Ventilación de minas subterráneas

La ventilación subterránea de las minas proporciona un flujo de aire a los trabajadores subterráneos con un volumen suficiente para diluir y eliminar el polvo y los gases nocivos (típicamente NO _x , SO ₂ , metano , CO ₂ y CO ) y para regular la temperatura. La fuente de estos gases son los equipos que funcionan con motores diésel , las voladuras con explosivos [ ^{1 ] y} el propio yacimiento. ^{[ 2 ]} Las normativas suelen exigir que el flujo de aire se distribuya dentro de las minas para mejorar la calidad del aire . ^{[ 3 ]}

El componente más importante del costo operativo de la ventilación de las minas es la electricidad para alimentar los ventiladores de ventilación, que puede representar un tercio del costo total de energía eléctrica de una mina subterránea típica. ^{[ 1 ]}

La ventilación de flujo continuo es el circuito de ventilación principal de la mina. El aire ingresa a la mina desde la superficie a través de un pozo , una chimenea de ventilación o una galería . El aire se distribuye por la mina mediante chimeneas y rampas de ventilación internas, y los flujos se controlan mediante reguladores y ventiladores de ventilación instalados permanentemente. Un sistema de ventilación auxiliar toma aire del sistema de flujo continuo y lo distribuye a las labores de la mina mediante ventiladores de ventilación instalados temporalmente, tubos Venturi y conductos desechables de tela o acero. Los sistemas auxiliares de ventiladores y conductos pueden ser sistemas de impulsión, donde se introduce aire fresco en las galerías de la mina, o sistemas de extracción que extraen el aire contaminado. ^{[ 4 ]}

Se requiere un volumen de aire suficiente para una ventilación adecuada. Se requiere una gran cantidad de energía eléctrica para hacer funcionar los ventiladores. Al instalar un control de velocidad variable, se puede optimizar la cantidad de aire y, por lo tanto, la energía. ^{[ 5 ]} En cada lugar de la mina donde se requiere que las personas trabajen o transiten, el aire no debe contener menos del 19 % de oxígeno ni más del 0,5 % de dióxido de carbono ni ningún gas nocivo en cantidad que pueda afectar la salud de alguna persona. El porcentaje de gas inflamable no excede el 0,75 % en el cuerpo general del aire de retorno de cualquier distrito de ventilación y el 1,25 % en cualquier lugar de la mina.

El volumen (expresado en pies cúbicos por minuto o metros cúbicos por segundo ) de aire requerido para ventilar una mina subterránea es determinado por ingenieros de minas con base en una amplia variedad de parámetros. En la mayoría de los países, los requisitos mínimos están establecidos por ley, reglamento o normas. Sin embargo, en algunos países en desarrollo, el requisito de ventilación obligatorio puede ser insuficiente, y la compañía minera puede tener que aumentar el flujo de ventilación, en particular cuando la ventilación puede ser necesaria para enfriar la temperatura ambiente en una mina profunda y caliente, sin embargo, también debe tenerse en cuenta la autocompresión. ^{[ 1 ]} Según CMR 153-2-(i)(2017), en cada distrito de ventilación no menos de seis metros cúbicos por minuto de aire por persona empleada en el distrito en el turno más grande o no menos de 2,5 metros cúbicos por minuto de aire por tonelada diaria de producción, lo que sea mayor, pasa a través de la última conexión de ventilación en el distrito, que es la galería más interna en el distrito por donde pasa el aire.

En climas templados, puede ser necesario calentar el aire de ventilación durante los meses de invierno. Esto hará que el entorno de trabajo sea más habitable para los mineros y evitará la congelación de las galerías, en particular de las tuberías de agua. En las minas árticas , donde el horizonte minero se encuentra por encima del permafrost , puede que no se aplique calefacción para evitar el deshielo. Las «minas frías», como la mina Raglan y la mina Nanisivik, están diseñadas para operar por debajo de 0  °C. ^{[ 1 ]}

La temperatura de bulbo húmedo en cualquier lugar de trabajo no debe exceder los 33,5  °C y, cuando la temperatura de bulbo húmedo supere los 30,5  °C, se deben tomar las medidas necesarias para ventilar el lugar con una corriente de aire que se mueva a una velocidad no inferior a un metro por segundo.

Los túneles largos pueden tener pozos de ventilación .