diagnÓstico del sistema de ventilaciÓn

Octubre. 2013

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FASE 1

DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN

Elaboración: NOOVA 7 S.A.C.

Consultora de Ventilación y Servicios Mina

www.club.ventsimvisual.com

ÍNDICE

2/34

1. INTRODUCCIÓN.

2. OBJETIVOS.

3. RESUMEN EJECUTIVO.

4. LEVANTAMIENTO DE VENTILACION.

5. MODELO VENTSIM.

6. CONCLUSIONES.

7. RECOMENDACIONES.


INTRODUCCIÓN

3/34

Implementación y aseguramiento de los requerimientos básicos de aire parael óptimo desarrollo del sistema de minado, en los procesos de exploración,desarrollo, preparación y explotación subterránea, cumpliendo la normativavigente (RSSO).

Fase 1Determinar el diagnóstico operativo del sistema de

ventilación y Modelamiento conceptual en 3D Ventsim.


OBJETIVOS

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Objetivo General

A. Mejorar el circuito de ventilación integral (diseño).B. Mejorar las condiciones de trabajo, lograr una cobertura técnica a losrequerimientos de la norma.C. Optimizar el consumo de energía eléctrica, mediante el uso de soportetécnico (simulación de circuitos y análisis de costos)

Objetivos Específicos

A. Balance de ventilación.B. Cobertura actual y proyectada.C. Carpeta de trabajo para estandarizar el sistema de ventilación (45 días).D. Estándares de diseño – planos CAD.E. Informe de diagnóstico la situación actual.


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RESUMEN

EJECUTIVO


RESUMEN EJECUTIVO

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Balance de Aforos

Caudal de Ingreso 942,020 cfm

Caudal de Salida 948,221 cfm

Desbalance6,201 cfm

0.65%

Estación Campo Labor/Ubicación Caudal

(cfm)%

E-1 BM RAMPA MIRKO (4.5m x 4.5m) 238,177 25%

E-2 BM NIVEL 610 (3.5m x 3.5m) 41,210 4%

E-3 BM NIVEL 620 (3.5m x 3.5m) 7,224 1%

E-4 PQ ESPERANZA (5.7mx 1.5m) 18,536 2%

E-5 BM RP TERRY (4.5m x 4.5m) 164,031 17%

E-6 PQ MONTENEGRO (2.2m x 1.5m) 13,607 1%

E-7 PQ JACOB TIMMERS (4.5m Ø) 240,984 26%

E-8 RB-10 (2.1m Ø) 27,888 3%

E-9 RB-18 (1.8m Ø) 31,877 3%

E-10 RB-47 (2.1m Ø) 93,924 10%

E-11 RB-08 (1.2m Ø) 2,880 0%

E-12 RB-06 (1.2m Ø) 12,461 1%

E-13 RB-07 (1.5m Ø) 10,457 1%

E-14 BM QUIMACOCHA 38,762 4%

TOTAL 942,020 100%

Estación Campo Labor/Ubicación Caudal (cfm) %

S-1 RB-14 NV 200 118,005 12%

S-2 RB-20 93,334 10%

S-3 RB-26 116,411 12%

S-4 RB-41 NV 200 130,915 14%

S-5 RB-42 NV 200 149,046 16%

S-6 RB-46 NV 200 133,476 14%

S-7 RB-63 207,034 22%

TOTAL 948,221 100%

BALANCE DE AFOROS


RESUMEN EJECUTIVO

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Caudal m3/s cfm % Consumo

Personal (Qp) 41.80 88,569 10%

Equipos Diesel (Qhp) 353.73 749,501 81%

Dilución de Gases de Voladura (Qgv) 26.67 56,503 6%

Control de Estrés Térmico (Qt) 16.00 33,902 4%

Caudal Requerido QR=Qp + Qhp + Qt 438.19 928,476 100%

REQUERIMIENTOS DE AIRE


RESUMEN EJECUTIVO

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BALANCE TOTAL DE AIRE

Concepto m3/s m3/min cfm

Total Caudal Requerido (QR) 438.19 26,292 928,476

Caudal de Ingreso (Qi) 444.58 26,675 942,020

Caudal de Salida (Qs) 447.51 26,851 948,221

Cobertura 101.46%

Superávit 1.46%

BALANCE GENERAL


RESUMEN EJECUTIVO

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DISTRIBUCION DE ENERGIA POR VENTILADOR

Función Cant.Caudal

(cfm)

Potencia

HP

Consumo

KW

COSTO

US$/Hr

COSTO

US$/día

COSTO

US$/mes

Distrib.

Energía

Principal 8 1’170,000 1605 1197.0 57.46 1378.93 41,368 34%

Secundario 3 320,000 446 332.5 15.96 383.00 11,490 9%

Auxiliar 47 1’865,000 2679 1998.1 95.91 2301.76 69,053 57%

TOTAL 58 3’355,000 4730 3527.5 169.32 4063.69 121,911 100%

BALANCE FINANCIERO DE VENTILADORES


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LEVANTAMIENTO

DE VENTILACIÓN


LEVANTAMIENTO DE VENTILACION

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En un levantamiento de estaciones de ventilación, se realiza:

1. Ubicación de las labores antiguas y actuales del minado, a partir de losplanos topográficos en 2D o modelos tridimensionales.

2. Distribución de puntos para ubicación de estaciones de monitoreo deventilación principales (entradas y salidas de aire), secundarias yauxiliares de la mina.

3. Levantamiento de las Estaciones Principales (Aforos) : Ingreso y salidade aire, ya sea en superficie o interior mina, según condiciones.

4. Mediciones de los puntos de monitoreo, recomendable realizar contodos los ventiladores encendidos y con todos los aforos aperturados.Se realizan mediciones de temperatura, cota, sección de la labor,dirección y velocidad del aire (Anemómetro Testo 435, sonda de HiloCaliente rango: 0-0.6 m/s, sonda de molinete de 60 mm Ø, rango: 0.6-20m/s y sonda de molinete de 16mm Ø, rango 20-60 m/s.



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MODELO

VENTSIM


MODELO VENTSIM

16/34IMPORTACION

MODELO VENTSIM

17/34AFOROS

MODELO VENTSIM

18/34DISTRIBUCION DE AIRE

MODELO VENTSIM

19/34VELOCIDADES Y CAUDALES

MODELO VENTSIM

20/34SIMULACION

MODELO VENTSIM

21/34CONFIGURACION DEL SISTEMA

MODELO VENTSIM

22/34DIAMETRO OPTIMO

MODELO VENTSIM

23/34DIAMETRO OPTIMO

0

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

800,000

900,000

RB 1.8 RB 2.4 RB 3.0 RB 3.6

CO

STO

US$

LABOR

COSTO DE MINADO

COSTO DE ENERGIA

COSTO TOTAL

LABOR TIPO DE LABORANCHO ALTURA COSTO FIJO COSTO UNITARIO COSTO DE MINADO COSTO DE ENERGIA COSTO TOTAL

m m US$ US$ US$ US$ US$

RB 1.8 Conducto de ventilación rimado 1.80 1.80 38'000 $ 900 422'869 263'455 686'324

RB 2.4 Conducto de ventilación rimado 2.40 2.40 44'010 $ 1,150 535'787 62'389 598'176



MODELO VENTSIM

24/34CALIBRACION

LABOR UBICACIÓN

CAMPO VENTSIMVARIACION CAMPO VS

VENTSIM

ESTACIONES Área Velocidad CAUDAL Área VELOCIDAD CAUDAL Área velocidad caudal

m2 m/min m3/min m2 m/s m/min m3/s m3/min % % %

INGRESO DE AIRE

BM RP MIRKO I1 17.2 392.8 6744 17.3 8.7 522 151.5 9090 0.8 24.8 25.8

BM 610 I2 10.7 109.2 1167 10.4 2.8 168 29.5 1770 -2.8 35.0 34.1

BM 620 I3 7.9 25.9 205 8.1 3.6 216 29.6 1776 2.6 88.0 88.5

PIQUE ESPERANZA I4 8.6 87.7 525 8.5 3.1 186 26.4 1584 -0.6 52.8 66.9

BM RP TERRY I5 14.0 331.0 4645 14.1 3.6 216 50.6 3036 0.5 -53.2 -53.0

PIQUE MONTENEGRO I6 3.3 166.8 385 3.3 3.5 210 11.5 690 0.0 20.6 44.2

PIQUE TIMMER I7 15.9 612.9 6824 15.9 0.6 36 9.9 594 0.0 -1602.6 -1048.8

RB-10 I8 3.5 228.0 790 3.5 8.2 492 28.3 1698 1.1 53.7 53.5

RB-18 I9 2.6 354.7 903 2.5 8.7 522 22 1320 -2.0 32.0 31.6

RB-47 I10 2.5 767.9 2660 2.5 13.1 786 33.2 1992 1.6 2.3 -33.5

RB-08 I11 1.1 58.0 66 1.1 2.6 156 2.9 174 -2.7 62.8 62.3

RB-06 I12 1.1 312.0 353 1.1 5.2 312 5.8 348 -2.7 0.0 -1.4

RB-07 I13 1.8 167.6 296 1.8 11 660 19.4 1164 1.7 74.6 74.6

BM QUIMACOCHA I14 5.0 219.8 1098 5.7 6.7 402 38.4 2304 12.5 45.3 52.4

SALIDA DE AIRE

RB-14 S1 2.45 177.99 3341.54 2.5 24.6 1476 62.5 3750 2.0 87.9 10.9

RB-20 S2 2.54 1038.6 2642.92 3.1 19.2 1152 48.3 2898 18.1 9.8 8.8

RB-26 S3 2.55 1295.4 3296.39 2.5 22.4 1344 56.9 3414 -2.0 3.6 3.4

RB-04,41 S4 2.46 243.3 3707.1 2.5 24.5 1470 62.4 3744 1.6 83.4 1.0

RB-42 S5 2.5 306.24 4220.5 2.5 22.6 1356 57.5 3450 0.0 77.4 -22.3

RB-46, NV-200 S6 2.9 2072 3779.63 3.1 19.3 1158 60.7 3642 6.5 -78.9 -3.8

RB-63 S7 4.04 1451.14 5862.54 3.5 28.2 1692 97.8 5868 -15.4 14.2 0.1

MODELO VENTSIM

25/34CURVA DE RESISTENCIA DEL SISTEMA

CURVA DE MINA CHUNGAR

Curva de Mina

Caudal IngresoActual

m3/s m3/min cfm

Pa Pulg. H2O

1 60 2119 0.011 0.000

50 3000 105942 27.225 0.109

100 6000 211884 108.900 0.437

150 9000 317826 245.025 0.983

200 12000 423768 435.600 1.747

250 15000 529710 680.625 2.729

300 18000 635652 980.100 3.930

350 21000 741594 1334.025 5.349

400 24000 847536 1742.400 6.987

450 27000 953478 2205.225 8.843

460.1 27606 974878 2305.326 9.244

500 30000 1059420 2722.500 10.917

Resistencia 0.01089 (Ns2/m8)

MODELO VENTSIM

26/34CURVA DE MINA

0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

0 100 200 300 400 500 600

PR

ESIO

N (

"H2

0)

CAUDAL (m3/s)

Actual

MODELO VENTSIM

27/34RESUMEN

Octubre. 2013

28/34

CONCLUSIONES Y

RECOMENDACIONES


CONCLUSIONES

29/34

1. El circuito de ventilación de la mina Animón, opera con un circuito integral forzado

a través de rampas de acceso, chimeneas de ventilación y extracción del aire viciado

por chimeneas de diámetro angosto (promedio 1.8m), que permite una alta

resistencia al sistema (caída de presión 9.5’’ c.a.).

2. El balance de ventilación indica un caudal de ingreso total de aire fresco de

942,020 cfm, y la necesidad de aire (demanda) es de 928,476 cfm. La cobertura

actual del sistema se encuentra en 101.46 %.

3. La necesidad de aire para personal es de 88,569 cfm (10%), mientras que la

necesidad de los equipos diesel es de 749,501 cfm (81%); para cumplir con la

dilución de los gases de voladura se requiere 56,503 cfm (6%) y para el control de la

temperatura en los niveles inferiores de la mina es de 33,902 cfm (4%), haciendo un

total de 928,476 cfm de requerimiento de aire fresco.


CONCLUSIONES

30/34

4. El consumo de energía por ventilación es de 3,528 Kw, representando para

ventilación principal 1,197 Kw (34%), secundaria 333 Kw (9%) y auxiliar 1,998 Kw

(57%). Costo mensual de US$ 121,911 (Costo anual US$ 1’462,930).

5. El ratio de ventilación de mina Animón, es de 0.036 US$/cfm-mes (siendo el costo

de energía de 0.048 US$/Kw).

6. Capacidad de caudal instalada por ventilación principal es de 1´170,000 cfm, y el

caudal de salida medido en campo es de 948,221 cfm, cuya diferencia refleja en (-)

18.96% (221,779 cfm).


CONCLUSIONES

31/34

7. Toda la información topográfica en coordenadas locales han sido procesados en

Ventsim al 100%, como también se ha importado las estructuras económicas

proporcionadas por el área de geología al 100%.

8. La empresa EACH, no dispone de las curvas características de los ventiladores

principales, secundarios y auxiliares (a excepción de los ventiladores ZITRON).


RECOMENDACIONES

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1. Es necesario realizar la calibración del modelo y realizar las simulaciones de

ventilación para diseñar la sección óptima de las chimeneas de ventilación a

superficie, que nos permita seleccionar el diámetro crítico, a fin de bajar los costos

de energía.

2. El balance de ventilación se encuentra superior al 100%, siendo necesario para las

proyecciones en los próximos 5 años un incremento del 20% (de 942,020 cfm a

1’130,424 cfm: 108,404 cfm).

3. Se debe optimizar el uso de equipo diesel cuya demanda representa el 81%, para

lo cual se debe informar y capacitar al personal a fin de controlar el ingreso de los

equipos y el uso masivo de equipos de transporte personal (camionetas).

4. Una vez calibrada la mina, el objetivo es conocer la caída de presión real del

sistema de ventilación (menor a 9.5‘’ c.a.), debiendo reducirse en un 20% (1.9‘’ c.a.)

hasta alcanzar un valor menor a 7.6’’ c.a.


RECOMENDACIONES

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5. Construcción de labores para ventilación secundaria y auxiliar; este diseño debe

darse con la aplicación del Ventsim (acercando la calibración de la mina).

6. Hermetizar los ventiladores principales a corto plazo, y diseñar el diámetro óptimo

de las mismas para optimizar los costos por consumo de energía.

7. Es necesario mantener actualizada la data topográfica en el modelo Ventsim, para

ello será necesario capacitar al personal y adquirir la licencia del Ventsim Visual.

8. Los ventiladores en general deben disponer del registro (curvas características) de

fábrica, siendo necesario el perfil gráfico para exportar a Ventsim. Se recomienda

estandarizar ventiladores auxiliares de 30,000 cfm de 8’’ c.a. y ventiladores de

40,000 cfm de 7’’ c.a.


diagnÓstico del sistema de ventilaciÓn

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