Publicado

2018-10-01

Optimization of the auxiliary ventilation system, based on experiments executed on a ventilation test bench for mines

Optimización del sistema de ventilación auxiliar, basado en experiencias realizadas en un banco de pruebas de ventilación para minas

Palabras clave:

fan performance, ventilation bench, temperature, humidity, pressure (en)
rendimiento del ventilador, banco de ventilación, temperatura, humedad, presión (es)

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Autores/as

In this study, the simulation results of the parameters concerning mine ventilation on a test bench are presented. Said investigation incorporated the previous design and implementation of a monitoring system at the laboratory. This was in order to calculate the fan efficiency, based on electrical measurements, and fluid mechanics (Bernoulli theory), and whose results can be observed in real time on a computer or through other similar means. The designed system monitors parameters present in the atmosphere of the test bench’s duct, such as temperature, air pressure, methane gas concentration, and electrical variables like voltage and current. The aforementioned observation is done through a graphical interface designed with LabView 2011 software. Tests were performed varying the accessories. The reduction percentage, allows one to infer that the duct section was adequately designed.
En este Trabajo se presentan los resultados de la simulación, en un banco de pruebas, de los parámetros climatológicos y físicos; que influyen en la ventilación de minas. Previo a este artículo, se realizó el diseño e implementación de un sistema de monitoreo, para calcular la eficiencia del ventilador; teniendo en cuenta parámetros físicos, y de mecánica de fluidos (teoría de Bernoulli). La simulación se puede observar en tiempo real en un ordenador u otros medios similares. El sistema diseñado monitoriza parámetros presentes en la atmósfera del ducto del banco de pruebas, tales como: temperatura, presión del aire y la concentración de gas metano; además, se pueden observar variables eléctricas como voltaje, corriente, y frecuencia del motor. Este seguimiento se realiza a través de una interfaz gráfica diseñada con el software LabVIEW 2011. Se realizaron pruebas, variando accesorios del conducto del aire, condiciones ambientales, y velocidad del eje motriz. El porcentaje de reducción de las pérdidas muestra claramente que, cuando la sección del ducto está diseñada correctamente, se puede lograr ahorro de energía.

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Citas

Parra, M.T., Villafruela, J.M., Castro, F. and Mendez, C., Numerical and experimental analysis of different ventilation systems in deep mines. Building and Environment, 41(2), pp. 87-93, 2006.

Li, M. and Wang, X.R., Performance evaluation methods and instrumentation for mine ventilation fans. Mining Science and Technology (China), 19(6), pp. 819-823, 2009.

Diego, I., Torno, S., Toraño, J., Mendez, M. and Gent, M., A practical use of CFD for ventilation of underground works. Tunnelling and Underground Space Technology, 26(1), pp. 189-200, 2011.

Onder, M., Sarac, S. and Cevik, E., The influence of ventilation variables on the volume rate of airflow delivered to the face of long drivages. Tunnelling and Underground Space Technology, 21(5), pp. 568-574, 2006.

Chatterjee, A., Zhang, L. and Xia, X., Optimization of mine ventilation fan speeds according to ventilation on demand and time of use tariff. Applied Energy, 146, pp. 65-73, 2015.

De Souza, E., Improving the energy efficiency of mine fan assemblages. Applied Thermal Engineering, 90, pp. 1092-1097, 2015.

Auld, G., An estimation of fan performance for leaky ventilation ducts. Tunnelling and Underground Space Technology, 19(6), pp. 539-549, 2004.

Wallace, K., Prosser, B. and Stinnette, J.D., The practice of mine ventilation engineering. International Journal of Mining Science and Technology, 25(2), pp. 165-169, 2015.

Yunfeng, X., Chengwu, L. and Huang, H., Study on ventilators monitoring and early fault warning system in non-coal mines. Procedia Engineering, 26, pp. 2239-2245, 2011.

Castro, Y., Becerra, A., Ardila, M. and Nercy, H., Optimizing a testing bank, used for evaluating performance of fans used in underground mines. Proceedings of the 4th International Congress on Automation in Mining automininig 2014, Viña del mar Chile, 2014.

República de Colombia. Ministerio de Minas y Energía. Reglamento de seguridad en las labores subterráneas, 2015.

Klopfenstein, R., Air velocity and flow measurement using a Pitot tube. ISA Transactions, 37(4), pp. 257-263, 1998.

Shim, G., Song, L. and Wang, G., Comparison of different fan control strategies on a variable air volume systems through simulations and experiments. Building and Environment, 72, pp. 212-222, 2014.

Vutukuri, V.S., Uncontrolled recirculation in auxiliary ventilation with fans in series along the duct. Mining Science and Technology, 5(3), pp. 287-297, 1987.

MacPherson, M.J., Subsurface ventilation and environmental engineering. Springer; Softcover reprint of the original 1st ed. 1993, 2012, 905 P.

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