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DETECTORES DE GASES
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Detector Simple(Metano)
Detector Mltiple (CuatroGases)
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Detector DragerMuestreo del Gases
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MUESTREO DE PARTICULAS DEDIESEL
Bomba de aire y
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Cicln y caset del
filtro
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ESTIMACION DE CAUDALES REQUERIDOSUna galera de 12 x 15-pies es desarrollado de un tnel
principal utilizando mtodos convencionales. La roca
1. Labores de Desarrollo
Ducto R ido
M o t o r M o t o r
Ducto Flexible
Vent 2
1 camin) con una potencia total de 450 HP. Cul es el
caudal requerido en el frente?
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Ventilador30 p.
L = 3000 p; D = 42 pulg
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L = 3000 p; D = 42 pulg
M o t o r M o t o r Vent 2
ESTIMACION DE CAUDALES REQUERIDOS
Ventilador30 p.
Seccin: 12 x 15-pies
Potencia (Diesel): 450 HP, u = 80%
Qo =?
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o uc n:
1. En Base a Velocidad V = 150 fpm, A = 180; Qo = 27,000 cfm
2. En Base a Potencia de Equipos
Qo = 450 * 125*0.8 = 45,000 cfmQ = 125 cfm/ BHP
66
2. Minado por Frentes Largos
Incluye dos actividades principales:
ESTIMACION DE CAUDALES REQUERIDOS
Las labores de desarrollo son realizados utilizando
excavadores continuos (CM). Generalmente, 3 galeras
en paralelo.
Desarrollo.
Produccin.
El caudal mnimo es de 9000 cfm en el ltimo crucero
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En un frente largo, el mineral es cortado usando una
excavadora de frente largo.
El caudal mnimo es de 30,000 cfm en el frente de trabajo
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ESTIMACION DE CAUDALES REQUERIDOS(EQUIPOS ELECTRICOS)
Mquina 2 (120 HP)
Mquina 1 (200 HP) q
Mquina 3
150 HP
Metano (q) = 100 cfm
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Cul es el Qo =?
Mquina 4 (120 HP)
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Resumen de equipos:
Mquina 1: 200 HP
ESTIMACION DE CAUDALES REQUERIDOS
(EQUIPOS ELECTRICOS)
Solucin: Q = 100 cfm/ BHP/ 3; C (metano) = 1 %
Mquina 3: 150 HP
Mquina 2: 120 HP
= 590 HP
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. au a n mo en mo crucero: c m
2. En Base a Potencia de Equipos:Qo = 590 * 100 / 3 = 20,000 cfm
3. En Base a Concentracin de Metano:Qo = q / C = 15,000 cfm.
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MINA DOZ FREEPORT INDONESIA
184 M-toneladas al 1%Cu-equivalente.
Reservas (1997):
Dimensiones: 200 x 900 x 350 m.
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Explotacin:
usando equipos a Diesel.
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VENTILACION DE UNA MINA DE HUNDIMIENTO
Socavacin
Produccin
Ventilacin
Transporte
SVD NVDV/R
O/P
CRS
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Control
Extraccin Principal
Mina DOZ Seccin Tpica de Niveles de Trabajo
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NIVEL DE HUNDIMIENTO
Este nivel fue desarrollado en la parte inferior del bloque
mineralizado, ms o menos a 18 m por encima del nivel
.
Al principio las galeras fueron desarrolladas para utilizar
el mtodo de socavacion convencional. Longitud: 200 m;
XC: 3.6 x 3.6m; separacin: 30 m.
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,
mtodo de socavacin avanzada, reduciendo para el
efecto, el espaciamiento entre las galeras a 15 m.
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DETALLES DEL SISTEMA DE VENTILACION
Requerimiento de aire limpio:
Actividad Caudal, cfm
Desarrollo y hundimiento
Produccin y oficinas
Reduccin, transporte,
trituracin, talleres
178,000
685,000
552,000
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Caudal Total. Qo
,
1,652,000 cfm
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Estimacin de Caudales Requeridos
Pozo de
Esca eVentiladores
4. Minado por Salones (Open stope)
Pozo de
Salida
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Rampa
Desarrollo
4
3
5
2
Produccin
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Tajeo en Retirada
Chimenea
de Salida
Tajo
Abi erto
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Producc in: 1500 tpd de 4tajos
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Tajeo en Retirada
Seccin Vertical
25 m
Nivel de Produccin
Tajo con Relleno
Tajo Activo
Tajo en
DesarrolloNivel de Perforacin
Acarreo con
palas
Barreneo y carguio del
nivel superior
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Cuanto de aire se necesita ?
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Tajo 2Tajo 1
Tajos y Frentes Activos
Qo = 21 m3/s Qo = 17 m3/s
LHD 1:
354 kW
Jumbo:
100 kW
S-VHC:
180 kW
Qo = 15 m3/s
Frente 1
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Rampa
EntradaSalida
243 kW
QT = 88 m3/s
Ore-pass
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Entradas
Caudales Requeridos
rea 1 55 m3/s 2 63
Caudales Requeridos
Salida 3 88
4 102 5 76
Caudal Total: 384m3/s
Potencia de Diesel: 5390 kW
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Rampa
Desarrollo4
1
3
5
2Produccin
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Caudales Requeridos
Caudal Total: 440 m3/s
Qo: 384 m3/s
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VENTILADORES AUXILARESEl sistema consiste de un ventilador, acoples y ductos de
ventilacin. Es usado para ventilar frentes ciegos.
Diseo del Sistema - Principios Bsicos.
Introduccin.
Utilizacin de Ventiladores Auxiliares.
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Seguridad y Mantenimiento.
Conclusiones.
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Introduccin
Un sistema de ventilacin auxiliar consiste de un
ventilador, acoples y ductos o mangas.
Es el nico medio disponible para suministrar de aire
limpio a frentes o topes aislados.
La energa consumida por estos ventiladores puede ser
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igual que aquella consumida por los ventiladores
primarios.
Por esta razn la seleccin del ventilador es importante.
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DISEO DEL SISTEMA PRINCIPIOS
BASICOS
Caudal
Requerido, QoLongitud, L1; Diam, D
Frente
Ventilador Auxiliar
L2
Caudal suministrado, QTQT
L3
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T . o
Ejemplo: Si Qo = 45,000 cfm, entonces QT = 67.500 cfm
(As uno evita la recirculacin de contaminantes).
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Estimacin del caudal, presin y potencia delventilador
DISEO DEL SISTEMA PRINCIPIOSBASICOS
El caudal es calculado en funcin del volumen de
contaminantes generados en el frente y los lmites
permisible de estos (TLV).
Principio bsico: Caudal en galera primaria (QT) debeser de 1.5 a 2 veces el caudal requerido (Qo).
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La presin es calculada utilizando la ecuacin de Atkinson
al sistema de ductos nicamente.
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DISEO DEL SISTEMALa ecuacin de Atkinson (en Unidades Inglesas):
2 .. LPerKL
A2.5 3
Donde:
HL = Cada de energa
R = Resistencia del ducto
(ecuacin 2)(ecuacin 1)
Datos del ducto:
Per = Permetro
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= au a e ven a or
K = Coeficiente de friccin
= ong u
A = Area
La constante K del ducto vara entre 15 x E-10 (metlico); 20 x
E-10 (mangas) y 27.5 x E-10 (mangas con anillos metlicos).
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UTILIZACION EFICIENTE DEVENTILADORES AUXILIARES
Para reducir costos y evitar prdidas en el avance porfalta de aire es necesario contar con un plan completo del
.
FrenteDucto flexible (manga)
QT
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Usado para ventilar galeras de longitud moderada
(de dos cuerpos)
Ventilador auxiliar: 2 x 75 HP30 p
50 p
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UTILIZACION DE VENTILADORESAUXILIARES
Tneles largos son desarrollados usando varios
ventiladores en un sistema soplante-aspirante combinado
Vent 1Empalme D
30 p
M o t o r M o t o r
Vent 2Frente30 p
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Ducto Rgido MangaVent 3QT
Ventiladores 1 y 2 de capacidades mayores que
ventilador 3
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VENTILACION DE TUNELES LARGOS
Problemas Comunes:
Para evitar estos problemas el sistema aspirante debe
tener una capacidad mayor que la del sistema soplante.
Recirculacin de contaminantes
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Es necesario mantener una distancia de empalme de 30
pies entre ambos sistemas.
88
Adems, estos sistemas requieren de la utilizacin de
ventiladores secundarios y ductos rgidos
VENTILACION DE TUNELES LARGOS
Vent 1
Manga
Empalme D
30 p
M o t o r M o t o r
Vent 2Frente30 p
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QT
Ventilador Secundario
Ducto Rgido
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UTILIZACION DE VENTILADORES AUXILIARES
Detalles de un ventilador secundario
Vent 1Empalme D
30 p
M o t o r M o t o r
Frente
QT
30 p
Ducto Rgido Ducto Flexible
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Reductor
Ventilador Secundario
Direccin
del flujo
90
VENTILADOR DE 2 FASES PARA
VENTILACION AUXILIAR
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Este ventilador de 480 V y 2 cuerpos (fases) puede ser
utilizado para ventilar desarrollos largos.
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EFICIENCIA DE UN VENTILADOR
Eficiencia Mecnica:
QHT*
HPa
Eficiencia Volumtrica:
6350a
BHP
100**
Q
QF
V
Esta eficiencia es definida como el cociente del caudal
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distribuido al frente, QF sobre el caudal suministrado por
el ventilador, Q.
La diferencia QT - QF, representa la fuga de aire, (QL).
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EJEMPLO NUMERICOProblema:Una galera es desarrollada usando mtodos
.
La galera tiene las siguientes dimensiones:
alto =17 p, ancho = 17 p, y longitud = 1300 p
La galera puede ser ventilada usando mangas de 42
pulg. de dimetro. El caudal requerido es 50,000 cfm.
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Problema:Determinar la presin (cada total) y la potencia del
ventilador.
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Representacin Grfica del Problema:
EJEMPLO NUMERICO
Frente
Qo = 50,000 cfm
pulg.Longitud: 1300
p
L2L3
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Problema:Determinar la presin y potencia del ventilador auxiliar.
QT
94
Qo = 50,000 cfm
Manga de 42 pulg.
Longitud: 1300 p
EJEMPLO NUMERICO
Solucin:
L2
QT
L3
1. Resistencia del ducto: .. LPerK
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Para: A = 9.6 p2; Per = 11 p; L = 1300 p; K = 12 E-10
R = 37.3 E-10
A2.5
3
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EJEMPLO NUMERICO (CONTINUACION)
Solucin:
2. Cada esttica:,
3. Cada de velocidad:
HL = 9.3 pulg. H2OQRHL2
3 =
2
1098*
VwH
v
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. . .
4. Cada de energa: HT = 11.0 pulg. H2O
5. Potencia: HPa = 87 HP
96
Hs
= 9.3HT = 11
v .
HT
Q = 50 000
HP = Q
6350= 87 HP
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HHP = Pa
1= 120 HP
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Ventilador Auxi liar- 2 x 75 HP de Potencia para Problema 1
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INSTALACION DE UN VENTILADOR AUXILIAR
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Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor IntercadeVentilador Auxi liar- 2 x 75 HP de Potencia para Problema 1
100
PROBLEMAS COMUNES Y SOLUCIONESEstos problemas varan desde el diseo del sistema hasta
la operacin del mismo.
Recirculacin de Contaminantes.
Fugas de Aire.
Los problemas ms comunes son:
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ns a ac n na ecua a e s ema.
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RECIRCULACION DE CONTAMINANTES
Cambio en la direccin de aire.
El problema es caracterizado por tres cambios en el
sistema:
Un ventilador sobredimensionado o mal ubicado pueden
Cambio de temperatura del aire.
Cambio en la composicin del aire, a veces
detectado por un olor distinto (H2S y NOX).
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contribuir a la recirculacin del aire.
Solucin: Cambie el ventilador por otro ms adecuadoPrincipio Bsico: QT 1.5 QF
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AIRE
INGRESO AIRE
DUCTO
METALICO
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AIRE
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FUGAS DE AIRE LIMPIO
Las fugas pueden ser identificadas por la escasez de aire
en e ren e e ra a o que no me ora con a capac a e
ventilador.
Estas son resultados de una mala instalacin de acoples,
reductores y otros accesorios.
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reductores y acoples prefabricados y estableciendo un
programa riguroso de mantenimiento de ductos.
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SEGURIDAD Y MANTENIMIENTOUn sistema de ventilacin inadecuado puede traer muchos
problemas que podran afectan la salud de los
trabajadores negativamente.
Factores crticos de seguridad:
Instalacin del Ventilador.
Instalacin de Ductos y Mangas.
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onex ones c r cas.
Presin y Velocidad de Descarga.
Inspeccin y Mantenimiento.
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INSTALACION DEL VENTILADOR AUXILIAR
Man aPernos Conexin
Cables o cadenas
Elctrica
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Es necesario instruir al trabajador sobre los peligros
elctricos y los procedimientos de operacin.
Vista Frontal Vista Lateral
106
INSTALACION DE DUCTOS Y MANGAS
Cable Mensajero Perno de anclaje
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En galeras, estos deben ser suspendidos de cables
extendidos entre apoyos anclados en el techo.
Mangas suspendidas de un cable mensajero
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INSTALACION DE DUCTOS Y MANGAS
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VENTILACION AUXILIAR EN UNA GALERIA DE DESARROLLO
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MANGA DE VENTILACION EN UN SISTEMA SOPLANTE
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INSPECCION Y MANTENIMIENTO
El sistema debe ser inspeccionado por fallas en elfuncionamiento de partes peridicamente.
TRABAJOS ESPECIFICOS:
Con el ventilador en operacin: vibracinanormal, ruido exagerado y estado de partes
a) Inspeccin del Ventilador
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.
Con el ventilador apagado: investigar las
actividades afectadas por la interrupcin.(evacuacin?).
110
b) Inspeccin del Ductos
Presencia de codos agudos, retorcimiento de ductos y
INSPECCION Y MANTENIMIENTO
re ucc ones na ecua as.
Los codos deben ser reemplazados por otros
fabricados para este efecto.
Presencia de fugas de aire. Las fugas son prdidas
innecesarias de aire.
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os uc os mues ran per orac ones o cor a uras,
estas deben ser remendadas o reemplazadas.
Por seguridad, uno debe apagar y asegurar el
interruptor antes de realizar cualquier trabajo de
reparacin.
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CONCLUSIONES
1. La utilizacin de un ventilador auxiliar requiere de un
diseo compatible con la ventilacin primaria y una
.
Principio Bsico: QT 1.5 QF
2. Para el diseo es importante conocer los siguientes
parmetros: el caudal requerido en el frente y las
dimensiones del ducto.
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Es necesario seleccionar el ventilador para la
situacin ms desfavorable.
112
3. Un sistema soplante-aspirante combinado es
generalmente adoptado para completar excavaciones
o desarrollos largos.
CONCLUSIONES
El sistema requiere de una buena combinacin de
ventiladores.
4. Problemas comunes: recirculacin, fugas de aire e
instalaciones inadecuadas.
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Para superar estos, es importante tener un buen
diseo, una buena instalacin y un buen programa de
mantenimiento.
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DISEO DE SISTEMAS DE VENTILACION
Sistema de Ventilacin.
Diseo de un Sistema de Ventilacin.
Simuladores de Ventilacin.
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114
En una mina, el sistema consiste de:
Entradas salidas rinci ales
SISTEMA DE VENTILACION
Ventiladores rimarios.
Galeras y chimeneas de distribucin.
El sistema debe tener por lo menos dos accesos
desarrollados directamente de la superficie.
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Controles de ventilacin
(Ventiladores auxiliares, reguladores, etc.)
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8
7
6
Tope A1
Pozo de
Salida
de Aire
Ventilador
Primario14
11
8
7
6
Tope A1
Pozo de
Salida
de Aire
Ventilador
Primario1414
1111
12
92
Entrada10
12
92
Entrada1010
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Sistema de Ventilacin Primaria
13 Tope B
Tope C
5
4
3Ventilador
Secundario
Muro y Regulador
13 Tope B
Tope C
5
44
Ventilador
Secundario
Muro y Regulador
116
En un sistema, casi todas las excavaciones (galeras,
pozos y rampas) son utilizadas para circular el aire de la
SISTEMA DE VENTILACION
mina.
Al disear, uno debe responder estas preguntas:
Dadas las dimensiones de los pozos y galeras de
ventilacin, es posible predecir la distribucin del aire en
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la mina?
Si los caudales mnimos fueran especificados, es
posible determinar la capacidad de un ventilador?
-
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Estimar
Qo
Disear el Sistema
de Ventilacin
Resolver la red
Recopilar
Datos
de ventilacin
Examinar tamao
de ventiladores
Modificar
DiseoPROCEDIMIENTOPARA DISEARUN SISTEMA DE
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Sistema Optimo
Es econmico
el sistema?
VENTILACION
118
El caudal Qo es determinado en funcin de los
CAUDAL DEL AIRE REQUERIDO
con am nan es genera os y os e es os.
El mtodo de explotacin es tambin otro factor.
El caudal total es obtenido corrigiendo el caudal
requerido por el factor de fuga.
Dr. Felipe Calizaya - [email protected] - Consultor Intercade
n m nas met cas este actor var a e . a . .