Es el método principal en las minas metalíferas; también se utiliza en minas de carbón que tengan elevado consumo de explosivo.
Se basa este cálculo en dos valores:
- Formación de 0,040 m3 de productos tóxicos por la voladura de 1 Kg., de explosivo.
- Tiempo de ventilación no mayor de 30 min. con excepción de explosiones en masa; o sea el tiempo dentro del turno, que gasta el minero en regresar al frente después de haber realizado la voladura.
De acuerdo a algunos reglamentos de seguridad, los productos tóxicos de la explosión deben ser diluidos a no más de 0,008% en volumen, entonces se obtendrá que el caudal del aire por llevar al frente de trabajo debe ser:
100 * *
0.008 *
a A
Q
t
En donde:A = Cantidad de explosivo en la voladura en Kg. a = 0,040 m3/kg.
t = Tiempo de pausa entre la voladura y el regreso al frente o tiempo de ventilación en minutos. Q = Cantidad de aire necesario en m3/min.
PROBLEMAS
1. La rata de desprendimiento de CH4 en una cámara de explotación, de un manto, varía entre 1.4 (1.8; 2)
a 7(9; 11) m3 /minuto. Calcular el volumen de aire fresco necesario que requiere este frente, con el objeto de mantener la concentración de metano en 1 %(0.5%; 0.75%).
2. La perforación de un frente en roca en bajo tierra libera polvo estéril a la rata de 453.6 (600; 750) gramos/minuto. Si la cantidad máxima permisible de este polvo es de 9.1 (10;11) miligramos/ m3 de aire. Calcular el caudal de aire necesario en m3/minuto para diluir el polvo producido por la perforación a un nivel apto para el organismo. La concentración de polvo que se supone contiene el aire que entra a la mina es de 1.14 (1.5; 2) gramos/ m3 de aire.
3. El parágrafo 2º del Artículo 28 del Reglamento de Seguridad para Minas, Decreto Ley 1335 establece: “ En las labores subterráneas donde haya transito de locomotoras Diesel( Locomotoras, transcargadores, como los de la mina El Uvo de Acerías, etc.), debe haber el siguiente volumen de aire por contenido de CO en los gases del existo:
b. Seis metros cúbicos (6m3) por minuto por cada HP. de la máquina, cuando el contenido de monóxido de carbono (CO) en los gases del existo no sea superior a cero punto doce por ciento (0.12%);
c. Cuatro metros cúbicos (4m3) por minuto por cada HP. de la máquina cuando el contenido de monóxido de carbono (CO) en los gases del existo no sea superior de cero punto cero ocho por ciento (0.08%).
En este problema establecer el caudal de aire de una mina donde se hace una voladura dentro del turno de trabajo con 200 Kg.(150Kgs; 250Kgs) de ANFO cuya producción de gases tóxicos es de 0.40% y el tiempo de ventilación es de 20 minutos. En esta mina circulan los siguientes equipos Diesel: dos(1;3) transcargadores, un bus y una(2;3) locomotora, los cuales tienen la siguiente potencia: 500 HP. 120 HP. y 60 HP respectivamente. El contenido de CO de los transcargadores es de .18%(0.12%;0.15%); el del bus es 0.015%(0.12% 0.16%) y el de la locomotora es 0.010%(0.08;0.015). Cuál es la cantidad de aire de seguridad de esta mina, cuando en el turno de mayor personal laboran 150(100;200) hombres?
4. La voladura de dinamita en un tambor bajo tierra libera 5.66 metros cúbicos de humos tóxicos y humos. la sección del tambor es de 1.22x1.83 metros y 12.20 metros de longitud sobre el nivel. ¿Si el ventilación auxiliar proporciona 23 metros cúbicos por minuto (mcmn) de aire fresco hasta el frente del tambor, cuánto tiempo tomará diluir los humos a una concentración de 50 p.p.m, para que los mineros pueden regresar el lugar de trabajo?
5. Calcule la cantidad de aire requerido para ventilar un frente si se desea diluir los humos de la descarga del existo de un máquina del diesel utilizada para el descargue en bajo tierra. Un análisis en el existo muestra la siguiente producción de gases por el BHP del equipo Diesel utilizado:
Los óxidos de nitrógeno. 4.245x10-5 Monóxido de carbono 1.68x10-5 Anhídrido carbónico 7,556x10-3 Aldehídos 2.86x10-6
Los cálculos se efectúan y llevan a cabo, de acuerdo con los VLP establecidos en el reglamento 1335. Asumir: (1) que es necesaria una dilución física, y (2) que las reacciones químicas tienen lugar, así como las diluciones físicas ocurren.
3.4 DEFINICIONES y UNIDADES EMPLEADAS EN CÁLCULOS DE VENTILACION:
En los problemas de ventilación, es común el empleo del Sistema Internacional SI en unidades M.K.S. cuyas unidades de base son:
- El metro para las longitudes - El segundo para los tiempos - El kilogramo para las fuerzas,
En este sistema y para efectos de ventilación, las magnitudes que entramos a considerar: son los flujos y las presiones.
3.4.1 FLUJOS:
El flujo es el volumen del aire Qv, el cual se expresa en m 3
/s. El flujo en peso Qq es expresado en Kg./s y
es igual a: Qq=*Qv
siendo el peso especifico del fluido (o peso volúmico) en Kg./m3 Igualmente se considera el flujo en volumen normal Qn (m
3
/s) que es el flujo en volumen que se observaría si el flujo estuviera en las condiciones normales de temperatura y presión, o sea 15°C de temperatura y 760 mm de Hg. de presión.
El peso especifico del aire seco `o' bajo condiciones normales es: 1,226 Kg./m 3
; el peso específico del aire a nivel del mar '
nm' es: 1,293 Kg./m3
. El peso especifico del aire en las minas boyacenses 'b´ varia
entre 0,8 y 0,9 Kg./m3.
3.4.2 PRESIONES
La unidad de presión del sistema SI de Kg./m2. Un kg../m 2
es igual a la presión de 1mm columna de agua o a 0.10198 pascales; normalmente se expresan las presiones en Kg./m2 o en mm de agua.
La unidad del sistema MKS es el pieze=104 baryes con su múltiplo el hectopieze= 1 bar y su submúltiplo el centipieze, el cual se aproxima al Kg./m2 . Se utiliza igualmente la atmósfera, la cual es igual a 10.333 mm de agua o 10.333 Kg./m2, ella se aproxima a un hectopieze.
La unidad del sistema internacional SI es el pascal que vale 10-5bares; el pascal es presión de un newton por metro cuadrado siendo un newton la fuerza que comunica a una masa de 1kg, una aceleración de 1m/s2.
3.4.3 POTENCIA
La potencia es el producto de un flujo, en m3/s, por una presión x(H) en Kg./m2 (sistema MKS) de lo que resulta una potencia el kgm/s. Entonces se tiene que:
P= Q*x (kgm/s) =
*
(
)
102
x Q
P
kilovatios
En el sistema internacional SI el producto de un flujo Q en m3/s por una presión en Pascales, es una potencia en N.m/s o sea en vatios.
3.4.4 OTRAS MAGNITUDES - Volumen específico: