Servicios Diseño Red Aire Comprimido

5/26/2018 Servicios Dise o Red Aire Comprimido

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ESCUELA ACADEMICO PROFESIONALINGENIERIA DE MINAS

CURSO : SERVICIOS E INSTALACIONES MINERASPROFESOR : ING. VICTOR RAMIREZ PONCE


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Principios de ventilacin Como es de suponer, la adecuada ventilacin de una

mina subterrnea es un aspecto primordial para laseguridad de los trabajadores y su sustentabilidad en eltiempo. En la mayora de los casos empleando unacombinacin de un sistema natural con otro auxiliardentro del sistema auxiliar encontramos el sistemacombinado y en el se encuentra el uso de AIRECOMPRIMIDO.


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Tipos de Ventilacin

La energa ms barata y abundante en lanaturaleza es el aire natural, que seutiliza en la ventilacin de minassubterrneas. El flujo de aire se introducepor la bocamina principal de ingreso,recorriendo la totalidad del circuito de

ventilacin hasta salir por la otrabocamina.

Mtodo Natural

Para que funcione la ventilacin natural tiene que existir una diferencia dealturas entre las bocaminas de entrada y salida. En realidad, ms importanteque la profundidad de la mina es el intercambio termodinmico que seproduce entre la superficie y el interior. La energa trmica agregada al

sistema se transforma en energa de presin, susceptible de producir un flujode aire, toda vez que el aire caliente desplaza al aire fro produciendocirculacin.

La ventilacin natural es muy cambiante: depende de la poca del ao y, enalgunos casos, de la noche y el da. Dado que es un fenmeno de naturalezainestable y fluctuante, en ninguna faena subterrnea moderna debe utilizarse

como un medio nico y confiable para ventilar las operaciones.


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Tipos de VentilacinSistema Auxiliar

Como ventilacin auxiliar o secundaria se conoce a aquellos sistemasque, haciendo uso de ductos y ventiladores auxiliares, ventilan reasrestringidas de las minas subterrneas, empleando para eso circuitos dealimentacin de aire fresco y de evacuacin del aire viciado que lesproporciona el sistema de ventilacin general. Por extensin, esta

definicin se aplica al laboreo de tneles desde la superficie, aunque enestos casos no exista un sistema de ventilacin general. Estos mtodosde ventilacin que pueden emplearse en el desarrollo de galerashorizontales, utilizando ductos y ventiladores auxiliares, son:

Sistema impelente

Sistema aspiranteSistema combinado


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Tipos de Ventilacin

El aire es impulsado dentro del ducto y sale por la galera en desarrolloya viciado. Para galeras horizontales de poca longitud y seccin -menores a 400 metros y de 3 x 3 metros de seccin- lo conveniente esusar un sistema impelente de mediana o baja capacidad, dependiendodel equipo a utilizar en el desarrollo y de la localizacin de la

alimentacin y evacuacin de aire del circuito general de ventilacin dela zona.

El aire fresco ingresa a la frente por la galera y el contaminado se extrae porla ductera. Para ventilar desarrollos de tneles desde la superficie se

prefiere el sistema aspirante, an cuando se requieren elementos auxiliarespara remover el aire de la zona muerta, comprendida entre la frente y elextremo de la ductera de aspiracin.

Sistema impelente:

Sistema aspirante:


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Tipos de Ventilacin

Es aspirante e impelente. Emplea dos tendidos de ductera, uno paraextraer aire y otro para impulsar aire limpio a la frente en avance. Estemtodo rene las ventajas de los dos tipos bsicos, ya que mantiene lagalera y la frente en desarrollo con una renovacin constante de airelimpio y alcanza la velocidad de la extraccin de los gases de disparos, conla desventaja de su ms alto costo de instalacin y mantencin. Paragaleras de mayor seccin (ms de 12 m2), y con una longitud sobre los 400metros, el uso de un sistema aspirante o combinado es ms recomendablepara mantener las galeras limpias y con buena visibilidad para el trfico devehculos, sobre todo si son equipos diesel.

Hoy en da, la ventilacin impelente es la que ms se usa, ya que el ductoes una manga totalmente flexible, fcil de trasladar, colocar y sacar. En estecaso, el ventilador al soplar infla la manga y mueve el aire. En laventilacin aspirante, estas mangas deben tener un anillado en espiralrgido, lo que las hace muy caras.

Sistema combinado:


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Tipos de VentilacinEl empleo de sistemascombinados para ventilar eldesarrollo de piques verticales estambin de aplicacin prcticacuando stos se desarrollan enforma descendente. En este caso,el uso de un tendido de mangasque haga llegar aire fresco al fondodel pique en avance esimprescindible para refrescar el

ambiente.

La aplicacin de sistemas auxiliares para desarrollar galeras verticales estlimitada a su empleo para ventilar la galera donde se inicia el desarrollo de lachimenea o pique, dado que la destruccin de los tendidos de ductos dentrode la labor vertical, por la cada de la roca en los disparos, es inevitable. En sureemplazo se utiliza el AIRE COMPRIMIDO.


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Aire Comprimido

El aire comprimidose refiere a unatecnologa o aplicacin tcnica quehace uso de aire que ha sidosometido a presin por medio deun compresor. En la mayora de

aplicaciones, el aire no slo secomprime sino que tambin sedeshumifica y se filtra. El uso delaire comprimido es muy comn enla industria, su uso tiene la ventajasobre los sistemas hidrulicos de serms rpido, aunque es menospreciso en el posicionamiento de losmecanismos y no permite fuerzasgrandes.


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Aire ComprimidoPor su alto costo en relacin a la ventilacin

mecanizada, el uso del aire comprimido para atenderla aireacin de desarrollos debe limitarseexclusivamente a aquellas aplicaciones donde no esposible, por razones prcticas, utilizar sistemasauxiliares de ventilacin. Es el caso particular deldesarrollo manual de chimeneas o piques inclinados.

El empleo de sopladores de aire comprimido paraventilar los desarrollos horizontales se deberestringir a aquellas galeras de pequea seccin que,por la falta de espacio fsico, no hacen posible lostendidos de mangas de ventilacin y para acelerar la

salida de los gases en los sistemas aspirantes,instalando los sopladores en el extremo de la caerade aire comprimido cercana a las frentes (zonamuerta). Esto, siempre que no sea posible el uso deventiladores elctricos porttiles con manga lisa queimpulse aire a la frente en avance.


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Elementos del sistema de aire

comprimido

La installation de aire comprimido est compuesta fundamentalmente portrespartes:

o Un sistema de control.

o La Red de distribucin.

o La Central de Produccin.


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LA CENTRAL DE PRODUCCIN se divide en:Toma de aire; Grupo generador; Conjuntorefrigerador; Filtros de lnea; Depsitoacumulador y Secador.

La Toma de aire es la encargada es aspirarel aire del exterior. Hay una toma de aireindependiente para cada unidad demaniobra. Se ha de colocar entre el exterior ylas unidades compresoras sendos equipos

de filtrado en seco.El Grupo generador consta de trescompresores de iguales caractersticas ycolocados en paralelo, funcionando dos a la vez yel tercero en reserva por posibles averas,

imprevistos o futuras ampliaciones. Elfuncionamiento del grupo es automtico y aintervalos, regulndose la parada y puesta enmarcha mediante presostatos de mxima ymnima. Los motores de los compresores estnconectados a la red elctrica y disponen de toma

de tierra.


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El Conjunto refrigerador es el encargado de enfriar el aire que viene delos compresores, dispone de un separador provisto de purgador y un filtro.

Se colocan dos Filtros de lnea, uno en la salida del separador decondensacin, prximo al depsito acumulador y otro a la salida de lacentral.

El Depsito acumulador es un elemento regulador, es decir, es elencargado de absorber las variaciones de consumo y amortiguar las

fluctuaciones de presin generadas por el compresor. Est se ubica prximoal compresor. Entre el depsito y la canalizacin se colocan acoplamientosantivibratorios. Se dispone adems de una conduccin para condensadosque enlaza con el saneamiento.

El Secador es el encargado de eliminar la humedad residual del aire, disponede un by-passque puentea la entrada y la salida del mismo. Esta tambinconectado a la red elctrica.


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LA RED DE DISTRIBUCIN consta de: Canalizaciones; Filtros y elementos

de corte y regulacin. Se cuenta con reguladores de presin para adaptar la presinque proporciona la central a cada punto de consumo. Esta red est separada 5 cmde cualquier canalizacin. Las canalizaciones horizontales disponen de unapendiente del 1% descendiente en la direccin del f lujo.

EL SISTEMA DE CONTROL estacompuesto de un cuadro general demaniobra, colocado en la central deproduccin, y varias alarmas locales enlugares donde estn a la vista. Est

conectado a los compresores y aldepsito acumulador, para controlarmanual y automticamente la central.Dispone adems de puesta a tierra.


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Tubera principal

Tubera secundaria


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Tubera de servicio


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Control de presin

Con el fin de utilizar el aire comprimido de la forma ms eficaz, esnecesario reducir la presin hasta precisamente el valor requeridopara esa aplicacin particular.Todos los equipos neumticos poseen una presin de trabajoptima. Su utilizacin a una presin mayor causa un desgaste

excesivo, sin un incremento significativo en cuanto a rendimiento,al tiempo que se desperdicia el aire comprimido en s mismo y elcoste necesario para su generacin.


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Cmo evitar prdidas de aire

comprimido Puntos importantes para el saneamiento de una red de

aire comprimido.Ao tras ao, miles de dlares se disuelven en el aire: .El motivo? Las redes de aire comprimido viejas o malmantenidas disparan el consumo de energa de lossistemas neumticos. A continuacin, algunosconsejos para sanear las tuberas en la red de aire

comprimido.


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1. Requisito bsico: aire comprimido seco

Al planificar una red de aire comprimido nueva se pueden evitar fallos ycon ellos, problemas futuros. Sin embargo, el saneamiento de una redexistente suele presentar ms dificultades y ser especialmentecomplicado si se contina alimentando el sistema con aire hmedo.Antes de iniciar el saneamiento es imprescindible tener una unidadcentral de secado.

2. Qu hacer en caso de grandes cadas de presin en la red?

Si continan siendo grandes las cadas de presin luego de instalaraparatos de tratamiento adecuados, la razn ser los depsitos en las

tuberas, los que se forman por las impurezas que arrastra el airecomprimido y que reducen la seccin disponible de la tubera almnimo.


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a) Cambiar o limpiar por soplado

Si los depsitos ya estn endurecidos, en la mayora de los casos ser necesario

cambiar los tramos de tubera afectados. Sin embargo, es suficiente limpiar lastuberas soplando con aire comprimido y secarlas a continuacin si las impurezasno redujeron notablemente su seccin.

b) Instalacin de tuberas adicionales

Una solucin para tuberas que perdieron buena parte de su seccin por depsitoses instalar tramos de tubera paralelos conectados a la primera red. Si elestrechamiento de las tuberas es extremo, conviene instalar un anillo completosuplementario (ilustracin 1). Si dimensionamos este segundo anillocorrectamente, adems del efecto principal deseado (reduccin de las prdidas depresin), conseguiremos una mejor distribucin del aire comprimido. Otra

posibilidad de sanear tuberas daadas consiste en instalar tuberas cruzadas(ilustracin 2).


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3. Clculo y eliminacin de fugas

Las medidas de saneamiento sern ptimas solo si se eliminan tambin lasfugas de la red de aire.

a) Determinacin de las prdidas totales por fugasAntes de buscar los puntos de escape en las tuberas, determine el alcance totalde las prdidas por fugas. Para ello existe un mtodo sencillo con ayuda delcompresor. Primero se desconectan todos los consumidores de aire y se midenlos periodos de conexin del compresor.

Usaremos los resultados para calcular las fugas segn la frmula siguiente:Leyenda:VF = Volumen de fugas CFMVC = Flujo del compresor CFMx = t1 +t2 +t3 + t4 + t5

Tiempo en que el compresor ha funcionado con carga (min):T = Tiempo total (min)


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b) Clculo de las fugas en los consumidores

Para calcular las fugas en los consumidores, conectaremos todas lasherramientas, mquinas y aparatos neumticos, y mediremos la suma detodas las fugas. Despus, cerramos las vlvulas de cierre de las conexiones ymedimos las fugas de la red de tuberas.

La diferencia entre ambas ser la fuga total en consumidores, sus vlvulas yconexiones.


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4. Dnde suele encontrarse la mayora de las fugas?

Un 70% de las fugas se dan en los ltimos metros, es decir, en lospuntos de toma de la red de aire. Pueden ubicarse con agua jabonosa ogases especiales. Las tuberas principales carecen de grandes fugas salvoque se trate, por ejemplo, de una red que antes era hmeda y estabaequipada con juntas viejas de papel secadas por usar la red conposterioridad para aire seco. Recomendamos usar ultrasonidos para

localizar las fugas en la red principal. Una vez medidas y eliminadas lasfugas y que la seccin de las tuberas se adapt a las necesidades delflujo, la red de aire comprimido podr darse por saneada.


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Sistema de ventilacin y uso de aire comprimido

en la mina Esperanza de Caravel de Compaa

Minera Titn S.R.L DISEO DE VENTILACION: Tener un ambiente laboral agradable con buenos

estndares en ventilacin es de suma importancia para

llevar a cabo trabajos en este tipo de minera, es porello que el diseo del laboreo minero considera laejecucin de chimeneas cada 60 metros con lafinalidad de tener un flujo adecuado de aire natural. El

diseo del sistema de ventilacin estar calculado deacuerdo a la cantidad de trabajadores quedesarrollaran las actividades para permitir un flujoadecuado de aire al interior de la mina.


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Ventilacin de galeras y cruceros. Siendo las galeras y cruceros labores ciegas y confinadas, se

cuenta con 02 ventiladores elctricos de 20, 000 CFM, 03ventiladores de 10, 000 CFM y 05 ventiladores de 5, 000CFM, que permiten insuflar aire fresco a los frentes conmangas de 24 y 18 de dimetro hasta 300 metros sinmayores problemas, que a su vez permiten ejecutar las

chimeneas en un tiempo perentorio. Ventilacin de chimeneas. Siendo las chimeneas labores ciegas y con mayor nivel de

riesgo por la acumulacin de monxido en el tope de lachimenea, MTP cumple con lo dispuesto en DS 055-2010

EM, disponiendo ventilacin forzada con aire comprimidoa travs de una lnea auxiliar de ventilacin (tercera lnea),con aire permanente durante las 24 horas del da quegarantiza el desarrollo del ciclo completo.


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Ventilacin de tajos deexplotacin.El diseo de las chimeneas cada 60metros tiene tres objetivos bsicos:

exploracin vertical, ventilacin delabores y servicios (camino,tuberas, etc.).Para mantener un buen circuito deventilacin natural en los tajos setiene establecido la explotacin de

una batera de tajos en formasimultnea de modo que permitamantener la conexin entre los 03tajos que existen entre laschimeneas de ventilacin.

A continuacin se presenta un esquema de ventilacin; se puede apreciar eldiseo de las chimeneas y el flujo del aire natural que permite un sistema deventilacin natural en las labores de explotacin y ventilacin forzada(mecnica) en las labores ciegas.


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CALCULO DE CAUDAL DE AIRE REQUERIDO


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CALCULO DE CAUDAL DE AIRE REQUERIDO


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DESCRIPCION DE EQUIPOS:

PALAS NEUMTICAS.

Las palas neumticas son equipos que trabajan con aire comprimido a una

presin aproximada de 90 Psi, las palas en general constan de tres unidadesprincipales: la parte inferior, la parte del puente giratorio llamado tambintorna mesa y la parte superior o parte frontal. Estos equipos son utilizadospara el carguo de mineral y desmonte a los carros mineros U35.

En la unidad minera se cuenta con siete palas de las cuales seis son EIMCO

12B y una ATLAS COPCO LM36.LOCOMOTORAS.Las locomotoras son equipos accionados por un motor elctrico el cual esalimentado por una batera en corriente continua a una tensin de 48 o 76VCC, la funcin de estos equipos es de remolcar carros U35 los cuales estn

cargados de mineral o desmonte, evacuando desmonte de las galeras ymineral de los buzones de los tajos a los buzones principales.En la unidad minera se cuenta con 03 locomotoras de 1.5 Ton y 02locomotoras de 2.5 Ton, ambas en modelo GOODMAN.


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WINCHES DE IZAJE.Equipos accionados por motor elctrico de anillos rozantes, el cual es

alimentado por una red de energa en 440 VAC y accionado por un tablero dearranque; estos equipos constan de un tambor, en el cual se enrolla cableacerado y que esta acoplado a una caja de trasmisin, es movido por un motorelctrico, su funcin es de izar mineral o desmonte de los principales buzonesen baldes de izaje o carros mineros U35 desde interior mina hasta superficie.En la unidad minera se cuenta con 02 winches de izaje de 125 HP, 01 winche de50 HP, 01 winche de 60 Hp, 02 winches de 30 Hp y 01winche de 20 Hp.

WINCHES DE ARRASTRE.Equipos mecnicos accionados por un motor elctrico de 10 HP los cuales seutilizan para jalar relleno o mineral en los tajos con una rastra de 18.En la unidad minera se cuenta con 09 winches de arrastre de 10 HP, ubicados enlos diversos tajos.


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COMPRESORAS.

Equipos accionados por motor diesel, acoplados a un compresor de tornillo, los cuales sonalimentados por petrleo.

Estos equipos proporcionan aire comprimido y se conectan por medio de tuberas a unpulmn, del cual se distribuye por medio de tuberas de polietileno a las diferentes zonas deoperacin donde se utilizan para accionar las mquinas perforadoras y palas neumticas.

En la unidad minera se cuenta con 04 compresoras diesel y 01 compresora elctrica dediversas capacidades que se utilizan segn la demanda de aire comprimido en la mina; a

continuacin se detallan los equipos:

Compresora ATLAS COPCO XAMS 1050 CD de 1050 CFM. Compresora INGERSOLL RAND XP 750 DE 750 CFM. Compresora elctrica ATLAS COPCO GA90 de 500 CFM. Compresora INGERSOLL RAND 375 de 375 CFM. Compresora INGERSOLL RAND 260 de 260 CFM.


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VENTILADORES.Los ventiladores son accionados por un motor elctrico de

jaula de ardilla, que mueve alabes, los cuales proporcionanuna ventilacin forzada.Los ventiladores son utilizados para ventilar tanto las laboresde avance como las labores de explotacin y disipar los gases

producto de los disparos.En la unidad minera se cuenta con 11 ventiladores dediferentes capacidades, los cuales se detallan a continuacin: ventiladores de 5, 000 CFM/3500 RPM de 440V - 10 HP. ventiladores de 10, 000 CFM/3500 RPM de 440V - 30 HP. ventiladores de 20, 000 CFM/3500 RPM de 440V - 15 HP.


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Equipos Aire comprimido. En la mina actualmente se cuenta con 04 compresoras

diesel: Una INGERSOLL RAND XP 750 DE 750 CFM,una INGERSOLL RAND 375 de 375 CFM, una

INGERSOLL RAND 260 de 260 CFM, una ATLASCOPCO XAMS 1050 CD de 1050 CFM; y tambin unaCompresora elctrica ATLAS COPCO GA90 de 500CFM. En total la capacidad de aire permite operar 12mquinas perforadoras simultaneas y 04 palasneumticas (consumo total de aire: 2 844 CFM).

GRACIAS

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