Modelamiento del sistema de ventilación y control de Metano con el simulador "ventsin" tm en la mina subterránea de carbón fezmine, Polonia.

Abstract

El desarrollo de esta memoria se llevó a cabo en los departamentos de Ingeniería de Minas en la Universidad AGH de Ciencia y Tecnología de Polonia y en la Universidad de Concepción de Chile durante el periodo 2018-2019. La problemática del estudio está centrada en el sistema de ventilación de la mina subterránea de carbón más grande del sur de Polonia llamada FezMine, que actualmente está siendo operada por la compañía JSW S.A. Históricamente, la mina ha tenido diversos problemas en relación a las concentraciones de metano emitidas desde los paneles de explotación de carbón, siendo una amenaza latente para la operación. En esta investigación se diseña y analiza un sistema de ventilación que permita mantener los índices de emisión de metano inocuos para la operación, considerando la reprofundización de la mina con un nuevo nivel denominado 1290, que dará viabilidad a la mina hasta el año 2070. Para ello se analiza la información disponible y se formula un modelo conceptual que simplifique la problemática abordada en el estudio y que sirva como base para los modelos de simulación posteriores. En el desarrollo de esta memoria se optó por el uso del software de simulación VentSim™ para modelar el problema, dado el respaldo que tiene por diversos proyectos realizados alrededor del mundo. Utilizando el simulador y la información disponible se define un modelo de simulación de flujo de aire, con el que se diseña el sistema de ventilación de la mina que, una vez ajustado al utilizar reguladores y ventiladores auxiliares, cumple con los requerimientos de caudal del personal y las velocidades del flujo establecidos por la legislación polaca.Posteriormente, usando como base el modelo de simulación para el flujo de aire, se define un modelo de simulación de flujo de aire considerando las emisiones de metano desde los seis paneles de explotación de carbón, el cual sirve para estudiar el comportamiento del aire viciado que fluye a través de las labores mineras. Los resultados obtenidos en VentSim™ muestran el comportamiento de las emisiones de metano a través de todas las galerías de la mina, y permiten distinguir los paneles de explotación en los que el metano se pudo diluir por la acción del flujo de aire de la ventilación y aquellos en donde no es posible alcanzar diluciones adecuadas. Se propone el uso de la técnica minera de desgasificación, como un método accesorio a la ventilación, para cumplir con las concentraciones máximas permisibles de metano en la atmósfera de mina. Finalmente, con la ayuda del simulador, se analizaron cuatro escenarios con respecto al nivel de emisión de metano en los paneles de explotación, para definir el porcentaje de desgasificación mínimo necesario en los paneles críticos con el fin de cumplir con las concentraciones máximas estipuladas en la ley.