Automatizacion Ventilacion Minas de Carbon

TECNOMINAS TECNOMINAS GINTEL

MTODOPARAELCONTROLAUTOMATIZADODE LOSPARMETROSDEVENTILACINYSEGURIDAD OS OS C S GU ENUNAMINASUBTERRNEADECARBNEN BOYAC.Paipa,20deagostode2010

Antecedentes DiseoyconstruccinBiodigestores

Antecedentes DiseoyconstruccinBiodigestores

Antecedentes Diseodelocomotoraelctrica

Caractersticas tcnicas generales de TECNO 1Composicin mltiple: 1 Locomotora, 24 Vagonetas Locomotora Tensin: 220 V y 60 Hz Potencia: 12 KW / 16 HP Toma de corriente: Variador de frecuencia T d i t V i d d f i Motor: NEMA Tipo C (Alto torque de arranque) Velocidad mxima: 8 km/h pc, 30 km/h libre Capacidad de transporte: 48 Ton. 2 Ton/vagoneta Dimetro de las ruedas: 450 mm Peso: 5 Ton. (Locomotora) 0,8 Ton ( ( ) , (Cada vagoneta) g ) Longitud: 3 m (Locomotora) 2,5 m (Cada vagoneta) Anchura: 0,88 m (Locomotora) Altura: 1,3 m Ancho de va: 0,6 m Radio de curvatura Mnimo: 6 m Capacidad de acople mltiple (1 solo centro de mando)

ProyectoActual


RealidadActual Realidad ActualLosmtodostradicionalesdemedicinycontroldejan L t d t di i l d di i t ld j unabrechaentreelmuestreoyelanlisisparala ocurrenciaderiesgosdeaccidentescomo g contaminacinyenvenenamientoporgases, sofocamientos yasfixiasenlaexplotacin. Enlosltimosaoslosaccidentesdetrabajoconsaldo trgicoenNortedeSantander,CundinamarcayBoyac trgico en Norte de Santander Cundinamarca y Boyac justificandesarrollarunapropuestadentrodeun marcodeaplicacintecnolgicaafindeimplementar unsistemaautomatizadodelosparmetrosde i i d d l d ventilacinyseguridadenlaMineradeBoyac.


EnlaUninEuropeayJapnseaplicanestastcnicasavanzadasde monitoreoyaunqueenColombiasehaniniciadoincipientes monitoreo y aunque en Colombia se han iniciado incipientes esfuerzosnohanllevadoaunasolucinconcreta.Ylasofertasde prestacindeserviciosdeestanaturalezasonaltamentecostosasy limitadascomosepudoobservarenlaFeriaInternacionalde limitadas como se pudo observar en la Feria Internacional de SantiagodeChile. staesunapropuestaqueseanticipaeldbitodeventilacinpara sta es una propuesta que se anticipa el dbito de ventilacin para formularmediantelosprocesosdeadquisicin,registro,monitoreo ycontroldelasvariablesambientalesunarespuestaoportunaalos cambiosambientalesconlacualseesperaconsolidarun p conocimientotcnicoquefortalezcalaacademia,solucionar problemasdeseguridadmineraygenerarunainfraestructurapara asistenciatcnicaalamineraBoyacense.


Objetivos Caracterizar y clasificar los carbones de la mina prototipo a fin de determinar los parmetros directos y cruzados que puedan generar condiciones inseguras inseguras. Eliminar las deficiencias en el monitoreo convencional proponiendo un sistema ms eficiente. Optimizar un sistema de ventilacin y un sistema de seguridad que permita conocer las variables que sern el fundamento para el estudio de un sistema de control automatizado d l concentracin d gases, t t l t ti d de la t i de temperatura, presin, t i concentracin de polvo, humedad relativa, etc. Disear un sistema de comunicacin y control para monitorear las condiciones inseguras generadas por gases, polvo, fuego y agua dentro de la mina; que permitan ser monitoreadas desde un panel centralizado de control. Disear un sistema d evacuacin d personal en condiciones seguras. de de l d

MetodologaPropuestaRecopilaryestudiarmaterialbibliogrficodelostemasmineros (ventilacin,seguridad,etc.),electromecnicos,decomunicacionesysimulacin. Clasificarycaracterizarloscarbonesdelaminaprototipo Clasificar y caracterizar los carbones de la mina prototipo enloslaboratoriosdelaUPTC. Desarrollarconbaseenelplaneamientominerodelaminaprototipounsistemade p p p ventilacinyseguridad.

Optimizarelsistemadeventilacinyseguridaddelaminaprototipo.

Disearunsistemasimuladodelascondicionesambientalesdelaminaprototipoque permitandeterminarycontrolarlosposiblesriesgosypeligrosenlaminera subterrnea. Elaborarunaguadeinstalacin,montajeymonitoreodeunsistemadeventilacinen minassubterrneas.

Desarrollo,presentacinysocializacindelinformefinal.

CronogramadeActividadesEstudiosBibliogrficos.EstudiosdeCaractersticasdelcarbn,ventilaciny seguridad. g Levantamiento3Ddeminaprototipo. Estimacindelageneracindegasesenlasminasdecarbn. Identificacindelospuntosderiesgointoxicacinyexplosinenlaminaprototipo. Diseodelprogramadeseguridadysaludocupacionaldelasminasdecarbn. Diseo del programa de seguridad y salud ocupacional de las minas de carbn Diseodelsistemadeautomatizacinparaelcontroldelascondicionesambientales delaminadecarbnprototipo. Diseodelaguadeinstalacin,montajeymonitoreodelsistemadeventilacinde laminadecarbnprototipo. Montajedelsistemadecontrolautomatizadodelascondicionesambientalesenla minadecarbnprototipo. i d b t ti Ajustes,correccionesypresentacindeinformefinaldelainvestigacin.

1 6 3 7 3 9 8 15 15 15 20 3 10 15 22 20 20 23 22 24


Algunoslineamientos Algunos lineamientos Laadquisicindelosdatosentiemporealde d i i i d l d i ld cadaunodelosgasesacontrolar Eldiseodelsistemademonitoreo Aplicacin de software que permite el ajuste de Aplicacindesoftwarequepermiteelajustede losrangospermisiblesdelosgasesylageneracin dereportesdecontrol

Diseodelsistemadecontroldelaventilacin Diseo del sistema integrado de Diseodelsistemaintegradode comunicaciones


Tiposdegases Tipos de gasesMonxido de carbono (CO) cido sulfhdrico (H2S)

Gris(CH4 +Aire)

Oxgeno (O)


Sensoresutilizados Sensores utilizadosa) b) c) d) Electroqumicos Catalticos Deestadoslido Infrarrojos


GASES A MONITOREAR Acido Sulfhdrico, H2S Metano, Metano CH4 Monxido de Carbono, CO Oxigeno, O2 O i

TIPO DE SENSOR Sensor de Estado Solido Sensor Infrarrojo Sensor Electroqumico Sensor El t S Electroqumico i


Sistemademonitoreoycontrol Sistema de monitoreo y control


InstrumentacinVirtual

ProtocolodeMonitoreoGAS Acido Sulfhdrico H2S Lmite Mximo Permisible: 0.002% (20ppm) RANGO MEDICION SENSOR RANGOS ESTIPULADOS PARA SOFTWARE Nivel 1 < 0.001% (10ppm) Nivel 2 = 0 001% (10ppm) 0.001% Nivel de precaucin = 0.0015% (15ppm) Nivel de alerta = 0.002% (20ppm) Nivel de peligro = 0.0025% (25ppm) Nivel 1 < 5 LEL Nivel 2 = 10 LEL Nivel de precaucin = 20 LEL Nivel de alerta = 30 LEL Nivel d Ni l de peligro = 40 LEL li Nivel 1 < 0.002% (20ppm) Nivel 2 = 0.002% (20ppm) Nivel de precaucin = 0.003% (30ppm) Nivel de alerta = 0.004% (40ppm) Nivel de peligro = 0.005% (50ppm) Nivel 1 < 19% (190000ppm) Nivel 2 = 19% (190000ppm) Nivel de precaucin = 18.5% (185000ppm) Nivel de alerta = 18% (180000ppm) Nivel de peligro =17% (170000ppm)

0-20 ppm

Metano CH4 Lmite Mximo Permisible: 1.0% (10000ppm) ( (5%-15% Mezcla explosiva) p )

0-100% LEL (Lmite explosivo inferior)

Monxido de Carbono CO Lmite Mximo Permisible: 0.005% 0 005% (50ppm)

0-100 ppm

Oxigeno O2 Lmite Mnimo Permisible: 18% (180000ppm)

0-25%


Circuitodecontroldecondicin Circuito de control de condicin


Costoaproximadosistemadecontroly monitoreoautomatizado(Frenteindividual) monitoreo automatizado (Frente individual)PRECIOSELEMENTOSYACCESORIOSDEL SISTEMADECONTROLYMONITOREO PRECIODESENSORESYALARMAS PRECIOSISTEMADEARRANQUEDEMOTORES $3.500.000

$20.000.000 $500.000

SUBTOTAL MAS15%MANODEOBRA MAS10%IMPREVISTOS TOTAL

$24.000.000 $3.600.000 $2.400.000 $30.000.000


ResultadosEsperados Resultados Esperados Identificacin y prediccin de las condiciones ambientales relacionadas con la explotacin de carbn en minas subterrneas. Desarrollo de un sistema de seguridad mediante la aplicacin de la metodologa Mosar. (Metodologa Francesa). Diseo de un sistema de control automatizado de los parmetros de ventilacin y seguridad para minas de carbn subterrneas. Diseo de un modelo simulado de las condiciones ambientales y ventilacin de minas subterrneas. Elaboracin de una Gua de instalacin montaje y monitoreo de un instalacin, sistema de ventilacin en minas subterrneas.


ImpactoAmbiental Impacto AmbientalDisminuirla contaminacinatmosfricaen procesosproductivos procesos productivoso Contribucin a la prctica de la minera en condiciones seguras, i di i o Mejorar las condiciones del trabajador en la mina, o Mejorar de la calidad de vida del minero, o Integracin de la universidad con g los entes productivos o Mejora de las condiciones econmicas y de competitividad de p proyectos mineros.

Contaminacinatmosfricaenel tambordeventilacinquesediluye automticamenteenlaatmsfera.


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