UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTN DE AREQUIPAFACULTAD DE GEOLOGA, GEOFSICA Y MINAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA DE MINAS

DISEO DEL DIMETRO DE CHIMENEA EN VENTILACIN PARA MEJORAR LA CALIDAD DEL AIRE MINA CATALINA HUANCA S.A.C.TESIS PRESENTADA POR EL BACHILLER:ALEXIS ARMANDO MEDINA BEGAZOPARA OPTAR EL TTULO PROFESIONAL DE

INGENIERO DE MINAS.AREQUIPA - PER2013

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 vida.

AGRADECIMIENTOSMi profundo agradecimiento a la Universidad Nacional de San Agustn de Arequipa, a la Facultad de Geologa, Geofsica y Minas, en especial a los docentes de la Escuela Profesional de Ingeniera de Minas, quienes me han enseado los conocimientos de la minera con su talento tanto terico y prctico por transmitir sus experiencias, en mi formacin integral como profesional de la Industria extractiva de minerales.As mismo agradezco al Gerente de Operaciones de por sus enseanzas y apoyo incondicional, para seguir desarrollndome profesionalmente; a todo el equipo de profesionales de mina Catalina Huanca por su tiempo dedicado en aportar informacin para el desarrollo de sta tesis.

RESUMENLa mina Catalina Huanca, tiene problemas por un lado con la emanacin de gases del macizo rocoso (Geologa) y otro lado un dficit de aire fresco en 37%, actual. Por lo que para llevar adelante esta tesis se plante el siguiente objetivo general:Explicar el diseo del dimetro de la chimenea de ventilacin, segn requerimiento de caudal del aire, considerando el nmero de trabajadores, cantidad de equipos diesel y consumo de explosivos

El procedimiento seguido fue:

1. Revisin del marco terico

Haciendo la revisin del marco terico disponible, nos revelo, que para estimar el caudal de aire fresco existen normas y lmites permisibles, y es necesario determinar la cantidad de Hp de los equipos diesel, cantidad de personal en interior mina, y cantidad y calidad de explosivos empleados. En las galeras principales y como ventilador principal se debe de multiplicar el caudal calculado.

2. Diagnstico de la ventilacin actual

La relacin que resulta de comparar el caudal de aire que ingresa a la mina con los requerimientos de aire determinados, resulta en una cobertura de 63,16%, con un dficit de 84 011 CFM. Falta 36,84% de aire fresco insuflar a la fecha. Y teniendo en cuenta para ampliaciones de explotacin hasta nivel 3000, falta aproximadamente el 100%.3. Clculo del requerimiento de aire fresco segn operacin mina

Es el siguiente el clculo del requerimiento de aire fresco:

Aire para personal = 25 583,4375 CFM Diluir aire viciado por explosivos= 1320 x 35,2675=46 579,5 = 46 580 CFM y Por equipos diesel fue establecido en 155 919 CFM Subtotal Total = 228 082,43 CFM Mas por cada de presin, fuga y ampliaciones= 2 TOTAL = 456 164 CFM4. Obtencin del diseo de chimenea de ventilacin

El resultado y obtenido alcanzo a 13,5 pies de dimetro de la chimenea Alimak 185 y 895

Se lleg a la siguiente conclusin: el diseo de dos chimeneas Ch Alimak 185 y 895, con un dimetro de 4,11 m.INDICE GENERALPg.

DEDICATORIAiiAGRADECIMIENTOSiiiRESUMENivCAPTULO I

INTRODUCCIN

1.1Justificacin01

1.2Preguntas de investigacin02

1.3Variables e indicadores02

1.4Objetivos02

1.4.1Objetivo general02

1.4.2Objetivos especficos02

1.5Hiptesis03

CAPTULO IIINTRODUCCIN

2.1Atmsferas de minas04

2.2Ventilacin de minas subterrneas y circuitos de ventilacin 072.2.1Nociones preliminares072.2.1.1Condiciones de trabajo, seguridad y salud ocupacional en la minera del Per07

2.2.1.2Marco normativo nacional08

2.2.1.3Competencia administrativa sobre la seguridad y salud en el trabajo09

2.2.2 Efectos en la salud y fuentes de origen de los contaminantes10

2.2.3Razones principales para ventilacin12

2.2.3.1Principios de ventilacin principal13

2.2.4Tipos de ventilacin13

2.2.4.1Ventilacin auxiliar13

2.2.5Clasificacin de los ventiladores14

2.2.5.1Ventiladores centrfugos15

2.2.5.2Ventiladores axiales152.2.6Circuitos bsicos de ventilacin en minas152.2.6.1Circuitos en serie15

2.2.6.2Circuitos de ventilacin en paralelo16

2.2.7Cantidad de aire necesario18

2.2.7.1De acuerdo al nmero de personas18

2.2.7.2De acuerdo a la cantidad de equipos diesel que ingresan a la mina18

2.2.7.3De acuerdo al consumo de explosivos19

2.3Necesidad de ventilacin192.3.1Ventiladores22

2.3.2Tipos de ventilacin22

2.4Atmsfera de la mina subterrnea232.4.1Densidad (o peso especifico, w)24

2.4.2Estimacin del caudal necesario para remover los contaminantes del aire (Qo)24

2.4.3Contaminantes del Aire26

2.4.4Gases de la mina26CAPTULO III

MATERIAL DE ESTUDIO3.1Ubicacin y accesibilidad273.2Clima y vegetacin283.3Fisiografa283.4Recursos naturales303.5Recursos humanos303.6Organigrama de la empresa303.7Geologa323.7.1Geologa regional32

3.7.1.1 Estratigrafa32

3.7.1.2Rocas gneas34

3.7.2Geologa local35

3.7.2.1Formacin Chunumayo (Jm ch)35

3.7.2.2Formacin Huacaa (Jm hu)35

3.7.2.3Formacin Paire (Jms pa)36

3.7.2.4Depsitos Cuaternarios36

3.7.2.5Depsitos Morrnicos36

3.7.2.6Depsitos Coluviales36

3.7.2.7Depsitos Aluviales37

3.7.3Geologa econmica37

3.7.3.1Caractersticas del yacimiento38

3.7.3.2Estructuras mineralizadas38

3.7.3.3Tipo Stock Work Keyko41

3.7.3.4Alteraciones de la roca caja45

3.7.3.5Zoneamiento y paragnesis45

3.7.3.6Mineraloga, controles de mineralizacin46

3.7.4Reservas minables50

3.7.4.1Inventario de reservas al 201150

3.8Mtodos de explotacin: introduccin533.8.1Corte y relleno ascendente53

3.8.2Cmaras y pilares con corte y relleno ascendente53

3.8.3Shirinkage en vetas54

3.8.4Ciclo de minado55

3.8.4.1Perforacin55

3.8.4.2Voladura56

3.8.4.3Desatado de rocas57

3.8.4.4Carguo o limpieza57

3.8.4.5Acarreo o transporte 57

3.8.4.6Fortificacin 58

3.8.4.7Servicios auxiliares58

3.8.5Labores de explotacin58

CAPTULO IV

METODOLOGA4.1Alcance investigacin604.2Tipo de diseo de investigacin604.3Tcnicas604.3.1Trabajo de gabinete60

4.3.1.1Revisin de planos60

4.3.1.2Clculos del volumen de aire fresco requerido por secciones mina: explotacin, preparacin, y desarrollo61

4.3.1.3Seccin transversal o rea del conducto69

4.3.1.4Permetro y longitud del conducto.70

4.3.1.5Eleccin del coeficiente de friccin70

4.3.2Trabajo de campo73

4.3.2.1Levantamientos de las labores73

4.3.2.2Monitoreo del aire74

4.3.2.3Medicin del volumen del aire con anemmetro79

4.3.2.4 Circuitos del aire: Alimak 01, y 0279

4.3.2.5 Balance del aire de ingreso y salida82

4.3.2.6Diseo de dimetro de chimenea de ventilacin83

4.4Instrumentos: DS N 055-2010- EM 844.5Procedimientos904.5.1Revisin del marco terico90

4.5.2Diagnstico de la ventilacin actual91

4.5.3Clculo del requerimiento de aire fresco segn operacin mina91

4.5.4Obtencin del diseo de chimenea de ventilacin 91

CAPTULO V

RESULTADOS, DISCUSIN Y COMENTARIOS

5.1Introduccin 925.2Caudal de aire fresco segn requerimientos en el futuro de mina catalina935.3Requerimientos de ventiladores principales en mina935.4Costos de inversin del diseo de ventilacin945.5Resultado del diseo del dimetro de chimenea para ventilacin95CONCLUSIONES98

RECOMENDACIONES100

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS101

ANEXOS103NDICE DE TABLASPg.

Tabla N 01:Nivel de ruido10

Tabla N 02:Principales fuentes de contribucin de ruido11

Tabla N 03: Contaminantes del aire12

Tabla N 04: Factores que contribuyen a riesgos y mtodos de control21

Tabla N 05: Composicin del aire23

Tabla N 06: Volumen de respiracin y consumo de oxigeno del hombre23

Tabla N 07: Lmites permisibles (TWA-TLV)26Tabla N 08:Personal de empleados y obreros30

Tabla N 09: Reservas probadas y probables al 201152

Tabla N 10:Valores de punto53

Tabla N 11: Leyenda de perforacin y carguo de explosivos56

Tabla N 12: Labores de explotacin 58

Tabla N 13: Numero de personal de mina Catalina Huanca64

Tabla N 14: Nmero de equipos diesel de mina Catalina Huanca65

Tabla N 15:Resumen del requerimiento de aire fresco para mina Catalina Huanca (Produccin 1500 TMD, labores de avance: 600 mts)66

Tabla N 16: Cobertura de aire actual y remolienda67

Tabla N 17: Velocidad de aire actual y caudal en las distintas labores de mina Catalina Huanca.68

Tabla N 18: Valores del coeficiente k para minas metlicas71

Tabla N 19:Monitoreo de Ventilacin en las estaciones principales (agosto del 2012)76

Tabla N 20:Balance del aire de ingreso y salida de Catalina Huanca82

Tabla N 21: Ventiladores necesarios y costos de operacin anual.94

Tabla N 22: Costo de inversin de ventiladores principales94

Tabla N 23:Distribucin de costos de chimeneas, desarrollos y por ventiladores principales.95

NDICE DE FIGURASPg.

Figura N 01: Circuito de ventilacin en serie16

Figura N 02: Circuito de ventilacin en paralelo17

Figura N 03: El comportamiento del organismo con la altura21

Figura N 04: Esquema de ventilacin aspirante en una mina subterrnea22

Figura N 05: Presin atmosfrica23

Figura N 06: Ubicacin de mina Catalina Huanca28

Figura N 07: Fisiografa de Catalina Huanca29

Figura N 08: Organigrama de Catalina Huanca31

Figura N 09: Geologa Regional Catalina Huanca33

Figura N 10: Columna estratigrfica generalizada local de la unidad mnera Catalina Huanca34

Figura N 11: Malla de perforacin en chimenea55

Figura N 12: Esquema de carga de explosivo57

Figura N 13:Puntos de estado: uno entrada de aire y punto 2 salida de aire.61

Figura N 14: Ilustracin para determinar la entalpia62

Figura N 15: baco psicomtrico para determinar la entalpia63

Figura N 16: Cada de friccin por presin 70

Figura N 17: Capacidad del ventilador.72

Figura N 18: Potencia del motor del ventilador, segn la presin y caudal.72

Figura N 19: Ejemplo numrico resultado final73

Figura N 20:Monitoreo en estaciones de ventilacin grfico de velocidades77

Figura N 21: Monitoreo en estaciones de ventilacin Grfico de caudal (m/sg)78CAPTULO I

INTRODUCCIN1.1JUSTIFICACIN

La mina tiene problemas por un lado con la emanacin de gases del macizo rocoso (Geologa) y otro lado un dficit de aire fresco en 37%. Catalina Huanca, tiene los siguientes proyectos con un avance del 10%: construccin de la rampa Saynocca (1700 m), chimenea Alimak 185, 895, 150 y By Pass 682. Y as mismo, tiene la intencin de llegar al nivel -2800 para explotar el mineral, donde se cotiza a la fecha el oro en US $ 1711 (26-10-2012) en vista que el valor punto significa de US $ 17,91, seguido de plata, plomo, zinc y cobre (US $ 6,11). Por tanto se justifica llevar adelante la presente investigacin porque solucionara la ventilacin y mejorara la calidad de vida de los 145 trabajadores y 20 equipos diesel, y 600 metros de longitud de labor a ventilar con seccin promedio de 10,26 m2, en cinco niveles de interior mina en su conjunto. 1.2PREGUNTAS DE INVESTIGACIN

1. Por qu disear el dimetro de la chimenea de ventilacin en la mina Catalina Huanca?

2. Cmo mejorara la calidad del aire en la profundidad de la mina tomando en cuenta los trabajadores, equipos diesel y emanacin de gases del macizo rocoso en forma natural?1.3VARIABLES E INDICADORESVariable IndependienteVariable DependienteIndicadores

DiseoCalidad de aire Mejora el caudal de aire limpio.

DimetroChimeneaConstruccin de chimenea con alimak

1.4OBJETIVOS1.4.1Objetivo general

Explicar el diseo del dimetro de la chimenea de ventilacin, segn requerimiento de caudal del aire, considerando el nmero de trabajadores, cantidad de equipos diesel y consumo de explosivos, en la Mina Catalina Huanca S.A.1.4.2Objetivos especficos

1.Calcular el caudal de aire requerido segn el nmero de trabajadores de interior mina, cantidad de equipos diesel, y consumo de explosivos.2.Determinar el circuito de ventilacin ms favorable para la mina Catalina Huanca, para calcular la potencia y cantidad de ventiladores conforme el reglamento de Seguridad y salud ocupacional en minera.3.Realizar los monitoreos del caudal de aire en los puntos crticos de la mina.4.Obtener el ttulo profesional de Ingeniero de Minas.

1.5HIPTESISQue, diseo del dimetro de chimenea en ventilacin para mejorar la calidad del aire permitir mayor productividad con buena salud ocupacional.CAPTULO IIMARCO TERICO

2.1ATMOSFERAS DE MINASComposicin del aire de Minas del aire atmosfrico seco es:Nitrgeno 78,08% segn volumen Oxgeno 20,95; Anhdrido Carbnico 0,03; Argn 0,93; Otros gases 0,01. El contenido de vapor de agua en el aire oscila entre 0.05 y 4 % en promedio, 1% segn volumen, no influye sobre la relacin entre oxigeno. Al pasar por una mina, la composicin del aire cambia: la cantidad de oxgeno disminuye, la del Anhdrido Carbnico aumenta; adems, se agregan al aire se gases (CH4, H2S, SO2, CO, H), vapores ypolvo. Se considera que el aire de las minas est compuesto por: aire atmosfrico, gases activos (gases explosivos o nocivos) y por aire muerto (mezcla de Anhdrido Carbnico y nitrgeno). Un hombre en reposo consume cerca de 7 litros/minutos de aire. Esta cantidad pasa a 25 litros/ minutos cuando trabaja, y puede ascender hasta 40 lts. Si hace un esfuerzo considerable. El hombre aspira el aire con 17% de oxgeno.

Oxgeno (O2):

Es un gas desprovisto de color, sabor y olor. Su peso especfico que con respecto al aire es de 1,11; es muy activo, necesario para la combustin y respiracin. Las principales causas de disminucin del oxgeno en el aire de mina son:

Proceso de oxidacin lenta de la materia orgnica (madera de mina, combustibles, roca)

Desprendimiento de gases por los carbones y las rocas

Explosiones de gris y de polvo

Incendios

Respiracin de las persona

Combustin de las lmparas y motores.

La disminucin del contenido de oxigeno hasta un 17% provoca disnea y palpitacin. El descenso pordebajo del 12 a 14 % puede provocar la muerte. Algunos pases fijan el contenido mnimo de oxigeno en las labores activas en 19,5 20%. Para el control del aire respecto al contenido de oxigeno en el aire de mina, se puede utilizar una lmpara minera de llama, que con la disminucin del O2 en el aire por debajo de lo normal, empieza a oscurecer, y se apagan si el contenido de oxgeno es menor del 17 16%.Nitrgeno (N2):

Es un gas incoloro, sin color ni sabor; de peso especfico 0,97; qumicamente inerte. Esprescindible para la respiracin y la combustin. No es nocivo, pero el aumento de su contenido en el aire de minas es perjudicial para el hombre, por ser la causa de la disminucin del oxgeno. Las fuentes de aumento del contenido de nitrgeno son:

Putrefaccin de sustancias orgnicas.

Trabajos con explosivos.

Desprendimiento de nitrgeno de las rocas y los carbones (el gris contiene hasta 40% deNitrgeno).

Anhdrido carbnico (CO2):

Gas sin color y olor, con un sabor ligeramente cido, de peso especfico de 1,53; es soluble en agua. Su punto de fusin de 57C est por arriba de su punto de ebullicin de 78,5C. Es inofensivo para las personas hasta 0,5%; con 3% de este gas la lmpara empieza a apagarse y la frecuencia de la respiracin aumenta; con un 5% la lmpara se apaga y la respiracin se triplica; con10%, puede producir estado de coma y con 20 a 25%, la muerte en algunos segundos. En pequeas cantidades estimula la respiracin. Los mineros experimentados reconocen la presencia de CO2 por la dificultad de la respiracin, el calentamiento de las piernas y de la piel que se enrojece; por dolor de cabeza y decaimiento general. Concentraciones mayores provocan la tos y aceleracin de la respiracin. El anhdrido carbnico se forma por:

Hulleras subterrneas durante la putrefaccin de la madera de mina.

Oxidacin lenta del carbono

Descomposicin de rocas carbonatadas por la accin de las aguas cidas.

Explosiones de gris y polvo de carbn.

Incendios subterrneos.

Trabajos con explosivos.

Respiracin de las personas.

Combustin de motores, etc.

En minas bien ventiladas, el contenido de anhdrido carbnico en lugares de trabajo no debe sobrepasarde 0,25 a 3%. Los reglamentos de seguridad fijan el contenido mximo de CO2, para lugares de trabajo donde no debe superar el 0,5 % (segn volumen) y en corrientes de aire saliente el 0,75%. El anhdrido carbnico es 1,5 veces ms pesado que el aire y por esto puede acumularse en el piso de las labores y en la parte inferior de las labores inclinadas. El CO2 se identifica mediante lmparas de seguridad que a la vez indica el contenido de oxgeno en el aire. La llama de la lmpara de acetileno no es indicador, ya que todava arde cuando el hombre est asfixiado.

2.2VENTILACIN DE MINAS SUBTERRNEAS Y CIRCUITOS DE VENTILACIN 2.2.1Nociones preliminares2.2.1.1Condiciones de trabajo, seguridad y salud ocupacional en la minera del Per

Algunos comentarios de la Organizacin Mundial de la Salud (OMS).La explotacin Minera en el mundo tiene repercusiones econmicas, ambientales, laborales y sociales.

La minera en el mundo, no es un generador de empleo slo ocupa el 1% de la mano de obra, sin embargo es responsable del 8% de los accidentes fatales (15 000 aprox.), no estn incluidos las enfermedades ocupacionales (Neumoconiosis, Audicin etc.).

La minera en general se desarrolla alejado de centros urbanos.

Se trabaja con factores fsicos adversos (iluminacin, nivel de ruido, vibraciones, trabajo en altura y otros).

Las jornadas de trabajo son extendidas a ms de 10 horas y en algunos casos a ms de 40 das consecutivos.

Trabajos en turnos nocturnos y aislados de sus compaeros.

No se encuentra informacin estadstica de salud ocupacional.

La minera en el Per es pilar productivo de la economa, en la dcada pasada contribuy con ms del 8% del PBI y mas del 45% como generador de divisas.

2.2.1.2Marco normativo nacional

A.Constitucin Poltica del Per (1993)

Art. 7, 9 y 59.- Derecho de todos a la proteccin de la salud, el medio familiar y de la comunidad; hay elementos para obligar al Estado, empleador y trabajador para prevenir y resolver los problemas.

B. Ley general de Salud.- Cap. VII sobre Higiene y Seguridad en los ambientes de trabajo

Art. 100.- Establece la obligacin por parte de quienes conducen o administran actividades de extraccin, produccin, transporte y comercio de bienes o servicios de adoptar las medidas necesarias para garantizar en sus ambientes de trabajo, la promocin de la salud y la seguridad de los trabajadores y de terceras personas.

Art. 101.- Las condiciones de higiene y seguridad de los Ambientes relacionados con las actividades de extraccin, produccin y transporte de bienes y servicios se sujetan a las disposiciones que dicta la autoridad de salud competente asignndole a sta un rol normativo y de vigilancia del cumplimiento.

C. Cdigo civil Art. 1970. Seala Aquel que mediante un bien riesgoso o peligroso o por el ejercicio de una actividad riesgosa o peligrosa causa un dao a otro, est obligado a repararlo

D. Cdigo penalSe tipifica los delitos de violacin a la libertad de trabajo entre ellos.

El que obliga a otro, mediante violencia o amenaza a trabajar sin las condiciones de seguridad e higiene industriales determinadas por la autoridad.2.2.1.3Competencia administrativa sobre la seguridad y salud en el trabajo

Ministerio de Salud (MINSA)

Ministerio de Energa y Minas (MEM)

Ministerio de Trabajo y Promocin Social (MTPS)

Ministerio de Energa y Minas D.S. 014-92-EM Ley General de Minera

Art. 209 al 213 Disposiciones sobre Higiene y Seguridad en el Trabajo.

DS 055-2010- EM Reglamento de Seguridad e Higiene Minera.VENTILACIN

Artculo 236. - El titular minero dotar de aire limpio a las labores de trabajo de acuerdo a las necesidades del trabajador, de los equipos y para evacuar los gases, humos y polvo suspendido que pudieran afectar la salud del trabajador. Todo sistema de ventilacin en la actividad minera, en cuanto se refiere a la calidad del aire, deber mantenerse dentro de los lmites de exposicin ocupacional para agentes qumicos de acuerdo al anexo N 4 y lo establecido en el Decreto Supremo N 015-2005-SA o la norma que la modifique o sustituya. Adems debe cumplir con lo siguiente:

Ley 27474 Ley de Fiscalizacin de las actividades mineras.

Art. 17.- Los Fiscalizadores Externos o representante de las Empresas sern consideradas como Funcionarios Pblicos

2.2.2 Efectos en la salud y fuentes de origen de los contaminantesTabla N 01: Nivel de ruidoNivel de ruido en el tiempo

Escala A dB (decibeles)Tiempo de exposicin

82 decibeles16 horas - da

85 decibeles8 horas da

88 decibeles4 horas da

91 decibeles1 horas da

94 decibeles1 hora da

97 decibeles hora da

100 decibeles hora - da

Tabla N 02: Principales fuentes de contribucin de ruidoFuente de ruidoPrincipales fuentes de contribucin de ruidoNivel de potencia del sonido (dB) decibeles

CompresoresEscape de aire comprimido. Impacto del pistn interno o del tornillo.100-120100-110

Faja transportadoraLimpiadores e impactos de las partes mecnicas y material roto. Ruido del motor y los engranajes. 100-10595-100

ChancadorasImpacto y flujo de materiales. Ruido del motor y los engranajes.110-12085-105

Tractor de oruga, cargador frontal, excavadores, camionesMotor, admisin y escape de aire.110-120100-115

MolinosFlujo interno del material impacto del material.100-11085-105

Equipo de perforacin hidrulicos.Escape de aire comprimido. Sonido de la perforacin. 120

Equipo de perforacin neumtica. Ruido del compresor. Sonido de la perforacin.130125

Bombas.Reduccin del trabajo en las tuberas. 90-10080-90

Tabla N 03: Contaminantes del aire

ContaminantesEfecto en la saludPrincipales fuentes

CODaos a los sistemas nervioso central y cardiovascular. Combustibles fsiles.

SOxCardiovasculares y respiratoriosCombustibles fsiles

Conteniendo azufre

NOxTracto respiratorio alto y bajoCombustin a alta temperatura de combustibles fsiles

Hidrocarburos no saturados y aromticosAlgunos poseen propiedades cancergenas, terratognicas y mutagnicas.Uso de petrleo, carbn y gas natural.

PartculasAfecciones en sistemas respiratorio, nervioso central, renal, gastrointestinal. Actividades industriales de transporte, combustin y causas naturales.

2.2.3Razones principales para ventilacin

Cuatro razones principales para la ventilacin- Oxgeno para la respiracin.

- Diluye y remueve el polvo.

- Diluye y remueve gases nocivos.

- Reduce temperaturas.

Adems la ventilacin provee- Un ambiente laboral seguro y confortable:

Objetivos de la ventilacin minera Proporcionar a la mina un flujo de aire en cantidad y calidad suficiente para diluir contaminantes, a lmites seguros en todos los lugares donde el personal est en trabajo.

Cumplir con el R.S.H.M. en lo referente a ventilacin y salud ambiental.

2.2.3.1Principios de ventilacin principal

Para que exista ventilacin debe haber:

- Dos puntos de diferente presin ( >P a T a < T ).

2.2.4Tipos de ventilacin

Se pueden clasificar en dos grandes grupos:

A. Ventilacin natural

B. Ventilacin mecnica

2.2.4.1Ventilacin auxiliar

a. Ventilacin naturalEs el flujo natural de aire fresco al interior de una labor sin necesidad de equipos de ventilacin.

En una galera horizontal o en labores de desarrollo en un plano horizontal no se produce movimiento de aire. En minas profundas, la direccin y el movimiento del flujo de aire, se produce debido a las siguientes causas: diferencias de presiones, entre la entrada y salida. Diferencia de temperaturas durante las estaciones.

A.1 El caudal de aireEs la cantidad de aire que ingresa a la mina y que sirve para ventilar labores, cuya condicin debe ser que el aire fluya de un modo constante y sin interrupciones.El movimiento de aire se produce cuando existe una alteracin del equilibrio: diferencia de presiones entre la entrada y salida de un ducto, por causas naturales (gradiente trmica) o inducida por medios mecnicos.

B.Ventilacin mecnicaEs la ventilacin auxiliar o secundaria y son aquellos sistemas que, haciendo uso de ductos y ventiladores auxiliares, ventilan reas restringidas de las minas subterrneas, empleando para ello los circuitos de alimentacin de aire fresco y de evacuacin del aire viciado que le proporcione el sistema de ventilacin general.

C.Objetivo de la ventilacin auxiliarEl objetivo de la ventilacin auxiliar es mantener las galeras en desarrollo, con un ambiente adecuado para el buen desempao de hombres y maquinarias, esto es con un nivel de contaminacin ambiental bajo las concentraciones mximas permitidas, y con una alimentacin de aire fresco suficiente para cubrir los requerimientos de las maquinarias utilizadas en el desarrollo y preparacin de nuevas labores.

2.2.5 Clasificacin de los ventiladores

Se clasifican en:

Ventiladores centrfugos

Ventiladores axiales

2.2.5.1Ventiladores centrfugos

En estos ventiladores, el aire entra por el canal de aspiracin que se encuentra a lo largo de su eje, cogido por la rotacin de una rueda con alabes. Ofrece la ms alta presin esttica y un flujo mediano. Su eficiencia vara entre 60% y 80%, pueden trabajar a altas velocidades. Son ventiladores que pueden considerarse quietos si se observa su cueva caracterstica, produce menos ruido que las axiales, son rgidos, son ms serviciales pero mucho ms costosos.

2.2.5.2Ventiladores axiales

En este tipo de ventiladores, el aire ingresa a lo largo del eje del rotor y luego de pasar a travs de las aletas del impulsor o hlice es descargado en direccin axial. Tambin se les llama ventiladores de hlice.Ofrece el ms alto flujo de aire, su eficiencia esta entre 70 y 80% y son capaces de trabajar a las velocidades ms altas, presentan una gama fuerte de inflexin e inestabilidad, producen los niveles ms altos de ruidos, son ms verstiles y son ms baratos.

2.2.6 Circuitos bsicos de ventilacin en minas

2.2.6.1Circuitos en serieSe caracteriza porque la corriente de aire se mueve sin ramificacin, por lo que el caudal permanece constante, en este caso todas las galeras se conectan extremo a extremo.

Figura N 01: Circuito de ventilacin en seriePropiedades:

a. El caudal que pasa por cada labor es el mismoQt = Q1 = Q2 = .........= Qn

b. La cada de presin total es igual a la suma de cadas de presiones parciales:

Ht = H1 + H2 + .....+ Hn

Luego, como H = R*Q2

Ht = R1 * Q12+ R2*Q22+ ............+ Rn * Qn2

Rt * Qt2= R1 * Q12+ R2 * Q22+ .......+ Rn * Qn2

Como Qt = Q1 = Q2 = .........= Qn

quedar:

RT = R1 +R2 +R3 +.. Rn

2.2.6.2Circuitos de ventilacin en paralelo

En la unin en paralelo, las labores se ramifican en un punto, en dos o varios circuitos que se unen en otro punto:

Figura N 02: Circuito de ventilacin en paralelo

Caractersticas:

a. La caracterstica bsica de las uniones en paralelo, es que las cadas de presin de los ramales que la componen son iguales, independientemente del, largo, resistencia y cantidad de aire.H1 = H2 = H3 =....=Hn

b. El caudal total del sistema de galeras en paralelo, es igual a la suma de los caudales parciales.

Qt = Q1 + Q2 + Q3 + .....+ Qn

c. La raz cuadrada del valor recproco de la resistencia aerodinmica del circuito, es igual a la suma de las races cuadradas de los valores recprocos de las resistencias aerodinmicas parciales.

1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 +..............+ 1 / Rn

2.2.7 Cantidad de aire necesario2.2.7.1De acuerdo al nmero de personas

Se emplea la siguiente ecuacin, para calcular la cantidad necesaria de aireQ1 = q x n

Q1 = Cantidad de aire necesario para el personal (m/min)

q = Cantidad de aire mnimo por persona (m/min) (R.S.H.M)

n =Nmero de personas presentes en la mina por guardia.Necesidades de aire de acuerdo a diferentes altitudesEs necesario basarnos en la norma que exige los mnimos necesarios de aire para el personal en mina, segn la altitud a la que se encuentra, como se muestra a continuacin.

2.2.7.2De acuerdo a la cantidad de equipos diesel que ingresan a la mina

Se emplea la siguiente ecuacin, para calcular la cantidad necesaria de aire, cuando se emplean equipos diesel.

Q2 = K x NQ2 =Cantidad de aire para uso de equipos Diesel.

(m/min.)

K = 3.0 (m/min) Cantidad de aire necesario por cada HPN =Nmero de HP de los equipos autorizados y que trabajan en la mina.

2.2.7.3De acuerdo al consumo de explosivosSe emplea la siguiente ecuacin, para calcular la cantidad necesaria de aire, cuando se emplean explosivos de dinamita y anfo.

Q3 = V . n . A

Q3 = Cantidad de aire para diluir contaminantes por explosivos (m/min)

V =Velocidad del aire 20 m/min. (dinamita)

25 m/min (AnFo)

n =Nmero de niveles de la mina en trabajo

A =rea promedio de la seccin de las labores niveles en trabajo (m)

2.3NECESIDAD DE VENTILACINLa ventilacin en una mina subterrnea es el proceso mediante el cual se hace circular por el interior de la misma el aire necesario para asegurar una atmsfera respirable y segura para el desarrollo de los trabajos.La ventilacin se realiza estableciendo un circuito para la circulacin del aire a travs de todas las labores. Para ello es indispensable que la mina tenga dos labores de acceso independientes: dos pozos, dos socavones, un pozo y un socavn, etc.

En las labores que slo tienen un acceso (por ejemplo, una galera en avance) es necesario ventilar con ayuda de una tubera. La tubera se coloca entre la entrada a la labor y el final de la labor.

Esta ventilacin se conoce como secundaria, en oposicin a la que recorre toda la mina que se conoce como principal.Es necesario establecer una circulacin de aire dentro de una mina subterrnea por las siguientes razones:

Es necesario asegurar un contenido mnimo de oxgeno en la atmsfera de la mina para permitir la respiracin de las personas que trabajan en su interior.

En el interior se desprenden diferentes tipos de gases, segn el mineral a explotar y la maquinaria utilizada. Estos gases pueden ser txicos, asfixiantes y/o explosivos, por lo que es necesario diluirlos por debajo de los lmites legales establecidos en cada pas.

A medida que aumenta la profundidad de la mina la temperatura aumenta. El gradiente geotrmico medio es de 1 cada 33 m. Adicionalmente, los equipos y mquinas presentes en el interior contribuyen a elevar la temperatura del aire. En este caso la ventilacin es necesaria para la climatizacin de la mina. Ver tabla adjunta.Tabla N 04: Factores que contribuyen a riesgos y mtodos de control

Figura N 03: El comportamiento del organismo con la altura

2.3.1VentiladoresLos ventiladores son los responsables del movimiento del aire, tanto en la ventilacin principal como en la secundaria. Generalmente los ventiladores principales se colocan en el exterior de la mina, en la superficie.Los tipos de ventiladores utilizados son:

Axiales o de hlice

Radiales o centrfugos

2.3.2Tipos de ventilacinLa ventilacin de una mina puede ser soplante o aspirante (ver figura). En la soplante el ventilador impulsa el aire al interior de la mina o de la tubera. En el caso de aspirante el ventilador succiona el aire del interior de la mina (o la tubera) y lo expulsa al exterior.En Europa el ms habitual es que la ventilacin principal sea aspirante. El aire limpio entra por una (o varias) de las entradas de la mina y el aire viciado tras recorrer la mina es aspirado por el ventilador principal.

Figura N 04: Esquema de ventilacin aspirante en una mina subterrnea2.4ATMSFERA DE LA MINA SUBTERRNEA

El aire es una mezcla gaseosa, existiendo como un vapor que constituye la atmsfera natural a la superficie de la tierra. Cuando el aire ingresa a la mina, su composicin cambiar dependiendo de las rutas que recorre: En minera subterrnea, el aspecto ms crtico del ambiente es el control del "aire" en el lugar de trabajo. Tabla N 05: Composicin del aire

Fuente: http://www.youtube.com/watch?v=hAth1N4dMoU&feature=relatedTabla N 06: Volumen de respiracin y consumo de oxigeno del hombre

Figura N 05: Presin atmosfrica2.4.1Densidad (o peso especifico, w)

2.4.2Estimacin del caudal necesario para remover los contaminantes del aire (Qo)Esta estimacin es la parte ms emprica en el diseo de un sistema de ventilacin Para determinar Qo es necesario saber:Caudal de contaminantes emitidos (q)Concentraciones mximas permisibles (TLV) (TLV = Threshold Limit ValueRequerimientos de aire fresco (De acuerdo a MSHA de EE.UU.)Parte 57.22213: Para minas metlicas Caudal mnimo por frente de trabajo: 6000 CFM

Velocidad mnima en ltimo recorte: 40 FPM

Parte 75.22213: Para minas de carbn

Caudal mnimo en el ltimo recorte: 9000 CFM

Velocidad mnima en el frente de trabajo: 60 FPMRecomendacin: mantener velocidades > 150 FPMUna vez conocido el caudal de emisin de los contaminantes, el volumen del aire puede ser calculado utilizado la ecuacin de dilucin.

Qo = Caudal de aireB = Concentracin

q = Caudal de emisin gas

TLV = Lmite permisible

El problema es como determinar el caudal de emisin de los contaminantes (g).

Ejemplo 1:

La oxidacin de sulfuros en un tope libera 7 x 10-5 m/s de SO2. Si el lmite permisible del gas es de 5 ppm, cual es el caudal requerido?

Solucin:

Este es parte del volumen total de aire circulado por el sistema de ventilacin. Tabla N 07: Lmites permisibles (TWA-TLV)(para ser usados como referencias solamente)

2.4.3Contaminantes del Aire

Gases en estratos mineralizados CH4 y CO2 en mantos de carbn, dolomitas, etc.

Radn en yacimientos de uranio

Productos de diesel (Gases y DPM)

Gases y partculas slidasProductos de voladura: incluyendo CO, y NOx

Polvo grueso y respirableCalor y temperaturas extremas.2.4.4Gases de la minaLos gases son generados durante voladura, Son tambin producidos por equipos a diesel: Gases comunes: CH4, CO2, CO, NOx, SO2 Gas Natural, CH4Es producido por descomposicin de material orgnico. Es explosivo entre 5 15 %. Es ms liviano que el aire ( = 0.65 kg/m3). CAPTULO III

MATERIAL DE ESTUDIO

3.1UBICACIN Y ACCESIBILIDADLa Unidad Minera Catalina Huanca se ubica en las estribaciones orientales de la Cordillera Occidental de los Andes del Centro del Per. Polticamente pertenece al Distrito de Canaria, Provincia de Fajardo, Departamento de Ayacucho, a una altitud de 3,400 m.s.n.m. (Ver plano N 01).Sus coordenadas U.T.M. son:

Longitud: 615,200 E * Latitud: 8454,200 N

Es accesible por dos rutas:

Lima Nazca Pampa Galeras Mina 715 Km. 11 hrs.

Lima Pisco Ayacucho Cangallo Mina 1022 Km. 14 hrs.

Figura N 06: Ubicacin de mina Catalina Huanca3.2CLIMA Y VEGETACINEl clima es seco y frio. Con dos estaciones marcadas, invierno entre Diciembre y Marzo con fuertes precipitaciones de lluvias y verano de Abril a Noviembre, con intenso sol, cielo azul de da y frgido por las noches descendiendo fuertemente la temperatura.En las partes altas la vegetacin se limita al ichu y a los 3,500 m.s.n.m. existen sembros de trigo, cebada, maz, habas, etc.

3.3FISIOGRAFAEl rea del proyecto est conformada por terrenos montaosos de moderada a fuerte pendiente. Las labores mineras se encuentran en la Qda. Saccllani, entre los 3100 y 3600 msnm., mientras que los relaves se ubican en la cabecera del ro Mishca, entre los 3200 y 3250 msnm.

La Unidad Catalina Huanca se encuentra emplazada en la Unidad Geomorfolgica denominada Valle Angosto, caracterizado por presentar flancos con fuerte declive (35 hasta 60 en promedio) con un perfil transversal en forma de V, labrados en rocas sedimentarias de las formaciones: Chunumayo (Jm-ch), Huacaa (Jm-hu) y Paire (Jms-p) cubiertos parcialmente por depsitos cuaternarios de origen coluvial y fluvio /aluvial.

Figura N 07: Fisiografa de Catalina Huanca3.4RECURSOS NATURALESEl yacimiento mineral constituye el principal recurso, es as que en el rea correspondiente a la Mina Catalina Huanca, podemos encontrar minerales que contienen Plomo, Zinc, Cobre y otros, que es objeto de la exploracin.3.5RECURSOS HUMANOSLa fuerza laboral es uno de los aspectos ms importantes de la actividad minera, por lo que la empresa realiza una seleccin rigurosa y mantiene una constante preocupacin por el perfeccionamiento y capacitacin de todo su personal. Los cuales se muestra en la tabla adjunto.

Tabla N 08: Personal de empleados y obreros

EMPLEADOSOBREROSTOTAL

COMPAA180405585

EMPRESAS CONTRATISTAS270393663

TOTAL4507981248

3.6ORGANIGRAMA DE LA EMPRESAEn la siguiente figura se presenta el organigrama de la minera Catalina Huanca.

3.7GEOLOGA3.7.1Geologa regionalLa secuencia litolgica que aflora en la regin est compuesta por rocas de origen sedimentario cuyo perodo de formacin se extiende desde el Permiano Superior (Paleozoico), rocas del Trisico y Jursico Inferior del Mesozoico representado por los Grupos Mitu (Ps-m) y Pucar (Tr-Jr) hasta el Cuaternario. Estas unidades rocosas se encuentran conformando una franja con direccin NO-SE. El relieve de la zona est caracterizado por presentar vertientes muy pronunciadas y valles interandinos con ros de la cuenca del ro Cangallo-Pampas afluentes del ro Apurmac. El ro Pampas presenta un recorrido de Oeste a Este. La Formacin Socosani del grupo Chunumayo forma un contacto discordante con el Grupo Pucar y tambin con la Formacin Labra y sta ltima se encuentra en concordancia con la Formacin Gramadal.Se observa afloramientos de facies granticas (PS-q/gr) hacia el Este del rea del emplazamiento minero y en el rea del emplazamiento mismo rocas intrusivas de tipo diortico, la Diorita Ccasccabamba (Nm-ca/di) y cuarzo monzonita (Tms-qm). Ver figura de geologa regional.3.7.1.1 Estratigrafa

El Yacimiento Catalina Huanca se ubica en las faldas de los cerros Hatun Orcco (4,000 msnm) y Monteruyocc, donde destaca la quebrada Sacllani de rumbo S60E, principal colector del drenaje superficial que llega hasta el ro Mishca, a travs del cual se observa la columna estratigrfica representativa de la mina.

Figura N 09: Geologa Regional Catalina Huanca

Figura N 10: Columa estratigrfica generalizada local de la unidad mnera Catalina Huanca3.7.1.2Rocas gneasTenemos la presencia de un stock subvolcnico rioltico que aflora en el cerro Monteruyocc en las inmediaciones del contacto caliza-conglomerado. A este subvolcnico se le puede atribuir haber sido el portador de las soluciones mineralizantes y los efectos de la alteracin hidrotermal de las cajas. En el Metalotecto Pucar constituida por calizas, se encuentran intercalaciones de diques riodacticos y de andesita porfirtica propilitizada.El contacto caliza-subvolcanico presenta un rumbo N24E y 29NW de buzamiento y el contacto intrusivo-conglomerado tiene un rumbo N35E y buzamiento 73NW.

3.7.2Geologa localLas principales unidades lito-estratigrficas que afloran en el rea de la Unidad Minera estn representados por el Grupo Chunumayo (Jm ch) y las Formaciones Huacaa (Jm hu) y Paire ((Jms pa) del Grupo Yura; estas unidades se encuentran parcialmente cubiertos por depsitos de origen coluvial y aluvial. Se describe en seguida las unidades litolgicas.3.7.2.1Formacin Chunumayo (Jm ch)

Esta unidad tiene amplio desarrollo en el rea de la Unidad Minera. Est constituido por calizas criptocristalinas en estratos de 0,40 hasta 1,00m de espesor, con intercalaciones delgadas de margas y calizas arcillosas. Las capas de calizas tienden a dividirse en lajas. Regionalmente las capas de esta unidad estn conformando los flancos de una estructura anticlinal de orientacin general NO-SE.

3.7.2.2Formacin Huacaa (Jm hu)

Esta unidad aflora en la parte alta de la cuenca de la quebrada Rajaure. Litolgicamente est constituida en su base por una secuencia lutcea con algunas intercalaciones delgadas de areniscas cuarzosas y calcreas, gradando hacia arriba a una secuencia constituida por areniscas calcreas, margas y lutitas calcreas. Hacia la parte alta predominan areniscas cuarcticas dentro de las que se intercalan niveles delgados subordinados de lutitas y areniscas calcreas.

3.7.2.3Formacin Paire (Jms pa)

Esta unidad lito-estratigrfica, aflora en la lnea de cumbres del cerro Talavera, que a su vez constituye un sector de la divisoria de cuenca de la quebrada Rajaure. Litolgicamente esta formacin est representada por una secuencia calcrea constituida por calizas arenceas en sus niveles inferiores y calizas arcillosas, con algunos horizontes de margas en su parte superior.

3.7.2.4Depsitos Cuaternarios

En el rea de estudio se han desarrollado depsitos clsticos, en eventos ocurridos entre el Pleistoceno y Holoceno a los que se identifican como depsitos morrrnicos, coluviales y aluviales.

3.7.2.5Depsitos MorrnicosEstos depsitos se encuentran en la parte alta de la cuenca de la quebrada Rajaure, a partir de los 4,000 msnm aproximadamente. Est constituida por acumulaciones de arcillas y arenas aglutinando clastos heteromtricos.

3.7.2.6Depsitos Coluviales

Se encuentran depositados en las laderas de la quebrada Rajaure. Estn compuestos por arenas, gravas, cantos y bloques angulosos a sub-angulosos aglutinados en una matriz arenosa, limosa o limoarcilloso.

3.7.2.7Depsitos Aluviales

Constituyen los depsitos transportados por la corriente del ro Rajaure y quebradas laterales, ocupando el fondo lecho del valle. Litolgicamente estn compuestos por gravas arenosas, gravas limo-arenosas con cantos y bloques de bordes sub-redondeados a redondeados.3.7.3Geologa econmicaEl tipo de yacimiento es hidrotermal (mesotermal) de relleno fisural (Vetas, Stock Work) y de reemplazamiento (Cuerpos y Cuerpos Manteados).La presencia de la falla Principal y N 55 E y buzamiento de 83 SE, controla el sistema de vetas, las mismas que conforman un gran cimoide, en cuyo extremo NE se juntan en una sola y en el extremo SW todas las vetas se abren en cimoides y colas de caballo, hasta las inmediaciones del contacto con las calizas Pucar; este contacto erosional y angular (zonas puntuales) con rumbo de N 10 Este y buzamiento de 30 NW, este contacto comprende el Corredor Estructural con la falla inversa Oeste con el mismo rumbo y buzamiento sobre las calizas Pucar, en las cuales se observan evidencias de mineralizacin de reemplazamiento en calizas de gran Potencial en Recursos Minerales (Sistema Amandas) parcialmente explorado. En el contacto entre el intrusivo cuarzo monzontico con las calizas Pucara se desarrollan fallas de mediana magnitud las cuales sirven como conducto para la mineralizacin Tipo stock work con intenso vetilleo.

3.7.3.1Caractersticas del yacimientoSe ha definido 3 tipos de mineralizacin, as mismo se trata de un yacimiento Epigentico con proceso hidrotermal de reemplazamiento, polimetlico, presentando en su modelo geolgico 4 tipos de mineralizacin, de los cuales solo trataremos 3 donde se centra nuestras operaciones mineras.

3.7.3.2Estructuras mineralizadasEn la mina se reconocieron vetas, cuerpos manteados y tipo stock work. Entre las estructuras mineralizadas ms importantes debemos destacar las siguientes:

A. Veta principal Es la mayor de las estructuras vetiformes, la ms uniforme y continua, con anchos que varan entre 0,30 a 5,.00m. Controlada por una falla de rumbo del tipo de cizalla. Es una veta de Pb y Zn. Presenta un relleno mineralizado del tipo rosario en una longitud de 600 m., con un plunge econmico de 30 de Noreste a Suroeste y de Niveles Superiores a Inferiores. Presenta un rumbo N55E y buzamiento 83SE.Mineralgicamente consiste en galena, esfalerita y fluorita teniendo como cajas los conglomerados, y mayor proporcin de esfalerita, moderada galena y escasa calcopirita y fluorita teniendo como cajas en tramos la monzonita y/o conglomerados.En los niveles superiores tenemos concentraciones de galena argentfera y blenda rubia; en cambio en los niveles inferiores es notable la presencia de marmatita y calcopirita con contenidos aurferos.

B. Veta VilmaEsta veta no aflora y es un ramal de la veta principal cuya interseccin se ubica en la cota 3,397, su rumbo es de N75W y buzamiento 72NW. Reconocida en 600m, controlada por el sobreescurrimiento Este en contacto con las calizas al SW.Es una estructura tambin en cizalla, con potencias desde 0,10 a 2,20 m. con mayores distribuciones de galena sobre la esfalerita, adems de fluorita, calcopirita y hematita entre otros. Longitudinalmente presenta fuerte ramaleo del tipo cimoide, de significativa importancia econmica.

C. Veta PiedadEs un ramal importante de la veta Principal, reconocida en una longitud de 680m (Nv-3090) de rumbo N45E y buzamiento 75SE, con anchos mineralizados desde delgadas capas de panizo hasta 3.50; mineralgicamente consiste en galena, blenda, fluorita, pirita, etc. Mayormente se emplaza en el intrusivo y se le ha reconocido hasta en 4 niveles.

D. Veta LuzEstructura reconocida en un tramo de 110 m. el Nv-3050 (Gal-281) est ubicada al piso de Amanda 5 y se comporta como un alimentador de esta, tiene rumbo promedio N85E y buzamiento 84 al SE, con potencia promedio de 2,00 m. y los minerales principales que contiene son la esfalerita y galena. En su proyeccin hacia abajo se aprecia un angostamiento; pero, se la debe explorar en los niveles inferiores.

E. Veta RocioEstructura reconocida en dos niveles y en un tramo de 200 m, ramal que se desprende de Piedad y est emplazada en el conglomerado Mitu. De rumbo N77E y buzamiento 85NW con mayores contenidos de zinc sobre el plomo. Es una veta angosta desde escasos centmetros hasta 0,90 m. se acompaan diseminaciones y mineralizaciones en concreciones.

F. Veta LuceroEn el lado Este, la veta Lucero es un ramal importante de la veta Principal, su mejor exposicin geoeconmica se evidencia en el nivel 3050 y 3090, con ms de 300m de longitud, con un rumbo N88E, S80W buzamiento sinuoso sub vertical de 83-85 SE a vertical, consiste en abundantes concentraciones de galena, esfalerita, calcopirita, pirita, hematita, etc. Son comunes los ramaleos y sigmoides, con los cuales forman cuerpos de hasta 5 m. se emplaza en las calizas Pucar y en el conglomerado Mitu, con potencias de 0.40 a 1.60 m.Es evidente la existencia de un plunge hacia el SW en Lucero, mineralizando mucho ms intensamente hacia el SW del yacimiento que el resto de las vetas.

G. Veta EsperanzaMayormente emplazada en el intrusivo, con potencias de 0.10 a 1.00 m. estructura delgada con mejores distribuciones de zinc sobre el plomo, de rumbo N46E y buzamiento 82SE. Tambin es un cimoide de Principal hacia el SE y reconocida en 4 niveles.

H. Veta ElisaEs un ramal localizado al NW de la Veta Principal en el nivel 500, de rumbo N70W y 73NE de buzamiento, con una potencia de 0.35 m con abundante galena, esfalerita y fluorita bandeadas. Reconocida en un tramo de 18.00 m en la galera 340.

I. Veta RajoEsta veta se ha trabajado intensamente en la poca de los espaoles, por su buena mineralizacin argentfera. Se le localiza hacia el extremo NE del Yacimiento denominado Chumbilla. Tiene un rumbo N35E y buzamiento 83SE, en un tramo de 200 m se le viene explorando a partir del Nivel 3480 (Huayrachina).

3.7.3.3Tipo Stock Work KeykoEs la estructura que sigue en importancia. Keyko es una estructura brechoide irregular, de reemplazamiento constituido por un enrejado de vetilleo con diferentes direcciones que atraviesan el Stock Subvolcnico rioltico de rumbo promedio N24E y buzamiento 30NE; presenta anchos mineralizados desde 0.20 a 12.00 m. consistente en galena, esfalerita y minerales de plata (Platas rojas) gangas pirita diseminada y en venillas, hematita, rodocrosita.Estructuralmente correlaciona con la veta Principal en profundidad, y representa su ramificacin al Suroeste y en altura.

A. Cuerpo NancyNancy es un cuerpo de reemplazamiento desarrollado en conglomerados polimicticos calcreos y silicios del Mitu y en Calizas del Pucar (Nv-3090) denominados Chumbilla-Nancy cuya mineraloga consiste en galena-esfalerita-calcopirita, como gangas pirita-calcita-fluorita-rodocrosita y ojos de especuladita-hematina y alteracin propiltica retrgrada de dbil a moderada.Se ubican cerca y en contacto con las calizas Pucar y su mineralizacin est relacionada a Fallas veta Principal, Lucero, etc. Las cuales han servido como alimentadores, su rumbo predominante es de NS a N15W y buzamiento de 23-35 al W-SW. En superficie, los afloramientos presentan abundante psilomelano y limonitas. Reconocido en interior mina y afloramientos en ms de 550 m con anchos mineralizados hasta de 46 metros. En los niveles superiores al nivel 3446, los conglomerados calcreos reemplazados presentan una dbil alteracin propiltica.Este cuerpo reconocido con laboreo minero en el Niv-3140 y 3090, correlaciona espacialmente con los llamados mantos Chumbilla en los niveles 3446 y 3470, los cuales se ubican en forma irregular en conglomerados calcreos del Mitu, manteniendo el rumbo y buzamiento aparente de dichos conglomerados N10E y 25NW respectivamente, las facies ms favorables son los conglomerados calcreos teniendo como conductos alimentadores las vetas falla Principal y Lucero, las cuales cruzan estas secuencias conglomerdicas. La mineralizacin consiste principalmente en esfalerita y Galena y minerales de ganga: pirita.La alteracin que presenta es la de cloritizacin con tendencia de dbil a fuerte hacia los niveles inferiores (3250, 3160, 3133 y 3090).

B. Cuerpo Doa MariaEmplazado en el conglomerado Mitu emplaza en un paquete de arenisca con granos de cuarzo y cierta matriz calcrea-volcnica y hacia la cota 2900, con 05 taladros realizados desde el nivel 3090. La mineralizacin se emplaza sub horizontalmente y hacia el piso de Amanda 5.(Segn el Dr. Murray Hitzman), la mineralizacin se presenta reemplazando clastos calcreos una mineraloga con algunas facies de anfboles y de piroxenos con feldespatos, hematita retrograda que nos pueden indicar la presencia de un Skarn.C. Cuerpo Lucero Oeste.- Ubicado al Oeste de la veta Lucero, cerca al crucero 185, quiz producto de la veta Lucero y ramales que vienen del Este hacia el Oeste, est emplazado en conglomerado reemplazando los clastos con presencia de esfalerita, marmatita, en forma de parches y de veta (alimentador) que ha permitido un reemplazamiento de la matriz, la cual es de composicin arencea calcrea, con presencia de minerales skarnizados. An nos falta reconocer la forma de su emplazamiento y su mineraloga.

D. Cuerpos Manteados AmandasLos cuerpos Manteados Amandas son estructuras mineralizadas por reemplazamiento asociadas a entrampamientos estructurales por fallas y diques y diques sills de composicin riodactica-rioltica, ubicadas dentro de las calizas del metalotecto Pucar dispuestos en forma de mantos sobre horizontes favorables (a Dic.2009 se han definido los horizontes mineralizados Amanda, Amanda 1, 2, 3, 5 y 6). Se estima que se extienden aproximadamente 1600m, entre la falla Oeste con rumbo N20E y buzamiento al de 35 a 40NW, y hacia el Este en contacto erosional con el grupo Mitu y parte con el intrusivo de composicin rioltica en la zona Geogrfico denominada Monteruyocc formando en corredor estructural mineralizado de aproximadamente 400 metros de potencia con gran potencial econmico. En superficie se observan afloramientos de xidos de Manganeso (psilomelano) de norte a sur desde la zona geogrfica denominada Chumbilla-Monteruyocc-Sayhuacucho y Lampaya.

E. Cuerpos mineralizados MarielasLa mineralizacin de Pb, Zn, con cierta presencia de Au, se emplaza en el contacto caliza conglomerado, evidenciados en el Nv. 3000, producto de los feeders de Amanda 3 Techo, veta Luceros y Ramales, con buzamiento de bajo ngulo entre 45 a sub horizontales. Se han identificado a Dic. 2011 los cuerpos Mariela, Mariela1, Mariela 2 y Mariela 3.

3.7.3.4Alteraciones de la roca cajaEl grado de alteracin es muy variable para cada una de las estructuras mayormente se observa silicificacin, piritizacin y sericitacin. En algunas es notable la hematizacin, propilitizacin (cloritizacin y epidotizacin); la cloritizacin de dbil a fuerte y de niveles superiores a inferiores es muy clara en el cuerpo Nancy 1, cuerpo Doa Mara y en los cuerpos Manteados; asimismo se aprecian zonas de intensa caolinizacin especialmente en las cajas del subvolcnico rioltico, en el Manto Keyko.En el conglomerado Mitu se puede apreciar una alteracin retrgrada que nos de indicios de un Skarn de magnetita-piroxeno-anfbol-esfalerita, as como relicto de piroxeno con esfalerita remanente y retrgrada con ensamble de la calcita-clorita-hematita en Lucero.

3.7.3.5Zoneamiento y paragnesisLa mineralizacin est en forma de vetas o cuerpos de acuerdo a la secuencia paragentica se ha establecido las siguientes fases de mineralizacin:Un primer evento constituyen los cuerpos que son bsicamente de Zn seguido por la formacin de vetas de Zn, Pb, Ag con Zoneamiento de Zn-Pb a la base y Ag-Zn al techo, terminando la secuencia con las vetas de Cu-Au.La distribucin de los elementos mayores Zn-Pb-Ag-Cu delinea la geometra de la forma de mineralizacin en el cual se nota zoneamiento a la base, predomina el Zn y en las partes altas de las vetas predomina la Ag, el Cu est en forma anmala en la veta piedad pro sobreposicin de dos eventos mineralizantes.La distribucin de los valores de Au est relacionado a dos eventos, uno relacionado al Cu-Au en forma de vetas como un evento posterior y la otra incluida dentro del Zn que est en forma de exsolucin que nos indica una posible relacin metasomtica.Finalmente, de acuerdo a la geometra de las estructuras mineralizadas, la distribucin y los eventos mineralizantes, el sistema de vetas y cuerpos de Catalina Huanca tienen una tendencia de NE a SW con un Plunge de mineralizacin de 30 hacia el SW e inclinacin hacia el NW (dicho sistema va profundizando e incrementando el volumen de los cuerpos que van casi concordante con el contacto Mitu-Pucar)

3.7.3.6Mineraloga, controles de mineralizacinEl ensamble mineralgico est constituido por esfalerita, galena, calcopirita, cobre gris, enargita y marmatita entre los minerales mena y fluorita, calcita, rodocrosita, pirita, hematita y cuarzo como minerales de ganga.

A) Esfalerita ZnS: Mena de Zinc cuyas caractersticas, es su peso especfico liviano 3-4, cuyo color es gris opaco a metlico, color de la raya marrn, fractura irregular en 8 direcciones y con una ley promedio cubicado de 7.18%. Los tajos potenciales de Zn corresponden a Tj-280, Tj-290 por orden de importancia tanto por cantidad y calidad.

Como minerales de ganga tenemos:

Presencia de carbonatos: Rodocrosita, rodonita, calcita, y alabandita. Adems se presenta cuarzo y pirita.

B) Galena PbS:

Otra MENA en Catalina Huanca viene a ser la galena argentfera PbS, cuyas caractersticas principales son peso especfico alto: 7.5, dureza baja 2.5, brillo metlico, sistema de cristalizacin cbica y con la ley cubicada de 1.57 %.

Tajos potenciales de Pb tenemos el Tj-735, los cuales representan los ms importantes en la produccin de este metal.

Como minerales de ganga tenemos:

Pirita: presentndose como mineral ganga en algunas labores.

Siderita: se presenta en venillas asociados a otros carbonatos como calcita.

Calcita: fluidos mineralizantes de calcita se han ido intruyendo en forma de vetillas y venillas en algunos paquetes de caliza, asociados con otros carbonatos.

C) Calcopirita CuFeS2 :Mena de Cu cuyas caractersticas, su peso especfico es 4.2, dureza 3.5, cuyo color es amarillo verdoso, color de la raya negra verdoso, brillo metlico y con la ley cubicada de 0.18%

Como minerales de ganga tenemos:

Pirita: presentndose como mineral ganga en algunas labores

Fluorita: Se presenta en venillas bandeadas y trazas remplazando a la pirita.

Cuarzo: Se presenta en pocas cantidades en forma de venillas.

Controles de mineralizacin

Es un trabajo donde se debe de tener mucho cuidado para que el mineral cubicado que se extraiga, se beneficie y se transporte a su destino final con un mnimo de prdida.

Para su mejor desarrollo necesita trabajar 4 puntos necesarios:

Mapeo a escala adecuada (1/500)

Muestreo adecuado

Supervisin y chequeo de la carga resultante de los tajeos y las perforaciones.

Conciliacin (comparar con otras muestras duplicadas)

Mapeo: Se mapea todas las estructuras, zoneamientos, alteraciones, litologas y dems caractersticas geolgicas que sean necesarias de cada tajeo, para poder comprender el comportamiento a medida que se avance en este.

Muestreo: Se puede realizar ya sea en canales o en chips (puntos). La longitud de estos canales va a depender de la intensidad de la mineralizacin, del grado de fracturamiento, de la alteracin, siendo esta longitud variable en un rango de 1 a 3 m (a mayor espaciamiento cuando existe uniformidad en el frente). Se deben obtener las coordenadas exactas (punto inicial y final del canal) para obtener con exactitud las variaciones mineralgicas y modelar la zona mineralizada. Este ltimo es un poco difcil ya que el avance del tajo es muy rpido y para esto se necesitara contar con un topgrafo a tiempo completo para el rea de geologa.

Supervisin: Revisar la carga resultante de los disparos teniendo en cuenta no slo la parte superficial de la carga, sino tambin revisando las cajas y el techo de la labor, ya que la mineralizacin puede estar cubierta por una capa superficial de material estril. La revisin debe de ser constante durante el tiempo que dure el transporte de la carga, porque puede ocurrir el caso de que exista desmonte en partes no visibles.

Clculo de la dilucin: En los intrusivos se observan minerales de alteracin como: clorita, epidota, calcita por descomposicin de los minerales ferromagnesianos; y clorita, sericita y caoln como descomposicin de los feldespatos as como tambin piritizacin. Se realiza semanalmente, mediante cubicacin.3.7.4Reservas minables3.7.4.1Inventario de reservas al 2011Una Reserva de Mineral es la parte econmica explotable de un Medido y/o Indicado Recurso Mineral. Ello incluye dilucin del mineral y consideraciones por prdidas, las que pueden ocurrir cuando el material es minado. Apropiadas evaluaciones y estudios han sido llevados a cabo, los que incluyen consideraciones de modificaciones por factores realsticos asumidos en minera, metalurgia, economa, ventas, legal, ambiente, social y gubernamental. Estas evaluaciones dan la explotacin y podra razonablemente ser justificada.

Las Reservas de Mineral estn subdivididas en orden de acuerdo al grado de confianza creciente en reservas de mineral Probables y Reservas de mineral Probadas.

Se tiene otro concepto muy aplicado sobre reserva de mineral l econmicamente explotable y que para que sea econmico debe tener un Cut off (ley de corte) que pague los costos operativos (costos fijos, costos variables, administracin, depreciacin, inversin a corto plazo, financiamiento, etc.); pague los costos de produccin (transporte, ventas, administracin Lima, otros) y genere utilidad neta y/o rentabilidad atractiva a la empresa.

Las reserva mineral, (una vez calculado el cut off) entre otros requisitos debe garantizar una explotacin sostenida y viable a travs de un clculo de agotamiento de recursos llamado LOM (Life of Mine o tiempo de vida til de la mina).

Estos requisitos son: que tenga la certeza de ser recurso medido o indicado, y por su grado de confianza puede llegar a ser reserva probada o probable, y por su accesibilidad deber ser accesible o eventualmente inaccesible.

A. Criterio por accesibilidadMientras ms grados de certeza y confiabilidad en ley y tonelaje, tengan las reservas probadas y probables, menores sern los riesgos de cumplir con un planeamiento de minado a corto, mediano y largo plazo. En el caso particular de la UEA Catalina Huanca, gran parte de los recursos minerales que se encuentran en niveles que no se estn trabajando y que se encuentran alejados, figuran an en el listado de blocks que ha emitido el rea de Geologa.Estos blocks han sido asumidos con la informacin del estado de reservas que se contaba desde que se adquiri la compra de la mina, y hasta ahora muchos de ellos no han sido verificados insitu, ni se ha modificado la informacin de sus tarjetas y planos; por lo que para efectos del clculo y seleccin de blocks de reservas probadas y probables, slo se estn considerado los blocks de recursos medidos e indicados que sean accesibles y eventualmente accesibles; y que de acuerdo a las labores horizontales y verticales existentes, y otras que puedan rehabilitarse, se pueda llegar a ellos y realizar su explotacin; siempre y cuando el valor econmico del block de mineral cubra estos costos de preparacin.

B. Inventario de reservas al 2011a) Reservas de mineralLas reservas minerales a Diciembre del 2011 han sido estimadas teniendo en cuenta aspectos y normas internacionales para establecer un Plan de Negocios Tcnico, y que aplica en forma general a todas las unidades mineras de grupo. Ver tabla adjunto.Tabla N 09: Reservas probadas y probables al 2011 Tabla N 10: Valores de puntoVALORES DE PUNTO

PLOMOUS $ 15.61

ZINCUS $ 12.10

PLATAUS $ 16.25

COBREUS $ 6.11

OROUS $ 17.91

3.8MTODOS DE EXPLOTACIN: INTRODUCCINSe aplican tres mtodos principales, como son:

Mtodo de corte y relleno ascendente convencional

Mtodo de cmaras pilares con corte y relleno

Mtodo de almacenamiento provisional. Los que se describen a continuacin:

3.8.1Corte y relleno ascendenteHay variadas modalidades de corte y relleno. La modalidad que se aplica en Mina Catalina Huanca, por las caractersticas morfolgicas de la mineralizacin y por el rango de condiciones geomecnicas que presenta la masa rocosa, es el corte y relleno ascendente, puesto que se puede controlar adecuadamente la estabilidad de los techos y de las paredes de los tajeos en todos los casos observados, y sin necesidad de utilizar relleno cementado sino solo relleno sin cementar.

3.8.2Cmaras y pilares con corte y relleno ascendenteEste mtodo de minado es una variacin del mtodo cmaras y pilares, que se aplica en cuerpos con potencias mayores de l0 m y bajo buzamiento. La explotacin es ascendente, una vez realizada la perforacin, voladura, sostenimiento (si fuera necesario), carguo y transporte del mineral, se procede a rellenar las cmaras, relleno que aumenta el confinamiento y permite mejorar la recuperacin.

Este mtodo de minado es aplicado en Catalina Huanca en cuerpos y mantos, como en el Manto Amanda por ejemplo, siendo el Tajeo 290 del Nv. 3090.

La parte NE del Manto Amanda presenta masas rocosas de calidad Regular A (IIIA RMR 51-60). Esta calidad de masa rocosa se presta para realizar un minado con grandes aberturas, no obstante esto, en el citado manto se tuvo complicaciones con este mtodo de minado, obligando a su abandono. Hacer drift & fill en este tipo de roca no es correcto conceptualmente, porque hay otros mtodos de minado mejor adaptados a rocas de mayor calidad.

Con la experiencia que se tuvo en la parte NE del Manto Amanda, en la parte Central, donde la calidad de la masa rocosa es Regular B (IIIB RMR 41-50). El esquema de las cmaras y pilares es cuadrado, donde las cmaras tienen de 4.5 m a 5 m de ancho y los pilares nominalmente tienen 4 m x 4 m.

En la parte SW de Manto Amanda, donde la calidad de la masa rocosa es de Mala A (IVA RMR 31-40) e incluso Mala B (IVB RMR 21-30), se explota con cuadros de madera.3.8.3Shirinkage en vetasLas condiciones naturales del yacimiento de la Mina Catalina Huanca, permiten aplicar este mtodo de minado y en los lugares donde se est aplicando est funcionando bien, como la Veta Piedad del Nv. 3090 (Tajo 559), donde las rocas de las cajas tienen calidad Regular B (IIIB RMR 41-50).Este mtodo de minado se utiliza por lo general en vetas angostas, donde la roca de las cajas es competente o moderadamente competente. Se remueve solamente el esponjamiento, aproximadamente el 40 % del volumen de la roca disparada, el resto se mantiene almacenado para sostener las cajas y proveer piso al sistema de perforacin.Este mtodo tiene la ventaja de ser implementado con una mnima inversin de capital, pero tiene la desventaja de que se requiere labor intensiva y es de baja productividad.

3.8.4Ciclo de minado3.8.4.1PerforacinSe perfora con perforadora Jack leg neumtica de aire comprimido a 100 psi de presin. Siendo en forma vertical y horizontal o breasting.La malla de perforacin de chimeneas alimak seccin de 2 m x 2 m tipo de roca dura, es la siguiente:

Figura N 11: Malla de perforacin en chimenea

Siendo las caractersticas como sigue:

AREA 4.00 M2

FACTOR DE CARGA 3.73 KG/m3 LONGITUD 2.00 mTALADRO CARGADOS 32.00 UND

VOLUMEN 8.00 m3

# TALADRO ALIVIOS 5.00 UND

# TALADRO totales = 37.00 UNDLeyenda de perforacin de 8 pies, se presenta a continuacin.

Tabla N 11: Leyenda de perforacin y carguo de explosivos,

3.8.4.2VoladuraLos explosivos empleados, consisten de dinamitas semexa de 65%, 60%, 45% y exadit de 45%. As tambin se usa accesorios de retardos de no elctricos fanel, mencionado en la tabla anterior.

Figura N 12: Esquema de carga de explosivo

3.8.4.3Desatado de rocasSe realiza segn al decreto supremo 055-2010-EM; artculo 220, enciso b, que a la letra dice: desatar las rocas sueltas o peligrosas antes, durante y despus de la perforacin. As mismo, antes y despus de la voladura.

3.8.4.4Carguo o limpiezaEl carguo del material de los frentes se ejecuta con pala Eimco-21 en labores de desarrollo. En cambio en labores de preparacin es con scoop, asi como en tajos de explotacin convencional. La limpieza en rampas es con scoop de 6 yd3 de capacidad.

3.8.4.5Acarreo o transporte Se usan camiones de volvo modelo N-1020, de 15 m3 de capacidad nominal, siendo el transporte mixto, en labores de desarrollo se emplean locomotoras a batera.3.8.4.6Fortificacin

Segn las labores se emplea desde cuadros de madera hasta pernos de friccin de Split set de 5 y 7 pies, hasta shotcrete de 5 cm de espesor.

3.8.4.7Servicios auxiliaresConsisten bsicamente de las tareas de apoyo logstico de instalar aire comprimido, drenaje de agua, energa elctrica, telfono, y ventilacin.

3.8.5Labores de explotacinLos tajos en produccin estn clasificados por tipo de estructura, siendo el mayor aporte el proveniente de mantos, luego los tajos en cuerpos y finalmente los tajos de vetas. Esta produccin se obtendr de los actuales y nuevos tajos de produccin ubicados desde el nivel 3140 hasta el nivel 3,000; los cuales se distribuyen por tipo de estructura y nivel de la siguiente manera: Tabla N 12: Labores de explotacin

Fuente: rea ingeniera de mina.

El aporte de mineral de Mantos ser mayor al de Vetas y Cuerpos, tal como sucedi en el 2011, y su distribucin en porcentajes ser de Mantos con 55.3 %, Cuerpos con 24.1 % y Vetas con 20.6 %.CAPTULO IV

METODOLOGA4.1ALCANCE INVESTIGACIN: Correlacional4.2TIPO DE DISEO DE INVESTIGACIN

Experimental.4.3TCNICAS4.3.1Trabajo de gabinete4.3.1.1Revisin de planosEn esta etapa de evaluacin se efectu un levantamiento de las labores accesibles de la mina por donde circula el aire, incluyendo aquellas labores de niveles donde ya no se desarrollan actividades de desarrollo ni explotacin. Ver Plano de circuito de ventilacin (Anexo N 01).4.3.1.2Clculos del volumen de aire fresco requerido por secciones mina: explotacin, preparacin, y desarrolloPara determinar el caudal de aire, se vio tambin el calor que se genera en las operaciones, lo cual se calcul con la relacin matemtica:

Dnde:

Q = pies 3 / min

q 1,2 = energa de calor BTU/ min

h = entalpia de aire BTU /lb

w = densidad del aire lb/pieEn vista que, en las labores el aire con el calor se forma vapor y es necesario conocer la energa y entalpia, esto se obtiene del baco, que se muestra en la figura N 13. En la relacin matemtica anterior h, se determina del baco.

Figura N 13:Puntos de estado: uno entrada de aire y punto 2 salida de aire.

baco para determinar propiedades psicr omtricas del aire

Figura N 14: Ilustracin para determinar la entalpia

Los clculos del aire requerido y la circulacin de aire limpio y fresco en cantidad y calidad suficientes para cubrir las necesidades de la mina, efectuados de acuerdo a los siguientes criterios:

Nmero de personal, Equipos diesel que operan en interior mina y

Cantidad de explosivos usados tanto de dinamita y anfo, se requiere 25 m/min de velocidad.

En seguida, se describen cada uno de los criterios establecidos.

A. Personal

Para determinar el requerimiento del aire fresco para el personal, se consider la guardia que cuenta con el mayor nmero de personal y segn la norma que estable el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional, D.S. N 055-2010-EM Art. 236 (d) que a la letra dice: Cuando las minas se encuentren hasta 1500 m.s.n.m., en los lugares de trabajo la cantidad mnima de aire necesaria por hombre ser de 3 m3/min.

Figura N 15: baco psicomtrico para determinar la entalpiaEn otras altitudes la cantidad de aire ser de acuerdo con la siguiente escala:

1. De 1,500 a 3,000 m.s.n.m aumentar en 40% y ser igual a 4 m3/min

2. De 3,000 a 4,000 m.s.n.m aumentar en 70% y ser igual a 5 m3/min

3. Sobre los 4,000 m.s.n.m aumentar en 100% y ser igual a 6 m3/min

Para el caso de la mina Catalina Huanca se requiere de un flujo de aire de 5 m3/minuto por trabajador, ver tabla N.

Tabla N 13: Numero de personal de mina Catalina Huanca

Luego, haciendo los clculos, se obtiene:

Caudal de aire es:Q = 5 m3/minuto* 145 personas = 725 m3/minuto/ personal

Q = 25 592 cfm. (Equivalente en pies cbicos por minuto).

B. Equipos diesel Los equipos diesel son 20 en total, ver tabla N: 14, los clculos fueron efectuados teniendo como base el factor de trabajo efectivo de cada uno de los equipos. Esta modalidad de clculo cubre las exigencias del Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional, D.S. 055-2010-EM Art. 236 (d), que en trminos generales especifica una necesidad de 3 m3/min por cada HP que desarrollen los equipos.El aire determinado para cubrir los requerimientos por equipos diesel fue establecido en 155 919 CFM (4418,52 m3 /min) distribuido de la siguiente forma:Tabla N 14: Nmero de equipos diesel de mina Catalina Huanca

Nota: el factor de conversin a CFM, es 35,2875 p3 que equivale a un metro cubico.El resumen de requerimiento de aire fresco y confort del personal a fin de lograr buena productividad, se muestra en la tabla siguiente:Tabla N 15:Resumen del requerimiento de aire fresco para mina Catalina Huanca (Produccin 1500 TMD, labores de avance: 600 mts)DESCRIPCINm/min.CFM

DATOS PRINCIPALES

1. Hp de equipos con motores diesel1 472,84

2. N de hombres/g/da145,00

3. rea promedio de labores mina (m)10,56

4. N de niveles a trabajar5

5. Velocidad mnima de flujo de aire (m/min)25

CLCULOS REALIZADOS

1. Caudal para personal a 300 mssm72525 583,4375

2. Clculo para equipo Diesel 4 418,53155 919

3. Caudal para diluir contaminantes de voladura1 32046 580

Total requerido5 143,53228 082

BALANCE DE AIRE PARA VENTILAR LA MINA

Ingreso de aire fresco por Bocamina Bolvar 144 071

Salida de aire por la chimenea Alimak 01 y 02 140 014

Requerimiento de aire para ventilar la mina181 566,47

C. Cobertura de aire actual La relacin que resulta de comparar el caudal de aire que ingresa a la mina con los requerimientos de aire determinados, resulta en una cobertura de 63,16%, con un dficit de 84 011 CFM.

De acuerdo a las fiscalizaciones del MEM (OSINERGMING) se establece como factor de seguridad un 10% ms al total del requerimiento de aire en Mina, adems J. Corimanya, sugiere de 1,5 a 2 veces ms. Ver tabla.

Tabla N 16: Cobertura de aire actual y remoliendaIngreso de aire fresco por laborCantidad CFMDiferencia de airePorcentaje de cobertura %

Bocamina Bolivar144 071--63,16

Salida de aire viciado x labor: CH Ali 01 y 02140 0144 0572,8 remolienda.

Requerimiento de aire fresco 228 08284 011100

Interpretacin de la tabla: Falta 36,84% de aire fresco insuflar a la fecha.D. Condiciones de ventilacin de las laboresEn la tabla adjunto, se muestra las velocidades en las labores.En la tabla siguiente se observa, que en la rampa 445, Tj 290, y 250; gal 894, Tj 735, Rp 522, tj 280, Rp 458, Cx 185, Tj 185 (izq) y Cx 160, la ventilacin es totalmente deficiente, por tener velocidades menores al lmite permisible por la norma nacional.

Tabla N 17: Velocidad de aire actual y caudal en las distintas labores de mina Catalina Huanca.

4.3.1.3Seccin transversal o rea del conducto

Para el diseo de del dimetro de la labor, es necesario conocer la seccin transversal del ducto, y se calcula con la siguiente ecuacin.Para el diseo del sistema, el principio bsico, es la estimacin del caudal, presin y potencia del ventilador. El caudal es calculado en funcin del volumen de contaminantes generados en el frente y los lmites permisibles de estos (TLV).

El principio bsico, no dice el caudal en galera primaria (Qt) debe ser de 1,5 a 2 veces el caudal requerido (Qo). La presin es calculada utilizando la ecuacin de Atkinson al sistema de ductos nicamente.La ecuacin de Atkinson (en Unidades Inglesa)

Donde:

HL = cada de energa

R = Resistencia del ducto E-10

Q = Caudal del ventilador

K Coeficiente de friccin E-10

Per = Permetro del duct

L = Longitud del ducto

A = rea transversal del ducto

Dando valores, de los trminos de la ecuacin, tenemos:Q = 120 000 CFMK = 60

P = 48

L = 2000 pies

A = 3.1415 pie3

R = 14.70 pulg de agua4.3.1.4Permetro y longitud del conducto.

La longitud consistente esta alrededor de 600 metros (2000 pies).

La seccin del ducto es 24 pulgadas, de donde se deduce el permetro es 96 pulgadas.

4.3.1.5Eleccin del coeficiente de friccinLa eleccin del coeficiente de friccin k, es muy importante para determinar la cada de presin por friccin, entre dos puntos de entrada y salida, por lo tenemos las siguientes ecuaciones y tabla de valores para minas metlicas a nivel del mar, que en seguida presento:

Figura N 16: Cada de friccin por presin Ecuacin de Atkinson

Donde:

hL = Cada de presin, pulg. de agua ( H2O)R = Resistencia del ducto, pulg.-min2/p6 Q = Caudal de aire, p/m; = Velocidad * reak = Factor de Friccin, lb-min2/p4 Para Unidad Internacional, cambie: K = k*1.855 E+6El coeficiente - k aumenta con la rugosidad del ducto y presencia de obstrucciones.

Tabla N 18: Valores del coeficiente k para minas metlicas

Para nuestro caso, se ha elegido k, en 60,7 lb-min2 / ft4 E-10, por ser labor de expulsin.A. Clculo de potencia y cantidad de ventiladoresLa capacidad o potencia de los ventiladores de calcula, segn la siguiente figura:

Figura N 17: Capacidad del ventilador.

Figura N 18: Potencia del motor del ventilador, segn la presin y caudal.

Figura N 19: Ejemplo numrico resultado final4.3.2Trabajo de campo4.3.2.1 Levantamientos de las laboresLos parmetros a considerar en el levantamiento de ventilacin son:

Cantidad de aire requerido para las diferentes secciones de la mina, tales como labores de explotacin, preparacin y desarrollo y otras reas donde trabaja el personal.

rea de la seccin transversal del conducto.

Permetro de la seccin transversal del conducto.

Longitud del conducto.

Coeficiente de friccin

Con los parmetros descritos se determinan la cantidad, el tamao, la capacidad y la potencia de los ventiladores, para poner en movimiento el aire requerido y dar solucin al sistema de ventilacin de la mina, empleando las siguientes expresiones:

HP =

(a)

Dnde:

HP: Potencia de motor del ventilador (HP)

H: Prdida de presin (Pulg. de agua)

Q: Caudal requerido (pie3/min)

n: Eficiencia del motor del Ventilador (tanto por uno)

Relacin de Atkinson:

(b)

Dnde:

H: Prdida de presin (Pulg. de agua)

K: Coeficiente de friccin del conducto (lb min2/pie4)P: Permetro de la seccin transversal del conducto (pie)

L: Longitud del conducto (pie)

Q: Caudal requerido (pie3/min)

A: rea de la seccin transversal del conducto (pie2)

4.3.2.2 Monitoreo del aireSon lugares donde se efecta las mediciones de: velocidad de aire, seccin transversal, temperatura ambiental, humedad relativa, muestreo de gases y la direccin del flujo de aire.Estas estaciones de control tenemos identificados en los diferentes niveles de la mina para el monitoreo de flujos de aire, de acuerdo a su importancia desde el punto de ventilacin.

La identificacin de estaciones se realiz en las labores de ingreso y salida de aire de la mina, en los puntos de bifurcacin o unin de labores de mayor significacin de corrientes de aire, en labores de captacin y descarga de ventiladores.

En cada una de las estaciones de control se efectuaron mediciones de la seccin transversal haciendo uso de un flexmetro.

De los planos topogrficos existentes se obtuvieron las distancias longitudinales de las galeras, cruceros, rampas y chimeneas de la mina, conocidos como conductos de aire. Ver tablaTabla N 19: Monitoreo de Ventilacin en las estaciones principales (agosto del 2012)

ESTLABORUBICACINT(C)%HRV(m/sg)V(m/min)Area(m2)Q(m3/min)Q(CFM)Q(m3/sg)

1Bocamina BolivarDel ingreso a 40 m.12,7836,64,04242,216,403.971,4140.249,466,2

2Cro VilmaCerca de la Rpa-04515,3354,41,68100,710,991.106,639.078,918,4

4Gal 102A 10 mts del valo11,755,32,46147,416,852.483,487.700,341,4

5Rpa V. ChapiInicio de rampa, zona de cimbra14,666,12,19131,515,602.051,272.436,034,2

6Gal EsperanzaInicio de galeria, zona de cimbra19,8630,7947,414,18672,223.736,811,2

7By Pass 890 Nv-3140A 5 mts de poza de bombeo16,276,90,116,49,2359,12.087,01,0

9Rp 970Frente a bodega Ventilacin16,1283,51,77106,118,541.967,569.480,832,8

15Gal 894A 5 mts de Tolva 86418,584,60,7343,911,29495,517.496,88,3

16Gal 894A 10 mts de la subestacin y cro 55918,8789,31,0462,612,63790,827.926,013,2

17Gal 894En la zona de cimbras20,0598,81,92115,29,161.055,237.264,217,6

19Cro 912A 20 mts de camara de lavado 91518,08791,2474,114,151.048,437.022,717,5

20Rpa 970Cerca a interseccion de Rpa 970 con Rpa 78018,0880,051,5392,019,381.782,562.949,029,7

21Rpa 780Inicio de Rampa 780 Nv-305018,8798,20,8953,517,42931,732.902,815,5

22Rpa 781Al inicio de Rampa 78119,6688,51,97118,021,232.504,688.448,041,7

23Rp-522Al inicio de Rampa 52219,4689,42,17130,320,022.609,092.136,843,5

24Entrada Gal 542 WCostado de Estacin de primeros auxilios19,87831,1468,612,32844,929.837,814,1

25Gal 542 WCerca a OP 48319,4689,41,2071,811,62834,729.475,913,9

27Cx-185A 30m de la entrada del crucero 18523,187,81,0462,312,31767,027.087,712,8

28Cx-682 WZona de cimbras16,296,61,0462,210,87676,023.871,311,3

29Cx-170Cerca a Gl-42519,6687,80,106,112,2974,92.646,41,2

30Rp-440En la Estacin de ventilacin N-302386,50,158,816,41144,45.098,22,4

PiqueFrente al ovalo esperanza17,198,10,9681,94,67382,513.506,86,4

Cx-910Acceso a Gl-910 21,03999,08544,65,833.176,1112.163,252,9

LuriganchoEntrada21,3991,76105,37,52792,327.979,013,2

Ch-Alimack 01Cabeza de CH-Alimak 01 Nv-342022,61993,04182,16,671.214,442.887,020,2

Rpa-213a 90m del ventilador de 90,000 cfm23,994,51,4586,910,25890,431.444,914,8

Cro-185Ingresando cerca al echadero-52527,392,41,1468,19,64656,423.181,110,9

Cro-560A 20m del OP-483, Nv-309025,5684,15,39323,210,383.356,0118.517,055,9

Ch-290Pie de la chimenea hacia Cro-56024,1888,32,10125,94,23532,618.807,18,9

Figura N 20: Monitoreo en estaciones de ventilacin grfico de velocidades

Figura N 21: Monitoreo en estaciones de ventilacin Grfico de caudal (m/sg)4.3.2.3 Medicin del volumen del aire con anemmetroEn 03 puntos de la seccin transversal de la labor, se toman la velocidad mxima y la velocidad mnima, es decir un total de 06 lecturas para obtener el promedio aritmtico, el cual se multiplica por el factor de calibracin del instrumento para obtener la velocidad de flujo de aire.

V = f x Vp

V : Velocidad de flujo de aire, en m/s

Vp: Velocidad promedio, en m/s

f : Factor de calibracin del instrumento

A. Mtodo de movimiento uniforme rectilneo

Se realiza empleando una bombilla y un tubo de ventilacin. Se toma un tramo del conducto de longitud conocida y se controla el tiempo de desplazamiento del polvillo que emite el tubo de ventilacin impulsado por la bombilla, y empleando la siguiente relacin se calcula la velocidad de flujo de aire:

V = d/tp

V : Velocidad de flujo de aire, en m/s

d: Longitud del conducto, en m

tp : Tiempo promedio, en s

4.3.2.4 Circuitos del aire: Alimak 01, y 02Las labores subterrneas por donde circula el aire en interior mina, estn interconectados entre s formando los circuitos de ventilacin. El sistema de ventilacin de la mina Catalina Huanca es ntegramente mecnico. Las operaciones propias de la mina estn condicionadas al funcionamiento de este sistema; ante la paralizacin del mismo, existe la necesidad de evacuar al personal de los niveles ms bajos de la mina y por consiguiente paralizar las operaciones.De acuerdo a la disposicin de las vas 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 operativa. As se identifican:Circuito de ventilacin Chimenea Alimak 01Circuito de ventilacin Chimenea Alimak 02Los cuales consisten en:

A. Circuito de ventilacin chimenea Alimak 01 El ingreso de aire viciado a este circuito es a travs de la chimenea 410, que capta el aire usado de las labores del nivel 3000 que es succionado por 01 ventilador ubicado en el collar de la chimenea 410 , este aire usado se encauza por la chimenea 523 hacia los niveles superiores y por el crucero 650 del nivel 3070 cuyo flujo es de 69,742 CFM que es aire contaminado, se encauza por labores abiertas hacia el Nv-3090, todo este aire es captado por un ventilador principal que se ha instalado en el collar de la chimenea 559 en el Nv-3140 el flujo llega a la rampa 826 en donde estn ubicadas las 2 chimeneas gemelas para luego llegar al Nv-3189 y comunicar a la chimenea Alimak 01 que llega al Nv-3420 San Martin cuyo flujo es de 35,939 CFM, se observa que existiendo una diferencia de nivel de 350 m, hay una prdida del caudal de 33 803 CFM, indicando que el dimetro de chimenea Alimak 01 es inferior.En este circuito se observa que el ingreso de aire es de un gran volumen, pero a medida que el aire comienza a salir por las diferentes chimeneas, este aire se encauza hacia otras labores y un gran volumen est recirculando (remoliendo) ocasionando acumulacin de humo en las diferentes labores.Haciendo un balance del aire que ingresa y el aire que sale por la chimenea Alimak 01 se puede establecer lo siguiente:Ingreso de aire al sistema o al circuito:79,764.85 CFM

Salida de aire por la Chimenea Alimak 01:

35,939.4 CFMAire que est recirculando en las diferentes labores:36,364.86 CFMB. Circuito de ventilacin chimenea Alimak 02El ingreso de aire a este circuito es a travs de las siguientes labores:Por el crucero 682 del nivel 3189 ingresa 17,684 CFM, que se encauza a las labores de los niveles inferiores.Por la galera 894 del nivel 3090 cuyo flujo es de 34,199.92 CFM, este aire se encauza a las diferentes labores de los niveles inferiores. Con el funcionamiento de los 02 ventiladores principales en este circuito, se concluye que por el circuito Alimak 02 est saliendo la siguiente cantidad de aire usado o contaminado, de la siguiente forma:Por el ventilador principal que est instalado en la rampa 211 est captando 89,879.5 CFM. Por el ventilador principal que est instalado en el tajeo 290 est expulsando 45,945.5 CFM (total: 135 825 CFM). El aire que captan los 02 ventiladores principales es evacuado a travs de la chimenea Allimack 02 cuyo flujo es de 135,825 CFM.El flujo de aire que llega al nivel 3420 en San Martin es de 104,075 CFM, por donde sale a superficie a travs de la boca mina y otras chimeneas que comunican a superficie.

4.3.2.5 Balance del aire de ingreso y salidaEs necesario las mediciones de los flujos de aire de ingreso y salida, donde se realiz durante el ltimo levantamiento de campo donde determinaron los siguientes resultados ver tabla adjunto

Tabla N 20:Balance del aire de ingreso y salida de Catalina Huanca

INGRESO DE AIRE

LugarFlujo (m/min)Flujo (pies/min)

Nivel "3189". Bocamina Bolvar4,079.6144,071

TOTAL4,079.6144,071

SALIDA DE AIRE

LugarFlujo (m/min)Flujo (pies/min)

Chimenea Alimak 011,017.735,939,5

Chimenea Alimak 022,947.1135,825

TOTAL3,964.8171 764,5

La va principal de ingreso de aire fresco a la mina es la bocamina Bolvar en el Nivel 3189.

Las chimeneas de ventilacin Alimak N 01, 02 en San Martin constituyen las vas principales de salida de aire usado de la mina.

4.3.2.6 Diseo de dimetro de chimenea de ventilacinSe realiza empleando la frmula para el diseo econmico de pozos o chimeneas, que en teora el dimetro es calculado minimizando una funcin de costos. En la prctica, este parmetro se determina por la maquinaria disponible. Si bien el costo de capital puede ser obtenido de contratistas el costo de operacin es estimado generalmente. La siguiente ecuacin es usada:Dimetro ptimo, D:

(pies)Donde (dimensiones en UI):

Co = C. operacin, $/hp/ao

K = Constante de friccin

L = Longitud fsica

Le = Longitud equivalenteQ = Caudal de Aire

n = Eficiencia total

Cc = Costo de capital/ao

Ce = C, excavacin, p/ao

Cc es calculado en funcin de inters y tiempo (i, n)

Detalle de costos:Cc = G. de capital

Co = C de operacin

Ct = Costo total 4.4INSTRUMENTOS: DS N 055-2010- EM Captulo III Chimeneas y capitulo IV Ventilacin

A. CHIMENEAS

Artculo 234.- En la preparacin de chimeneas con maquinarias especiales deber cumplirse los aspectos tcnicos establecidos en los respectivos manuales de operacin.

Artculo 235.- Considerando los dos tipos de construccin de chimeneas de gran dimensin: una con piloto descendente y rimado ascendente y la otra de construccin ascendente usando plataforma y jaula de seguridad; se tendr especial cuidado en el control de riesgos de los siguientes puntos:

1. La cmara de mquinas, el refugio de la plataforma de perforacin y la zona de carguo debern ser recintos con sostenimiento natural en arco o con sostenimiento de acuerdo al estudio geomecnico. La ventilacin en los espacios indicados deber cumplir con el estndar de velocidad del aire de veinte (20) metros por minuto con una cantidad de aire establecido en el literal e) del artculo 236 del presente reglamento.

2. El ingeniero supervisor, en funcin al diseo, debe asegurarse de la construccin de un espacio que permita cargar el material rimado, utilizando cargador y camiones de bajo perfil. El diseo debe considerar un espacio adicional para depositar la pia rimadora en espera, listo para casos de mantenimiento, reparacin o emergencia.

3. Se realizar monitoreos de presencia de polvo, gases y oxgeno en el ambiente de trabajo.

4. En la parte mecnica, el mantenimiento de las leonas y su correcto uso ser inspeccionado diariamente, quedando registrada dicha inspeccin por el supervisor tcnico del rea. Una leona trancada deber liberarse siguiendo las tcnicas recomendadas por el fabricante y siempre con intervencin de un mecnico, de ser el caso.

5. El personal no deber ingresar a esta chimenea despus del disparo ni despus de uno o ms das de estar paralizada, sin autorizacin escrita del supervisor. La autorizacin del ingreso s