BRBARA ALMEIDA EDILAINE DAS GRAAS RIBEIRO

NADIAMARA MIRANDA PESSOA

VENTILAO DE MINA SUBTERRNEA

Joo Monlevade 2015

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS FACULDADE DE ENGENHARIA

JOO MONLEVADE - MG

1 - INTRODUO

A atmosfera da mina difere da atmosfera exterior pelo seu estado fsico, temperatura, grau

higromtrico, composio gasosa, e pelas poeiras existentes em suspenso. Se no for

corretamente renovada, por conveniente afluxo de ar da superfcie, pode no satisfazer as

condies higinicas requeridas pelos trabalhadores ou adquirir, pela presena de elementos

inflamveis em proporo suficiente, a indesejvel propriedade de se tornar explosvel. Um

Engenheiro de Minas ao implantar um sistema de ventilao deve levar em considerao

fatores como profundidade, nmero de galerias, extenso da mina, nmero de trabalhadores,

tipo de mineral a ser lavrado e as formas como esse mineral lavrado. Pois estas so

informaes de suma importncia na definio do sistema de ventilao a ser implantado.

Uma vez que no basta apenas implantar, pois necessrio um rigoroso controle com relao

poeira produzida e a emisso de gases.

Neste trabalho sero abordados todos os temas referentes ventilao de uma mina

subterrnea. Desde o porqu da sua implantao at os tipos de equipamentos disponveis

para a construo desse sistema.

A ventilao em minas subterrneas tem como finalidade assegurar o ar puro a fim de criar

condies timas de trabalho e a preveno de exploses em consequncia das acumulaes

de gases ou p explosivos. As condies da ventilao em uma mina subterrnea demandam

uma constante ateno dos operadores da mina. Uma mina subterrnea apresenta mudanas

constantes essas mudanas ocorrem na estrutura fsica, nas condies de ventilao que

variam consideravelmente de seo para seo, dia aps dia.

Nenhum sistema de ventilao pode permanecer adequado indefinidamente, todo sistema

requer monitoramento e ajustes para continuar a fornecer a ventilao adequada.

De um modo geral o principal objetivo da ventilao em uma mina subterrnea adequar e

controlar a qualidade e a quantidade de ar que l circulam. A deficincia desse sistema pode

causar danos irreversveis sade dos trabalhadores e comprometer o funcionamento da

mina, oferecendo, inclusive, um grande risco de exploso.

O controle do ar que circula dentro de uma mina subterrnea uma das tarefas mais difceis.

Uma vez que a mina apresenta potencial de formao de gases txicos em toda a sua extenso

e o local por onde esses gases so eliminados o mesmo que conduz ar puro para dentro da

mina.

Existem vrios tipos de equipamentos usados na deteco de gases. Na minerao estes se

subdividem em quatro classes: detectores manuais, monitores montados em mquinas,

monitores de rea e dosmetros pessoais. Os mtodos de deteco incluem oxidao cataltica,

eletroqumica, condutividade eltrica, absorventes qumicos e detectores ticos.

Os gases txicos no so os nicos problemas relacionados ao ar existentes em uma mina.

necessrio que haja um controle rigoroso tambm com relao a poeiras. Devem ser

considerados a composio, a concentrao e o tamanho das partculas.

O sistema de ventilao a ser implantado na mina deve atender necessidades do local. Os

ventiladores, bem como todo circuito devem ser escolhidos com bastante critrio. Para

determinar o que melhor se adqua s necessidades existentes.

O ar chega s frentes de trabalho atravs de dois circuitos de ventilao: o circuito principal e

o circuito secundrio. O circuito principal tem como objetivo conduzir o ar novo at as frentes

de lavra mais distantes, e retirar o ar impuro e o p presente nessas frentes. O circuito

secundrio tem como objetivo levar ar puro e refrigerado ate as frentes de lavra e a exausto

do p nas frentes de lavra.

Este trabalho tem o objetivo de apresentar um pequeno histrico da evoluo da ventilao

Em mina subterrnea, estabelecer quais os parmetros para condicionamento do ar que

devem ser avaliados no planejamento do sistema de ventilao, abordando tpicos como,

qualidade e quantidade de ar, circuitos de ventilao, determinao do tipo de ventilador e

fornecer informaes sobre a legislao que regula a ventilao em minas subterrneas.

2 - POR QUE VENTILAR UMA MINA?

A ventilao em uma mina subterrnea necessria para:

Fornecer oxignio para a respirao do homem;

Remover para fora da mina os gases nocivos ao homem provenientes de: operao de

detonaes; gases provenientes de maquinas (LHD, Jeep, etc); furos de sondagem e rocha;

Manter a temperatura baixa nos locais de trabalho, para maior conforto e eficincia do

homem;

Remover o calor produzido pelo homem, rocha, maquinas (LHD, Jeep, mineradores,

schutlecars, etc), detonaes, correias transportadoras, sondas, etc;

Remover o p originado nas frentes de lavra;

3 -PARMETROS PARA CONDICIONAMENTO DO AR

O sistema de ventilao surgiu com o objetivo de retirar do interior da mina o ar de m

qualidade e fornecer ar puro a todas as frentes de trabalho, em quantidade suficiente para

oferecer aos trabalhadores condies mnimas de higiene e segurana.

Dentro de uma mina pode ser dividido em quatro categorias:

Ar bom ou fresco: Quando a atmosfera dentro da mina tem composio similar da atmosfera

externa.

Ar irrespirvel ou empobrecido: A atmosfera apresentar essa condio quando contiver uma

elevada proporo de gases irrespirveis como: CO2, CH4, H, N, no satisfazendo s exigncias

respiratrias.

Txica: A atmosfera apresenta componentes nocivos como: NOX, CO e H2S.

Perigosa ou Explosiva: Quando a atmosfera apresenta gases combustveis como CH4 e CO e

que associados ao ar podem formar misturas explosivas.

Essas categorias permitem que se tenha uma noo dos problemas que o sistema de

ventilao precisa solucionar.

Ventilao subterrnea o controle do movimento e da direo do ar. Em minas subterrneas

o ponto mais crtico o controle do ambiente nos locais de trabalho.

Na engenharia de minas o controle deste parmetro o condicionamento do ar. A ventilao

subterrnea contribui para que se estabeleam condies ambientes necessrias atividade

humana.

Os limites da padronizao do ambiente adequado ao trabalho esto ligados segurana e a

tolerncia do ser humano. Os itens que dificultam a operao em uma mina subterrnea so

proporcionais profundidade na qual se trabalha. Quanto maior a profundidade, maior a

temperatura da rocha. Para adequar este ambiente inspito s condies de trabalho

necessrio o condicionamento do ar.

4 - NORMA REGULADORA 22.24

Existem normas que regulamentam a quantidade e a qualidade do ar que circula nas minas

subterrneas. A quantidade de ar que circula no interior da mina varia de acordo com o

nmero de trabalhadores, de forma diretamente proporcional. De acordo com a NR 22.24 a

vazo de ar dentro de uma mina deve ser de no mnimo 3,0 m3 para cada trabalhador por

minuto e o sistema de ventilao seja ele natural ou artificial deve atender aos seguintes

requisitos:

Manter o suprimento de oxignio exigido;

Renovao continua do ar;

Diluio eficaz de gases inflamveis ou nocivos;

Eliminar concentraes de poeiras em suspenso do ambiente de trabalho;

Manter temperatura e umidade adequadas ao trabalho humano;

O sistema de ventilao deve ser mantido e operado de forma regular e continua.

5- GASES

O ar uma mistura composta por vrios gases, e que, em geral, no se apresentam nas

mesmas concentraes do ambiente de superfcie. Isto ocorre porque o ar que circula na mina

perde oxignio e ganha gases provenientes da combusto de motores, detonao de

explosivos, ou ainda, gases naturais do depsito. Os gases que podem ser encontrados so:

O2, CO2, Metano, CO, H2SO4, SO2, NO2, H.

6 - DOENAS CAUSADAS POR TRABALHOS NA MINERAO

Pneumoconiose: causada pelo acmulo de poeira nos pulmes e as reaes do

tecido presena desta poeira.

So variaes da Pneumoconiose:

1) Silicose

A silicose uma doena incurvel causada pelo acmulo de poeira contendo slica nos

pulmes e a conseqente reao dos tecidos pulmonares. Ela leva ao endurecimento dos

pulmes, dificultando a respirao e podendo causar at a morte.

2) Antracose

Doena pulmonar que se instala pela inalao de poeira do carvo. Os pulmes dos

trabalhadores expostos poeira passam a apresentar ntida pigmentao negra, decorrente do

depsito de partculas antracsicas (antracito - carvo fssil).

3) Asbestose

Doena pulmonar, causada pelo acmulo de fibras de asbesto no pulmo. Quase sempre vem

acompanhada de cncer do pulmo.

Limites de tolerncia

Concentrao mxima ou mnima, relacionada com a natureza e o tempo de exposio ao

agente, que no causar dano sade do trabalhador, durante a sua vida laboral.

Asbesto: 2 fibras/cm3

Slica: quartzo respirvel - 0,1 mg/m3

cristobalita e tridimita - 0,05 mg/m3

Alm da ventilao natural, existem outros dois circuitos de ventilao: ventilao principal e

ventilao secundria.

1 - Circuito principal: Utiliza os ventiladores principais que iro forar o ar atravs do circuito

de ventilao. Este circuito formado por galerias de entrada de ar, galerias de retorno de ar

impuro, e os tapumes, paredes, portas, pontes e reguladores que completam o sistema.

2- Circuito secundrio: Utiliza os ventiladores, dutos e exaustores que transportam o ar nos

painis, nas frentes de trabalho.

O circuito principal de ventilao tem como funo conduzir o ar novo at as frentes de

trabalho mais distantes na quantidade suficiente para atender as necessidades, deve-se levar

em considerao que para isso ser necessrio superar as resistncias ao deslocamento do ar

atravs das galerias e nos obstculos como mquinas, obstrues por entupimento de galerias.

Quanto maior for a resistncia ao deslocamento do ar menor ser a quantidade de ar

impulsionada pelo ventilador. Outra funo do circuito principal a exausto do ar impuro e

p das frentes de lavra, retornando pela galeria de reconhecimento e saindo pelo poo.

A respeito do circuito secundrio, este apresenta como funo a conduo atravs de dutos

do ar puro e refrigerado pelas plantas at as frentes de trabalho. Este ar que conduzido ser

utilizado na respirao do homem, diluio dos gases e diminuio da temperatura. Sua outra

funo a exausto do p presente nas frentes de lavra.

7- VENTILADORES

Basicamente, existem dois tipos de ventiladores: centrfugos e axiais. Os ventiladores

centrfugos so aqueles em que o ar levado para o interior do conjunto rotor e palhetas e

liberado radialmente armao. Vrios ventiladores tm este conjunto rotor/palhetas que se

assemelham a um rotor de um motor de induo, consistindo de vrias pequenas lminas

curvas.

Os ventiladores axiais so classificados em dois tipos, e ambos consistem de um conjunto

rotor/palhetas em uma carcaa cilndrica com lminas aerodinmicas para causar fluxo de ar

atravs de um ventilador em uma direo axial. A diferena entre os dois tipos que no

ventilador axial de hlice existem hlices estacionrias para fortalecer o fluxo de ar e recuperar

alguma energia rotativa, concedendo esta para o ar pelo movimento das lminas.

8 -VENTILADORES CENTRFUGOS

Os ventiladores centrfugos operam como bombas de ar. A base rotativa da roda, o rotor ou o

conjunto rotor/palhetas transmite trabalho ao ar, concedendo a este ar energia esttica e

cintica em propores diferentes dependendo do tipo de ventilador, ou seja, um tipo de

converso de energia rotativa dinmica em energia axial e/ou radial dinmica. As figuras

abaixo mostram ventiladores centrfugos usados em um projeto de ventilao.

Na maioria dos casos, no dimensionamento de ventiladores devem-se desconsiderar os efeitos

de compresso do ar. Esta considerao feita considerando o desempenho do ventilador

bem como sua aplicao.

Existem duas aes separadas e independentes que geram presso em um ventilador

centrfugo: a fora centrfuga devido rotao do ar, e a energia cintica concedida medida

que o ar parte da extremidade das lminas. A quantidade de energia cintica desenvolvida

depende basicamente da velocidade tangencial das lminas (Vt), enquanto que a energia

centrfuga (esttica) funo do aumento da velocidade tangencia do ar (Va) entrando e

saindo o conjunto rotor/palheta.

O trabalho realizado sobre o ar no ventilador proporcional velocidade tangencial, sendo

que nenhum trabalho necessrio para produzir a velocidade radial.

As variveis a serem consideradas para o dimensionamento de ventiladores centrfugos so:

curvatura das lminas, nmero de lminas, forma das lminas, profundidade radial das

lminas, comprimento axial das lminas, entradas (nmero, forma e tamanho), dimetro do

rotor, largura do ventilador, carcaa, hlices principais e exposio e afastamento do conjunto

rotor/palhetas.

9- VENTILADORES AXIAIS

O princpio bsico para um ventilador axial que a produo de presso para promover a

acelerao tangencial para o ar, quando este atravessa o rotor do ventilador. Qualquer fora

centrfuga gerada pequena e a prtica diz que pode ser desprezvel em situaes reais. As

figuras abaixo mostram ventiladores axiais usados em um projeto de ventilao.

A energia de rotao deve ser convertida em fluxo linear de energia e a diferena de presso

esttica do ar deixa o conjunto rotor/palheta. Esta troca difcil de acontecer, mas essencial

para a eficincia do equipamento. Hlices guias na carcaa seguintes as palhetas so mais

efetivas na converso de energia rotativa, e a maior parte dos ventiladores axiais so do tipo

com hlice, e no tubulares.

10 - CONCLUSO

A ventilao em uma mina tem como principal objetivo o fornecimento do fluxo de ar puro a

todos os locais de trabalho em subsolo, em quantidades suficientes para assegurar as

condies de higiene e segurana dos trabalhadores. Os sistemas de ventilao e refrigerao

esto entre principais investimentos de uma mina subterrnea, sendo fator imprescindvel no

planejamento econmico e de viabilidade do empreendimento mineiro. Sendo assim, de

suma importncia que engenheiro de minas possua um vasto conhecimento sobre circuito de

ventilao, suas utilidades, os equipamentos empregados, bem como seu manuseio. Para que

este seja empregado e utilizado adequadamente afim de evitar qualquer tipo de dano sade

dos trabalhadores, ou acidente que possa ocorrer.

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