Construção de modelos computacionais de redes de fluxo para circuitos de ventilação de minas em subsolo

• Ano de defesa: 2004
• Autor(a) principal: Pinto, Paul Cézanne
• Orientador(a): Costa, Joao Felipe Coimbra Leite
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Ventilação de minas; Lavra subterrânea; Simulação computacional
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/190192

A ventilação de uma mina tem como principal objetivo o fornecimento de um fluxo de ar fresco (puro), de forma natural ou artificial, a todos os locais de trabalho em subsolo, em quantidades suficientes para assegurar as condições de higiene e segurança dos trabalhadores (Costa, 1998). Portanto, a ventilação de minas subterrâneas é um tema muito importante a ser estudado. No Brasil, as Normas Regulamentadoras do Ministério do Trabalho e Emprego, fixam os parâmetros de quantidade e qualidade do ar. Essas normas têm imposto limites cada vez mais rígidos às mineradoras, no sentido de garantir melhores condições de trabalho aos funcionários, obrigando as empresas a dar maior atenção aos seus circuitos de ventilação. As técnicas computacionais são nos dias atuais, ferramentas de grande utilidade para análise de redes ventilação, visto a grande disponibilidade de softwares e da portabilidade dos arquivos e recursos computacionais que facilitam sobremaneira a análise da influência de modificações no circuito, reduzindo custos e otimizando os recursos disponíveis. Este trabalho apresenta um estudo de caso realizado na Mina Esperança, localizada no município de Treviso-SC (mineração de carvão pelo método de câmaras e pilares), onde foram empregadas técnicas de simulação computacional para a construção de modelos da distribuição do fluxo de ar adaptados às condições da mina. A construção destes modelos computacionais teve como objetivo a caracterização do sistema de ventilação, através de levantamentos dos parâmetros ambientais de interesse (vazões, pressões e temperatura) e o desenvolvimento de modelos representativos para o circuito de ventilação da mina. Na construção dos modelos computacionais foram posicionados dentro do circuito principal de ventilação diversos pontos de medida de velocidade do fluxo de ar e diferença de pressão estática (entrada e retorno). Estes dados forneceram as resistências de cada trecho do circuito de ventilação. Os valores das resistências dos trechos do circuito de ventilação, juntamente com as curvas características dos ventiladores introduzidos no aplicativo de ventilação VentSim® versão 2,45 (versão educacional), com o qual foram construídos oito configurações de circuito. Alguns modelos computacionais construídos foram validados, fornecendo valores de vazão e pressão compatíveis aos medidos na mina, com diferenças entre os valores simulados e medidos de até 20%. Os trechos do circuito de ventilação que apresentam as maiores diferenças entre os valores medidos e simulados são aqueles que apresentam os maiores problemas de conservação em seus divisores de fluxo (tapumes), isto é, os modelos construídos retornaram resultados satisfatórios nos trechos, onde as coletas de dados de vazão e pressões são adequadas e em maior número. Na análise dos modelos computacionais de cenários futuros para a Mina Esperança, verificou-se que os mesmos fornecem valores de vazão e pressão representativos e possíveis de serem utilizados na caracterização dos arranjos do circuito de ventilação da mina, com a possibilidade, em curto prazo, de se adequar o atual circuito de ventilação em série para paralelo, atendendo às normas regulamentadoras (NR-15 e NR-22). Portanto, as técnicas computacionais para análise e simulação de redes de fluxo comprovam ser uma importante ferramenta de projeto, diminuindo custos e racionalizando os recursos disponíveis.