El siguiente estudio propone la optimización del sistema de ventilación principal de una minera polimetálica ubicada a 4500 msnm, la cual no cuenta con un modelo computacional actualizado que le permita llevar el control operativo de los flujos de aire circulantes dentro de su red subterránea. La metodología a desarrollar incluye la recolección de data específica (mediciones en campo de las condiciones termo ambiental del flujo de aire en mina), diagnóstico de condiciones actuales y propuestas de optimización. La simulación computacional fue realizada utilizando el software de ventilación VentSim Visual 4. El estudio busca cumplir con todos los requisitos y parámetros normados en el Reglamento de Seguridad Minera DS 024-2016-MEM (MEM, 2016) En la optimización, se evalúan dos alternativas de mejora; primero mediante la construcción de dos ductos “raise borer” principales de gran diámetro y longitud que aseguren la demanda de aire en la profundización de la veta principal, que es, a largo plazo, el futuro de la mina; segundo mediante la eficiencia en el uso de energía de los ventiladores principales mediante la optimización de la demanda de aire de acuerdo al requerimiento total de mina considerando la alternativa de uso de variadores de frecuencia de voltaje en los ventiladores principales de extracción, que tienen una capacidad de extracción de 300 000 CFM. Estas optimizaciones logran reducir el costo operativo en más del 60%, dando un margen de ahorro de más de US$ 200 000 anuales y reduciendo la cantidad de agentes químicos en el aire en un 30%. / Tesis

En la presente tesis se detallan los elementos necesarios para realizar la caracterización del sistema de ventilación de una mina subterránea, teniendo en cuenta los requerimientos de la legislación peruana vigente (D.S. N° 055- 2010-EM. Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería) que regula las actividades de explotación minera, en especial bajo aquellos títulos donde se tratan los temas de ventilación y temperaturas, importantes para la salud de los trabajadores durante la operación. Dentro de los aspectos a tener en consideración durante la vida de la mina, se encuentran las velocidades máximas y mínimas para que el aire pueda circular al interior de las minas, es decir en vías principales de tránsito de personas y equipos diesel, así como los valores límites permisibles para los gases que se generan en la explotación. Para tener un control óptimo de las condiciones en la mina debe realizarse un seguimiento a través de mediciones de los caudales, velocidades y temperaturas; es decir, un monitoreo continuo de la atmósfera minera para conocer las concentraciones de gases y controlar todos aquellos elementos que pongan en peligro la vida de quienes laboran en la mina. Se recomiendan y concluyen los criterios básicos de diseño los cuales, permitirán realizar una explotación en un adecuado ambiente de trabajo para la vida de la mina. / Tesis

En la presente tesis se detallan los elementos necesarios para realizar la caracterización del sistema de ventilación de una mina subterránea, teniendo en cuenta los requerimientos de la legislación peruana vigente (D.S. N° 055- 2010-EM. Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería) que regula las actividades de explotación minera, en especial bajo aquellos títulos donde se tratan los temas de ventilación y temperaturas, importantes para la salud de los trabajadores durante la operación. Dentro de los aspectos a tener en consideración durante la vida de la mina, se encuentran las velocidades máximas y mínimas para que el aire pueda circular al interior de las minas, es decir en vías principales de tránsito de personas y equipos diesel, así como los valores límites permisibles para los gases que se generan en la explotación. Para tener un control óptimo de las condiciones en la mina debe realizarse un seguimiento a través de mediciones de los caudales, velocidades y temperaturas; es decir, un monitoreo continuo de la atmósfera minera para conocer las concentraciones de gases y controlar todos aquellos elementos que pongan en peligro la vida de quienes laboran en la mina. Se recomiendan y concluyen los criterios básicos de diseño los cuales, permitirán realizar una explotación en un adecuado ambiente de trabajo para la vida de la mina.

El siguiente estudio propone la optimización del sistema de ventilación principal de una minera polimetálica ubicada a 4500 msnm, la cual no cuenta con un modelo computacional actualizado que le permita llevar el control operativo de los flujos de aire circulantes dentro de su red subterránea. La metodología a desarrollar incluye la recolección de data específica (mediciones en campo de las condiciones termo ambiental del flujo de aire en mina), diagnóstico de condiciones actuales y propuestas de optimización. La simulación computacional fue realizada utilizando el software de ventilación VentSim Visual 4. El estudio busca cumplir con todos los requisitos y parámetros normados en el Reglamento de Seguridad Minera DS 024-2016-MEM (MEM, 2016) En la optimización, se evalúan dos alternativas de mejora; primero mediante la construcción de dos ductos “raise borer” principales de gran diámetro y longitud que aseguren la demanda de aire en la profundización de la veta principal, que es, a largo plazo, el futuro de la mina; segundo mediante la eficiencia en el uso de energía de los ventiladores principales mediante la optimización de la demanda de aire de acuerdo al requerimiento total de mina considerando la alternativa de uso de variadores de frecuencia de voltaje en los ventiladores principales de extracción, que tienen una capacidad de extracción de 300 000 CFM. Estas optimizaciones logran reducir el costo operativo en más del 60%, dando un margen de ahorro de más de US$ 200 000 anuales y reduciendo la cantidad de agentes químicos en el aire en un 30%.

La mina viene explotando desde 1961 por lo que en la actualidad busca continuar con el proceso de extracción de sus reservas lo que a su vez genera la mayor necesidad de flujo de aire en la profundización de sus labores, para ello se necesita ejecutar chimeneas de ventilación con longitudes superiores a 80 m. El objetivo del presente estudio es desarrollar una chimenea de ventilación mediante el sistema de perforación Raise Boring evaluando la factibilidad operativa de la ejecución del proyecto para la mina (parámetros de ventilación) y la factibilidad técnica – económica del sistema (rendimiento y costos). En primer lugar, se recopiló información para el desarrollo del caso de estudio (CM RB 650) donde se midieron parámetros operativos durante la ejecución. En segundo lugar, se realizó la medición de parámetros de ventilación antes y después de la construcción de la chimenea RB 650. Finalmente se realizó un análisis técnico comparativo frente a otras alternativas de ejecución y se realizó un análisis de costos entre los sistemas viables. En referencia a los resultados obtenidos, la ventilación de la labor del Nv.20 después de la conexión de la chimenea RB 650 mostró condiciones de temperatura y flujo de aire adecuados para que el personal operativo trabaje en ambientes óptimos y que cumplan con la base legal de la normativa peruana en temas de seguridad minera. En la parte técnica – económica, se analizaron 4 sistemas de perforación: Raise Boring, Convencional, VCR y Alimak para la construcción de la chimenea CM RB 650, donde se descartó el sistema Alimak y VCR por las limitaciones operativas (Ø de 1.5 m y longitud de 110 m). El costo total obtenido de la ejecución del proyecto CM RB 650 para el sistema Raise Boring fue de 147,637 US$ mientras que para el sistema convencional se esperaría un costo total de 143,075 US$. Además, el tiempo de ejecución obtenido para el primer sistema fue de 15 días y para el sistema convencional fue de 35 días. Finalmente, luego de haber analizado los resultados se demostró la viabilidad del sistema Raise Boring para la ejecución del proyecto CM RB 650, dado que el rendimiento fue superior en un 57 % y representó el sistema más seguro frente al convencional; incluso teniendo un costo ligeramente superior.

El sistema de ventilación de una mina subterránea debe ser el óptimo para permitir el correcto desarrollo de las operaciones. El diseño actual de la mina y las simulaciones de los diferentes escenarios de trabajo son realizados empleando el software de simulación de sistemas de ventilación de minas subterráneas Ventsim, el cual recibe diferentes parámetros que permiten la generación automática de los caudales de aire y temperatura que circulan a través de los conductos de la mina. Entre los parámetros mencionados están: los datos de infraestructura de la mina, las dimensiones y formas de las secciones transversales de los conductos internos, la longitud de éstos, la rugosidad de las paredes, la altitud (sobre el nivel del mar) de la ubicación de la mina, las curvas de funcionamiento de los ventiladores que se emplean en campo, entre otros. Mediante una minuciosa calibración del sistema, y teniendo en cuenta los datos de las velocidades y áreas medidas en campo, se logra obtener un balance de flujos másicos muy aproximado al real. Para alcanzar dicha aproximación en los resultados, se ajustan características de los conductos en el modelo virtual de la mina, tales como las condiciones de rugosidad y fricción. Luego de este proceso, se puede afirmar que el sistema diseñado es técnicamente aceptable y puede ser empleado para simular escenarios o proyectos futuros. De este modo, las variaciones de la magnitud de los caudales, así como las direcciones del flujo de aire, podrán ser detectadas y analizadas. Para los cálculos de este estudio se tomó como referencia las especificaciones del D.S. 1886 de Colombia “Reglamento de seguridad en labores mineras subterráneas”.

El estudio realizado en la presente tesis, comprende el modelamiento, calibración, simulación y diagnóstico del sistema de ventilación orientado a identificar las deficiencias del mismo y generar un escenario viable de mejora, cumplir con el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería DS 024-2016-EM y su modificatoria el DS 023-2017-EM, en concordancia con: satisfacer las velocidades mínimas de aire en labores transitables, lo cual se pudo lograr mediante el análisis e implementación de una nueva configuración de los elementos del circuito de ventilación, lo que incluyó la compra de nuevos ventiladores, reubicación de ventiladores ya existentes y retiro de ventiladores prescindibles, así como la habilitación y clausura de ciertas labores tal como se detalla en el capítulo 7. Dada la complejidad del circuito en cuanto a la intricada red, y un sistema de ventilación combinado entre natural y mecánico y la falta de información con respecto a los ventiladores, la presente tesis contempla en primera instancia, el levantamiento de información relevante referente a la medición de las condiciones termo ambientales en campo para luego realizar el modelamiento y simulación digital en el software Ventsim Design 5 para la etapa actual de rehabilitación de manera que se pudo proporcionar un diagnóstico sólido del sistema de ventilación, para lograrlo se realizó un análisis del punto de operación de los ventiladores presentes con el objetivo de caracterizarlos y añadirlos al modelo digital; así mismo, se realizó un análisis de temperaturas efectivas y análisis del recorrido de gases contaminantes presentes en el interior de mina, con el fin de tener un diagnóstico más detallado del tiempo de evacuación de gases. En segunda instancia se implementa la propuesta técnica de mejora generando una reducción en los costos operativos y cambiando la configuración de los ventiladores con el fin de mantener la eficiencia promedio, pero mejorando a la vez el suministro de aire y realizando un análisis financiero para evaluar la rentabilidad de la propuesta técnica de mejora.