sección interior del cuadro. 3.3 Concepto de coeficiente de forma de una galería El coeficiente de forma es una expresión empírica que permite relacionar el perímetro de una galería con su sección, de tal forma: φ = P 2 πs Si esta relación se aplica al cálculo de resistencia particularizada, Rs, para un valor de γ = 1,226 se llega a la siguiente expresión: R s = 55 λ φ L S 2,5 Si la galería está ocupada con material y/o obstáculos, (tuberías, cintas transportadoras, trenes, etc.) su resistencia aumenta. El nuevo valor se obtiene multiplicando la resistencia de la galería vacía por un coeficiente de obstáculos E, con lo que se obtiene la expresión final: R s = 55 λ φ L S 2,5 E

23 Cálculo de la resistencia aerodinámica de una galería Partiendo de la formula anterior de resistencia, se observa que conocida la sección media a lo largo de la galería junto a su perímetro y longitud de la misma, solo faltaría el conocimiento de: - E: Coeficiente de obstáculo. Depende particularmente de cada obstáculo. - λ: Coeficiente de frotamiento. Se diferencia entre coeficiente de frotamiento de pared y de suelo: λ = 0,7 λ p + 0,3 λ s Su cálculo se obtiene de tablas y ábacos en función del material de revestimiento y el estado del mismo. 3.5 Cálculo de la red de ventilación El objeto del cálculo de la red de ventilación es determinar el reparto del caudal total de aire que entra en la mina, entre sus distintas labores: pozos, galerías, talleres, para comprobar después que dichos caudales igualan o superan a los necesarios para que el trabajo en esas labores sea posible en las condiciones reglamentarias. El cálculo del reparto del aire, puede realizarse según diversos métodos, en función de la mayor o menor complejidad de la mina en estudio Calculo de la resistencia equivalente Para el cálculo de minas sencillas, con una sola entrada y salida, se podrán disponer las resistencias de las galerías de tal forma que el cálculo se reduzca al cálculo de resistencias en serie, paralelo y diagonal. - Resistencias en serie: Re = R1 + R2 + + Rn - Resistencias en paralelo: 1 R e = 1 R R R n

24 14 - Resistencias en diagonal: Figura 1 Resistencias en diagonal Para resolver este caso hay que realizar la conversión de estrella triángulo que se rige por las fórmulas: R 1 2 = 1 2 [ R 1 (R 2 + R 3 ) R + 2 R 1 (R 2 + R 3 ) + R 2 (R 1 + R 3 ) R + 2 R 2 (R 1 + R 3 ) R 3 (R 1 + R 2 ) R + 2 R 3 (R 1 + R 2 ) ] R 2 3 = 1 2 [ R 2 (R 2 + R 3 ) R + 2 R 2 (R 1 + R 3 ) + R 31 (R 2 + R 3 ) R + 2 R 3 (R 1 + R 2 ) + R 1 (R 2 + R 3 ) R + 2 R 1 (R 2 + R 3 ) ] R 1 3 = 1 2 [ R 3 (R 1 + R 2 ) R + 2 R 3 (R 1 + R 2 ) + R 1 (R 2 + R 3 ) R + 2 R 1 (R 2 + R 3 ) R 2 (R 1 + R 3 ) R + 2 R 2 (R 1 + R 3 ) ] Elección del ventilador y cálculo del reparto de caudales. Una vez conocida la resistencia equivalente, o bien la potencia, se puede calcular la presión total que ha de suministrar el ventilador principal para que circule por la mina el caudal deseado Q. X = R e 1000 Q2 Esto se complementa con el cálculo del reparto de caudales entre los distintos ramales del circuito para lo que se utilizan las siguientes fórmulas: - Tramos en serie: Q = Q1 = Q2 = = Qn Además: X = R e Q 2 = (R 1 + R R n )Q 2 - Tramos en paralelo: X = R 1 Q 2 1 = R 2 Q = = R n Q n

25 Potencia necesaria. La potencia aerodinámica consumida por un ramal al circular un caudal Q, que experimenta una pérdida de carga ΔX, viene dado por: W = Q ΔX Evaluación de resultados. La etapa final en el cálculo de la red es la verificación de que el reparto de caudales es el deseado. Si todas las labores quedan bien ventiladas el problema puede darse por resuelto. Si alguna labor resulta infraventilada, es preciso modificar algunas resistencias y rehacer el cálculo. Rehacer una resistencia significará, en la realidad, ensanchar una galería, colocar una puerta, o en general, realizar una labor minera que se buscará siempre sea la más sencilla.

26 16 4 Ventilación principal La ventilación principal es aquella que lleva el aire a las principales labores de la mina. El circuito consta de uno o varios pozos o galerías de entrada, una serie de niveles, galerías o pozos que lo reparten por los distintos tajos o labores y uno o varios pozos o galerías de salida. El ventilador principal es una máquina que produce en el circuito una elevación de presión igual a la pérdida de carga que experimenta el flujo de aire al recorrer la mina. Según el Reglamento General de Normas Básicas de Seguridad Minera, las minas, en general, pueden ser aireadas con ventilación natural, pero se dispondrá de medios de ventilación artificial para regularizarla cuando no sea capaz de cumplir las condiciones exigidas". (ITC , ap. 1). "En la minas de carbón, será siempre obligatorio el empleo de Ventiladores Principales" (ITC ). Además, si la mina es con grisú "tendrán funcionando de modo continuo aparatos de ventilación principal..." (ITC ap. 1). Lo anterior quiere decir que si la mina es de carbón, pero clasificada en 1ª categoría (ITC ) se instalará un ventilador principal, el cual podría funcionar sólo cuando la ventilación natural no sea capaz de mantener las condiciones exigidas. Sin embargo, si la mina está clasificada como grisuosa, el/los ventilador/es trabajarán de forma continua excepto en los períodos de inactividad, cuyas "paradas serán objeto de aprobación por parte de la Autoridad Minera, que establecerá las prescripciones necesarias para garantizar la seguridad de los trabajos" (ITC , ap. 1). Si la mina es de 3ª o 4ª categoría con respecto al grisú, "habrá dos o más ventiladores principales alimentados con fuentes distintas de energía, para que en caso de avería de uno de ellos, pueda asegurarse la continuidad de la ventilación, de forma que siempre pueda efectuarse la evacuación del personal con toda seguridad". (ITC , ap. 3).

27 17 Implica que, cuando sobre el circuito de la mina actúan al menos dos ventiladores, uno puede servir de reserva del otro, siempre y cuando que cada uno sea capaz de mantener la ventilación de toda la mina al menos durante la evacuación del personal. La alimentación con fuentes distintas de energía puede conseguirse mediante la instalación de doble línea eléctrica desde la subestación de la mina, acoplada cada línea al secundario de un transformador diferente. No obstante, otras soluciones son posibles y hasta mejores, como pudiera ser la de disponer de un motor de gasoil o un grupo electrógeno. Cada caso debe estudiarse según el riesgo de la mina. La entrada en funcionamiento del ventilador de reserva, debe preverse claramente en la DIS que exige la ITC , en su apartado 1, especificando: - Las puertas. compuertas o guillotinas sobre las que hay que actuar. - El tiempo máximo en el que esta operación debe ser realizada, desde el momento de actuación del "indicador de funcionamiento detectable en lugar en que haya personal" (ITC , ap. 2). - Si la mina tiene grisú, "los ventiladores principales se dispondrán de forma que, siempre que sea posible, queden protegidos en caso de explosión" (ITC , ap. 1). 4.1 Tipos de ventiladores En la actualidad se distinguen dos tipos de ventiladores: - Ventiladores centrífugos: El aire entra por un oído central y es aspirado por centrifugación en una rueda de alabes, de donde es impulsado a un cuerpo en forma de caracol, llamado voluta, cuya sección va creciendo hasta alcanzar el orificio de salida en la zona llamada difusor.

28 18 Figura 2 Ventilador centrífugo. AirEng - Ventiladores axiales: Comprenden en un conducto cilíndrico, una hélice constituida por un cierto número de paletas fijadas a, sobre un cubo o haciendo cuerpo con él. El aire entra y sale paralelamente a la máquina, y su funcionamiento puede asimilarse al de una tuerca y tornillo. En la actualidad es el modelo más extendido. Figura 3 Ventilador axial. ClarageTT

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