Ventilación en Minería Subterránea: Preguntas Clave y Mejores Prácticas

¿Cuáles son las variables de funcionamiento que deben vigilarse en un ventilador principal?

R: Vibraciones, temperatura del motor y rotor.

Ductos de Ventilación: Ventajas y Desventajas

Explique las ventajas y desventajas de un ducto twin.

R:

  • Ventajas: Maximiza el área, reduciendo la pérdida de carga (He).
  • Desventajas: Mayor instalación, problemas en las curvas, dificultad aerodinámica, dos cables mensajeros, conexión al ventilador y mayor costo.

Efecto Stall en Ventiladores

¿Qué es el efecto stall?

R: Se le denomina zona de atascamiento y es la zona donde el ventilador no puede trabajar debido a que hay poco caudal y una mayor caída de presión. Esto produce vibraciones excesivas que conllevan daños a las aspas o álabes (gran cambio de H).

Punto de Operación Óptimo en Ventiladores Principales

En el funcionamiento de un ventilador principal, ¿dónde deberá ubicarse el punto de operación en la curva de operación y por qué?

R: Sobre una eficiencia del 75% y en una curva de operación intermedia para poder cambiar según nuevos requerimientos de la mina.

Sistemas de Ventilación en Serie

¿Cuándo se utiliza un sistema en serie y cómo se determina la posición de los ventiladores?

R: Este sistema aporta casi el doble de pérdida de carga (He), lo que ayuda a vencer la alta longitud y temperaturas elevadas. El primer ventilador debe ubicarse según las condiciones de la ventilación principal y el segundo, según condiciones de tubo de Pitot a un 10% del primer ventilador o según cálculos.

Ventilación Auxiliar Combinada: Ventajas y Desventajas

¿Qué ventajas y desventajas tiene un sistema de ventilación auxiliar combinado? (labores largas mayores a 800m)

R:

  • Ventajas:
    • Baja la temperatura, genera brisa y baja la humedad, así mejora la extracción de los gases y el ciclo en tronadura.
    • Permite poder elegir la temperatura y los tiempos de ciclo (baja la T° más potencia el sistema impelente).
    • Disminuir los tiempos de ciclo más potencia al sistema aspirante.
  • Desventajas: La fuga de aire y la recirculación de aire viciado (para evitar esto, el sistema aspirante tiene que tener mayor capacidad que el sistema impelente). Consumo eléctrico elevado debido al número de ventiladores utilizados, se ocupa mucha área útil.

Variables para la Instalación de Ventilación Auxiliar

¿Qué variables hay que tener en cuenta para instalar un sistema de ventilación auxiliar?

R: Caudal total (personas, explosivo, maquinaria) necesario, presión a vencer y la potencia a ocupar. Temperatura, humedad, contaminantes, área para instalar el ventilador, k, longitud, área libre, resistencia, potencia.

Distancias de Seguridad para Ventiladores

¿Cuáles son las distancias que un ventilador debe tener con respecto a otro ventilador, a las cajas y a una posible chimenea de ventilación?

R: 0,5 Dà de las cajas, techo, piso. 10Dà chimenea para evitar problemas.

Humedad Relativa vs. Humedad Absoluta

Explique los conceptos de humedad relativa y total.

R:

  • Humedad relativa: Es el cociente entre el contenido de vapor de agua y el máximo posible que el aire pueda contener a una temperatura dada.
  • Humedad absoluta: Contenido de vapor de agua en 1m3 de aire.

Impacto del Aumento de Caudal en Ventiladores

Si se requiere aumentar 1.5 el caudal de un ventilador, ¿qué sucede con la potencia y la caída de presión?

R: La caída de presión aumenta el doble y la potencia 4 veces más.

Exigencias Operativas para Chimeneas Raise Borer

¿Cuáles son las exigencias operativas para la construcción de una chimenea raise borer?

R: Topografía precisa, se necesita obra civil para soportar el equipo y que esté bien nivelado (hormigón calidad media). 1-2 piscina para recircular el agua, sacar la marina para evitar la polución. Si es interior mina, dejar pernos en el techo para su izaje. Requiere nivel superior.

Sentido Inverso de las Aspas de un Ventilador: Causas y Consecuencias

¿A qué se puede deber el sentido inverso de las aspas de un ventilador y sus consecuencias?

R: Por instrucción del encargado en caso de emergencia, cambio de polaridad, porque pasa una corriente de aire cuando está detenido y esto provoca un cambio de dirección del flujo, pero en menor cantidad. Si se mantiene, provoca daños al ventilador.

Tapados de Bloques: Características, Ventajas y Desventajas

Características, ventajas y desventajas de los tapados de bloques.

R: Se debe construir sobre la losa, con pilares, cadenas, anclados con PH2, con espuma expansiva.

  • Ventajas: Tecnología probada, resiste presiones moderadas (1-2 semanas).
  • Desventajas: No resiste presiones del macizo.

Selección de Ventilador Jet Fan de Apoyo

Si debiera ventilar una labor en desarrollo 6×3 con 30000 cfm con una disponibilidad eléctrica de 25 hp y el sistema de ventilación auxiliar es impelente, ¿cuál sería el procedimiento para elegir el ventilador jet fan de apoyo?

R: Se elige un tipo de jet fan (a, b, c) según la relación W/H. Luego, como es de apoyo, se elige un jet fan que tenga distancia efectiva de 30 metros y potencia de 25hp y 30000 cfm de caudal.

Obras Civiles para Ventiladores Principales: Particularidades

¿Qué particularidades se deben considerar para la instalación de las obras civiles de un ventilador principal?

R: Peso de 2 a 3 veces el del ventilador.

Grouting: Definición y Uso

¿Qué es el grouting y cómo se utiliza?

R: Relleno de lechada de hormigón que se instala sobre la obra civil y que sirve para rellenar las *lainas*.

Ventiladores Contra Rotación: Particularidades

¿Particularidades de los ventiladores contra rotación?

R: Ventilador en serie que se instala con bridas para aumentar aún más su caída de presión, reduciendo el área problemática (la potencia aumenta).

Propagación de Gases Viciados en Incendios Subterráneos

¿Cuáles son las particularidades que determinan cómo se propagarán los gases viciados de un incendio interior mina?

R: Caudal (Q) presente, dónde se está provocando el incendio, qué se está quemando, conductividad, difusividad y gradiente térmica.

Paso de Hélice en Ductos de Ventilación

¿Qué es el paso de hélice y qué valores deben tener?

R: Es la distancia entre las argollas de los ductos. Ducto aspirante: 15cm, aspirante reforzado: 5 cm.

Función de Instrumentos de Ventilación: Anemómetro, Higrómetro, Tubo de Pitot

Función de los siguientes instrumentos: anemómetro, higrómetro, tubo de Pitot.

R:

  • Anemómetro: Mide la velocidad del aire y la temperatura.
  • Higrómetro: Mide la humedad y la temperatura.
  • Tubo de Pitot: Mide la velocidad del aire, la presión total, la presión dinámica y estática, especialmente dentro de un ducto de ventilación.

Luz de Aspas y Tapado de Lamas: Definiciones

Defina qué es la luz de aspas y tapado de lamas.

R:

  • Luz de aspas: Distancia carcasa-aspas, más pequeño -> más He.
  • Tapado de lamas: Se ubica un portal, desde el cual se instalan tiras plásticas que obstruyen el paso del aire en presiones bajas permitiendo el paso de personas.

Componentes de un Ventilador: Función

Función del cono de admisión, cono de extracción, direccionales, carcasa y aspas.

R:

  • Cono de admisión: Lamina el aire antes de ingresar a la carcasa.
  • Rejilla de admisión: Impide que ingresen partículas extrañas dentro del ventilador y, en caso de emergencia, evita que las aspas salgan proyectadas al exterior.
  • Cono de Extracción: Produce una reducción gradual del ventilador al ducto de ventilación.
  • Direccionales: Son piezas metálicas que laminan el aire, se encuentran después del rotor y hacen la diferencia entre un ventilador axial y venaxial.
  • Carcasa: Cuerpo del ventilador, contiene el motor, aspas, rotor y piezas metálicas que al girar impulsan el aire dándoles presión y velocidad. Se encuentran montadas sobre el rotor.

Objetivo de la Ventilación en Minería Subterránea

¿Cuál es el objetivo de la ventilación en la minería subterránea?

R: Suministrar aire fresco, limpio de contaminantes y en suficiente cantidad a las labores donde se encuentran trabajando personas y maquinarias, que necesitan oxígeno para su regular funcionamiento. Además, sirve para dirigir el caudal de aire en caso de incendio.

Viga Monorriel y Tecle: Función

Función de la viga monorriel y del tecle.

R:

  • Viga monorriel: Va montada al techo de la labor, arriba del ventilador principal, se utiliza para mover las piezas de gran tamaño del ventilador.
  • Tecle: Aparato mecánico o eléctrico montado sobre la viga monorriel y que eleva las piezas de gran tamaño.

VDF (Variador de Frecuencia): ¿Qué es y para qué sirve?

¿Qué es un VDF y para qué sirve?

R: VDF: variador de frecuencia, sirve para variar el consumo eléctrico del ventilador, por lo que varía también el caudal y la caída de presión que entrega el ventilador. Esto con el fin de ahorrar energía en las horas de menor requerimiento de caudal.

Diámetro de Ductos de Ventilación: Consideraciones

Desde el punto de vista de ventilación, ¿qué es más conveniente: un ducto de ventilación de menor o mayor diámetro y por qué, y en cuál otra variable debemos fijarnos en el instante de elegir el ducto de ventilación?

R: Conviene tener un mayor diámetro, puesto que presenta una menor resistencia, lo que se demuestra en la expresión H=K x p x I x q^2/a^3. Lo que se debe tener en cuenta es la dimensión de la labor, el tamaño del equipo, lo que arroja el área disponible de uso.

Tapados de Bloques vs. Tapados de Convitec: Ventajas y Desventajas

Ventajas y desventajas de un tapado de bloques versus un tapado de convitec. (de menor calidad y costos)

R:

  • Tapado de bloques: Se usa para tapado en contorno a un ventilador principal (son permanentes). Instalación: tiene que tener pilares y cadenas ancladas con pernos y cadena piso (para tener suficiente soporte), generalmente bloques, bloques traslapados y escalerilla (fierro de construcción que se colocan horizontalmente cada 2 corridas de bloque, para que soporte en caso de que se caiga un bloque y no colapse el muro).
  • Desventajas: Tiempo de construcción alto (1 a 2 semanas), se requiere energía y agua para hacer la mezcla, costo alto, sistema rígido (presiones del cerro se pueden romper), por esto mismo deben tener separaciones rellenas con algún pegamento (espuma expansiva) que rellena intersticios para evitar que por estos orificios pase el aire laminar que podrían generar altas caídas de presión (pérdidas).
  • Convitec: Es un nuevo sistema que se dice que es más dúctil (es decir, se adapta a las presiones del cerro), es más rápido y económico. Instalación: necesita una base, pero los pilares es un material más liviano a cadenas, consiste en plancha de plumavit con mallas de fortificación de distintos diámetros en la base, se coloca cada cierta distancia una cadena y se construye, una vez instalado se shotcretea. El sistema debe tener un mínimo de 5 cm por cada lado.
  • Resiste una caída de presión considerable.
  • Más económico.
  • Más rápida su instalación, 3 días aprox.

Pernos Hilti y Empantillado: Función

Función de los pernos hilti y del empantillado.

R: Pernos que se instalan al techo para soportar el cable mensajero. Empantillado: es hormigón de baja calidad que sirve para separar la obra civil del terreno.

Composición del Aire: Atmósfera vs. Aire Espelido

¿Cuál es la composición del aire en la atmósfera y en el aire expelido?

R: N= 79%, O= 20,9%, CO2= 0,1% – Expelido: N= 79%, O= 16%, CO2= 3%

Telemetría: Definición y Uso en Minería

¿Qué es la telemetría y dónde se utiliza?

R: Es la conexión entre instrumentos (portones, ventiladores, bombas, etc.) y la sala de control de superficie.

Presión Estática vs. Dinámica: Conceptos y Variables

Explique los conceptos de presión estática y dinámica, de qué variables dependen y cuál es el más importante en el cálculo de la presión total.

R:

  • Presión Estática: Es la ejercida sobre el caudal en toda la sección del ducto, se ejerce en todas las direcciones perpendiculares al sentido del ducto, depende de variables como: K factor, perímetro, área, caudal.
  • Presión dinámica: Presión ejercida en el mismo sentido del aire y tiene relación con la velocidad del aire. La variable más importante en el cálculo de la presión total es la presión estática, ya que registra las pérdidas provocadas por la fricción contra las paredes.

Efectos del Exceso de Humedad en Labores Mineras

Explique en qué afecta el exceso de humedad en una labor minera.

R: Aumenta la sensación de temperatura en el ambiente, además de perjudicar la extracción de los gases viciados.

Ubicación del Punto de Operación en Ventiladores Principales y Auxiliares

¿Dónde debiera ubicarse el punto de operación de un ventilador principal y en uno auxiliar, en las curvas de funcionamiento y por qué?

R:

  • Ventilador principal: Debiera ubicarse en las curvas medias para adaptarse a cambios de potencia y caudal.
  • Ventilador auxiliar: En las curvas altas para aumentar su eficiencia, ya que sus condiciones no cambian.

Uso de Chimeneas Blind Hole y VCR

¿En qué circunstancias se utilizará como chimenea de ventilación una chimenea blind hole y una VCR?

R: Blind hole: cuando no se tiene acceso al nivel superior y se necesita una chimenea de bajo factor k. VCR: cuando no se dispone de mecanismos para la construcción de chimeneas de ventilación.

Ventiladores Ven-axiales vs. Jet Fan: Ventajas y Desventajas

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de utilizar ventiladores ven-axiales v/s ventiladores jet fan para extraer los gases contaminados?

R: Ven-axiales: más eficientes en la extracción de gases, aumenta la t°, disminuye el área, no son dinámicos. Jet fan: permiten trabajos intermedios, hay recirculación de aire, mayor número necesario de ventiladores.

Causas y Consecuencias del Sentido Inverso de las Aspas

¿A qué se debe el sentido inverso de las aspas de un ventilador y sus consecuencias?

R: Inversión de los polos, accionamiento de emergencia, flujo natural. Se debe por la mala instalación eléctrica, va a provocar pérdidas de eficiencias, calor en el motor, vibraciones, desperfectos, avería.

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