perfuração e desmonte de rochas
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDECENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MINAS
DISCIPLINA
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
OS REQUISITOS BÁSICOS PARA AS OPERAÇÕES
DE PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS SÃO:
PLANEJAMENTO; SEGURANÇA; EQUIPE QUALIFICADA; OBSERVÂNCIA AOS ASPECTOS LEGAIS.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
ASPECTOS LEGAIS
“ A fiscalização dos produtos controlados é de competência do Ministério do Exército, cuja a execução administrativa pode ser delegada a outros órgãos da União, dos Estados e dos Municípios, mediante convênios, a fim de evitar superposição de atribuições”.
(Decreto nº 55.649, de 28 de janeiro de 1965)
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
ASPECTOS LEGAIS
A Fiscalização Direta dos Produtos Controlados será executada pelo Ministério do Exército, com a denominação de Serviço de Fiscalização de Produtos Controlados, e será executada pelas:
-Sedes das Regiões Militares; -Nas Guarnições Militares; -Nas Unidades Administrativas do Exército.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
ASPECTOS LEGAIS A Fiscalização Indireta de Produtos Controlados será
executada:
- Órgãos da Polícia Civil e Militar; - Órgãos da Polícia Federal e/ou Rodoviária; - Autoridades de Fiscalização Fazendária; - Responsáveis Técnicos e Administrativos das empresas.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
ASPECTOS LEGAISATRIBUIÇÕES DO MINISTÉRIO DO EXÉRCITO
- Decidir sobre os cancelamentos dos Registros; - Decidir sobre produtos que devem ser controlados; - Decidir sobre a paralisação temporária da empresa; - Decidir sobre os registros das empresas; - Fixar as quantidades de explosivos e acessórios; - Decidir sobre a revalidação do registro das empresas; - Fiscalizar o uso, manuseio, armazenamento, comércio e tráfego de produtos controlados.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
ASPECTOS LEGAIS ATRIBUIÇÕES DO SFPC- Efetuar registro das empresas;- Executar a fiscalização;- Executar as vistorias das empresas;- Manter os órgãos de fiscalização e o público informados;- Encaminhar adequadamente os documentos em tramitação à autoridades competentes;- Receber das empresas registradas os mapas trimestrais.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
ASPECTOS LEGAIS ATRIBUIÇÕES DOS ÓRGÃOS DE SEGURANÇA PÚBLICA
- Colaborar com o Ministério do Exército na fiscalização;
- Identificar empresas sem registros;
- Fiscalizar os depósitos das empresas registradas;
- Informar qualquer irregularidade ao Ministério do Exército;
- Proceder inquéritos, perícias, em casos de acidentes;
- Fornecer após comprovada habilitação o atestado de Blaster e atestado de Idoneidade, para fim de registro.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
ASPECTOS LEGAISAPREENSÕES E PENALIDADES
Controle de tráfego, trânsito sem a Guia de Tráfego; Apresentar indícios de decomposição; Depósito contrariar as normas regulamentares; Manter produtos controlados em locais inadequados; Manter juntos explosivos e acessórios;
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
ASPECTOS LEGAISAPREENSÕES E PENALIDADES
* Comercializar produtos controlados sem autorização;* Declaração falsa de estoques de produtos controlados;* Dificultar a fiscalização em qualquer etapa;* Interdição da empresa reincidente em infrações;* Cassação do Certificado de Registro;
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
ASPECTOS LEGAISREGISTRO
* “Certificado de Registro” (validade por 3 anos);* O Certificado de Registro é valido de 01/01 a 31/12;* Obrigatoriedade de revalidação;* Período de revalidação de 3 meses antes até 2 meses depois do
término da validade do registro;* Não obediência gera cancelamento do registro;* Obrigatoriedade de vistorias nos depósitos.
PERFURAÇÃO DE ROCHASOBJETIVOS
“ Abrir furos com a distribuição e geometria adequada dentro dos maciços rochosos para alojar as cargas de explosivos e acessórios iniciadores, minimizando custos e ampliando o ciclo de lavra”.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
HISTÓRICO* 2230 AC a 1740 AC – Fabricação de ferramentas e armas.* 0535 AC a 0522 AC – Construções de túneis pelos gregos.* 0036 AC – Criação de ferramentas pelos romanos. * 600 a 1500 (I. Média) – Escavações usando martelos e cunhas.* 1838 a 1848 – Primeiras perfuratrizes a vapor criadas nos EUA.
* 1860 – Primeiras perfuratrizes a ar comprimido. * 1950 – Surge o bit de carboneto de tungstênio.* 1980 – Surge as perfuratrizes hidráulicas.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
O QUE É PERFURAÇÃO?
“ É a operação inicial das atividades de uma mina, na qual será utilizada qualquer tipo de explosivos. Normalmente nesta operação utiliza-se perfuratrizes, compressores e operários que juntos perfuram a rocha para aplicação de explosivos.”
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
REQUISITOS DE PERFURAÇÃO
* Planejar e supervisionar os trabalhos;
* Selecionar equipe de trabalho;
* Selecionar os equipamentos necessários;
* Selecionar as hastes e os bits adequados;
* Inspecionar os equipamentos antes e durante as operações;
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
REQUISITOS DE PERFURAÇÃO
* Manter bancadas limpas e organizadas;* Evitar bancadas muito altas;* Evitar inclinações exageradas;* Embocar cuidadosamente os furos;* Nivelamento da perfuratriz adequado à topografia e inclinação dos furos;* Executar a manutenção preventiva e corretiva.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
SISTEMAS DE PERFURAÇÃO
* Sistema de Percussão;
* Sistema de Rotação;
* Sistema de Limpeza;
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
SISTEMAS DE PERFURAÇÃO
Sistema de Percussão Sistema responsável pelo fornecimento de energia ou onda de
choque a rocha, de forma a fragmentá-la. Nesse sistema a energia é transmitida ao punho, que por sua vez transmite a onda de choque para haste e por conseguinte para o bit até atingir a rocha, fragmentando-a. Verifica-se nesse sistema, no intervalo entre duas percussões sucessivas, uma rotação de pequeno arco de círculo.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
SISTEMAS DE PERFURAÇÃO
Sistema de Rotação Sistema que faz a coroa girar entre impactos sucessivos,
colocando-a numa nova posição em que a rocha ainda não está fragmentada. A finalidade da rotação e virar o bit (broca) de forma que o mesmo quebre continuamente novos pedaços de rocha no fundo do furo. Nesse sistema, a rocha é fragmentada a medida que o bit é girado e pressionado contra o fundo do furo.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
SISTEMAS DE PERFURAÇÃO
Sistema de Limpeza Sistema que tem por finalidade apresentar a coroa uma nova
superfície de rocha limpa, mediante a remoção contínua dos fragmentos de rochas no interior do furo. Comumente, são utilizados como agentes de limpeza o ar , a água e a espuma.
PERFURAÇÃO E DESMONTE DE ROCHAS
SISTEMAS DE PERFURAÇÃO
Avanço
É o sistema responsável pelo esforço sobre a broca, mantendo a
coroa sempre em contato com a rocha, de modo a se aproveitar
energia percussiva. Esse sistema, aliado à percussão e rotação, faz
progredir o furo. A força de avanço é transmitida mecanicamente à
perfuratriz por meio de corrente ou parafuso.
A perfuração constitui uma das operações da lavra.
A perfuração é a primeira etapa para o desmonte de rochas.
A partir da perfuração é que se obtém as condições de maior eficiência da energia liberada pelos explosivos.
PERFURAÇÃO
Os compressores de ar são máquinas que aspiram o ar da atmosfera, comprimindo-o, reduzindo seu volume e aumentando a pressão.
São os responsáveis pela geração de energia que será empregada pelo equipamento de perfuração.
COMPRESSORES
O ar comprimido serve de fonte de energia necessária ao acionamento da perfuratriz, do sistema de avanço e dos sistemas de apoio e locomoção.
O combustível serve principalmente como fonte de energia para o movimento de rotação.
COMPRESSORES
CLASSIFICAÇÃO DAS PERFURATRIZES
– PERCUSSIVAS
– ROTATIVAS
– PERCUSSIVO- ROTATIVAS
– BAIXO- FURO (DTH)
PERFURAÇÃO
PERCUSSIVA
– Atua com movimentos descendentes, golpeando a rocha promovendo o corte.
– Executam pequenos movimentos rotativos descontínuos.
– O avanço do equipamento esta diretamente ligado ao volume de rocha demolido e a quantidade de rocha demolida é proporcional a energia de percussão transmitida á broca.
PERFURAÇÃO
ROTATIVA
– São perfurações com movimento rotativo de baixíssimo impacto, trabalhando com pressão constante.
– Demolição por: Corte, Abrasão e Esmagamento
– É necessário para o avanço que a cada instante que se tenha uma nova face livre, a remoção do material desmontado.
– Com isso pretende-se evitar a redução da eficiência e o travamento da broca.
PERFURAÇÃO
PERCUSSIVO- ROTATIVA
– Apresentam rotação continua além de percussão sobre a broca.
– São utilizadas principalmente em furos de grande porte.
– São utilizadas em operações de desmonte de rochas.
PERFURAÇÃO
ETAPAS DA PERFURAÇÃO
– Alinhar a broca e embocar o furo;
– Manuseio e colocação de hastes;
– Retirada das hastes;
– Deslocamento do equipamento do furo concluído até o novo furo;
PERFURAÇÃO
PUNHOS
Transmite a energia de impacto, rotação e de avanço a coluna de perfuração.
LUVAS DE ACOPLAMENTO
Transmite a energia de rotação e faz o acoplamento entre o punho e a primeira haste, entre as hastes e em alguns casos haste coroa.
PERFURAÇÃO
HASTES
São responsáveis pela transmissão da força eletromotriz até a broca e pelo aumento do comprimento da coluna de perfuração.
COROA
Recebe através das hastes de punho a energia liberada pela perfuratriz, transmitindo ao trabalho de perfuração.Recebe também o fluxo de ar ou água para a limpeza dos fragmentos demolidos.
PERFURAÇÃO
BROCAS
Agente cortante localizado no extremo da ferramenta que possui várias configurações, cada uma adequada para furar um tipo de formação geológica.
PERFURAÇÃO
ELEMENTOS DO PLANO DE FOGO
BANCADA: forma dada ao terreno rochoso pelos fogos sucessivos, composta de topo, praça e face.
ALTURA DA BANCADA: é a altura do topo ao nível da praça.
AFASTAMENTO: distância entre a face e a linha de furos ou entre linhas de furos consecutivos.
ESPAÇAMENTO: distância entre furos da mesma fileira.
ELEMENTOS DO PLANO DE FOGO
COMPRIMENTO DO FURO: comprimento total do furo, levando em consideração inclinação e sub- furação.
SUB-FURAÇÃO: é a furação abaixo do nível da praça.
CARGA DE FUNDO: carga reforçada necessária no fundo do furo onde as rochas estão mais presas.
CARGA DE COLUNA: carga acima da carga de fundo com uma concentração abaixo da carga de fundo.
ELEMENTOS DO PLANO DE FOGO
TAMPÃO: parte superior do furo, não carregada que tem a função de evitar que os gases provenientes dos explosivos escapem.
RAZÃO DE CARREGAMENTO: é a quantidade explosivos usada para detonar um certo volume de rocha.
PERFURAÇÃO ESPECÍFICA: Relação entre metros perfurados e metros cúbicos de rocha detonada.
ELEMENTOS DO PLANO DE FOGO
DIMENSIONAMENTO DO TAMPÃO: – Tampão igual ao Afastamento ou T=0,8 a 1,3A ;– Tampão < Afastamento resulta em ultra-lançamento ; – Tampão > Afastamento resulta em matacões.
RAZÃO DE CARREGAMENTO:– Razão de Carregamento alta, aumenta-se o
Afastamento ;– Razão de Carregamento baixa, diminui-se o
Afastamento ;– Razão de Carregamento está relacionada com o
lançamento dos fragmentos rochosos .
ELEMENTOS DO PLANO DE FOGO
DIÂMETRO DE FURAÇÃO: – Relacionado com o Equipamento de Perfuração ;– Produção de Rocha por metro perfurado
proporcional ao quadrado do Diâmetro de Furação ; – Diâmetro de Furação é estabelecido em polegadas.
AFASTAMENTO:– Para cada polegada do Diâmetro de Furação pode-se
estabelecer um metro de Afastamento ;– Para um mesmo Diâmetro de Furação e reduzindo o
Afastamento pode-se obter melhor fragmentação e maior lançamento.
ELEMENTOS DO PLANO DE FOGO
ESPAÇAMENTO: – O Espaçamento pode ser estabelecido como 2,5 a
3,5 vezes o Afastamento ;– Essa relação propicia uma boa fragmentação .
SUBFURAÇÃO:– A Subfuração normalmente é adotada como 0,3
vezes o Afastamento ;– Para evitar o surgimento do repé e a manutenção da
Praça no plano horizontal.
ELEMENTOS DO PLANO DE FOGO
ALTURA DA BANCADA: – Depende das condições de lavra e do tipo do equipamento
de perfuração ;– Maior Altura da Bancada maior o desvio no furo ;– A Altura da Bancada esta relacionada à estabilidade da
rocha .
INCLINAÇÃO DOS FUROS:– Os Furos Verticais são muito usados e mais simples;– Os Furos Inclinados são mais adequados pois aumentam
a fragmentação, propiciam mais estabilidade à face da bancada, arrancam melhor o pé e reduzem a ultra-quebra e as vibrações .
RAZÃO DE CARREGAMENTO
TIPO DE ROCHA RAZÃO DE CARREGAMENTO
ÍGNEAS 0,45 a 0,62 Kg/m3
SEDIMENTAR DURA 0,40 a 0,50 Kg/m3
BRANDAS ESTRATIFICADAS
0,15 a 0,25 Kg/m3
PLANO DE FOGO
DIMENSIONAMENTO DO PLANO DE FOGO
– Valores do Afastamento, Espaçamento, Altura da Bancada, Subfuração e Inclinação dos Furos.
– Tipos de Espoletas ( se instantânea ou de retardo);
– Retardos (número e intervalos entre as esperas);
– Seqüência de Detonação;
– Tipo de Explosivo;
– Volume do Explosivo em cada furo;
EXEMPLO DE PLANO DE FOGO
Produção necessária(P)------------------P=1750 m3/ dia
Abertura do britador adequada(Ab)-----------Ab=40” x 42”
η = Ab-400/190 = (40” x 25,4) – 400/ 190 η =3,24
Afastamento(A)----------- A=1,85 x (η)0,5 A= 3,3m
EXEMPLO DE PLANO DE FOGO
Afastamento(A) ----------------------------------------A=3,3m
Diâmetro do furo(D)-----------------------------------D=3,3”
Altura da bancada(H)---------H=4A A 13,0m ≅
Tampão(T)------------------------T =A T=3,3m
Espaçamento(E)----------------E = 1,3A E = 4,3m
Volume de rocha por furo(V)----V =AxExH V =180,0m³
Nº de furos =Produção/volume por furo Nº f =157 furos/semana
EXEMPLO DE PLANO DE FOGO
Altura da Coluna de Explosivos– H1 = (H/cos 20º) + 0,3A = 14,8m
Extensão, concentração, massa e densidade da carga de fundo– L = 1,3V = 4,3m – Cf = D2 = 7025,8 g/m – mf = L x C = 30,2 Kg– D = 7025,8 / 3,7x 10-3 = 1898 g/m3 1,8 kg/ m≅ 3
Extensão, concentração, massa e densidade da carga de coluna – L = H1 – 2,3 V = 14,8 – 2,3(3,3) = 7,2 m – Cc = 0,5 x Cf= 3513 g/m 3,5 kg/ m≅– mc = 7,2 x Cc = 25,2 Kg – D = 3513 / 3,7x 10-3 = 950 g/m3 0,95 kg/m≅ 3
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