151220128 Tesis Final de Alexis Armando Medina Begazo Doc

8/12/2019 151220128 Tesis Final de Alexis Armando Medina Begazo Doc

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DEDICATORIA

Dedicado para mis padres: Germn y Lola.

Para mi querida esposa y mi adorado hijo

que son mi fortaleza para seguir

superndome en la minera.

A mis hermanos: por su cario y apoyo en los

momentos de mi !ida.

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AGRADECIMIENTOS

"i profundo agradecimiento a la #ni!ersidad $acional de %an Agustn de

Arequipa& a la 'acultad de Geologa& Geofsica y "inas& en especial a los

docentes de la (scuela Profesional de )ngeniera de "inas& quienes me han

enseado los conocimientos de la minera con su talento tanto te*rico y

prctico por transmitir sus e+periencias& en mi formaci*n integral como

profesional de la )ndustria e+tracti!a de minerales.

As mismo agradezco al Gerente de ,peraciones de por sus enseanzas y

apoyo incondicional& para seguir desarrollndome profesionalmente- a todo el

equipo de profesionales de mina atalina /uanca por su tiempo dedicado en

aportar informaci*n para el desarrollo de 0sta tesis.

iii


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RESUMEN

La mina atalina /uanca& tiene pro1lemas por un lado con la emanaci*n de

gases del macizo rocoso 2Geologa3 y otro lado un d0ficit de aire fresco en

456& actual. Por lo que para lle!ar adelante esta tesis se plante* el siguiente

o1jeti!o general:

(+plicar el diseo del dimetro de la chimenea de !entilaci*n& seg7n

requerimiento de caudal del aire& considerando el n7mero de tra1ajadores&

cantidad de equipos diesel y consumo de e+plosi!os

(l procedimiento seguido fue:

%. R'()*)+ -' /0123 4'+1)23

/aciendo la re!isi*n del marco te*rico disponi1le& nos re!elo& que para

estimar el caudal de aire fresco e+isten normas y lmites permisi1les& y es

necesario determinar la cantidad de /p de los equipos diesel& cantidad de

personal en interior mina& y cantidad y calidad de e+plosi!os empleados. (n

las galeras principales y como !entilador principal se de1e de multiplicar el

caudal calculado.

#. D)05+*4)23 -' 0 ('4)02)+ 02460

La relaci*n que resulta de comparar el caudal de aire que ingresa a la mina

con los requerimientos de aire determinados& resulta en una co1ertura de

84&986& con un d0ficit de ;


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Diluir aire !iciado por e+plosi!os> 94?< + 4@&?85@>;8 @5&@ > ;8 @ $7mero de personas presentes en la mina por

guardia.

N'2'*)-0-'* -' 0)1' -' 026'1-3 0 -)9'1'4'* 04)46-'*

(s necesario 1asarnos en la norma que e+ige los mnimos

necesarios de aire para el personal en mina& seg7n laaltitud a la que se encuentra& como se muestra a

continuaci*n.

#.#..# D' 026'1-3 0 0 204)-0- -' '86);3* -)'*' 86'

)51'*0 0 0 /)0

%e emplea la siguiente ecuaci*n& para calcular la cantidad

necesaria de aire& cuando se emplean equipos diesel.

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H?> K + $

H?> antidad de aire para uso de equipos Diesel.

2mRSmin.3

K > 4.< 2mRSmin3 antidad de aire necesario por cada /P

$ > $7mero de /P de los equipos autorizados y que

tra1ajan en la mina.

#.#..& D' 026'1-3 0 23*6/3 -' ';3*)(3*

%e emplea la siguiente ecuaci*n& para calcular la cantidad

necesaria de aire& cuando se emplean e+plosi!os de

dinamita y anfo.

H4> F . n . A

H4 > antidad de aire para diluir contaminantes por

e+plosi!os 2mRSmin3

F > Felocidad del aire ?< mSmin. 2dinamita3

?@ mSmin 2An'o3

n > $7mero de ni!eles de la mina en tra1ajo

A > rea promedio de la secci*n de las la1ores ni!eles

en tra1ajo 2mb3

#.& NECESIDAD DE VENTILACIN

La !entilaci*n en una mina su1terrnea es el proceso mediante el cual

se hace circular por el interior de la misma el aire necesario para

asegurar una atm*sfera respira1le y segura para el desarrollo de los

tra1ajos.

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La !entilaci*n se realiza esta1leciendo un circuito para la circulaci*n del

aire a tra!0s de todas las la1ores. Para ello es indispensa1le que la mina

tenga dos la1ores de acceso independientes: dos pozos& dos soca!ones&

un pozo y un soca!*n& etc.

(n las la1ores que s*lo tienen un acceso 2por ejemplo& una galera en

a!ance3 es necesario !entilar con ayuda de una tu1era. La tu1era se

coloca entre la entrada a la la1or y el final de la la1or.

(sta !entilaci*n se conoce como secundaria& en oposici*n a la que

recorre toda la mina que se conoce como principal.

(s necesario esta1lecer una circulaci*n de aire dentro de una mina

su1terrnea por las siguientes razones:

(s necesario asegurar un contenido mnimo de o+geno en la

atm*sfera de la mina para permitir la respiraci*n de las personas que

tra1ajan en su interior.

(n el interior se desprenden diferentes tipos de gases& seg7n elmineral a e+plotar y la maquinaria utilizada. (stos gases pueden ser

t*+icos& asfi+iantes ySo e+plosi!os& por lo que es necesario diluirlos

por de1ajo de los lmites legales esta1lecidos en cada pas.

A medida que aumenta la profundidad de la mina la temperatura

aumenta. (l gradiente geot0rmico medio es de 9N cada 44 m.

Adicionalmente& los equipos y mquinas presentes en el interior

contri1uyen a ele!ar la temperatura del aire. (n este caso la

!entilaci*n es necesaria para la climatizaci*n de la mina. Fer ta1la

adjunta.

?


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Ba1la $N


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#.&.% V'4)0-31'*

Los !entiladores son los responsa1les del mo!imiento del aire&

tanto en la !entilaci*n principal como en la secundaria.Generalmente los !entiladores principales se colocan en el

e+terior de la mina& en la superficie.

Los tipos de !entiladores utilizados son:

A+iales o de h0lice

adiales o centrfugos

#.&.# T);3* -' ('4)02)+

La !entilaci*n de una mina puede ser soplante o aspirante 2!er

figura3. (n la soplante el !entilador impulsa el aire al interior de la

mina o de la tu1era. (n el caso de aspirante el !entilador

succiona el aire del interior de la mina 2o la tu1era3 y lo e+pulsa al

e+terior.

(n (uropa el ms ha1itual es que la !entilaci*n principal seaaspirante. (l aire limpio entra por una 2o !arias3 de las entradas

de la mina y el aire !iciado tras recorrer la mina es aspirado por el

!entilador principal.

??


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'igura $N


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'igura $N


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#. Bhreshold

Limit Falue

R'86'1)/)'43* -' 0)1' 91'*23 D' 026'1-3 0 MSHA -'

EE.UU.

P014' .###%&: P010 /)0* /'47)20*

audal mnimo por frente de tra1ajo: 8


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BTLV

qQo

=

(l pro1lema es como determinar el caudal de emisi*n de los

contaminantes 2g3.

E@'/;3 %:

La o+idaci*n de sulfuros en un tope li1era 5 + 9< O@mRSs de %,?. %i

el lmite permisi1le del gas es de @ ppm& cual es el caudal

requeridoV

S362)+:

BC

qQo

=

(ste es parte del !olumen total de aire circulado por el sistema de

!entilaci*n.Ba1la $N


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Productos de diesel 2Gases y DP"3

Gases y partculas s*lidas

Productos de !oladura: incluyendo ,& y $,+

Pol!o grueso y respira1le

alor y temperaturas e+tremas.

#.


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CAPTULO III

MATERIAL DE ESTUDIO

&.% UBICACIN Y ACCESIBILIDAD

La #nidad "inera atalina /uanca se u1ica en las estri1aciones

orientales de la ordillera ,ccidental de los Andes del entro del Per7.

Polticamente pertenece al Distrito de anaria& Pro!incia de 'ajardo&

Departamento de Ayacucho& a una altitud de 4&;


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'igura $N


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&.# CLIMA Y VEGETACIN

(l clima es seco y frio. on dos estaciones marcadas& in!ierno entre

Diciem1re y "arzo con fuertes precipitaciones de llu!ias y !erano de

A1ril a $o!iem1re& con intenso sol& cielo azul de da y frgido por las

noches descendiendo fuertemente la temperatura.

(n las partes altas la !egetaci*n se limita al ichu y a los 4&@


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&.< RECURSOS NATURALES

(l yacimiento mineral constituye el principal recurso& es as que en el

rea correspondiente a la "ina atalina /uanca& podemos encontrarminerales que contienen Plomo& inc& o1re y otros& que es o1jeto de la

e+ploraci*n.

&. RECURSOS HUMANOS

La fuerza la1oral es uno de los aspectos ms importantes de la acti!idad

minera& por lo que la empresa realiza una selecci*n rigurosa y mantiene

una constante preocupaci*n por el perfeccionamiento y capacitaci*n detodo su personal. Los cuales se muestra en la ta1la adjunto.

Ba1la $N


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SuperintendenciaGeologa

Jefe de

sobrestant

e de

muestreo

Jefe de

Geologa

de

Jefe de

Proyectos

de

Jefe de

Manejo de

relaves

SuperintendenciaDe proyectos e

infraestructura

Secretaria

GeneralGerencia de Seguridad

y Medio ambiente

Gerencia de

SuperintendenciaDe

Jefe de

Mantto

Jefe de

Mantto Mina

Jefe de

Mantto

SuperintendenciaPlaneamiento y

Jefe de

Planeamien

Jefe de

Depto De

Jefe de

Geologa

Jefe de

Productivid

Superintendencia

Jefe de

Guardia

Jefe de

Seccin

SuperintendenciaPlanta

Jefe de

Guardia

Jefe de

%aboratorio

Metal&rgico

Superintendencia'dm ( ))**

)elaciones

comunitarias

#ontabilidad

Jefe de

logstica

Jefe de))** y

G!)!+#,' G!+!)'%

4?

'igura $N


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&. GEOLOGA

&..% G'3350 1'5)30

La secuencia litol*gica que aflora en la regi*n est compuesta por

rocas de origen sedimentario cuyo perodo de formaci*n se

e+tiende desde el Permiano %uperior 2Paleozoico3& rocas del

Brisico y Eursico )nferior del "esozoico representado por los

Grupos "itu 2PsOm3 y Pucar 2BrOEr3 hasta el uaternario.

(stas unidades rocosas se encuentran conformando una franja

con direcci*n $,O%(. (l relie!e de la zona est caracterizado porpresentar !ertientes muy pronunciadas y !alles interandinos con

ros de la cuenca del ro angalloOPampas afluentes del ro

Apurmac. (l ro Pampas presenta un recorrido de ,este a (ste.

La 'ormaci*n %ocosani del grupo hunumayo forma un contacto

discordante con el Grupo Pucar y tam1i0n con la 'ormaci*n

La1ra y 0sta 7ltima se encuentra en concordancia con la

'ormaci*n Gramadal.

%e o1ser!a afloramientos de facies granticas 2P%OqSgr3 hacia el

(ste del rea del emplazamiento minero y en el rea del

emplazamiento mismo rocas intrusi!as de tipo diortico& la Diorita

cascca1am1a 2$mOcaSdi3 y cuarzo monzonita 2BmsOqm3. Fer

figura de geologa regional.

&..%.% E*4104)51090

(l =acimiento atalina /uanca se u1ica en las faldas de

los cerros /atun ,rcco 2;&


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ERATEMA

SISTEMA

SERIE

UNIDADGROSOR

APROXEN

M.

COLUMNASIMBOLO

DESCRIPCION LITOLOGICA

CENOOIC

O

CUATERNAR

IO

/,L,

.($,

PL()%B,.($,

MESOOICO

PALEOOICO

TRIASICO

PERMIANO

DEVONIANO

)$'(D

),D

%#P(D),D

)$'(D),D

"(D

),

GP,. (Q(L%),

GP,. ")B#

GP,. P#A

D(P. ",($),

D(P. 'L#F),GLA)A

D(P. ,L#F)AL

D(P. AL#F)AL

\5@ ada de presi*n& pulg. de agua 2X /?,3

> esistencia del ducto& pulg.Omin?Sp8

H > audal de aire& pSm- > Felocidad _ rea

C > 'actor de 'ricci*n& l1Omin?Sp;

Para #nidad )nternacional& cam1ie: K > C_9.@@ (^8

(l coeficiente O C aumenta con la rugosidad del ducto y

presencia de o1strucciones.

Ba1la $N 9: Falores del coeficiente C para minas metlicas

Para nuestro caso& se ha elegido C& en 8


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'igura $N 95: apacidad del !entilador.

'igura $N 9: Potencia del motor del !entilador& seg7n la presi*n y caudal.

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'igura $N 9: (jemplo num0rico I resultado final


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La identificaci*n de estaciones se realiz* en las la1ores

de ingreso y salida de aire de la mina& en los puntos de

1ifurcaci*n o uni*n de la1ores de mayor significaci*n de

corrientes de aire& en la1ores de captaci*n y descarga

de !entiladores.

(n cada una de las estaciones de control se efectuaron

mediciones de la secci*n trans!ersal haciendo uso de un

fle+*metro.

De los planos topogrficos e+istentes se o1tu!ieron las

distancias longitudinales de las galeras& cruceros&

rampas y chimeneas de la mina& conocidos como

conductos de aire. Fer ta1la

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Ba1la $N 9: "onitoreo de Fentilaci*n en las estaciones principales 2agosto del ?


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6ocamina6olivar

#ro 9ilma Gal /43 )pa9 #:apiGal

!speran;a6y Pass


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condicionadas al funcionamiento de este sistema- ante

la paralizaci*n del mismo& e+iste la necesidad de

e!acuar al personal de los ni!eles ms 1ajos de la mina

y por consiguiente paralizar las operaciones.

De acuerdo a la disposici*n de las !as de ingreso y

salida de aire se identifican dos circuitos principales de

aire los que sin ser independientes& tienen marcadas

particularidades de acuerdo a las necesidades de aire

de cada rea operati!a. As se identifican:

ircuito de !entilaci*n himenea AlimaC


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indicando que el dimetro de chimenea AlimaC


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siguiente cantidad de aire usado o contaminado& de la

siguiente forma:

Por el !entilador principal que est instalado en larampa ?99 est captando &5.@ '". Por el

!entilador principal que est instalado en el tajeo ? . operaci*n& TShpSao

K > onstante de fricci*n

L > Longitud fsicaLe > Longitud equi!alente

H > audal de aire

> (ficiencia total

c > osto de capitalSao

e > & e+ca!aci*n& pRSao

es calculado en funci*n de inter0s y tiempo 2i& n3

Dando !alores en la ecuaci*n:

o > costo de operaci*n #% TS/pSao > #%T 9 #%T ??5&4?

K > constante de fricci*n > 8 ? ?? K'"-

> 5 #%T 4 9@ aos

Basa de inter0s > 9


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osto de operaci*n SCOh > 5 ct!os de d*lar.

eemplazando !alores en la ecuaci*n anterior o1tenemos:

D > 94&@@ pies- equi!alente a ;&99 metros de dimetro de chimeneas halimaC 9@ y @.


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CONCLUSIONES

PRIMERA: Para disear el dimetro de chimenea& se emple* la ecuaci*n del

diseo econ*mico del dimetro optimo& en donde se necesitaron

los siguientes datos: longitud de chimenea& constante de fricci*n

K& caudal de aire que !a circular en miles de '"& costo de

e+ca!aci*n en pies4 Sao& costo de capital por ao& costo de

operaci*n #%TS/pSao& eficiencia de !entiladores principales. Por

tanto se construirn dos chimeneas hO AlimaC @ y 9@& de

dimetro de ;&99 m& y a su !ez se de1e ampliar las hO AlimaC


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del ni!el 49& este aire usado se encauzar por la rampa 8?

hacia la chimenea AlimaC


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RECOMENDACIONES

PRIMERA: ecomiendo efectuar un planeamiento de !entilaci*n a largo

plazo& empleando un simulador 2%oftare3 a fin de predecir los

requerimientos de !entilaci*n as mismo para determinar:

Los flujos de aire y sus sentidos de a!ance en las la1ores

proyectadas& y determinar los cam1ios en presiones y

caudales cuando nue!as la1ores son aadidas al modelo.

am1ios de !elocidades del aire en las diferentes la1ores

de1idos a cam1ios efectuados.

Los puntos de operaci*n de los !entiladores& los

requerimientos de energa el0ctrica y otros factores

econ*micos.

adas de presi*n del aire en los conductos primarios y

secundarios indicando alternati!as de mejora.

SEGUNDA: Bener mucho criterio y e+periencia en el diseo del dimetro

*ptimo de la chimenea& en especial en la elecci*n de la constante

de fricci*n C& clculo de la presi*n& eficiencia del !entilador& ycostos de e+ca!aci*n y operaci*n del sistema.

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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

9. isternas =ez a7l 'ernando& )ngeniero i!il de "inas& de la

#ni!ersidad de %antiago de hile 2953 & "agister en (!aluaci*n de

Proyectos& de la Pontificia #ni!ersidad at*lica de hile 2953 Xurso

estrategias de !entilaci*n de minas para operaciones su1terrneas con

alto uso de equipos dieselY& ao ?


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. Luque a1al& Ficente 293. "anual de !entilaci*n de minas. Asociaci*n

de )n!estigaci*n Becnol*gica de (quipos "ineros 2A)B(")$3. )%M$ ;O

;


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ANEXOS

9


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ANEXO N $%:

CIRCUITO DE VENTILACIN DE MINA CATALINA HUANCA

9


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ANEXO N $#: SUMINISTROS DE SOSTENIMIENTO POR CECO #$%#

S#%comm& B9arios elementosC

5ipo Peticin ,

Periodo Datos

ENERO FE'RERO MAR(O A'RIL MA)O * UNIO * ULIO AGOSTO SETIEM'RE To+al Can+& De!,& To+al Im,o-+e

#uenta D) De!c-La-a -M #ant Desp ,mporte #ant Desp ,mporte #ant Desp ,mporte #ant Desp ,mporte #antDesp ,mporte #ant Desp ,mporte #ant Desp ,mporte #ant Desp ,mporte #ant Desp ,mporte

#OS5O D,+'M,5' BD!+SC //3G)A#M@BD,'C //A3EB%GC


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ANEXO N $#: EXPLOSIVOS ! RESUMEN

S#%comm& B9arios elementosC

5ipo Peticin ,

#ant Desp Periodo

De!c- La-a -M ENERO FE'RERO MAR(O A'RIL MA)O * UNIO * ULIO AGOSTO SETIEM'RE To+al ene-al

D,+'M,5' BD!+SC //3G)A#M@BD,'C //A3EB%GC


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444

044444

/444444

/044444

3444444

3044444

DINAMITA (DENS) 6&6.GR/CM$9(DIA)

6&6/.:9(LG) :9(VEL;DETON)

1.22MT/SEG

444

/44444

344444

@44444

=44444

044444

DINAMITA (DENS) 6&6.GR/CM$9(DIA) 5/:9(LG)5:9(VEL;DETON) 1.22MT/SEG

444

34444

=4444

14444


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9


123/127

99


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ANEXO N $&: MALLA DE PERFORACIN CHIMENEA ALIMA

AREA = M3 FACTOR DE CARGA @/1FGAM@LONGITUD 3 M N> CARTUC?OSTOTAL DE CARTUC?OS N> TALADROS @G& CARTUC?OCANT& @G& TALADRO/ < /1 3 44< /3

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