Diseño, calculo y evaluación del sistema y red de aire comprimido en Minas Subterraneas

Abstract

Un importante requerimiento en la minería es definitivamente el suministro confiable de aire comprimido, entendido como la disponibilidad permanente de aire a la presión adecuada, en la cantidad requerida y con la calidad apropiada. El aire comprimido es vital para las operaciones mineras, ya sea como fuente de energía, como medio de transporte de líquidos y sólidos, como insumo para un proceso o como medio de transmisión de señales para instrumentación y control. Muchas de las operaciones críticas de una labor minera están indisolublemente ligadas al suministro adecuado de aire comprimido. La presente tesis evalúa técnica y económicamente el sistema de aire comprimido en una mina subterránea, en cuanto al déficit de aire comprimido y en lo que concierne a la baja presión motivada por la falta de capacidad de alimentación de los compresores y las deficiencia de distribución debido a los erróneos diámetros de tuberías, los cuales no permiten que llegue una presión adecuada a los frentes de trabajo. Esta investigación permite subrayar la importancia que tiene el sistema de aire comprimido y su transmisión mediante las tuberías para el incremento de la producción y consecuentemente para la reducción de costos, teniendo en cuenta que el total de los equipos de perforación usan la fuerza neumática, de modo que a nuestro criterio constituye un problema básico que redunda directamente en la producción. El trabajo de tesis presenta el siguiente desarrollo: Primero: Determinación de la capacidad efectiva de los compresores, cuantificación de las pérdidas de aire comprimido por escapes, medición de las presiones en los frentes de trabajo. Segundo: Evaluación del sistema de aire comprimido, déficit de aire comprimido, cálculo del consumo de las máquinas neumáticas en mina, cálculo del factor de corrección de acuerdo a la altura de la mina, cálculo del consumo real de aire comprimido para las máquinas en mina. Tercero: Cálculo de tuberías de distribución de aire comprimido en mina, cálculo de caída de presión en tuberías. Cuarto: Costos de producción de aire comprimido, costos de pérdida de presión por escapes. Los resultados finales que se han obtenido en la presente tesis fueron los siguientes: En la etapa de estudio se ha definido la caída de presión óptima del sistema de aire comprimido el cual debe estar en un rango de 0,3 a 1.0 Bar, de igual manera se ha determinado el diámetro adecuado de tubería de acuerdo a los cálculos realizados en los diferentes niveles, determinándose las presiones de •y Trabajo adecuadas de 85 lb/pulg2 en todos los frentes de trabajo. De igual modo se han evaluado los costos de pérdida de aire comprimido por escape o fuga los cuales ascienden a 0,124 Kw / PCM y de acuerdo a una pérdida de 980 PCM en el sistema se necesitaría un consumo de potencia para su compresión de 121,5 Kw el cual nos da un costo de pérdida por escape de US $ 729 por día, que multiplicado por 365 días/año nos da un total de US $ 266 085, costos que pueden ser eliminados si se supera los escapes de aire en el sistema de aire comprimido. Un sistema sobredimensionado tendrá eventualmente la capacidad suficiente para cubrir la demanda total del sistema. Sin embargo, disponer de un gran número de compresores no es suficiente: es preciso también contar con un sistema de regulación, evaluación y la capacidad de almacenamiento adecuados para los equipos.