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INCOMODIDADE TÉRMICA NO AMBIENTE SUBTERRÂNEO - CASO ESTUDO EM MINAS IBERO- AMERICANAS VIDAL NAVARRO TORRES Centro de recursos Naturais e Ambiente do IST.

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1 INCOMODIDADE TÉRMICA NO AMBIENTE SUBTERRÂNEO - CASO ESTUDO EM MINAS IBERO- AMERICANAS VIDAL NAVARRO TORRES Centro de recursos Naturais e Ambiente do IST Universidade Técnica de Lisboa

2 CONTEÚDO Introdução Modelos matemáticos Caso estudo em minas Ibero-americanas Caracterização térmica no ambiente subterrâneo da mina de Neves Caracterização térmica do ambiente subterrâneo da mina de San Rafael Analise comparativa das normas Portuguesa e Peruana Medidas correctivas do impacte ambiental térmico Conclusões

3 INTRODUÇÃO Perda de interesse nas actividades que realiza; Frequentes descansos ou folgas; Desejo de concluir a actividade rapidamente; Irritabilidade; Redução do grau de concentração; Falta de sentido e de atenção; A morte > 42 ºC e em tempo prolongado.

4 Exemplo da variação da temperatura na mina de Neves Corvo, no circuito com entrada pelo poço de Santa Bárbara e saída pelo poço CPV2

5 Causas principais para o acréscimo da temperatura no ambiente subterrâneo Autocompressão; Propriedade termal do maciço rochoso; Uso de equipamentos diesel; Detonações de cargas explosivas; Metabolismo humano; Presença de água termal.

6 MODELO MATEMÁTICO Autocompressão ( t ha ); Transmissão do calor do maciço rochoso ( t r ) ; Equipamentos com motor diesel ( t ed ); Detonação de cargas explosivas ( t ex ); Metabolismo humano ( t h ); Presença de água termal ( t t ).

7 Temperatura exterior (exemplo Neves Corvo)

8 Temperatura de autocompressão Em poço vertical: por cada 100 m de profundidade a temperatura do ar aumenta em 0.98 ºC (1 ºC)

9 Temperatura de maciço rochoso : Coeficiente de transferência de calor h 1 : Profundidade de inicio da abertura h tcn : profundidade á zona neutral térmica g g : grau geotérmico K : condutividade térmica Re d : Número de Reynolds Pr: Número de Prandtl f: Coeficiente de fricção da abertura Nu d :Relação de Dittus e Boelter a : massa volúmica do ar C e : calor específico do ar Q: Caudal de ar

10 Temperatura de equipamentos diesel f m.f t : factor combinado de conversão à energia mecânica e de utilização do equipamento q d : emissão de calor p d : potência do equipamento diesel a : massa volúmica do ar Ce: calor específico do ar Q: Caudal de ar

11 Temperatura na detonação de carga explosiva C e : calor libertado pelo explosivo e u : quantidade de explosivo usado a : massa volúmica do ar Ce: calor específico do ar Q: Caudal de ar

12 Temperatura de metabolismo humano q h : calor libertado por uma pessoa N: número total de pessoas a : massa volúmica do ar Ce: calor específico do ar Q: Caudal de ar

13 Temperatura de água termal t t = medido in situ Pode atingir temperaturas de 30 a 40ºC no ar da atmosfera subterrânea

14 CASOS ESTUDO – Mina de Neves Corvo Jazida: hidrotermal vulcano sedimentar Roca: xistos negros argilosos Produção: 6500 t/dia Mina de: cobre e zinco Lavra: Bech and fill, drift and fill

15 Localização da mina de Neves Corvo Mina de Neves Corvo Baixo Alentejo Faixa piritosa Ibérica Junto a Vilas de Castro verde e Almodôvar

16 Ambiente subterrâneo da mina de Neves Corvo

17 Variação da temperatura exterior Variação da temperatura na entrada do ar pela chaminé CPV1

18 Variação da pressão exterior Variação da pressão barométrica na entrada do ar pela chaminé CPV1

19 Circuitos de ar em Julho 2000 Total 74

20 Variação da temperatura no ambiente subterrâneo Exemplo da variação da temperatura na rede típica n.º 1 (entre CPV1-CPV2), na área de Corvo

21 Variação da humidade relativa no ambiente subterrâneo Exemplo da variação da humidade relativa na rede típica n.º 1 (entre CPV1-CPV2), na área do Corvo

22 Mina de San Rafael Jazida: hidrotermal vulcânico, corpos Roca: filitos, quartzitos, stocks de granito Produção: 2500 t/dia Mina: estanho Lavra: Sub Level Stoping

23 Localização da mina de San Rafael Mina San Rafael América do Sul, Perú Altitude: 4500 – 5000 m Andes Oriental Sul

24 Ambiente subterrâneo da mina de San Rafael

25 Variação da temperatura seca do ar limpo em função da profundidade

26 Variação da temperatura seca do ar poluído em função da profundidade

27 Temperatura de agua termal no nível 3850

28 Tendências normal e com influencia de argua termal

29 Variação do grau térmico comparado com minas do mundo

30 A temperatura exterior de três Minas

31 Temperatura exterior e temperatura nos desmontes na mina de Neves Corvo

32 Temperatura exterior e temperatura no subsolo na mina de Panasqueira

33 Variação da temperatura exterior Vs subterrâneo

34 Norma Portuguesa e Peruana Temperatura (ºC) Período de permanência no trabalho SecaHúmida 3126Permitido Seis (6) horas >35>30Não permitido

35 Norma de conforto ambiental térmico ASHRAE e ISO 7730 Segundo ASHRAE Conforto térmico: 20 ºC e 29 ºC, para V= 0.15 m/s a 0.25 m/s Condição óptima: 22 ºC a 27 ºC

36 Fontes de calor e matriz de impacte ambiental térmico (DL 162/90) Leve Moderado Alto

37 Matriz de impacte ambiental térmico ÁreaRamosAmbiente subterrâneo Tipo e níveis de impacte TérmicoDinâm.Volum. CORVO 5C-5Oficina A-10Rolagem Corvo 14-10Rolagem Corvo 9-10Rolagem Corvo 10-11Rolagem Corvo 25-26Acesso Cv AC693GAM váriosDesmontes (Tabela 3.10) GRAÇA 97B-94AAcesso a CPV Rolagem Graça Rolagem Graça Rolagem Graça váriosDesmontes (Tabela 3.10)

38 Aplicação para um desmonte na mina de Neves Corvo L= 204 m, P = m, S = m 2, h 1 = m, h tcn = 30 m, = 0º, g g = m/ºC, = W/m 2.ºC, a = , C e = 1.005, f m. f t = 0.032, q d = 2.9 kW/kW, P d = 204 kW, C e = 342 kJ/Kg e e u = 342 kg ANFO/ dia-frente Temperatura média máxima medida : 27ºC SLS & RP

39 Medida de mitigação do impacte ambiental térmico num desmonte da mina de Neves Corvo DL 162/90 Portugal ISO, ASHRAE

40 Desmontes pelo método de SLS LHD e camião diesel Down The Hole

41 Desmonte e rampa 523-NW da mina de San Rafael

42 Medida de mitigação do impacte ambiental térmico num Nível da mina de San Rafael DECRETO SUPREMO Nº EM, Perú ISO, ASHRAE

43 CONCLUSÕES O modelo matemático desenvolvido e validado para calcular o acréscimo da temperatura devido ao grau geotérmico do maciço rochoso constitui um contributo muito importante na avaliação do conforto térmico em aberturas subterrâneas profundas. A influência da temperatura exterior na variação da temperatura do ambiente subterrâneo pode atingir de até 5ºC a uma profundidade de 700 a 750 m, sendo insignificante ou nula quando a temperatura exterior é de cerca de 7ºC. As normas legais que definem o valor máximo admissível não tem em conta o critério do conforto térmico e variam conforme cada pais.

44 Muito Obrigado


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