UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS

TESIS

Título
MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN
SUBTERRÁNEA DE LA MINA CONDOR IV, MINERA EL
PALACIO DEL CÓNDOR S.A.C.

PRESENTADA POR:

HUAMANÍ BENDEZÚ JUAN MISOLI

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE

INGENIERO DE MINAS

HUANCAYO – PERU

2020
 II

ASESOR

Dr. VALERIO PASCUAL, ROSENDO

 III

DEDICATORIA

A Dios por la vida y a mis padres quienes me

apoyaron sin condición en todo momento, y a

cada una de las personas que me motivaron

para realizar el presente trabajo de

investigación.
 IV

AGRADECIMIENTO

En primer lugar, gracias a Dios que siempre me ha acompañado y guiado a lo largo de mi vida y

carrera, que fue mi fortaleza en los momentos más difíciles y que me ha dado una vida llena de

conocimiento, experiencia y, sobre todo, felicidad.

A continuación, quiero agradecer a mis padres Pedro Huamaní y Dora Bendezú por apoyarme en

todo momento, por los valores que me enseñaron y por darme la oportunidad de recibir una

excelente educación a lo largo de mi vida. En primer lugar, ser un excelente ejemplo.

A mi esposa Jacquelin Taype por haberme brindado su amor y cariño incondicional y siempre

darme su apoyo y la motivación impulsándome a seguir adelante día a día.

A mis hermanos que son una parte importante de mi vida y son un ejemplo de desarrollo

profesional a seguir.

Mi gratitud también a mi asesor, el ingeniero Valerio Pascual, Rosendo por su apoyo durante la

elaboración de mi trabajo de investigación.

Y por último el respectivo agradecimiento a todas las personas de Compañía Minera Maxpala

S.A.C. y Minera el Palacio del Cóndor S.A.C. a los ingenieros, técnicos y trabajadores por todos

los conocimientos prácticos compartidos.

 V

RESUMEN

En el presente trabajo de investigación hizo un estudio de ventilación para la mejora del sistema

de ventilación de la mina Condor IV, todo ello con el objetivo de determinar el mejor diseño y

método de ventilación eficientes, para conseguir dicho fin se realizó una evaluación minuciosa

del sistema actual mediante la toma de muestras de los respectivos agentes contaminantes a lo

largo de toda la mina, utilizando diferentes equipos de medición que cuantifican el caudal del

aire, temperatura, gases y cantidad de polvo de la mina; para posteriormente determinar las

falencias y obstáculos en el circuito. La información recopilada se modeló luego con el software

Ventsim 5.4 para sugerir soluciones alternativas.

El diseño de ventilación realizado incluyó el cálculo del requerimiento total de aire y la

resistencia equivalente de las galerías, mediante lo que se pudo determinar la cobertura actual y

encontrar una solución efectiva por medio de la simulación de escenarios en el software y en

campo efectuando bifurcaciones con reducción de mangas de 20” a 10” en forma de “T” hacia

las chimeneas para aumentar el flujo de ingreso de aire con tercera línea a los subniveles y tajos

de producción. Y así de esta forma, se mejoren la seguridad laboral, producción de la mina y

mantenga en buen estado el ambiente de las labores mineras. Palabras clave: ventilación,

cobertura, resistencia equivalente, factor de perdidas por choque, presión.

 VI

ABSTRAC

In the present research work, a ventilation study was carried out to improve the ventilation

system of the Condor IV mine, all with the aim of determining the best efficient ventilation

design and method, to achieve this purpose a detailed evaluation of the current system by taking

samples of the respective pollutants throughout the entire mine, using different portable

measurement equipment that measures air flow speed, temperature, quantity of gases and

quantity of dust in the mine; to later determine the shortcomings and drawbacks of the circuit.

With the information collected, a modeling was carried out with the Ventsim 5.4 software, to

propose alternative solutions.

The ventilation design carried out involved the calculation of the total air requirement and the

equivalent resistance of the galleries, which allowed knowing the current coverage and

establishing an effective solution by simulating scenarios in the software and in the field, making

bifurcations with reduction of sleeves from 20” to 10” in the shape of a “T” towards the

chimneys to increase the flow of air inlet with third line to the sublevels and production pits. And

thus, in this way, the conditions of labor safety, mine production are improved and the mine

environment is kept in optimal conditions. Key words: ventilation, coverage, equivalent

resistance, shock loss factor, pressure.

 VII

INDICE

DEDICATORIA…………………………………………………………………………………III
AGRADECIMIENTOS…………………………………………………………………………IV
RESUMEN………………………………………………………………………………………V
ABSTRACT…………………………………………………………………………………….VI
ÍNDICE…………………………………………………………………………………………VII
ÍNDICE DE TABLAS………………………………………………………………………….XI
ÍNDICE DE FIGURAS……………………………………………………………………….XIII
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………XVI
Capítulo I: Planteamiento del Problema ......................................................................................... 1
1.1. Fundamentación del Problema ......................................................................................... 1
1.2. Formulación del Problema ............................................................................................... 2
1.2.1. Problema General...................................................................................................... 2
1.2.2. Problemas Específicos .............................................................................................. 3
1.3. Objetivos de la Investigación ........................................................................................... 3
1.3.1. Objetivo General ....................................................................................................... 3
1.3.2. Objetivo Específico................................................................................................... 3
1.4. Justificación...................................................................................................................... 3
1.5. Alcances y Limitaciones de la Investigación ................................................................... 5
1.5.1. Alcances .................................................................................................................... 5
1.5.2. Limitaciones.............................................................................................................. 5
Capítulo II: Marco Teórico ............................................................................................................. 6
2.1. Antecedentes .................................................................................................................... 6
2.1.1. Antecedentes Nacionales .......................................................................................... 6
2.1.2. Antecedentes Internaciones ...................................................................................... 8
2.2. Bases Teóricas .................................................................................................................. 9
2.2.1. Ventilación ................................................................................................................ 9
2.2.2. Ventilación Subterránea .......................................................................................... 11
2.2.3. Tipos de Ventilación ............................................................................................... 11
2.2.4. Ventilación Natural ................................................................................................. 12
2.2.5. Ventilación Mecánica ............................................................................................. 13
2.2.6. Requerimientos de Aire .......................................................................................... 13
2.2.7. Ventiladores ............................................................................................................ 16
2.2.8. Sistemas de Ventilación .......................................................................................... 21
 VIII

2.3. Minera El Palacio del Condor SAC ............................................................................... 27

2.3.1. Síntesis de la Ubicación y Geología de la Minera El Palacio del Condor .............. 28
2.3.2. Geomorfología ........................................................................................................ 30
2.3.3. Geología .................................................................................................................. 31
2.3.4. Sistema de explotación de la Mina ......................................................................... 35
2.3.5. Labores mineras ...................................................................................................... 42
2.3.6. Ciclo de Minado...................................................................................................... 44
2.3.7. Infraestuctura .......................................................................................................... 45
2.3.8. Servicios a la Mina.................................................................................................. 47
2.4. Definición de términos ................................................................................................... 47
2.4.1. Ventilación .............................................................................................................. 47
2.4.2. Planeación de ventilación de una mina ................................................................... 48
2.4.3. Diseño de la ventilación en mina ............................................................................ 49
2.4.4. Calidad de aire ........................................................................................................ 49
2.4.5. Minería Subterránea ................................................................................................ 50
2.4.6. Monitoreos ambientales: ......................................................................................... 50
2.4.7. Ventsim 5.4 ............................................................................................................. 51
2.4.8. Calibración de la ventilación .................................................................................. 51
2.4.9. Operaciones mineras: .............................................................................................. 52
2.4.10. Origen de gases en minas .................................................................................... 52
2.4.11. Gases Nitrosos (NOx) ......................................................................................... 53
2.4.12. El monóxido de carbono (CO) ............................................................................ 53
2.4.13. Polvo.................................................................................................................... 54
2.4.14. Material Particulado MP10 ................................................................................. 54
2.4.15. Atmósfera minera ................................................................................................ 55
2.5. Hipótesis ......................................................................................................................... 55
2.5.1. Hipótesis General .................................................................................................... 55
2.5.2. Hipótesis Específicas .............................................................................................. 55
2.6. Identificación y Clasificación de Variables ................................................................... 55
2.6.1. Variables Dependientes .......................................................................................... 55
2.6.2. Variables Independientes ........................................................................................ 56
2.7. Operacionalización de Variables .................................................................................... 56
Capítulo III: Metodología de la Investigación .............................................................................. 57
3.1. Método de la Investigación ............................................................................................ 57
 IX

3.2. Tipo y Nivel de Investigación ........................................................................................ 57

3.2.1. Tipo ......................................................................................................................... 57
3.2.2. Nivel........................................................................................................................ 57
3.3. Diseño de Investigación ................................................................................................. 58
3.3.1. Diagrama Causa-Efecto .......................................................................................... 59
3.4. Lugar de estudio ............................................................................................................. 59
3.5. Población y muestra ....................................................................................................... 59
3.5.1. Población................................................................................................................. 59
3.5.2. Muestra ................................................................................................................... 60
3.6. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos ........................................................ 61
3.7. Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos ............................................................ 62
3.8. Sistema actual de ventilación evaluación y análisis ....................................................... 63
3.8.1. Circuito de ventilación actual ................................................................................. 63
3.8.2. Ingreso de aire fresco .............................................................................................. 63
3.8.3. Evacuación del aire viciado .................................................................................... 65
3.9. Particularidades generales del sistema actual de ventilación en Palacio del cóndor. .... 67
3.10. Metodología de levantamiento de ventilación ............................................................ 68
3.10.1. Designación de puntos de medición .................................................................... 68
3.10.2. Medición de la sección útil en una galería .......................................................... 69
3.10.3. Medición de la velocidad del flujo de aire .......................................................... 70
3.10.4. Medición de temperatura y humedad relativa ..................................................... 71
3.10.5. Cálculo del caudal de aire actual ......................................................................... 74
3.10.6. Medición de gases contaminantes ....................................................................... 76
3.10.7. Medición de Polvo .............................................................................................. 77
Capitulo IV: Diseño del sistema de ventilación ............................................................................ 79
4.1. Parámetros de diseño de la red de ventilación ............................................................... 79
4.1.1. Densidad del aire..................................................................................................... 79
4.1.2. Presión..................................................................................................................... 80
4.1.3. Ecuación de Atkinsón ............................................................................................. 81
4.1.4. Caudal de aire ......................................................................................................... 82
4.1.5. Equipos de medición ............................................................................................... 82
4.1.6. Simulación de ventilación con Ventsim 5.4 ........................................................... 85
4.1.7. Simulación actual del sistema de ventilación mina Cóndor IV .............................. 92
4.1.8. Mejoramiento del sistema de ventilación ............................................................... 98
 X

4.1.9. Metodología del mejoramiento de ventilación ....................................................... 98

Capítulo V: Análisis e Interpretación de Resultados .................................................................. 103
5.1. Sistema de ventilación .................................................................................................. 103
5.2. Reporte de Simulación con Software del Sistema de ventilación ................................ 103
5.3. Balance de Aire ............................................................................................................ 104
5.3.1. Caudal requerido por el número de trabajadores .................................................. 104
5.3.2. Caudal requerido por el consumo de madera ........................................................ 105
5.3.3. Caudal requerido por temperatura en las labores de trabajo ................................. 105
5.3.4. Caudal requerido por fugas ................................................................................... 106
5.3.5. Caudal requerido por consumo de explosivos ...................................................... 106
5.3.6. Caudal total requerido para la operación en mina Condór IV .............................. 107
5.3.7. Cobertura de aire ................................................................................................... 107
5.4. Reporte de medición de velocidades ............................................................................ 108
5.5. Medición de temperatura .............................................................................................. 109
5.6. Reporte de medición de polvo ...................................................................................... 109
5.7. Reporte del Medición de Gases.................................................................................... 110
CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 112
RECOMENDACIONES ............................................................................................................. 115
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................ 117
ANEXOS .................................................................................................................................... 120
 XI

INDICE DE TABLAS

Tabla 1.......................................................................................................................................... 15
Factor de producción de acuerdo al consumo de madera ............................................................. 15
Tabla 2.......................................................................................................................................... 16
Velocidad Mínima ........................................................................................................................ 16
Tabla 3.......................................................................................................................................... 19
Características de Ventiladores Axiales........................................................................................ 19
Tabla 4.......................................................................................................................................... 21
Cuadro comparativo de Ventiladores............................................................................................ 21
Tabla 5.......................................................................................................................................... 40
Tipos y cantidad de taladros ......................................................................................................... 40
Tabla 6.......................................................................................................................................... 41
Parámetros operativos de perforación y voladura ......................................................................... 41
Tabla 7.......................................................................................................................................... 56
Variables dimensiones e indicadores de la hipótesis general ....................................................... 56
Tabla 10........................................................................................................................................ 71
Cálculo del caudal de aire respecto a la temperatura. ................................................................... 71
Tabla 11........................................................................................................................................ 72
Tiempo de permanencia del personal según la temperatura en interior mina ............................... 72
Tabla 12........................................................................................................................................ 72
Temperatura en los puntos designados Nv 4850 y 4890. ............................................................. 72
Figura 13 ...................................................................................................................................... 73
Humedad relativa en los puntos designados ................................................................................. 73
Tabla 14........................................................................................................................................ 75
Cálculo del caudal promedio de cada punto de medición Nv. 4850 y Nv. 4890 .......................... 75
Tabla 15........................................................................................................................................ 76
Medición de oxígeno, monóxido de carbono y gas nitroso en el circuito principal. .................... 76
Tabla 16........................................................................................................................................ 77
Medición de oxígeno, monóxido de carbono y gas nitroso de labores operación. ....................... 77
Tabla 17........................................................................................................................................ 78
Concentración de partículas de polvo PM10 y PM 2.5 Nv. 4850................................................. 78
Tabla 18........................................................................................................................................ 78
 XII

Concentración de partículas de polvo PM10 y PM 2.5 Nv. 4890................................................. 78

Tabla 19........................................................................................................................................ 82
Valores del coeficiente K para minas metálicas ........................................................................... 82
Tabla 20........................................................................................................................................ 83
Instrumentos utilizados para la campaña de medición ................................................................. 83
Tabla 21........................................................................................................................................ 96
Cuadro de calibración del modelo en Ventsim. ............................................................................ 96
Tabla 22...................................................................................................................................... 104
Caudal requerido por el número de trabajadores ........................................................................ 104
Tabla 23...................................................................................................................................... 105
Caudal requerido por consumo de madera.................................................................................. 105
Tabla 24...................................................................................................................................... 106
Caudal requerido por temperatura .............................................................................................. 106
Tabla 25...................................................................................................................................... 106
Caudal requerido por fugas ......................................................................................................... 106
Tabla 26...................................................................................................................................... 106
Caudal requerido por consumo de explosivos ............................................................................ 106
Tabla 27...................................................................................................................................... 107
Caudal total requerido ................................................................................................................. 107
Tabla 28...................................................................................................................................... 107
Cobertura de aire en mina ........................................................................................................... 107
Tabla 29...................................................................................................................................... 108
Caudal de aire promedio del sistema de ventilación mejorado................................................... 108
Tabla 30...................................................................................................................................... 109
Promedio de temperatura en mina Cóndor IV ............................................................................ 109
Tabla 31...................................................................................................................................... 109
Promedio de concentración de polvo en mina Condor IV .......................................................... 109
Tabla 32...................................................................................................................................... 110
Monitoreo final de gases contaminantes en el circuito principal de mina Cóndor IV ................ 110
Tabla 33...................................................................................................................................... 111
Medición final de gases contaminantes en labores de operación. .............................................. 111
 XIII

INDICE DE FIGURAS

Figura 1 ........................................................................................................................................ 18
Ventilador centrifugo .................................................................................................................... 18
Figura 2 ........................................................................................................................................ 19
Ventilador axial. (Zitrón, 2010). ................................................................................................... 19
Figura 3 ........................................................................................................................................ 22
Sistema de ventilación impelente.................................................................................................. 22
Figura 4 ........................................................................................................................................ 22
Zonas del sistema de ventilación impelente.................................................................................. 22
Figura 6 ........................................................................................................................................ 26
Ventilación Impelente con apoyo aspirante. ................................................................................. 26
Figura 7 ........................................................................................................................................ 26
Ventilación aspirante con apoyo impelente .................................................................................. 26
Figura 8 ........................................................................................................................................ 27
Ventilación Aspirante con apoyo impelente. ................................................................................ 27
Figura 9 ........................................................................................................................................ 29
Mapa de ubicación de Minera el Palacio del Cóndor ................................................................... 29
Figura 10 ...................................................................................................................................... 32
Mapa geológico local del cuadrángulo Caylloma......................................................................... 32
Figura 11 ...................................................................................................................................... 33
Cuadro de estratigrafía del mapa geológico.................................................................................. 33
Figura 12 ...................................................................................................................................... 36
Vista longitudinal del método de explotación en mina Cóndor IV .............................................. 36
Figura 13 ...................................................................................................................................... 36
Vista frontal del método de explotación en mina Cóndor IV ....................................................... 36
Figura 14 ...................................................................................................................................... 39
Malla de Perforación (Roca Intermedia) de Minera el Palacio del Condor .................................. 39
Figura 15 ...................................................................................................................................... 43
Croquis del diseño de mina Condor IV......................................................................................... 44
Figura 16 ...................................................................................................................................... 44
Ciclo de minado en el Corte y relleno convencional .................................................................... 44
Figura 17 ...................................................................................................................................... 46
Minera el Palacio del Cóndor instalaciones externas ................................................................... 46
Figura 18 ...................................................................................................................................... 58
 XIV

Estructura de la investigación ....................................................................................................... 58

Figura 19 ...................................................................................................................................... 59
Diagrama de causa-efecto ............................................................................................................. 59
Figura 20 ...................................................................................................................................... 63
Esquema del circuito principal de ventilación actual tramo norte-sur de la mina Condor IV ...... 63
Figura 21 ...................................................................................................................................... 65
Diagrama de inyección de aire fresco en el circuito principal de Cóndor IV ............................... 65
Figura 22 ...................................................................................................................................... 66
Diagrama de extracción de aire viciado de mina Cóndor IV ........................................................ 66
Figura 23 ...................................................................................................................................... 67
Diagrama de recirculación de aire fresco y viciado ...................................................................... 67
Figura 24 ...................................................................................................................................... 68
Designación de puntos en el circuito principal de mina Cóndor IV ............................................. 68
Figura 25 ...................................................................................................................................... 69
Designación de puntos de medición de la mina Condor IV.......................................................... 69
Figura 26 ...................................................................................................................................... 70
Criterio de selección del parámetro k ........................................................................................... 70
Figura 27 ...................................................................................................................................... 70
Medición de velocidad media con anemómetro ........................................................................... 70
Figura 28 ...................................................................................................................................... 86
Importacion de data al software Ventsim ..................................................................................... 86
Figura 29 ...................................................................................................................................... 86
líneas base de la mina Condor IV ................................................................................................. 86
Figura 30 ...................................................................................................................................... 87
Procedimiento de conversión líneas a solidos .............................................................................. 87
Figura 31 ...................................................................................................................................... 88
Procedimiento de configuración ambiental .................................................................................. 88
Figura 32 ...................................................................................................................................... 89
Procedimiento de simulación natural ............................................................................................ 89
Figura 33 ...................................................................................................................................... 89
Procedimiento para la caracterización de conductos .................................................................... 89
Figura 34 ...................................................................................................................................... 90
Procedimiento para la configuración de capas.............................................................................. 90
Figura 35 ...................................................................................................................................... 90
 XV

Procedimiento de configuración de resistencias ........................................................................... 90

Figura 36 ...................................................................................................................................... 91
Proceso de configuración del factor de fricción ........................................................................... 91
Figura 37 ...................................................................................................................................... 92
Proceso de configuración de pérdidas de choque .................................................................................. .
....................................................................................................................................................... 92
Figura 38 ...................................................................................................................................... 93
Curva e información del ventilador de 10 000 cfm ...................................................................... 93
Figura 39 ...................................................................................................................................... 94
Curva e información de ventilador de 5000 cfm .......................................................................... 94
Figura 41 ...................................................................................................................................... 95
Simulación de contaminantes NOx ............................................................................................... 95
Figura 42 ...................................................................................................................................... 96
Modelo 3D de simulación de ventilación inicial mina Condor IV ............................................... 96
....................................................................................................................................................... 97
Figura 43 ...................................................................................................................................... 97
Resumen de la red del sistema inicial mina Cóndor IV ................................................................ 97
Figura 44 ...................................................................................................................................... 99
Bifurcación en T de mangas de ventilación .................................................................................. 99
Figura 45 ...................................................................................................................................... 99
Puerta de ventilación en el sistema de ventilación........................................................................ 99
Figura 46 .................................................................................................................................... 100
Reubicación de ventilador........................................................................................................... 100
Figura 47 .................................................................................................................................... 101
Esquema de circuito principal de ventilación mejorado mina Cóndor IV .................................. 101
Figura 48 .................................................................................................................................... 101
Modelo simulado 3D del sistema de ventilación mina Condor IV ............................................. 101
Figura 48 .................................................................................................................................... 102
Resumen de la red de ventilación del sistema de ventilación mejorado ..................................... 102
 XVI

INTRODUCCIÓN

La presente investigación se centra en el análisis del circuito de ventilación de la mina Cóndor

IV de la empresa “Minera El Palacio del Cóndor S.A.C.” con el propósito de simular su estado

actual y ofrecer alternativas que ayuden con su aplicación a mejorar las condiciones de trabajo en

la mina.

Como sabemos un diseño correcto de ventilación permitirá optimizar recursos, conservar las

mejores condiciones del ambiente de trabajo, las operaciones mineras y mantener también

condiciones buenas de seguridad.

Por lo tanto, todas las excavaciones mineras deben tener circuitos de ventilación natural o

mecánica para garantizar un suministro continuo de aire fresco y el retorno del aire viciado. Uno

de los mayores desafíos actuales en los proyectos mineros pequeños se basa en la ingeniería del

sistema de ventilación para implementar un diseño que satisfaga las necesidades y

requerimientos de la obra subterránea que se está desarrollando.

Gracias al hecho de que los métodos empíricos han estado en posesión durante mucho tiempo y

debido a la introducción de nuevas tecnologías como softwares de simulación, equipos

sofisticados de medición de contaminantes, flujos, humedad y temperatura.

El trabajo de investigación se divide en cinco capítulos, en el Capítulo I se desarrolla el

planteamiento del problema.

En el Capítulo II se describe el marco teórico analizando las bases teóricas y definiciones

conceptuales para realizar el trabajo de investigación.

En el Capítulo III se realiza la metodología de investigación y la operacionalización de variables.

En el Capítulo IV se desarrolla el diseño del sistema de ventilación y su mejoramiento.

 XVII

En el Capítulo V se muestra las discusiones y análisis de resultados del mejoramiento del sistema

de ventilación de la unidad minera Cóndor IV.

 1. Capítulo I: Planteamiento del Problema

1.1. Fundamentación del Problema

La ventilación de minas es una actividad que se realiza para la evacuación y eliminación

del aire contaminado en las labores mineras subterráneas actualmente se ha vuelto en una

de las actividades de mayor importancia en el sector minero dado que hoy en día se cuentan

con minas mecanizadas las cuales poseen gran cantidad de equipos que funcionan con

combustible diésel el cual es uno de los principales causantes de gases en mina después de

la detonación de explosivos además de la presencia del polvo producto de las operaciones

en mina.

La mina Cóndor IV, de la Minera El Palacio del Cóndor, localizada al sur del distrito de

Caylloma, de la provincia de Caylloma, a una altura de 4310 m.s.n.m, posee dos niveles

con dos cortadas principales de extracción, Cort. 252 NW de 4890 m y Cort. 937 NW de

4850 m, y un inclinado 442 NW de desarrollo además de galerías, las cuales son labores de

exploración, con sección de 2.1x2.1 m. El sistema de ventilación inicial consiste en la

combinación de 3 ventiladores impelentes, dos con capacidades de 5 000 CFM y la otra con

capacidad de 10 000 CFM, ubicado el del nivel superior a una distancia de 200 m de la

bocamina y mangas de ventilación de 20’’x15m cada uno.

El aire fresco ingresa de forma natural a través de las bocaminas de las galerías conocidas

como cortadas 252NW y 937 NW siendo conducido hacia el frente de avance por medio

del ventiladores impelentes a través de mangas de ventilación, diluyendo la concentración

de gases y polvo generados por la voladura en los tajos, mientras en el nivel inferior se

encuentran dos ventiladores impelentes conectados en serie, los cuales extraen el aire

viciado con ayuda de las mangas de ventilación hacia la superficie.

La distancia del ventilador con respecto al frente es excesiva, incrementándose este con el

avance diario que llega a un aproximado de 60 m por mes, generando que el caudal de aire
 2

llegue con baja presión, además de la presencia de fugas de aire en los empalmes y roturas

en las mangas de ventilación, generando los mencionados la recirculación de aire viciado.

Por lo que el tiempo promedio requerido, para que el ambiente de trabajo tenga

concentraciones de gases por debajo de los límites máximos permisibles aumente, siendo el

tiempo de evacuación de 2 horas aproximadamente, lo cual tiene un porcentaje de

incidencia significativo en el tiempo efectivo total del ciclo de minado.

Los monitoreos realizados en los puntos de mayor incidencia de gases, arrojaron resultados

fuera de los límites máximos permisibles tales como:

Gases de Monóxido CO (28-31 ppm), Gases Nitrosos NO (3-8 ppm), además de Partículas

de polvo PM10 Y PM2.5 en concentraciones (4 - 30 µg/m3) que se encuentran dentro del

límite pero que poseen un tiempo muy prolongado de permanencia en las labores.

Por otro lado, se tiene la necesidad de desarrollar otros puntos de trabajo como por ejemplo

un nuevo nivel inferior y galerías, los cuales no están considerados dentro en el sistema de

ventilación inicial.

Por ello, el propósito de esta investigación es mejorar el sistema de ventilación de la mina

Cóndor IV, no solo para asegurar una buena ventilación para la comodidad del personal,

sino también para diluir los gases producidos por la voladura a un menor tiempo por debajo

de los valores límite máximos permisibles y para cubrir futuros requisitos de ventilación en

otras áreas de trabajo

1.2. Formulación del Problema

1.2.1. Problema General

¿De qué manera se mejorará el sistema de ventilación subterránea de la mina Cóndor IV,

Minera El Palacio del Cóndor S.A.C.?

 3

1.2.2. Problemas Específicos

i) ¿Cuál es el diseño de un sistema de ventilación adecuado, para el mejoramiento del

sistema de ventilación de la mina Cóndor IV, Minera El Palacio del Cóndor S.A.C.?

ii) ¿Cuál es el método de ventilación adecuado para el mejoramiento del sistema de

ventilación de la mina Cóndor IV, Minera El Palacio del Cóndor S.A.C.?

1.3. Objetivos de la Investigación

1.3.1. Objetivo General

Determinar el diseño y método de ventilación adecuado, que permita mejorar el sistema de

ventilación actual de la mina Cóndor IV, Minera El Palacio del cóndor S.A.C

1.3.2. Objetivo Específico

i) Determinar el diseño de un sistema de ventilación adecuado, para el mejoramiento del

sistema de ventilación de la mina Cóndor IV, Minera El Palacio del cóndor S.A.C.

ii) Determinar el método de ventilación adecuado para el mejoramiento del sistema de

ventilación de la mina Cóndor IV, Minera El Palacio del cóndor S.A.C.

1.4. Justificación

El presente trabajo de investigación realizado en la Compañía Minera

El Palacio Del Cóndor S.A.C., sobre el Mejoramiento del sistema de ventilación en Mina

de Compañía Minera El Palacio Del Cóndor SAC – Arequipa, emerge de la necesidad de

hacer una contribución muy importante para mejorar la ventilación y por ende un ambiente

seguro para los trabajadores de la mina. En la profundización de nuestro trabajo se

comprueba la falta de ventilación, ya que los ventiladores utilizados no cumplen con los

requisitos derivados del número de personas, la cantidad de madera empleada, los gases

explosivos y la presencia de polvo en el área de operación.

 4

Se tienen 4 razones principales por las que se debe proveer ventilación en las labores en la

mina:

• Proveer oxígeno para propósitos de respiración.

• Para diluir y remover gases nocivos presentes en mina.

• Para diluir y remover las concentraciones de polvo suspendido.

• Reducir las temperaturas en las labores presentes en la empresa.

De acuerdo a la reglamentación vigente del Perú, basado en la Ley General de Minería y el

Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional DS-023-2017-EM establece:

“Artículo 246°.- El titular de la actividad minera velará por el suministro de aire

limpio a las labores de trabajo de acuerdo a las necesidades del trabajador, de los equipos

diésel y para evacuar los gases, humos y polvo suspendido que pudieran afectar la salud del

trabajador, así como para mantener condiciones termo- ambientales confortables. Todo

sistema de ventilación en la actividad minera, en cuanto se refiera a la calidad del aire,

deberá mantenerse dentro de los límites de exposición ocupacional para agentes químicos.”

Frente a esta problemática, la presente investigación ayudará a determinar de qué manera el

mejoramiento del sistema de ventilación adecuado tendrá efecto en las condiciones de

seguridad en interior mina.

También se justifica porque será de utilidad en el futuro para que los estudiantes

involucrados en la carrera de ingeniería minera amplíen sus conocimientos de investigación

sobre la ventilación de minas.

 5

1.5. Alcances y Limitaciones de la Investigación

1.5.1. Alcances

La aplicación del software de simulación de ventilación Minera (Ventsim 5.4) permitirá al

área de planeamiento (corto, mediano y largo plazo) de Minera el Palacio del Cóndor

S.A.C. realizar planes de producción óptimos.

1.5.2. Limitaciones

a) Teórica

Los aspectos teóricos a considerar en el presente plan de tesis se basarán en los sistemas de

ventilación, Características de los sistemas de ventilación, Sistemas de ventilación en el

Perú basados en los métodos de Hardy Cross y leyes de kirchhoff además de la

optimización de sistemas de ventilación mediante software de simulación en ventilación

Ventsim 5.1.

b) Espacial

La presente investigación se llevará a cabo en la unidad minera Cóndor IV, de la Minera El

Palacio del Cóndor del distrito de Caylloma, Provincia de Caylloma y departamento de

Arequipa.

c) Temporal.

El análisis se efectuará tomando como base de estudio el año 2020.

 6

2. Capítulo II: Marco Teórico

2.1. Antecedentes

Se revisaron estudios recientes de sistemas de ventilación de minas subterráneas como tesis

e informes de investigación realizadas relacionadas al tema siendo los siguientes.

2.1.1. Antecedentes Nacionales

Raico (2019) en su tesis “Evaluación Y Optimización Del Sistema De Ventilación Del

Túnel De Exploración Chaquicocha Nivel 3750 - Minera Yanacocha, 2018”

Menciona que “el sistema de ventilación utilizado para la ejecución del proyecto ha

evidenciado ciertas deficiencias a medida que aumenta el desarrollo de la excavación

subterránea, en cuanto a caudal de aire y a las condiciones atmosféricas laborales de los

trabajadores. El objetivo principal es evaluar dicho sistema y realizar una optimización. De

la evaluación inicial se obtuvo una cobertura de caudal de aire de 90%, por tal motivo y de

acuerdo a los requerimientos de incorporar mayor cantidad de equipos con motor petrolero,

se realizó una optimización que consiste en la implementación de un sistema de ventilación

del tipo aspirante con apoyo impelente, mediante la utilización de 01 ventilador principal

aspirante y 03 ventiladores auxiliares impelentes, obteniendo una cobertura de caudal de

aire de 129%; además para verificar el funcionamiento de acuerdo al diseño de

optimización realizado en el software Ventsim, se compararon los valores de caudal de aire

medidos en campo con respecto a los datos obtenidos del software Ventsim, teniendo como

resultado una variación de caudal de aire en rangos de 2.0% a 5.2 %.

Palabras Claves: Túnel de Exploración, Ventilación, Caudal de aire, Sistema de ventilación,

Estación de ventilación, Ventilador, Ventsim.

El sistema de ventilación implementado es del tipo aspirante con apoyo impelente, el cual

según la evaluación tiene una cobertura del 129%, es decir que el caudal de aire
 7

suministrado por el sistema cumple con los requerimientos en cuanto a cantidad de aire e

indica un buen desempeño en su funcionamiento.”

Maguiña (2018) “Aplicación Del Software Ventsim Para El Diseño Y Optimización

Proyectada Del Sistema De Ventilación En La Mina Hércules De La Compañía

Minera Lincuna S.A. – Año 2017”

Indica que “el trabajo de investigación comprende los estudios de evaluación, diagnóstico,

calculo, medición, calibración y simulación en 3D, mediante el uso del Software Ventsim,

con el fin de conocer las condiciones operativas de la mina, determinar la necesidades de

aire para los trabajadores, consumo de madera, temperaturas en las labores de trabajo,

equipo con motor petrolero y fugas, la ubicación de ventiladores, su caracterización según

su curva de trabajo y el consumo actual de energía.

Cuyo Objetivo general es que se logre la optimización del sistema de ventilación de la

Mina Hércules, que conlleve a la implementación y aseguramiento de los requerimientos

básicos de aire fresco para el óptimo desarrollo de los procesos de exploración, desarrollo,

preparación y explotación, subterránea; cumpliendo con las normas de ventilación vigentes.

Para la evaluación y diseño del sistema de ventilación se empleó el algoritmo de

aproximaciones sucesivas conocido como la teoría de Hardy-Cross, integrado en el

Ventsim, que cuenta con una interfaz gráfica que permite visualizar la mina como un

diagrama unifilar en el que se pueden apreciar los caudales que circulan y las caídas de

presión que se producen a través de cada ramal del circuito por una variación de colores y

valores numéricos

Se realizó un levantamiento de ventilación (trabajos en campo) con los instrumentos y

personal adecuado, luego de realizados los trabajos de gabinete para simulación con el

Software Ventsim, el cual ha sido de gran beneficio ya que gracias a esta herramienta se ha

podido diseñar y optimizar los circuitos de ventilación actual y proyectados.”

 8

2.1.2. Antecedentes Internaciones

Castillo (2017) “Evaluación Del Sistema De Ventilación De La Mina El Roble”,

Sogamoso-Colombia.

“Se realiza una contextualización del proyecto minero El Roble en Carmen de Atrato –

Chocó de la empresa Atico Mining Co, que incluye una geo- referenciación, tipo de

explotación y características especiales de la misma, hasta llegar a la revisión del sistema

de ventilación, conociendo el circuito que tiene la mina y realizando las mediciones y

cálculos de caudales actuales de acuerdo con la explotación. Además, se determinan los

requerimientos de aire, los problemas de temperatura y contaminación por gases posteriores

a los trabajos de voladuras, cargue y transporte de material. Se establece así mismo las

necesidades que permitan mejorar las condiciones de trabajo que se ve afectada por

constantes paradas de un sistema ineficiente de ventilación, las cuales se dan por fallas y/o

errores que de alguna manera en la solución generan no gasto sino inversión y proporcionan

una mejoría evidente en la producción para la compañía y dan cumplimiento a los

requerimientos legales y la normatividad vigente colombiana.”

Barrera y Pesántez (2019-2020) “Diseño y optimización del circuito de ventilación en

el tramo norte-sur de la mina ‘‘Goldmins’’, Zaruma – El Oro” Cuenca – Ecuador.

“En el mencionado trabajo evaluó el sistema de ventilación actual de la mina Goldmins,

mediante una campaña de recolección de datos a lo largo del tramo norte-sur, utilizando

equipos portátiles que miden la velocidad del flujo de aire, humedad relativa, temperatura y

cantidad de gases en interior mina; para determinar los fallos e inconvenientes del circuito.

Con la información recolectada se realizó un modelamiento en el software Ventsim, para

proponer alternativas de solución.

El diseño de ventilación propuesto involucró el cálculo del requerimiento de aire total y la

resistencia equivalente de las galerías, que permitieron conocer la cobertura actual y

 9

establecer una solución efectiva mediante la adquisición de nuevos equipos que cumplan

con la energía del sistema. De esta manera, se mejoren las condiciones de seguridad

laboral, producción de la mina y mantenga en óptimas condiciones la atmósfera minera.

Palabras clave: ventilación, cobertura, resistencia equivalente, energía, atmósfera minera.”

2.2. Bases Teóricas

2.2.1. Ventilación

“La ventilación en toda labor minera deberá ser con aire limpio de acuerdo a las

necesidades del personal, las maquinarias y para evacuar los gases, humos y polvo

suspendido que pudiera afectar la salud del trabajador, todo sistema de ventilación en la

actividad minera, en cuanto se refiere a la calidad de aire, deberá mantenerse dentro de los

límites máximos permisibles siguientes:

● Polvo inhalable: 10 mg/ m³.

● Polvo respirable: 3 mg/ m³.

● Oxígeno (O2): mínimo 19.5 % y máx. 22.5 %

● Dióxido de carbono (CO2): máximo 9000 mg/ m³. ó 5000 ppm. 30000 por un

lapso no superior de 15 min.

● Monóxido de carbono (CO): máximo 29 mg/ m³. ó 25 ppm

● Metano (NH4): máximo 5000 ppm

● Hidrógeno Sulfurado: máximo 14 mg/ m³. ó 10 ppm

● Gases Nitrosos (NO2): máximo 7 mg/ m³. de 3 ppm ó 5 ppm

● Gases Nitrosos (NO): 25 ppm

● Anhídrido Sulfuroso: 2 ppm mínimo a 5 ppm máximo

● Aldehídos: máximo 5 ppm

● Hidrógeno (H): máximo 5000 ppm

 10

● Ozono: máximo 0.1 ppm

Teniendo en consideración lo estipulado en el Reglamento de Seguridad y Salud

Ocupacional aprobado por el Ministerio de Energía y Minas en el Decreto Supremo Nro.

023-2017-EM, se tomará en cuenta lo siguiente: En todas las labores subterráneas se

mantendrá una circulación de aire limpio y fresco en cantidad y calidad suficiente de

acuerdo con el número de personas, con el total de HPs de los equipos con motores de

combustión interna así como para la dilución de los gases que permitan contar en el

ambiente de trabajo con un mínimo de 19.5 % y un máximo de 22.5 % de oxígeno, cuando

las minas se encuentren hasta 1500 metros sobre el nivel del mar, en los lugares de trabajo,

la cantidad mínima de aire necesaria por hombre será de 3 metros cúbicos por minuto, en

otras altitudes las cantidades de aire será de acuerdo con la siguiente escala:

➢ De 1500 a 3000 metros aumentará en 40%, será igual a 4 m³/min.

➢ De 3000 a 4000 metros aumentará en 70%, será igual a 5 m³/min.

➢ Sobre los 4000 metros aumentará en 100%, será igual a 6 m³/min.

En caso de emplearse equipo diésel, la cantidad de aire circulante no será menor de tres 3

metros cúbicos por minuto por cada HP que desarrollen los equipos, en ningún caso la

velocidad del aire será menor de 20 metros por minuto ni superior a 250 metros por minuto

en las labores de explotación incluido el desarrollo, preparación y en todo lugar donde haya

personal trabajando, Cuando se emplee ANFO u otros agentes de voladura, la velocidad del

aire no será menor de 25 metros por minuto. Cuando la ventilación natural no sea capaz de

cumplir con lo antes señalado, deberá emplearse ventilación mecánica, instalando

ventiladores principales, secundarios o auxiliares según las necesidades” (Reglamento de

seguridad y salud ocupacional. Decreto Supremo Nro. 023- 2017-EM. Perú).

 11

2.2.2. Ventilación Subterránea

“La ventilación en una mina subterránea es el proceso mediante el cual se hace circular por

el interior de la misma el aire necesario para asegurar una atmósfera respirable y segura

para el desarrollo de los trabajos, la ventilación se realiza estableciendo un circuito para la

circulación del aire a través de todas las labores. Para ello es indispensable que la mina

tenga dos labores de acceso independientes: dos pozos, dos socavones, un pozo y un

socavón, en las labores que sólo tienen un acceso (por ejemplo, una galería en avance) es

necesario ventilar con ayuda de una tubería, la tubería se coloca entre la entrada a la labor y

el final de la labor, esta ventilación se conoce como secundaria, en oposición a la que

recorre toda la mina que se conoce como principal, los ventiladores son los responsables

del movimiento del aire, tanto en la ventilación principal como en la secundaria.

Generalmente los ventiladores principales se colocan en el exterior de la mina, en la

superficie.”

(De la cuadra I. L. (1974), Curso de Laboreo de Minas. Madrid: Universidad Politécnica de

Madrid. Tomado de "http://es.wikipedia.org/wiki/Ventilaci%C3%B3n_de_minas

Principios de la ventilación es por:

Dos puntos de diferente presión (>P2 a Tº2 a < Tº1).

Diferencia de temperaturas (> Tº2 a < Tº1)

2.2.3. Tipos de Ventilación

“Se pueden clasificar en dos grandes grupos:

● Ventilación natural

● Ventilación mecánica

Dentro de los tipos de ventilación de una mina existe la ventilación mixta o combinada

como es impelente y aspirante, en la impelente el ventilador impulsa el aire al interior de la

 12

mina o por la tubería, en el caso de aspirante el ventilador succiona el aire del interior de la

mina por la tubería y lo expulsa al exterior, el caudal requerido será calculado:

➢ De acuerdo por número de personas.

➢ De acuerdo por polvo en suspensión.

➢ De acuerdo por aumento de temperatura.

➢ De acuerdo por consumo de explosivos.”

(SERNAGEOMIN, 2008)

2.2.4. Ventilación Natural

“Para que la ventilación natural funcione tiene que existir una diferencia de alturas entre las

bocaminas de entrada y salida. Siendo el factor determinante más importante el intercambio

termodinámico que se produce entre la superficie y el interior de la mina. La energía

térmica agregada al sistema genera presión en el sistema, produciendo un flujo de aire,

debido al desplazamiento del aire caliente por el aire frío.” (SERNAGEOMIN, 2008)

“La ventilación natural en las minas se debe a la diferencia de peso específico del aire

entrante y saliente. La diferencia de peso específico proviene principalmente de la

diferencia de temperatura del aire, y en menor grado de la diferencia de presión, además

también tiene influencia el porcentaje de humedad y la composición química del aire. Esta

ventilación es irregular durante todo el día, no es confiable y trabaja en minas de poca

profundidad hasta unos 600 m o en minería artesanal, siendo afectada por los vientos

externos que son cambiantes durante el día y por las estaciones. Esta ventilación ocasiona

problemas por no ser constante y es mejor medirla en las bocaminas a diferentes horas y

días que calcularla teóricamente.” (Jiménez,2011).

 13

2.2.5. Ventilación Mecánica

“La ventilación mecánica es generada por la presión que ejerce un ventilador sobre cierto

volumen de aire, el cual dependiendo de sus características puede forzar el ingreso de aire

fresco o extraer el aire viciado; la ventilación mecánica permite una presión constante sobre

el aire y cierta cantidad de volumen fijo, ya que son accionados por un motor eléctrico y

son seleccionados de acuerdo al diseño del sistema de ventilación con el fin de asegurar el

ritmo de las operaciones y los ciclos de trabajo. Este tipo de ventilación es más cara por lo

que requiere energía eléctrica para su funcionamiento, por tal motivo el objetivo es poder

diluir y trasladar contaminantes, además de brindar confortabilidad al personal al más bajo

costo de operación.” (Jiménez, 2011).

2.2.6. Requerimientos de Aire

Las necesidades de aire en el interior de la mina, se determinará en base al ANEXO 38 del

reglamento de seguridad.

“Cuando en la operación no se utilice equipos con motor petrolero, la cantidad de caudal de

aire total se calculará conforme la fórmula que se detalla a continuación y luego compararla

con el caudal por el consumo de explosivos. Luego de obtener cada uno de los valores se

determina como Requerimiento de Aire Total el de mayor valor.

La demanda de aire al interior de la mina debe ser calculada de acuerdo al literal d) del

artículo 252 del reglamento, considerando la fórmula siguiente:

QTo = QT1 + QFu

Donde:

QTo = Caudal total para la operación

QT1 = La sumatoria de caudal requerido por:

a) El número de trabajadores (QTr),

 14

b) el consumo de madera (QMa),

c) temperatura en labores de trabajo (QTe) y

QFu = 15% del QT1

(DS-023-2017-EM, 2017)

2.2.6.1. Caudal Requerido por el número de trabajadores

“Se calculará de acuerdo al número máximo de trabajadores en una guardia.

QTr = F x N (m³/min)

Donde:

QTr = Caudal total para “n” trabajadores (m³/min)

F = Caudal mínimo por persona de acuerdo a escala establecida en el artículo 247

del Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería

N = Número de trabajadores de la guardia más numerosa

El artículo 247 del Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería

establece: En los lugares de trabajo de las minas ubicadas hasta mil quinientos

(1,500) metros sobre el nivel del mar, la cantidad mínima de aire necesario por

hombre será de tres metros cúbicos por minuto (3 m /min).

En otras altitudes la cantidad de aire será de acuerdo a la siguiente escala:

● De 1,500 a 3,000 msnm aumentará en 40% que será igual a 4 m3/min.

● De 3,000 a 4,000 msnm aumentará en 70% que será igual a 5 m3/min.

● Sobre los 4,000 msnm aumentará en 100% que será igual a 6 m3/min.”

(DS-023-2017-EM, 2017)

2.2.6.2. Caudal requerido por el consumo de madera

QMa = T x u (m3/min)

Donde:

QMa = Caudal requerido por toneladas de producción (m3/min)

 15

u = Factor de producción, de acuerdo a escala establecida en el segundo párrafo del

literal d) del artículo 252 del reglamento

T = Producción en toneladas métricas húmedas por guardia

Tabla 1

Factor de producción de acuerdo al consumo de madera

Consumo de madera (%) Factor de producción (m³/min)

< 20 0
20 a 40 0.6
41 a 70 1
> 70 1.25
Fuente: Anexo N° 38 del DS-023-2017-EM, (2017).

2.2.6.3. Caudal requerido por temperatura en las labores de trabajo

“De acuerdo a lo establecido en el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional

DS. 023-2017-EM en el Art. 236 nos indica que las labores subterráneas se

mantendrán una circulación de aire limpio y fresco en cantidad y calidad suficiente

de acuerdo al número de trabajadores. Y el concepto de temperatura efectiva es el

resultado de la combinación de tres factores; temperatura, humedad relativa y

velocidad de aire que expresa un solo valor de grado de confort termo ambiental. En

la GUÍA N° 2 de dicho reglamento obtenemos la Medición de Estrés Térmico

(calor) deberá realizarse según el método descrito en la guía mencionada, para la

medición de estrés térmico. Ver el Anexo Nª8 de los Valores Límites de Referencia

para el Estrés Térmico.”

QTe = Vm x A x N (m³/min)

Donde:

QTe = Caudal por temperatura (m³/min)

Vm = Velocidad mínima
 16

A = Área de la labor promedio

N = Número de niveles con temperatura mayor a 23°C, de acuerdo a escala

establecida en el tercer párrafo del literal d) del artículo 252 del Reglamento de

Seguridad y Salud Ocupacional en Minería.

Tabla 2

Velocidad Mínima

Temperatura seca (°C) Velocidad mínima (m/min)

< 24 0
24 a 29 30
Fuente: Anexo N° 38 del DS-023-2017-EM, (2017).

2.2.6.4. Caudal total para la operación

QTo = QT1 + QFu

2.2.6.5. Caudal requerido por consumo de explosivos

“Debido a que en la operación no se utilizan equipos con motor petrolero, se

calculará teniendo en cuenta la necesidad de aire requerido por consumo de

explosivos, con la siguiente fórmula”:

Qex = A x V x N (m3/min)

Donde:

Qex = Caudal de aire requerido por consumo de explosivo detonado (m³/min.)

A = Área promedio de labores (m2)

V = Velocidad mínima requerida según norma (m/min).

N = Número de niveles en voladura.

2.2.7. Ventiladores

“Un ventilador es una máquina que transmite energía a un caudal de aire determinado,

produciendo el incremento de presión necesaria (Presión Total) para mantener un flujo

 17

constante de dicho fluido. Para realizar este trabajo el ventilador requiere de una potencia

en el eje del motor que lo acciona, que viene dada por la expresión”:

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙[𝑚3/𝑠 ] 𝑥 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 [𝑃𝑎]

𝑃𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 [𝑤𝑎𝑡𝑖𝑜𝑠] =
𝜂 𝑣𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟[%]

“Cada ventilador tiene definido una curva característica, en la cual se muestra el lugar

geométrico de los puntos de funcionamiento para cada ángulo de regulación de los álabes.

Por lo tanto, se tiene una curva característica distinta para cada ángulo. El punto de corte de

la curva característica con la resistencia del circuito es el punto de funcionamiento del

ventilador”. (Zitrón, 2010)

Se considera ventilador propiamente dicho, la parte activa del conjunto, y está compuesto

por carcasa, rodete y motor. Los tipos de ventiladores utilizados son:

● Radiales o centrífugos.

● Axiales o de hélice.

2.2.7.1. Ventilador Centrífugo

“El ventilador centrífugo consiste en un rotor encerrado en una envolvente de forma

espiral; el aire que entra a través del ojo del rotor paralelo a la flecha del ventilador,

es succionado por el rotor y arrojado contra la envolvente. Estos ventiladores son de

flujo radial. La trayectoria del fluido sigue la dirección del eje del rodete a la

entrada y perpendicular al mismo a la salida.” (Zitrón, 2010).

 18

Figura 1

Ventilador centrifugo

Nota. Adaptado de Ventilación de minas (p.7) Zitrón, 2010.

2.2.7.2. Ventilador Axial o de Hélice

“El ventilador axial es de diseño aerodinámico. Este tipo de ventilador consiste

esencialmente en un rodete alojado en una envolvente cilíndrica o carcasa. La

adición de álabes-guía, detrás del rotor, convierte al ventilador turbo-axial en un

ventilador axial con aletas guía. Pueden funcionar en un amplio rango de

volúmenes de aire, a presiones estáticas que van de bajas a moderadamente altas y

es capaz de desarrollar mayores presiones estáticas que el ventilador centrífugo a la

vez que es mucho más eficiente. Los álabes-guía, en la succión o en la descarga, o

en ambas partes, se han añadido para enderezar el flujo del aire fuera de la unidad a

la vez que sirven de apoyo en el diseño.” (Zitrón, 2010).

 19

Figura 2

Ventilador axial. (Zitrón, 2010).

Nota. Adaptado de Ventilación de minas (p.7) Zitrón, 2010.

Tabla 3

Características de Ventiladores Axiales

PRESIÓN DE DIÁMETRO
R.P.M Q(CFM) HP
TRABAJO Pulg. Agua Pulg.
3450 3000 3.5 12
3450 4000 7.5 18
3450 8000 12 9 18
3430 20000 36 7.7 - 11 28
1775 70000 75 11 - 13 60
Fuente: Mallqui, A. 2011

Comparación de ventiladores centrífugos vs ventiladores axiales

“Las diferencias que se tiene al utilizar un ventilador axial frente a un centrífugo son

las siguientes:

● Un ventilador axial tiene más versatilidad en la regulación que un ventilador

centrífugo, debido a que es posible actuar sobre el ángulo de posición de los

álabes y sobre la velocidad de rotación con un variador de frecuencia, pudiendo

alcanzar una gran gama de puntos de funcionamiento, mientras que el

 20

ventilador centrífugo tiene regulación por velocidad, y si queremos conseguir

otro punto de funcionamiento, será a base de aumentar la resistencia del

circuito, lo que significaría un incremento de potencia debido a la regulación.

● Mayor rendimiento mecánico de los ventiladores axiales, ya que los

ventiladores centrífugos transmiten el movimiento desde motor al rodete con

transmisión por correas o mediante otros tipos transmisiones. Esto implica una

serie de complicaciones adicionales frente a un ventilador axial, ya que además

de la pérdida de rendimiento por transmisión, podrían aparecer más

frecuentemente fenómenos de vibraciones debido a que es un sistema mecánico

más complejo.

● En ciertos ventiladores centrífugos se plantean problemas en la transmisión

como puede ser el deslizamiento de la correa, destensado, exceso de tensado

que repercute sobre los rodamientos, y con cierto peligro de rotura de las

correas cuando están expuestas a temperaturas extremas.

● Un ventilador axial, para las mismas características de presión y caudal,

requiere menor espacio físico que un ventilador centrífugo, ya que por el diseño

puede utilizar motores de mayor velocidad. El ventilador centrífugo, al

contrario, necesita cimentaciones mayores para el ventilador, incrementando el

costo de la instalación significativamente.

● La presencia de agua para los ventiladores centrífugos, ya que el rodete de

estos, presentan en su configuración huecos que acumulan agua mientras

 21

trabajan, generando un desequilibrio en el ventilador, llegando a producir

vibraciones.” (Zitrón, 2010)

Tabla 4

Cuadro comparativo de Ventiladores

CARACTERÍSTICAS CENTRÍFUGO AXIAL

Capacidad Alta Alta
Eficiencia 60 a 80 % 70 a 75 %
Velocidad Alta Alta
Ruido Menor 100 Db Mayor 120 Db
Costo Mayor Menor
Tamaño Mayor Menor
Instalación Dificultoso Fácil
Sentido de trabajo Un solo Ambos

Fuente: Mallqui, A. 2011

2.2.8. Sistemas de Ventilación

2.2.8.1. Ventilación Impelente

“El aire es forzado hacia el tope de la labor mediante un ducto de ventilación, el

cual es impulsado mediante ventiladores, lo cual desplaza la masa de aire viciado a

través de la galería. Este es el sistema predominante usado en la mayoría de las

minas subterráneas.” (SERNAGEOMIN, 2008).

“Este sistema permite el uso de conductos flexibles no reforzados, que tienen una

superficie interior lisa. Estos conductos son más económicos y manejables, además

presentan una menor resistencia al paso del aire.” (López, C. 2011).

 22

Figura 3

Sistema de ventilación impelente.

Nota. Adaptada de Manual de túneles y obras subterráneas, López, C. 2011.

“La corriente de aire limpio, al entrar en contacto con los gases que hay en el frente

genera una mezcla turbulenta con cual se asegura la eliminación de una posible

acumulación o estratificación de gases en zonas próximas a tope de la labor. El final

del conducto debe estar situada a una distancia adecuada del frente, de modo que la

zona de barrido se extienda hasta este. Si la distancia es excesiva, se crea una zona

muerta, en la que el aire se acolchona y no se renueva.” (López, C. 2011).

Figura 4

Zonas del sistema de ventilación impelente

Nota. Adaptada de Manual de túneles y obras subterráneas, López, C. 2011).

 23

2.2.8.2. Características de la Ventilación Impelente

“Barrido del frente en un sistema impelente la distribución de las líneas de flujo

hace que la corriente de aire fresco sea efectiva a mayor distancia desde la salida del

conducto que en el sistema aspirante. En frentes con gas, esta corriente causa una

mezcla turbulenta con el gas y evita la estratificación de éste.

Ambiente de trabajo y polvo, la velocidad de la corriente de aire incidente produce

un efecto refrigerador en el frente. Por otra parte, esta velocidad, da lugar a una

suspensión y dispersión del polvo, por lo que en el caso de ambientes muy

polvorientos será necesario acoplar un ventilador de refuerzo aspirante. La misión

de este ventilador será retirar el polvo del frente y llevarlo a un decantador.

Conductos de ventilación del sistema permite el uso de conductos flexibles no

reforzados para cumplir con el caudal calculado, que tienen una superficie interior

lisa. Estos conductos son más baratos y manejables y presentan una menor

resistencia al paso del aire.”(Marco Flores, 2017)

2.2.8.3. Ventilación Aspirante

“El aire contaminado del frente es succionado mediante el conducto de ventilación,

creando una depresión y haciendo ingresar aire fresco a través de la galería.”

(SERNAGEOMIN, 2008).

“El aire fresco ingresa hacia el frente a través de la galería, la cual tiene una sección

mucho mayor que el conducto de ventilación, por lo tanto, la velocidad y

turbulencia del aire fresco será mucho menor; es así que un sistema aspirante por sí

solo no es capaz de garantizar un buen barrido del tope, si este es de gran sección o

si el conducto de aspiración no está situado en el mismo frente. Por ello, es

conveniente adoptar una solución mixta, con un ventilador de refuerzo impelente

que cree una turbulencia adecuada para garantizar la dilución de gases. El sistema
 24

requiere un conducto rígido (fabricado en acero, plástico o fibra de vidrio) o un

conducto flexible reforzado. Si los sistemas requieren un gran caudal, su ejecución

práctica puede ser problemática técnicamente hablando, ya que necesitan presiones

muy elevadas que conducen a la utilización de varios ventiladores en serie.”

(López, C. 2011).

Figura 5

Sistema de ventilación aspirante.

Nota. Adaptada de Manual de túneles y obras subterráneas, López, C. 2011.

“La boca de aspiración de la tubería debe situarse muy próxima al frente, pero, aun

así, debido a la distribución de las curvas de velocidades de aire en las zonas

próximas a la aspiración, este sistema no efectúa en general un buen barrido del

frente, por lo que suele ser necesario el uso de la configuración denominada mixta.”

2.2.8.4. Características de la Ventilación Aspirante

“El aire fresco entra a través del conducto, de sección reducido que la Galería, luego

su velocidad y turbulencia será mucho mayor, y su mezcla con el gas emitido por la

galería y el frente mucho más pobre, además según el aire fresco entrante en el

sistema aspirante se aproxima a la toma de aire del conducto, el flujo tiende a

moverse hacia ella, creando el potencial para la formación de zonas de aire estático

en el frente. Por este motivo, un sistema aspirante por sí solo no es capaz, en

 25

general, de garantizar un buen barrido del frente, si este es de gran sección o si la

tubería de aspiración no está situada en el mismo frente. Por ello, es conveniente

adoptar una solución mixta, con un ventilador de refuerzo impelente que cree una

turbulencia adecuada para garantizar la dilución del gas. En el ambiente de trabajo

la velocidad de la corriente de aire incidente es menor con lo que disminuye el

efecto refrigerador en el frente. La suspensión y dispersión del polvo es también

menor. Además, debe considerarse que este ventilador retira el polvo del frente. El

gas generado en el frente circula por la tubería, mientras que por otro conducto

circula aire limpio. Este argumento, parece que inclinaría la balanza hacia la

ventilación aspirante en el caso de frentes con mucho gas. Pero ha de considerarse

que el gas debe circular por la tubería de ventilación y a través de los ventiladores

secundarios, el sistema requiere un conducto rígido o un conducto flexible reforzado

mediante espiral.”

“Impelente con apoyo aspirante, forma parte de los sistemas mixtos, también

llamado sistema solapado, utiliza un ventilador auxiliar de refuerzo, situado frente a

la labor, y con un tramo de conducto de poca longitud. Estos sistemas combinan las

ventajas de cada sistema, consiguiendo el mejor efecto de ventilación en situaciones

concretas de minería, Son posibles dos configuraciones en función de que la línea

principal sea la aspirante o la impelente, una línea impelente con solape aspirante

consta de un sistema impelente principal con una instalación auxiliar aspirante, cuya

función por lo general es la de recoger y evacuar el polvo generado del frente.”

(López, C. 2011).
 26

Figura 6

Ventilación impelente con apoyo aspirante.

Nota. Adaptada de Manual de túneles y obras subterráneas, López, C. 2011.

“Aspirante con apoyo impelente, un aspirante con solape impelente tendrá el

esquema opuesto, y la función del ventilador auxiliar de refuerzo (impelente) es

precisamente la de asegurar un buen barrido del frente.”

Figura 7

Ventilación aspirante con apoyo impelente

Nota. Adaptada de Manual de túneles y obras subterráneas, López, C. 2011.

 27

“La ventilación aspirante, estará diseñada de forma que tome en dicho fondo de

saco, en el frente, unos 2/3 del caudal que se ha calculado, de forma que el 1/3

restante regrese por el fondo de saco hacia la corriente de ventilación principal,

limpiando o arrastrando a su paso los humos y gases que se generan por el disparo,

de esta forma conseguimos aire limpio en el frente ya que el humo y gases del

disparo no va hacia los trabajadores, se diluyen de todas formas los humos y con

mayor efectividad, se evita, como ocurre en muchas ocasiones que la velocidad del

aire en el fondo de saco sea prácticamente nula en zonas alejadas del frente, se

disminuye la temperatura, aumentan las condiciones de confort de los trabajadores,

aumentando su rendimiento de trabajo.”

Figura 8

Ventilación Aspirante con apoyo impelente.

Nota. Adaptada de Manual de túneles y obras subterráneas, López, C. 2011.

2.3. Minera El Palacio del Condor SAC

Minera El palacio del cóndor es una empresa de capital peruana perteneciente al rubro de

pequeña minería que inicio sus actividades el 29 de agosto del año 2013 perteneciente al

Grupo Casel Inversiones. La empresa está actualmente administrada y dirigida

 28

operativamente por la empresa Compañía Minera Maxpala S.A.C. la cual realiza el

cumplimiento del plan anual de minado desde su unidad economía administrativa Condor I.

Minera El palacio del condor realiza actividades netamente de planeación, geología,

geomecánica, topografía y mantenimiento y extracción por otra parte la explotación es

realizada por la empresa contratista Minera Águilas del Sur S.R.L. (MADSUR).

2.3.1. Síntesis de la Ubicación y Geología de la Minera El Palacio del Condor

2.3.1.1. Ubicación y Acceso

La Mina Condor IV de Minera el palacio del cóndor SAC se ubica en la zona Sur de

los Andes peruanos, en el distrito y provincia de Caylloma, en el departamento de

Arequipa. La minera está localizada a 13 km del distrito de Caylloma y

aproximadamente a 244 km distante de la ciudad de Arequipa. El centro geográfico

tiene aproximadamente las siguientes coordenadas en el sistema UTM con una

Latitud Norte: 201 931.454, Longitud Este: 8’327 240.420 Altitud: 4,850.048

m.s.n.m Zona UTM: 19s y Datum WGS 84.

Sobre su accesibilidad para llegar al campamento de la Minera. Es embarcándose en

el Terrapuerto de Arequipa hacia Caylloma, donde encontramos varias empresas

que siguen la ruta Arequipa - Caylloma – Orcopampa, desembarcando desde luego

en Caylloma (el trayecto dura 7 horas en promedio), en Caylloma solo queda

esperar ya sea en la Plaza del lugar o en el Grifo donde se abastecen las unidades

móviles de la compañía. Para poder ser trasladado al Campamento (el trayecto dura

aprox. 30 minutos y todo es trocha carrozable). Por otra parte, queda la opción de

recorrer el trayecto a pie con una duración aprox. De 3 horas.

El acceso hacia la ciudad de Arequipa desde la capital Lima puede ser mediante:

a) Vía terrestre: Esto se puede realizar en bus con un recorrido de 1005 km y un

tiempo de viaje aproximado de 16 horas por la autopista Panamericana Sur

 29

b) Vía aérea: Mediante vuelos comerciales desde Lima (Aeropuerto Internacional

Jorge Chávez) con destino Arequipa (Aeropuerto Internacional Alfredo Rodríguez

Ballón), empleando en promedio 1 hora y 15 minutos de viaje.

Figura 9

Mapa de ubicación de Minera el Palacio del Cóndor

Minera El Palacio Del Condor

CAYLLOMA

2.3.1.2. Clima

El clima de esta zona es típico de las zonas altoandinas, Seco y frío, durante la

mayor parte del año. Las temperaturas oscilan entre –10°C y 15°C aprox. Durante
 30

los meses de diciembre a abril, abundan las precipitaciones pluviales tanto como la

caída de granizo y nieve en los meses de enero y febrero, los cuales cubren de nieve

toda la región, haciendo paralizar en algunos casos las actividades mineras,

agrícolas y de pastoreo. En los meses de junio a agosto, la temperatura es inferior a

0°C, produciéndose fuertes heladas.

Se puede distinguir 1 tipo de clima:

Clima Semi-seco y Polar [Desde los 4200 hasta los 5200 m.s.n.m.]

2.3.1.3. Flora

La vegetación típica predominante es el ichu, como también paja brava, yareta,

thula, pastos, bofedales, cactus, entre otras plantas silvestres además de pequeños

cultivos en el valle.

2.3.1.4. Fauna

La ganadería se limita a la crianza de auquénidos como la vicuña, alpacas, llamas y

en mayor escala ovejas, vacunos; y la existencia de animales silvestres como

vizcachas, huallatas, lagartijas, venados, zorros, buhos, patos, entre otros animales

silvestres.

2.3.2. Geomorfología

El área de la concesión minera está emplazada en la planicie sub-andina entre los cerros

Chonta, Condorsayana, Fullupa, Puca Puca y Filorangra, con laderas moderadas, cortadas

por las quebradas de topografía irregular a una altitud que varían de las montañas varían

entre 4300 hasta 4950 m.s.n.m, la peniplanicie está comprendida entre 4300 a 4700

m.s.n.m.
 31

2.3.3. Geología

2.3.3.1. Geología Local

Las principales rocas encajonantes de las estructuras, son lavas y aglomerados de

andesitas, ocurriendo también areniscas y lutitas. La unidad más antigua que aflora

dentro de esta zona es el grupo Tacaza, representado por la formación Orcopampa.

En el área también afloran rocas volcánicas del terciario medio, de la era del

Cenozoico. La

secuencia lacustrina caracterizada por su estratificación laminar fina, constituida por

areniscas finas oris verdosa a violácea con fragmentos de naturaleza volcánica;

hacia la base se observa areniscas y limolitas amarillentas con intercalaciones de

lavas. Hacia el techo predominan lavas. Tobas y conglomerados en bancos de 1-3

mts de colores cremas a amarillentas, con algunas intercalaciones de areniscas

tobáceos verdosas. Areniscas, brechas y lavas grises, verdosas y violáceas de

composición generalmente andesítica.

 32

Figura 10

Mapa geológico local del cuadrángulo 31-S Caylloma.

Mina Condor IV

Nota. Adaptado de Geocatmin Ingemmet (https://geocatminapp.ingemmet.gob.pe)

 33

Figura 11

Cuadro de estratigrafía del mapa geológico

Nota. Adaptado de Geocatmin Ingemmet (https://geocatminapp.ingemmet.gob.pe)

Geología Estructural

La geología en el área se ve gracias al relieve topográfico existente en la zona. Un

claro ejemplo es la veta Juana que se observa en la parte alta del cerro condorsayana

esta tiene un rumbo SE, guardando características morfológicas bastantes bien

preservadas y relación con la topografía actual. La estructura que origina dicha veta

pertenece al Sistema de fallas Condorsayana, dicha estructura de cinemática

sinestral inversa controla el emplazamiento de los centros volcánicos Cotacota,

 34

Condorsayana y Jañuma Pirhua. Los análisis indican que el SFCY es dominado por

un régimen de rumbo compresivo, con orientación de compresión de SE-NW, lo

que coincide con la mayoría de pliegues asociados a este sistema. El SFCY controla

el emplazamiento de los centros volcánicos Condorsayana y Jañuma Pirhua.

Geología Económica

Existen depósitos mineros metálicos de importancia económica, que tienen un buen

desarrollo minero, La zona de estudio se ubica metalogenéticamente en la faja

argentífera Puquio Caylloma, lo que le da un gran interés económico.

La mineralización presentada es del tipo hidrotermal. El mineral se encuentra

rellenando fracturas de las fallas tensionales formando asi vetas. Algunos tramos de

mineralización se caracterizan por presentar pequeñas áreas tipo Stock Word con

mineralización polimetálica de (Au, Ag, Pb y Cu), en vetas se presenta una

mineralización de las mismas características. La mineralización de la MENA es

caracterizada por sulfuros de plomo y plata óxidos de fierro (limonita, hematita y

goethita) está oxidación es supérgena formando patinas de colores amarillo castaño

a negruzco; en las labores desarrolladas se encuentran sulfuros como galena

argentífera, esfalerita y calcopirita. La mineralogía de la ganga está compuesta de

cuarzo blanco, calcita con diseminaciones de pirita. La alteración mejor expuesta es

del tipo argílica que se ve en gran parte de esta área de estudio con minerales y

seguida por una solidificación de las rocas y finalmente una limonitización

superficial con minerales como Jarosita-Goethita.

2.3.3.2. Reservas y Recursos

Las reservas probadas y probables de Mineral el Palacio de Condor al 31 de

diciembre del 2019 se elevan a 180000 TM con una ley promedio equivalente de de

8.05 gr/ton de Au.

 35

2.3.4. Sistema de explotación de la Mina

2.3.4.1. Operaciones Mina

Minera El Palacio del Cóndor en su operación minera tiene como objetivo

trascendental la producción, obtener la mayor cantidad de mineral al menor costo;

para lo cual aplica un método de explotación de corte y relleno ascendente

convencional, teniendo en cuenta que la seguridad es primordial en toda área de

trabajo.

2.3.4.1.1. Método de explotación

Minado por Corte y Relleno Ascendente Convencional

Este método de denomina también “over cut and fill”. El minado de corte y relleno

es en forma de tajadas horizontales comenzando del fondo del tajo avanzando hacia

arriba.

El mineral roto es cargado y extraído completamente del tajo, cuando toda la tajada

ha sido disparada, el volumen extraído es rellenado con un material estéril para el

soporte de las cajas, proporcionando una plataforma mientras la próxima rebanada

sea minada. El material de relleno puede ser de roca estéril proveniente de las

labores de desarrollo en la mina y es distribuido convencionalmente sobre el área

tajeada: así mismo en el minado moderno de corte y relleno es práctica común el

uso del método de relleno hidráulico, este material procede de los relaves de la

planta concentradora, mezclado con agua y transportado a la mina a través de

tuberías, cuando el agua del relleno es drenado entonces queda un relleno

competente con una superficie uniforme, en algunos casos el material es mezclado

con cemento que proporciona una superficie más dura, que mejora las

características de soporte.
 36

Figura 12

Vista longitudinal del método de explotación en mina Cóndor IV

Figura 13

Vista frontal del método de explotación en mina Cóndor IV

 37

2.3.4.1.2. Secuencia del Método de Minado

La operación inicia con el desarrollo de una galería llamada Cortada la cual tendrá

como finalidad intersecar la veta. Después de esto se realiza otra galería siguiendo

la orientación de la veta

Una vez intersecada la veta, las labores llevan la siguiente secuencia:

1. Esta secuencia inicia con la galería horizontal siguiendo el rumbo de la veta de

interés; que indirectamente pasa a la etapa de explotación y producción cuando la

ley se encuentra dentro del valor económico.

2. Se abren chimeneas de doble compartimiento conocidos como (Drop Points) en el

lado adyacente de la veta a cada 50 metros lo cuales delimitaran un block, sirviendo

también para el acceso del personal y el transporte del material arrancado

aprovechándose la caída por gravedad.

3. Se inicia la perforación y voladura de una chimenea central de 70º de inclinación

en la parte central del block de 50 metros, la cual comunicará las galerías

principales y que servirá para la ventilación y como echadero de relleno, la longitud

de estas labores es de aproximadamente 50 metros.

4.Se inicia la preparación realizando 2 subniveles de corte inicial (Under cut) desde

la chimenea central, a partir de donde se inicia la rotura del mineral en sentido

ascendente, hasta llegar al nivel superior donde se deja un puente de 3 o 4 metros.

Cada subnivel se construye dejando igualmente 3m de puente con respecto de la

galería principal inferior (nivel de transporte) hasta comunicar las 2 chimeneas de

doble compartimento. Estos seguirán la veta hasta cubrir los 25 metros cada uno

teniendo direcciones opuestas desde su origen.

 38

5. Se procede con el relleno del subnivel dejándose un espacio de 0.4 metros del

nivel del relleno hacia la corona (cara libre), este relleno se obtendrá del mismo

desmonte que sale de mina o utilizándose relleno insitu por medio de desquinches

en caja en caso la veta sea angosta.

6. Empieza el tajeo en sí en su primer corte, para esto se aplica dos tipos de

perforación en breasting (Horizontal) o en realce (Vertical) de acuerdo al tipo de

terreno, evacuándose asi el mineral.

7. Se realiza nuevamente el relleno del primer corte para el ascenso al segundo

corte.

8. Una vez terminado la primera fase de la explotación del bloque, se continúa con

la preparación–explotación de bloque siguiente y así sucesivamente.

Tan pronto como se completa la primera fase de utilización del bloque, se continúa

con la preparación y explotación del siguiente bloque y así consecutivamente.

2.3.4.1.3. Operaciones Unitarias

A) PERFORACIÓN

Se realiza de manera convencional con máquinas Jack-Leg modelo RNP con una

presión de aire de 90 PSI y presión de agua 5 Bar, haciendo un promedio de 30

taladros por día, con barrenos de 5 a 6 pies (juego) para perforaciones horizontales y

de 3 y 4 pies para perforaciones verticales, En los tajos es perforado con 2 técnicas

en “breasting” y en “realce” dependiendo estas de las condiciones del terreno.

Perforación en breasting:

Se aplica donde existen pobres condiciones geomecánicas de las rocas encajonantes.

El relleno se coloca a 0.4 m de la cara libre, y la perforación es de forma horizontal.

 39

Se dispara y se remueve el mineral roto y el techo es reforzado con cuadros de

madera o Split set de acuerdo el tipo de roca.

Perforación en realce:

Se aplica cuando las condiciones geomecánicas son buenas es decir la roca de caja

es competente, en este caso la perforación se hace de forma vertical (hacia arriba).

Se hace también un corte de salida en un extremo del tajeo y luego se dispara el

resto de taladros, la inclinación de taladros es aproximadamente 75º.

La malla empleada para cada tipo y lugar de perforación dependerá y variará de

acuerdo a la densidad de la roca, densidad del explosivo y la formación del macizo

rocoso, de igual moto el tipo de corte a realizar. Actualmente el diagrama de

perforación que se está utilizando en la malla es la triangular debido a su eficiencia

comprobada en el campo.

Figura 14

Malla de Perforación (Roca Intermedia) de Minera el Palacio del Condor

 40

Tabla 5

Tipos y cantidad de taladros

RESUMEN N° DE TAL
ARRANQUE 6
1° AYUDA 4
2° AYUDA 4
3° AYUDA 6
CORONA 5
CUADRADORES 4
AYUDA DE CUADRADOR 6
ARRASTRE 4
TOTAL 39

B) VOLADURA

La voladura, como se suele decir en mina es la actividad principal, que permite

cumplir con los objetivos de producción trazados teniendo además como otro

objetivo el producir mineral de una granulometría adecuada, para un eficiente

chancado en planta. en Palacio del Condor SAC. Unidad Minera Condor IV. Como

ya es de conocimiento,

El trazo de la malla de perforación influye en la fragmentación del mineral, así

como la densidad de la carga explosiva, secuencia de iniciación y otros parámetros,

que son deducidos en base a experiencias de los supervisores y algunas teorías

existentes en nuestro medio. Como explosivo se viene usando dinamitas de la

fábrica “Exa” del tipo Semexa 65 para voladura primaria, pentacord 3P para

voladura secundaria (Plasteos, Desquinches y Cachorreos) asi como accesorios del

tipo Carmex, cordón detonante pentacord 3P y Mecha rápida.

Parámetros operativos de mina Condor IV

La tabla 5 muestra los parámetros de pervoracion y voladura aplicados en el campo

de trabajo diario.
 41

Tabla 6

Parámetros operativos de perforación y voladura

HORIZONTALES VERTICALES
LABORES GALERÍA (DURA) GALERÍA (INTERM.) SUBNIVEL CHIMENEA (DURA) CHIMENEA (INTERM.)
SECCIÓN(m x m.) 2.10 x 2.10 2.10 x 2.10 1.50 x 1.80 3.0 x 1.50 3.0 x 1.50
SECCIÓN(m2) 4.41 4.41 2.7 4.5 4.5
AVANCE REAL(m.) 1.43 1.43 1.15 1.14 1.15
TIEMPO DE PERFORACIÓN (Hrs.) 2.5 1.8 0.8 1.8 1.5
N° TALADROS 45 38 22 30 25
EFICIENCIA DE PERFORACIÓN 95% 95% 96% 95% 96%
LONG. DE PERFORACIÓN(pies) 5 5 4 4 4
FACTOR DE CARGA(Kg./m3) 2.89 2.44 2.30 1.89 1.57

C) CARGUIO

Después de la voladura ya se obtiene un material fragmentado luego se comienza

con la limpieza de material desplazado a los alrededores del frente donde se va a

realizar la etapa de carguío y acarreo.

Para el desarrollo de esta actividad los trabajadores de Minera Palacio del Condor la

realizan de dos formas, Mecánicamente, con el uso de (Rastrillos) de 13 HPs en

tajos y (Palas neumáticas) en galerías, y la otra forma es Manualmente, tales como

(carretillas, pico y palas), pudiendo acarrear en promedio hasta 30 metros de manera

eficiente.

D) TRANSPORTE

El transporte es realizado mediante locomotoras a batería de 2.5 toneladas en los

respectivos niveles los cuales se encargan de trasladarlos hasta superficie,

posteriormente estos son descargados en volquetes de 20 y 22 cubos quienes

terminan la operación transportándolos hacia la planta de procesamiento.

 42

2.3.5. Labores mineras

Como bien sabemos las labores mineras dentro de los trabajos subterráneos son

considerados como un acceso para llegar al cuerpo mineralizado o yacimiento mineral, los

cuales deberán contar con las condiciones de seguridad tales como: sostenimiento

apropiado, ventilación adecuada, instalaciones en mina (eléctricas, agua, aire comprimido,

mangas, iluminación y otros; para que los trabajadores, la maquinaria y los equipos operen

en grupo con el objetivo de extraer el mineral. Por consiguiente, damos a conocer las

labores de acceso, preparación y explotación de Minera El Palacio del Cóndor:

2.3.5.1. Labores de acceso

• Galería principal: Es la vía ingreso principal de mina Condor IV, que sirve

como línea principal para el manejo de materiales, acceso de personal e

instalaciones mineras para vincular los distintos frentes de explotación. Este

trabajo se realiza sobre material estéril que cumple las condiciones de

estabilidad y seguridad. Tiene una sección promedio de 4,41 m2, una

inclinación de aproximadamente 5 ° para el escape del agua de la mina por

gravedad y una distancia de aproximadamente 0,5 kilómetros de los almacenes

de abastecimiento de explosivos.

• Crucero: Es realizado para intersecar a la galería principal, el cual tiene

finalidad de cortar una estructura mineralizada. Esta labor se utiliza también

como punto de acceso del personal para el manejo de materiales. Tiene una

sección promedio 4.41 m2 y una distancia de 700 metros.

• Cortada: Esta labor es de acceso o entrada acceso, por tanto, inicia en

superficie con el objetivo de cortar la veta originando asi también la entrada o

conocida como bocamina. De igual manera las cortadas siempre se trabajarán

en zonas geomecánicas con rocas competentes.

 43

• Inclinado: Es una labor como su nombre lo dice inclinada que tiene como

objetivo comunicar con los diferentes niveles de explotación que se realizarán a

profundidad, sirviendo este para el traslado del personal, material, equipos, etc.

Tiene una sección de 5.04 m2. En el nivel 4850 existe la labor denominada

“Inclinado 442” que va proyectada para la iniciación de un nuevo nivel

principal inferior.

2.3.5.2. Labores de preparación

• Chimenea: Labor vertical o con una ligera inclinación que varía en delante de

los 60° a los 90°, anteriormente inició como labor de explotación siguiendo el

buzamiento de la veta Juana hasta el nivel superior, la cual posteriormente se

utilizará como una alternativa de extracción del aire viciado o a futuro como

inyección de aire fresco a las labores inferiores de mina Condor IV.

• Subniveles: En esta labor se prepara la explotación en sí, dado abre la primera

cara libre del primer corte para volverse en Tajo.

2.3.5.3. Labores de explotación

• Tajos: estas labores están destinadas netamente para la explotación.

2.3.5.4. Diseño Operativo De La Mina

El diseño se realizó a partir de la forma del yacimiento encontrándose asi uno de tipo veta

tabular con buzamiento aproximado de 70° ingresándose mediante dos galerías llamadas

cortadas que intersecaron la veta asi mismo se realizaron chimeneas para la extracción del

mineral. A continuación, se puede apreciar lo mencionado en la figura 15.

 44

Figura 15

Croquis del diseño de mina Condor IV

2.3.6. Ciclo de Minado

El ciclo de minado en los tajos es definido a continuación

Figura 16

Ciclo de minado en el Corte y relleno convencional

 45

2.3.6.1. Relleno

El material de relleno puede estar constituido por roca estéril, procedente de las

labores de exploración y preparación de la mina las que se acumulan en superficie.

Por otra parte, se obtiene también relleno detrítico (Cuaternario) que se formó por

erosión glaciar, que son transportados al interior de la mina mediante carros mineros

tipo U35, Dado que sabemos que este relleno debe ser lo más barato posible, tanto

en su obtención como en su abastecimiento.

2.3.7. Infraestructura

2.3.7.1. Oficinas y campamentos

Minera PDC, cuenta con una infraestructura de acorde a la norma para su

funcionamiento tanto en su dirección, administración y logística y los respectivos

campamentos para sus trabajadores. Como ya se mencionó anteriormente, la oficina

de superintendencia general se encuentra en la UEA Condor de Compañía Minera

Maxpala SAC. Dirigiéndose y gestionándose desde ese punto.

Las instalaciones necesarias dentro del campamento de mina incluyen: oficinas para

el área de operación mina y geología, oficina administrativa, taller de

mantenimiento, departamento de salud y seguridad, cuartos de vivienda para el

personal, comedor, servicios higiénicos. Además, se cuenta también con maquinaria

y equipo suficientes para el desarrollo de las operaciones subterráneas.

 46

Figura 17

Minera el Palacio del Cóndor instalaciones externas

2.3.7.2. Mano de obra

Mina Cóndor IV tiene en total un numero de 107 entre trabajadores de operación

mina, supervisión, mantenimiento, administración y tópico distribuidos en 3

guardias, siendo 67 la mayor cantidad pertenecientes a los obreros de mina.

La operación mina cuenta turnos laborales de 12 horas cada guardia dividiéndose

estas en 2, de lunes a domingo con un sistema de 20 días laborables por 10 días no

laborables

• Turno día: 06:00 am – 06:00 pm

• Turno noche: 06:00 pm – 06:00 am

2.3.7.3. Maquinaria y equipos

Minera el palacio del cóndor cuenta con 10 máquinas perforadoras Jack leg, 2

locomotoras a batería de 2.5 ton, 12 carros mineros, 1 winche de izaje, 1 pala

 47

neumática y 2 compresoras eléctrica y diésel siendo un total de 28 entre equipos y

maquinas los cuales desarrollan su operación dentro de mina.

2.3.8. Servicios a la Mina

2.3.8.1. Red eléctrica

La energía eléctrica para las operaciones mineras y campamentos se obtiene

mediante la red pública y generadores provenientes del distrito de suycutambo

perteneciente a Electro Sur Este teniendo en cuenta que se tiene transformadores y

subestaciones para conseguir el voltaje requerido por la maquinaria.

2.3.8.2. Agua

El suministro de agua para consumo se adquiere del distrito de Caylloma por medio

de cisternas los cuales suministran este elemento Inter diariamente, mientras que

para el uso de servicios en mina y servicios higiénicos es tomada de las lagunas o

aguas que discurren por la zona producto del deshielo meteorológico en las

cercanías.

2.3.8.3. Planta de beneficio

Minera El palacio del cóndor se encuentra en proyecto de la implementación de su

planta de beneficio Cóndor IV, por lo cual envía su producción a la planta de

beneficio Antonio Raymondi S.M.R.L. que es propiedad del accionista mayoritario

de la empresa, la planta está ubicada en la provincia de espinar distrito de

Condoroma el cual tiene una capacidad de instalada de 200 TM/día.

2.4. Definición de términos

2.4.1. Ventilación

“La ventilación en una mina subterránea es el proceso mediante el cual se hace circular por

el interior de la misma el aire necesario para asegurar una atmósfera respirable y segura

para el desarrollo de los trabajos.

 48

La ventilación se realiza estableciendo un circuito para la circulación del aire a través de

todas las labores. Para ello es indispensable que la mina tenga dos labores de acceso

independientes: dos pozos, dos socavones, un pozo y un socavón, etc.

En las labores que sólo tienen un acceso (por ejemplo, una galería en avance) es necesario

ventilar con ayuda de una tubería. La tubería se coloca entre la entrada a la labor y el final

de la labor. Esta ventilación se conoce como secundaria, en oposición a la que recorre toda

la mina que se conoce como principal.”

(Guía de seguridad para ventilación de minas subterráneas,2017)

2.4.2. Planeación de ventilación de una mina

“Es el conjunto de etapas y procesos que involucran el diseño ingenieril de la ventilación de

la mina. Para esto se debe tener en cuenta que una persona competente, ingeniero en minas

y metalurgia o especialista en ventilación de labores subterráneas, calcule y diseñe el

circuito de ventilación de la mina. Con el cálculo de ventilación de la mina, esta debe ser

adaptada de acuerdo al diseño ingenieril establecido, manejando dentro de la explotación

un plano de la mina, con los valores definidos en el plan de ventilación de la mina y con los

valores observados en las mediciones y en el monitoreo continuo, establecido de acuerdo a

los protocolos de seguridad. Para tal fin se puede tener un isométrico de ventilación, con los

cálculos efectuados por el personal competente y con los valores dados de las mediciones

efectuadas, con el fin de verificar el estado de la ventilación de la mina. De la misma

manera, se debe establecer la proyección de la ventilación, para que las exigencias de

caudales, vayan cumpliendo las exigencias de aire en la mina.”

(Guía de seguridad para ventilación de minas subterráneas, Positiva 2017)

 49

2.4.3. Diseño de la ventilación en mina

“El diseño de la ventilación de la mina involucra el cálculo en cada explotación de los

factores analizados en el numeral anterior. Para este diseño se debe contar con una persona

experta que realice los cálculos necesarios y defina el circuito de ventilación de la mina,

realizando el cálculo de los ventiladores principales y de los caudales necesarios. De igual

manera, cada explotación minera debe realizar permanentemente mediciones de gases en

los frentes de trabajo activos y establecer tableros de control para que el personal tenga

conocimiento de la atmósfera de la mina. Como el avance de la mina es dinámico, cada

explotación debe contar con un plano de ventilación actualizado semanalmente, con el fin

de observar los problemas de aire y los frentes críticos. Para el diseño de la ventilación de

la mina, se debe tener en cuenta que el avance de los frentes ciegos se debe desarrollar con

ventiladores auxiliares.”

(Guía de seguridad para ventilación de minas subterráneas, Positiva 2017)

2.4.4. Calidad de aire

“Se define calidad del aire como la concentración de contaminante libre de contaminantes

que llega a un receptor, más o menos lejano de la fuente de emisión, una vez transportado y

difundido por la atmósfera.

La capacidad de la atmósfera para diluir las concentraciones de contaminantes es

fundamental para preservar una buena calidad del aire, y esto va a venir marcado

principalmente por las condiciones meteorológicas. Así, en una atmósfera estable, se

propiciará la acumulación de contaminantes y se facilitará la formación de contaminantes

secundarios, mientras que, en una atmósfera inestable, la difusión de los contaminantes será

más eficaz debido a las turbulencias.

La calidad del aire es una indicación de cuanto el aire esté exento de polución atmosférica,

y por lo tanto apto para ser respirado.”

 50

Las principales fuentes andrógenos de contaminación del aire en mina son:

Los equipos diésel, la perforación que genera polvo, la voladura de rocas, la soladura, la

descomposición de la madera y otros.

La calidad del aire puede ser comprometida también por causas naturales como, por

ejemplo:

Gases de estratos, gases emanados por algunos minerales después de sufrir alguna

alteración, etc.

(http://www.troposfera.org/conceptos/calidad-aire/)

2.4.5. Minería Subterránea

“Una mina subterránea es aquella explotación de recursos mineros que se desarrolla por

debajo de la superficie del terreno.

La explotación de un yacimiento mediante minería subterránea se realiza cuando su

extracción a cielo abierto no es posible por motivos económicos, sociales o ambientales.

Para la minería subterránea se hace necesario la realización de túneles, pozos, chimeneas y

galerías, así como cámaras. Los métodos más empleados son mediante túneles y pilares,

hundimientos, corte y relleno (cut and fill mining), realce por subniveles (Sublevel

Stopping) y cámaras-almacén (Shrinkage).”

(https://ingeoexpert.com/2019/01/18/la-mineria-subterranea-en-que-consiste/)

2.4.6. Monitoreos ambientales:

“El monitoreo ambiental se realiza a efectos de medir la presencia y concentración de

contaminantes en el ambiente, así como el estado de conservación de los recursos naturales.

Esta actividad se efectúa en el marco de la función evaluadora del OEFA con el objetivo

último de buscar quién es el responsable de la alteración ambiental identificada. En este

sentido, a través de dicha actividad se brinda soporte para las acciones de supervisión,
 51

fiscalización y sanción ambiental, en tanto que permite conocer el nivel de afectación

ambiental que puede ser atribuido a un potencial responsable.”

(https://www.oefa.gob.pe/monitoreo-ambiental-2/ocac02/)

2.4.7. Ventsim 5.4

“Ventsim es un paquete de simulación de ventilación de una mina subterránea, diseñado

para simular corrientes de aire (y muchos otros tipos de datos de ventilación) a partir de un

modelo de red de las vías aéreas. Ventsim es el primer paquete de ventilación en integrar un

diseño gráfico fácil de utilizar en Windows con el poder de los gráficos 3D que se

encuentran sólo en los paquetes CAD de gama alta. Ventsim ha sido escrito para que el

proceso de análisis de una red de ventilación sea tan fácil de usar como sea posible,

mediante el uso de una interfaz totalmente gráfica usando ratón, y se ejecuta en PC’s

universalmente populares en Microsoft Windows. Ventsim permite un fácil acceso tanto

para personas con experiencia y novatos para el modelado de ventilación, y permite la fácil

creación, interpretación, y manipulación de las redes de las vías aéreas.”

(Manual de VentSim DESIGN™ /Versión 5.4/ ,2019)

2.4.8. Calibración de la ventilación

“Es la comparación y validación de la información recolectada en campo que

posteriormente se ajusta el modelo final en Ventsim. El fin es corroborar que el modelo

corresponde a las condiciones reales y actuales (ubicación de ventiladores, puertas,

topografía y otros). La calibración nos permite garantizar que el modelo se encuentra listo

para realizar las simulaciones.” Por último, para que el modelo este realmente calibrado

tiene que tenerse un rango de ± 10% en los valores que nos arroje el Ventsim.

(Manual de VentSim DESIGN™ /Versión 5.4/ ,2019)

 52

2.4.9. Operaciones mineras:

“Conjunto de labores necesarias para explotar un yacimiento y, en algunos casos, las

plantas necesarias para el tratamiento del mineral extraído. Las minas también reciben el

nombre de explotaciones mineras, o, simplemente, explotaciones. Los minerales se originan

por procesos geológicos tanto internos (tectonismo y vulcanismo) que son extraídos del

subterráneo, como externos (sedimentación) son sacados de algunas cuevas o cavernas, etc.

Las operaciones básicas en cualquier tipo de mina son tres: arranque (tumbe), carga

(rezagado) y transporte (acarreo).

En la minería a cielo abierto o a tajo abierto los costes de arranque, excavación y transporte

son menores, debido a la posibilidad de emplear maquinaria de mayor tamaño; permite

mayor recuperación de las capas, venas o filones; no es necesaria la ventilación, ni el

alumbrado, ni el sostenimiento artificial; permite utilizar explosivos de cualquier tipo y las

condiciones de seguridad e higiene en el trabajo son mucho mejores.

Por el contrario, requiere una mayor inversión inicial en equipamiento y maquinaria; es

necesario ocupar grandes extensiones de terreno y las condiciones de trabajo son a la

intemperie. Además, produce un importante impacto visual y medioambiental (polvo,

ruido, etc.) en la zona en la que se desarrolla, lo cual lleva a un importante rechazo social a

su implantación e incluso al cierre de las existentes.”

(López A., Manuel V. 2013)

2.4.10. Origen de gases en minas

“El origen de los gases más comunes presentes en el aire minas pueden producirse por las

siguientes razones:

- Gases de estratos: el más común es el gas grisú o metano, el cual se encuentra

principalmente en yacimientos de carbón, en donde se libera de 0.6 a 1.2 m3 /min por m2

 53

de superficie expuesta. Existen puntos en que la cantidad que emana el estrato sube

drásticamente, pudiendo llegar hasta 120 m3 /min.

- Gases de voladura: Los gases provenientes de las voladuras permiten distinguir el tipo de

explosivo utilizado, por lo que los fabricantes deben informar la cantidad de gases por

kilogramo de explosivo.” (Yanes, 1993)

2.4.11. Gases Nitrosos (NOx)

“Gases incoloros en concentraciones bajas y de color pardo rojizo cuando la concentración

es alta. Es un gas tóxico e irritante que se forma en las minas por efecto del empleo de

explosivos, especialmente cuando se utiliza anfo y por la combustión de motores diésel.

Su acción tóxica la ejerce en las vías respiratorias, especialmente en los pulmones, al

disolverse con el agua formando el ácido nítrico y nitroso los que corroen los tejidos. Una

concentración de 0,002% produce un envenenamiento mortal.

Los óxidos de nitrógeno tienen un comportamiento engañoso respecto a su toxicidad, pues

una persona que lo respira puede rehacerse aparentemente y después de varias horas o días

morir repentinamente.”

(Revista de seguridad Minera, 2016).

2.4.12. El monóxido de carbono (CO)

“Es un gas venenoso inodoro e incoloro; es emitido al aire por vehículos automotores,

industrias y, en menor escala, por procesos naturales como incendios forestales. El

monóxido de carbono proviene de la combustión incompleta de compuestos de carbono; se

forma mediante la oxidación del metano, que es un gas común producido por la

descomposición de la materia orgánica. La fuente antropogénica de monóxido de carbono

es la quema incompleta de combustibles como la gasolina.”

(González, 2008).
 54

2.4.13. Polvo

“Conjunto de pequeñas partículas de 1 a 100 micrones de diámetro, capaces de permanecer

temporalmente en suspensión el aire. El polvo es un material sólido finamente dividido, el

cual, dependiendo del tamaño de sus partículas, de su concentración y su composición,

puede constituir un peligro tanto para la salud del personal como la seguridad de la

operación en lo que se refiere a visibilidad entre otros.”

(Sistemas de control del polvo Ventius ,2016)

2.4.14. Material Particulado MP10

“Se les conoce como partículas menores que 10 micrómetros o PM10, existen partículas

flotando en el aire, la mayoría de ellas no pueden ser vistas a simple inspección; estas

partículas son un tipo de contaminación que comúnmente afectan la salud de las personas y

existen en cualquier forma, tamaño y estado de la materia. Se dividen en dos grupos

principales.

Se deduce que las partículas grandes miden entre 2,5 y 10 micrómetros (de 2,5 a 100 veces

más delgados que un cabello humano); en cuanto a los efectos adversos a la salud pública el

PM10 es menos que el PM2.5 debido a su tamaño. Se dice que el origen de estas partículas

se debe a la presencia de humo, polvo de las emisiones generadas por fabricas ladrilleras y

polvo de los caminos, avenidas asfaltadas y pavimentadas; unas de las partículas biológicas

de ese tamaño que conforma a ese grupo es el polen, el moho y esporas, que suelen tener

amplia dispersión de acuerdo con la fuerza del viento. Varían desde 30m hasta 16 km.

Dicho entonces de manera general, se precisa el concepto que el PM10 son pequeñas

partículas sólidas o líquidas de polvo, cenizas, hollín, partículas metálicas, cemento o polen

dispersas en la atmósfera cuyo diámetro varía entre 2,5 y 10 um (un micrómetro

corresponde la milésima parte de un milímetro) Las fuentes de emisión se originan en la

 55

contaminación generada por la combustión en los automóviles debido a los combustibles

que puede ser gasolina, petróleo diésel, gas natural vehicular.”

(Matos, 2008).

2.4.15. Atmósfera minera

“Durante el desarrollo y la explotación de una mina u otra instalación subterránea, los

peligros potenciales surgen del polvo, las emisiones de gases, el calor, la humedad y la

radiación. Estos pueden generarse debido a características propias o impuestas por la

naturaleza subterránea y por decisiones de diseño sobre cómo desarrollar y operar la mina.

Los parámetros ambientales en el interior de una mina subterránea, limitan el desarrollo de

las labores al momento de encontrarse en niveles elevados, de éstos dependen el correcto

funcionamiento de las actividades operativas y condicionan el rendimiento del personal

laboral.” (Yanes, 1993)

2.5. Hipótesis

2.5.1. Hipótesis General

Se mejorará el sistema de ventilación actual de la mina Cóndor IV, Minera El Palacio del

Cóndor S.A.C., mediante el uso del software de simulación Ventsim 5.4.

2.5.2. Hipótesis Específicas

i) Diseñando un sistema de ventilación adecuado se mejorará el sistema de ventilación de la

mina Cóndor IV, Minera El Palacio del cóndor S.A.C.

ii) Determinando el método de ventilación adecuado se mejorará el sistema de ventilación

de la mina Cóndor IV, Minera El Palacio del cóndor S.A.C.

2.6. Identificación y Clasificación de Variables

2.6.1. Variables Dependientes

Sistema de ventilación:
 56

(Caudal, Velocidad del aire, Ventilación artificial)

2.6.2. Variables Independientes

Sistema de ventilación:

(Caudal, Velocidad del aire, Ventilación artificial)

2.7. Operacionalización de Variables

Tabla 7

Variables dimensiones e indicadores de la hipótesis general

VARIABLES DIMENSIONES INDICADORES

Presión Kpa
Sistema de ventilación. Temperatura °C
Ventilación artificial Ventiladores axiales Cantidad de ventiladores
Chimeneas
Mejoramiento del sistema Cortadas de extracción
de ventilación. Mangas de ventilación m3/min
Ventiladores
Calidad de Aire PM10, PM2.5 μg/m3
CO, NO. ppm
 57

3. Capítulo III: Metodología de la Investigación

3.1. Método de la Investigación

El estudio realizado utilizará el método científico.

3.2. Tipo y Nivel de Investigación

3.2.1. Tipo

El tipo de investigación es aplicada, Ya que estamos usando los límites máximos

permisibles como información básica, por tanto, los resultados se aplican directamente en el

lugar de estudio. Con esta tesis se resolverá el problema de la ventilación en las labores

mineras de mina Cóndor IV, utilizándose así este conocimiento en el futuro.

“La investigación aplicada busca la generación de conocimiento con aplicación directa a los

problemas de la sociedad o el sector productivo. Esta se basa fundamentalmente en los

hallazgos tecnológicos de la investigación básica, ocupándose del proceso de enlace entre

la teoría y el producto. El presente ensayo presenta una visión sobre los pasos a seguir en el

desarrollo de investigación aplicada, la importancia de la colaboración entre la universidad

y la industria en el proceso de transferencia de tecnología, así como los aspectos

relacionados a la protección de la propiedad intelectual durante este proceso.” Según

(Lozada J., 2014),

3.2.2. Nivel

El nivel es explicativo, por los objetivos que persigue, ya que el propósito del presente

proyecto de investigación es realizar el estudio de ventilación para identificar los

principales problemas y ejecutar soluciones.

“La investigación explicativa responde a la interrogante ¿por qué?, es decir con este estudio

podemos conocer por qué un hecho o fenómeno de la realidad tiene tales y cuales

características, cualidades, propiedades, etc., en síntesis, por qué la variable en estudio es

 58

como es. En este nivel el investigador conoce y da a conocer las causas o factores que han

dado origen o han condicionado la existencia y naturaleza del hecho o fenómeno en

estudio. Así mismo indaga sobre la relación recíproca y concatenada de todos los hechos de

la realidad, buscando dar una explicación objetiva, real y científica a aquello que se

desconoce. Necesariamente supone la presencia de dos o más variables.” (Carrasco, 2006).

3.3. Diseño de Investigación

El diseño de la investigación es experimental ya que se ha de manipular las variables,

también consta de un proceso lógico, sistemático que corresponde a una incógnita. A la vez

es transversal ya que la optimización del sistema de ventilación se dará en un momento

dado en el año 2020. Es cuantitativa por que usa magnitudes numéricas de medición.

Figura 18

Estructura de la investigación
 59

“En la investigación de enfoque experimental el investigador manipula una o más variables

de estudio, para controlar el aumento o disminución de esas variables y su efecto en las

conductas observadas. Dicho de otra forma, un experimento consiste en hacer un cambio en

el valor de una variable (variable independiente) y observar su efecto en otra variable

(variable dependiente). Esto se lleva a cabo en condiciones rigurosamente controladas, con

el fin de describir de qué modo o por qué causa se produce una situación o acontecimiento

particular. Los métodos experimentales son los adecuados para poner a prueba hipótesis de

relaciones causales.” (Murillo J., 2010)

3.3.1. Diagrama Causa-Efecto

En la figura 10 se muestra mediante el diagrama cuales son las principales causas que

generan el problema de estudio en la investigación.

Figura 19

Diagrama de causa-efecto

3.4. Lugar de estudio

El estudio se realizó en la mina cóndor IV en sus niveles 4850 y 4890 en sus respectivas

labores de exploración, y labores de preparación y explotación mas afectados.

3.5. Población y muestra

3.5.1. Población

La población de esta investigación son los circuitos de ventilación de aire identificados y

todas las labores de la Mina Cóndor IV, de Minera El Palacio del Cóndor S.A.C.
 60

“La población es la totalidad de un fenómeno de estudio, incluye la totalidad de unidades

de análisis que integran dicho fenómeno y que debe cuantificarse para un determinado

estudio integrando un conjunto N de entidades que participan de una determinada

característica, y se le denomina la población por constituir la totalidad del fenómeno

adscrito a una investigación.” (Tamayo, 2012)

3.5.2. Muestra

“La muestra es la que puede determinar la problemática ya que es capaz de generar los

datos con los cuales se identifican las fallas dentro del proceso. La muestra es el grupo de

individuos que se toma de la población, para estudiar un fenómeno estadístico” (Tamayo,

2012)

La muestra lo constituye las condiciones y la calidad del aire existente en las labores de

producción exploración y desarrollos.

El tamaño muestral se puede determinar mediante la siguiente fórmula:

PQZ2
no = ----------; (población infinita)
e2
Donde:

n: Tamaño muestral

P: Proporción de trabajadores en los diferentes niveles de la empresa en el sistema de

información.

Q:1-P

Z: Valor de distribución normal para un nivel de confianza

e: Error de estimación máxima tolerable.

N: Tamaño de la población

CALCULAMOS EL TAMAÑO MUESTRAL

DATOS:
 61

n’=?

P=0.5

Q=(1-0.5)=0.5

Z=1.96

e= 0.03

N= 17 (El Número de labores en operación mina)

Reemplazando:

(0.5) (0.5) (1.96)2

no = --------------------- = 1067
(0.03)2
Dado que se conoce el tamaño de la población se ajustará el tamaño muestral

n’: tamaño muestral ajustado

no
n’= ---------------------
(𝑛𝑜−1)
1+ 𝑁

1067
n’= ---------------------
(1067−1)
1+ 17

n’=16

3.6. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos

➢ La observación directa relacionada con cada una de las variables investigadas.

➢ Medición de partículas en suspensión.

➢ Medición de gases.

➢ Medición del flujo de aire.

➢ Medición de temperatura.
 62

3.7. Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos

Para la presentación de los datos se realizará el mapeo de ventilación; luego se digitalizará

en planos isométricos y unifilares para luego realizar un análisis detallado del mismo;

finalmente se presentará mediante tablas y gráficos e imágenes la propuesta de las mejoras

y la ejecución de las mismas.

El análisis de datos se realizará bajo las siguientes consideraciones:

3.7.1.1. Observación directa

Se observará el caudal de aire medido en los puntos de monitoreo en las labores

principales ingresos y salidas de aire. Evaluación para la selección de un ventilador

correcto para mejorar el minado subterráneo.

3.7.1.2. Análisis estadístico

Se realizará la comparación de las alternativas, los análisis estadísticos de los

caudales de aire, verificar si el trabajo de las mangas en paralelo o en serie ha sido

eficiente, llevando un registro y control de todos los resultados.

3.7.1.3. Análisis descriptivo

Se realizará un análisis mensual o cada vez que comunique una labor y se realizará

la medición de la velocidad del aire.

Se revisará exhaustivamente cada uno de los instrumentos con el objetivo de evaluar

si están completos y si se encuentran con errores para proceder a realizar las

correcciones que ameriten. Se procederá al ingreso de datos de cada una de ellos en

el software ventsim: Datos de Entrada (In-Puts), datos de Salida (OutPuts), zona de

cálculo y recomendaciones.

Se procederá a analizar la gestión de datos de ventilación, realizando este los

cálculos respectivos deseados, ya que el software VENTSIM permite que la

 63

información puede ser almacenada y compilada y utilizada para diversos escenarios

en los circuitos de ventilación.

3.8. Sistema actual de ventilación evaluación y análisis

3.8.1. Circuito de ventilación actual

Minera el palacio del cóndor cuenta con una ventilación actual con un sistema impelente

que combina el uso de aire comprimido y 3 ventiladores de tipo axiales para la extracción

de aire viciado en frentes avances de exploración y labores de explotación. La chimenea

373 a pesar de tener una sección reducida por motivos de conflictos sociales de

concesionarios mineros en superficie, posee la finalidad de evacuar parte del aire

contaminado a superficie.

Figura 20

Esquema del circuito principal de ventilación actual de la mina Condor IV

3.8.2. Ingreso de aire fresco

La inyección de aire fresco cuenta con los métodos de ventilación natural, mecánica y

mediante aire comprimido, abordando los distintos circuitos de la manera siguiente:

3.8.2.1. Ventilación natural en Mina Condor IV

El aire limpio ingresa por las bocaminas forma natural a las diferentes labores y

niveles de desarrollo en dirección SE-NW. Las galerías principales tienen distancias

 64

aproximadas de 716 metros y 522 metros inferior y superior respectivamente, pero a

los 460 metros aproximadamente pasando la intersección perpendicular con la

segunda chimenea principal número 506 de acceso al nivel superior, además del

paso por el inclinado 442 el flujo de aire se reduce considerablemente. Después de

estas intersecciones en el tramo SE- NW la disminución del caudal continúa,

producido por las resistencias de las galerías, así como las conexiones entre las

diferentes labores mineras (chimeneas, estocadas etc.), terminando de esta manera

con la reducción con el aire natural de esta manera que el aire natural solo llega en

cantidad suficiente hasta la intersección en la zona del inclinado, por lo que la mina

cuenta con un sistema auxiliar descrito a continuación.

De igual manera en el nivel 4890 el aire hace su ingreso por la bocamina dirección

Sureste a noroeste siendo este flujo debilitado en las intersecciones de las chimeneas

596 y 506.

3.8.2.2. Ventilación auxiliar, aire comprimido

El aire comprimido es inyectado mediante 1 compresor de 125 psi y uno de 150 psi

los cuales trabajan alternamente, generando juntamente un caudal aproximado de

4340 cfm que pasan a dos pulmones de aire (capacidad 30 m3) y direccionado a los

diferentes puntos de la mina mediante tuberías. El caudal que ingresa resulta

ineficiente a lo largo de las labores por la existencia de averías en los mismos

además de conexiones deficientes, la cantidad de ramificaciones, utilización de

ventilación y maquinaria neumática no dejando de lado también las pérdidas de

presión por la distancia de recorrido de las instalaciones, creando resistencias e

insuficiente caudal de aire hacia los puntos más lejanos dentro del tramo

mencionado. Para la ventilación de las labores de exploración como las chimeneas y

 65

labores de explotación como los tajos durante su operación se utiliza la conocida

tercera línea de acuerdo a ley el cual no llega a cubrir de manera efectiva la cantidad

de aire que se requiere a pesar de que las medidas geométricas y condiciones

geométricas de la labor lo permiten. Existe también el ingreso de aire fresco

mediante ventiladores axiales, que ocupan en conjunto 22 HPs. Estos son

direccionados mediante mangas de ventilación de diámetros de 20 pulgadas y 25

pulgadas utilizado principalmente para ventilación de labores ciegas tales como de

exploración como por ejemplo la galería Bypass 325 y el inclinado 442, no obstante,

recalcamos que siempre se encuentran deficiencias dentro de las instalaciones y

conexiones del sistema de mangas (Fugas).

Figura 21

Diagrama de inyección de aire fresco en el circuito principal de Cóndor IV

3.8.3. Evacuación del aire viciado

El aire viciado de la mina Condor IV sale a superficie de manera natural y con el apoyo de

ventiladores axiales auxiliares.

 66

3.8.3.1. Ventilación Impelente

Para el sistema de ventilación se utilizan 3 ventiladores axiales secundarios de los

cuales se tienen 2 ventiladores de 5000 CFM y uno de 10000 CFM, en el nivel

inferior 4850 se trabaja con el de 10000 CFM y uno de 5000 CFM los que trabajan

en simultaneo cubriendo las labores de avance tales como el frente del Bypass 325 y

el Inclinado 442 y las demás labores como subniveles y tajos del nivel mencionado,

mientras que en el nivel superior 4890 se trabaja con el otro ventilador de 5000

CFM que apoya en la evacuación impelente del aire viciado de labores cercanas al

tope del mencionado nivel hasta su posterior salida a superficie por medio de la

“chimenea 373” (antigua labor con salida a superficie con sección reducida). Estos

ventiladores están conectados por medio de mangas de ventilación de 20 pulgadas

de diámetro por 15 a 20 metros de largo cada manga en los distintos niveles. Por

otra parte, para lo que son tajos y subniveles se realiza la ventilación mediante las

ya mencionadas terceras líneas que apoyan en la ventilación con un caudal

aproximado de 140 a 170 CFM este método es utilizado ya que el espacio en la

chimeneas impide la introducción de las mangas de ventilación de dimensiones

mencionadas anteriormente.

Figura 22

Diagrama de extracción de aire viciado de mina Cóndor IV

 67

3.9. Particularidades generales del sistema actual de ventilación en Palacio del

cóndor.

El caudal que ingresa al nivel 4890 y 4850 no es suficiente para que el ambiente minero

quede en buenas condiciones dentro de las galerías y demás labores. Se evidencia una

acumulación abundante de contaminantes como los gases y polvo a profundidad y en

labores extremas como son el ‘‘TJ 336’’, y el ‘‘INCL 442’’, generadas por la voladura

realizada asi como el carguío del mineral en las tolvas, la perforación, la descomposición de

la madera, etc. Esto se debe a la escasa entrada de aire fresco, donde el aire comprimido es

insuficiente para crear una ventilación adecuada, y provoca una recirculación de aire

viciado incluso con un sistema de evacuación, lo cual pone en peligro la vida de los

trabajadores y afecta la eficiencia de producción de la mina.

Por lo cual es necesario el análisis de un sistema de ventilación que contenga todos los

factores necesarios para incrementar el caudal de aire fresco y poder eliminar los cortos

circuitos generados a lo largo de los accesos principales.

Por tanto, es necesario analizar un sistema de ventilación que incluya todos los factores

necesarios para aumentar el flujo de aire fresco y eliminar la recirculación que aparezca en

los accesos principales.

Figura 23

Diagrama de recirculación de aire fresco y viciado

 68

3.10. Metodología de levantamiento de ventilación

Para diagnosticar el sistema de ventilación actual, es necesario tomar varias medidas de los

distintos parámetros que componen la ventilación de la mina. De esta forma será posible

saber las condiciones de ventilación actuales y luego determinar las probables mejoras

necesarias en base a los cálculos y modelado del circuito de manera representativa

3.10.1. Designación de puntos de medición

Primero, se elabora un plano general de la mina y un esquema de ventilación

actualizado. De esta forma podemos identificar las estaciones de medición donde se

recopilarán los datos. El apoyo del personal de topografía de la mina es muy importante

para recopilar la información necesaria. Cada estación de medición debe estar identificada

y marcada. Esto significa que se planifican las actividades a realizar dentro de la mina para

las cuales se recolectarán los siguientes datos:

- Área promedio de la sección útil de la galería.

- Velocidad promedio del flujo de ventilación.

- Temperatura y humedad relativa.

- Presencia de gases (O2, CO y NO)

Figura 24

Designación de puntos en el circuito principal de mina Cóndor IV.

 69

Figura 25

Designación de puntos de medición de la mina Condor IV

3.10.2. Medición de la sección útil en una galería

La sección o área se calcula en cada punto especificado previamente. Para ello se mide la

base y la altura máxima de la galería con una cinta métrica, luego se observa y se multiplica

por el factor k más parecido a la sección de este punto para obtener el área aproximada de

la misma.

De la siguiente manera:

S=kbh

Donde:

S: Área de la sección (m²)

k: factor de contorneo del tunel

b: base (m)

h: altura máxima (m)

 70

Figura 26

Criterio de selección del parámetro k

Nota. Tomada de Optimización y modelización del circuito de ventilación de la mina ''El Roble'' (Campillo, P.

2015)

3.10.3. Medición de la velocidad del flujo de aire

Con el uso anemómetro, continuaremos recopilando datos sobre la velocidad del aire. Se

sabe que existe un movimiento turbulento en las minas que no es constante en el tiempo ni

homogéneo en todo el tramo. En una galería, la velocidad tiende a disminuir en los bordes y

alcanza su máxima velocidad en el centro. Para el cálculo del flujo, necesitamos encontrar

la velocidad promedio, por lo que es necesario determinar un promedio aproximado a la

realidad

Figura 27

Medición de velocidad promedio con anemómetro

 71

Se mide la velocidad del flujo de aire en cada área particular de la galería para obtener

datos válidos y coherentes para el análisis. Con el anemómetro, se observa un tiempo

cuidadoso en la dirección del flujo de aire en cada punto hasta que el valor se estabiliza y se

pueden registrar los datos:

∑91 𝑉
𝑉𝑚 = 9

Donde:

Vm: velocidad media de aire (m/s)

V: velocidad de aire en cada punto (m/s)

3.10.4. Medición de temperatura y humedad relativa

Como se mencionó anteriormente, existen varios factores que determinan la temperatura

dentro de la mina, siendo el más importante la temperatura exterior. Existen fórmulas que

relacionan el flujo de aire con el intercambio de temperatura y generalmente se utilizan en

minas profundas con pocas normas de seguridad.

La temperatura y humedad de la mina indican la mínima velocidad que debe estar presente

en cada estación de medición, así como la duración de la durabilidad del personal en los

frentes de trabajo. Los valores utilizados como referencia son los siguientes:

Tabla 10

Cálculo del caudal de aire respecto a la temperatura.

Nota. Adaptada de Ventilación de minas Yanes, E. (1993).

 72

Tabla 11

Tiempo de permanencia del personal según la temperatura en interior mina

Nota. Adaptada de Evaluación del sistema de ventilación de la mina El Roble (Castillo, R. 2017)

En temperaturas de 21 °C y 25° el hombre está en reposo, es decir, en un estado ideal. Las

dificultades empiezan en temperaturas ambientales elevadas y cuando el cuerpo humano se

ejercita en exceso. De esta forma, no se puede realizar ningún trabajo permanente a 38 ° C

de temperatura seca y 32 ° C de temperatura húmeda. Con ayuda del higrómetro digital se

midieron las temperaturas y la humedad relativa, por lo que se comprobó que la

temperatura es tolerable y aumenta en el transcurso del trabajo, así como los datos de

humedad relativa son muy esporádicos.

Tabla 12

Temperatura en los puntos designados Nv. 4850 y 4890.

PTO. TEMPERATURA
NIVEL LABOR (C°)
MEDICION
4850 CORT 937 NW PUNTO 01 7.1
4850 CORT 937 NW PUNTO 02 7.1
4850 CORT 937 NW PUNTO 03 7.2
4850 CORT 937 NW PUNTO 04 7.3
4850 CORT 937 NW PUNTO 05 7.3
4850 BP 735 PUNTO 06 7.5
4850 BP 735 PUNTO 07 7.9
4850 BP 735 PUNTO 08 7.8
4850 BP 735 PUNTO 09 7.9
4850 BP 735 PUNTO 10 8.0
 73

4850 BP 735 PUNTO 11 8.1

4850 BP 735 PUNTO 12 8.1
4850 BP 735 PUNTO 13 8.0
4850 BP 735 PUNTO 14 8.0
4850 BP 325 PUNTO 15 8.0
4850 INCL 442 PUNTO 16 7.9
4850 INCL 442 PUNTO 17 7.5
4850 CH 596 PUNTO 18 7.6
4850 CH 596 PUNTO 19 7.1
4850 CH 506 PUNTO 20 7.6
4850 CH 506 PUNTO 21 7.4
4890 CORT 252 NW PUNTO 22 6.9
4890 CORT 252 NW PUNTO 23 6.9
4890 CORT 252 NW PUNTO 24 7.1
4890 GAL 240 NW PUNTO 25 7.2
4890 GAL 240 NW PUNTO 26 7.2
4890 GAL 240 NW PUNTO 27 7.5
4890 GAL 240 NW PUNTO 28 7.5
4890 GAL 240 NW PUNTO 29 7.6
4890 GAL 240 NW PUNTO 30 7.8
4890 GAL 240 NW PUNTO 31 8.0
4890 GAL 240 NW PUNTO 32 8.1
4890 CH 373 PUNTO 33 7.9
4890 CH 373 PUNTO 34 7.4

Figura 13

Humedad relativa en los puntos designados

PTO. HUMEDAD RELATIVA

NIVEL LABOR (%)
MEDICION
4850 CORT 937 NW PUNTO 01 82.2
4850 CORT 937 NW PUNTO 02 83.5
4850 CORT 937 NW PUNTO 03 83.8
4850 CORT 937 NW PUNTO 04 84.3
4850 CORT 937 NW PUNTO 05 85.2
4850 BP 735 PUNTO 06 86.5
4850 BP 735 PUNTO 07 86.1
4850 BP 735 PUNTO 08 85.4
4850 BP 735 PUNTO 09 86.2
4850 BP 735 PUNTO 10 84.3
4850 BP 735 PUNTO 11 85.6
4850 BP 735 PUNTO 12 86.2
4850 BP 735 PUNTO 13 86.5
 74

4850 BP 735 PUNTO 14 86.7

4850 BP 325 PUNTO 15 87.2
4850 INCL 442 PUNTO 16 86.4
4850 INCL 442 PUNTO 17 88.8
4850 CH 596 PUNTO 18 84.5
4850 CH 596 PUNTO 19 84.2
4850 CH 506 PUNTO 20 87.4
4850 CH 506 PUNTO 21 87.5
4890 CORT 252 NW PUNTO 22 81.7
4890 CORT 252 NW PUNTO 23 81.9
4890 CORT 252 NW PUNTO 24 82.2
4890 GAL 240 NW PUNTO 25 82.5
4890 GAL 240 NW PUNTO 26 83.8
4890 GAL 240 NW PUNTO 27 84.2
4890 GAL 240 NW PUNTO 28 84.6
4890 GAL 240 NW PUNTO 29 85.0
4890 GAL 240 NW PUNTO 30 85.4
4890 GAL 240 NW PUNTO 31 86.2
4890 GAL 240 NW PUNTO 32 86.4
4890 CH 373 PUNTO 33 87.1
4890 CH 373 PUNTO 34 86.5

3.10.5. Cálculo del caudal de aire actual

Para hallar el caudal a través de cada sección, la velocidad promedio del aire en cada punto

de medición debe multiplicarse por la sección aproximada, teniendo en cuenta la ecuación

de continuidad

Donde:

Q: caudal de aire (m3 /s)

S: sección (m2)

Vm: velocidad media (m/s)

Para realizar este trabajo se tomaron muestras de campo en 3 meses distintos, de los cuales

de hallaron los promedios para hacer aproximaciones más reales.

 75

Tabla 14

Cálculo del caudal promedio de cada punto de medición Nv. 4850 y Nv. 4890

PTO. VELOCIDAD ÁREA CAUDAL CAUDAL

NIVEL LABOR (m/min) PROM. (m²) (m³/min) (cfm)
MEDICIÓN
4850 CORT 937 NW PUNTO 01 36.80 4.68 172.04 6075.59
4850 CORT 937 NW PUNTO 02 36.70 4.09 150.24 5305.55
4850 CORT 937 NW PUNTO 03 35.50 5.52 195.84 6915.94
4850 CORT 937 NW PUNTO 04 35.50 4.59 162.95 5754.40
4850 CORT 937 NW PUNTO 05 35.40 4.00 141.68 5003.39
4850 BP 735 PUNTO 06 17.82 4.23 75.32 2660.03
4850 BP 735 PUNTO 07 18.60 4.06 75.46 2664.91
4850 BP 735 PUNTO 08 36.70 5.57 204.48 7221.33
4850 BP 735 PUNTO 09 35.10 5.27 185.01 6533.52
4850 BP 735 PUNTO 10 54.20 4.39 237.72 8395.12
4850 BP 735 PUNTO 11 55.08 4.02 221.42 7819.48
4850 BP 735 PUNTO 12 28.90 4.47 129.16 4561.38
4850 BP 735 PUNTO 13 29.80 4.84 144.19 5092.11
4850 BP 735 PUNTO 14 32.20 3.69 118.95 4200.72
4850 BP 325 PUNTO 15 32.80 4.79 157.12 5548.61
4850 INCL 442 PUNTO 16 23.10 4.28 98.96 3494.79
4850 INCL 442 PUNTO 17 19.80 4.28 84.82 2995.53
4850 CH 596 PUNTO 18 34.01 2.25 76.52 2702.39
4850 CH 596 PUNTO 19 32.15 2.25 72.33 2554.44
4850 CH 506 PUNTO 20 33.76 2.25 75.97 2682.85
4850 CH 506 PUNTO 21 36.22 2.25 81.49 2877.84
4890 CORT 252 NW PUNTO 22 2.78 4.75 13.18 465.56
4890 CORT 252 NW PUNTO 23 2.73 4.04 11.01 388.66
4890 CORT 252 NW PUNTO 24 2.63 6.76 17.75 626.67
4890 GAL 240 NW PUNTO 25 2.40 4.53 10.88 384.17
4890 GAL 240 NW PUNTO 26 30.67 5.08 155.88 5504.91
4890 GAL 240 NW PUNTO 27 15.81 4.61 72.92 2575.26
4890 GAL 240 NW PUNTO 28 14.17 4.55 64.49 2277.44
4890 GAL 240 NW PUNTO 29 5.55 4.99 27.69 978.04
4890 GAL 240 NW PUNTO 30 6.46 4.43 28.65 1011.70
4890 GAL 240 NW PUNTO 31 4.59 4.47 20.54 725.28
4890 GAL 240 NW PUNTO 32 31.94 4.22 134.85 4762.31
4890 CH 373 PUNTO 33 31.95 2.25 71.89 2538.71
4890 CH 373 PUNTO 34 87.60 2.25 197.10 6960.59
 76

3.10.6. Medición de gases contaminantes

Se utilizó el dispositivo Multigas Altair 4x para medir la concentración de contaminantes,

con el que se midieron con precisión los porcentajes de los gases presentes en cada punto

especificado. Esto sirve como referencia para conocer el estado de la mina y los puntos con

mayor déficit de oxígeno "O" y / o mayor concentración de monóxido de carbono "CO" y

"NO" para un análisis posterior de ventilación. Se puede observar en la tabla 15, la cantidad

de oxígeno disminuye en algunos puntos cercanos al tope del by pass 325 y de igual manera

al tope del inclinado 442, estando los lugares más críticos en el nivel 4850. Lo mismo pasa

con la concentración de CO y NO pues al final de las labores este aumenta, indicándonos

una falta de ventilación eficiente.

Tabla 15

Medición de oxígeno, monóxido de carbono y gas nitroso en el circuito principal.

PTO. NO
NIVEL LABOR MEDICION O2 (%) CO (ppm) (ppm)
4850 CORT 937 NW PUNTO 01 19.2 6.0 0.0
4850 CORT 937 NW PUNTO 02 19.2 6.0 0.0
4850 CORT 937 NW PUNTO 03 19.1 7.0 0.0
4850 CORT 937 NW PUNTO 04 19.1 7.0 0.5
4850 CORT 937 NW PUNTO 05 18.4 9.0 1.0
4850 BP 735 PUNTO 06 18.1 10.0 2.0
4850 BP 735 PUNTO 07 17.9 11.0 2.0
4850 BP 735 PUNTO 08 17.4 15.0 2.5
4850 BP 735 PUNTO 09 19.2 20.0 2.9
4850 BP 735 PUNTO 10 19.1 25.0 4.0
4850 BP 735 PUNTO 11 18.9 27.0 4.0
4850 BP 735 PUNTO 12 19.5 31.0 4.0
4850 BP 735 PUNTO 13 19.3 30.0 4.0
4850 BP 735 PUNTO 14 19.3 31.0 4.0
4850 BP 325 PUNTO 15 19.2 32.0 3.0
4850 INCL 442 PUNTO 16 18.7 31.0 3.0
4850 INCL 442 PUNTO 17 17.9 32.0 6.0
4850 CH 596 PUNTO 18 19.1 14.0 3.0
4850 CH 596 PUNTO 19 19.3 14.0 3.0
4850 CH 506 PUNTO 20 18.9 21.0 4.0
4850 CH 506 PUNTO 21 19.1 21.0 4.0
 77

4890 CORT 252 NW PUNTO 22 18.7 4.0 0.0

4890 CORT 252 NW PUNTO 23 18.4 5.0 0.2
4890 CORT 252 NW PUNTO 24 18.0 5.0 0.8
4890 GAL 240 NW PUNTO 25 18.1 6.0 1.0
4890 GAL 240 NW PUNTO 26 18.2 6.0 2.0
4890 GAL 240 NW PUNTO 27 18.8 5.0 3.0
4890 GAL 240 NW PUNTO 28 18.9 5.0 3.0
4890 GAL 240 NW PUNTO 29 19.0 15.0 3.0
4890 GAL 240 NW PUNTO 30 19.2 25.0 4.0
4890 GAL 240 NW PUNTO 31 19.2 28.0 5.0
4890 GAL 240 NW PUNTO 32 18.9 30.0 5.0
4890 CH 373 PUNTO 33 18.2 25.0 4.0
4890 CH 373 PUNTO 34 18.2 25.0 4.0

Tabla 16

Medición de oxígeno, monóxido de carbono y gas nitroso de labores operación.

NIVEL LABORES CRÍTICAS O2 (%) CO (ppm) NO (ppm)

4850 BP 325 NW 19.40 25.00 3.00
4850 INC 442 NW 19.60 30.00 6.00
4850 TJ 336 18.60 31.00 7.00
4850 TJ 410 19.50 26.00 5.00
4850 TJ 447 19.40 27.00 6.00
4850 TJ 485 19.40 31.00 6.00
4850 TJ 530 19.80 26.00 5.00
4850 TJ 596 19.20 25.00 6.00
4850 TJ 625 19.60 26.00 4.00
4850 TJ 665 19.70 28.00 4.00
4890 TJ 355 19.70 30.00 5.00
4890 TJ 398 18.90 31.00 8.00
4890 TJ 450 18.70 31.00 7.00
4890 TJ 486 19.20 29.00 5.00
4890 TJ 536 19.10 27.00 5.00
4890 TJ 587 19.30 27.00 4.00

3.10.7. Medición de Polvo

Para la medición de polvo se utilizó el equipo contador de partículas Lighthouse 5016 con

el cual tomaron muestras en los puntos del circuito principal donde se evidenció mayor

presencia de este elemento, estos fueron los puntos 07 y 25 en cada nivel respectivamente
 78

realizándose la operación a tempranas horas desde 7 a.m. a 6 p.m. obteniéndose resultados

aceptables por debajo de los límites máximos permisibles.

Tabla 17

Concentración de partículas de polvo PM10 y PM 2.5 Nv. 4850

NIVEL PTO. MEDICION HORA 10PM(µg/m3) 2.5PM(µg/m3)

4850 PUNTO 07 7-8 AM 22.78 6.27
4850 PUNTO 07 8-9 AM 25.65 9.48
4850 PUNTO 07 9-10 AM 24.96 8.13
4850 PUNTO 07 10-11 AM 13.26 12.45
4850 PUNTO 07 11-12 AM 12.22 6.55
4850 PUNTO 07 1-2 PM 26.77 15.68
4850 PUNTO 07 2-3 PM 26.52 13.13
4850 PUNTO 07 3-4 PM 18.16 4.15
4850 PUNTO 07 4-5 PM 16.13 4.30
4850 PUNTO 07 5-6 PM 14.96 5.74

Tabla 18

Concentración de partículas de polvo PM10 y PM 2.5 Nv. 4890

NIVEL PTO. MEDICION HORA 10PM(µg/m3) 2.5PM(µg/m3)

4890 PUNTO 25 7-8 AM 21.05 7.25
4890 PUNTO 25 8-9 AM 18.02 9.47
4890 PUNTO 25 9-10 AM 23.48 10.25
4890 PUNTO 25 10-11 AM 20.56 5.47
4890 PUNTO 25 11-12 AM 15.45 4.67
4890 PUNTO 25 1-2 PM 25.31 15.41
4890 PUNTO 25 2-3 PM 16.65 12.13
4890 PUNTO 25 3-4 PM 19.52 8.23
4890 PUNTO 25 4-5 PM 14.12 6.38
4890 PUNTO 25 5-6 PM 12.58 5.54
 79

4. Capitulo IV: Diseño del sistema de ventilación

4.1. Parámetros de diseño de la red de ventilación

4.1.1. Densidad del aire

La densidad del aire estándar considerada al nivel de mar es 1,2 kg/m³, la densidad del aire

a diferentes alturas, depende de la presión barométrica en el lugar de trabajo y la

temperatura. Fórmula recomendada por el Comité Internacional de Pesas y Medidas

(CIPM), a 4850 msnm que es la cota donde se halla la mina la presión barométrica es

aproximada a 420 mm Hg (Hartman H. 1997). La densidad del aire se calculó mediante la

siguiente ecuación:

La densidad del aire estándar considerada al nivel de mar es 1,2 kg/m³, la densidad del aire

a diferentes alturas, depende de la presión barométrica en el lugar de trabajo y la

temperatura. Fórmula recomendada por el Comité Internacional de Pesas y Medidas

(CIPM):

-h
[29.2699T +7995.0852]
ρ= ρs * e

Donde:

ρ : Densidad del aire a “h” m.s.n.m en lb/pie³

ρs: Densidad de aire al nivel del mar = 0.0749 lb/pie³

е: Coeficiente = 2.71828182

h: Altitud en m.

T: Temperatura en C°

-4850
[ ]
ρ= ρs * e 29.2699(7)+7995.0852
 80

ρ= 0.0415 lb/pie³ ó 0.6647 kg/m³

4.1.2. Presión

“La presión de un gas es expresada en atmósferas absolutas o atmósferas técnicas. Se

entiende por una atmósfera absoluta a la presión Po=1.0333 kg/cm2 de una columna de 760

mm Hg a 0 °C y al nivel del mar. La presión P puede variar con el cambio de altura sobre el

nivel del mar y temperatura, según la siguiente relación”:

h
log P = log P0 -
18.04 - 0.667 T

Donde:

Po: 760 mm Hg, presión al nivel del mar

h: altura sobre el nivel del mar (m)

P: presión en la altura h (mm Hg)

T: temperatura media del aire entre el nivel del mar y el punto considerado (°C)

Para facilitar los cálculos en la práctica se utiliza la atmósfera técnica o métrica, igual a 1

kg/cm2 o 737, 5 mm Hg.

“En la ventilación minera las presiones que se encuentran son valores muy bajos por lo que

se miden en kilogramos por metro cuadrado (kg/m2) o en milímetro de columna de agua

(mm.c.a) los que numéricamente son iguales acuerdo a la atmósfera técnica.

Para transformar los milímetros de columna de agua de presión atmosférica se debe

multiplicar por el peso específico del Hg, siendo 13,6 kg/m3.”

La presión de una labor minera puede ser calculada en base a la siguiente formula:

h
P = PO + γ
13.6
Donde:
 81

Po: presión en la superficie (mm Hg)

13,6: peso específico del Hg (kg/l)

h: profundidad de la labor (m)

γ: peso específico

Se puede afirmar que, con el aumento de profundidad, la presión aumenta en 9 a 10 mm Hg

cada metro.

Se pudo determinar la presión promedio de la mina, teniendo como referencia la

temperatura promedio de 7 °C obtenido en los puntos aforo, da como resultado:

(Hartman H. 1997)

P = 420 mm Hg

4.1.3. Ecuación de Atkinsón

“También conocida como la fórmula de atkinsón o ley de atkinsón, sirven para calcular la

perdida de presión requerida para mover el aire a través de un ducto o galería minera. La

pérdida se expresara teniendo en cuenta un factor de fricción K, variaríando de acuerdo al

cambio de dirección en una labor es decir mientras más brusco sean los cambios de

dirección mayor será la caída de presión, además los cambios de dirección con paredes

redondeadas tienen menor resistencia que con paredes rectas.” (Hartman H. 1997)

Donde:

Hs: Pérdida de presión estática en pulg. de agua.

R: Resistencia del conducto en pulg. min2/pie6.

Q: Caudal de aire en pies3/min.

K: Factor de fricción en lb-min2/pie4.

P: Perímetro del conducto en pie.

 82

L: Longitud del conducto en pie.

Le: Longitud equivalente en pie.

A: Área de conducto en pie².

Tabla 19

Valores del coeficiente K para minas metálicas

Descripción Factor-K Factor-K

del ducto Kg./m³ lb-min²/pie4 *E-10
Galeria 0.0088 47.4
Rampa 0.0116 62.4
Pique (áspero) 0.0113 60.7
Pique (lizo) 0.0047 25.1
Galeria de Banda 0.0140 75.4
Galeria de TBM 0.0044 23.7
Chimenea (rectangular) 0.0130 70.1
Chimenea RB 0.0050 26.9

4.1.4. Caudal de aire

Es el volumen de aire que pasa por una superficie en una unidad de tiempo. Para

conseguirlo, necesitamos conocer el área de la sección del túnel y la velocidad del aire que

lo atraviesa. La legislación internacional indica que a partir de una altura de 4800 en

adelante el caudal mínimo debe ser de 6m³/min.

A la hora de medir hay que tener en cuenta que la velocidad del aire en la galería no es

igual en cada punto de la sección, ya que aumenta en el medio y disminuye en una sección

más o menos circular hacia los extremos.

4.1.5. Equipos de medición

Los instrumentos utilizados para el tema de estudio involucran tener en cuenta equipos de

medición para datos de ventilación y equipos para gases contaminantes. A continuación, se

describirán cada uno de los equipos que se utilizarán para el estudio, teniendo en cuenta su

función principal:
 83

Los equipos utilizados para la investigación incluyen la consideración de dispositivos de

medición para datos de ventilación y dispositivos para gases contaminantes. En la tabla 20,

se describe cada uno de los dispositivos utilizados para el estudio, mencionándose

principalmente sus características:

Tabla 20

Instrumentos utilizados para la campaña de medición

DESCRIPCION IMAGEN
Detector Multigas Altair 4x

La mina Condor IV cuenta con 1 equipo de monitoreo

multigas el cual mide simultáneamente valores de gas
como el rango de porcentaje de oxígeno, monóxido de
carbono y sulfuro de hidrógeno. Con estos detectores, el
departamento de seguridad y operaciones puede tomar
medidas en los frentes de uso para crear un entorno de
trabajo seguro y ser responsable de garantizar que las
actividades se puedan realizar bajo supervisión constante.

Detector de gas de monóxido de carbono CO Smart

Sensor AR8700A

Este dispositivo es utilizado exclusivamente para la

medición del monóxido de carbono en las labores diarias
por parte del área de seguridad para hacer observaciones
y posteriormente mejoras en un área de trabajo.
 84

Tubo de humo marca MSA

También se cuenta con tubo de humo, con este

instrumento se puede calcular la velocidad del aire o flujo
del aire menores a 1m/s usándolo conjuntamente con un
cronometro de reloj.

Termo anemómetro Smart Sensor AR 856

Instrumento que permite medir el flujo del aire su

velocidad y caudal además de la medición de la
temperatura.

Contador de partículas Lighthouse 5016

Se cuenta también con un instrumento de conteo de

partículas de 0,3μm - 25μm con bastante precisión
además de tambn medir la temperatura ambiente y la
humedad relativa y capacidad de almacenamiento de
hasta 3000 muestras.
 85

4.1.6. Simulación de ventilación con Ventsim 5.4

Ventsim es un software minero dedicado especialmente a la simulación de de ventilación

en minas el cual inició sus operaciones mineras en 1994, para ayudar a diseñar, mejorar y

optimizar visualmente los sistemas de ventilación subterráneos creando distintos

escenarios. Ahora esta siendo utilizado en mas de 1000 mineras, consultores, universidad,

gobiernos y organismo de investigación alrededor de todo el mundo.

Para iniciar con la simulación necesitaremos de las líneas eje techo para ver a que cota está

trabajando la mina, estas líneas nos ayudaran a tener las estructuras más parecidas a la

mina. Lo más importante en ventsim es contar con información lo más real posible para

tener los mejores resultados, para esto necesitamos realizar las distintas configuraciones

introduciendo los datos tomados en campo. Además, también se puede personalizar las

simulaciones mediante colores para trabajar y presentar informes de una manera ordenada,

El software también nos ofrece una Base de datos de ventiladores y sus características. Y lo

más importante es que puede realizar una evaluación financiera del costo de ahorro de

energía y la ubicación inmediata de zonas críticas de mi sistema de ventilación.

A continuación, se muestra el procedimiento de la elaboración de la simulación.

4.1.6.1. Importación de líneas de referencia de las labores

Las líneas de referencia son provenientes de la unión de puntos del techo levantados

y proporcionados por el área de topografía, con el uso de las mencionadas se realizó

la importación desde el software datamine como se puede ver en la figura 28 y 29

importación de líneas base.

 86

Figura 28

Importación de data al software Ventsim

Figura 29

líneas base de la mina Condor IV

 87

4.1.6.2. Generación de solidos de los conductos de ventilación

Una vez importadas las líneas se procede a convertirlas en solidos desde la

herramienta dibujar como se muestra en la figura 22 y con ello generar la sección de

los conductos.

Figura 30

Procedimiento de conversión líneas a sólidos

4.1.6.3. Configuraciones ambientales

Previo al input de datos de medición, ventsim debe de configurarse para realizar así

una eficiente simulación, cuantas más configuraciones realicemos de los distintos

parámetros nos acercaremos a una simulación más real y efectiva.

En este punto se asignarán los datos más relevantes como son la densidad, la

humedad y las temperaturas en mina de acuerdo a las mediciones realizadas.

 88

Figura 31

Procedimiento de configuración ambiental

4.1.6.4. Simulación de ventilación natural

Se procede con la asignación de conductos de ingreso de aire y salida de aire como

se muestra en las figuras siguientes.

 89

Figura 32

Procedimiento de simulación natural

4.1.6.5. Caracterización de los conductos

Se asigno también cada uno de los nombres de las labores característicos existentes

en nuestra mina además con su sección o perfil respectivo de cada uno de ellos.

Figura 33

Procedimiento para la caracterización de conductos

 90

4.1.6.6. Configuración de capas

Las labores de una mina deberán agruparse en capas para poder trabajar de forma

más rápida y ordenadamente así también asignarle la sección anteriormente

proporcionada en tipos de conductos.

Figura 34

Procedimiento para la configuración de capas

4.1.6.7. Configuración de las resistencias

Si bien se sabe que por necesidad de caudal algunas veces se utilizan algún sistema

de bloqueo el cual genera una resistencia y cada una de estas resistencias posee un

valor distinto de acuerdo al material del cual está compuesto, por tanto, se asignaron

las resistencias calculadas en caso se requiera colocar alguno de estos tipos en una

determinada labor.

Figura 35

Procedimiento de configuración de resistencias

 91

4.1.6.8. Configuración del factor de fricción

El factor de fricción es también uno de los más importantes que debe considerarse

ya que en todo conducto siempre habrá pérdidas por las rugosidades que presente el

conducto para ello se le asignará también cada uno de los factores de fricción

calculados para cada labor.

Figura 36

Proceso de configuración del factor de fricción

 92

4.1.6.9. Configuración de pérdidas por choque

De igual manera nos vamos a configurar las pérdidas por choque, generalmente las

encontraremos en cada intersección de labores para ello nuevamente ingresaremos a

configuración de Ventsim, nos vamos a la opción de simulación de flujo de aire en

la opción tipo de pérdida por choque y elegimos por el Método del factor de choque.

Figura 37

Proceso de configuración de pérdidas de choque.

4.1.7. Simulación actual del sistema de ventilación mina Cóndor IV

Ya con las configuraciones realizadas se procedió a colocar los ventiladores en los

respectivos lugares además de los ductos existentes

4.1.7.1. Inserción de ventiladores

Se añaden todos los ventiladores al sistema según las hojas de calibración de cada

equipo. Las curvas de calibración deberán ser exportadas al programa con el fin de

brindar información específica de la potencia y caudal brindado según el ángulo de

 93

los alabes seleccionado. Las figuras 38, 39 y 40 muestran las curvas de los 3

ventiladores axiales eléctricos digitalizados en las hojas de calibración de

ventiladores.

Figura 38

Curva e información del ventilador de 10 000 cfm

 94

Figura 39

Curva e información de ventilador de 5000 cfm

4.1.7.2. Simulación de contaminantes en labores criticas

Para ello se realizó el ingreso de los datos obtenidos en campo específicamente del

contaminante más peligroso que son los gases nitrosos producidos por las voladuras

notándose la interacción con el flujo en el que se puede observar el tiempo de 1 hora

y 40 min aproximadamente que demora en evacuar por completo este elemento.

 95

Figura 41

Simulación de contaminantes NOx

4.1.7.1. Primera corrida y calibración

Una vez ingresada la información en el software (labores, ventiladores,

componentes y otros), se ejecuta el modelo y se compara el caudal estimado con el

medido en obra. A continuación, se realizan calibraciones en el modelo con el

objetivo de reducir la variabilidad entre las medidas estimadas y reales. Para ello,

las resistencias de las líneas se ajustan según el coeficiente de Atkinson, cabe

recalcar que para que el modelo este realmente calibrado tiene que tenerse un rango

de ± 10% en los valores que nos arroje el Ventsim. El modelo presentado arroja una

calibración del 94%, valor aceptable para estimar a nivel conceptual. El cuadro 21

detalla los resultados de la calibración y la Figura 42 muestra la efectividad de la red

junto a los costos operativos esperados.

 96

Tabla 21

Cuadro de calibración del modelo en Ventsim.

NIVEL LABOR PTO. VELOCIDAD Ventsim Variación

MEDICIÓN (m/min) (m/min) (%)
4850 CORT 937 NW PUNTO 01 36.8 39.8 92%
4850 CORT 937 NW PUNTO 02 36.7 39.8 92%
4850 CORT 937 NW PUNTO 03 35.5 39.8 89%
4850 CORT 937 NW PUNTO 04 35.5 39.8 89%
4850 CORT 937 NW PUNTO 05 35.4 39.8 89%
4850 BP 735 PUNTO 06 17.8 19.8 90%
4850 BP 735 PUNTO 07 18.6 20.1 93%
4850 BP 735 PUNTO 08 36.7 40.5 91%
4850 BP 735 PUNTO 09 35.1 39.3 89%
4850 BP 735 PUNTO 10 54.2 59.2 92%
4850 BP 735 PUNTO 11 55.1 61.2 90%
4850 BP 735 PUNTO 12 28.9 30.6 94%
4850 BP 735 PUNTO 13 29.8 32.4 92%
4850 BP 735 PUNTO 14 32.2 35.5 91%
4850 BP 325 PUNTO 15 32.8 35.6 92%
4850 INCL 442 PUNTO 16 23.1 26.0 89%
4850 INCL 442 PUNTO 17 19.8 23.6 84%
4850 CH 596 PUNTO 18 34.0 35.8 95%
4850 CH 596 PUNTO 19 32.1 34.2 94%
4850 CH 506 PUNTO 20 33.8 36.7 92%
4850 CH 506 PUNTO 21 36.2 39.8 91%
4890 CORT 252 NW PUNTO 22 2.8 2.5 111%
4890 CORT 252 NW PUNTO 23 2.7 2.5 109%
4890 CORT 252 NW PUNTO 24 2.6 2.5 105%
4890 GAL 240 NW PUNTO 25 2.4 2.4 100%
4890 GAL 240 NW PUNTO 26 30.7 33.7 91%
4890 GAL 240 NW PUNTO 27 15.8 17.0 93%
4890 GAL 240 NW PUNTO 28 14.2 15.4 92%
4890 GAL 240 NW PUNTO 29 5.6 6.1 91%
4890 GAL 240 NW PUNTO 30 6.5 6.4 101%
4890 GAL 240 NW PUNTO 31 4.6 4.5 102%
4890 GAL 240 NW PUNTO 32 31.9 36.3 88%
4890 CH 373 PUNTO 33 32.0 35.5 90%
4890 CH 373 PUNTO 34 87.6 78.3 112%

Figura 42

Modelo 3D de simulación de ventilación inicial mina Condor IV

 97

Ventilador axial
5000 cfm

Ventilador axial
5000 cfm
000 cfm

Ventilador axial
10000 cfm 000 cfm

000 cfm

Figura 43

Resumen de la red del sistema inicial mina Cóndor IV

 98

4.1.8. Mejoramiento del sistema de ventilación

El mejoramiento del sistema de ventilación se enfoca en la distribución del aire limpio de

una manera eficiente tanto en calidad, costo y tiempo, es necesario señalar que en la mina

se tiene un sistema de aire comprimido para todas las tareas mineras y también se utiliza

para la ventilación dentro de la mina. Entonces, si el circuito tuviera deficiencias en el

sistema, implementar un nuevo mecanismo mecánico adicional aumentaría

exponencialmente el costo a medida que aumenta el flujo de entrada de aire debido al

consumo de energía. Los puntos del circuito principal de la mina Condor IV donde se

hicieron mediciones determinaron que las condiciones de oxígeno no son del todo normales

teniendo un promedio de 18.8 % O2, incumpliendo con los límites permisibles de trabajo

asi mismo la presencia constante del monóxido de carbono y los gases nitrosos en las

labores de explotación son el resultado de una deficiente evacuación posible de aire

viciado.

4.1.9. Metodología del mejoramiento de ventilación

Para alcanzar el objetivo de mejorar el sistema de ventilación se tuvo que recurrir a la

realización de distintas pruebas tanto en el software como en el campo manejándose

distintos tipos de escenarios con una variedad de soluciones de las cuales se optó por la más

eficiente combinándose tres soluciones y aplicándose estas en el campo.

4.1.9.1. Bifurcación en T con reducción de ductos

Se generó ramificaciones tipo T para tajos críticos realizando una reducción del

diámetro de salida de 20” a 10” pulgadas. Aprovechando las mangas principales se

hicieron cortes para crear bifurcaciones perpendiculares o más conocidos como

“bifurcación en T”, de igual manera en cada descanso de las chimeneas se

acondicionó un espacio de 30cmx30cm en el extremo pegado a la chimenea, todo

 99

ello se realizó con previa coordinación con superintendencia en las reuniones de

planeamiento.

Figura 44

Bifurcación en T de mangas de ventilación

4.1.9.2. Implementación de puerta de ventilación

Se implemento una puerta de ventilación en el nivel 4890 para bloquear el flujo

recirculante que trata de salir por la bocamina del nivel y así desviar el flujo hacia la

dirección NW y forzar su salida por la chimenea 373.

Figura 45

Puerta de ventilación en el sistema de ventilación

 100

4.1.9.3. Implementación y reubicación de ventiladores

Se adelantó en 100 metros en avanzada el ventilador de 10000 CFM para aumentar

el flujo de aire en el By pass 325 e inclinado 442. Posterior a ello se implementó un

pequeño ventilador auxiliar neumático de 2700 CFM para cubrir la ausencia de

caudal en los tajos de entrada dejados por el ventilador reubicado.

Figura 46

Reubicación de ventilador

4.1.9.4. Sistema de ventilación mejorado

El sistema de ventilación cuenta con una eficiente evacuación de contaminantes

principalmente en los tajos de producción y labores extremas y de profundización

donde no llegaba el flujo, todo ello mediante la aplicación de las soluciones

encontradas anteriormente necesario como podemos observar en la figura.

 101

Figura 47

Esquema de circuito principal de ventilación mejorado mina Cóndor IV

Figura 48

Modelo simulado 3D del sistema de ventilación mina Condor IV

Ventilador axial
5000 cfm

000 cfm Ventilador axial

5000 cfm

Ventilador neumático Ventilador axial

2800 cfm 10000 cfm
000 cfm

000

cfm 000 cfm|

 102

Figura 48

Resumen de la red de ventilación del sistema de ventilación mejorado

Según el resumen el software muestra un ingreso de aire de 13237 cfm y un caudal de

salida de 13397 cfm.

 103

5. Capítulo V: Análisis e Interpretación de Resultados

5.1. Sistema de ventilación

El sistema de ventilación principal ahora profundiza hasta el tope de las labores extremas

del nivel 4850 y el INCL 442, se tiene además una extracción de aire viciado más eficiente

de los tajos de producción y subniveles tanto en tiempo y en calidad de aire, posteriormente

el flujo extraído de estas labores asciende por las chimeneas 506 y 596 al nivel superior

4890 por donde se desplaza a lo largo de la galería accediendo también a los tajos y

subniveles pertenecientes al nivel mencionado, culminando finalmente su evacuación a

superficie por la chimenea 373.

El circuito principal se apoya ahora en cuatro ventiladores auxiliares, los ya mencionados

ventiladores de 5000 cfm, el de 10000 cfm que trabajan en el nivel 4850 más el apoyo del

ventilador auxiliar neumático de 2700 cfm implementado, y por último otro ventilador de

5000 cfm del nivel 4890. Todos ellos trabajando en conjunto de forma impelente para una

mejor extracción del aire viciado.

5.2. Reporte de Simulación con Software del Sistema de ventilación

En la actualidad existen diversos programas para simular circuitos de ventilación, los

cuales realizan cálculos de resistencias, diferencia de presiones, cálculo de caudales y

simulación de ventiladores, ayudándonos a obtener cálculos que necesitamos y a la vez

simular un circuito de ventilación a partir de datos reales o propuestos.

Entre los programas más conocidos en el medio tenemos el Venstim y Vuma, cada uno de

ellos con sus características e interfaz correspondiente. Antiguamente se tenían programas

como el Vnet, los cuales solo realizaban simulaciones de circuitos principales mas no

pudiendo simular circuitos de ventilación auxiliar.

 104

En este caso utilizamos el Ventsim en su versión 5.4, para realizar las simulaciones del

circuito principal de ventilación así también los circuitos de ventilación auxiliar.

Antes de ejecutar el proyecto, realizar una simulación nos permite cambiar variables como

diámetros, distancia, caudales a fin de determinar un diseño óptimo.

Una vez que se tiene un sistema de ventilación en trabajo se deben ingresar al programa

datos reales y a medida que se realicen cambios en la mina estos datos deben actualizarse

para tener un diseño actual de la mina, en minas mecanizadas por lo general cada 3 meses y

en minas convencionales cada 6 meses.

Los datos que se obtiene del programa deben coincidir con los valores reales que se

comprueban realizando mediciones manuales de caudal, velocidad y demás datos.

En general es difícil anticipar la cantidad de polvos o gases que se puedan generar y los

lugares precisos donde puedan presentarse condiciones adversas. Las filtraciones y fugas

que podrían ocurrir en las galerías, sellos y labores antiguas.

Dada la amplitud de este tema de simulaciones, sería necesario dedicar un trabajo

independiente para detallar el funcionamiento de los diferentes programas, por lo que sólo

damos unas cuantas características en el presente informe.

5.3. Balance de Aire

Se realizó en requerimiento de aire en mina Condor IV considerando cada punto

establecido en el reglamento del DS 023-2017.

5.3.1. Caudal requerido por el número de trabajadores

Tabla 22

Caudal requerido por el número de trabajadores

 105

Personal Total/ Guardia F(Q Persona) m3/min (*) cfm Dist.(%)

Jefe de Guardia 2 6 12 423.78 4%
Geólogo 1 6 6 211.89 2%
Geomecanico 1 6 6 211.89 2%
Capataz 1 6 6 211.89 2%
Insp.Seguridad 1 6 6 211.89 2%
Ing. Seguridad 1 6 6 211.89 2%
Perforistas 14 6 84 2966.46 28%
Ay. Perforista 14 6 84 2966.46 28%
Peón 3 6 18 635.67 6%
Muestreros 2 6 12 423.78 4%
Mecánico 1 6 6 211.89 2%
Topógrafo 2 6 12 423.78 4%
Electricista 2 6 12 423.78 4%
Motorista 1 6 6 211.89 2%
Ay. Motorista 1 6 6 211.89 2%
Winchero 1 6 6 211.89 2%
Bodeguero 1 6 6 211.89 2%
Contingencia (3%) 1 6 6 211.89 2%
Total/Guardia 50 300 10594.5 100%
Nota: Se consideró el número de trabajadores de la guardia mas numerosa.

𝑸𝑻𝒓 = 10595 cfm

5.3.2. Caudal requerido por el consumo de madera

Tabla 23

Caudal requerido por consumo de madera

Fact.
Programado Consumo Consumo Producción
Descripción Prod. cfm
ton/mes ton/día ton/gdia TMH/gdia
m3/min
OPERACIÓNES
MINA 146.77 4.89 2.45 25 0.00 0.0
10% 100%
Nota: El % de consumo de madera es menor al 20% entonces el factor de producción es
de 0.0 m3/min

𝑸𝑴𝒂 = 0.0 cfm

5.3.3. Caudal requerido por temperatura en las labores de trabajo
 106

Tabla 24

Caudal requerido por temperatura

Descripción Valor Unidad

Temperatura °C 6 a 14 °C
# niveles(*) 0 >23°C
Velocidad Mínima (Vm) 0 m/min
Área (Prom.) 4 m2
Caudal 0 m3/min
Nota: La temperatura seca es menor que 24 °C entonces la velocidad mínima es de 0.0 m/min

𝑸𝑻 = 0.0 cfm

5.3.4. Caudal requerido por fugas

Tabla 25

Caudal requerido por fugas

Item Descripción Caudal (cfm)

𝑸𝑻𝒓 Personal 10595
𝑸𝑴𝒂 Madera 0
𝑸𝑻 Temperatura 0
𝑸𝑻 Subtotal 10595
𝑸 Fugas 15% 1589

5.3.5. Caudal requerido por consumo de explosivos

Tabla 26

Caudal requerido por consumo de explosivos

Descripción Valor Unidad

Niveles 2 #
Velocidad Mínima (Vm) 20 m/min
Área (Prom.) 4 m2
Caudal 148.8 m3/min

𝑸𝑬𝒙 = 5255 cfm

 107

5.3.6. Caudal total requerido para la operación en mina Condór IV

Tabla 27

Caudal total requerido

Distribución Requerimientos m3/min cfm

𝑸𝑻𝒓 :Personas (55 trabajadores) 300 10595
𝑸𝑴𝒂 :Consumo de Madera(<20°C): consumo 2.45 ton/g = 10% 0 0
𝑸𝑻 :Temperatura en labores (>23°C) - 0 niveles 0 0
Caudal Requerido 𝑸𝑻 = 𝑸𝑻𝒓+ 𝑸𝑴𝒂+ 𝑸𝑻 300 10595
𝑸 :Caudal requerido por fugas(15%* 𝑸𝑻 ) 45 1589
Caudal Requerido 𝑸𝑻 = 𝑸𝑻 + 𝑸 345 12184

Nota: Teniendo los valores calculados de Qex y Qto se tomará el mayor valor como caudal
total requerido, es decir 13402 cfm.

𝑸𝑻 =12184 cfm

5.3.7. Cobertura de aire

Con los datos calculados anteriormente podemos determinar la cobertura de aire en la mina

Condor IV dividiendo la cantidad de aire que ingresa entre el requerimiento total de aire

multiplicado por el 100%, tomamos como medida la cantidad de aire que ingresa por ser

este aire fresco y libre de contaminantes.

Tabla 28

Cobertura de aire en mina

Caudal
Resumen
m³/min cfm Ventsim Variación (%)
Ingreso de aire fresco 366.728 12951 13237 98%
Salida de aire viciado 363.358 12832 13397 96%
Requerimiento de aire 345.009 12184 12184
% Cobertura Mejorada 106% 109%
 108

5.4. Reporte de medición de velocidades

Tabla 29

Caudal de aire promedio del sistema de ventilación mejorado

PTO. VELOCIDAD ÁREA CAUDAL CAUDAL

NIVEL LABOR (m/min) PROM. (m²) (m³/min) (cfm)
MEDICIÓN
4850 CORT 937 NW PUNTO 01 56.70 4.68 265.07 9361.04
4850 CORT 937 NW PUNTO 02 56.90 4.09 232.93 8225.78
4850 CORT 937 NW PUNTO 03 57.00 5.52 314.44 11104.47
4850 CORT 937 NW PUNTO 04 57.00 4.59 261.63 9239.46
4850 CORT 937 NW PUNTO 05 57.10 4.00 228.53 8070.43
4850 BP 735 PUNTO 06 58.20 4.23 246.00 8687.65
4850 BP 735 PUNTO 07 54.50 4.06 221.11 7808.47
4850 BP 735 PUNTO 08 11.80 5.57 65.75 2321.84
4850 BP 735 PUNTO 09 23.40 5.27 123.34 4355.68
4850 BP 735 PUNTO 10 37.44 4.39 164.21 5799.14
4850 BP 735 PUNTO 11 39.69 4.02 159.55 5634.63
4850 BP 735 PUNTO 12 24.66 4.47 110.21 3892.17
4850 BP 735 PUNTO 13 29.80 4.84 144.19 5092.11
4850 BP 735 PUNTO 14 32.20 3.69 118.95 4200.72
4850 BP 325 PUNTO 15 32.80 4.79 157.12 5548.61
4850 INCL 442 PUNTO 16 4.20 4.28 17.99 635.42
4850 INCL 442 PUNTO 17 4.00 4.28 17.14 605.16
4850 CH 596 PUNTO 18 61.20 2.25 137.70 4862.88
4850 CH 596 PUNTO 19 61.40 2.25 138.15 4878.77
4850 CH 506 PUNTO 20 36.50 2.25 82.13 2900.24
4850 CH 506 PUNTO 21 56.30 2.25 126.68 4473.53
4890 CORT 252 NW PUNTO 22 21.40 4.75 101.66 3590.26
4890 CORT 252 NW PUNTO 23 21.50 4.04 86.83 3066.53
4890 CORT 252 NW PUNTO 24 21.50 6.76 145.34 5132.72
4890 GAL 240 NW PUNTO 25 21.80 4.53 98.81 3489.52
4890 GAL 240 NW PUNTO 26 25.10 5.08 127.58 4505.60
4890 GAL 240 NW PUNTO 27 26.20 4.61 120.85 4267.67
4890 GAL 240 NW PUNTO 28 35.40 4.55 161.13 5690.37
4890 GAL 240 NW PUNTO 29 74.60 4.99 372.19 13143.94
4890 GAL 240 NW PUNTO 30 82.10 4.43 363.86 12849.68
4890 GAL 240 NW PUNTO 31 73.53 4.47 328.98 11618.10
4890 GAL 240 NW PUNTO 32 5.20 4.22 21.95 775.23
4890 CH 373 PUNTO 33 31.95 2.25 71.89 2538.71
4890 CH 373 PUNTO 34 161.50 2.25 363.38 12832.59
 109

5.5. Medición de temperatura

Se tomaron las mediciones de temperatura también en los mismos puntos de referencia

obteniéndose resultados similares a la medición inicial, promedios que como se mencionó

no afectan a la operación, en el siguiente cuadro se muestra lo mencionado

Tabla 30

Promedio de temperatura en mina Cóndor IV

TEMPERATURA
NIVEL
(C°)
4850 7.9
4890 7.6
Temperatura promedio de la mina 7.8

5.6. Reporte de medición de polvo

En cuanto a los índices estadísticos de la medición de partículas de polvo se encontraron

valores que están muy por debajo de los límites máximos permisibles en los promedios

siguiente dado que el límite maximo permisible para particulas de tipo PM10 y PM2.5

están fijados en 100 µg/m3 y 50 µg/m3 respectivamente , estipulados en el DS – 003- 2017

MINAM, por lo que no fue necesario realizar una nueva medición de este elemento, no

obstante, se observó una mejoría con el nuevo flujo circulante en las labores se notándose la

disminución de acolchonamiento de este elemento.

Tabla 31

Promedio de concentración de polvo en mina Condor IV

NIVEL PTO. MEDICIÓN 10PM(µg/m3) 2.5PM(µg/m3)

4850 PROM. PTO 07 20.14 8.59
4890 PROM. PTO 04 18.67 8.48
 110

5.7. Reporte del Medición de Gases

El registro del segundo monitoreo de cantidad gases a comparación de la medición inicial

tiene una variación considerable y aceptable a lo esperado. Resolviéndose asi los problemas

en el tiempo de evacuación de gases.

La concentración de gases se midió en las mismas zonas de trabajo, obteniéndose los

siguientes resultados promedio:

Tabla 32

Monitoreo final de gases contaminantes en el circuito principal de mina Cóndor IV

NIVEL LABOR PTO. MEDICION O2 (%) CO (ppm) NO (ppm)

4850 CORT 937 NW PUNTO 01 19.75 4.00 0.00
4850 CORT 937 NW PUNTO 02 19.65 4.00 0.00
4850 CORT 937 NW PUNTO 03 19.20 5.00 0.00
4850 CORT 937 NW PUNTO 04 19.15 5.00 0.20
4850 CORT 937 NW PUNTO 05 18.90 7.00 0.50
4850 BP 735 PUNTO 06 18.70 10.00 1.00
4850 BP 735 PUNTO 07 18.60 9.00 1.00
4850 BP 735 PUNTO 08 17.78 12.00 1.50
4850 BP 735 PUNTO 09 19.50 19.00 1.90
4850 BP 735 PUNTO 10 19.40 23.00 2.00
4850 BP 735 PUNTO 11 19.40 24.00 2.00
4850 BP 735 PUNTO 12 19.80 25.00 3.00
4850 BP 735 PUNTO 13 19.76 25.00 3.00
4850 BP 735 PUNTO 14 19.72 26.00 4.00
4850 BP 325 PUNTO 15 19.68 24.00 2.00
4850 INCL 442 PUNTO 16 19.15 21.00 4.00
4850 INCL 442 PUNTO 17 19.05 23.00 4.00
4850 CH 596 PUNTO 18 19.30 7.00 1.00
4850 CH 596 PUNTO 19 19.55 8.00 0.50
4850 CH 506 PUNTO 20 19.25 5.00 2.50
4850 CH 506 PUNTO 21 19.30 6.00 1.00
4890 CORT 252 NW PUNTO 22 18.95 2.00 0.00
4890 CORT 252 NW PUNTO 23 18.72 3.00 0.10
4890 CORT 252 NW PUNTO 24 18.60 4.00 0.50
4890 GAL 240 NW PUNTO 25 18.59 4.00 0.80
4890 GAL 240 NW PUNTO 26 18.63 4.00 1.50
4890 GAL 240 NW PUNTO 27 19.10 3.00 2.50
4890 GAL 240 NW PUNTO 28 19.20 3.00 2.50
 111

4890 GAL 240 NW PUNTO 29 19.30 12.00 2.60

4890 GAL 240 NW PUNTO 30 19.40 23.00 3.00
4890 GAL 240 NW PUNTO 31 19.40 25.00 3.50
4890 GAL 240 NW PUNTO 32 19.10 27.00 3.50
4890 CH 373 PUNTO 33 18.40 21.00 3.00
4890 CH 373 PUNTO 34 19.05 22.00 3.00

Tabla 33

Medición final de gases contaminantes en labores de operación.

NIVEL LABORES CRÍTICAS O2 (%) CO (ppm) NO (ppm)

4850 BP 325 NW 19.40 13.00 0.50
4850 INC 442 NW 19.60 16.00 2.00
4850 TJ 336 18.90 21.00 3.00
4850 TJ 410 19.50 12.00 2.00
4850 TJ 447 19.40 10.00 3.00
4850 TJ 485 19.40 15.00 3.00
4850 TJ 530 19.80 14.00 2.00
4850 TJ 596 19.20 7.00 2.50
4850 TJ 625 19.60 10.00 2.00
4850 TJ 665 19.70 9.00 2.00
4890 TJ 355 19.70 18.00 2.00
4890 TJ 398 18.90 22.00 4.00
4890 TJ 450 18.70 21.00 3.00
4890 TJ 486 19.20 21.00 4.00
4890 TJ 536 19.10 19.00 4.00
4890 TJ 587 19.30 20.00 3.00

Como podemos observar en el cuadro, las concentraciones promedio de gases se han

disminuido con respecto a las mediciones anteriores, lo que garantiza un adecuado ambiente
de trabajo en los niveles 4850 y 4890 y sus respectivas labores.
 112

6. CONCLUSIONES

1. En esta tesis se determinó el diseño y método de ventilación adecuado utilizando la

reciente tecnología de simulación de ventilación con software Ventsim con el cual

se evaluaron distintos escenarios con la reubicación de ventiladores y manejo de

compuertas los cuales que permitieron mejorar el sistema de ventilación actual de la

mina Cóndor IV, Minera El palacio del cóndor S.A.C.

2. Se determinó un diseño de sistema de ventilación óptimo mediante la utilización del

software de simulación Ventsim generando con este el incremento de la cobertura

de aire en la mina.

3. Se determinó el método de ventilación adecuado para el mejoramiento del sistema

de ventilación de la mina Cóndor IV que fue mediante la ventilación impelente

puntual utilizando mangas de ventilación con reducción procedentes de la

bifurcación de otra de la galería principal hacia los tajos de producción.

4. No solo se verá el caudal que ofrece el ventilador sino también considerar el factor

de corrección por altitud para conocer el rendimiento real de los mencionados.

5. Al evaluar el sistema de ventilación actual de mina Condór IV pudimos conocer las

condiciones de operación de la red de entrada y salida tanto de aire fresco y viciado,

identificando asi deficiencias, inconvenientes y factores que afectan la circulación

de aire en el circuito principal mediante el empleo de equipos de medición en

campo y el modelamiento en el software Ventsim, sugiriendo asi soluciones de

acuerdo a la realidad de la empresa.

6. Con las mediciones realizadas con los distintos equipos, se determinó que en cuanto

se avanza en profundidad horizontal y vertical a niveles inferiores, la velocidad de

aire disminuye considerablemente. Las labores como “Inclinado 442” y el “By pass
 113

735” registran velocidades tendiendo a cero 0 m/s y la solución empleada por la

mina es la utilización de aire comprimido cuando la situación es crítica, lo que

genera una incorrecta planificación y un mal diseño del circuito actual de

ventilación.

7. En las labores tales como “Inclinado 442” y “By pass 375” se concentran los gases

especialmente CO y NOx, productos de la voladura de avance del frente y tajos del

nivel 4850, que ocasiona un estancamiento de gases en distintos puntos de este

sector, lo que dificulta el desempeño de los trabajadores y un ambiente inestable en

interior mina.

8. El buen diseño de explotación minera y su aplicación en el terreno influye en la

cantidad de intersecciones o como le llamamos “nodos” que generan las pérdidas de

presión por choque lo cual generara una deficiencia de flujo de aire.

9. La cobertura del actual del sistema de ventilación de la mina Condor IV es de

aproximadamente 106%, cuenta con una entrada de aire fresco y una salida de aire

viciado que se conectan en aproximadamente 900 metros desde la bocamina,

obligando a mecanizar el sistema de extracción de aire viciado. El problema se ha

evidenciado en la capacidad de los ventiladores auxiliares, la capacidad estos

aumenta según las bifurcaciones del circuito existente. Las voladuras generan la

cantidad más elevada de volumen de aire contaminante en los circuitos principales

de la mina. El tiempo post-voladura para extracción y ventilación para la mina

Condor IV es de hora y media.

10. Es indispensable priorizar la comunicación de chimeneas principales hacia

superficie y también comunicar chimeneas menores entre niveles inferiores para asi

evitar usar muchos ventiladores secundarios o auxiliares; mientras se ejecutan estos

 114

trabajos como medida correctiva se deben cambiar algunos circuitos de ventilación,

todo ello, para mejorar la evacuación del aire usado o contaminado, y direccionarlos

hacia las chimeneas principales de extracción.

11. Es muy importante considerar el factor de fricción dentro del estudio puesto que

esto hará ver la verdadera variación de la presión en distintos tramos, ya que al no

considerar el factor nuestro análisis de caída de presión sería ideal mas no real en

otras palabras esto sería como si estaríamos trabajando con un conducto de contorno

liso en nuestra simulación.

 115

7. RECOMENDACIONES

1. Se recomienda al área de operaciones mina aumentar taladros de contorneo en el

diseño de malla, específicamente en la corona, para de esa forma mejorar los

resultados del perfil o sección del conducto y consecuentemente con ello reducir las

pérdidas por fricción.

2. Se debe contar con equipos calibrados para el monitoreo y levantamiento del

circuito y en buen estado a fin de que los datos tomados tengan un mínimo margen

de error.

3. Dado que la mina se encuentra en profundización, se debe contar con una licencia

de software de simulación en ventilación para seguir buscando mejoras de forma

rápida y segura generando asi más alternativas de solución.

4. La correcta configuración del software de acuerdo al contexto de cada mina y

previo al ingreso de los datos será fundamental para una eficiente simulación lo más

cercana posible a la realidad.

5. Debido a la falta de un departamento de ventilación quienes puedan hacer

planificaciones de ventilación y monitoreos constantes dentro del sistema de

ventilación en mina, es dificultoso encontrar soluciones rápidas y eficaces para cada

problema que se presente, por ello se recomienda contar con profesionales en el área

que realicen aforos de medición por los menos una vez por semana y un posterior

análisis de mejoras en el sistema.

6. Instalación de compuertas ventilación en galerías o cruceros abandonados, con el

objeto de evitar las fugas de aire, resistencias y contrapresiones que conducen a una

recirculación del aire.

 116

7. Se recomienda también que todo personal de interior mina de debe contar con una

capacitación sobre instrucciones básicas del uso correcto de los ventiladores.

8. Verificación y mantenimiento programados del correcto funcionamiento de los

equipos que conforman la inyección de aire a mina como son: compresoras,

pulmones, ventiladores, instalaciones de tuberías de aire comprimido y mangas de

ventilación,
 117

8. BIBLIOGRAFÍA

• Barrera Mancero, P. H. y Pesántez Andrade, P. E. (2020) Diseño y optimización del

circuito de ventilación en el tramo norte-sur de la mina Goldmins, Zaruma – El Oro

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http://dspace.uazuay.edu.ec/handle/datos/9628

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http://200.12.169.19/bitstream/25000/7700/1/T-UCE-0012-375.pdf

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una mina subterránea [Tesis de Titulo, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de

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productiva San Cristóbal, de minera Bateas SAC [Tesis de Titulo, Universidad Nacional

de Ingeniería]. http://cybertesis.uni.edu.pe/handle/uni/1203
 118

• García Agama, E. E. (2016) Evaluación De La Situación Actual Del Sistema De

Ventilación Y Propuesta Para Su Optimización En Mina Subterránea Carbonífera Mi

Grimaldina I [Tesis de Titulo, Universidad Privada del Norte].

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• Maguiña Espíritu, J. A. (2018) Aplicación del software ventsim para el diseño y

optimización proyectada del sistema de ventilación en la mina hércules de la Compañía
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Maestría, Universidad Nacional del Centro del Perú] Repositorio Institucional-UNCP

• Raico Tasilla, A. (2019) Evaluación y optimización del sistema de ventilación del túnel
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http://repositorio.unc.edu.pe/bitstream/handle/UNC/3206
• Suty Vilca, J. A. (2016) Influencia De La Ventilación Mecánica, En El Diseño Del

Sistema De Ventilación Del Nivel 4955 Mina Urano SAC – Puno. [Tesis de Titulo,

Universidad Nacional Del Altiplano]. http://repositorio.unap.edu.pe/handle/UNAP/3539

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Trujillo]. http://dspace.unitru.edu.pe/handle/UNITRU/10033

• Jiménez, P. (2011). Ventilación de minas subterráneas y túneles: Práctica, aplicada y

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• Andrade Gallardo, S. (2008). Guía metodológica de seguridad para proyectos de

ventilación de minas. https://www.sernageomin.cl/wp-

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 119

• Positiva. (2017). Guía de seguridad para ventilación de minas subterráneas.

https://www.minenergia.gov.co/documents/10192/23980938/010318_guia_seg_ventilaci

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• Zitrón. (2010). Ventilación de minas. Ediciones del Castillo.

https://es.slideshare.net/OoTtAaXx/libro-ventilaciondeminas

• Howard Hartman L. (1997). Mine ventilation and air conditioning editorial Wiley-

Interscience; 3rd Edición

 120

ANEXOS
 Anexo 1. Matriz De Consistencia
TITULO: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN SUBTERRÁNEA DE LA MINA CONDOR IV,
MINERA EL PALACIO DEL CÓNDOR S.A.C.”
PROBLEMAS OBJETIVOS HIPÓTESIS VARIABLES INDICADORES METODOLOGIA
General: ¿De qué manera se General: Determinar el General: Se mejorará el Independientes ● Chimeneas
mejorará el sistema de diseño y método de sistema de ventilación (X): ● Cortadas de extracción
ventilación subterránea de la ventilación adecuado, actual de la mina Cóndor ● Mangas de ventilación
mina Cóndor IV, Minera El que permita mejorar el IV, Minera El Palacio del Mejoramiento del ● Ventiladores Tipo de
Palacio del Cóndor S.A.C.? sistema de ventilación Cóndor S.A.C. sistema de Investigación:
actual de la mina Cóndor ventilación
IV, Minera El Palacio del Aplicada
cóndor S.A.C.

Específicos: Específicos: Específicos: Dependientes (Y): ● Presión

i) ¿Cuál es el diseño de un i) Determinar el diseño de i) Diseñando un sistema ● Temperatura
sistema de ventilación un sistema de ventilación de ventilación adecuado Sistema de ● Ventiladores auxiliares Nivel de
adecuado, para el adecuado, para el se mejorará el sistema de ventilación Tipo axial Investigación:
mejoramiento del sistema de mejoramiento del sistema ventilación de la mina
ventilación de la mina Cóndor de ventilación de la mina Cóndor IV, Minera El Explicativa
IV, Minera El Palacio del Cóndor IV, Minera El Palacio del cóndor S.A.C.
Cóndor S.A.C.? Palacio del cóndor
S.A.C. Diseño de
ii) ¿Cuál el método de ii) Determinando el Investigación:
ventilación adecuado para ii) Determinar el método método de ventilación
mejorar el sistema de de ventilación adecuado adecuado se mejorará el Experimental
ventilación de la mina Cóndor para mejorar el sistema sistema de ventilación de
IV, Minera El Palacio del de ventilación de la mina Cóndor IV,
Cóndor S.A.C.? ventilación de la mina Minera El Palacio del
Cóndor IV, Minera El cóndor S.A.C.
Palacio del cóndor
S.A.C.
 7

Anexo 2. Puntos de medición en accesos principales de mina Condor IV

Anexo 3. Medidor de gas monóxido de carbono

 8

Anexo 4. Equipo contador de partículas

Anexo 5. Medidor de Velocidad del aire, caudal y temperatura (Termo

anemómetro)
 9

Anexo 6. Medidor de flujo de tubo de humo

Anexo 7. Acolchonamiento del polvo en la entrada de la Cort. 937 punto 01 y 02.

 10

Anexo 8. Ventilador axial N°1 de 10000 CFM.

Anexo 9. Ventilador axial de 5000 CFM y puerta de ventilacion del Nv.4890

 11

Anexo 10. Instalación deficiente para el tajeo 596 NW de explotación Nv. 4850.

Anexo 11. Accesos principales afectadas con el acolchonamiento de partículas de

polvo.
 12

Anexo 12. Instalación inicial con tercera línea para la ventilación.

Anexo 13. Acondicionamiento mediante apertura en extremo del descanso para el

paso de manga de ventilación de 10 pulgadas.
 13

Anexo 14. Reducción de mangas de ventilación de 20” a 10” para bifurcación en T

 14

Anexo 13. Boca mina del Nv 4850 Cort 937 mina Cóndor IV.

Anexo 14. Campamento Compañía Minera Maxpala (Oficina de superintendencia Minera

el Palacio del cóndor SAC)

 15

Anexo 15. Campamento de Minera el Palacio de Cóndor

Anexo 16. Ventilador Neumático de 2700 cfm.

Especificaciones técnicas
Dia. de Tuerca 20"
Dia. de Ranura de Montaje 1-1/8"
Peso 103 Lbs
Flujo de Aire 2700
Consumo de Aire (scfm) 60
Presion del Aire 40-110 psi
Entrada de Aire (NTP) 3/4"
Tomado de http://www.ktperu.com/nuevo/index.php/ventiladores-neumaticos/56-cot-11-6669
 16

Anexo 16. Columna estratigráfica del cuadrángulo Caylloma 31-S

 17

Anexo 17. Curvas del ventilador axial de 8000 cfm AirteC

Anexo 18. Curvas del Ventilador axial Airtec de 18000 cfm.

 18

Anexo 18. Vista frontal del diseño de ventilación en galería mina Condor IV

Manga de

ventilación

de 20”

LOCOMOTORA ELÉCTRICA