TEMA 5 - RESISTENCIA 1

Resistencia de lasLabores Mineras alMovimiento del AireMovimiento del Aire

Ventilación de MinasSantiago, CamposLinder, IparraguirreEduardo, Noriega

Resistencia:

Es el grado de dificultad para transportarel aire de ventilación en una mina de unlugar a otro, dependiendo de la sección

Universidad Nacional de Trujillo - Ingenieria de Minas 2

lugar a otro, dependiendo de la secciónde la vía, tipo de vía (arco, madera, sinentibación, libre sin accesorios conaccesorios), de su longitud y de su pesoespecífico.

RESISTENCIA AL MOVIMIENTO DELAIRE

“Siempre un fluido se va a mover desde un punto de mayor presión a otro de

menor presión.”


menor presión.”

“La diferencia de presión en ventilación se expresa en mm de columna de agua (H)”

Factores que Afectan laResistencia al Flujo del Aire

Naturaleza de las Paredes

Dada la naturaleza de la mina, los conductos(galerías, chimeneas, tajeos, etc.) son irregularesy ofrece resistencia al paso del aire originandoperdidas de energía, transformando la energía detrabajo en energía de calor, producto de la


trabajo en energía de calor, producto de lafricción y esta transformación sucede, porejemplo, cuando el aire turbulento pasa por unasuperficie. Mientras mas áspera sea la superficie,mayor será la turbulencia y por lo tanto, mayor lafricción y mayor la perdida de poder

Por lo tanto un ducto áspero cuenta con uncoeficiente más alto de fricción que un ductosuave. Si se presentan demasiadasobstrucciones en el ducto, se asume el factor “K”


Configuración y Tamaño

Sea C el perímetro del conducto y A el área transversal alconducto, la relación entre C/A determina la forma de unconducto de ventilación y esto juega un papel importante


conducto de ventilación y esto juega un papel importantepara determinar la resistencia. Hoy en día, la mayoría de lospiques son circulares. Los piques circulares presentan unaresistencia menor al flujo de aire que los rectangulares(siendo todos los demás factores los mismos). La forma depique elíptico ayuda a reducir la resistencia.

AC



Hoy en día los túneles subterráneos se están fabricando conuna configuración semi-elíptica; esta configuración resiste demejor forma a las presiones derivadas de los movimientos de


mejor forma a las presiones derivadas de los movimientos derocas y también reduce la resistencia de dicho túnel al flujode aire



Un área de corte transversal es sumamenteimportante para determinar la resistencia de unconducto de ventilación. Desde el punto de vista


importante para determinar la resistencia de unconducto de ventilación. Desde el punto de vistade la ventilación, mientras mayor sea el conductode ventilación, mejores son los resultados, sinembargo, al aumentarse el tamaño del conductose aumentan los costos y podría aumentar eltiempo requerido de excavación. Estos factoresdeben ser considerados antes de determinarse eltamaño óptimo de un conducto de ventilación.


Longitud

Es obvio que mientras mayor sea la longitud de unconducto de aire, mayor será la resistencia al flujo de aire.Desafortunadamente, poco se


Desafortunadamente, poco sepuede hacer para reducir estefactor puesto que los conductosse ventilación generalmente soncreados para extenderse entrepuntos fijos de una mina. Losconductos de ventilacióndeberían, si es posible, sercreados por la ruta mas cortaposible


OtrosSoporte

El uso de grandes cantidades de madera u otra forma de soporte en unconducto de ventilación aumenta su resistencia al flujo de aire de dosmaneras. Primero, se reduce el área libre del conducto de ventilación


Primero, se reduce el área libre del conducto de ventilación Segundo, las perdidas por choque son causadas a medida que el aire golpea estas

obstrucciones.

Madera Cimbras


OtrosSoporte

Se utilizo modelos extensivamente para determinar lamejor configuración de los puntales divisorios de lostúneles y todos los tuéneles modernos cuentan con


túneles y todos los tuéneles modernos cuentan consoportes aerodinámicos

Techos apernados han reemplazado, en muchos casos, ala madera como soportes en los túneles, y enconsecuencia han ayudado a reducir la resistencia deestos túneles al flujo del aire

El espaciamiento entre los soportes tiene una granimportancia en su resistencia contra el flujo de aire.Mientras mayor es la distancia entre si, menor es suresistencia. En la actualidad, los soportes para túneles seencuentran espaciados hasta en tres metros entre si.


OtrosTransporte

Los túneles y túneles de ventilaciónno solo se utilizan para transportar


no solo se utilizan para transportarel aire, también se utilizan paratransportar rocas, material ypersonal.

Las jaulas, la maquinaria y laslocomotoras causan unaresistencia al flujo de aire


OtrosPerdidas de Entrada y Salida

Tanto en la entrada como la salida de un conducto deventilación se producen perdidas de presión si no se


ventilación se producen perdidas de presión si no seconsideran en el diseño factores como la súbita reducciónde tamaño y curvas cerradas.

Las restricciones ocasionadas por las personas y losmateriales también pueden ocasionar perdidas de presiónen la entrada y salida de un conducto de ventilación; estoes particularmente cierto en las estaciones de los túnelesde ventilación


OtrosAgua en Suspensión

Gotas de agua en suspensión en el aire de un túnel deventilación pueden aumentar considerablemente la


ventilación pueden aumentar considerablemente laresistencia. Las gotas de agua se forman como resultadode la condensación o por agua que se escurre por lasfisuras del túnel. Si la velocidad del aire en el túnel esinferior a los 7.5m/s, las gotas se suspenden en el aire. Sila velocidad es superior a los 11.5m/s las gotas sonacarreadas fuera del túnel y deben ser capturadas por unsistema de drenaje efectivo en la parte superior del túnel

Resistencia y Caída de Presión

Para que el aire fluya a través de la mina, esnecesario que exista una diferencia de presión entrela entrada y la salida de la misma. Esta diferencia depresión puede deberse a causas naturales (gradientetérmica) o ser inducida artificialmente por mediosmecánicos mediante ventiladores



Independientemente de las causas que originan lacirculación del aire a través de las labores subterráneas, esedeberá vencer la resistencia que encuentre a su paso, locual se traducirá en una pérdida de energía del aire encirculación


Para que el aire circule a través de la mina, la energía de laque dispone deberá ser necesariamente mayor que laenergía requerida para vencer la resistencia del conjunto deexcavaciones que constituyen la mina y que definen elcircuito de ventilación

esistenciaRporPerdidaEnergiaInicialEnergia


La perdida de energía que experimente el aire alcircular a través de la mina se debe principalmente ados causas

La fricción que se genera en el contacto entre el aire y lasparedes de las excavaciones; y


paredes de las excavaciones; y El impacto del aire en movimiento contra obstáculos ubicados

en el interior de las excavaciones o contra las paredes cuandoal aire es obligado a cambiar de dirección

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