La ventilación de minas subterráneas proporciona un flujo de aire a los trabajadores subterráneos de una mina con un volumen suficiente para diluir y eliminar el polvo y los gases nocivos (normalmente NO x , SO 2 , metano , CO 2 y CO ) y para regular la temperatura. La fuente de estos gases son los equipos que funcionan con motores diésel , las voladuras con explosivos [ 1] y el propio yacimiento. [2] Las normativas suelen exigir que el flujo de aire se distribuya dentro de las minas para mejorar la calidad del aire . [3] [ cita requerida ]
El componente más grande del costo operativo de la ventilación de una mina es la electricidad para alimentar los ventiladores, que puede representar un tercio del costo total de energía eléctrica de una mina subterránea típica. [1]
La ventilación de flujo continuo es el principal circuito de ventilación de la mina. El aire entra en la mina desde la superficie a través de un pozo , una chimenea de ventilación o un socavón . El aire se distribuye por la mina a través de chimeneas y rampas de ventilación internas, y los flujos se controlan mediante reguladores y ventiladores de ventilación montados permanentemente. Un sistema de ventilación auxiliar toma aire del sistema de flujo continuo y lo distribuye a las labores de la mina a través de ventiladores de ventilación montados temporalmente, tubos Venturi y conductos de tela o acero desechables. Los sistemas de ventiladores y conductos auxiliares pueden ser sistemas de impulsión, donde se empuja aire fresco hacia las bocas de la mina, o sistemas de extracción que extraen el aire contaminado. [4]
Para una ventilación adecuada se requiere un volumen suficiente de aire. Se requiere una gran cantidad de energía eléctrica para accionar los ventiladores. Mediante la instalación de un control de velocidad variable se puede optimizar la cantidad de aire y, por lo tanto, la potencia. [5] En todos los lugares de la mina donde se requiera que trabajen o pasen personas, el aire no debe contener menos del 19% de oxígeno ni más del 0,5% de dióxido de carbono o cualquier gas nocivo en cantidades que puedan afectar la salud de cualquier persona. El porcentaje de gas inflamable no debe exceder el 0,75% en el cuerpo general del aire de retorno de cualquier distrito de ventilación y el 1,25% en cualquier lugar de la mina.
El volumen (expresado en pies cúbicos por minuto o metros cúbicos por segundo ) de aire necesario para ventilar una mina subterránea es determinado por ingenieros de minas basándose en una amplia variedad de parámetros. En la mayoría de los países los requisitos mínimos están delineados por ley, reglamento o normas. Sin embargo, en algunos países en desarrollo el requisito de ventilación obligatorio puede ser insuficiente, y la compañía minera puede tener que aumentar el flujo de ventilación, en particular cuando la ventilación puede ser necesaria para enfriar la temperatura ambiente en una mina profunda y caliente, sin embargo la autocompresión también debe tenerse en cuenta. [1] Según CMR 153-2-(i)(2017), en cada distrito de ventilación no menos de seis metros cúbicos por minuto de aire por persona empleada en el distrito en el turno más grande o no menos de 2,5 metros cúbicos por minuto de aire por tonelada diaria de salida, lo que sea mayor, pasa a través de la última conexión de ventilación en el distrito, lo que significa la galería más interna en el distrito a lo largo de la cual pasa el aire.
En climas templados , puede ser necesario calentar el aire de ventilación durante los meses de invierno. Esto hará que el entorno de trabajo sea más acogedor para los mineros y evitará la congelación de los materiales de trabajo, en particular las tuberías de agua. En las minas del Ártico , donde el horizonte minero está por encima del permafrost , puede que no se utilice calefacción para evitar que el permafrost se derrita. Las "minas frías", como la mina Raglan y la mina Nanisivik, están diseñadas para funcionar a temperaturas inferiores a 0 °C. [1]
La temperatura de bulbo húmedo en cualquier lugar de trabajo no excede de 33,5 °C y cuando la temperatura de bulbo húmedo excede de 30,5 °C se toman medidas para ventilarlo con una corriente de aire que se mueve a una velocidad no inferior a un metro por segundo.
En la minería subterránea, los túneles largos requieren sistemas de ventilación eficientes para proteger la salud y la seguridad de los mineros. Los pozos de ventilación son fundamentales en estas instalaciones, ya que introducen aire fresco en secciones más profundas y expulsan el aire contaminado . Estos pozos suelen colocarse a intervalos regulares a lo largo del túnel para garantizar que el flujo de aire llegue a todas las partes de la mina. Esta distribución del flujo de aire es esencial para diluir los gases peligrosos , como el metano y el monóxido de carbono , que pueden acumularse en espacios confinados y plantear graves riesgos de explosión o intoxicación.
Además de la calidad del aire, la ventilación de los túneles desempeña un papel fundamental en la regulación de la temperatura . El calor generado por los equipos de minería y los factores geológicos pueden hacer que las condiciones subterráneas sean extremadamente calurosas. Una ventilación eficaz ayuda a mantener una temperatura más manejable, lo que permite a los mineros trabajar en condiciones más seguras y cómodas. Los sistemas de ventilación de minas modernos suelen combinar tanto la ventilación natural (utilizando diferencias de presión y temperatura para crear un flujo de aire) como los métodos de ventilación mecánica (utilizando ventiladores para hacer circular el aire) para optimizar el rendimiento. [6]
El control del polvo es otra función importante de la ventilación de túneles. Las partículas de polvo generadas por la perforación y la voladura pueden perjudicar la visibilidad, obstruir los equipos y perjudicar la salud respiratoria. Al dirigir aire fresco a través de los túneles, los sistemas de ventilación ayudan a reducir la concentración de polvo, lo que mejora la calidad del aire y la visibilidad. Los diseños de ventilación avanzados se adaptan a la disposición y la profundidad específicas de la mina, lo que garantiza que se cumplan los requisitos de flujo de aire en toda la red de túneles.
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