básico parte

Explosivos

Nitrato de Amônio

• Nitrato de Amônio - principal ingrediente na maioria dos explosivos comerciais

• NH4NO3

– 60% Oxigênio– 33% - 34% Nitrogênio– 7% Hidrogênio

NA

• HNO3 + NH3 NH4NO3 + Calor• Prills:

– Densos, agricultura– Porosos, baixa densidade, para

explosivos.

Prills porosos

• Baixa umidade <0,2%• Boa friabilidade• Melhor absorção de óleo• Tamanho adequado para fluir

ANFO

• 94% (peso) AN• 6% No. 2 Óleo diesel• Densidade 0,82 - 0,88 gr/cm3

• Boa performance• Baixo custo• Bom VOD (3.000m/s em 3”)• Pode ser blendado com emulsões

ANFO desvantagens

• Solúvel em água

– Resistência à água = zero

• Requer iniciação apropriada

• Dependente do diâmetro

• Pode reagir com sulfetos

POWERMIX®

• Mistura derramável de AN e óleo,

• Preenchimento total do furo, pode ser carregado em furos ascendentes,

• Total absorção da mistura de óleos combustíveis,

• Indicado para rochas friáveis ou de comportamento plástico.

Emulsões

• Emulsões encartuchadas– Altos explosivos e agentes de

desmonte– Excelente resistência à água– Alta VOD

• Bombeáveis– Blend com ANFO para melhorar

resistência à água– Incrementa a razão de carregamento de

furo, acoplando totalmente.

Emulsões

• Água em óleo, consistindo de sais de nitratos em solução + combustíveis e emulsificantes/surfactantes.

Oxidantes e combustíveis

• Fase Dispersa• Nitratos ou percloratos

– Nitrato de Amônio– Nitrato de Sódio– Nitrato de Cálcio– Perclorato de Sódio

• Propriedades dependentes– Energia de choque / gás– Vida útil– Balanço de oxigênio

• Fase Contínua• Óleos e/ou graxas

– Diesel– Óleos minerais– Óleos vegetais– Graxas

• Propriedades dependentes– Resistência ao cisalhamento– Vida útil– Viscosidade– Balanço de oxigênio

Emulsões Água em Óleo

Oil Soluble

Continuous Phase - oil/waxes

Interface - emulsifiers/surfactants

Dispersed Phase - water/oxidizers (AN, SN, CN)

Water SolubleSurfactant

Emulsões

• Emulsificantes e surfactantes:– Estabilidade para uma gama de

temperaturas,– manter o óleo & água misturados– resistência à cristalização

Emulsões

• As emulsões tendem a ser altamente eficientes devido ao mínimo tamanho das partículas, e a íntima interação entre oxidantes e combustíveis.

Emulsão x 50.000

Química básica

• Reação rápida entre oxidante e combustível– NH4NO3 + ~CH2 N2 + H2O + CO2

– Energia de choque e gás

– NOx e CO são gerados pela combustão/detonação

incompleta / dos explosivos

High TempHigh Shear

AN Solution

SurfactantsFuels

Controle de densidade em emulsões

• Microballons– Alto custo– Plástico ou vidro– Diferentes resistências

• Bolhas de gás– Densidade variável– Profundidade de furo

limitada

• NA ou prills de ANFO– Reduz a resistência à água– Aumenta lançamento

• Outros– Poliestireno

Microballons

• Facilidade de uso– Produto final manufaturado na planta

• Controle de qualidade melhorado– Especificações de produto consistentes e

rígidos• Resistente a pressão hidroestática

– Importante em furos de grande profundidade• Pode ser mais resistente à pré-compressão

– Com ballons de maior espessura

Fren

te d

e de

tona

ção

Gaseificação

• Gerado quimicamente através da adição de agentes orgânicos ou inorgânicos que irão reagir com o nitrato de amônio para produzir microbolhas de nitrogênio.

• O tamanho e distribuição das bolhas pode variar.

Gaseificação

• Menor custo• Densidade ajustável - de acordo com

malha/geologia• Densidade no furo variável (0,9 - 1,2 g/cc)• Maior energia no pé• Resistente a pré-compressão• Maior número de bolhas por volume• Permite sensibilização do produto na bancada• Segurança - transporte e armazenamento como

oxidante

Tecnologia de gaseificação

1.32 g/cc

Furo original Furo após gaseificado

Menor energia no colar -

ultralançamento10% Min

1.15

1.00

1.25 g/cc Mais força no pé

POWERGEL®

Blends

• Adicionar NA à emulsão:– Faz com que a energia de gás aumente,

proporcionando maior lançamento.– Diminui sua resistência à água, podendo

afetar seu tempo de vida aplicado.– Diminui a densidade da mistura, e VOD.– Diminui a sensibilidade, necessitando de

maior diâmetro crítico.• Densidades e energias variam de

acordo com as proporções

Densidades típicas

ANFO derramado Blendado

Emulsão preenche os vazios entre os prills

0,82 a 0,88 g/cc 1,10 a 1,30 g/cc

Emulsões - Anfo blends

Proporções de 15 a 85% de emulsão

Explosivos bombeáveis

• Acoplamento total do furo– Expansão de malha– Melhor fragmentação

• Eficiente, e confiável– Carregamento rápido e fácil

• Gerenciamento de inventário

• Segurança– Oxidante sensibilizado na

bancada

• Custo de capital– Investimento inicial

necessário

• Dependente do operador– Sobrecarregamento– Cavernas, fissuras– Densidades

• Localidades remotas

POWERGEL® SE

Bombeados

Diferentes produtos

Repump

Features

Applications•D.O.T. Applications•Quarry Applications•Repump Product•Orica “LOOK” Body Profile

•Size:•L 11.6m (38’) •W 2.44m (8’) •H <4.1m ( 13’6”)•Product Capacity:•up to 12,000kg (26,000lb)•Delivery Rates:•Pumped Product: up to 300kg/min (660lb/min)

Repump Options and Configurations

•Control System:•Basic Control System•Rear controls for rear hose reel•In cab controls for side hose reel•Delivery System:•Standard - Rear Hose Reel•Optional - Side Hose Reel•Cab/Chassis:• 29,000kg (64,000lb) GVW•- Mack CL713 with tag axle•- Cab over 8 x 4

Flexmaster

Features

Applications•Non D.O.T. Applications•Coal and metal mining•ANFO, Heavy ANFO, Triple Product•Orica “LOOK” Body Profile•Convertible emulsion compartments 1

•Size:•L 9.9m (32’6”) •W 2.44m (8’) •H <4.1m ( 13’6”)•Product Capacity:•ANFO: 16,000kg (35,000lb)•Heavy ANFO: 17,000kg (37,000lb)•Pumped Product: 17,000kg (37,000lb)•Delivery Rates:•ANFO: up to 600kg/min (1300lb/min)•Heavy ANFO: up to 800 kg/min (1,800lb/min)•Pumped Product: up to 500kg/min (1,100lb/min)

FlexmasterOptions and Configurations

•Control System:•Optional Control Systems•In cab control•Delivery System:•Front Overhead Auger•Hose Reel:•Standard 50m x 2.5” hose•Option Twin 1” hose system•Cab/Chassis:•- Cab over 32,000kg (70,000lb)GVW•- Conventional

Quarrymaster

Features

Applications

•D.O.T. Applications•Quarry and Construction•ANFO, Heavy ANFO, Triple Product•Orica “LOOK” Body Profile

•Size:•L 11.6m (38’) •W 2.44m (8’) •H <4.1m ( 13’6”)•Product Capacity:•ANFO: 9,000kg (20,000lb)•Heavy ANFO: 12,000kg (24,000lb)•Pumped Product: 12,000kg (24,000lb)•Delivery Rates:•ANFO: up to 350kg/min (770lb/min)

QuarrymasterOptions and Configurations

•Control System:•Optional Control Systems•In cab control for side hose reel•Rear controls for rear hose reel•Delivery System:•Front overhead Auger•Hose Reel:•Standard - Rear Hose Reel•Optional - Side Hose Reel•Cab/Chassis:•29,000kg (64,000lb) GVW•- Mack CL713 with tag axle•- Cab over 8 x 4

Flexmaster ConfigurationsANFO ANFO,

Augured BlendsANFO, Augured Blends,Pumped Blends

Caminhões

Sistemas de iniciação

• Ativação de cargas de explosivos:– a uma distância segura,

– a um tempo controlado,

– em uma sequência pré-determinada,

– com intervalos de tempo nominais entre detonações sucessivas.

Sistemas de iniciação

• Incluem componentes que transmitem sinais sejam elétricos ou na forma de energia química (não-elétrico).

• A sequência e tempo podem ser controlados por sistemas elétricos ou elementos de retardo pirotécnicos.

Acessórios

• Não-elétrico - Sistema Exel®

• Cordel detonante• Boosters

Sistema Exel®

• Tubo de choque– Tubo plástico contínuo

– Ø externo 3-4mm

– núcleo interno de Ø 1mm

– Parede interna revestida (15 a 19 mg/m) de explosivo 92% HMX e 8% Al, em pó.

Tubo de choque Exel®


• A resistência da parede do tubo deve ser suficiente para conter a reação.

• Pressão interna devido à reação no tubo pode chegar a 1.500 psi

• Velocidade da detonação ao redor de 2.000m/s


• O tubo plástico deve ser compatível com as várias misturas explosivas:– Encartuchados,– Agentes de desmonte,– Emulsão bulk,– Emulsão blends.

• Deve poder ser utilizado em temperaturas extremas:– -40C em superfície,– +70C dentro do furo em contato com emulsão quente.

Vantagens tubo de choque

• Não suscetível a riscos elétricos externos:– Correntes de fuga, – Eletricidade estática,– Frequências de rádio.

• Flexibilidade no dimensionamento do desmonte– Iniciação furo a furo,– Controle de lançamento da pilha,– Conexões fáceis e rápidas.

Cápsula de alumínio estampada e formada

Construção do detonador ExelConstrução do detonador Exel

Carga base de PETN posicionada e prensada


Carga de azida de chumbo posicionada e prensada


Elemento principal de retardo posicionado


Elemento sealer posicionado


Diafragma posicionado


Rolha de plástico inserida


Tubo de choque Exel inserido e fixo


Detonador ExelDetonador Exel

Sistema Exel®

Cordel detonante

• São explosivos lineares, flexíveis, que contém um núcleo de nitropenta, encapsulada e confinada em recobrimentos têxteis e plásticos.

Cordel detonante

Manticord

Cordtex

Vantagens cordel

• Simples:– Conexões por nós,– Sem testes ou circuitos,– Fácil inspeção visual,

• Segurança:– Dois caminhos de iniciação (Bilateral)– Livre de eletricidade estática, e frequência

externa.

Desvantagens cordel

• Efeitos:– Airblast– Agressivo às colunas de explosivos– Podem não iniciar lateralmente os

explosivos• Segurança:

– Corte na superfície pode interromper o fogo– Corte no furo pode deixar explosivo não

detonado na pilha– Pode ser iniciado por força ou impacto.

Manticord® e Cordtex®

Boosters

• Melhor iniciação para explosivos bombeáveis e encartuchados

• Alta densidade e VOD– 1,6g/cc e 7.500m/s

• Mistura de PETN, TNT e alumínio– 40/50/10 ou 60/40 misturas típicas

• Segurança,• Confiabilidade,• Alta pressão de detonação (250 kbar)

Pentex®

Iniciação

• Iniciador é um explosivo que aceita a iniciação de um detonador ou cordel detonante, e que transmite a detonação a um explosivo de igual ou menor sensibilidade.

Iniciação

• A iniciação é comparável a uma vela.

• A eficiência da iniciação irá influir no desempenho do explosivo.

Iniciação

• Uma boa iniciação melhora o desempenho do explosivo:– melhorando a fragmentação,

– melhorando a produtividade,

– melhorando a confiabilidade,

– reduzindo custos totais.

Pesquisas com iniciadores

Emulsão de 3” aluminizada

Princípios de iniciação

• Alta pressão de detonação

• Grande diâmetro

• Comprimento adequado

Pressão de detonação

• Energia de choque

• Pd = 2,325 x 10-7 x D x VOD2

– Pd = pressão de detonação (kbar)– D = densidade (g/cm3)– VOD = velocidade de detonação (pés/s)

• Densidade• Velocidade

Pressão de detonação

• Os explosivos utilizados como iniciadores devem desenvolver ao menos 100kbar de pressão de detonação.

Diâmetro

• Área de transferência de choque

Diâmetro

Booster de grandediâmetro

Booster de pequenodiâmetro

Diâmetro

• Idealmente deveria ocupar a quase totalidade do diâmetro do furo.

• Em furos de pequeno diâmetro, o booster deve ocupar 2/3 do diâmetro do furo.

Comprimento

• O booster deve ter um comprimento suficiente para desenvolver a velocidade final estável.

Comprimento

Pequeno comprimento

Grande comprimento

Comprimento

• 2x diâmetro• mínimo para um bom iniciador

= 1x diâmetro.

Princípios de iniciação

Grande diâmetro

Comprimento adequado

Alta pressão de detonação

EXPLOSIVO

Dúvidas?

básico parte

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