Análisis transitorio de la transferencia de calor conjugada en galerías subterráneas profundas

Abstract

[SPA]El presente TFG tiene como objetivo analizar el transitorio de la transferencia de calor conjugada que tiene lugar en las galerías de minas subterráneas profundas, por métodos de simulación numérica y CFD. La continua demanda de materias primas de origen mineral, unido al agotamiento de yacimientos convencionales, ha motivado la construcción de minas cada vez más profundas. La operación en estos lugares está condicionada por la elevada temperatura de la roca debido al gradiente geotérmico, por lo que se han desarrollado soluciones tecnológicas que permiten refrigerar las galerías y así, alcanzar los parámetros de salubridad requeridos. No obstante, el consumo de los equipos de refrigeración representa un elevado porcentaje de los costes de producción de la mina. Un buen conocimiento de los fenómenos subyacentes puede resultar útil para mejorar la eficiencia global de la mina. En este proyecto se plantea el desarrollo de un modelo numérico tridimensional de una galería estándar situada bajo una columna de 3000 m de roca encajante, y se abordan muchos de los aspectos teóricos sobre los cuales se apoya. La metodología seguida, junto con los resultados obtenidos, serán de gran interés para futuros estudios sobre minas subterráneas reales. [ENG]The present TFG (Degree’s Final Project) aims to analyze the transient conjugated heat flux which happens in the surroundings of deep underground mines. This is carried out by using of numeric simulation methods and CFD (Computational Fluid Dynamics). The ceaseless demanding of raw materials of mineral source, together with the depletion of traditional deposit, has lead the mining activity to deeper areas below the surface. Safe operation in such places is determined by high temperatures of the environment, which is due to the geothermal gradient of the rock. Therefore, new technical solutions have been developed in order to refrigerate the galleries. By doing so, health standards are reachable inside deep mines. Nevertheless, this equipment requires significant amounts of energy, and account for an important percentage of total production costs. A good understanding of the underlying phenomena may bring an improvement in the efficiency of the mine. A numerical tridimensional model, based on a standard gallery geometry, is adopted in this project. Theoretical concepts supporting the model are explained and detailed as well. Both, the applied methodology and results drained, will become of great interest for future studies related with real deep underground mines.