ATMSFERA DE MINASComposicin del aire de MinasLa composicin del aire atmosfrico seco es:Nitrgeno 78.08 % segn volumenOxgeno 20.95Anhdrido Carbnico 0.03Argn 0.93Otros gases 0.01El 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 pasarporunamina, lacomposicindel airecambia: lacantidaddeoxgenodisminuye, ladel Anhdrido Carbnico aumenta; adems, se agregan al aire se gases (CH4, H2S, SO2, CO, H), vapores y polvo. 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 pude 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 combustiny respiracin.Las principales causas de disminucin del oxgeno en el aire de mina son: o Proceso de oxidacin lenta de la materia orgnica (madera de mina, combustibles, roca)o Desprendimiento de gases por los carbones y las rocaso Explosiones de gris y de polvoo Incendioso Respiracin de las personaso Combustin de las lmparas y motores.La disminucin del contenido de oxigeno hasta un 17% provoca disneay palpitacin. El descenso por debajo 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 no sabor; de peso especfico 0,97; qumicamente inerte. Es prescindible 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:o Putrefaccin de sustancias orgnicas.o Trabajos con explosivos.1o Desprendimientodenitrgenodelas rocas ylos carbones (el griscontienehasta40%de Nitrogeno).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; con 10%, puede producir estado de coma y con 20 a 25 %, la muerte en algunos segundos. En pequeas cantidades estimula la respiracin.Los mineros experimentados reconocenlapresenciadeCO2por ladificultaddelarespiracin, 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:o Hulleras subterrneas durante la putrefaccin de la madera de mina.o Oxidacin lenta del carbonoo Descomposicin de rocas carbonatadas por la accin de las aguas cidaso Explosiones de gris y polvo de carbn.o Incendios subterrneos.o Trabajos con explosivos.o Respiracin de las personas.o Combustin de motores, etc.En minas bien ventiladas, el contenido de anhdrido carbnico en lugares de trabajo no deben sobrepasar de 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 CO2se 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.Oxido de carbono (CO):Es un gas sin tiene sabor, color ni olor, es poco soluble en agua, txico, con peso especfico 0,97, combustible, explota cuando su contenido en el aire es de 13 a 75 %.La venenosidad de CO se debe a la propiedad de la hemoglobina de la sangre al unirse con l, de 250 a 300 veces mas rpidamente que con el oxgeno. El trabajo prolongado de las personas en atmsfera que contiene 0,01% de CO, provoca una enfermedad crnica grave.El contenido de 0,4 % de CO en la atmsfera se considera mortalmente peligroso, y el contenido del 1% de CO provoca en 1 2 minutos la muerte.El nico mtodo para salvar a una persona cada en sincope por CO, consiste llevarla cuanto ante al aire puro y aplicarle respiracin artificial con oxgeno puro con 5 a 10 % de CO2, colocarle inyecciones cardacas, si el pulso es dbil. En casos muy graves se colocan inyecciones intravenosas subcutneas.El xido de carbono se forma en las minas durante:o Las pega de los barrenos.o Los incendios subterrneos.2o Explosiones de gris y particularmente de polvo de carbono.o Con la combustin de motores mal regulados.o La cantidad de CO, que se forma durante la pega de barrenos, depende de muchos factores: de la composicin del explosivo, del mtodo de pega, si la explosin es completa, del medio en que se realiza la voladura.o Para los clculos se admite que 1 kg de explosivo en condiciones mineras produce 40 litros de oxido de carbono condicional (oxido de carbono ms cido ntrico recalculado).o Los gases de escape de automviles contienen de 3,5 a 7% de CO, segn su volumen.o El oxido de carbono puede ser detectado en el aire por diversos mtodos: o Anlisis qumico de la muestra del aire minero, o Indicadores colormetros, o Indicadores trmicos,o Mediante pequeos animales (ratones y canarios). Concentracin de CO en el aire,% segn volumen Comportamiento de los canarios0,1 a 0,12 Efectos visibles entre 30 a 230 min.0,14 a 0,16Inseguros de 4 a 7 min, enfermos de 5 a 12 min, muertos de 18 a 13 min.0,2 a 0,24Inseguros en 1,8 a 2,5 min, enfermos en 3 a 6 min, muertos en 2,8 a 13 min. Un ave muri despus de 40 min de exposicin.Entre los reactivos que se usan en minera para la determinacin de CO estn: el cloruro de paladio PdCl2 y el pentxido de yodo.Indicador calormetro de paladio (URSS), consta de un recipiente de vidrio con un tubo lleno de una sustancia para absorber todos los gases activos del aire, menos CO. Dentro del recipiente se encuentra papel humedecido por una solucin de cloruro de paladio. Al apretar el bulbo aspirador, el aire entra en el aparato y, si ste contiene xido de carbono, el papel ennegrece por precipitacin del paladio metlico segn la siguiente reaccin:PbCl2 + H2O + COPb + 2HCl + CO2 El lmite inferior de medicin es 0,1% de CO.Detectores calormetros de pentxido de yodo: La accin de estos detectores se basa en la propiedad del xido de carbono de descomponer el pentxido de yodo I2O5+ 5CO I2+ 5 CO2. El yodo colorea la sustancia embebida por pentxido de yodo de verde azulado.Los pequeos tubos con reactivos estn soldados en ambos extremos. Antes de ensayar el aire sobre CO, se cortan los extremos soldados en tubito, ste se coloca en el detector y mediante el aspirador se hace pasar el aire.El campo de utilizacin del detector es: 0,1 a 1% de CO; su lmite inferior de sensibilidad es 0,05%.3Detectores trmicos de xido de carbono: el principio de funcionamiento de estos detectores se basa en la medicin del efecto trmico de la reaccin de xido de carbono en bixido de carbono en precensia de hopcalita.Partes:1, bomba de mano2, recipiente3, filtro de polvo4,5,6, columnas con carbogel7 cmara de reaccin con hopcalita y termobateras8, columnas de salida con carbogel9, rotmetro para la determinacin de la velocidad del aire10, galvanmetroLa duracin de la medicin es de 5 minutos.El aparato permite de 50 a 60 operaciones sin recargarlo.cido sulfhdrico (H2S): Es un gas sin color, con fuerte olor a huevo podrido y gusto azucarado; su peso especfico es de 1,19 y arde cuando su concentracin alcanza 6 % y forma mezcla explosiva. Es muy soluble en agua.Es fuertemente venenoso, irrita la mucosa de los ojos y de los conductos respiratorio y ataca el sistema nervioso el envenenamiento se produce en media hora, con el contenido de 0,05% de cido sulfhdrico, y con 0,1 % rpidamente prodece la muerte.El H2S es mucho mas txico que el CO, dos de sus propiedades lo hacen menos peligroso, los accidentes con cido sulfhdrico se presentan muy raramente. La primera es su olor caracterstico, inmediatamente reconocible. Lasegunda, quelavctimaretiradaatiemposereponerpidamenteal airelibre, sin conservar rastros de envenenamiento ni alteraciones en sangre.Pero el sentido del olor no puede ser considerado como un medio de deteccin, ya que despus de 1 a 2 inhalaciones los nervios olfativos se paralizan, y el olor del cido no puede ser detectado. EnlaArgentinael cidosulfhdricoseencuentraengrancantidadenlas minas dedeterminados minerales como la asfaltita. Las fuentes de formacin de cido sulfhdrico son: o putrefaccin de materia orgnica, o descomposicin de minerales, o desprendimiento de las grietas (minas de sal, de asfaltita, etc), o detonacin de barrenos (particularmente con combustin incompleta del explosivo, mecha, etc); o a veces acompaa al metano. Comoindicador cidosulfhdricopuedeutilizarseel papel impregnadoenacetatodeplomo, que ennegrece con las menores trazas de ste gas.Anhdrido sulfuroso SO2: gas incoloro, sofocante, con fuerte olor sulfuroso, inflamable, muy pesado, de peso especfico de 2,26. Se disuelve muy fcilmente en agua.4Es muy venenoso, ya que concentraciones en el aire de 0,001% ataca a las mucosas y con 0,05% es peligroso para la vida.El anhdrido sulfuroso se forma por:o combustin de cabones con fuerte contenido de azufre,o durante la dinamitacin de ciertos minerales sulfurosos,o por desprendimiento de carbn y rocas con cido sulfhdrico.Comnmente se encuentra en cantidad insignificante en el aire de mina. Oxidodenitrgeno:Estegasseformaenlasminasentrabajoconexplosivos, particularmenteen explosiones incompletas de dinamitas. Tambin son componente de los gases de escapes de mquinas diesel y gasolina. La composicin de xido de nitrgeno depende de las condiciones de su formacin, temperatura y humedad.Los vapores de xido de nitrgeno son muy txicos. Estos se disuelven en la humedad de los pulmones, formandocidontricoynitroso, quecorroenlas vasrespiratorias, ylarespiracindecantidades pequeas puede provocar la muerte. Una particularidad muy engaosa de accin del cido de nitrgeno sobre los pulmones humanos es que la intoxicacin aparece despus de cierto tiempo.Como indicador de xido de nitrgeno puede servir el papel humedecido con soluciones de almidn y yoduro de potasio, que se colorea en azul con la presencia en el aire de este xido.Gas de compresores: Forman parte de este gas CO, CH4. Se forman en compresores por descomposicin del aceite lubricante y llegan con el aire comprimido a los frentes de trabajos, y amenazan con la muerte a los mineros.Las medidas de precaucin contra la contaminacin del aire comprimido son:o Utilizar como lubricante nicamente aceites minerales con alto punto de inflamacin o Control del sistema de refrigeracin o Purgar los recipientes de compresores de los aceites acumulados en cada parada del compresor.Hidrgeno H2: Gas sin olor, ni sabor, es muy liviano de peso especfico 0,07; fisiolgicamente inocuo, mas inflamable que el gris. El hidrgeno acompaa en las hulleras al CH4. Vapor de mercurio: Excesivamente pesado, se elimina nicamente por intensa ventilacin. El polvo de cinabrio, igualmente,es un vehculo peligroso de mercurio. La permanencia en minas de mercurio es particularmente insalubre. Conviene alternar para los mineros el trabajo subterrneo con el de agricultura, lo que no siempre es de agrado para los mineros.Vapores de mercurio: excesivamente pesado, se elimina nicamente por intensa ventilacin. El polvo de cinabrio es un vehculo peligroso de mercurio.

Radn:En ciertos filones metalferos, particularmente en las minas de uranio, por transformacin del uranio en plomo, formndose as este gas muy radiactivo. Este gas se mueve con el aire yse acumula con frecuencia en el techo, particularmente cerca de los afloramientos. Su respiracin duradera provoca una enfermedadconocida como enfermedad de mineros de Schneeberg, una especie de cncer de los pulmones muy temible. El reconocimiento de radn se hace con contadores Geiger, bien conocidos. El minero puede ser protegido de radn solo por una buena ventilacin.5Tetraclururo de silicio SiCl4: Es otro gas que puede encontrarse en las minas metalferas, sobre todo en los cuerpos plutnicos jvenes, ricos en pegmatitas. Su accin es muy nefasta, ya que acelera el mal por silicosis, si la ventilacin es insuficiente.Metano CH4:es una de las impurezas ms peligrosas en la atmsfera de minas, por su propiedad de formar mezclas explosivas con el aire. Las explosiones de metano han sido la causa de muerte en masa de centenares de los mineros a la vez.Debidoasupocareactividadqumicaatemperaturanormal, quedahastaahoracomonicamedida practica para la eliminacin la buena ventilacin.Composicin del gris: El gris es casi sinnimo del metano, del que contiene un promedio de 955, con impureza con anhdrido carbnico, nitrgeno y a veces de hidrgeno, etano, cido sulfhdrico, y xido de carbono.La parte combustible del gris casi siempre est representada por metano puro. Ms ricas en metano son lasmuestrasrecolectadasdelosbarrenosenel carbn, queavecescontienen99,9%demetano. El Hidrgeno y el etano son componentes relativamente raros del gris en minas de carbn; su contenido no sobrepasa el 1 - 4 %. nicamente en hulleras situadas por arriba de los mantos petrolferos y en minas de potasa que a veces contiene ms de 10 % de etano.El contenido de anhdrido carbnico en el gris comnmente es menor de 1%, y no sobrepasa de 5%, el de nitrgeno vara entre 0,2% a 30%. El xido de carbono ha sido encontrado en cantidad de 0,1 a 1%.La presencia de hidrocarburos superiores y de hidrgeno, en el gris, aumenta su explosividad, debido al punto de inflamacin ms bajos de estos gases.GrisFormacin del metano:La formacin del gris en los yacimientos de carbn es contempornea de la hulla. El proceso de carbonizacin consta de dos fases: en la primera se desarrollan CO2 y H2O y en la segunda CH4, bajo continuo enriquecimiento con C.Elgrisavecesseformaporlaputrefaccin de madera viejadebidaa su fermentacin. El grisse encuentra en mantos de carbn y rocas vecinas, en dos formas: en estado libre, en grietas y poros, y en estado combinado. El gas puede ser adsorbido en la superficie de la masa del carbn (unin fsica) y absorbido por difusin en la masa del carbn (solucin slida con el C).El gas adsorbido fcilmente se desprende con la disminucin de la presin y el aumento de la temperatura del medio en que se encuentra.Desprendimientonormal del gris:Algunosmantosdecarbnnodesprendengris, loqueesuna ventaja durante la explotacin desde el punto de vista de seguridad; pero la mayora de las minas de carbn si desprenden gris. Se pueden diferenciar tres tipos de desprendimiento del gris:1. Normal: Por poros invisibles al ojo y grietas en el carbn y en las rocas vecinas, desde toda la superficie abierta, el cual es continuo, lento y duradero.2. Por flujos de grietas visibles al ojo, que es de duracin variable3. Desprendimiento instantneo de metano o tambin de anhdrido carbnico, caractersticos por su brusquedad y su violencia.6El desprendimientonormal comnmenteseacompaapor uncrujidopeculiar, cantodemineros franceses, que se debe a la gran velocidad de la separacin del gris, al arranque de pequeas partculas de carbn y al agrietamiento del mismo.Los principales factores que influye sobre el contenido de gas m3/t en mantos de carbn son:1. Composicin qumica del carbn, que a su vez depende del estado de metamorfismo del carbn. Los lignitos terciarios generalmente tienen poco gris. De los carbones negros frecuentemente los mas rico en gas son los mantos de antracita.2. La porosidad del carbn y de la rocas vecinas.3. El nivel estratigrfico. Loshorizontes masancianogeneralmentesonmasgasferos quelos horizontes mas recientes.4. La profundidad. Las minas profundas tienen mas gas que las otras.5. La influencia tectnica. Las fallas, y especialmente las inversas, los pliegues volcados, los domos y en general todos aquellos puntos donde los mantos son laminados o triturados, estn siempre sujetos a desprendimientos de gas.6. Las grietas acuferas. La presencia de red de grietas acuferas, a pesar de la poca solubilidad de metano en el agua,con eltiempo drena el gas de las rocas y mantos, y hace los yacimientos menos gaseosos.7. El contenido de gas en las rocas vecinas.Control del gris:Los reglamentos de seguridad prescriben una serie de medidas de control del gris. Por ejemplo los principales artculos del reglamentode seguridadfrancs en vigencia (decreto del 4 de mayo de 1952, modificado el 10 de mayo de 1955) son:Art. 176 Medicin mensual de caudales de aire.Art. 177 vista de laboreos y de puntos sospechosos con una lmpara de llama o grismetro antes de la llegada de los obreros.Art. 1178 Examen grisuscpico 2 veces por turno todas las labores.Art. 179 Examen grisuscpico diario del retorno de aire; anlisis de control, una vez al mes.Medidas contra las formacin de gris en las labores subterrneasComo nico mtodo efectivo de combatir la acumulacin del gris es una buena ventilacin, todas las medidas deben ser dirigidas a resguardar su mxima seguridad y eficiencia.1. Segn reglamento de seguridad, la ventilacin de minas debe ser echa mediante ventiladores, y no por tironatural. Encasodeparodel ventilador, los obreros debenser retirados deforma inmediata,y la corriente elctrica debe ser desconectada.2. Divisin de la mina en secciones independientes ventiladas por corrientes parciales, con retorno de aire separado por cada seccin.3. Utilizacin del esquema ascendente de ventilacin para las labores de arranque ascendente, con el ngulo de inclinacin mayor a 10.4. La ventilacin en el frente debe realizarse por una corriente intensa, y no por cuenta de difusin.5. Utilizacin de la ventilacin aspirante de la mina, salvo para el primer nivel, y de ventiladores auxiliares impelentes para labores ciegas.6. Reduccin al mnimo de topes ciegos ascendente.77. Proyectar suficientemente ancha, con aberturas equivalentes no menores a 1,5m2, y la depresin no mayor de 150 a 300 mm.8. Utilizacin de la ventilacin diagonal.9. Ventilacin de las labores preparatorias, dentro de lo posible, por cuenta de la depresin de la mina.10. Disposicin de frente de arranque de subniveles, con avance de frente inferior.Medidas contra la inflamacin de gas acumulado1. Prohibicin de fuego abierto, llevar fsforo y fumar en las labores subterrneas.2. Utilizacin para el alumbrado de labores de lmparas de seguridad de acumuladores.3. Utilizacin para la medicin del gris de lmparas de seguridad con bencina o indicadores de gas apropiado.4. La menor utilizacin posible de explosivos.5. Utilizar nicamente explosivo de seguridad, de electro - detonadores de accin instantnea y de medios de detonacin autorizados.6. Utilizacin de buen retaco interior, de un material no inflamable (arcilla, arena, etc.), cuyo largo debe ser no menor de la mitad del barreno. Largo mnimo de barreno: 65cm.7. Ejecucin de la pega de terrenos nicamente con concentraciones de metano menor al 1% en el frente, y a distancia de 20m. de el.8. Evitar el mayor calor de frotamiento en canales oscilantes, cintas transportadoras, etc.9. Cumplimiento de medidas preventivas en la utilizacin de la corriente elctrica.10. Reemplazodelaenergaelctricapor neumtica, cuandoexistefuertes desprendimientosde gris.Polvo de minaEl polvo de mina es un conjunto de finas partculas minerales suspendidas en el aire de la atmsfera de minas o asentadas sobre las paredes, el piso y el techo de las labores mineras.El aire con polvo forma un sistema disperso denominado aerosol de polvo. El polvo asentado constituye aerogel de polvo.La aptitud de las partculas de polvo de quedarse suspendidas en el aire un tiempo ms o menoslargo depende de la finura del polvo, de su forma, peso especfico y tambin de la velocidad de movimiento del aire, de su humedad y temperaturaLa duracin de la suspensin de una partcula de polvo en el aire inmvilse determina bsicamente por interaccin de dos fuerzas: la gravedad de la partcula y la resistencia del aire. Bajo la accin de la fuerza degravedad, lavelocidaddecadadelaspartculasaumenta; al mismotiempo, crecelafuerzade resistencia del aire. La partcula de 10 mcae, desde cierto momento, con velocidad constante v, cuyo valor se determina por la ley de Stokes.( ) 9g r 2v12Donde:r = radio de la partcula, en cm; = peso especfico de la partcula gr/cm381 = peso especfico del aire gr/cm3g= aceleracin de la gravedad 981 cm/seg2 = viscosidad del aire inmvil a 21 = 1,81.10-4 poises Se puede omitir el peso especfico del aire puesto que es muy pequeo comparado son el de la partcula. Colocando en la formula anterior los valores de v y , tenemos: v = 1,2.106 r2 Accin del polvo sobre la saludEl contenido de polvo en el aire se expresa: gravimtricamente (en miligramos de polvo por 1 m3, o numricamente) por el nmero de partculas por 1 cm3. En el caso de polvo no txico, el aire se consideraContenido de Polvo Estado del Aire1 mg/m3 Poco contaminado5 mg/m3 Moderadamente contaminado10 mg/m3 Contaminado20 mg/m3 Muy contaminado100 mg/m3 Excesivamente contaminadoEl aire siempre contiene en suspensin partculas de polvo. A veces en las ciudades, el aire contiene hasta 50.000 200.000partculas por cm3.En las minas en explotacin, el contenido de polvo suspendido en el aire oscila mucho segn el lugar desde algunos miligramos hasta algunoscentenares de miligramos por m3, alcanzando algunas veces en algunos lugares (en frente de arranque de carbn durante la roza, en chimeneas despus de la pega de barrenos) algunos gramos (5 - 15) por m3. Se distinguenlos siguientes tipos de polvo:1. Polvo mineral no txico 2. Polvo mineral txico, con mineral de mercurio, plomo, cobre, arsnico, etc.3. Polvo de carbnHasta el polvo no txico, contenido en el aire en importantes cantidad, es nocivo, ya que irrita las vas respiratorias ylosojos, atacalospulmones ydesorganizalas funciones del organismohumanoen conjunto, provocando la enfermedad denominada neumoconiosis. Segn la variedad de polvo, se diferencian:o La silicosis: forma ms distribuida y muy peligrosa neumoconiosis.o La silicatosis: se provoca por la aspiracinde silicatos (asbesto, etc)o La antracosis: se debe a la aspiracin del polvo de carbn o La antraco-silicosis: se produce por consecuencia de la accin natural de polvo de carbn y de slice.o La silico-tuberculosis: silicosis complicada por tuberculosis.El procesodeaccinpatolgicadel polvoderocasqueentranenlospulmones(alvolos) esmuy complejo y asta el presente est poco aclarado. La teora de la solubilidad, mas conocida actualmente que explicalaproduccindeestaenfermedadporladisolucinlentaenel lquidodelostejidosdelos 9pulmones del las partcula de slice que entran all a su transformacinparcial en cido silcicoH2CO3 activo que actan qumicamente sobre los tejidos de los pulmones.El dedefensadelospulmones contralos cuerposextraosloconstituyenlosfagocitosoclulas devoradoras, cuya funcin es envolver los cuerpos extraos y transportarlos por caminos linftico. Estos se producen con el polvo no peligroso, mientras la calidad del aire aspirado no sobrepasa la posibilidad de defensa de lo fagocitos.Conel polvodestructor delospulmones(gangacuarzosademinasmetalferas, material silceode hulleras) la defensa mediante fagocitos raramente es suficiente. Se observ con frecuencia no pueden resistir y mueren, dejando libre las partculas encerradas por ellos, las que son encerada de nuevo por otros fagocitos, los que tambin mueren.La enfermedad se desarrolla progresivamente en tres grados. Los indicios del primer grado son: malestar general, ahogo en el trabajo, leve tos seca.El segundo grado se caracteriza por frecuente dolor en el pecho, respiracin netamente disminuida, tos seca hmeda, visible disminucin de la capacidad de trabajo.En eltercergradoaparecealgohastaen estado de tranquilidad, tos con esputos, dolores en el trax, prdida total de la capacidad de trabajo.Para la enfermedad de silicosis senecesitan cuatro condiciones bsicas:1. Concentracin del polvo, que influye en la cantidad del polvo aspirado.2. Tamao y forma de los granos del polvo, as como su composicin mineralgica, es decir, si en el polvoaspirado existen minerales nocivos para los pulmones - puro o en forma de mezcla,en porcentaje que pueda originar la silicosis.3. Tiempo de estada en el aire contaminado por el polvo, es decir - la duracin de la exposicin del hombre a una mezcla dada de polvo, con bajas o altas concentraciones, con un porcentaje bajo o alto de mineral nocivo para los pulmones.4. Constitucinfsica dela persona. Por ella se entiendehasta que gradoel cuerpoest en condiciones de desarrollar la fuerza de defensas, en base a la capacidad de funcionamiento de sus rganos internos.Fuentes de polvo El polvo se forma en la s minas principalmente durante: perforaciones, rozaneumoconiosis. y arranque del carbn, trabajo con explosivos, carga y trasbordo de minerales y de carbn, su transporte, clasificacin seca y beneficio seco.Medidas contra el polvo Uno de los ms importantes problemas de saneamiento de las condiciones de trabajo en las minas lo constituyen las medidas contra el polvo. Las medidas tcnicas contra el polvo son:1. Ventilacin activas de las labores subterrneas2. Perforacin de barreno con inyeccin.3. Utilizacin para la perforacin nicamente de agua limpia.4. Perforacin con empleo con humectantes.5. Captacin de polvo en seco.6. Mojadodelasparedesantesydespus de la dinamizacin y del material por cargar antes y durante la carga107. Pulverizacin de agua en lugares de formacin de polvo8. Roza hmeda.9. Inyeccin de agua en el macizo de carbn10. Aspiracin de polvo en lugares de gran formacin.11. Utilizacindelos mtodos dearranques enmasaypor hundimientoenmasadel mtodo hidrulico de arranque de carbn; disminucin de los trabajos preparatorios.12. Introduccin de agua, filtros elctricos, asentamiento de polvo por aerosoles.13. Defensa individual mediante utilizacin de mascaras antipolvo.El resultado satisfactorio de la lucha contra el polvo de mina se obtiene nicamente por el cumplimiento conjunto de las medidas indicadas.Ventilacin Activa Laventilacin adecuada de las labores subterrneas, conjuntamente con la utilizacin de otros medios de eliminacin de polvo, permite rebajar bastante la contaminacin del aire en los frentes activos, as como tambin en toda la mina.Entodaslaspartesdelaminadondeestoesfactible, el airecontaminadodebeserdirigidoporlas secciones inactivas de las minas.Para el transporte de polvo es suficiente una velocidad del aire del orden de 0,25 a 0,3 m/seg., pero con fuerte formacin de polvo se necesitan velocidades mayores de 2 a 3 m/seg. y ms. El polvo levantado por la corriente de aire, segn Patterson, est formado ms bien degrandes partculas que de pequeas. Las pequeas partculas se retienen mas frecuentemente por la fuerza de cohesin hacia la superficie sobre la que se han asentado.Control de polvoEl control ambiental de las minas consiste en la determinacin del contenido cuantitativo del polvo en la atmsfera de la minas durante la ejecucin de las diversas operaciones de produccin, y en la determinacin peridica de la composicin mineralgica y dispersa del polvo de mina. Losprincipales mtodos para la determinacin del contenido del polvo son dos: ponderal o gravimtrico y numrico.Clima subterrneoEn los comienzos de la minera, cuando los trabajos subterrneos no alcanzaban las grandes profundidades de ahora, el clima de las minas tena un papel reducido. Pero actualmente, teniendo en cuenta que hay minas que trabajan a grandes profundidades (ms de 2000 metros), casi todos los pases que son grandes productores mineros, se ocupan de este problema. La temperatura del aire, en las labores subterrneas, depende de un gran nmero de factores, de los cuales los ms importantes son:1. Temperatura del aire exterior.2. Calentamiento del aire por la compresin, durante el descenso a la mina3. Temperatura de las rocas y agua calientes.114. Diversos procesos exotrmicos, particularmente de oxidacin, y procesos endotrmicos, particularmente de evaporacin de agua.5. Intensidad de la ventilacin.6. Otros factores.Influencia de la temperatura del aire exteriorLa temperatura que entra en la mina oscila con el tiempo. En verano, entra aire caliente; en invierno, fro. La variacin anual de la temperatura del aire exterior depende de las condiciones climticas de la regin. Segn Voropaev esta puede ser representada en forma general como una oscilacin armnica:Z2cos T T0 + T = temperatura de aire exterior en el momento dado, CT0 = temperatura media del ao, C = duracin desde comienzo de la onda, cuando la temperatura es igual a: T0 + Z = 365 das - perodo de oscilacinEn la mayora de las minas, el aire que entra desde la superficie, en el perodo fro del ao, se calienta hasta +2 para proteger el orificio del pozo de su congelacin.Influencia del calor de compresin El calentamiento del aire durante su descenso en las minas se debe a su compresin. La condicin de equilibrio del aire que se encuentra nicamente bajo la accin de las fuerzas verticales.Influencia de la temperatura de las rocaDe la temperatura de las rocas depende cmo se calienta el aire durante su camino por la mina.Latemperaturadelasrocasdelasprimerasdecenas demetros, segn laverticaldesdela superficie terrestre, se cambia durante el ao en relacin con la temperatura del aire en la superficie, y despus, al alcanzar la capa neutral de temperatura constante (aproximadamente de 20 40 metros en las latitudes medias), queda todo el ao igual.Aprofundidadesmayoreslatemperaturadelasrocassube. El aumentosecaracterizapor el grado geotrmico (profundidad en metros correspondiente al aumento de temperatura en un grado). El valor inversodel gradogeotrmicoesel gradiente geotrmico (temperatura correspondientealaumento de profundidad por un metro).Influencia de los procesos qumicosA stos pertenecen las oxidaciones de toda clase (carbn, pirita, putrefaccin de la madera, etc).12Influencia de la evaporacin del aguaEntre los procesos endotrmicos, que compensan la elevacin de la temperatura en los procesos exotrmico de oxidacin de carbn, el ms importante es la evaporacin de agua. Para la evaporacin de un gramo de agua cuya temperatura es igual a + 15, se necesitan 0,589 kcal.Si el calor de evaporacin se restan del aire vecino, este se enfra 2.Pero este tipo de enfriamiento no es deseable de ninguna manera, ya que a consecuencia del aumento de la humedad relativa, las condiciones mineras pueden hacerse insoportable.Influencia de la velocidad del aire La velocidad del aire es tambin de gran importancia en las condiciones climticas del interior de la mina. Un obrero no se siente bien en el aire tranquilo, sin movimiento, ya que el calor producido en su cuerpo por el trabajo no se elimina bien desde su piel al medio exterior. Su rendimiento aumenta con el aumento de la velocidad del aire, pero, no en forma lineal, ya que el aumento de velocidad del aire por arriba de 5 m/seg. no tiene influencia practica. Actualmente, en los frentes de arranques profundos con refrigeracin, la velocidad del aire es de 2 m/seg. Si embargoel alivioobtenidoporel aumentodelavelocidaddel aireesta, adems, limitadoporel aumento de temperatura, cuyo lmite es la temperatura de la piel.Influencia de otros factores Adems de los principales procesos trmicos, las labores mineras reciben calor de una serie de factores, tales comotrabajos conexplosivos, caeras deairecomprimido, presindelos terrenos, motores elctricos, combustin en los diesel, efectos de la respiracin, etc.El aumento de temperatura en el frente de arranque se debe a que el carbn arrancado, cuya temperatura dependenicamentedel gradogeotrmico, pasasus caloras al airems fresco. Enlos frentes de hundimiento, el fenmeno de aumento de la temperatura es todava ms visible que en los frentes con rellenos, por que el aire debe no solamente enfriar el carbono, sino tambin las rocas derrumbadas.Por fin, enlos retornos deairesituados aniveles ms elevados, latemperaturadisminuyepor la descompresin del aire, y tambin por los terrenos son ms fros.Lainfluenciadelasaguastermalesesparticularmentedesfavorablesobreel climadelasminas. El trabajo se tornainaguantable, lo que puede causar su cierre.VENTILACIN DE MINASPropiedades Fsicas del AirePropiedades fsicas del aireEl aire de minas, que es una mezcla de gases y de vapor de agua, se acerca a los gases perfectos por sus propiedades fsicas.13Parmetros bsicos del aireDensidad: es la cantidad de masa de aire contenida en unidad de volumen:V * gGVM Donde:G peso (kg)g Aceleracin de la gravedad (m/seg2)M Masa (kg.)V Volumen (m3)Peso especifico: es el peso del aire en unidad de volumen. En ventilacin de minas se utiliza el peso especificostandard30/ 2 , 1 m kg quees el pesode1m3deaire, conunapresinde1atm. a temperatura de 15 y humedad de 60%.VG Volumen Especifico: el volumen v en m3 ocupado por 1kg. De aire a presin y temperaturas dadas.1VPresin:seexpresaenatmsferasabsolutaso en tcnicas. Poruna atmsferaabsoluta se entiendela presin p0=1,0333 kg/cm2 de una columna de 760 mm. de mercurio a 0 al nivel del mar. Con el cambio de la altura sobre el nivel del mar y de la temperatura, la presin p cambia de la manera siguiente:t 067 . 0 4 . 18ap log p log0 Donde:P0760 milmetros de Hg, presin a nivel del mara altura sobre el nivel del marp presin en la altura at temperatura media del aire entre el nivel del mar y el punto considerado.Comoenlaventilacinenminas, laspresionessonmuypequeas, estas semidenenkg/m2oen milmetros de agua, que numricamente son iguales.En la tcnica para facilitar los clculos se utiliza la atmsfera tcnica o mtrica, igual a 1kg/cm2 = 10 m de agua = 737,5 mm de mercurio.Temperatura: Se expresa en grados Celsius. Por temperatura normal en la ventilacin de minas se toman 15.273 t T + 14Calor especifico: c es la cantidad de calor, en caloras, que se necesita para calentar 1kg. de gas de 0 a 1.( )1 2t t c G W Para calentar G kg. de gas de la temperatura t1 a t2 se necesitan W caloras.Viscosidad: el la resistencia del aire a los esfuerzos tangenciales. En los clculos de ventilacin, se utiliza el coeficiente cinemtica de viscosidad m2/seg. Para el aire a t = 15, = 1,44.10-5.Leyes Bsicas para el aireLey de Boyle: A temperatura constante T, los pesos especficos de gas estn en razn directa de las presiones absolutas p y en razn inversa de los volmenes v.122121vvpp Ley de Gay Lussac: A una misma presin, la relacin de volumen a temperatura absoluta es constante:122121TTVV Otras leyes importantes que mencionaremos son, la ley de Dalton y la ley de los gases perfectos, que no explicaremosahora. Dondesiprofundizaremosesenlahumedaddelaire, untemaimportanteenla ventilacin:Humedad del Aire: El aire siempre tiene cierta cantidad de agua. Segn la ley de Dalton tenemos:Pt = p aire seco + p parcial de vaporLa humedad absoluta es el contenido de vapor de agua, en gramos, en 1 metro cbico de aire. Cuanto mayor es la temperatura del aire, tanto mas vapor de agua puede contener, hasta cierto mximo para cada temperatura. El aire que contiene la cantidad lmite del vapor de agua se denomina saturado, y en este caso la presin parcial ps es mxima. La humedad relativa es la relacin del contenido de vapor de agua en el aire (en gramos/ m3) con su contenido mximo posible a temperatura dada.La medicin de la humedad relativa del aire se realiza con el psicrmetro, higrmetro e hipsmetro.El psicrmetro consta de dos termmetros iguales, fijados a un cuadro, que puede ser girado mediante una manija. El bulbo de uno de los termmetros se envuelve en un trapo hmedo; despus de hacerlos girar durante uno o dos minutos, hasta que las indicaciones de los dos termmetros sean constantes, la humedad relativa se determina en base a las diferencias de lectura de los termmetros seco y hmedo.El higrmetro mide la humedad relativa del aire en base al cambio de largo de un pelo desprovisto de grasa, con el cambio del contenido variable de humedad.15Medicin de la Presin Absoluta: la presin absoluta del aire se mide en las minas y en la superficie, con barmetro aneroide, ms rara vez con bargrafo (barmetro registrador). Los barmetros mineros tienen escalas divididas en 0.5 mm. En el intervalo de 600 a 800 mm. de mercurio.Medicin de velocidades de Aire: Se utilizan los anemmetros, catatermmetro y aparatos varios.Elmsconocidoesel anemmetrodepaletas;donde elaire enmovimiento hace girar larueda con paletas de aluminio; su rotacin se transmite al contador de revoluciones y por su intermedio a las agujas indicadoras. Los siguientes grficos muestran algunos de los aparatos medidores de la velocidad del aire.Velocidades Media y Mxima de la corriente de aire: La velocidad del aire en las minas es muy variable, desde unos pocos centmetros hasta 15 m/seg. La velocidad media del aire en las galeras y pozos es del ordende1a5m/seg. El airecirculaatravs delosderrumbes conpequeasvelocidades (pocos centmetros). Grandes velocidades, mayores de 10 m/seg., se encuentran en los canales de ventiladores.Las corrientesgaseosas, al igual que los lquidos, tienen una tendencia marcada a avanzar por filetes paralelos que se mezclan lentamente por difusin. Los contenidos en gris de estos filetes pueden ser diferentes. De aqu la necesidad de mezclar bien el aire, dando a la corriente la velocidad necesaria. En una seccin transversal de una labor minera, la velocidad es mxima Vmax en su centro, disminuyendo hacia los bordes, en forma de fajas ms o menos circulares. Entre la velocidad mxima y la velocidad media Vm existe la siguiente relacin: Vm = Vmax,donde = 0,75 0,80.Las reglas deseguridadfijanlas velocidades del movimientodel aireenlas labores mineras. Al sobrepasarlasnormasdevelocidaddelaire enlaslabores, sedebeaumentarsu seccinosedeben construir labores paralelas.Medicin de la velocidad media y del caudal de aire: La medicin de la velocidad media se realiza generalmente por dos mtodos: medicin frente al medidor y medicin en la seccin.En la medicin frente al medidor, el tcnico se coloca en la labor con la cara hacia la corriente, y teniendo el anemmetro frente a si con la mano tendida, lo mueve regularmente por la seccin segn el camino queindicalafigura. Si laseccintienehasta2metrosseintroduceunacorreccinc=1,14porla obstruccin del canal. Si es ms de 2 metros se usa el otro mtodo.Para la medicin en la seccin, el tcnico se coloca con el dorso hacia la pared de la labor, y desplaza regularmente el anemmetro con la mano tendida por toda la seccin, como en el caso anterior. En este caso, la correccin es s4 . 0 sc , donde s es la superficie de la seccin transversal. El caudal de aire que pasa por la seccin es: c v s Q. med En cada seccin se deben hacer 2 a 3 mediciones con el anemmetro.Movimiento Laminar y Turbulento: El movimiento lento del aire, que se compone de hilos separados que no se mezclan entre s y se mueven paralelamente, se denomina laminar; si la velocidad del aire aumenta, los hilos comienzan a mezclarse entre s, formando torbellinos. Un movimiento as se llama turbulento. El movimiento laminar se presenta en las minas rara vez, por ejemplo, durante el movimiento 16del aire a travs del relleno compacto. En casi todas las labores mineras en que la velocidad del aire sobrepasa algunos centmetros por segundo, su movimiento es turbulento. Adems de estos dos casos de movimiento del aire, existe el movimiento intermedio, como aqul del aire a travs de los tabiques de madera y piedras.Resistencias de las Labores Mineras al Movimiento del AireLas resistencias de las labores mineras al movimiento del aire se dividen en tres grupos:o Resistencias de rozamiento del aire contra las paredes de la labor y de las partculas entre s.o Resistencias localeso Resistencias FrontalesLa diferencia de presin en dos secciones, o la depresin es igual a:[ ]1]1

2 22 2mkg O H mmSv P LS g 2v P LhDonde:g 2 Coeficiente de resistencia aerodinmicaL Largo de la laborP Permetro de la laborS Seccin transversal de la laborv velocidad del movimiento del aire coeficiente de roce, abstracto peso especfico estndar de aire equivalente a 1.2 kg/m3.Reemplazando en la frmula anteriorSQv , donde Q es el caudal, nos queda la frmula final de la depresin en una labor minera.[ ] O mmH Q RSQ P Lh2232Coeficiente de resistencia aerodinmica de las labores mineras1]1

4223mseg . kgPLQhSPara las labores con fortificacin de madera o hierro el valor de alfa depende del dimetro del entibiado y de la distancia entre marcos, y en menor grado de la seccin transversal.Resistencias localesSon resistencias complementarias que se refieren a un lugar determinado y que producen por cambio de direccin de la corriente, su estrechamiento o ensanchamiento, etc. Ellas se calculan por la formula:17local a resistenci de e coeficient dondeg 2Vh21 Como las resistencias locales son proporcionales al cuadrado de la velocidad, son importantes cuando la velocidad es grande.Cambios de DireccinLas prdidas de presin en los cambios de direccin dependen del ngulo de giro, de la forma del empalme y del grado de rugosidad.1- Cambios de direccin con las paredes rectas, no redondeadas:ngulo de Giro () 120 100 80 60 40 20Valor del coeficiente 2.4 1.5 0.95 0.55 0.30 0.202- Cambios de direccin con paredes redondeadas. Para diferentes valores de r/b, donde r = es el radio del ngulo interior redondeado y b = ancho de la labor, se pueden admitir los siguientes valores de (ngulo de giro de 90):r/b 0.25 0.5 0.75 1.00 1.5 2.0 3.0 4.0 0.30 0.18 0.13 0.10 0.09 0.08 0.075 0.07Con valores diferentes del recto, se calcula el coeficiente de la resistencia local por la frmula: x 'Donde x = coeficiente de correccin segn tabla.Labores sinuosas: Estas aumentan el valor de alfa:Grado de Sinuosidad Dbil Moderado Fuerte.1041.9 2.9 4.8Al valor de .104 normal, se agregan los valores arriba indicados, de acuerdo al grado de sinuosidad de la labor.Ensanchamiento Sbito: el valor del coeficiente depende del cociente entre las seccionesS1/S2 y de la rugosidad de las paredes:Resistencia de un Sistema de Labores Mineras y Distribucin de AireUnin en Serie: En este sistema, la corriente de aire se mueve sin ramificaciones. Si no hay prdidas, el caudal de aire se mantiene constante.La resistencia aerodinmica total R es igual a la suma de las resistencias aerodinmicas de las labores que constituyen el sistema, y la depresin total es igual a la suma de todas las depresiones:18n 2 1n 2 1h ... h h hR ... R R R+ + + + + + La abertura total equivalente del sistema de las labores es serie es igual a:2n22212A1... ..........A1A1A1+ + + Unin en Paralelo: Las labores se ramifican en un punto en dos o varios circuitos que se unen en otro punto. Ejemplo de una unin en paralelo es la explotacin de dos flancos de un manto. Estas uniones se diferencian en sistemas cerrados y abiertos. En estos ltimos, los circuitos no se unen entre si en un punto sino que se comunican con la atmsfera y, en consecuencia, tienen igual depresin (atmosfrica).La propiedad bsica de las corrientes paralelas es la igualdad de depresiones de cada ramal, independientemente de su largo, resistencia y cantidad de aire:n 2 1h ........ .......... .......... h h Ventilacin NaturalNocionesGenerales:Eltironatural sedebeenlasminasaladiferenciadepesoespecficodel aire entranteysaliente. Estadiferenciadepesoespecficoprovieneprincipalmentedeladiferenciade temperatura del aire, enmenorgradode la diferencia de presin, y todava tiene menor influencia la variacin de humedad y composicin qumica del aire.Por ejemplo, en una mina ubicada en relieve montaoso, que se explota por socavones, en el invierno, la columna de aire interior en el pozo AB se calienta debido al calor de las rocas, y se hace ms liviana la columna de aire fri CD de la entrada del socavn. Se produce un tiro natural en el sentido CBA. Por el contrario, en el verano, el sentido de la corriente es inverso, el aire sale por el socavn. En primavera y otoo, las temperaturas del aire exterior se igualan con la temperatura del aire interior, y la ventilacin natural no se produce. En el verano, en regiones de clima continental, el sentido del movimiento de la corriente de aire puede cambiar del da a la noche.Si laminaestaubicadaenel relievehorizontal, laventilacinnatural noexisteoesmuydbil. El ventilador, aspirandoeninviernoel airefroyenveranoel caliente, contribuyealaformacinde ventilacin natural, en verano, en el mismo sentido que el tiro del ventilador, y en invierno en el sentido contrario.Laventilacinnatural es degranimportanciaparalaventilacindeminas, particularmentedelas profundas. El valor de la depresin natural en las minas grandes puede alcanzar el 50 % y ms de la depresin total, y el caudal de aire puede ser de 6000 m3/min.Valores de la depresin NaturalProfundidad de la Mina Depresin Natural400 500 metros 25 30 milmetros700 800 metros 50 60 milmetros1000 1200 metros 100 120 milmetros19Regulacin del Caudal de AireAl proyectar la ventilacin de una mina, la instalacin de ventilacin solo se elige despus del estudio completo de la regulacin del caudal de aire. En las minas metalferas, el rgimen de ventilacin puede cambiar varias veces al da, segn el tipo de trabajo realizado en los frentes de ataque. Regulacin del Caudal TotalSe realiza:o Mediante el cambio de rgimende trabajo del ventilador.o Mediante el valor de resistencia del circuito ventiladoro Por combinacin de los dos anterioresEn las minas metalferas, la instalacin de ventilacin consta de dos unidades de tamaos diferentes. El estudio de la regulacin del caudal de aire generalmente se hace grficamente en las coordenadas h Q sobre las curvas caractersticas: del ventilador, de la mina, del edificio sobre el pozo de ventilacin, de la instalacin de ventilacin y del tiro natural. La caracterstica individual del ventilador se da por las firmas constructoras, y puede obtenerse por recalculo partiendo de las caractersticas del tipo de ventilador. El caudal de aire producido por el ventilador Qv se compone del caudal necesario para la ventilacin de la mina Qm y del caudal aspirado desde la superficie por el edificio del pozo de ventilacin Qp:p m vQ Q Q + La resistencia de la mina, determinada por clculo, se corrige por el valor del tiro natural hn, que se suma o se resta as la depresin de la mina hm, segn si ayuda o se opone al trabajo del ventilador.2mn mmQh hRtLa influencia del tiro natural puede tomarse en cuenta por el desplazamiento de la caracterstica de la mina a los largo del eje de ordenadas en el valor de hn.Regulacindeladistribucindel airedentrodelamina: Coneste fin, seutilizanlos siguientes procedimientos:o mediante puertas de regulacin (regulacin negativa)o mediantedisminucindelaresistenciadelacorrientedecuyocaudal debeser aumentado (regulacin positiva)o mediante la instalacin de ventiladores auxiliaresRegulacin de la cantidad de aire mediante puertas de regulacin: La disminucin de la cantidad del aire entrante en una labor se realiza por el aumento de su resistencia, mediante la instalacin de una puerta conventanilla.Seandoscorrientesparalelas; con la distribucin natural, las corrientes se distribuyen segn la formula bien conocida:201 R2 R2 Q1 QSi esta relacin no nos satisface, y queremos obtener la relacin entre los caudales 2 Q1 Q2 ' Q1 ' Qm > colocamos la ventanilla de resistencia Rv en la corriente. Aplicamos la regla de igualdad de depresiones en la unin en paralelo:2 R m 1 R 2 R ) 2 Q / 1 Q ( 1 R Rvy2 Q ) Rv 2 R ( 1 ' Q 1 R2 22 2 + Determinamos, ahora, la seccin de la ventanilla. Sea un cierto caudal de aire Q m3/seg., que se mueve con una velocidad v1 por una labor de seccin S m2, donde esta instalada la puerta con ventanilla de seccin s m2. En la ventanilla, la velocidad es V2>V1.Regulacin de la cantidad de aire mediante la disminucin de la resistencia de la corriente: Este mtodo se llama positivo, porque la cantidad de aire total que entra en la mina aumenta. Si se conocen el caudal del aire de la mina Q, la resistencia de corriente paralela R1con la que se quiere aumentar, se puede calcular utilizando la frmula de unin en paralelo si se fija Q1:22'1'1R 1QQR

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La labor se ensancha, o se mejora su coeficiente de rozamiento mediante revestimientos con costeras, hormign, etc.El mtodo es costoso, necesita lapsos largos para su realizacin, pero a veces es el nico posible.Regulacindelacantidaddeairemediante ventiladores auxiliares: Eselmtodo msfrecuentepara aumentar el caudal de aire de los circuitos difcilmente ventilables, cuando la instalacinde las ventanillasnodaelaumentodeseado, y se necesita cambiar el ventilador principal. Los ventiladores auxiliares trabajan a travs de un tabique, que separa la labor en dos partes, o sin tabique. En este caso, el ventilador tiene un corto conducto impelente.En las minas gaseosas, los ventiladores deben ser instalados preferentemente en los conductos de aire entrante. Lacreacindecircuitoscerradospor losquecirculaunapartedel airepuedeconducir a concentracionespeligrosasdegas. Tambin el paroaccidental delventiladorpuede tener lasmismas consecuencias. Su puesta en marcha puede provocar explosin.Con la instalacin de ventiladores auxiliares, el caudal de la mina aumenta. La cantidad de aire en el circuito que se refuerza puede ser aumentada mucho ms que por la regulacin de las ventanillas. Los ventiladores se utilizan, para la redistribucin del aire entre los flancos o los mantos, mientras que las ventanillas, para arreglo de detalles dentro de la seccin.21Pero, el ventiladorauxiliarnopermiteasegurarcualquierrgimendado,sinonicamente regmenes determinados, conjugados para los ventiladores principal y auxiliar.Prdidas de AireLas perdidas de aire durante su recorrido desde el pozo de entrada de aire hasta los frentes de trabajo alcanzan, enciertas minas, de70a80%del volumentotal del aire. Las perdidasdeaireinfluyen perjudicialmente sobre el trabajo normal de las minas; la ventilacin empeorara, la produccin disminuye, el peligro de concentracin de gases explosivos aumenta, se prolonga el tiempo de ventilacin despus de la pega de barrenos, la energa se gasta intilmente, etc.Paracompensar lasinevitables perdidas, el caudal deventilador principal, obtenidopor clculosse aumenta del 55%. Las prdidas de aire en las minas se dividen en perdidas locales y distribuidas sobre ciertas distancias.Prdidas locales de aire: Las prdidas de aire de los tabiques dependen del material del tabique, de su espesor, delmododesuimpermeabilizacin.Lostabiquesdeladrillos, dehormignydemateriales similares, revocados de ambos lados, son casi impermeables, mientras no han sufrido los efectos de la presin. En lugares sometidos a importantes presiones, se instalan los tabiques de troncos apilados. Los tabiques de madera se instalan nicamente como provisorios.Puertas de ventilacin: Para la reduccin de prdidas en las puertas hay que cumplir con las siguientes condiciones:o Construir puertas simples de planchas de madera > 4 cm. y las puertas dobles de 2.5 cm.o Empotrar los tabiques de las puertas en roca firmeo Aislar bien el piso de las puertas; los rieles se hunden hasta sus cabezas en gruesas planchas de madera.o Reemplazar cunetas de agua por tuboso Vigilar que las puertas se apliquen bien al marcoCruces: Se construyen para la separacinde las corrientes de aire que se cruzan, las prdidas de aire son importantes.Prdidasdeaireatravsdel espacioexplotado:Unaseriedefactoresinfluyensobreestasprdidas: potencia y ngulo de inclinacin de la explotacin, mtodo de explotacin y velocidad de avance de los trabajos. Ventilacin de Labores PreparatoriasLa ventilacin de labores preparatorias y topes ciegos no recorridos por la corriente principal consiste en conducir por la labor una cantidad relativamente pequea de aire a distancias de pocos metros y a veces de centenares de metros. En la prctica minera se usan diferentes mtodos como el de difusin que no es muyusado porser muylento, lautilizacin de depresiones producidas por ventiladores principales o ventilacin natural, tambin mediante ventiladores secundarios o con aire comprimido.Pero de todos estos mtodos anteriores el ms usado es mediante el uso de ventiladores secundarios y aire comprimido.22Ventilacin Impelente: En el mtodo impelente, el aire fresco se empuja por el ventilador principal por medio de la caera de ventilacin, en la zona cercana al tope, y el aire viciado sale por la labor misma. El ventilador se coloca en una labor atravesada por una corriente directa, a no menos de 10 metros de la labor ventilada, para que el aire viciado saliente de la labor no entre de nuevo al ventilador.Ventilacin Aspirante: El ventilador trabaja por aspiracin y el aire entra por el extremo abierto de la caera. Pero la zona de accin del orificio aspirante se propaga a una distancia pequea del extremo de la caera.Proyectos de Ventilacin de MinasEl proyecto de ventilacin de una mina est ligado con el proyecto de acceso y de explotacin de una mina. El contenido del proyecto de ventilacin consta de:o Eleccindel esquemadeventilacin y del lugar dela instalacin delventilador, eleccindel mtodo de ventilacin (aspirante o inhelente)o Clculo del volumen de aire necesario para la ventilacin de la mina.o Distribucin del aire por los mantos, secciones y lugares de trabajoo Clculo de la depresin total del ventiladoro Eleccin del ventilador principalo Clculo del costo de ventilacinClculo del caudal de aire necesario para la ventilacin: Las tareas de ventilacin son las siguientes:o aprovisionamiento de los trabajo con suficiente cantidad de aire limpioo dilucin por aire y eliminacin de las labores subterrneas de diversos gases explosivos y txicos.o Disminucin de la concentracin y eliminacin de polvo suspendido en el aireo Disminucin de la temperatura del aire en las minas profundas y hmedasDiferentes factores de clculo: se tienen en cuenta diferentes factores a la hora de calcular el caudal de aire para la ventilacin:o Clculo del caudal segn el desprendimiento del griso Clculo del caudal segn la produccino Clculo del caudal segn obreroso Clculo del caudal segn consumo de explosivoso Clculo del caudal segn el mtodo de explotacino Clculo del caudal segn el polvoControl del estado de la Ventilacin de MinasDebido al cambio constante de la composicin del aire de minas, variacin en el contenido del gris, de gases, degasestxicos, etc., as comodel cambiodelasresistenciasdelaslaboresmineras, cuyas 23secciones transversales con el tiempo disminuyen y cuyo largo varia continuamente y, por fin, del valor y a veces del sentido de la ventilacin natural: se necesita un control sistemtico de la distribucin del aire.Control del caudal del aire: La medicin de la velocidad y del caudal del aire que entra en la mina y pasa por todas las labores tiene por fin: el control de la velocidades del aire, que deben satisfacer a las normas de velocidades mxima y mnima; el control de la distribucin del aire dentro de la mina y la verificacin de las normas de caudales de aire por obrero y tonelada diaria de produccin; la determinacin de las perdidas y de cortocircuitos del aire y el estudio del rgimen de ventilador.Primeramente se determina el caudal de aire que entra en la mina, en una labor de unin con el pozo de entrada. Tambin se mide la cantidad del aire saliente de la mina en el nivel de ventilacin, cerca de su unin con el pozo de ventilacin.Elresultadodelamedicinenlapartesuperiorde un pozo puede sermayor queelresultado dela medicin enla parte inferior, debido a los cortocircuitos de aire desde la superficie, as como por la disminucin de su peso especifico.El caudal del aire, que pasa por el ventilado Qv, puede ser medido en el canal del ventilador, en la salido del ventilador y en la salido del difusor.Las mediciones de la velocidad del aire para la determinacin de su caudal deben realizarse en estaciones demedicin, queseinstalanen trechos rectos de las labores,alejados de las curvas y de puertas de ventilacin. La distribucin de estas estaciones debe ser tal que permita la medicin del caudal de aire: entrante y saliente de la mina; entrante, en los circuitos principales de ventilacin, y salientes de estos; y del que alcanza los frentes de arranque. Los caudales debes ser reducidos a p0 y T0 normales[ ] . seg / mT ppTQ Qr3o0El aumento del caudal saliente de la mina con respecto al caudal entrante se debe al importante gasto del aire comprimido de la mina.Al efectuar la medicin del caudal del aire, es necesario medir la temperatura del aire y, si es posible, la presin baromtrica.Control de la composicin del aire de minas: este se realiza mediante el anlisis qumico de muestras de aire en el laboratorio, o directamente en la mina mediante aparatos especiales. Se usan dos mtodos de toma de muestras de aire: seco o hmedo. El mtodo hmedo consiste en el reemplazo de agua saliente del recipiente (bureta) por aire. En el mtodo seco, el aire por analizar se bombea mediante una bomba a mano en un frasco seco con tapa con dos tubos.Tareas del servicio de ventilacin: la obligacin bsica del personal de ventilacin consiste en proveer a lasminasconuncaudaldeaireconforme conlas exigenciasdela produccin ylos reglamentosde seguridad. Planosdeventilacin:losplanosde ventilacin se preparan en base a los planos topogrficos de las laboresmineras,paracadanivel porseparado. Sobre estos se colocan los caudales y la direccin de movimiento del aire y la posicin de todas las construcciones de ventilacin.VENTILADORESVentiladores centrfugos24Los ventiladores se dividen en dos grandes grupos: ventiladores centrfugos y ventiladores axiales.Losventiladores centrfugos constan de una rueda con alabes 1, y la caja espiral2. El aire entre en estos ventiladores a lo largo del eje por el canal de aspiracin 3 en la rueda del ventilador, gira en 90; al mismo tiempo, se le comunica una rotacin en el sentido de la revolucin de la rueda. En el movimiento siguiente, el aire pasa por los alabes, sale por el amortiguador 4, de este pasa a la caja espiral y, por fin, por el difusor 5 al aire exterior. EL amortiguador, la caja espiral y el difusor sirven para reducir la alta velocidad del aire saliente de a rueda, y as disminuir las perdidas por choque de aire. Los ventiladores centrfugos se construyen con entrada de aire por uno o por dos lados.Los elementos esenciales de un ventilador axial son: la rueda con paletas 1, colocada en la parte cilndrica dentrodeunconducto2divergentehacia sus extremos (colector 3 y difusor 4), aparato director 5 y aparato rectificador 6. El aire, en los ventiladores axiales, se mueve aproximadamente a lo largo del eje del ventilador. El sistema director y rectificador que consta de paletas fijas tienen por fin desviar el flujo entrante enla rueda ydespus destornillarlo a susalida del ventilador, aumentandoconestoel rendimiento del ventilador.Cada ventilador puede trabajar como aspirante o como impelente. Por su utilizacin, los ventiladores se dividen en:1- Ventiladores principales que aprovisionan con aire las minas enteras2- Ventiladoresseccionalesqueempleanparaaumentar elvolumen delaire delas corrientes separadas.3- Ventiladores auxiliares que ventilan topes ciegos mediante canales.2526Potencia del ventilador: La potencia til del ventilador, o su potencia descontadas las perdidas, se expresa por el producto del caudal Q m3/seg. Por el peso del aire Kg./m3 y por la altura de impulsin total H, m de aire:[ ][ ] cv75P QNkw102P Q102H QNttt ttLa potencia utilizada por el ventilador, o potencia sobre el eje Z, es siempre mayor que la potencia til N, debido a las prdidas hidrulicas, volumtricas y mecnicas, designadas en conjunto por el rendimiento ; as que la potencia del ventilador es:[ ][ ] cv75P QNkw102P QNVentiladores axiales: El fundamento del trabajo de un ventilador axial se asemeja al principio de accin de un par (tornillo y tuerca). La funcin del tornillo lo tiene la rueda del ventilador, y el de la tuerca; la corriente de aire. Al girar la rueda, el aire se desplaza a lo largo del eje del ventilador. La corriente del aire que sale de la rueda est desviada, o sea, tiene movimiento de avance y de rotacin.Teniendoencuentadequelaslneasde la corriente,en un ventilador axial, se distribuyen sobre las superficiescilndricas, esconvenientecomenzarconelestudiodeldesarrollodelaseccinsobreun plano. La rueda mvil y el aparato director (denominado tambin corona directriz) se representan ac en forma de enrejado de un largo infinito.Aqu t (distancia entre los perfiles =zr 2 ); z (nmero de paletas de la rueda); l (ancho de la paleta). Cada seccin cilndrica tiene un aspecto diferente; la densidad del enrejado es mayor cerca del cubo que en el radio exterior de la rueda. Las secciones de las paletas de radios diferentes se diferencian por el ancho, forma y ngulo de calaje; la velocidad tangencial cambia tambin a lo largo del radio. Por estas 27razones, es conveniente estudiar los enrejados correspondientes a semi-radio 4. Las caractersticas del flujo, a lo largo del enrejado plano, presentan la base para el clculo de ventiladores axiales.Comparacin entre los ventiladores centrfugos y axiales para la ventilacin principal: Los ventiladores centrfugos, comparados con los ventiladores axiales, tienen los siguientes inconvenientes:1- El rendimiento de los ventiladores centrfugos es algo inferior al rendimiento de los ventiladores axiales.2- La curva de potencia de los ventiladores centrfugos ms usados, referida al caudal, es ascendente, de aqu la posibilidad de sobrecargar al motor con el aumento del gasto, mientras que la curva de los ventiladores axiales es casi plana.3- La regulacin menos perfecta de los ventiladores centrfugos, mediante compuertas, y por cambio del numero de revoluciones; el aparato director permite una regulacin de la presin y del caudal del orden de 40%. Los ventiladores centrfugos son sensibles a las variaciones de la abertura equivalente. Enlosventiladoresaxiales, laregulacin fina y econmica se realiza mediante la rotacin de las paletas de la rueda mvil y de la corona directriz. El campo de regulacin de la presin es mayor en los ventiladores axiales que en los ventiladores centrfugos.4- La necesidad de la construccin, para los ventiladores centrfugos, de los canales de desviacin para la inversin de la corriente, que no existen en los ventiladores axiales sin la corona directriz.5- El tamao y el peso de los ventiladores centrfugos es mucho mayor del tamao y peso de los ventiladores axiales, ya que en los ventiladores axiales el dimetro del rotor equivale a la abertura de aspiracin de un ventiladorcentrfugo. Al mismo tiempo, la velocidad de los ventiladores axiales abarata la mquina de accionamiento, que puede estar directamente acoplada. Por esto, los ventiladores centrfugos seutilizanactualmentecomoventiladores principales nicamenteenel campo de las presiones 450 a 550 Kg./m2, ya que para estas condiciones se necesita un ventilador axial de 4 saltos, cuyo tamao y peso se acerca al ventilador centrfugo.28ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE SUBTERRNEOVentilacin de minas profundasLas minas profundas se caracterizan con respecto a la ventilacin por: aumento del desprendimiento de gases, mayor contaminacin del aire, aumento de la temperatura de las rocas y, en consecuencia, de la temperatura del aire, disminucin de la abertura equivalente, predominantemente por cuenta del aumento de la resistencia de los pozos profundos. Las medidas tcnicas para la ventilacin de estas minas son:o El aumento del caudal del aire entrante en la minao La necesidad de conducir a los lugares de trabajo el aire fresco y seco por las galeras ms rpidas yevacuar el aireviciadolosmsprontoposibles, haobligadoaabandonar, enlasgrandes profundidades, la practica de la ventilacin central y adoptar la ventilacin diagonal. El empleo de la ventilacin diagonal ocasiona directamente una ganancia sobre la seccin de las galeras; con estemtodonohayquetemer cortocircuitos, ni prdidasdeairefresco. Porel contrario, la ventilacin diagonal impone importantes gastos suplementarios para la instalacin de pozos de retorno de aire. o De acuerdo con los viejos principios de la ventilacin, las instalaciones que disminuyen el calor y la humedad, como los motores de aire comprimido, deben colocarse en las entradas de aire, y las instalaciones que aumentan el calor y la humedad absoluta, como los aparatos elctricos, deben colocarse en los retornos de aire.o Reemplazo de la energa elctrica por la neumtica.o Enfriamiento y desecamiento del aire comprimido antes de su introduccin en la mina.o Para la iluminacin elctrica de las galeras de entrada de aire no se deben utilizar lmparas de incandescencia, sino lmparas de luz fra.o Refrigeracin artificial del aire. o Evitar la formacin de polvo mediante el empleo moderado de agua, para conservar el aire tan seco como sea posible.Estndares de la calidad del aireLaLey24.585Leydeproteccinambiental paralaactividadmineraestablece, parael material particulado (fraccin respirable), el nivel de gua de calidad de aire en 150 g/m3 medido en un perodo de 24 hs y 50 g/m3 en un perodo de exposicin de 1 hora. Se han establecido valores de referencia para los niveles de inmisin de cada contaminante.Mientras no superen, se puede que la calidad del aire es buena.Niveles Guas De Calidad De AireCONTAMINANTEg/m3PERIODO DE TIEMPOCO 40101 hora8 horasSO2850 1 hora294008024 horas1 aoNO24001801001 hora24 horas1 aoPlomo 1.5 3 mesesMaterial particuladoFraccin respirable1505024 horas1 aoOzono(oxidantes fotoqumicos)2351201 hora8 horasSH28 30 minutosLa Autoridad de la Aplicacin de la Ley N 24585 "De Proteccin Ambiental para la Actividad Minera", en la Provincia de Catamarca, es la Secretaria de Estado de Minera.La Unidad de Gestin Ambiental Provincial (UGAP), departamento tcnico dependiente de la Secretara deEstadodeMinera(SEM), seencargadebrindarapoyotcnicoyasesoramiento, alaAutoridad Minera Provincial, dentro del marco de la Gestin Ambiental Minera.Losestndaresdelacalidaddeaire(enellugardetrabajo)ocupacionaldelaArgentina, enlaLey Nacional 20284(03/05/1973) fijanlas directrices paralas concentraciones mximas permitidas de contaminantes para el aire interior.En la Ley N 19587 Higiene y Seguridad en el Trabajo Dcto 351/79 menciona:Partculas molestas:para aquellas sustancias que pueda producir daos en el trabajador y para otras a las que no se ha asignado un umbral lmite especfico, se fijan el de 110 mg/m3 o 1.060 mppmc (partculas por cm3) de polvo total, siempre que este contenga menos e 1% de slice 5 mg/cm3 de polvo respirable.30