Des Monte Rochas

DESMONTE DE ROCHASO desmonte de rochas pode ser feito de duas formas:

mecnica

com explosivos

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Esse procedimento limita-se remoo do solo vegetal e da cobertura de rochas moles e de dureza intermediria, principalmente se estiverem intemperizadas ou fraturadas.Se necessrio, o desmonte mecnico pode ter o auxlio de explosivos ou da escarificao.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Existem dois tipos de desmonte mecnico:

intermitente;

contnuo.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Equipamentos auxiliares

Trator de esteira (bulldozer) com ou sem ripper;

Motor scraper;

Caminhes etc.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Para selecionar e dimensionar a utilizao de qualquer um dos equipamentos, preciso levar em conta as seguintes condies:

capacidade volumtrica da caamba; capacidade mssica do equipamento; ciclos operacionais.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Principais tcnicas

Marreta e pico;

Corte por fogo;

Corte por gua;

CO2;

Drop Ball;

Martelo hidrulico;

Mquinas de corte.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Vantagens

1 Rudos, vibraes e ultralanamentos no afetam o meio ambiente;

2 Elimina o risco de exploso;

3 Favorece a lavra seletiva;

4 Elimina os problemas de vibrao em minas de grande profundidade;

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Vantagens

5 No causa danos por microfraturamento;

6 No produz chamas;

7 Proporciona baixa perda por finos;

8 No precisa parar o equipamento para remover o material coletado.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Desvantagens

1 Gera altos custos, dependendo da situao;

2 Produz em pequena escala em determinadas situaes;

3 Necessita de um longo perodo de trabalho.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Em algumas situaes, o desmonte mecnico executado em material brando apresenta alta produtividade e baixo custo.

Assim, torna-se uma opo melhor do que a utilizao de explosivos.

J em material duro, o desmonte mecnico no consegue superar os explosivos por causa dos custos, da capacidade de produo e da possibilidade de operao em todas as faixas.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Corte por fogo

Faz a fuso do material e utilizado principalmente em rochas ornamentais.Essa tcnica produz rudos altos e de alto custo.

Sua vantagem a qualidade do acabamento.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Corte por gua

Water jet

Hydraulic Pulse Generator (HPG)

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Water jet

Abraso por materiais especiais;

Jato de alta presso.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Water jet

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Hydraulic Pulse Generator (HPG)

Alta presso;

Impulso de energia entre 40 kJ e 250 kJ;

Vlvula de fechamento rpida;

Usado em pequenas bancadas;

Bom para rocha branda.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

CO2

Existem trs tcnicas de desmonte de rochas com a utilizao de CO2:

cotonex;

pironex;

cardox.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

CO2

Cotonex

Trabalha com a expanso do CO2 (600x), produzindo novas fraturas ou ampliando as antigas. Sua utilizao apropriada para rochas brandas.O iniciador inserido no furo cheio de CO2 lquido e a sua queima o que produz o calor responsvel pela expanso e o conseqente fraturamento da rocha.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

CO2

Cotonex

Essa tcnica apresenta as seguintes vantagens:

de fcil transporte e armazenamento; no produz gazes txicos; volta rapidamente para a face; funciona como extintor de CO2, bom para minas com grisu; no fere o meio ambiente.

Como desvantagens esto o custo alto e o no funcionamento em ambientes com gua.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

CO2

Cotonex

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

CO2

Pironex

Tcnica que expande em 600x o CO2 e recomendada para rochas brandas.

Seu iniciador vem junto ao prprio cartucho, cheio de CO2 lquido.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

CO2

Pironex

Como vantagens, possvel ressaltar:

de fcil transporte e armazenamento; no produz gazes txicos; volta rapidamente para a face; funciona como extintor de CO2, bom para minas com grisu; funciona na gua.

Como desvantagens esto o alto custo, os danos ambientais que pode causar e o no funcionamento em rochas porosas ou fraturadas.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

CO2

Pironex

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Drop ball

Essa tcnica utilizada em fogo secundrio e conta com o auxlio de uma escavadeira ou carregadeira.

Sua esfera de ferro deve possuir mais de uma tonelada, o que favorece a quebra do material pela fora da gravidade.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Drop ball

Vantagens

Fcil manuteno;

Baixo custo.Desvantagens

Gerao de finos;

Fuga da esfera;

Ultralanamento.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Como evolues do drop ball, existem outros equipamentos a serem acoplados s escavadeiras ou carregadeiras..

Terminator

Buster

Powersledge

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

As vantagens desses equipamentos so:

tm baixa manuteno;

no geram finos;

desmontam em tamanhos regulares;

possuem boa preciso;

no possuem ultralanamento;

geram custos inferiores ao martelo hidrulico.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Martelo hidrulico

Essa tcnica pode ser utilizada nas seguintes condies:

desmontes primrios;

desmontes secundrios;

auxlios ao britador;

desmonte em rea urbana;

demolio civil;

escria de alto forno.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Martelo hidrulico

Existem dois tipos:

Manual Mecnico

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Martelo hidrulico

Tipos de ponteira

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Martelo hidrulico

O funcionamento do martelo hidrulico depende do tipo de rocha a ser desmontada:

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Martelo hidrulico

Com relao montagem, os martelos hidrulicos podem ser acoplados a escavadeiras ou retroescavadeiras.:

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Martelo hidrulico

Mtodo Darda

Princpio da cunha

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Martelo hidrulico

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Martelo hidrulico

Conjunto de dardas Detalhes do martelo

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Mquinas de corte

Existem diferentes tipos de mquinas de corte. So eles:

continuous miner;

area mining;

bucket wheel excavator;

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Area mining

Corta o piso;

Permite lavra seletiva;

Remove terra e rochas alteradas;

Constri e reabilita estradas e acessos;

Trabalha em material brando subterrneo ou open pit.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Wirtgen

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Wirtgen

Tambor de corte com detalhe dos bits

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Wirtgen

Minerador contnuo fazendo carregamento em caminho

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Wirtgen

Minerador contnuo em tnel fazendo carregamento em caminho

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Wirtgen

Minerador contnuo em abertura de corte fazendo carregamento em caminho

Vermeer nivelador de terreno

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Bucket weel escavator

Corta grandes massas de material;

Faz a retomada de pilhas (stockpiles);

Desmonta material brando.

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte mecnico

Bucket weel escavator

Operao da bucket weel em frente de lavra na descobertura

DESMONTE DE ROCHAS

Desmonte com explosivos

O desmonte de rochas com a utilizao de explosivos uma das operaes mais comuns da lavra a cu aberto. O seu custo baixo, o que garante que ela seja empregada com eficincia na fragmentao de quase todos os tipos de minrios:

carvo;

cobre;

ferro;

ouro.

Por Por que desmontamos rochaque desmontamos rocha com com explosivoexplosivo??

Desmontetorna isso

nisso

Ounisso

FragmentaoFragmentao

OversizeOversize

TransporteTransporte

DanosDanos

Impacto ambientalImpacto ambiental

DESMONTE DE ROCHAS


Funes

1 Quebrar a rocha/minrio:

escavao;

carregamento;

transporte.

2 Mover a rocha:

pilha adequada;

empurrar o material.

DESMONTE DE ROCHAS


Dinmica de fragmentao

Fraturamento X fragmentao

Fragmentao

a liberao e ou quebra dos blocos que compem a massa rochosa

Processo de desmonte com explosivos

Energia do explosivo

Geometria &Padro de iniciao

Resultados fragmentao perfil da pilha danos

Por que desmonte com explosivos?

Para permitir uma escavao eficiente

criar vazios / espao

aumentar a permeabilidade

e

minimizar danos a estrutura rochosa

prover um produto da melhor maneira possvel para os processos posteriores de carregamento e transporte

O que queremos?

TEORIAS (+ 8 ) 1949 at ....

Reflection Theory

Gas Expansion

Flexural Rupture

Stress Waves + Gas Exp.

Flaw Theory

Nuclei

Torque Theory

Cratering

PARMETROS QUE GOVERNAM FRAGMENTAO

Explosivo

VoD, Shock wave

Expanso de Gs

Material

Planos de fraqueza

Descontinuidades (fraturas, juntas, planos de estratificao, foliao, xistosidade)

Densidade

Porosidade

gua

Mecanismo de Quebra

Ex: Cilindro de parede espessa submetido presso interna

Mecanismo de Quebra Tenses Tangenciais ou de trao (+)

Tenses Radiais ou de compresso (-)

Como as tenses se distribuem na parede do cilindro:

Tenses tangenciais ou de trao produzem: deformaes elsticas

deformaes plsticas

fratura por esmagamento, se o material no for dctil e se o esforo for suficientemente grande. Fissuras segundo linhas radiais.

Esforos de compresso Radial produzem: deformaes elsticas

deformaes plsticas

fissuras segundo linhas tangenciais

Mecanismos de Fragmentao Propagao da onda de choque

Esmagamento

Fraturamento radial

Tensile slabbing Faces livres

Juntas abertas

Penetrao de gs Extenso das fissuras por encunhamento

Dobramento flexural

Desmonte em Bancada

Seqncia de Eventos

Iniciao

Detonao

Fraturamento inicial

Infiltrao de Gases

Burden inicia movimentao

Movimento do Burden

Burden

Atlas Powder Company, 1980.

Propagao da onda de choque

Zona intensamente quebrada

Onda decompresso

Onda de trao

Spalling

Fraturasradiais

Junta aberta

Descascamento da face (Spalling) afastamento pequeno

razo de carga alta

Penetrao dos gases

tampo

Furo original

Zonaquebrada

Ruptura Flexural

Ruptura Flexural - Stifness - Esbeltez Afastamento empurrado quebrando por flexo.

Relao afastamento/altura da bancada mnimo de 1:4

CRATERAMENTO

SEQUNCIA DE QUEBRA POR CRATERAMENTO

Resumindo

Onda de Choque

Gs

Movimento

Ensaio de resistncia compresso uniaxial

Compresso Triaxial4O corpo de prova colocado em

uma clula onde aplicada uma presso lateral (3)

4Um fluido sob presso aplica a presso lateral sobre a rocha em toda sua superfcie

4Pode-se calcular a coeso (c) e o ngulo de atrito ()

Resistncia Dinmica Resistncia varia com taxa de carregamento

UCSdyn ~ 10 * UCSstatic Tstatic ~ UCSstatic / 10

Tdyn ~ 10 * Tstatic( ) ( )

( )E CDyn r p=+

1 1 21

2

Medindo caractersticas de quebramento

Cmara de detonao

Trao, compresso esttica e dinmica, cisalhamentoSomente so importantes para rocha homognea macia

Propriedades de Resistncia

ROCHA QUEBRA POR TRAO !!!!

Como rocha se comporta quando submetida a carregamento:

Propriedades Mecnicas

Mdulo de Young Alto elevada velocidade snica usar

explosivo de alta VoD Baixo baixa velocidade baixa VoD

Descontinuidades

Absoro de Energia

DensidadeP wave (velocidade snica): quanto mais densa- homognea a rocha, mais fcil propagar onda P Porosidade:

Poro gua, quebra fcil Poro seco, maior atenuao

dos efeitos dos explosivos

gua no furo?Explosivo prova dgua

Rocha mole?Use explosivo de baixa VoD (ANFO). Explosivo barato.

Rocha dura?

Explosivo de alta VoD alta densidade. Explosivos mais caros.

Fraturas , muitas fraturas?Dureza da rocha no interessa

Use explosivo de baixa VoD

Influncia da Geologia

Se os fatores geolgicos no forem considerados poderemos obter Fragmentao inadequada Oversize Back break Condio inadequada da face Rep Pouco produtivo

Fatores Geolgicos

gua

Fatores geolgicos que tem efeito:

Descontinuidades Planos de acamamento Xistosidade\foliao Juntas Plano de clivagem

Contatos Material inconsolidado lama, etc

Zona de fraqueza

Cavernas

gua presente esttica bombeada fluindo dos furos

gua

Explosivo resistente a guaAcoplamento hidralico

Acoplamento hidralico

Sem gua

gua

Maior energia fragmentaoMaior onda de choque

Porm: Aumenta detonao

simpattica Dead Pressing

Excelente acoplamento

Maior pressoMaior fraturamento

Descontinuidades e zonas de fraqueza

Efeito tamanho do bloco Blocos pequenos, precisa pouca energia Blocos grandes, use alta VoD

Blocos pr fraturados Blocos j so naturalmente definidos na face Blocos quebrados pelo explosivo ao redor dos furos

Juntas de grande persistncia - superfcie Funcionam como pre splits naturais

Alinhar as faces paralelas ou ortogonalmente aos planos das juntas para obter superfcies limpas e lisas

View from above

Juntas de grande persistncia ( Subsolo)

A forma da abertura precisa ser redesenhada levando em considerao as juntas dispor em angulos retos ou paralelos as juntas principais

Funcionam como pre splits naturais

Orientao das estruturas / descontinuidades

VerticalHorizontalInclinadaFraturamento IntensoMassivo

Vertical

Inclinada

Grande probabilidade de matacos !

UCS importante nesse caso.

Intensidade de juntas

Hero Rock

Problemas com espaamento de juntas

Se o espaamento dos furos for duas a trs vezes o espaamento das juntas matacos

Para evitar: colocar furos carregados entre as juntas

150 mm ANFO 3 x 6 m patternEspaamento de juntas 2.5 m

75 mm ANFO1.5 x 3 mEspaamento juntas 2.5 m

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

So substncias ou misturas de substncias capazes de se transformarem quimicamente em gases. Com extraordinria rapidez e desenvolvimento de calor, os explosivos produzem presses elevadas e considervel trabalho.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Breve histrico

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Fragmentao da rocha

Pode ocorrer por dois motivos.

Ondas de choque

Presso dos gases

Quebram ao redor do furo;Levam reflexo e ao desplacamento da face livre.

Ampliam as fraturas ao redor dos furos at a face livre;Empurram a rocha para frente.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Propriedades

Dimetro crtico;

Velocidade de detonao ou VoD;

Fora;

Resistncia gua;

Sensibilidade;

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Dimetro crtico

Refere-se ao valor de dimetro mnimo para que um explosivo seja detonado. Abaixo dele, o explosivo no se propaga.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Velocidade de detonao ou VoD

Corresponde velocidade na qual uma onda de choque se propaga atravs do explosivo em um dado dimetro.

Depende dos seguintes fatores:

composio; dimetro do explosivo; tamanho das partculas e de seus ingredientes; densidade; grau de confinamento; carga; tipo de rocha.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Fora

Representa a medida do trabalho que um determinado explosivo pode produzir. Os testes utilizados so:

bloco de traulz (bloco de chumbo); presso de detonao; teste do morteiro balstico; gerao de calor; teste de energia de bolhas.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

O bulk strength refere-se comparao de um explosivo ao ANFO, em volumes iguais.

Como no existe uma norma especfica para padronizar esse valor, a tendncia mundial utilizar o ANFO padro (94:6 a 0,8 g/cm3) como parmetro para medir a fora.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Resistncia gua

Representa a capacidade do explosivo em suportar a penetrao de gua dentro da sua massa, sob determinado tempo e presso, de forma a manter seu desempenho na detonao.

Ela depende da forma como o explosivo encartuchado (resistncia mecnica) e da sua composio qumica (dissoluo de sais).

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Resistncia gua

Esse ndice pode ser classificado em:

bom;

mdio;

fraco.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Sensibilidade

Corresponde energia mnima necessria para que o explosivo possa ser iniciado de forma eficiente. Outra forma de definir essa propriedade com a capacidade de propagao de uma reao por toda a coluna, assumindo que o dimetro utilizado maior que o dimetro crtico.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Sensibilidade

Depende dos seguintes fatores:

presena de gua;

dimetro (ANFO);

temperaturas extremas;

densidade.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Gerao de gases txicos

Superfcie:

grandes detonaes; trincheiras;

Subterrneo NOx CO;

AN amarelo significa gua.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Gerao de gases txicos

Durante uma detonao de explosivos so formados, alm do vapor dgua, gases como dixido de carbono e nitrognio. Se a quantidade de oxignio na reao no estiver balanceada, vrios outros gases txicos tambm podem ser produzidos. O excesso de oxignio pode gerar xidos nitrosos e dixido de nitrognio, enquanto que o dficit pode resultar em grande quantidade de monxido de carbono.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Vida til

Existem explosivos que se degradam em poucas horas e outros em questo de anos, dependendo da formulao. Os nitroglicerinados tm o maior perodo de armazenagem. Entretanto, com o tempo, eles tendem a amolecer e a liberar nitroglicerina na forma de gotculas. J os que possuem NA dissolvem-se enquanto que os explosivos militares podem durar mais de 50 anos.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Propriedades ambientais Quando expostos a temperaturas muito baixas ou muito elevadas, todos os explosivos sofrem diminuio de sua performance. Em condies de armazenamento acima de 32,2 C, vrios componentes dos explosivos se decompem ou diminuem a vida til.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Tipos

Existem quatro tipos de explosivos. So eles:

ANFO;

emulso e aquagel;

blends;

dinamite.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

ANFO

O Ammonium Nitrate Fuel Oil (ANFO) o explosivo civil mais utilizado no mundo. O nitrato de amnio surgiu em 1.659, quando J. R. Glauber sintetizou sua primeira amostra a partir de amnia e do cido ntrico. Nos sculos XVIII e XIX, ele foi utilizado para fins medicinais, sendo posteriormente popularizado como fertilizante a partir da I Guerra Mundial.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

ANFO

Alfred Nobel estudou exaustivamente o nitrato de amnio e constatou ser um substituto interessante para a nitroglicerina, que j naquela poca apresentava custo elevado. Depois de muitos testes, em 1.879, a mistura de NA com leo combustvel foi patenteada por Nobel. A partir de ento, ela passou a ser utilizada como substituta parcial da nitroglicerina na dinamite.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

ANFO

A partir de 1.950, a tecnologia de fabricao do gro de nitrato de amnio estava pronta para ser utilizada. Esse fato facilitou o manuseio e a estocagem do nitrato e tornou o produto mais seguro (estvel) e popular.Em 1.955, o ANFO foi utilizado comercialmente pela Maumee Coal e Spencer Quemicals, passando a ter grande aceitao na indstria mineira norte-americana e posteriormente mundial. Isso ocorreu devido a seu baixo custo e facilidade de manuseio e segurana.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

ANFO

Composio qumica

NH4NO3

Sendo:

60% de oxignio em peso;

33% de nitrognio;

7% de hidrognio.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

ANFO

Principais caractersticas

Facilmente dissolvido pela gua;

Recoberto por fina camada de talco ou de argila;

Derramvel;

Encontrado a granel;

Baixa densidade (0.82 g/cc);

Sem resistncia gua;

Baixo custo (R$ 0,5/kg no Brasil).

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

ANFO

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Emulso e aquagel

A composio qumica desses explosivos :

NA;

de dez a 15 por cento de gua;

polissacardeos como espessantes.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Emulso e aquagel

Tm como caractersticas em comum:

so bombeveis;

encontram-se em cartucho ou a granel;

so prova dgua;

possuem densidade de 1,25 g/cc.

Emulso Aquagel

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Emulso e aquagel

Como diferena entre eles, possvel ressaltar:

a variao de propores e de tamanho dos ingredientes;

o aquagel tem oxidantes em cristais grandes e distribuio randmica;

a emulso tem melhor distribuio, contato combustvel e oxidante.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Blends

um explosivo hbrido, proveniente da mistura de emulso e ANFO. Ele possui densidade mdia, resistncia gua e um custo reduzido.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Dinamite

Possui as seguintes caractersticas qumicas:

NG ster ntrico relativamente instvel;

oxignio oxidante diretamente ligado ao carbono;

densidade de 1,6 g/cm3;

VoD de 7.600 m/s;

extremamente sensvel ao choque, frico e ao calor.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Todas as dinamites possuem NG em sua composio. Porm, nem todos os explosivos que contm NG so dinamites.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Primers

Iniciam os blasting agents;

Ajustam-se ao dimetro do furo;

PETN/TNT; (tetranitrato de pentaeritritol)

VoD e alto choque;

Possuem custo elevado.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Seleo

Para definir o explosivo a ser utilizado no desmonte das rochas de uma mina, preciso verificar a existncia de gua nos furos.

Furos sem gua ANFO e ANFO blends.

Furos com gua 50% de emulso blends e 100% de emulso.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Carregamento X tamanho do furo

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos

Escolhas mais comuns

Carvo e coberturas

Dimetros grandes (150 mm a 375 mm);

Mole, fraturada;

Explosivo barato ANFO.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos


Calcrio

Dimetros mdios (75 mm a 150 mm);

Perfurao 250 m/turno a 400 m/turno;

ANFO sem gua, blend se tiver gua;

Explosivos baratos.

DESMONTE DE ROCHAS

Explosivos


Rocha dura

Grandes dimetros (250 mm a 400 mm);

Perfurao mais cara do que o explosivo;

Explosivos de alta densidade e velocidade.

metlmine.avi

Initiation System Trends

TYPES OF INITIATION SYSTEMS

Electric

Non-Electric

Electronic

COMPARISON OF USA & BRAZIL

WidespreadAvailability

Brazil USA

EZ det system

Worldwide Initiation Trends

Away from Cap and Fuse

Away for Electric

Majority of Non-Electric devices are nonel and EZ det type system

Steady increase of Electronic caps (greater accuracy)

ELECTRIC DISADVANTAGESCurrent leakage

Damp conditionsConductive ground

Dirty connectionsPremature Firing

Electrical stormsStray currentsRadio waves

Reason why people moving away from electric: Time Consuming

Need to be good at math

Complicated Inventory

Have to be more particular hooking up

Hazards (1) Stray currents

High voltage lines

Hazards (2) Radios Haul trucks

Cell phones

NON-ELECTRIC SYSTEMS Cap & Safety Fuse

Detonating cord Noise problems

Nonel System System of choice

CAP & SAFETY FUSE (1)Simple Cap

Fuse is delay

approximately 130 sec/m

Crimp

Multiple caps initiated using igniter cord

CAP & SAFETY FUSE (2)Problems:

Old system outdatedQuestionable accuracy

Delays too long - cut offsProven poor results (COMRO)

Move away to millisecond delay seriesSafety concerns

DETONATING CORD (1)

Velocity >7 km/sDual pathSurface & down the holeSurface delay connectorsMany different strengths

DETONATING CORD (2)Problems:

1. Noise

2. Blows out stemming

3. Damages explosives

Detonating Cord Firing in an Iron Ore Mine Shot

DETONATING CORD (5)

Low energy detonating cord

NONEL INITIATION SYSTEM (1)

Hollow Tube

Thin explosive dusting of HMX and Al

Flashes at 2 km/s

Extremely rugged

Delays on surface +

in the hole

NONEL INITIATION SYSTEM (2) Sealed, immune to

stray currents and radio

Extremely flexibleEvery hole can be

loaded the sameQuick and easy hook

up

ADVANCES IN NONELNow Over 90% of US Market Lowering of Cost a Little

Higher accuracy

Better shelf life

More water resistant

Higher strength Over extrusion EB

New plastics Orica

EZ Det

ADVANTAGES OF THE EZ DET

No limitation on shot size

Easy hook up

Less likely to be screwed up

Easy inventory control

Usually on 2 units required

Decking simple

Can obtain good connections easily in bad conditions

Immune to radio waves & stray current

nonelhookup.avi

EZ DET EXAMPLE LAYOUT

EZ Det Firingsurface nonel light.avi

NONEL OPERATION (2)Sequence taken at Peabody Mine

surface nonel sp2000.avi

Blast cast

High Speed

NON ELECTRIC TRENDS Move Away from Det Cord

Noise

Blows Hole in Stemming

Damages Powder Column

Resulting in Less Efficient Blast

Steeper Muck Pile

Move away from individual delay detonators to common units

ELECTRONIC DETONATORSAdvantages

Sophisticated Programmable Available Accurate to Better than 1 Millisecond

Disadvantages Still not completely accepted Still specialty items most needing special fire

sets. Cost

(currently an extra $14 per unit in the US)

THOUGHTS ON ELECTRONIC DETONATORS Prices will have to come down for widespread

use

Still not enough data in yet on reliability and how much extra advantage they provide (but to date looks very promising)

First application in large diameter holes with emulsions and emulsion blends where the initiator cost is only a small fraction of the cost of the hole and powder.

Applications where electronic detonators have to be used to save the day.

TYPESMultiple Wire Electric

(South African)

Twin Wire Electric(EB, Dyno, etc.)

Non-Electric(EB)

INDUSTRY PREFFERENCE & TRENDS20 years ago electric was kingNonel is now kingNonel over electric 20:1Complete replacement of electric

by nonel in near futureIncreasing use of radio dispatch

and differential GPSSteady growth of electronic

REMOTE RADIO FIRE CONTROL

Advantages Digital Fire Control Eliminates Blasting Cable or

Shock Tube Run In Does Not Limit the Blaster

to the Length of His CableDisadvantages

High Capital Outlay Need a back upAlso dual fringing (electric/nonelectric)

models now available

PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS

Plano de fogo

Para realizar o plano de fogo de uma mina, em primeiro lugar, preciso verificar alguns pontos:

a seqncia recomendada para o projeto;

os dados necessrios;

as decises bsicas de projeto;

a distribuio da energia e do tempo;

a anlise do projeto de desmonte;

o clculo dos custos envolvidos.


Plano de fogo

Deve-se considerar que existe um abismo entre a teoria e a prtica de execuo do plano de fogo.


Plano de fogo

Aps as primeiras definies, preciso pensar nos seguintes elementos:

perfuratrizes;

explosivos;

sistemas de iniciao;

monitoramento;

modelagem;

anlise.


Plano de fogo

Implementao


Plano de fogo

Consideraes prticas

Macio rochoso

Propriedades fsicas:

resistncia mecnica (trao e compresso);

mdulo de elasticidade (dinmico);

coeficiente de Poisson (dinmico);

textura;

estrutura.


Plano de fogo

Consideraes prticas

Estrutura da rocha

Macia;

Leitos;

Blocos;

Fraturas;

Homognea ou varivel.


Plano de fogo

Consideraes prticas

Tipo de perfuratriz

Comprimento do furo;

Dimetro;

Alinhamento.


Plano de fogo

Consideraes prticas

Meio ambiente

Tamanho da detonao;

gua;

Vizinhana (pessoas, estruturas).


Plano de fogo

Consideraes prticas

Explosivo

Tipo;

Propriedades fsicas;

Quantidade utilizada.


Plano de fogo

Consideraes prticas

Geometria da malha

Tamanho e forma;

Faces livres;

Subfurao;

Decking.


Plano de fogo

Arranjo de retardos para controle do desmonte


Plano de fogo


Plano de fogo

A imagem a seguir retrata o movimento do burden durante a detonao mostrando o material liberado e o quebrado pelo processo de desmonte.


Plano de fogo

Seqncia do projeto

1 Coleta de dados;

2 Definio da geometria;

3 Definio do dimetro do furo, da subfurao, do tampo e dos espaadores;

4 Seleo dos explosivos;

5 Definio densidade de explosivos;

6 Definio de burden, espaamento e malha;

7 Seqncia de detonao apropriada;

8 Definio dos retardos.


Plano de fogo

Coleta de dados

Objetivos;

Geologia;

Equipamentos;

Materiais;

Limitaes;

Experincia.


Plano de fogo

Definio da geometria

Tamanho do desmonte;

Altura da bancada;

Tamanho do fogo;

ngulo de furao;

Espao para a pilha;

Acessos..


Plano de fogo

Dimetro dos furos

Custos;

Distribuio de energia;

Atenuao;

Grficos de energia.


Plano de fogo

Tampo

Retm os gases da exploso, permitindo que eles trabalhem;

Seu comprimento deve ter entre 15 D e 25 D e o tamanho entre 0,05 D e 0,15 D;

Deve ser de material duro e de fragmentos angulares;

Geralmente, o p da furao muito pequeno e fraco.


Plano de fogo

Subfurao

Dever ter entre 0,2 B e 0,3 B.


Plano de fogo

Seleo de explosivos

Parmetros fsicos:

resistncia gua;

dimetro crtico;

tempo de residncia;

terreno reativo e temperatura.


Plano de fogo

Malha de perfurao

Para a distribuio regular dos explosivos, preciso definir uma malha de furos tambm regular. Ela pode ser quadrada ou em p-de-galinha.


Plano de fogo

Distribuio dos explosivos

Distribuio da energia dos explosivos nos furos


Plano de fogo

Detonao/timing

Define o que realmente acontece no desmonte;

Controla o burden efetivo e o espaamento;

Determina qual o volume de rocha foi afetado por cada carga;

Controla a interao de cargas para o quebramento e a movimentao;

Controlas vibraes;

Verifica o confinamento dos gases, back break ou outros danos;

Afeta o comportamento da pilha de material desmontado.


Plano de fogo

Detonao/timing


Plano de fogo

Tempo de movimento do burden

Refere-se ao tempo necessrio para o primeiro movimento do burden, aps iniciao.Em rochas frgeis com mdulo de elasticidade elevado e pequenos burdens, o incio do movimento pode ser menor do que 10 ms.

J em rochas moles ou mais porosas, o tempo pode passar de 100 ms.


Plano de fogo

Retardos de detonao

Existem trs tipos de retardo de detonao:

entre furos;

entre linhas;

no furo.


Plano de fogo

Retardos de detonao


Plano de fogo

Iniciao linha por linha

Utilizada para lanar a pilha para frente;

Pode ser em malha quadrada ou em p-de-galinha.


Plano de fogo

Echelon patterns

Usado onde existem duas faces livres;

Auxilia o movimento do burden.


Plano de fogo

V patterns

Utilizado quando existe apenas uma face livre;

O ngulo V controlado pela B/S (burden/afastamento).


Plano de fogo

Detonao por choco

Projetado para provocar movimentos mnimos na pilha. Nesse caso, a superfcie a nica face livre;

Utiliza furos de pequeno dimetro e pequenos retardos;

No recomendada para bancadas de altura superior a dez metros.


Plano de fogo

Arranjo de retardos para condicionamento da pilha de fragmentao

ADVANCED BLAST DESIGN

POWDER FACTORMining Waste & Construction kg of explosivecubic metres of rock/waste

Mining Ore kg of explosive tonnes of ore

POWDER FACTOR CALCULATION

15 Holes, total kg 450 kg

9m deep x 3m spacing x 2m burden

Rock density = 2.5

kg per hole = ________ kg

Rock per hole = ________ m3

Powder factor (vol) = _____ kg per cubic metre

Powder factor (wt) = _____ kg per tonne

TYPICAL POWDER FACTOR RANGE kg/m3

lb/yd3

kg/m3

BLASTING PARAMETERS

RULES OF THUMB FOR QUARRIES/SURFACE MINING USING ANFO

S.G Rock - 2.5

A GOOD STARTING PLACE

=

Powder Factor = 0.6 kg/m3(1 lb/yd)

Higher Smaller Rock

Lower Larger Rock

Face Height = 100-120 Hole Diameter

e.g. 100 mm Hole = > 10-12 m Facee.g. 250 mm Hole = > 25-30 m Face

FACE HEIGHT TOO LOW

Too Stiff Poor Breakage Low Powder Factor Stemming Ejection Flyrock

FACE HEIGHT TOO HIGH Too Far To Drill Drilling Inaccuracies Variable Burden &

Spacing Flyrock Oversize Toe

Burden = 25 x hole diameter

e.g. 100 mm hole 2.5 m burden

Spacing = 35 x hole diameter

e.g. 100 mm hole 3.5 m spacing

Stemming

Use Crushed Rock Length = 0.7 - 1.4 Burden

Say = BurdenSize = 1/8 hole diameter

e.g. 100 mm hole = > 2.5 m of 12 mm crushed stone

Subdrill = 1/3 Burden

e.g. 100 mm hole => 0.83 m (1m) Subdrill

N.B. No Subdrill if bottom of face at a bedding plane

Work Problem 150 mm Hole Diameter Quarry Shot

Face Height ____________

Burden ____________

Spacing ____________

Stemming ____________

Subdrill ____________

Powder column wt kg/m

w = S.G. x d2 1273 kg/m

WORK PROBLEM

50/50 Emulsion blend150 mm hole10 m powder column

W = ________________ kg/m

Total Wt = ______________ kg

RULES OF THUMB FOR QUARRIES/

SURFACE MINING USING EMULSIONS & BLENDS

Burden = 30 x hole diameter

e.g. 100 mm hole 3 m burden

Spacing = 45 x hole diameter

e.g. 100 mm hole 4.5 m spacing

Pgina 1Pgina 2Pgina 3Pgina 4Pgina 5Pgina 6Pgina 7Pgina 8Pgina 9Pgina 10Pgina 11Pgina 12Pgina 13Pgina 14Pgina 15Pgina 16Pgina 17Pgina 18Pgina 19Pgina 20Pgina 21Pgina 22Pgina 23Pgina 24Pgina 25Pgina 26Pgina 27Pgina 28Pgina 29Pgina 30Pgina 31Pgina 32Pgina 33Pgina 34Pgina 35Pgina 36Pgina 37Pgina 38Pgina 39Pgina 40Pgina 41Vermeer nivelador de terrenoPgina 43Pgina 44Pgina 45Pgina 46Pgina 47Pgina 48Pgina 49Pgina 50Pgina 51Pgina 52Pgina 53Pgina 54Pgina 55Pgina 56Pgina 57FragmentaoProcesso de desmonte com explosivosPgina 60O que queremos?TEORIAS (+ 8 )PARMETROS QUE GOVERNAM FRAGMENTAOMecanismo de Quebra Mecanismo de Quebra Como as tenses se distribuem na parede do cilindro:Pgina 67Pgina 68Mecanismos de FragmentaoPgina 70Pgina 71Seqncia de EventosIniciaoDetonaoFraturamento inicialInfiltrao de GasesBurden inicia movimentaoMovimento do BurdenBurdenBurden Pgina 81Propagao da onda de choquePgina 83Penetrao dos gasesRuptura FlexuralPgina 86CRATERAMENTOSEQUNCIA DE QUEBRA POR CRATERAMENTOResumindoEnsaio de resistncia compresso uniaxialCompresso TriaxialResistncia DinmicaMedindo caractersticas de quebramentoCmara de detonaoPgina 95Pgina 96Pgina 97gua no furo?Explosivo prova dguaPgina 99Pgina 100Pgina 101Pgina 102Pgina 103Pgina 104Pgina 105Pgina 106Pgina 107Pgina 108Pgina 109Pgina 110Pgina 111Pgina 112Pgina 113Pgina 114Pgina 115Pgina 116Pgina 117Pgina 118Pgina 119Pgina 120Pgina 121Pgina 122Pgina 123Pgina 124Pgina 125Pgina 126Pgina 127Pgina 128Pgina 129Pgina 130Pgina 131Pgina 132Pgina 133Pgina 134Pgina 135Pgina 136Pgina 137Pgina 138Pgina 139Pgina 140Pgina 141Pgina 142Pgina 143Pgina 144Pgina 145Pgina 146Pgina 147Pgina 148Pgina 149Pgina 150Pgina 151Pgina 152Pgina 153Pgina 154Pgina 155Pgina 156Pgina 157Pgina 158Pgina 159Pgina 160Pgina 161Initiation System TrendsTYPES OF INITIATION SYSTEMSCOMPARISON OF USA & BRAZILWorldwide Initiation TrendsELECTRIC DISADVANTAGESReason why people moving away from electric:NON-ELECTRIC SYSTEMSCAP & SAFETY FUSE (1)CAP & SAFETY FUSE (2)DETONATING CORD (1)DETONATING CORD (2)Pgina 173DETONATING CORD (5)NONEL INITIATION SYSTEM (1)NONEL INITIATION SYSTEM (2)ADVANCES IN NONELNow Over 90% of US MarketADVANTAGES OF THE EZ DETEZ DET EXAMPLE LAYOUTEZ Det Firing

NONEL OPERATION (2)NON ELECTRIC TRENDSELECTRONIC DETONATORSTHOUGHTS ON ELECTRONIC DETONATORSTYPESINDUSTRY PREFFERENCE & TRENDSREMOTE RADIO FIRE CONTROLPgina 188Pgina 189Pgina 190Pgina 191Pgina 192Pgina 193Pgina 194Pgina 195Pgina 196Pgina 197Pgina 198Pgina 199Pgina 200Pgina 201Pgina 202Pgina 203Pgina 204Pgina 205Pgina 206Pgina 207Pgina 208Pgina 209Pgina 210Pgina 211Pgina 212Pgina 213Pgina 214Pgina 215Pgina 216Pgina 217Pgina 218Pgina 219Pgina 220Pgina 221Pgina 222Pgina 223Pgina 224POWDER FACTOR CALCULATIONTYPICAL POWDER FACTOR RANGEBLASTING PARAMETERSRULES OF THUMB FOR QUARRIES/SURFACE MINING USING ANFOPgina 229Pgina 230Pgina 231FACE HEIGHT TOO LOWFACE HEIGHT TOO HIGHPgina 234Pgina 235Pgina 236Pgina 237Work Problem 150 mm Hole Diameter Quarry ShotPgina 239Pgina 240Pgina 241Pgina 242Pgina 243

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