1. FASE 1
DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN
Elaboración:
NOOVA 7 S.A.C.
Consultora de Ventilación y Servicios Mina
Octubre. 2013
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2. ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN.
2. OBJETIVOS.
3. RESUMEN EJECUTIVO.
4. LEVANTAMIENTO DE VENTILACION.
5. MODELO VENTSIM.
6. CONCLUSIONES.
7. RECOMENDACIONES.
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3. INTRODUCCIÓN
Implementación y aseguramiento de los requerimientos básicos de aire para
el óptimo desarrollo del sistema de minado, en los procesos de exploración,
desarrollo, preparación y explotación subterránea, cumpliendo la normativa
vigente (RSSO).
Fase 1
Determinar el diagnóstico operativo del sistema de
ventilación y Modelamiento conceptual en 3D
Ventsim.
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4. OBJETIVOS
Objetivo General
A. Mejorar el circuito de ventilación integral (diseño).
B. Mejorar las condiciones de trabajo, lograr una cobertura técnica a los
requerimientos de la norma.
C. Optimizar el consumo de energía eléctrica, mediante el uso de soporte
técnico (simulación de circuitos y análisis de costos)
Objetivos Específicos
A. Balance de ventilación.
B. Cobertura actual y proyectada.
C. Carpeta de trabajo para estandarizar el sistema de ventilación (45 días).
D. Estándares de diseño – planos CAD.
E. Informe de diagnóstico la situación actual.
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5. RESUMEN
EJECUTIVO
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6. RESUMEN EJECUTIVO
BALANCE DE AFOROS
Estación Campo
Labor/Ubicación
Caudal
(cfm)
%
E-1
BM RAMPA MIRKO (4.5m x 4.5m)
238,177
25%
E-2
BM NIVEL 610 (3.5m x 3.5m)
41,210
BM NIVEL 620 (3.5m x 3.5m)
7,224
1%
E-4
PQ ESPERANZA (5.7mx 1.5m)
18,536
2%
E-5
BM RP TERRY (4.5m x 4.5m)
164,031
17%
E-6
PQ MONTENEGRO (2.2m x 1.5m)
13,607
1%
E-7
PQ JACOB TIMMERS (4.5m Ø)
240,984
26%
E-8
RB-10 (2.1m Ø)
27,888
3%
E-9
RB-18 (1.8m Ø)
31,877
3%
E-10
RB-47 (2.1m Ø)
93,924
RB-08 (1.2m Ø)
2,880
E-12
RB-06 (1.2m Ø)
E-13
RB-07 (1.5m Ø)
E-14
BM QUIMACOCHA
Caudal (cfm)
%
10%
E-11
Labor/Ubicación
4%
E-3
Estación Campo
TOTAL
S-1
RB-14 NV 200
118,005
12%
S-2
RB-20
93,334
10%
S-3
RB-26
116,411
12%
S-4
RB-41 NV 200
130,915
14%
S-5
RB-42 NV 200
149,046
16%
0%
S-6
RB-46 NV 200
133,476
14%
12,461
1%
S-7
RB-63
207,034
22%
10,457
1%
948,221
100%
38,762
4%
942,020
TOTAL
100%
Balance de Aforos
Caudal de Ingreso
942,020 cfm
Caudal de Salida
948,221 cfm
6,201 cfm
Desbalance
0.65%
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7. RESUMEN EJECUTIVO
REQUERIMIENTOS DE AIRE
Caudal
m3/s
cfm
% Consumo
Personal (Qp)
41.80
88,569
10%
Equipos Diesel (Qhp)
353.73
749,501
81%
Dilución de Gases de Voladura (Qgv)
26.67
56,503
6%
Control de Estrés Térmico (Qt)
16.00
33,902
4%
Caudal Requerido QR=Qp + Qhp + Qt
438.19
928,476
100%
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8. RESUMEN EJECUTIVO
BALANCE GENERAL
BALANCE TOTAL DE AIRE
Concepto
m3/s
m3/min
cfm
Total Caudal Requerido (QR)
438.19
26,292
928,476
Caudal de Ingreso (Qi)
444.58
26,675
942,020
Caudal de Salida (Qs)
447.51
26,851
948,221
Cobertura
101.46%
Superávit
1.46%
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9. RESUMEN EJECUTIVO
BALANCE FINANCIERO DE VENTILADORES
DISTRIBUCION DE ENERGIA POR VENTILADOR
Función
Cant.
Caudal
(cfm)
Potencia
HP
Consumo
KW
COSTO
US$/Hr
COSTO
US$/día
COSTO
US$/mes
Distrib.
Energía
Principal
8
1’170,000
1605
1197.0
57.46
1378.93
41,368
34%
Secundario
3
320,000
446
332.5
15.96
383.00
11,490
9%
Auxiliar
47
1’865,000
2679
1998.1
95.91
2301.76
69,053
57%
TOTAL
58
3’355,000
4730
3527.5
169.32
4063.69
121,911
100%
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10. LEVANTAMIENTO
DE VENTILACIÓN
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11. LEVANTAMIENTO DE VENTILACION
En un levantamiento de estaciones de ventilación, se realiza:
1.
2.
3.
4.
Ubicación de las labores antiguas y actuales del minado, a partir de los
planos topográficos en 2D o modelos tridimensionales.
Distribución de puntos para ubicación de estaciones de monitoreo de
ventilación principales (entradas y salidas de aire), secundarias y
auxiliares de la mina.
Levantamiento de las Estaciones Principales (Aforos) : Ingreso y salida
de aire, ya sea en superficie o interior mina, según condiciones.
Mediciones de los puntos de monitoreo, recomendable realizar con
todos los ventiladores encendidos y con todos los aforos aperturados.
Se realizan mediciones de temperatura, cota, sección de la labor,
dirección y velocidad del aire (Anemómetro Testo 435, sonda de Hilo
Caliente rango: 0-0.6 m/s, sonda de molinete de 60 mm Ø, rango: 0.620m/s y sonda de molinete de 16mm Ø, rango 20-60 m/s.
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12. LEVANTAMIENTO DE VENTILACION
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13. LEVANTAMIENTO DE VENTILACION
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14. LEVANTAMIENTO DE VENTILACION
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15. MODELO
VENTSIM
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16. MODELO VENTSIM
IMPORTACION
16/34

17. MODELO VENTSIM
AFOROS
17/34

18. MODELO VENTSIM
DISTRIBUCION DE AIRE
18/34

19. MODELO VENTSIM
VELOCIDADES Y CAUDALES
19/34

20. MODELO VENTSIM
SIMULACION
20/34

21. MODELO VENTSIM
CONFIGURACION DEL SISTEMA
21/34

22. MODELO VENTSIM
DIAMETRO OPTIMO
22/34

23. MODELO VENTSIM
LABOR
TIPO DE LABOR
RB 1.8
RB 2.4
RB 3.0
RB 3.6
Conducto de ventilación rimado
Conducto de ventilación rimado
Conducto de ventilación rimado
Conducto de ventilación rimado
ANCHO
m
1.80
2.40
3.00
3.60
ALTURA
m
1.80
2.40
3.00
3.60
COSTO FIJO COSTO UNITARIO COSTO DE MINADO COSTO DE ENERGIA COSTO TOTAL
US$
US$
US$
US$
US$
38'000
$ 900
422'869
263'455
686'324
44'010
$ 1,150
535'787
62'389
598'176
50'020
$ 1,500
691'469
20'418
711'887
56'030
$ 1,850
847'150
8'199
855'349
900,000
800,000
COSTO US$
700,000
600,000
500,000
COSTO DE MINADO
400,000
COSTO DE ENERGIA
300,000
COSTO TOTAL
200,000
100,000
0
RB 1.8
RB 2.4
RB 3.0
RB 3.6
LABOR
DIAMETRO OPTIMO
23/34

24. MODELO VENTSIM
VARIACION CAMPO VS
VENTSIM
ESTACIONES Área Velocidad CAUDAL Área VELOCIDAD
CAUDAL
Área velocidad caudal
m2 m/min m3/min m2 m/s m/min m3/s m3/min %
%
%
CAMPO
LABOR UBICACIÓN
VENTSIM
INGRESO DE AIRE
BM RP MIRKO
BM 610
BM 620
PIQUE ESPERANZA
BM RP TERRY
PIQUE MONTENEGRO
PIQUE TIMMER
RB-10
RB-18
RB-47
RB-08
RB-06
RB-07
BM QUIMACOCHA
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
I9
I10
I11
I12
I13
I14
17.2
10.7
7.9
8.6
14.0
3.3
15.9
3.5
2.6
2.5
1.1
1.1
1.8
5.0
392.8
109.2
25.9
87.7
331.0
166.8
612.9
228.0
354.7
767.9
58.0
312.0
167.6
219.8
6744
1167
205
525
4645
385
6824
790
903
2660
66
353
296
1098
17.3
10.4
8.1
8.5
14.1
3.3
15.9
3.5
2.5
2.5
1.1
1.1
1.8
5.7
8.7
2.8
3.6
3.1
3.6
3.5
0.6
8.2
8.7
13.1
2.6
5.2
11
6.7
522
168
216
186
216
210
36
492
522
786
156
312
660
402
151.5
29.5
29.6
26.4
50.6
11.5
9.9
28.3
22
33.2
2.9
5.8
19.4
38.4
9090
1770
1776
1584
3036
690
594
1698
1320
1992
174
348
1164
2304
0.8
-2.8
2.6
-0.6
0.5
0.0
0.0
1.1
-2.0
1.6
-2.7
-2.7
1.7
12.5
24.8
35.0
88.0
52.8
-53.2
20.6
-1602.6
53.7
32.0
2.3
62.8
0.0
74.6
45.3
25.8
34.1
88.5
66.9
-53.0
44.2
-1048.8
53.5
31.6
-33.5
62.3
-1.4
74.6
52.4
SALIDA DE AIRE
RB-14
RB-20
RB-26
RB-04,41
RB-42
RB-46, NV-200
RB-63
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
2.45
2.54
2.55
2.46
2.5
2.9
4.04
177.99
1038.6
1295.4
243.3
306.24
2072
1451.14
3341.54
2642.92
3296.39
3707.1
4220.5
3779.63
5862.54
2.5
3.1
2.5
2.5
2.5
3.1
3.5
24.6
19.2
22.4
24.5
22.6
19.3
28.2
1476
1152
1344
1470
1356
1158
1692
62.5
48.3
56.9
62.4
57.5
60.7
97.8
3750
2898
3414
3744
3450
3642
5868
2.0
18.1
-2.0
1.6
0.0
6.5
-15.4
87.9
9.8
3.6
83.4
77.4
-78.9
14.2
10.9
8.8
3.4
1.0
-22.3
-3.8
0.1
CALIBRACION
24/34

25. MODELO VENTSIM
CURVA DE MINA CHUNGAR
Curva de Mina
Caudal Ingreso
m3/s
1
50
100
150
200
250
300
350
400
450
460.1
500
Resistencia
m3/min
cfm
60
3000
6000
9000
12000
15000
18000
21000
24000
27000
27606
30000
2119
105942
211884
317826
423768
529710
635652
741594
847536
953478
974878
1059420
Actual
Pa
Pulg. H2O
0.011
0.000
27.225
0.109
108.900
0.437
245.025
0.983
435.600
1.747
680.625
2.729
980.100
3.930
1334.025
5.349
1742.400
6.987
2205.225
8.843
2305.326
9.244
2722.500
10.917
0.01089 (Ns2/m8)
CURVA DE RESISTENCIA DEL SISTEMA
25/34

26. MODELO VENTSIM
12.000
10.000
PRESION ("H20)
8.000
6.000
Actual
4.000
2.000
0.000
0
100
200
300
400
500
600
CAUDAL (m3/s)
CURVA DE MINA
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27. MODELO VENTSIM
RESUMEN
27/34

28. CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
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29. CONCLUSIONES
1. El circuito de ventilación de la mina Animón, opera con un circuito integral forzado
a través de rampas de acceso, chimeneas de ventilación y extracción del aire viciado
por chimeneas de diámetro angosto (promedio 1.8m), que permite una alta
resistencia al sistema (caída de presión 9.5’’ c.a.).
2. El balance de ventilación indica un caudal de ingreso total de aire fresco de
942,020 cfm, y la necesidad de aire (demanda) es de 928,476 cfm. La cobertura
actual del sistema se encuentra en 101.46 %.
3. La necesidad de aire para personal es de 88,569 cfm (10%), mientras que la
necesidad de los equipos diesel es de 749,501 cfm (81%); para cumplir con la
dilución de los gases de voladura se requiere 56,503 cfm (6%) y para el control de la
temperatura en los niveles inferiores de la mina es de 33,902 cfm (4%), haciendo un
total de 928,476 cfm de requerimiento de aire fresco.
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30. CONCLUSIONES
4. El consumo de energía por ventilación es de 3,528 Kw, representando para
ventilación principal 1,197 Kw (34%), secundaria 333 Kw (9%) y auxiliar 1,998 Kw
(57%). Costo mensual de US$ 121,911 (Costo anual US$ 1’462,930).
5. El ratio de ventilación de mina Animón, es de 0.036 US$/cfm-mes (siendo el costo
de energía de 0.048 US$/Kw).
6. Capacidad de caudal instalada por ventilación principal es de 1´170,000 cfm, y el
caudal de salida medido en campo es de 948,221 cfm, cuya diferencia refleja en (-)
18.96% (221,779 cfm).
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31. CONCLUSIONES
7. Toda la información topográfica en coordenadas locales han sido procesados en
Ventsim al 100%, como también se ha importado las estructuras económicas
proporcionadas por el área de geología al 100%.
8. La empresa EACH, no dispone de las curvas características de los ventiladores
principales, secundarios y auxiliares (a excepción de los ventiladores ZITRON).
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32. RECOMENDACIONES
1. Es necesario realizar la calibración del modelo y realizar las simulaciones de
ventilación para diseñar la sección óptima de las chimeneas de ventilación a
superficie, que nos permita seleccionar el diámetro crítico, a fin de bajar los costos
de energía.
2. El balance de ventilación se encuentra superior al 100%, siendo necesario para las
proyecciones en los próximos 5 años un incremento del 20% (de 942,020 cfm a
1’130,424 cfm: 108,404 cfm).
3. Se debe optimizar el uso de equipo diesel cuya demanda representa el 81%, para
lo cual se debe informar y capacitar al personal a fin de controlar el ingreso de los
equipos y el uso masivo de equipos de transporte personal (camionetas).
4. Una vez calibrada la mina, el objetivo es conocer la caída de presión real del
sistema de ventilación (menor a 9.5‘’ c.a.), debiendo reducirse en un 20% (1.9‘’ c.a.)
hasta alcanzar un valor menor a 7.6’’ c.a.
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32/34

33. RECOMENDACIONES
5. Construcción de labores para ventilación secundaria y auxiliar; este diseño debe
darse con la aplicación del Ventsim (acercando la calibración de la mina).
6. Hermetizar los ventiladores principales a corto plazo, y diseñar el diámetro óptimo
de las mismas para optimizar los costos por consumo de energía.
7. Es necesario mantener actualizada la data topográfica en el modelo Ventsim, para
ello será necesario capacitar al personal y adquirir la licencia del Ventsim Visual.
8. Los ventiladores en general deben disponer del registro (curvas características) de
fábrica, siendo necesario el perfil gráfico para exportar a Ventsim. Se recomienda
estandarizar ventiladores auxiliares de 30,000 cfm de 8’’ c.a. y ventiladores de
40,000 cfm de 7’’ c.a.
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