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Cámaras de refugio para operaciones a gran escala

Las operaciones a gran escala pueden tener miles de personal en la mina durante cada turno. Es imperativo que los procedimientos de seguridad y respuesta a emergencias estén diseñados para acomodar a un número tan grande.

La evacuación es siempre el curso principal de acción; La provisión de autorescatadores disminuye el riesgo contra la inhalación de gases tóxicos a medida que el personal se dirige hacia una salida. En operaciones subterráneas grandes, un dispositivo de auto-rescate puede que no proporcione la duración para permitir que un usuario escape a la superficie, por lo que se deben considerar ubicaciones alternativas de refugio.

Las estaciones de refugio de emergencia forman parte integral de un Plan de Respuesta a Emergencias (PRE) dentro de la industria pesada. La mayoría de las minas tienen cámaras de refugio portátiles o fijas. Las cámaras de refugio portátiles se pueden reubicar, pero tienen una capacidad limitada. Sin embargo, las cámaras de refugio permanentes se encuentran en un lugar fijo y generalmente pueden acomodar grupos más grandes.

Por qué implementar estaciones de refugio fijas

El diseño típico de un sitio minero significa que la mayoría del personal se concentra en áreas geográficas más pequeñas. Para minas más pequeñas, se pueden implementar y reubicar refugios portátiles junto con el progreso de la mina. Sin embargo, con las minas a gran escala, puede ser beneficioso tener cámaras de refugio portátiles complementadas por cámaras de refugio permanentes.

Las cámaras de refugio deben ubicarse a una distancia razonable de un sitio de trabajo activo. Algunas minas más grandes pueden optar por incorporar cámaras de refugio permanentes en su Plan de Respuesta a Emergencias (PRE); basado en lo siguiente:

  • Hay una gran cantidad de personal subterráneo en cualquier momento, donde el movimiento regular del personal subterráneo permanece dentro de ciertas áreas.
  • Reutilizar los comedores en áreas multifuncionales para utilizarlas como una estación de refugio de emergencia en caso de un evento peligroso.
  • El personal subterráneo nuevo puede no estar familiarizado con la ubicación o las rutas a todas las cámaras de refugio en su primer día; existe una mayor probabilidad de que conozcan la ubicación del comedor.
  • Los costos de excavación son bajos.

La incorporación de cámaras de refugio permanentes posee varios desafíos no tradicionales que deben abordarse, específicamente: ingreso masivo, espacios de usos múltiples e higiene.

200 Person Underground Mining Permanent Refuge Chamber
Cámara de refugio permanente para minería subterránea de 200 personas

Criterios de diseño para cámaras de refugio permanentes

Las cámaras de refugio son refugios robustos construidos para mantener la vida en una emergencia. Hay una amplia gama de opciones de tamaño y capacidad disponibles. Una cámara de refugio fija debe contener, entre otras, las siguientes características descritas por la Directriz de Cámaras de Refugio de Australia Occidental en Minas Subterráneas – Directriz.3

Distancia máxima segura: las cámaras de refugio deben estar a una distancia segura de todas las áreas de trabajo activas. No se debe esperar que los trabajadores equipados con autorescatadores de un promedio de 30 minutos caminen más de 750 m hasta la estación de refugio más cercana.

  • Capacidad: Construida para acomodar la cantidad de personal durante cada turno a poca distancia, así como también para visitantes y contratistas adicionales en el área inmediata.
  • Duración: en caso de que se corte el suministro de aire externo, se requiere un suministro de oxígeno independiente durante un mínimo de 36 horas a la capacidad designada.
  • Fuente de alimentación: en condiciones normales, la alimentación proviene del sistema eléctrico primario. Si esto falla un suministro de respaldo por ejemplo baterías se requieren.
  • Comunicaciones: las comunicaciones seguras a un centro de control u otro puesto con personal son esenciales; Las opciones pueden incluir el uso de sistemas con leaky feeder, radio y teléfono VOIP.
  • Presión positiva: la sobrepresión, en relación con el entorno externo, impide la entrada de gases tóxicos y contaminantes del aire.
  • Entorno sellado: las cámaras de refugio son entornos cerrados para evitar la entrada de contaminantes como el humo y los gases peligrosos en el espacio cerrado.
  • Suministro de oxígeno: Un suministro de oxígeno, desde el aire de la mina o los cilindros de oxígeno, necesita ser monitoreado y controlado continuamente a niveles no menores al 19.5% y no mayores al 22% en volumen de oxígeno.
  • Sistema depurador: los sistemas de depuración de una cámara de refugio utilizan reacciones químicas para eliminar del aire contaminantes, dióxido de carbono y monóxido de carbono al cambiar la composición de los gases exhalados por los habitantes.
  • Equipo de monitoreo de gas: se debe suministrar equipo electrónico o manual para determinar si el aire es respirable dentro de la cámara de refugio.
  • Control ambiental: la temperatura y la humedad se pueden controlar de manera efectiva a través de los acondicionadores de aire refrigerado. El equipo debe ser robusto y de capacidad suficiente para manejar condiciones subterráneas.
  • Higiene: los baños son esenciales
  • Agua Potable: Se requiere agua potable para la duración mínima; se recomienda al menos 4.5 litros de agua por persona.

Desafíos de diseño para una cámara de refugio permanente a gran escala

Manteniendo la presión positiva

La presión positiva evita la entrada de contaminantes en el refugio. El humo y otros gases tóxicos pueden disminuir significativamente el aire respirable dentro de una estación de refugio.

Es posible mantener una presión positiva dentro de un entorno sellado grande. Sin embargo, debido a la capacidad de las cámaras de refugio fijas, esto se vuelve más difícil cuando un gran número de ocupantes ingresan al refugio. Como la entrada es lo suficientemente grande y, a menudo, se abre el tiempo suficiente para que la atmósfera se iguale, pueden entrar contaminantes en la cámara.

La reducción de la contaminación del aire, al tiempo que se permite la entrada de grandes grupos de personal, es fundamental. Una esclusa de aire es un método probado para ayudar a minimizar la entrada de contaminantes a las cámaras de refugio fijas y portátiles. El uso correcto de una esclusa de aire requeriría un sitio para extender el tiempo de entrada mucho más allá de una tasa aceptable. Una solución es el desarrollo de un sistema de esclusas de alto flujo.

Las esclusas de alto flujo usan cortinas de aire para purgar los contaminantes que pueden pasar por una esclusa si no se usan correctamente. Una esclusa de aire de alto flujo aún requiere puertas dobles. El proceso de entrada al refugio es abrir la primera puerta, que inicia automáticamente el sistema de cortina de aire, y continuar hasta la segunda puerta para ingresar a la cámara del refugio.

Ambas puertas permanecerán abiertas y finalmente se cerrarán una vez que todo el personal cercano haya completado el proceso de entrada. El uso de una cortina de aire al entrar en una cámara de refugio proporcionaría protección suficiente contra la entrada de contaminantes respiratorios. Con el tamaño de las grandes cámaras de refugio, cualquier humo arrastrado al entrar no contaminará la cámara hasta un punto donde se requiera depuración química.

Salas de usos múltiples

Construir una cámara de refugio permanente de gran capacidad para un solo propósito puede parecer poco económico. Diseñar las cámaras para doble propósito, p. Ej. Las salas de cuna pueden proporcionar un mayor retorno de la inversión. Las cámaras permanentes construidas para múltiples propósitos deben considerar la seguridad de los suministros de emergencia que deben incorporarse al diseño.

El agua de emergencia, los alimentos y el equipo deben protegerse. El diseño debe abordar la posibilidad de daños al equipo por el uso diario, así como la protección de suministros de emergencia. Almacenar suministros dentro de áreas o unidades cerradas puede evitar el acceso casual.

La protección del equipo puede ser más difícil ya que no se pueden almacenar fácilmente. Debido a que este equipo está a la vista, existe el riesgo de que los mecanismos de sostenimiento de vida, como los sistemas de depuración y los suministros de oxígeno, se dañen por un mal manejo y daños no intencionales. Cubiertas especialmente diseñadas, capacitación continua y sistemas de monitoreo pueden ser empleados para reducir este riesgo.

Cámara de refugio para minería subterránea permanente multipropósito de 200 personas

Higiene

Un saneamiento adecuado es fundamental para la salud y la seguridad del personal. Es esencial que la cantidad de inodoros autónomos satisfaga las necesidades de uso de una cámara a su total capacidad. Si tiene un doble propósito, el diseño debe considerar si los inodoros son exclusivamente para uso de emergencia, o si también están disponibles durante las operaciones normales.

Se ha demostrado que diseñar una cámara de refugio permanente para soportar una ocupación más sustancial durante una emergencia es una opción viable para las minas. La combinación de cámaras de refugio portátiles y permanentes en su PRE general garantiza que el personal tenga opciones adecuadas para refugiarse durante un evento peligroso. Las consideraciones clave del diseño deben abordarse para garantizar que se mantengan los requisitos de seguridad y que la instalación sea económicamente viable. Es importante reconocer que las especificaciones de diseño adicionales dependen de los riesgos presentes en la mina individual.

Debido a la complejidad de la cámara de refugio permanente a gran escala, la protección de la vida en grandes volúmenes requiere consideraciones especiales. MineARC es la única compañía con las capacidades de ingeniería para evaluar completamente los requisitos específicos de la mina de cada cliente individual, así como proporcionar cálculos de ingeniería rigurosos para validar cualquier selección de equipo


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Referencias

  1. Paul Meisburger E., Iryanto D., Quinn D., Widyastutie A., Mone A. (2019) Design and Construction of High Capacity Fixed Refuge Chambers at PT Freeport Indonesia’s Underground Operations. In: Chang X. (eds) Proceedings of the 11th International Mine Ventilation Congress. Springer, Singapore https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-13-1420-9_73
  2. D J Brake and G P Bates. “Criteria for the design of emergency refuge stations for an underground metal mine” Published in Journal of the AusIMM, December 1999. Copyright AusIMM. https://ausimm.com/product/criteria-for-the-design-of-emergency-refuge-stations-for-an-underground-metal-mine/
  3. Department of Mines and Petroleum, 2013, Refuge chambers in underground mines — guideline: Resources Safety, Department of Mines and Petroleum, Western Australia, 41 pp.