Desenvolvimento de Mina

Praça Expedicionário Assunção, 168 – Bairro Centro

Nova Lima – MG – CEP: 34.000-000 Telefone: (31) 3541-2666

DDEESSEENNVVOOLLVVIIMMEENNTTOO

DDEE MMIINNAA

SENAI – “Serviço Nacional de Aprendizagem

Industrial”

Centro de Formação Profissional

“AFONSO GRECO”

Presidente da FIEMG Olavo Machado Gestor do SENAI

Petrônio Machado Zica

Diretor Regional do SENAI e

Superintendente de Conhecimento e Tecnologia

Lúcio Sampaio

Gerente de Educação e Tecnologia

Edmar Fernando de Alcântara

Sumário

INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 02

PROPRIEDADES FÍSICAS DAS ROCHAS ..................................................................... 04

DESENVOLVIMENTO ...................................................................................................... 10

VIAS DE ACESSO ............................................................................................................ 12

PERFURAÇÃO DE ROCHAS .......................................................................................... 14

PERFURAÇÃO ROTOPERCUSSIVA .............................................................................. 17

EXPLOSIVOS ................................................................................................................... 19

ACESSÓRIOS DE DETONAÇÃO .................................................................................... 36

NOÇÕES SOBRE DESMONTE DE ROCHAS A CÉU ABERTO .................................... 49

AJUSTAMENTO PARA RAZÃO DE CARREGAMENTO ............................................... 55

EXERCÍCIO PRÁTICO ..................................................................................................... 56

PROFUNDIDADE DOS FUROS INCLINADOS ............................................................... 59

MINERAÇÃO SUBTERRÂNEA ....................................................................................... 60

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO ............................................................................................. 65

Noções de Desenvolvimento e Planejamento de Minas ____________________________________________________________

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Qualificação Profissional (PRONATEC) – Operador de Mina

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Apresentação

“Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento. “

Peter Drucker O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação. O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país,sabe disso , e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência:” formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo,

com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados,

flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de

educação continuada.”

Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento , na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – internet- é tão importante quanto zelar pela produção de material didático. Isto porque, nos embates diários,instrutores e alunos , nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos. O SENAI deseja , por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada !

Gerência de Educação e Tecnologia


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Introdução

Pertencem ao âmbito da mineração os trabalhos mineiros visando a descoberta, a avaliação e a extração de substâncias minerais úteis existentes na superfície ou no interior da terra. Legalmente, a mineração consta de duas fases: Pesquisa e lavra. Tecnicamente, estas duas fases poderão ser desdobradas da seguinte maneira: Pesquisa = prospecção e exploração Lavra = desenvolvimento e lavra 1) Prospecção: São trabalhos mineiros, com o objetivo de encontrar a substância mineral útil. Esta procura pode ser por métodos diretos e indiretos. Os métodos diretos são aleatórios e árduos, principalmente quando realizados ao acaso. Os processos indiretos são apoiados em conhecimentos, tais como: geoquímica, geofísica, topografia, arqueologia, etc., e com aparelhos como contador Geiger, radar e outros. 2) Exploração: Esta fase segue-se à prospecção, compreendendo o estudo da substância mineral encontrada, sob todos os aspectos, tais como: características físicas, quantidade, avaliação, etc., tudo que for necessário para se concluir que o corpo mineral é ou não economicamente aproveitável. Se for trata-se de uma jazida; caso contrário teremos, simplesmente, uma ocorrência ou prospecto. Daí a importância de uma pesquisa bem feita, uma vez que ela decidirá, ou não, pela lavra do corpo mineral pesquisado. De um modo geral, não se faz a aventureira da mineração e mesmo porque, isto é, em geral impossível. A exploração deve ser levada a um ponto tal que possa concluir pela lavra, ou pelo abandono da ocorrência. É óbvio que, sob condições particulares, um prospecto deve ser lavrado, ainda que antieconomicamente. O avanço da tecnologia, a demanda do mercado, a evolução dos equipamentos e outros fatores, podem tornar jazidas o que outrora era simples ocorrência. 3) Desenvolvimento: É a fase que antecede a lavra propriamente dita. Nesta fase são realizadas trabalhos de desmatamento, decapeamento, abertura de vias de acesso de superfície ou subterrâneas, drenagem, etc. Enfim, todo e qualquer trabalho que vise facilitar uma operação envolvida na lavra e que complete a pesquisa. Uma jazida integralmente desenvolvida para dar início à lavra, é um procedimento raro, porque é demorado e antieconômico. O normal é que o desenvolvimento esteja convenientemente defasado da lavra, para que os serviços não se interfiram, prejudicando a produção. 4) Lavra: É conjunto de operações necessárias à extração industrial de substâncias minerais das jazidas. Atinge os trabalhos do desmonte do material, bem como as operações necessárias à segurança do serviço. O sinônimo explotação também é usual. Na lavra de material rochoso, três operações fundamentais ocorrem invariavelmente: desmonte, carregamento e transporte. Estes trabalhos oneram a lavra e, por isso, o seu modo de execução deverá ser cuidadosamente planejado, para que sejam realizados de um modo eficiente, barato e seguro. A opção por um determinado método de desmonte é função de diversas variáveis, tais como: volume a ser desmontado, disponibilidade de


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recursos, trabalho a céu aberto, trabalho subterrâneo, mão de obra, características físicas do material a desmontar, finalidade do material, etc. Com atenção ao que foi dito, o desmonte poderá ser efetuado por quatro modos principais: desmonte manual, hidráulico, com explosivos e desmonte com máquinas.


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Propriedades físicas das rochas As propriedades físicas das rochas são de máxima importância, quando da escolha de um método de desmonte. Isto porque as rochas variam muito no que diz respeito a estas propriedades, uma vez que elas dependem da composição mineralógica, estrutura, grau de decomposição, etc. Às vezes, em função destas propriedades, é escolhido um método de lavra. Estudaremos as seguintes propriedades físicas das rochas: coesão, dureza, elasticidade, plasticidade, peso específico, porosidade, empolamento, ângulo de repouso natural, explodibilidade, estabilidade e recalque. 1) Coesão: Refere-se à força que une as partículas das rochas. Sob o ponto de vista da coesão, as rochas podem ser coerentes como os gnaisses, granitos e basaltos, desde que não estejam decompostas. As rochas são incoerentes se forem como a terra, areias e argilas. 2) Dureza: É a resistência oferecida pela rocha à penetração de uma ferramenta mineira. Esta propriedade está intimamente ligada ao conceito de perfurabilidade, que é o tempo necessário para perfurar uma unidade de comprimento na rocha considerada. 3) Elasticidade: É a mudança de forma ou volume de uma rocha, quando submetida a forças extremas, retornando, em seguida, às condições iniciais, quando retiradas as forças que causaram a deformação. 4) Plasticidade: É a propriedade que tem a rocha de tomar qualquer forma, quando submetida a forças externas, e conservar esta forma, mesmo depois de removida a causa da deformação. 5) Peso específico: É o peso por unidade de volume da rocha. Pode ser determinado experimentalmente ou verificado com uso de tabelas (Veja em Q1.1 e Q 1.2). 6) Porosidade: É a relação entre volume de poros e fissuras para o volume de rocha que contém. É muito variável. Influi na resistência mecânica e na capacidade de absorção de água pela rocha. 7) Empolamento: É o aumento aparente de volume que a rocha apresenta depois de fragmentada, ou, mais amplamente, é o volume em relação a um estado anterior de maior compactação. Este aumento está ligado ao grau de fragmentação da rocha. De um modo geral, quando mais fragmentado , maior o empolamento. É propriedade muito importante quando do dimensionamento de equipamentos de carregamento e transporte. O material rochoso, quando “IN SITU”, é dito “no corte”. E, uma vez retirado do “corte” e fragmentado, está “solto” ou empolado. Vc = Volume no “corte” ou “in situ” Vs = Volume empolado ou “solto” Pc = peso específico no “corte” Os = peso específico empolado ou “solto”


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OBS: peso específico é o peso por unidade de volume da rocha P = m / V Pc = m / Vs logo: m = Pc / Vc Os = M / Vs logo: m = Os / Vs Então, temos: Pc . Vc = Os . Vs ou Vc = (Os . Vs) / Pc Fator de convenção: Φ Φ = Os / Pc Fator de Empolamento:λ Λ = Pc / Os Porcentagem de empolamento: λ (%) = ((1 / Φ) – 1) . 100 8) Ângulo de repouso natural: É o ângulo máximo que faz a superfície inclinada de uma pilha de material com um plano horizontal. Varia com as diferentes rochas, com a forma e tamanho das partículas. É também conhecido como ângulo de talude natural. Veja a figura abaixo. Θ é o ângulo de repouso natural 9) Explodibilidade: é a maior ou menor dificuldade que uma rocha oferece ao desmonte com explosivos. Caracteriza-se pela quantidade de explosivo necessária para arrancar uma unidade de peso ou de volume da rocha “in Situ”. Esta quantidade é também conhecida como “razão de carregamento”. Experiência em mineração de pedreiras a céu aberto, tem apresentado os seguintes valores para “razão de carregamento”: - Granito, gnaisse, bassalto 120 a 270 g/m3 - Rocha decomposta 250 a 340 g/m3 - Arenito e folhelho 200 a 300 g/m3

- Hematita compacta 100 a 135 g/m3

- Calcário 75 a 110 g/m3

10) Estabilidade: É a propriedade das rochas de se manterem em equilíbrio sob várias condições de exposição. É propriedade que pode influenciar muito na escolha de um método de lavra. Considerando a estabilidade, as rochas podem ser classificadas como:


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a) Muito estáveis: Não há necessidade de escorar as aberturas abertas na

rocha; b) Estáveis: Escoramento em alguns pontos apenas; c) Mediante estáveis: Permitem aberturas sem escoramento imediato. O

escoramento se fará após relativamente longo tempo de exposição; d) Instáveis: Requer escoramento fortes e imediatos.

11) Recalque: É a contração volumétrica após a compactação ou adensamento. Pode-se entender como se fosse o contrário do empolamento.

Peso médio de vários materiais encontrados em operação de detonação

Material No “corte” Empolado

TON / m3 M3 / TON TON / m3 M3 / TON

ARDÓSIA 2,7 0,37 1,7 0,59

AREIA 2,6 0,39 1,7 0,59

ARENITO 2,4 0,42 1,5 0,67

BASALTO 3,0 0,33 2,0 0,50

CALCÁRIO 2,6 0,39 1,7 0,59

DIABÁSIO 2,8 0,36 1,8 0,55

DIORITO 3,0 0,33 1,9 0,52

DOLOMITA 2,9 0,35 1,8 0,55

FOLHELHO 2,6 0,398 1,7 0,59

GIPSITA 2,8 0,36 1,8 0,55

GNAISSE 2,9 0,35 1,8 0,55

GRANITO 2,7 0,37 1,7 0,59

HEMATITA 4,9 0,21 3,2 0,31

LIMONITA 3,8 0,26 2,5 0,40

MAGNESITA 3,2 0,31 2,0 0,50

MAGNETITA 5,0 0,20 3,3 0,30

MÁRMORE 2,5 0,40 1,6 0,63

MICAXISTO 2,7 0,37 1,7 0,59

PEGMATITO 2,6 0,39 1,7 0,59

QUARTIZITO 2,6 0,39 1,7 0,59

SAL – GEMA 2,3 0,43 1,5 0,67

TALCO 2,6 0,39 1,7 0,59

Q 1.1 Obs: A expressão “no corte” se refere a operação antes da detonação.


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Características aproximadas de alguns materiais

Material Kg/m3 % empol. Fator conv. Kg/m3 solto

Argila 1720 40 0,72 1240

Argila com pedregulho

Seca 1780 40 0,72 7300

Argila com pedregulho

Molhada 2200 40 0,72 1580

Carvão antracítico 1450 35 0,74 1070

Carvão betuninoso 1280 35 0,74 950

Terra comum, seca 1550 25 0,80 1250

Terra comum, molhada 2000 25 0,80 1600

Pedregulho (1 a 5 cm)

Molhado 2000 12 0,89 1780

Pedregulho (1 a 5 cm)

Seco 1840 12 0,89 1640

Hematita 3180 18 0,85 2700

Magnetita 3280 18 0,85 2780

Calcário 2620 67 0,60 1570

Areia seca, solta 1780 12 0,89 1580

Areia molhada, compactada 2100 12 0,89 1870

Arenito 2420 54 0,65 1570

Escória de fundição 1600 23 0,81 1300

Q 1.2 Exemplos:

1) Um caminhão basculante que transporta material solto, tem capacidade de 5,0 m3. A que volume corresponderá no corte esse volume solto, sabendo-se que Φ = 0,80?

Solução: PcVc = PsVs logo: Vc = PsVs / Pc Vc = ΦVs Vc = 0,80 x 5 ou Vc = 4,0m3 2) Numa pedreira de calcário, após a detonação de um bloco, gerou-se 15,0

m3 desmontado. Sabendo-se que o peso específico no corte pe de 2,620 Kg/m3, pede-se:

a) Fator de conversão b) Fator de empolamento c) Volume no corte

Solução: a) Φ = Os / Pc = 1570 / 2620 = 0,60 b) Λ = Pc / Os = 2620 / 1570 = 1,66 Λ(%) = ((1 / Φ) – 1)) x 100 = (1 – Φ) / Φ x 100 = (1 – 0,60) / 0,60 x 100 = 66% c) Vc = Os / Pc x Vs = Φ Vs = 0,60 x 15 = 9,0m3


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Exercícios 1) Em mineração, utiliza-se muito o peso específico dos materiais (minerais e materiais). Vamos, em física, que o peso é diferente de massa, pois P = m . g, mas em mineração isto não tem muita importância. Na literatura mineira encontramos sempre: PS = 2700 Kg/m3. PS = 1570 Kg / m3

PS = peso específico solto 2) Um caminhão está carregado com um tipo de minério, , cujo peso específico solto valo 4 ton / m3. Supondo que está com 120 ton, qual o voluma deste minério?

PS = SV

m PS = 4 ton/m3

m = 120 ton

4 ton / m3 = SV

ton120 VS = ?

VS = 30m3

Jardas Cúbicas 1” = 25,4mm = 2,54cm 1 pé (ft) = 12” = 30,48cm 1 jarda (jd) = 3 pés = 91,44cm = 0,9144cm 1 jd3 = 0,9144cm x 0,9144m x 0,9144m = 0,76m3

3) Uma carregadeira possui uma caçamba de 10jd3 e trabalhar carregando um minério de peso específico solto igual a 2 ton/m3. Quantas caçambas deverá dar para carregar uma carreta de 60 ton?

1 jd3 – 0,76m3 PS = 2ton/m3

10 jd3 – x VS = 7,6 m3 x = 7,6m3 m = ?

Regra de 3 Fórmulas nº de caçambas = caçambaston

42,15

60

1m3 – 2 tom S

SV

mP

7,6 m3 – x

6,7

2m

m = 15,2 ton

Refazer o problema anterior considerando 6 jd3, 1,5 ton / m3 e 50 ton.


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1 jd3 – 0,76m3 PS = 1,5 ton / m3 6 jd3 – x VS = 4,56 m3 x = 4,56m3 m = ?

PS = tonmm

V

m

S

84,656,4

5,1

Nº de caçambas = ton

ton

84,6

50 = 7 caçambas

Um caminhão de 8m3 está carregado com 15 ton de brita. Qual o PS solto desta brita?

PS = ? PS = SV

m

m = 15 ton

VS = 8 m3 1,580 = 20

m m = 31,6 ton


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Desenvolvimento Introdução

A extração das substâncias úteis de uma jazida não pode ser iniciada imediatamente e nem sempre nos locais onde se cortou a mesma ou a colocou a descoberto. Se a extração se iniciasse imediatamente, o acesso às partes mais afastadas do local de extração resultaria extraordinariamente difícil ou quase impossível, o que exige uma prévia preparação dentro de um determinado planejamento, preparação esta que se denomina desenvolvimento. Como o desenvolvimento é uma fase que envolve grandes despesas, por segurança, ela só deve ser iniciada após a certeza da posse da jazida. Seu planejamento deve ser condicionado ao tipo de lavra que se irá executar.

TIPOS DE DESENVOLVIMENTO

Os desenvolvimentos podem ser agrupados nos seguintes tipos: A) A céu aberto ou subterrâneo – conforme sejam executados na superfície ou

no interior dos terrenos. Em geral, está intimamente ligado com o tipo de lavra, se a céu aberto ou subterrânea.

B) Prévios ou simultâneos com a lavra – se executados antes que se inicie a

lavra, como condição para esta, ou se efetuados à medida que a lavra prossegue, mantendo uma adequada quantidade da jazida desenvolvida para se permitir a lavra regular sem interferência dos serviços, porém sem exageros de desenvolvimentos, resultando em grandes investimentos prematuros, sem nenhum reembolso imediato. Em alguns casos, esta simultaneidade pode ser forçosa, por exemplo, em serviços de lavra a céu aberto nos quais o estéril deve ser lançado nos trechos já lavrados, evitando-se longos transportes para os bota-foras.

C) Sistemáticos ou supletivos – se são empreendidos segundo um plano geral,

em coordenação com o método de lavra, ou feitos ocasionalmente, para atender a conveniência ou imposições locais, tais como o provimento de vias de ventilação ou esgotamento, saídas de emergências, etc. Mais freqüentemente decorrerá de conveniência econômica.

D) Produtivos ou obras mortas – conforme forneçam substâncias úteis ou

estéril, segundo sua locação na jazida, nas encaixantes ou em terrenos vizinhos. O fornecimento de material útil seria desejável, por compensar, parcial ou totalmente, as despesas da execução; mas, excluídos os trabalhos de estabelecimento de unidade de desmonte ou frentes de lavra, as finalidades principais dos desenvolvimentos ( transportes rápidos e eficientes, ventilação, drenagem, etc) impõem regularidade de traçados e distanciamentos dos locais de desmonte, conduzindo comumente à locação


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no estéril, isto é, a obras mortas. Estas, pela maior regularidade, menor custo de manutenção, não imobilização de minério como piso ou pilares de proteção, etc, são comumente mais econômicas, embora não forneçam recuperações imediatas, por fornecimento de minério.

E) Puros ou exploratórios – segundo tenham ou não finalidade subordinada de

completar a exploração da jazida, para fornecimento de maiores detalhes do corpo; não devem ser confundidos com os de exploração pura, que podem ocorrer simultaneamente com os de desenvolvimento ou com os de lavra, mas cuja finalidade é o conhecimento da jazida.


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VIAS DE ACESSO

As vias de acesso são desenvolvimentos básicos que permitem atingir a jazida em um ou vários horizontes, e o escoamento das substâncias desmontadas. Quando da sua escolha e locação devem ser levadas em conta, entre outras condições, a topografia local, a morfologia da jazida, o tipo de lavra, a independência na extração das safras, os custos, a produção desejada, etc. A) Acessos em serviços superficiais:

Em lavra a céu aberto, as vias de acesso são, comumente, simples estradas principais,

convenientemente construídas para possibilitar a lavra dos diversos bancos, que

verticalmente dividem a jazida.

Em certos casos especiais outros acessos, que não as estradas, podem ser utilizados, como túneis, planos inclinados, poços verticais e, até mesmo, simples furos de sonda ( lavra de petróleo e gases, sais solúveis, etc). O traçado desses acessos requer conhecimento bem detalhado da jazida, dependendo fundamentalmente da topografia, como já foi dito das produções visadas, dos equipamentos utilizados no transporte, etc, que serão condicionadores das larguras, greides, raios de curvaturas, etc. Os diferentes tipos de acesso, em lavra a céu aberto, podem ser agrupados em:

1) Sistema de zig-zag ou serpentina:

A estrada de acesso se desenvolve por vários lances, com declividade compatível com o tipo de transporte. Os diversos lances são concordados por curvas de grande ou pequeno raio, plataformas horizontais ou plataforma de reversão de marcha. Apresentam a vantagem de imobilizarem pequena área horizontal, com a desvantagem de uma baixa velocidade de transporte.

2) Sistema de via helicoidal contínua: Usado para jazidas de grande área horizontal, em cavas profundas, este

sistema se constitui numa via contínua, em hélice, apresentando lances planos e outros em declividade. O acesso é executado à medida que vão sendo extraídas as fatias horizontais, compreendidas no núcleo da hélice.

3) Sistema de planos inclinados a céu aberto:

Sistema aplicável a jazidas de pequena área horizontal, em cavas profundas. A inclinação dos planos vai desde a valores compatíveis com o uso de correias transportadoras até a cerca de 80º, para uso de skips que trafegam sobre trilhos. O minério dos bancos é descarregado em chutes que alimentam os skips e estes, por sua vez, basculam em chutes fora da cava, que alimentarão trens ou caminhões.

4) Sistema de suspensão por cabos aéreos:


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Aplicável a cavas profundas e de pequena área horizontal. Tal sistema, hoje em desuso, foi muito utilizado nas minas de diamantes de Kimberley. O minério é carregado em caçambas içáveis e despejado em chutes superficiais, para posterior transporte. Os cabos de suspensão se estendem sobre a cava, suspensos por uma ou várias torres especiais.

5) Sistema de poço vertical:

Um ou mais poços verticais, próximos da cava, são ligados aos bancos por travessas dotadas de chutes, para carregamento de skips que farão o transporte vertical, descarregando em silos na superfície. O sistema tem produção diária limitada, mesmo que o transporte horizontal, até aos chutes do poço, se faça por pás carregadoras.

6) Sistema de ádito inferior:

Utilizável para minas lavradas em flanco ou, em casos que a topografia permite, para lavra em cava. Consiste de um ádito sob o minério, associado a uma caída de minério que se liga aos vários bancos por travessas. Do ádito o minério é transportado para chutes externos, por veículos compatíveis com as dimensões de sua seção.

7) Sistema de funil:

Consta de um poço inclinado ou vertical, na encaixante, conectado ao corpo de minério por uma travessa da qual partem subidas até varar na superfície. O minério é desmontado no fundo da cava em cones concêntricos com as subidas, comumente verticais, sendo dispensado o uso de bancos. Por estas subidas o minério atinge a travessa, indo ter ao poço, donde é içado para a superfície. Existem outros sistemas iguais, que abrangem toda a área da cava. Tal sistema foi parcialmente usado pela Meridional de Lafaiete, na lavra de manganês.

B) Acessos em serviços subterrâneos: São os mesmos vistos na exploração subterrânea ( poços verticais ou inclinados e túneis), distinguindo-se daqueles mais pela finalidade que pela natureza, embora sejam, normalmente, de maiores seções, maior regularidade de traçado e locação diversa dos de pesquisa. A opção por este ou por aquele tipo de acesso, de um modo geral, pode ser assim resolvida:

a) Em terrenos planos ou pouco acidentados: 1) corpos verticais ou horizontais – poço vertical, fora do corpo; 2) corpos inclinados – poço vertical ( na capa, na lapa, de transição); no

plano inclinado, na lapa ou no corpo. b) Em terrenos acidentados:

Poço vertical, poço inclinado ou túnel, na capa, na lapa ou no corpo.


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PERFURAÇÃO DE ROCHAS

1) HISTÓRICO Desde os tempos pré-históricos, o homem tem sido compelido a trabalhar com rocha a fim de atender às diversas necessidades. A procura de sílex, para utilização nas ferramentas da idade da pedra, iniciou a mineração já em 15 000 a.C. Por volta de 3 000 a.C. depósitos metálicos eram trabalhados no Egito e no Oriente Próximo, tendo-se conhecimento de que várias minas de metais estavam em operação na Europa em torno de 1 600 anos antes de nossa era, como por exemplo, as minas de estanho de Cornwall. O desenvolvimento técnico sempre tem sido determinado pelas fontes de energia disponíveis. Nas minas de sílex da Idade do Bronze desde 3 000 a.C., e durante cerca de 4 700 anos – a instalação de fogueiras era o método de mineração predominante. A rocha era aquecida pelo fogo e em seguida resfriada com água de maneira à forçar o aparecimento de fissuras. A pólvora começou a ser utilizada nas operações de mineração na Europa no século XVII, tendo o aparecimento da nitroglicerina ocorrido em 1 870. A idéia de perfurar minas na rocha surgiu quando as operações de mineração passaram do simples acender de fogueira para as detonações com explosivos. Antes de 1 860, quando as perfuratrizes pneumáticas começaram a ser utilizadas, a perfuração manual era o único método concebível. A perfuração a rotopercussão é o sistema mais clássico de perfuração de minas e sua aparição coincide com o desenvolvimento industrial do século XIX. As primeiras máquinas protótipos de Singer (1838) e Couch (1848) utilizavam vapor para seu acionamento, porém foi com a aplicação posterior do ar comprimido como fonte de energia, e na execução do túnel de Mont Cenis em 1 861, quando este sistema evoluiu e passou a ser usado de uma forma extensiva. A primeira perfuratriz tipo martelo, foi construída em 1 896 e em meados de 1 940 as pontas forjadas das brocas foram substituídas por carboneto de tungstênio. Paralelamente com as técnicas de perfuração, as técnicas de detonação e desmonte também foram desenvolvidas. 2) INTRODUÇÃO

A perfuração das rochas dentro do campo dos desmontes é a primeira operação que se realiza e tem como finalidade abrir uns furos, com a distribuição e geometria adequada dentro dos maciços, para alojar as cargas de explosivos e seus acessórios iniciadores.

Os sistemas de perfuração da rocha que tem sido desenvolvidos e classificados por ordem de aplicação são:

a) MECÂNICOS

Percussão

Rotação

Rotopercussão


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b) TÉRMICOS

Maçarico ou lança térmica Plasma

Fluido quente

Congelamento

c) HIDRÁULICOS

Jorro de água Erosão

Cavitação

d) SÔNICOS

Vibração de alta freqüência

e) QUÍMICOS

Micro desmonte

Dissolução

f) ELÉTRICOS

Arco elétrico Indução magnética

g) SÍSMICOS

Raio laser

NUCLEARES

Fusão

Fissão

Na mineração e obras públicas os métodos mecânicos são os mais utilizados. As componentes principais de um sistema de perfuração

desse tipo são: a perfuratriz que é a fonte de energia mecânica, a haste que é o meio de transmissão de energia, a broca que exerce sobre

a rocha a dita energia e o fluido que efetua a limpeza e a evacuação dos detritos produzidos

3) TIPOLOGIA DOS TRABALHOS DE PERFURAÇÃO Dentro da ampla variedade dos trabalhos de escavação com explosivos, se tem desenvolvido um grande número de equipamentos que dão lugar a um dos procedimentos de perfuração, que são: a) PERFURAÇÃO MANUAL: Se leva a cabo com equipamentos ligeiros,

manuseados à mão pelos operadores. Se utiliza em trabalhos de pequena envergadura onde por causa das dimensões não é possível utilizar outros equipamentos ou não é justificado economicamente seu emprego.

b) PERFURAÇÃO MECANIZADA: Os equipamentos de perfuração são

montados sobre umas estruturas, do tipo mecânico, com os quais o operador consegue controlar os parâmetros da perfuração. Estas estruturas ou chassis podem ser montados sobre pneumáticos ou esteiras e serem automotrizes.

Por outro lado, os tipos de trabalho, tanto em obras de superfície como subterrâneas, podem classificar-se nos seguintes: a) PERFURAÇÃO DE BANCOS: Esse é o melhor método para o desmonte de

rocha já que se dispõe de uma face livre para a saída e projeção do material e permite uma sistematização dos trabalhos. Se utiliza tanto em projetos a céu aberto e subterrâneos com furos verticais ou inclinados, geralmente, e também horizontais, em alguns casos pouco freqüentes,


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b) PERFURAÇÃO DE PRODUÇÃO: Esta terminologia se utiliza nas explotações

mineiras, fundamentalmente subterrâneas, para aqueles trabalhos de extração do mineral. Os equipamentos e os métodos variam segundo os sistemas de explotação.

c) PERFURAÇÃO DE CHAMINÉS: Em muitos projetos subterrâneos de

mineração e obra pública é preciso abrir chaminés. Bem que existe uma tendência pela aplicação do método Raise Boring, ainda hoje se utiliza o método de furos longos e outros sistemas especiais de perfuração combinadas com o desmonte.

d) PERFURAÇÃO DE ROCHAS COM CAPEAMENTO: A perfuração dos

maciços rochosos sobre os quais existem capeamentos obrigam a utilização de métodos especiais de perfuração com tubulações.

e) REFORÇO DAS ROCHAS: Em muitas obras subterrâneas e algumas a céu

aberto é necessário realizar o reforço das rochas, mediante ao uso de tirantes, cavilhas split set, cintas metálicas, redes metálicas, etc., sendo a perfuração a fase prévia em tais trabalhos.

Outros critérios que intervém na seleção dos equipamentos de perfuração são: econômicos, desenho mecânico, manutenção e serviço, capacidade operativa, adaptação aos equipamentos de explotação e as condições da área de trabalho (acessibilidade, tipo de rocha, fontes de energia, etc.)


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PERFURAÇÃO ROTOPERCUSSIVA

A perfuração a roto – percussão é o sistema mais clássico de perfuração de rochas e, sua aparição coincide com o desenvolvimento industrial do século XIX. As primeiras máquinas protótipos de Singer (1838) e Couch ( 1848) utilizavam vapor para seu acionamento, entretanto foi com a aplicação de ar comprimido como fonte de energia, na execução do túnel de Mont Cenis, em 1861, quando esse sistema evoluiu e passou a ser usado de forma extensIva.

As perfuratrizes rotativo – percurssivas apresentam rotação contínua, além de percussão sobre a broca. Diferem das perfuratrizes percussivas porque estas, além do porte menor, tem rotação da broca, descontínua. Outra diferença reside em serem utilizadas para perfuração de diâmetros menores, geralmente de 38 mm a 89 mm, podendo chegar a 125 mm. O movimento de rotação contínuo pode ser produzido por motor de pistões, colocado no cabeçote da perfuratriz ou por motor independente da perfuratriz. A velocidade de penetração conseguida por um equipamento rotativo – percurssivo depende dos seguintes fatores:

- características geomecânicas, mineralógicas e de abrasividade das rochas; - potência de percussão da perfuratriz; - empuxo sobre a broca; - comprimento da perfuração; - limpeza do fundo do furo; - condições de trabalho; - eficiência do operador Para um dado equipamento, a velocidade de penetração pode ser estimada através dos seguintes procedimentos: - extrapolando os dados obtidos em outras condições de trabalho; - com fórmulas empíricas; - mediante ensaios de laboratórios sobre amostras representativas. Os equipamentos rotativo – percurssivos se classificam em grupos, segundo onde se encontra o mecanismo de percussão: Perfuratriz na parte superior: Nestas perfuratrizes dois dos acionamentos básicos, rotação e percussão, se produzem fora do furo. O esforço de percussão para a extremidade da broca é feito através de segmento de aço, unidos por roscas. As perfuratrizes na parte superior podem ser pneumáticas ou hidráulicas.

Perfuratrizes Pneumáticas: São acionadas por ar comprimido; seu campo de atuação tem sido estreitado cada vez mais aos furos curtos

de comprimento entre 3 e 15m, de diâmetro pequeno, em rochas duras e terrenos de difícil acesso. Porém apresentam algumas

vantagens, tais como:

grande simplicidade

facilidade de reparos


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baixo preço de aquisição

possibilidade de utilização de antigas instalações de ar comprimido

Perfuratrizes Hidráulicas: Ao final dos anos 60 e início dos anos 70, ocorreu um grande avanço tecnológico nas perfurações de rochas com o desenvolvimento das perfuratrizes hidráulicas. Uma perfuratriz hidráulica consta basicamente dos mesmos elementos construtivos de uma pneumática. A diferença mais importante entre os sistemas é que em lugar de utilizar ar comprimido, gerado por um compressor, utiliza-se um grupo de bombas que aplicam um volume de óleo, que aciona os componentes. As razões pelas quais a perfuratriz hidráulica supõe uma melhora tecnológica sobre a pneumática são as seguintes:

Menor consumo de energia ( 1/3 da pneumática)

Menor custo dos acessórios de perfuração ( 20% )

Maior capacidade de perfuração

Maior elasticidade da operação

Maior facilidade para a automatização

Os inconvenientes são: maior investimento inicial, reparos mais complexos, requerendo-se uma melhor organização e formação de pessoal de manutenção. Perfuratriz furo abaixo ( down the hole – dth): Essas perfuratrizes se desenvolveram em 1951 por Stenvick e desde então vem sendo utilizadas com uma ampla profusão em explotações a céu aberto, de rochas de resistência média em uma gama de diâmetros de 105 a 200 mm, bem que existem modelo de diâmetro de 915 mm. As perfuratrizes de furo abaixo foram desenvolvidas para evitar a dissipação de energia. O mecanismo de percussão, ao invés de ficar na superfície, está na extremidade da broca. Como vantagens da perfuratriz de furo abaixo, temos:

Não ocorre dissipação de energia de percussão

A limpeza do furo é mais eficiente

rendimento em metros de furo é maior para a mesma quantidade de ar E como desvantagens, temos:

A velocidade de perfuração é menor

A vida útil das pastilhas ( material que rompe a rocha ) é menor

Não trabalha bem em rocha muito fraturada ou na presença de água


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EXPLOSIVOS

1) INTRODUÇÃO A pólvora foi, sem dúvida, o primeiro passo para o desenvolvimento de quase uma centena de produtos, hoje em dia, conhecidos como explosivos. Inicialmente utilizada pelos chineses como pirotécnico passou com algumas modificações a propelente de projéteis e armamentos em geral. O segundo passo foi dado em 1847 com a descoberta da Nitroglicerina pelo italiano Ascânio Sobrero. Foi uma verdadeira revolução, pois este preparado oferecia um poder de explosão muitas vezes maior que o da pólvora. Tinha porém um inconveniente: era muito perigoso quando submetido a movimentos bruscos ou atrito, fato que limitava as condições de segurança em seu manuseio. Alguns anos mais tarde, em 1863, o sueco Alfred Nobel superou este inconveniente adicionando Kieselguhr à Nitroglicerina, produzindo desta forma a dinamite: explosivo potente que oferecia ao mesmo tempo boas condições de segurança. A casualidade por outro lado, em 1923, na cidade alemã de Oppau, deu existência industrial a outro membro da família dos explosivos, quando ao tentar-se dinamitar um nitrato de amônio que havia empedrado pela ação da umidade, provocou-se enorme explosão, destruindo parte da cidade. De outro acidente nasceu o ANFO (Amonium Nitrate and Fuel Oil), mistura de nitrato de amônio e óleo diesel, quando o choque de dois navios, carregando os dois produtos acima, resultou em incêndio seguido de violenta explosão que arrasou o Porto de Texas. A partir destes acidentes e das experiências que os sucederam consolidou-se o uso do Nitrato de amônio como material explosivo e, com tal intensidade que, atualmente, tem sido o componente básico de todo explosivo industrial. 2) CONCEITUAÇÃO

Explosivos industriais são substâncias ou misturas de substâncias que, quando excitadas

por algum agente externo, são capazes de decompor-se quimicamente gerando

considerável volume de gases a altas temperaturas. Estas reações de decomposição

podem ser iniciadas por agentes mecânicos (pressão, atrito, vibração, impacto, etc) ou

ainda pela ação de outro explosivo (espoletas, boosters ou outros iniciadores.

A conceituação moderna de explosivos industriais sugere ainda que na sua fabricação sejam utilizados componentes que isoladamente não são substâncias explosivas, de forma a garantir completa segurança no trabalho dentro das fábricas. È o caso da moderna lama explosiva (Slurry) que é fabricada no próprio local de consumo, e bombeada para dentro dos furos na rocha. Somente alguns segundos após o lançamento da mistura dentro do furo, tempo necessário para a complementação da reação química, é que o produto torna-se uma substância explosiva.


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No setor mineiro, os explosivos visam, principalmente, desmontar rochas e minérios para diversas finalidades, desde que tal operação não possa ser realizada por outros métodos mais baratos. No caso mineiro, o desmonte é conseguido pela introdução de cargas explosivas no interior das rochas, através de furos ou câmaras abertas especialmente para este propósito, e, em seguida, explodidos. O desmonte de rochas, com o uso de explosivos, envolve conhecimentos das propriedades dos explosivos e das propriedades mecânicas das rochas a serem desmontadas. Lembramos aqui, que a estrutura da rocha tem relevante papel nas condições de desmonte e fragmentação, como por exemplo: juntas, aleitamento, fraturas, alterações e outros. A fragmentação da rocha é função, em grande parte, da quantidade de gases formados durante a explosão, bem como de sua energia e pressão. Furos destinados à explosão deverão ser projetados levando-se em consideração todos os fatores acima expostos. Para “fogos” de grande porte, serão necessários ensaios preliminares, afim de que se possam traçar curvas que relacionam os parâmetros de fragmentação. As vibrações, originárias das explosões, podem perturbar ou causar danos às adjacências do centro de explosão, como casas, equipamentos, etc. O projetista não deve esquecer esta possibilidade, antes de iniciar as operações de desmonte. 3) COMBUSTÃO, DEFLAGRAÇÃO E DETONAÇÃO A reação química de decomposição do explosivo pode dar-se sob a forma de combustão, deflagração ou detonação em função das características químicas da substância explosiva, bem como das condições de iniciação e confinamento desta.

- COMBUSTÃO: é uma reação química de oxidação e geralmente ocorre por

conta do oxigênio do ar. O fenômeno acontece em baixas velocidades e tem como exemplo a queima de um pedaço de carvão.

- DEFLAGRAÇÃO: quando a velocidade da reação de decomposição da

substância explosiva é maior que a do caso anterior, chegando em alguns casos até 1000 m/s, ocorre a deflagração. Nesta reação há a participação não só do oxigênio do ar mas também daquele intrínseco à substância. É o caso de decomposição da pólvora, ou ainda de explosivos mais potentes quando submetidos a condições desfavoráveis de iniciação ou confinamento.

- DETONAÇÃO: é uma reação de decomposição com a participação exclusiva

do oxigênio intrínseco à substância explosiva. Ocorre com velocidades que variam de 1500 a 9000 m/s e, em função da quantidade de energia envolvida no processo, faz-se sempre acompanhada de uma onda de choque, também definida como onda de detonação. É esta onda de choque que, com sua frente


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de elevada pressão dinâmica, confere a detonação um grande poder de ruptura.

4) CLASSIFICAÇÃO DOS EXPLOSIVOS

Os explosivos industriais em função de suas características físicas e químicas podem ser

classificados de diversas formas, sendo no nosso entender as mais importantes as que

apresentamos abaixo.

4.1 - Quanto à aplicação Os explosivos quanto a sua aplicação podem ser classificados como primários ou iniciadores e secundários ou de ruptura.

- EXPLOSIVOS PRIMÁRIOS: são aqueles que pelo fato de oferecerem uma

maior facilidade à decomposição, quando excitados por um dos mencionados agentes externos, são utilizados como iniciadores de cargas maiores de explosivos secundários. São todos aqueles materiais utilizados nos processos de iniciação dos explosivos propriamente ditos: espoletas, cordel detonante, boosters, etc. Os mais usados industrialmente são: azida de chumbo, estifinato de chumbo, fulminato de chumbo, fulminato de mercúrio nitropenta.

- EXPLOSIVOS SECUNDÁRIOS: são os explosivos propriamente ditos ou

explosivos de ruptura. São tão potentes quanto os explosivos primários, porém por serem mais estáveis necessitam de uma maior quantidade de energia para iniciar o processo de detonação, energia esta geralmente fornecida pela ação direta da detonação de um explosivo primário. É o caso das dinamites, gelatinas, ANFO, lamas, etc.

4.2 - Quanto ao desempenho

Quanto ao desempenho oferecido os explosivos podem ser classificados como

deflagrantes ou detonantes.

- EXPLOSIVOS DEFLAGRANTES: são aqueles que se decompõem através de

uma reação de deflagração acima explicada. São também denominados baixo explosivo.

- EXPLOSIVOS DETONANTES: decompõem-se pela reação de detonação e apresentam grande capacidade de trabalho pelo que são também conhecidos como explosivos de ruptura. São os explosivos industriais propriamente ditos e que serão abordados diretamente.


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4.3 - Quanto à velocidade

Quanto à velocidade de detonação os explosivos industriais podem ser classificados com de baixa velocidade ou de alta velocidade. Podemos considerar como explosivos de baixa velocidade todo aquele que detonar com até 3000 m/s e de alta velocidade todo aquele que superar o valor anterior. 4.4 - Quanto à expansão gasosa

Os explosivos industriais em função de suas características químicas desenvolvem

maior ou menor quantidade de gases na detonação. Podemos considerar como de baixa

expansão gasosa todo aquele que desenvolver até 800 litros / Kg de gases na detonação

e de alta expansão gasosa aquele que superar o valor anterior.

4.5 - Quanto aos gases tóxicos

Quanto aos gases tóxicos desenvolvidos na reação química os explosivos industriais são

classificados em três categorias:

- categoria A: até 30 l / Kg de gases tóxicos;

- categoria B: de 30 l /Kg até 60 l / Kg;

- categoria C: mais de 60 l / Kg

4.6 - Quanto à sensibilidade à iniciação

Os explosivos detonantes em função de sua estabilidade química podem ser mais ou

menos sensíveis a iniciação do explosivo primário. Na prática dizemos ser ele sensível a

um determinado tipo de iniciador ou seja: espoleta simples n.º 6, espoleta simples n.º 8,

cordel detonante, booster, etc.

4.7 - Quanto á sensibilidade à propagação

Também conhecida como teste de “Air Gap”, esta classificação indica a maior distância

longitudinal entre dois cartuchos em que ainda ocorre a propagação da detonação do

primeiro para o segundo.

4.8 - Quanto à resistência à água

Quanto à resistência à água os explosivos industriais podem ser classificados como

com:

Nenhuma


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Boa: não perdem sua sensibilidade mesmo quando submersos por um período de até 24

horas em condições de pressão hidrostática de 3 atmosfera.

Ótima: desenvolvem seu trabalho normal dentro de um intervalo de 72 horas de

submersão nas mesmas condições de pressão acima.

5) COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO EXPLOSIVO DETONANTE

Os elementos químicos principais de um explosivo detonante são: Carbono(C),

Hidrogênio (H), Oxigênio (O) e Nitrogênio (N ). Outros elementos secundários

aparecem na composição com um papel específico, seja para diminuir a temperatura de

congelamento, para aumentar a temperatura de explosão, ou a quantidade de energia

liberada, etc. Exemplos: Sódio (Na), Potássio (K), Cloro (Cl), Bário (Ba), Cálcio (Ca),

Alumínio (Al), etc. A seguir apresentamos as fórmulas químicas de alguns explosivos:

NITROGLICERINA – C3H5N3O9

NITROCELULOSE – C12H24N6O22

TRINITROTOLUENO – C7H5N3O6

NITROPENTA – C5H8N4O12

HEXOGÊNIO – C3H6N6O6

NITRATO DE AMÔNIO – NH4NO3

Note-se nas formulações acima a presença constante dos elementos Carbono,

Hidrogênio, Oxigênio e Nitrogênio, indicativo de compostos orgânicos.

6) OS PRODUTOS DA REAÇÃO QUÍMICA

A reação química de decomposição química do explosivo geram os seguintes produtos:

Monóxido de Carbono – (CO)

Dióxido de Carbono – (CO2)

Óxido nitroso – (NO)


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Óxido nítrico – (NO2)

Nitrogênio – (N)

Água – (H2O)

Oxigênio – (O)

Carbono – (C)

A decomposição ideal ocorre quando os produtos resultantes são apenas CO2, H2O e N,

não havendo portanto sobra de Oxigênio ou outros óxidos como o CO, CO2 ou NO2 que

indicariam a decomposição incompleta do explosivo sem mencionar a toxicidade desses

gases como o CO que é venenoso ou o NO2 que é irritante das mucosas.

7) ANTIGOS MÉTODOS DE DESMONTE

O aumento de volume de cal viva ao hidratar-se, a força de dilatação da água ao

congelar-se, a força de expansão da madeira seca quando é molhada e a pressão da água

já foram utilizadas e, eventualmente, ainda o são para provocar desmontes. Esses

métodos apresentam a vantagem de não provocar fissuras ou trincas nos blocos de

rocha, como pode acontecer, quando se usam explosivos detonantes, que podem

desvalorizar ou inutilizar o produto final, dependendo de suas finalidades. Por esta

razão, materiais que vão ser utilizados por causa de suas características naturais,

sofrendo apenas polimento ou conformação, devem ser retirados da jazida incólumes,

no que diz respeito a sua estrutura íntima, sendo, por isso, cortados ou serrados, para

não apresentarem trincas ou defeitos originários do método de desmonte, como é o caso

dos mármores para estatuária e outros fins. Granito, gnaisses, quartzitos e outras rochas,

quando destinadas a fins ornamentais, sofrem também desmonte, em geral a frio, para

manterem a sua integridade. Os processos acima já foram bastante utilizados visando-se

estas finalidades.

O fogo foi, e ainda é utilizado para fragmentação de matacões, principalmente, em

serviços de pesquisa ou abertura de estradas, quando, eventualmente, um bloco de rocha

deve ser fragmentado. A porção de rocha a ser quebrada deve sofrer, por algum tempo,

aquecimento à custa de queima de madeira lançada sobre a mesma, á semelhança das

fogueiras. Quando a rocha estiver bem quente, lança-se água sobre a mesma,

ocasionando as fraturas. Este processo já foi usado para abertura de túneis na grande

pirâmide, quando ainda se desconhecia a localização de sua entrada.


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PÓLVORA NEGRA

Entre os explosivos deflagrantes, o protótipo é a pólvora negra. Conhecida de remota

antigüidade, sua invenção tem sido atribuída aos chineses, árabes e hindus. Usada pela

primeira vez, em mineração, em 1627, na Hungria, e logo após, na Inglaterra.

A porcentagem ponderal média dos componentes da pólvora negra é a seguinte:

- nitrato de potássio ou de sódio ------------------ 75%

- carvão vegetal ----------------------------------------15%

- enxofre --------------------------------------------------10%

A pólvora possui ação cisalhante e de empuxo, tendendo a desmontar o material em

grandes blocos. Daí o seu emprego, sempre que possível, em minas de carvão, visando

produção de carvão grosso, com poucos finos desvaliosos.

O tamanho, o calor (2000ºC a 2500ºC) e a duração da chama da pólvora, tornam

proibitivo seu uso em carvoeiras grisuosas ou poeirentas.

As aplicações da pólvora são limitadas porque não pode ser usada em serviços úmidos

e, além disso, produz mais fumaças e gases nocivos do que outros explosivos. O seu

consumo tem caído continuamente.

A inflamação da pólvora pode se dar por choque, por elevação da temperatura ou

contato com chama. A elevação de temperatura provoca a inflamação se atingir,

rapidamente, de 270 a 320ºC, dependendo da granulometria da pólvora.

A velocidade de combustão da pólvora negra é função do seu estado de confinamento e

da granulometria. A velocidade média de combustão, ao ar livre, é da ordem de 13 m/s,

podendo atingir 500 m/s e até mais, quando confinada. A pólvora negra dá uma

combustão enérgica que poderá se transformar em explosão, quando se propaga a uma

grande massa de explosivo ou, quando a pressão aumenta. É o caso de um rastilho de

pólvora que leva a chama a um paiol de pólvora.

As matérias primas, destinadas á fabricação de pólvora negra, devem apresentar

algumas qualidades que não se podem perder de vista.


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O nitrato de potássio, também conhecido como salitre, pode ser encontrado em estado

natural em diversos países (Índia, Argélia, Hungria, Itália, etc).O produto natural tem

diversas impurezas, sendo necessário refiná-lo. Pode também ser obtido em laboratório,

artificialmente, por um método chamado “conversão”, muito utilizado na Alemanha. O

nitrato de sódio substitui o nitrato de potássio e serve de matéria prima para obtenção

artificial daquele. É também conhecido como salitre do Chile ou salitre do Peru. É

abundante naqueles países e adjacências. O material necessita também ser refinado,

quando usado para pólvora.

O enxofre é encontrado nativo na natureza ou, então, formando diversas combinações.

Para finalidade de explosivo deve estar puro. Estados Unidos, Itália, México são os

maiores produtores. As principais propriedades do enxofre são: um corpo sólido, de cor

amarela, podendo tornar-se branco a 500ºC, sem sabor, inodoro e quando atritado,

desprende odor semelhante a ozona.

Para fabricação de pólvora, emprega-se carvão vegetal, resultante da coqueificação da

madeira, devido ás suas características de porosidade e facilidade de combustão. Deve

ser pobre de cinzas.

Da posse das matérias primas, com qualidade necessárias, a fabricação da pólvora

compreende uma série de operações: pesagem do componentes, moagem, mistura,

peneiramento, granulação, classificação, embalagem, etc.

PÓLVORA GRANULAR

O explosivo está sob forma de grãos frouxos, que ocorrem livremente, Pode ser fosca ou

polida, sendo que o polimento resulta de um tratamento final grafitando a superfície,

visando maior resistência à umidade. A polida flui com maior facilidade e é mais

brilhante.

PÓLVORA EM BASTÃO OU EM TUBOS

É a mesma pólvora negra, comprimida em forma de tubos cilíndricos de 2” de

comprimento e diâmetro variável de 11/4” a 2”. Cada cilindro tem um furo central de

3/8” , para permitir a inserção de deflagrador elétrico. Quatro desses bastões são

enrolados em papel, formando cartuchos de 8” de comprimento.

OUTROS TIPOS DE PÓLVORAS

Além da pólvora negra, para uso mineiro, que é a que nós temos nos referido, existem

outros tipos de pólvoras para outros fins: pólvora de caça ou para munições, pólvora de


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guerra, etc., que são pólvoras ativadas e com adições de outros elementos como

nitroglicerina, algodão pólvora, e cuja finalidade é aumentar a potência do explosivo.

OBS.: Embora a fabricação seja, teoricamente, simples, a fabricação caseira apresenta

resultados apenas razoáveis, mesmo para pólvora de mina, que são as mais simples.

DINAMITES

São explosivos que resultam da mistura de trinitroglicerina com outra substâncias que a

absorvem e a retém, substâncias estas que vão fazer parte do explosivo, comunicando-

lhe propriedades ou protegendo-o.

A dinamite foi inventada por Alfred Bernhard Nobel (1833 – 1896), cientista sueco, que

lhe deu este nome.

As dinamites contém sempre em sua composição a trinitroglicerina ou, como é mais

conhecida, nitroglicerina, que é substância líquida, explosiva, poderosa e sensível.

NITROGLICERINA

A nitroglicerina (NG) foi descoberta em 1846 pelo químico italiano Ascanio Sobrero

(1812 – 1888), que a denominou piroglicerina. Sua fórmula química é C3H5(NO3)3, que

é um líquido oleoso, incolor ou ligeiramente amarelado, de densidade 1,6 a 15ºC,

viscosidade dupla da água. É insolúvel na glicerina, gasolina e pouco solúvel na água.

Dissolve-se no álcool etílico, éter, clorofórmio, acetona, azeite de oliva, ácido acético e

ácido sulfúrico. Quando pura, congela-se a 13,5ºC e quando impura se solidifica em

torno de 8ºC. Quando congelada torna-se muito menos sensível aos choques, usando-se

deste artifício para transportá-la. Exposta ao sol, em quantidades muito pequenas,

evapora-se a 50ºC. Aquecida gradualmente se decompõe a 109ºC, com produção de

vapores escuros. Explode sempre que a temperatura atinge 222ºC.

O hidróxido de potássio, em solução alcoólica, a decompõe com facilidade, sendo usada

esta propriedade para destruir a NG derramada, por simples lavagem com a citada

solução. A NG tem sabor picante e é muito tóxica, sendo suficiente simplesmente

manipular com ela, para que o operador sofra dores de cabeça, com freqüência

acompanhada de vômitos e desmaios. Estas condições desaparecem respirando ar puro,

tomando café ou tomando dose adequada de morfina. A lida diária com o produto traz a

adaptação do organismo, daí porque os que trabalham com NG em poucos dias se

adaptam e nada sentem. A NG é muito sensível ao choque e às explosões nas

vizinhanças e, em qualquer destes casos, detona violentamente.


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A equação de decomposição de NG é expressa pela seguinte reação:

2C3H5 (ONO2)3 → 6CO2 + 5H20 + 6N + ½ O2

Um quilo do explosivo produz 1135 litros de gases, quando detona. Por causa de sua

alta sensibilidade à explosão, até 1967, o seu uso, como explosivo, era muito restrito,

em virtude do perigo ao manuseio. Restringia-se a sua aplicação ao campo da medicina,

por causa de suas propriedades vasodilatadoras, tornando-se auxiliar no tratamento das

doenças do coração. A NG se inflama com dificuldade; um palito de fósforo aceso

lançado sobre a mesma, apaga-se. Quando chega a se inflamar, a combustão é tranqüila,

com chama pálida. Deve-se considerar, contudo, que a temperatura da massa explosiva

pode ir aumentando até atingir a temperatura de detonação, principalmente se o

explosivo estiver em recipiente exíguo, como tubo de ensaio ou algo semelhante.

Ascânio Sobrero percebeu bem o significado da sua descoberta e suas possíveis

aplicações práticas, chegando mesmo a sugerir o seu emprego para fins industriais. Os

perigos da sua fabricação e manuseio, também levaram-no a abandonar a nitroglicerina

em favor da nitromanita, também descoberta por ele, mas sem resultados práticos.

Assim, a força explosiva da NG permaneceu, por muitos anos, em aplicações. O

explosivo era empregado apenas como tônico cardíaco sob o nome de Glonoína e,

modernamente, o Nitrodisc desenvolvido pelos laboratórios Searle par prevenir a angina

pectoris (1985).

Alfred Nobel entregou-se ao estudo da NG, montando fábricas deste produto, ao mesmo

tempo que buscava diminuir, ou eliminar, os riscos do manuseio e do transporte da NG.

Nobel inventou iniciadores que são, em linhas gerais, semelhantes aos atuais.

Em 1866, por mero acaso, Nobel descobriu que a NG misturada com terra de infusórios,

torna-se manuseável em condições muito seguras. Nobel associou `a NG farinha de

diatomáceas (SiO2) chamada Kieselgur e estava criada a dinamite GUHR.

NG + Kieselguhr = DINAMITE GUHR

Esta dinamite era chamada de base “inerte”. Como se vê há improbidade, porque a base

é ativa, apenas o absorvente é inerte. Adicionava-se ainda cerca de 2% de carbonato de

cálcio ou magnésio, para absorção de qualquer acidez residual da NG. O tipo mais

comum de absorvente é a serragem de madeira, associada a substâncias geradoras de

oxigênio (NO3Na). A dinamite simples resulta da seguinte associação:

NG + serragem + NO3Na + estabilizante (+ ou – 1% antiácido)


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SUBSTÂNCIAS USADAS NAS DINAMITES

As substâncias mais comumente empregadas nas dinamites, bem como as suas

finalidades, são as seguintes:

1) BASE EXPLOSIVA

Substância por si só explosiva ou que pode se tornar explosiva quando

convenientemente ativada. Exemplo: Trinitoglicerina - C3H5 3(NO3)

2) SUBSTÂNCIAS ABSORVENTES

Tem a finalidade de absorver a nitroglicerina. Como exemplos, temos: serragem de

madeira, cortiça, aveia, centeio, algodão pólvora, fubá, etc.

3) SUBSTÂNCIAS GERADORAS DE OXIGÊNIO

Fornecem ao explosivo oxigênio complementar. Exemplos: NO3Na, NO3K, NO3NH4,

cloratos e percloratos.

4) SUBSTÂNCIAS QUE AUMENTAM A POTÊNCIA

São substâncias que adicionadas ao explosivo, aumentam a potência do mesmo, por

suas reações fortemente exotérmicas. Exemplos: pó de silício, pó de magnésio, etc.

5) SUBSTÂNCIAS QUE BAIXAM O PONTO DE CONGELAMENTO

Como exemplos, temos: cloreto de sódio, bicarbonato de sódio, etc.

6) SUBSTÂNCIAS ESTABILIZANTES

São substâncias que absorvem a acidez residual da nitroglicerina. Exemplos: óxido de

zinco, carbonato de cálcio, gesso, etc.

7) SUBSTÂNCIAS COMBUSTÍVEIS

Como exemplos, temos: carvão em pó, parafina, enxofre, etc.


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8) EXPLOSIVOS COMPLEMENTARES

Como exemplos, temos: trotil, troleína, nitrobenzeno, etc.

TIPOS DE DINAMITES

As dinamites diferem em tipo e graduação conforme o fabricante, podendo, contudo,

serem classificadas segundo os seguintes grupos principais:

- dinamite Guhr

- dinamites simples

- dinamites amotinarias

- gelatinas

- gelatinas amoniacais

- semi – gelatinas

DINAMITE GUHR

De interesse puramente histórico, resulta da mistura de NG, Kieselguhr e estabilizantes.

Não é mais usada.

DINAMITES SIMPLES

NG + serragem + oxidante + estabilizante. Como se vê a serragem substitui o

Kieselguhr como absorvente e nitrato de sódio é, em geral, o oxidante usado. Como

estabilizante, ou antiácido, usa-se o carbonato de cálcio, com cerca de 1%.

A dinamite simples produz boa fragmentação e é empregada em serviços a céu aberto.

DINAMITES AMONIACAIS

São dinamites em que parte do nitrato de sódio (oxidante) ou mesmo da base explosiva,

é substituída por NH4NO3 (nitrato de amônio).

É mais barata que a dinamite simples, menos sensível ao choque e atrito, bem como tem

menor resistência à água.


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GELATINAS

Chamadas também de gelatinas explosivas, reservando-se o termo dinamite para o

explosivo que contenha NG com outro absorvente que não seja algodão pólvora. A

composição das gelatinas é:

NG + algodão pólvora + estabilizante (1%)

A gelatina explosiva também for descoberta por Nobel, em 1875. Continha 92% de NG,

cerca de 7% de algodão pólvora e 1% de estabilizante. A gelatina explosiva é por

demais violenta para fins comuns, por isto foram sendo introduzida modificações para

reduzir a força e, eventualmente, o preço. A gelatina explosiva é semelhante á borracha

e é totalmente insensível à umidade. Usada apenas em casos especiais. Gases ruins.

Grande velocidade, boa fragmentação e ótimo adensamento no furo.

GELATINAS AMONIACAIS

Como dissemos, a gelatina explosiva original veio sofrendo modificações visando

mudanças de propriedades e abaixando de preço. Assim apareceram as gelatinas

amoniacais, nas quais parte da NG foi substituída por NH4NO3, fornecendo um produto

mais barato, porém menos resistente à água.

As gelatinas amoniacais têm de 30 a 90%; densidade de 99 a 120; gases excelentes até

80 % e, regulares, acima desta percentagem.

SEMI – GELATINAS

Constituem um tipo intermediário entre as gelatinas e as dinamites amoniacais,

combinando a baixa densidade das amoniacais com a resistência à água e a coesão das

gelatinas, em graus mais atenuados. Os gases variam de excelentes a pouco tóxicos.

Existem diversas variantes comerciais.

EXPLOSIVOS DE NITRATO DE AMÔNIO

O uso de substâncias como nitratos, cloratos e percloratos em misturas com explosivos,

com objetivo de aumentar o oxigênio, baratear o preço, oferecer maior segurança e, às

vezes, melhorar os gases resultantes da explosão, é conhecido de longa data. O emprego

das substâncias acima citadas, com as finalidades expostas, era rotineiro e, fora disto,

eram consideradas como explosivamente inertes.


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O sal de amônio, usado na atualidade em explosivos, tem originariamente, uma saga

sinistra. O uso deste sal para diferentes finalidades e, principalmente, como fertilizante

agrícola, resultou, em alguns casos, catástrofes que ficaram marcadas na história da

humanidade, como foi o caso da explosão verificada na cidade de Oppau, na Alemanha,

em 1821, quando 4500 toneladas de sal, aglutinado deveriam ser fragmentados à custa

de disparos de artilharia. Disto resultou uma enorme explosão que foi ouvida a 360 Km

de distância, além da destruição de grande parte da própria cidade. Segundo alguns

autores, o sal aglutinado era nitrato de amônio, usado como adubo. Outros desastres

devido ao sal de amônio, do qual nos ocuparemos e que é muito utilizado como

fertilizante, deu origem a uma explosão que é considerada a maior já produzida pelo

homem, após a bomba atômica. Este fato aconteceu em 16 de abril de 1947, na baía de

Galveston, Texas City, Estados Unidos, onde o navio francês Grandchamp, estava com

os porões já carregados com 7000 toneladas de nitrato de amônio. Um pequeno incêndio

a bordo, causou a explosão de algumas caixas de munição e redundou na detonação no

navio. O fenômeno provocou explosões por simpatia, em diversas indústrias nas

vizinhanças do porto, além de provocar grande quantidade de incêndios, principalmente

em depósitos com centenas de tanques de gasolina, situados a cerca de 800m do local

da explosão. Outros navios, também carregados com nitrato de amônio, naquele porto,

explodiram. O fenômeno ocasionou a morte de 650 pessoas e ferimentos em 3500.

Tendo em vista estes acontecimentos e outros, resolveram, os atentarem melhor para os

brancos cristais de nitrato de amônio que talvez não fossem, tão somente, um simples

fertilizante.

NITRATO DE AMÔNIO

Fórmula química: NO3NH4

Peso molecular: 80,04

Incolor no estado sólido

Densidade a 25ºC: 1,725

Ponto de fusão:169,6ºC

Muito solúvel em água

Usos: como fertilizantes e como explosivos

Os dados acima representam as principais constantes físicas e usos de nitrato de amônio.

Como ingrediente para explosivo, porém, com a função exclusiva de oxidante, o seu uso

remonta a 1867, tendo sido, neste ano, patenteado por Ohlsson e Norrhein o que,

praticamente, coincide com a descoberta de Nobel. O nitrato de amônio era produzido

sob forma de escamas, e, apenas a partir de 1940, este sal passou a ser produzido sob

forma de “prills”, isto é, bolinhas ou pérolas. Estas “prills” quando revestidas com

Kieselguhr ou argila, resistem ao armazenamento e transporte sem aglutinação. As

primeiras formas, em escamas, com facilidade aglutinavam-se.


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Sob forma de “prills” revestidas, foi que, realmente, o nitrato de amônio encontrou

aplicação prática para explosivo.

O nitrato de amônio é obtido pelo ataque da amônia pelo ácido nítrico. A solução é

evaporada e convertida, por processos industriais adequados, a “prills”.

Modernamente, o nitrato de amônio em prills, quer para a agricultura ou para explosivo,

é produzido em torres especiais cujos controles de temperatura, pressão de vapor, fluxo

de ar, etc., podem fornecer “prills” para cada uma das finalidades visadas.

Quando se destinam à agricultura, as “prills” têm aspecto vítreo, são duras e devem

conter o mínimo de água. A densidade é superior a 0,88. Tratamento efetuado na torre

de processamento, levam a umidade a um máximo de 0,3%. Na fase final, argila é

adicionada para revestir as “prills”; daí a cor que apresentam. Esta quantidade de argila

varia de 2,8 3,5%.

“Prills”, para fins explosivos, são também fabricadas em torres especiais, mais altas e

com outros recursos, visando-se obter um produto final mais poroso e, portanto, mais

leve e capaz de absorver com facilidade o óleo combustível, sendo também revestida

com argila, com a mesma finalidade já citada. Em vista da pouca porosidade das “prills”

para a agricultura, o óleo penetra muito pouco, envolvendo quase que exclusivamente a

periferia e, no máximo estratos periféricos.

ANFO

A mistura de nitrato de amônio com óleo combustível, na proporção ponderal de 94,5%

de nitrato de amônio e 5,5% de óleo combustível dá origem a um explosivo hoje usado

em larga escala, com o nome de ANFO, sigla esta resultante do vocábulos ingleses

Ammonium Nitrato Fuel Oil. Ao que tudo indica, desde a aplicação da nitroglicerina

como explosivo, nenhum outro produto para a mesma finalidade, isto é, explosivo,

tenha sido debatido por especialistas, técnicos, empresários e fabricantes do ramo.

Experimentado, condenado, abandonado, elogiado, revivido, substituído, modificado e

ainda em julgamento, a verdade é que o ANFO luta, obstinadamente, para disputar o seu

lugar ao lado dos modernos explosivos industriais.

As proporções acima, consideradas ideais, foram determinadas pelos americanos Lee e

Akre, em 1955.

Na atualidade, face a crise energética, a Petrobrás reduziu o ponto de fulgor do óleo

diesel pela adição de nafta. É devido à mesma causa, a razão pela qual os grandes

usuários do ANFO tem que substituir o óleo diesel pelo óleo de soja, resultando o


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ANVO ou NAOV. Estas são condições brasileiras atuais para serem consideradas,

quando da aplicação do ANFO.

Até chegar-se à composição acima, muitos ensaios foram feitos com outros

combustíveis, como por exemplo, o carvão e mesmo o TNT e outros, buscando-se

explosivos mais baratos e menos sensíveis do que aqueles com base na NG.

É, atualmente, o ANFO o explosivo mais usual, quantitativamente, em minerações a céu

aberto e, por usar uma base explosiva diferente da tradicional NG e derivados, está

incluindo entre os explosivos não convencionais.

O ANFO é empregado em perfurações de grandes diâmetros, o que redunda em

equipamento de perfuração de maior porte e, portanto, investimentos nesta parte da

lavra. O ANFO é um explosivo com relativamente baixa força e quando empregado

exclusivamente, resulta uma fragmentação pouco desejável, originando-se grande

número de fogos secundários que encarecem o desmonte. É comum concentrar-se, na

carga do fundo, um explosivo mais enérgico, objetivando-se melhor desgaste das rochas

e melhor fragmentação.

VANTAGENS DO ANFO:

- ocupa inteiramente o volume do furo;

- grande insensibilidade ao choque;

- redução do preço global do explosivo.

DESVANTAGENS DO ANFO:

- falta de resistência à água;

- baixa densidade;

- necessidade de um iniciador especial (primer).

PASTAS, LAMAS OU SLURRIES

Os norte-americanos fazem uma distinção entre explosivos e ANFO ou pastas. Estes

dois últimos, são classificados como agentes detonantes. No Brasil, estes explosivos são

chamados não convencionais. O que, fundamentalmente, difere um agente detonante de

um explosivo, é a segurança que o agente detonante oferece ao manuseio e ao uso.

São conhecidos com o nome de pastas, lamas ou slurries os explosivos que resultam da

mistura de substâncias oxidantes com materiais combustíveis, pós metálicos e agentes

espessadores, formando um todo gelatinoso. Sua consistência adequada é conseguida

com adição de água.


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As pastas, depois de prontas não admitem mais água além daquela da formulação, daí

porque as pastas se prestam, otimamente, para detonações em furos molhados.

As pastas são completamente seguras ao transporte, manuseio e carregamento.

As pastas são superiores ao ANFO, todavia bem mais caras. Com o avanço da

tecnologia da fabricação e do emprego das pastas, a tendência atual é para uso cada vez

mais crescente das mesmas. Estudos diversos têm sido realizados visando-se comparar

os custos de desmonte obtidos com o ANFO e com pastas.

Obviamente, com furos secos e rochas de baixa tenacidade, o uso do ANFO simples, ou

metalizado, se impõe pelas vantagens que apresenta nestas condições. Para rochas

duras, a técnica de pasta para carga de fundo e ANFO para carga de coluna se impõe.

As pesquisas sobre as pastas continuam e aguardam-se que muitas novidades,

brevemente, apareçam.

EMBALAGENS

Os explosivos são, geralmente, vendidos em cartuchos cilíndricos de papel, conhecidos

popularmente com o nome de bananas. O cartucho de papel, além de servir de

embalagem, protege o explosivo da umidade, uma vez que é impermeabilizado com

parafina. O cartucho parafinado deve ser considerado como parte integrante do

explosivo, uma vez que é consumido na explosão, contribuindo na qualidade dos gases

formados. Os diâmetros dos cartuchos são variáveis e são encontrados à partir de uma

polegada. O comprimento mais comum é de 8”, havendo na atualidade tendência ao uso

de cartuchos mais longos, até 24” ou mais. Cartuchos finos são feitos de papel manilha,

parafinado. Cartuchos mais grossos são feitos de papel mais resistentes, enrolado em

hélice. Quando carregados no furo, para se obter melhor adensamento, os cartuchos são

socados e, para que haja maior facilidade de adensamento da carga, às vezes, abrem-se

dois cortes laterais longitudinais em cada cartucho, afim de que o explosivo possa se

expandir e encher melhor o furo.

O cartucho que leva espoleta não sofre este tratamento, nem é socado diretamente. Para

evitar estes cortes laterais, algumas fábricas fornecem os cartuchos com furos

(picotados), que se abrem facilmente ao serem socados. São, contudo, bastante fortes

para resistir ao manuseio. São conhecidos como cartuchos perfurados. Apresentam uma

economia de tempo, eliminam o contato manual direto como o explosivo, evitam o

atrito do explosivo com as paredes do furo e diminuem a possibilidade de

engavetamento em carregamento de furos ascendentes. Para grandes diâmetros, os

cartuchos podem ser fornecidos com alças, que facilitam o carregamento de furos

descendentes.


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Alguns explosivos, tipo pastas, são fornecidos em tubos finos de plástico, constituindo

as chamada “salsichas”. Alguns explosivos do tipo solto, são embalados em sacos tipo

cimento, com folhas de plástico internas para resistir a umidade. É uma embalagem

apropriada para carregamento integral tipo “coiote”, que consiste no preenchimento de

uma galeria ou mais com explosivos para posterior detonação.

Os explosivos, encartuchados ou salsichas, são acondicionados em caixas de papelão de

25Kg. A caixa mais empregada é formada de duas peças, fundo e tampa, quase do

mesmo tamanho. A vedação é feita com fita adesiva. Para maior impermeabilização, os

cartuchos são protegidos por um forro de plástico da caixa. A resistência à compressão

da caixa é elevada, resistindo bem o empilhamento.

ACESSÓRIOS DE DETONAÇÃO

Os explosivos industriais têm um certo grau de estabilidade química que os tornam

perfeitamente manuseáveis, dentro de condições normais de segurança. Para

desencadear a explosão, será necessário comunicar ao explosivo uma quantidade inicial

de energia de ativação, suficientemente capaz de promover as reações internas para sua

transformação em gases. Uma vez iniciada esta reação, ela se propaga através de toda a

massa explosiva. Esta energia inicial provocadora é comunicada sob forma de choques

moleculares, oriundos de calor, chispas, atrito, impactos, etc....

Os acessórios de detonação são destinados a provocar estes fenômenos iniciais de uma

forma segura. Alguns deles são destinados a retardar a explosão, quando isto for

desejável.

Podemos, pois, dizer que os acessórios de detonação são dispositivos, aparelhos ou

instrumentos usados na operação de explosão, para se obter explosão segura e eficaz.

Se o acessório iniciador não comunicar uma energia de ativação satisfatória para

ocasionar uma iniciação desejável, pode resultar, simplesmente, a inflamação do

explosivo, sem detoná-lo. A eficiência da explosão está intimamente ligada ao modo

pelo qual foi iniciada, pois, sabemos que, se a energia desenvovida pelo corpo, pela sua

decomposição, for inferior a energia inicial de ativação, a reação não se propagará.

Entre os acessórios de detonação vamos abordar:

a) Estopim de segurança ou, simplesmente, estopim

b) Espoleta simples

c) Espoletas elétricas (instantânea e de retardo)

d) Cordel detonante

e) Retardos para cordel

f) Reforçador, ou iniciador (booster)


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g) Explosores

h) Nonel, hercudet e brinel

a) ESTOPIM DE SEGURANÇA

O estopim de segurança, ou estopim, é acessório destinado a conduzir chama com

velocidade uniforme, para ignição direta de uma carga de pólvora ou detonação de uma

espoleta simples.

É constituído de um núcleo de pólvora negra, envolvida por materiais têxteis, que, por

sua vez, são envolvidos por material plástico ou outro, visando sua proteção e

impermeabilização.

A trilha central de pólvora é o núcleo do estopim. A sua velocidade de combustão é da

ordem de 120 segundos por metro, ao nível do mar. O estopim foi inventado por

William Bickford, em 1931 destinado a iniciação de cargas de pólvora e espoleta

simples.

Os estopins de segurança podem ser fornecidos em cores diversas: preto, cinzento,

laranja, verde, etc..., o que tem alguma importância prática, uma vez que devem

oferecer contraste com o material a ser desmontado.

Considerando a finalidade do estopim e sua estrutura simples, é óbvio que qualquer

tratamento que possa danificar o seu núcleo ativo, deve ser evitado, pois pode

comprometer seu bom funcionamento.

Quando a queima do estopim chega à sua extremidade final, há formação de uma chispa

capaz de iniciar um espoleta simples ou pólvora.

PRESCRIÇÕES:

As seguintes prescrições devem ser observadas, quando do emprego do estopim:

a) Empregar sempre estopim de boa qualidade;

b) Em serviços molhados, ou sob a água, usar o estopim indicado para este tipo de

trabalho;

c) Antes de inserir o estopim na espoleta, recusar cerca de 3 cm de ponta que,

eventualmente, possa ter recebido umidade;

d) Os estopins devem ser conservados em locais secos e bem ventilados;

e) Manusear o estopim cuidadosamente. Fortes flexões podem quebrar a coluna de

pólvora, ocasionando a “corrida da chama”;


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f) O estopim empregado em cada furo deve ser bastante longo para ultrapassar um

mínimo de 20 cm a boca do furo;

g) O comprimento mínimo do estopim, para detonar carga isoladas, é de 60 cm.

INICIAÇÃO:

Para se iniciar um único estopim, poder-se-á usar palitos de fósforos comuns e, deve-se

afrouxar a pólvora da extremidade e encostar a chama. Entretanto, quando se tem que

iniciar diversos estopins, será necessário lançar-se mão de recursos mais energéticos e

especialmente fabricados para este fim. Os principais são o acendedor de chumbo e o

acendedor de vareta.

EXPLOSÃO USANDO ESTOPIM E PÓLVORA

Para se fazer explodir uma carga de pólvora aconselha-se o seguinte procedimento:

1) O furo, que evidentemente é seco, deve estar limpo. Caso contrário, deve ser limpo por

sopro de ar ou raspagem;

2) Usando-se um pedaço de papel, faz-se um cartucho cilíndrico com o mesmo, com

diâmetro inferior ao do furo e fecha-se uma das extremidades com barbante, fita

adesiva ou outro procedimento,

3) Toma-se pedaço de estopim de comprimento suficiente, isto é, cujo tempo de queima

proporcione ao bláster tempo para retirar-se e abrigar-se;

4) Próximo à extremidade do estopim que vai ser introduzido no furo, dá-se um ou dois

nós e faz-se pequenos cortes laterais, inclusive sobre os nós. Estes cortes deverão ser

feitos de modo que não decepem o estopim, porque o que se visa com os mesmos é

aumentar o fagulhamento lateral;

5) Introduz-se a ponta com o nó dentro do cartucho de papel, coloca-se pólvora dentro do

cartucho e, em seguida, amarra-se o cartucho ao estopim; está pronta a escorva;

6) Coloca-se um pouco de pólvora que vai ser usada dentro do furo, e adensa-se esta

pólvora com o atacador, sem socar. Desce-se o cartucho escorva até o fundo do furo,

que já contém pólvora. Derrama-se o restante da pólvora e, novamente, adensa-se;

7) Tampona-se com material seco o restante do furo e adensa-se também o tampão;

8) Evacua-se o local, acende-se a extremidade do estopim e retira-se.

A finalidade do cartucho de papel é ancorar o estopim na carga de pólvora.

Usando-se pólvora em bastão ou tubos, o estopim deverá passar pelos furos que os

mesmos já têm de fábrica. O procedimento é análogo: nó na extremidade do estopim

para reter os tubos e pequenos cortes laterais para incentivar o fagulhamento.

Obviamente, o cartucho de papel é dispensável.


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b) ESPOLETAS

Espoletas são acessórios detonantes destinadas a iniciar alguns alto explosivos. São dos

seguintes tipos:

Espoletas simples

Espoleta elétrica instantânea

Espoleta elétrica de retardo comum

Espoleta MS

1) ESPOLETA SIMPLES

Este acessório consta de um tubo de alumínio ou cobre, com uma extremidade aberta e

outra fechada, contendo em ser interior uma carga detonante constituída por uma carga

chamada primária, ou de ignição, cujo explosivo é a azida de chumbo, e um carga

básica de nitropenta.

Sendo a espoleta simples um detonador, no qual a carga explosiva está parcialmente

exposta, o seu manuseio deve ser muito cauteloso. De um modo geral, a espoleta

simples é utilizada para cargas isoladas, ou, quando em fogos simultâneos, como

iniciadora do cordel detonante. Presta também para iniciar a pólvora.

As espoletas simples são sempre iniciadas com o estopim de segurança. A ponta do

estopim a ser introduzida na espoleta, deve estar cortada em esquadro, sem vestígio de

umidade e com o núcleo de pólvora intacto. Introduz-se o estopim até que encoste na

carga e fixa-se o estopim à espoleta com um alicate apropriado, chamado amolgador.

Esta ferramenta permite a união perfeita entre a espoleta e o estopim. Para detonar a

espoleta, acende-se a extremidade livre do estopim.

As espoletas são fornecidas em caixetas de papelão ou plástico, com 100 a 1000

unidades e embaladas em caixa de madeira, para maiores quantidades.

EXPLOSÃO USANDO ESTOPIM E ESPOLETA SIMPLES

A) INTRODUÇÃO

O emprego da espoleta simples é fácil, mas pode ser causa de dificuldades se não forem

seguidas as regras de utilização. Aqui se mostra como colocar o estopim dentro da

espoleta, fazer o escorvamento da espoleta no explosivo, carregar o explosivo e acender

os estopins para uma detonação segura.

B) COLOCAÇÃO DO ESTOPIM NA ESPOLETA


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O estopim antes de ser colocado na espoleta deve ser cortado no comprimento

adequado, que permita o acendimento de todas as espoletas sem grande pressa. Em

geral, usa-se 1 m de estopim ou mais; nunca deve-se usar menos de 60 cm. Antes de se

iniciar o corte em cada rolo de estopim deve ser tirado fora um pedaço de 5 cm, para

prevenir uma possível penetração de umidade.

O estopim deve sofrer um corte bem perpendicular à sua direção; para isso deve ser

usado um canivete bem afiado. Depois de verificado se a espoleta não contém dentro

poeira, serragem ou outras impurezas, enfia-se o estopim até encontrar o explosivo da

espoleta. Em seguida faz-se o amolgamento junto à boca da espoleta, nem tão apertado

que possa interromper a alma do estopim, nem tão largo que deixe o estopim frouxo

dentro da espoleta. Para isto, usar o alicate amolgador apropriado. Nunca se deve

amolgar a espoleta com os dentes pois esta prática além de perigosa não permite um

alongamento bem feito.

Se o estopim ficou bem colocado, não poderá apresentar vazios entre a sua ponta e a

carga da espoleta.

C) ESCORVAMENTO E CARREGAMENTO

O processo mais simples de escorvamento consiste em fazer um furo numa das

extremidades do cartucho do explosivo e enfiar a espoleta pelo mesmo. Este processo é

pouco conveniente pelo fato da espoleta ficar solta dentro do cartucho. Mesmo com o

uso de fita adesiva a espoleta não fica perfeitamente presa. O processo mais seguro

consiste em fazer um furo inclinado perto de uma das extremidades, enfiar a espoleta

pelo mesmo e prender o estopim junto ao cartucho pelo meio de uma fita isolante.

Assim não haverá possibilidade da espoleta sair.

O cartucho escorvado deve ser o último a entrar no furo e a espoleta deve apontar para o

fundo do furo.

As espoletas simples devem de preferência ser usadas em local seco. Mas quando isto

não é possível, as espoletas devem receber proteção contra a entrada de água, pois o

simples amolgamento normalmente é insuficiente. O estopim também precisa ser

protegido contra a entrada de água, pois de esta atingir a sua alma, mesmo que não

prejudique a sua queima, pode atingir a carga explosiva da espoleta e provocar a sua

falha.

Uma maneira de impedir a entrada de umidade pela boca da espoleta é untar o espaço

entre a espoleta e o estopim com uma graxa resistente à água. Também o estopim deve

ser revestido com graxa, se não tiver uma proteção especial contra a água. Contudo, há

estopins impermeáveis.

C) ACENDIMENTO DOS ESTOPINS


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Precauções especiais devem ser tomadas na hora da detonação, ao se acender os

estopins. Se estes não forem todos acendidos a tempo pode ficar alguma espoleta por

acender, ou pior ainda, detonar uma espoleta enquanto o pessoal não está todo bem

abrigado.

Quando as espoletas são usadas em grande quantidade, nos fogos secundários

principalmente, é conveniente juntar 3 ou 4 estopins próximos em um único feixe, para

ajudar às pessoas encarregadas de acender.

Para acender os estopins é necessária um chama forte. Os estopins podem ser acesos por

meio de lamparinas de carbureto ou de outro pedaço de estopim. O acendimento com

lamparinas de carbureto, muito usado em minas subterrâneas, deve ser efetuado por dois

homens no mínimo, para evitar que o apagamento acidental de uma lamparina deixe o

homem no escuro na hora do fogo. Outros meios acendimento como o cigarro, carvão

em brasa, vela, etc., não devem ser usados pela demora no acendimento e por motivo de

segurança, a não ser que apenas uma espoleta seja acesa (no caso do cordel detonante,

por exemplo).

O número de homens de que se precisa para acender os estopins varia com a quantidade

de espoletas, com o comprimento do estopim (e portanto o seu tempo de queima) e com

o modo de acender os estopins. Todos estes fatores precisam ser conjugados de maneira

que os homens tenham tempo de sobra para acender todas espoletas e se abrigarem

convenientemente.

Uma prática segura consiste em se usar uma espoleta de aviso. Esta possui um estopim

menor que os demais e é deixada, sem explosivo, em um canto onde a sua detonação

não possa causar danos. Esta espoleta é a primeira a ser acesa e o tempo de queima do

seu estopim indica o tempo máximo de acendimento das espoletas. Logo que seja

ouvida a sua detonação, os homens devem deixar o acendimento, mesmo que alguns

estopins não tenham sido acesos e devem procurar abrigo rapidamente. Quando não se

usa esta espoleta de aviso, deve haver algum outro sistema que indique aos homens o

tempo máximo de permanência no local da detonação.

Quando se usa espoleta simples é necessário que todos os estopins já estejam

queimando dentro dos furos quando o primeiro furo detonar. Do contrário a detonação

de alguns furos poderia lançar algumas pedras que provocassem o corte de outros

estopins não queimados, causando várias falhas. O tempo de queima dos estopins dentro

dos furos deve ser maior que o tempo de acendimento pelos homens.

c) ESPOLETA ELÉTRICA INSTANTÂNEA

É um acessório ativado à custa da corrente elétrica. Baseia-se no aquecimento, por

efeito joule, de uma ponte de fio de alta resistência que, à semelhança das lâmpadas de


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filamentos, torna-se incandescentes pela passagem da corrente elétrica e detona a carga

da cápsula.

Estruturalmente, é semelhante à espoleta comum. Um tampão de plástico é firmemente

prensado à boca, cuja finalidade é fixar os fios e manter as cargas livres de umidade.

Nestas espoletas, o efeito é instantâneo e pode-se obter a detonação simultânea de

diversas cargas. A detonação da espoleta provoca a explosão da carga com a qual ela

está em contato. A resistência ôhmica, fornecida por tabelas para um determinado

comprimento de fios, é a resistência total da espoleta, que compreende a resistência dos

fios mais a resistência da ponte.

Muita embora dita “instantânea”, a ruptura da ponte se fará com maior ou menor

rapidez em função da intensidade da corrente.

3) ESPOLETAS DE RETARDO

São espoletas elétricas análogas às espoletas instantâneas diferenciando-se, tão somente,

pela introdução de um elemento de retardo. Este elemento de retardo é constituído por

dispositivos, contendo um misto explosivo que ocasiona o atraso da detonação de um

intervalo de tempo perfeitamente conhecido. A explosão realizada com retardos, produz

os seguintes efeitos:

Maior fragmentação

Melhor arrancamento das rochas em túneis

Diminuição dos abalos do solo

Direção calculada da rocha detonada

Direção de séries mais extensas de furos

Existem dois tipos principais de espoletas de retardo: a de retardo comum e a de retardo

em milisegundos (MS).

Das espoletas expostas até aqui, poderão ter as seguintes aplicações:

Espoletas instantâneas: blocos, matacões, troncos, terra dura

Espoletas de retardo comum: túneis em geral

Espoletas MS: bancadas, valetas, casos especiais de túneis


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EXPLOSÃO USANDO ESPOLETAS ELÉTRICAS

1) INTRODUÇÃO

O uso de espoletas elétricas, embora não seja prática difícil, exige o respeito a uma série

de regras cuja desobediência pode provocar falhas perfeitamente evitáveis.

2) ESCORVA

O primeiro passo para o uso adequado de uma espoleta elétrica é o seu escorvamento.

Escorvar a espoleta é o ato de colocá-la dentro do cartucho de explosivo, de maneira

que este possa ser detonado pela espoleta. Uma boa escorva exige que a cápsula seja

introduzida no cartucho de maneira que não possa sair.

Existem duas maneiras recomendadas para se fazer um boa escorva. Estas maneira

serão mostradas em sala de aula através de desenhos esquemáticos para melhor

entendimento.

3) CARREGAMENTO

O cartucho escorvado está pronto para o carregamento. É aconselhável que a escorva

seja carregada no fundo do furo e tal procedimento é indispensável quando se usa

espoletas de retardo.

Nunca se deve socar diretamente o cartucho escorva. É preciso sempre carregar um ou

dois cartuchos depois da escorva, antes de realizar o atacamento.

4) LIGAÇÕES

Antes de fazer as ligações, convém verificar se as pontas dos fios não estão oxidadas e

se estão de bom tamanho. Se for necessário, deve ser aumentada a ponta, descascando-

se o plástico.

As ligações devem ficar isoladas do solo (principalmente se houver umidade), de outros

fios, trilhos, canos e tudo o que possa representar caminho para fugas de correntes ou

admissão de correntes extraviadas. Os fios das espoletas devem ficar bem esticados.


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CIRCUITOS ELÉTRICOS PARA EXPLOSÃO

Com o advento das espoletas elétricas, tornou-se necessário projetarem-se os circuitos

de acordo com conhecimentos de eletrotécnica e da tecnologia adquirida com o

manuseio dos explosivos no desmonte de rochas.

Para a realização de uma detonação elétrica correta, devem-se seguir as seguintes fases:

1) Escolha do projeto e cálculo da rede

2) Ligação dos fios e proteção das emendas

3) Verificação e teste do circuito

4) Proteção do circuito contra eletricidade externa, fogo, etc

5) Geração e aplicação da corrente necessária à detonação

O cálculo de circuito é baseado na lei de Ohm, ou seja: E = RI, sendo:

E = voltagem, em volts (V)

R = resistência, em ohms (Ω)

I = intensidade, em amperes (A)

GALVANÔMETROS E EXPLOSORES

O uso de espoletas elétricas para uma detonação, exige o máximo de diligência de quem

vai executar a explosão. É o tipo de “fogo”, no qual as maiores cautelas deverão ser

tomadas pelo pessoal da operação. O manuseio das espoletas, o preparo dos cartuchos

escorvas, as emendas diversas e outras ligações e isolamentos devem ser esmerados e

criteriosamente checados com aparelhos especificamente fabricados para estas

finalidades, visando evitar os temíveis “fogos falhados”.

Na atualidade, a tendência é usar-se espoletas elétricas nos casos em que forem

insubstituíveis. Felizmente, os avanços têm sido consideráveis e sistemas não elétricos,

de rápida montagem, precisos, simples e seguros, têm dado cobertura à maioria dos

casos. Como exemplos, temos os sistemas hercudet, nonel e brinel.

a) GALVANÔMETROS: são aparelhos destinados a indicar ou medir corrente elétrica.

Amperímetros, voltímetros, ohmímetros são galvanômetros. Os galvanômetros se

prestam à checagem individual de espoletas, detectar interrupções de fios, testar

circuitos, revelar fugas de corrente e, enfim, vistoriar os circuitos para prevenir uma

detonação sem falhas.

b) EXPLOSORES: são aparelhos destinados a gerar a energia destinada a explodir as

espoletas elétricas inseridas em um circuito. A explosão se dá por causa da corrente


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elétrica que estes aparelhos geram e lançam no circuito. A corrente gerada á contínua,

em alta voltagem e baixa intensidade. Podem ser considerados dois tipos de explosores:

tipo gerador e tipo condensador.

d) CORDEL DETONANTE

O cordel detonante é um acessório de detonação consistindo, essencialmente, de um

tubo de plástico com um núcleo de explosivo de alta velocidade (nitropenta) e de

materiais diversos que lhe dão confinamento e resistência mecânica.

O cordel detonante é usado para iniciar cargas explosivas simultaneamente, ou com

retardos. Difere, portanto, do estopim de segurança que se propõe a conduzir um chama

a velocidade constante, muito embora tenham semelhança física.

O cordel detonante, por detonação do seu núcleo, faz explodir as cargas com as quais

esteja em contato. A sua velocidade de detonação elevada, é considerada instantânea

para fins práticos.

Muito embora a alta velocidade e violência de explosão, o cordel detonante é muito

seguro ao manuseio, praticamente impermeável e deve ser usado em todo caso que

possa substituir as espoletas elétricas, pelas seguintes razões:

1) As correntes elétricas não o afetam;

2) Permite o carregamento das minas em regime descontínuo, com o uso de

espaçadores;

3) Elimina o perigo de falhas e a conseqüente remoção de cargas com espoletas

não detonadas;

4) É muito seguro, pois, não detona por atrito, calor, choques naturais ou faíscas

elétricas;

5) Dispensa o uso de galvanômetros, fios e explosor;

6) Dispensa mão de obra especializada;

7) As espoletas destinadas a iniciá-lo não ficam introduzidas nas minas

8) Provoca a explosão de toda carga explosiva, ao longo da qual está em contato.

A iniciação do cordel se faz com espoletas simples ou instantâneas, firmemente fixadas

ao lado do cordel detonante com fita adesiva ou amarradas, e com sua parte ativa, isto é,

o fundo, voltado para a direção de detonação.

O cordel detonante é praticamente instantâneo. Se houver necessidade de retardos no

plano de fogo, teremos que nos servir de retardos para cordel. O que torna o cordel

detonante muito mais seguro ao manuseio do que uma espoleta, muito embora a carga

básica de ambos seja o nitropenta, é o fato de que, no caso das espoletas, a carga de

ignição, que não existe no cordel, é sensível a chama, impactos e fricção.


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EXPLOSÃO USANDO CORDEL DETONANTE

O cordel detonante é um estopim de alma explosiva. Com a detonação de uma espoleta

em contato com o cordel, a detonação se propaga ao longo deste e a todos os pedaços de

cordel que estejam convenientemente ligados a este e se propaga também a todos os

explosivos em contato com o cordel.

Na prática usa-se o cordel detonante introduzindo um ramo dentro do furo de forma a

ficar em contato com o explosivo. Esta ramo, que é chamado derivação ou ramificação,

é amarrado a uma extensão de cordel na superfície, chamada linha-tronco, à qual são

presas todas as demais derivações. À linha-tronco prende-se uma espoleta, simples ou

elétrica. Com a detonação da espoleta detona toda a linha-tronco e a detonação se

propaga desta para todas as derivações, provocando a explosão de todas as cargas

colocadas dentro dos furos.

O uso do cordel é recomendável em todas as detonações de um modo geral pela sua

simplicidade, segurança e funcionamento eficaz. Por isso, o cordel é especialmente

indicado nas furações de grande diâmetros ou onde haja risco de interrupção na coluna

de explosivo devido à irregularidade da parede dos furos. Seu uso torna-se

indispensável quando é necessário o emprego de cargas escalonadas, ou para iniciação

de misturas à base de nitrato de amônio.

O cordel detonante é bem mais seguro que as espoletas, pois pode ser manuseado a

vontade, receber pequenos impactos e ser friccionado sem perigo de detonação.

Também não está sujeito à possibilidade de detonação prematura por correntes elétricas

oriundas de raios, curtos-circuitos e outras, tal como as espoletas elétricas. Conhece-se

somente um caso em que um raio caindo sobre uma linha de cordel preparada, cortou a

mesma sem detoná-la. No entanto, isto não significa que o cordel deva ser usado sem

precauções.

Uma das vantagens do cordel detonante é a possibilidade de ser armazenado por longos

períodos, mesmo sob temperaturas extremas, sem sofrer deterioração. O cordel pode ser

armazenado em depósito juntamente com as demais espoletas ou com os explosivos,

indiferentemente.

O cordel detonante é apresentado em carretéis com 500 m. No entanto, nem sempre o

cordel vem inteiro neste comprimento; às vezes pode vir com uma ou até mais emendas.

A etiqueta colada do lado do carretel indica quais os comprimentos dos diversos trechos

emendados e portanto qual o número de emendas.


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O cordel deve descer preso a um cartucho, não para garantir a detonação deste, mas para

poder ser empurrado para o fundo.

Há dois processos usados para realizar a escorva de cartuchos de grande diâmetros. No

primeiro, faz-se a cerca de 5 cm do topo um furo transversalmente ao cartucho, em todo

o seu diâmetro, e passa-se o cordel por este furo, dando-se um nó na parte de cima para

impedir que se solte. No segundo, faz-se dois furos nas extremidades do cartucho. O

cordel fica atado ao cartucho por meio de uma fita adesiva.

O cartucho escorvado, o primeiro a se carregado, deve ser descido até o fundo do furo.

Em seguida corta-se o cordel, deixando para fora do furo um comprimento suficiente

para ancorá-lo, amarrando-o a um pedaço de pau, de maneira que a sua ponta não possa

cair dentro do furo. O cordel deve ficar bem esticado junto à parede do furo, enquanto o

resto do explosivo é carregado. Quando se usa nitrato de amônio, a iniciação deste deve

ser feita em pelo menos dois pontos, no fundo do furo e na parte superior da carga.

Note-se que não se pode iniciar nitrato de amônio apenas com cordel. Par tal,

recomenda-se a utilização de “AMPLEX”, iniciador IQM de alta potência.

Depois de carregados todos os furos, a linha-tronco deve ser estendida na superfície,

passando perto de todas as derivações. Estas devem ser ligadas à linha-tronco por meio

de conexões adequadas, Uma conexão bem feita deve ficar bem firme e manter a

ramificação em posição perpendicular à linha-tronco. Se a derivação formar um ângulo

com a linha-tronco ou cruzar com a mesma, pode danificar a ramificação antes de

iniciá-la, provocando a falha do furo.

As conexões podem ser feitas com nós ou através de conectores plásticos. A ligação

com conectores é feita passando o final do cordel por dentro do conector, dando uma

volta sobre a linha-tronco e enfiando novamente a ponta pelo conector. Depois é só

empurrar o conector, de maneira que a linha-tronco encaixe sobre os dois furos

ranhurados. Quando a conexão é feita através de nós, há duas maneiras adequadas de

fazê-la, conforme figura abaixo.

e) RETARDOS PARA CORDEL DETONANTE

À semelhança das espoletas elétricas, também o cordel detonante poderá sofrer retardos

na sua detonação, desde que sejam inseridos em seu circuito, os acessórios de detonação

chamados retardos para cordel.

O retardo de cordel é um tubo metálico, revestido de plástico, que tem no seu interior

um dispositivo retardador. A detonação, iniciada em um dos extremos do cordel, ao

passar pelo dispositivo, sofre uma queda de velocidade, enquanto queima o misto de

retardo. Terminada esta queima, ele detona o cordel na sua outra extremidade. A ligação

dos retardos ao cordel deve ser feita de acordo com a figura abaixo.


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f) REFORÇADOR, INICIADORES (BOOSTERS)

Espoletas e cordéis detonantes não têm energia suficiente para detonar explosivos pouco

sensíveis como ANFO, algumas pastas e outros. Do mesmo modo, alguns explosivos,

mesmo depois de iniciados, apresentam um enfraquecimento da onda de detonação à

medida que a mesma avança ao longo da coluna de carga, em virtude da deficiente

dimensão do diâmetro do furo, e, por esta razão, para se obter uma detonação eficiente,

será necessário intercalar, na coluna de explosivos, elementos que incrementem a

energia da onda.

Face a estas considerações, é que foram desenvolvidos os iniciadores e reforçadores.

a) INICIADORES: São cargas explosivas especialmente desenvolvidas para

iniciarem explosivos insensíveis ao cordel detonante ou às espoletas. Estas

unidades, já moldadas de fábrica, apresentam formas diferentes, de acordo com

o fabricante e diâmetros variados, para adequação aos furos nos quais vão ser

usadas. A carga explosiva é resestida por uma embalagem plástica, e é dotada

de um furo central para receber a espoleta, ou cordel detonante, para escorvá-la.

O explosivo é, em geral, nitropenta no centro e TNT na periferia. É muito

seguro ao manuseio.

b) REFORÇADORES: Como foi dito, quando há necessidade de reforçar a onda

de detonação, os iniciadores também poderão ser usados, agora, porém,

mergulhados na massa explosiva e convenientemente distanciados, conforme os

ditames da prática e, no mínimo, dois. A figura abaixo nos dá uma idéia da

disposição.

g) SISTEMAS NONEL, HERCUDET E BRINEL

As explosões podem causar, nas vizinhanças do centro de explosão, incômodos

manifestados pelo barulho, “sopro” e vibrações que emitem.

Para atenuar barulho e “sopro”, o uso de espoleta elétrica, que se aloja na massa

explosiva no interior do furo, é, sem qualquer dúvida, a melhor solução. Isto porque, o

uso de cordel detonante, mesmo com cobertura, ainda é bastante estrondoso, atenuando

apenas parcialmente o problema.

As vibrações são saneadas com o uso de retardos convenientemente e estrategicamente

dispostos, ao mesmo tempo que as cargas explosivas são otimizadas para minimizar os

distúrbios.

As espoletas elétricas apresentam as desvantagens próprias do acessório, no que tange

ao manuseio, correntes induzidas, relâmpagos, rádio freqüência, etc., que podem dar

origem a explosão prematura. O cordel detonante é seguro e não apresenta os


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inconvenientes das espoletas elétricas, contudo, apresentam outras desvantagens além

do barulho e “sopro”.

Visando contornar as deficiências da espoletas elétricas e do cordel detonante, pesquisas

foram e têm sido feitas, buscando-se um modo de iniciação seguro, eficiente, sem

barulho e não elétrico. Alguns sistema já se encontram em pleno uso com sucesso,

enquanto outros ainda estão em desenvolvimento. Veremos três deles:

a) sistema nonel: é um tubo plástico transparente, com diâmetro externo da ordem

de 3 mm e o interno de cerca de 1,5 mm. O plástico usado no tubo é surlyn,

muito forte, sendo o mesmo que reveste as bolas de golfe. O tubo nonel é

vendido em pedaços contendo simplesmente explosivo ou, então, em pedaços

com uma extremidade selada, e, na outra já com a espoleta, acoplada de fábrica,

com retardo conveniente. Em resumo, o sistema nonel funciona à semelhança

de estopim de alta velocidade. O sistema nonel gosa da mesma segurança do

cordel detonante. Baseado neste sistema, outros sistemas estão em

desenvolvimento.

b) sistema hercudet: é um tubo plástico resistente e de pequeno diâmetro com uma

espoleta especial de cápsula de alumínio, análoga a uma espoleta elétrica de

retardo, na qual fios foram substituídos por dois tubinhos de plástico já

acoplados, de fábrica, um esquema da espoleta hercudet.

c) sistema brinel: este acessório foi desenvolvido pela Britanite Indústrias

Químicas Ltda. Consta de um tubo plástico de pequeno diâmetro, flexível e

resistente, com as paredes internas revestidas por uma substância pirotécnica. A

iniciação do brinel pode ser feita a partir da escorva estopim- espoleta simples,

cordel detonante ou acionador específico, chamado brinel acionador.

Noções básicas sobre desmonte de rochas a céu aberto. Desmonte em bancadas O método mais comumente usado em detonação à céu aberto é o da detonação em bancadas, aplicável tanto à mineração quanto aos ramos da construção civil. Terminologia BANCADA: Forma dada ao terreno rochoso pelos fogos sucessivos e constantes, composta de topo, praça e face. ALTURA DA BANCADA: É a altura vertical medida do topo à praça da bancada. AFASTAMENTO: Distância entre a face da bancada e uma fileira de furos ou distância entre duas fileiras de furos.


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ESPAÇAMENTO: Distância entre furos da mesma fileira. PROFUNDIDADE DO FURO: É o comprimento total perfurado que, devido à inclinação e à sub-furação, será maior que a altura da bancada. SUB-FURO: É o comprimento perfurado abaixo da praça da bancada ou do greide a ser atingido. CARGA DE COLUNA: É a carga acima de carga de fundo; não precisa ser tão concentrada quanto á de fundo já que a rocha desta região não é tão presa. TAMPÃO: Parte superior do furo que não é carregado com explosivos, mas sim com terra, areia ou outro material fino bem socado que tem a finalidade de evitar que os gases provenientes da detonação escapem pela boca do furo, diminuindo a ação do explosivo. CARGA ESPECÍFICA OU RAZÃO DE CARREGAMENTO: É a quantidade de explosivo usada para detonar um certo volume de rocha. PERFURAÇÃO ESPECÍFICA: É a relação de metros perfurados por metros cúbicos de rocha detonada. Passamos agora a descrever como é feito o desmonte pelo sistema de bancadas em minerações ou pedreiras, indicando os elementos, seu dimensionamento e outras indicações necessárias num plano de fogo. A – Profundidade de perfuração (Ht) B – Tampão (T) C – Carga de coluna (Hcol) D – Carga de fundo (Hfdo) E – Sub-perfuração (S) F – Afastamento (A) G – Altura da bancada (K) H – Espaçamento (E) I – Afastamento aparente (Aap)


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BANCADA: O desmonte de rochas a céu aberto com explosivos é feito pelo sistema de bancadas. A rocha a ser desmontada é limitada por dois planos horizontais, sendo, o superior, o topo da bancada e,o inferior, a praça da bancada, e um plano vertical ou inclinado, dependendo do sistema de furação adotado, que é a face. Chama-se de pé da bancada o encontro da face com a praça, e repé uma porção de rocha não arrancada pela detonação localizada nesta região. FURAÇÃO: Executa-se a furação paralelamente à face da bancada em uma ou mais fileiras. A distância medida de uma fileira à face da bancada ou de uma fileira a outra é denominada afastamento. A distância entre os furos de uma fileira chama-se espaçamento e a profundidade de furação é o comprimento total dos furos que será igual a altura da bancada mais a sub-furação no caso de face vertical e um pouco maior no caso de face inclinada. Deve ser notado que, diminuindo-se o afastamento, para um mesmo diâmetro de furação, obtém-se melhor fragmentação e maior lançamento. CARREGAMENTO: A carga explosiva, às vezes, fica mais concentrada na parte do fundo do furo, ou então usa-se aí um explosivo mais denso e com maior força, uma vez que o fundo do furo é a parte mais difícil de arrancar. Esta parcela da carga é chamada de carga de fundo; o restante do explosivo constitui a carga de coluna. O explosivo não deve ser carregado até a parte superior do furo; a parte que fica sem carregar deve ser preenchida com material inerte (areia, terra, argila), chamado tampão. PLANO DE FOGO: Um plano de fogo, para ficar bem caracterizado, precisa indicar os valores do afastamento, espaçamento,altura da bancada, sub-furação ( se houver), inclinação dos furos( com estes dados fica definida a profundidade de furação) diâmetro da furação, disposição dos furos ( se em uma fileira ou mais), quantidade aproximada de furos em cada fogo, tipo de explosivo ( diâmetro, comprimento, força, velocidade de detonação e densidade), peso de explosivo em cada furo ( com isto ficam caracterizados a altura da coluna de explosivo e o tampão), razão de carregamento, dada em g/m3 ou g/t , tipo de acessório usado ( no caso de espoletas elétricas, qual o comprimento dos fios e quais as esperas usadas), seqüência de detonação dos furos, esquema de ligação das espoletas ou do cordel detonante ( se for o caso), linha de tiro ( comprimento e bitola), fonte de energia elétrica, além de outros eventualmente necessários. ALTURA DA BANCADA: A altura da bancada é determinada tendo em vista as condições gerais da extração de rocha e o tipo de equipamento de perfuração, o qual é escolhido, principalmente, conforme o vulto da produção desejada. Quanto maior a altura, maior o desvio da parte do fundo do furo, o qual, se ultrapassar a 10% do afastamento, começa a prejudicar sensivelmente o rendimento da detonação. Também o custo do metro perfurado aumenta com a profundidade da furação. A altura às vezes fica limitada pela estabilidade da rocha. Por outro lado, uma altura muito pequena diminui o rendimento da perfuração pelo tempo que se perde ao passar de um furo para outro; diminui o aproveitamento do explosivo devido a


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maior proporção do furo ser utilizada como tampão e diminui um pouco o rendimento do serviço de carregamento. Os furos verticais são bastante usados, principalmente porque são os mais simples de fazer. No entanto, os furos inclinados são teoricamente os mais adequados, por diversos motivos: os furos inclinados aumentam a fragmentação na parte correspondente ao tampão e dão melhor estabilidade à face da bancada, arrancam melhor o pé, diminuem a ultra-quebra ( over break) e as vibrações, entre outras vantagens. Entretanto, os furos devem ser conduzidos na inclinação certa, para que o afastamento na parte do fundo permaneça regular. Em geral, a inclinação máxima adotada é de 30º em relação à vertical, sendo 10º a 20º uma inclinação adequada. DIÂMETRO DA FURAÇÃO: O diâmetro da furação deve ser escolhido conforme o tipo de operação e do equipamento de perfuração. É preciso lembrar que se um diâmetro maior é mais caro de perfurar, a produção de rocha por metro perfurado é proporcional ao diâmetro da perfuração. Assim, por exemplo, um furo com 1” produz 30% a mais de pedra que um furo com 7/8” de diâmetro.Logo, quanto maior o diâmetro da furação, tanto maior o rendimento nas detonações primárias. EXPLOSIVOS: O tipo de explosivo deve ser escolhido em função das suas características e do tipo de rocha a ser desmontada. De um modo geral, quanto mais dura for a rocha, maior deve ser a velocidade de detonação e a força do explosivo, embora para rochas muito fragmentadas uma velocidade baixa seja preferível. Além disso, quanto maior for a densidade de um explosivo, maior será o afastamento e o espaçamento para uma dada razão de carregamento, e, portanto, menor será a quantidade de furos necessários. Assim, ás vezes compensa usar um explosivo mais denso, mesmo que seja mais caro, pela economia de furação que ele pode proporcionar. O diâmetro adequado para o explosivo está relacionado com o diâmetro da furação, de maneira que o explosivo deve entrar sem esforço e sem folga excessiva, pois quanto mais íntimo o contato entre o explosivo e a rocha, tanto melhor o rendimento da detonação.

AFASTAMENTO E ELEMENTOS A ELE RELACIONADOS

O afastamento pode ser determinado aproximadamente fixando-se um metro de afastamento para cada polegada de diâmetro do furo. O espaçamento pode ser tomado com 2,5 ou 3,5 vezes o afastamento. Esta relação é a que dá melhor fragmentação na maioria dos casos, utilizando-se lamas. A sub-furação, se houver, costuma ser igual a 0,3 vezes o afastamento. A prática demonstra que este valor é suficiente para evitar o repé e manter a praça no mesmo plano horizontal. Às vezes, ao invés de sub-furação, usa-se fazer furos de levante, que são furos horizontais , junto ao pé da bancada. Ambos os sistemas evitam o repé. Sabendo-se a altura da bancada, a inclinação dos furos e a sub-furação, fica determinada a profundidade da furação. Se multiplicarmos o afastamento pelo


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espaçamento e pela altura da bancada (ou seja pelo comprimento do furo acima do pé, no caso dos furos inclinados) , teremos o volume de rocha compacta extraída por cada furo. O volume de rocha depois de britada é aproximadamente 1,6 vezes o volume de rocha compacta. Se soubermos qual deve ser a produção diária de rocha compacta, dividimos esta produção pelo volume extraído por furo e teremos a quantidade de furos que é necessária furar por dia. A quantidade de furos em cada fogo deve ser fixada tendo em vista vários fatores. Se de cada vez forem detonados poucos furos, a quantidade de detonações vai aumentar, com diminuição no rendimento do carregamento e com mais paralisações no trabalho da pedreira.Por outro lado, detonações muito grandes podem trazer problemas como ruído e vibração excessivos, necessidade de fonte de energia elétrica mais potente para detonar as espoletas elétricas, necessidade de maior frente de trabalho ( ou de detonações com maior número de fileiras de furos) , entre outros. TAMPÃO: Em geral, dimensiona-se o tampão igual ao afastamento. Para um tampão menor, o explosivo que está na parte superior do furo tenderá a sair por onde a resistência oferecida é menor, ou seja, pelo tampão. Quando o tampão é insuficiente, os gases do explosivo, ao saírem por este tampão, tendem a arrancar pequenas pedras que são lançadas a grande distância. Se o tampão for muito maior que o afastamento, a parte superior do material irá ficar pouco fragmentada. A profundidade de furação menos a altura do tampão nos dá a altura da coluna de explosivos. Se for usado um explosivo mais denso na parte do fundo, esta carga de fundo deve ter uma altura de 1,3 vezes o afastamento. Conhecendo-se a densidade do explosivo e a altura da coluna, obtém-se o peso de explosivo em cada furo. Se dividirmos o peso de explosivo de cada furo pela quantidade de rocha arrancada por furo, teremos a razão de carregamento, que pode ser dada em g/m3 ou g/ton.


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AJUSTAMENTO PARA A RAZÃO DE CARREGAMENTO

Verificamos se a razão de carregamento achada está de acordo com os valores adequados, indicados pela tabela adiante, e concluímos se o plano de fogo está bem feito ou não. Se a razão de carregamento estiver muito alta, é preciso aumentar o afastamento; se estiver muito baixa, diminuímos o afastamento. Modificamos então os demais valores de acordo com este e calculamos novamente a razão de carregamento. Se esta não atingir um valor razoável, vamos modificando o plano de fogo até conseguirmos uma razão de carga correta. Adiante damos os valores aproximados da razão de carregamento para diversos materiais conforme indicados pela prática em muitas obras: Granito, gnaisse e basalto..................................350 a 450 g/m3 Rocha decomposta, arenito, folhelho.................300 a 350 g/m3 Calcário...............................................................150 a 200 g/m3 OUTRAS INDICAÇÕES Para completarmos o plano de fogo é preciso indicar o tipo de espoleta ( se instantânea ou de retardo) , o retardo usado ( número das esperas e intervalos entre esperas) , o comprimento do fio ( lembrando que a espoleta deve ser colocada no fundo do furo), a seqüência da detonação dos furos, o esquema de ligação das espoletas ( se em série ou em série-paralelo e quantas séries), a linha tiro ( comprimento e bitola) e a fonte de energia, com indicação da corrente que cada espoleta recebe. Se for usado cordel detonante, deve ser indicada a espera do retardo para cordel, se este for usado e o esquema de ligação dos retardos e do cordel. É preciso lembrar que o cordel precisa sempre ser arrumado em circuito fechado, de maneira que a detonação tenha dois caminhos para seguir, assim, no caso de alguma interrupção no circuito, a detonação sempre sai completa.


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EXERCÍCIO PRÁTICO

Dados: Rochas: Granito são Altura da bancada: k: 14,00m Diâmetro da furação: d = 3” Explosivo da carga de fundo: Al-45 2 1/2 “ x 24” Explosivo da carga de coluna: BRITAMON 2 ½” x 24” Dimensões do primário: 80 x 50 SOLUÇÃO:

1) AFASTAMENTO O afastamento máximo pode ser tomado como sendo ao diâmetro de furação

expresso em metros:

A ( m ) = d ( pol ) Max A = 3m Max

Como se trata de uma rocha dura e dispomos de uma abertura não muito grande para primário, optamos por um afastamento equivalente a 2/3 do afastamento máximo:

A = 2,00m

2) ESPAÇAMENTO O espaçamento pode ser tomado, nas malhas alongadas, de 3,25 a 3,5 vezes o afastamento:

E = 2,5 a 3,5 . A Optamos por:

E = 3 . A E = 6,00 m 3) PROFUNDIDADE DO FURO:

A profundidade total do furo é dada por HT + ( K/ cos ) + S

Onde k é a altura da bancada; é o ângulo de inclinação dos furos e S a sub-furação, que

é igual a 30% do afastamento.

HT = ( k / cos ) + 0,30 . A HT = ( 14 / 0,940) + 0,30 . 2,00 HT = 15,50 m


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4) TAMPÃO

O tampão é normalmente considerado igual ao afastamento: T = A T = 2,00m

5) CARGA DE FUNDO Neste caso consideramos a altura da carga de fundo igual a 40% da altura total da carga. A altura total de carga é a profundidade total menos o tampão:

Hc = Ht – T Hc = 15,50 – 2,00 m Hc = 13,50 m

Altura de carga de fundo: Hfdo = 0,40 .Hc Hfdo = 0,40 . 13,50 Hfdo = 5,40 m

O explosivo AL – 45 tem uma linear de carregamento de 5,62 kg / m; Cfdo = 5,62 x 5,40 Cdfo = 30,348 kg

Como o peso de um cartucho de AL – 45 de 2 ½ “ x 24” é de 2,778 kg, teremos o seguinte número de cartuchos na carga de fundo:

Nfdo = 30,348 / 2,778 = 11 cartuchos

6) CARGA DE COLUNA A altura da carga de coluna é igual à altura total de carga menos a altura da carga de fundo:

Hcol = Hc – Hf Hcol = 13,50 – 5,40 Hcol = 28,188 kg

Como o peso de um cartucho de BRITAMON de 2 ½ “ x 24” é de 1,923 kg, o número de cartuchos da carga de coluna será:

Ncol = 28,188 / 1,923 = 14 cartuchos. 7) CARGA TOTAL

A carga total será a soma da carga de fundo mais a de coluna expressa em quilogramas. Como na divisão do peso da carga pelo peso do cartucho às vezes é feito um arredondamento, devemos levar em conta, no cálculo da carga total, o número de cartuchos encontrados e não a carga teórica obtida multiplicando-se a razão linear de carregamento pela altura de carga:


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Cfdo = 2,778 x 11 Cfdo = 30,558 kg Ccol = 1,923 x 14 Ccol = 26,922 Ctotal = 30,558 + 26,922 Ctotal = 57,480 kg 8) VOLUME DE ROCHA POR FURO:

O volume de rocha por furo é obtido multiplicando-se a altura de bancada pelo afastamento e pelo espaçamento:

V = K . A . E V = 14 x 2 x 6 V = 168 m3 9) RAZÃO DE CARREGAMENTO

É a razão entre o peso total das cargas de explosivo de um furo e o volume de rocha arrancado por este furo: RC = Ctotal / V RC = 57,180 / 168 RC = 0,342 kg/m3

10) PERFURAÇÃO ESPECÍFICA:

É a relação entre a quantidade de metros perfurados e o volume de rocha arrancado:

PE = Ht / V PE = 15,50 / 168

PE = 0,092 m/m3


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PROFUNDIDADE DOS FUROS INCLINADOS

Para ter-se a profundidade total dos furos inclinados, dividir a altura da bancada pelo cosseno do ângulo de inclinação e adicionar a sub-furação: Ht = ( K / cos ) + S Exemplo: Altura da bancada : K = 10,00m Inclinação: = 20º Sub-furação: S = 0,30m Cosseno de 20º = 0,940 Ht = 10 / 0,940 + 0,30 = 10,94 m

INCLINAÇÃO COSSENO

10º 0,985

11º 0,982

12º 0,978

13º 0,974

14º 0,970

15º 0,966

16º 0,961

17º 0,956

18º 0,951

19º 0,946

20º 0,940

20,483º ( 3 : 1) 0,937

21º 0,934

22º 0,927

23º 0,921

24º 0,914

25º 0,906

26º 0,899

27º 0,891

28º 0,883

29º 0,875

29,517º 0,870

30º 0,866


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MINERAÇÃO SUBTERRÂNEA

Diversos métodos de mineração são aplicáveis na exploração das minas subterrâneas, sendo determinados através de fatores como: tamanho, forma, profundidade, teor de minério e estabilidade.

1 – MINERAÇÃO DO TIPO SUBLEVEL STOPING O método sublevel stoping é caracterizado pela abertura de salões ou painéis que são deixados vazios ou preenchidos com material estéril após a extração do minério. Estes salões possuem freqüentemente dimensões bastante grandes, especialmente na altura. As paredes não são reforçadas e no caso, sendo um corpo de minério de grandes proporções, o minério pode ser dividido em diversos salões menores, nos quais, o minério deixado no local serve como pilares verticais. A perfuração de produção é predominantemente efetuada com furos longos, cujo comprimento varia com a espessura do corpo mineralizado, bem como, com a distância até a galeria transversal mais próxima, porém, raramente, excede 30 metros. Vários métodos de mineração com a utilização de pilares são comumentes utilizados em combinação com o método “ sublevel stoping”.

Remoção de material

Diversos métodos de remoção do material são possíveis, utilizando-se:

a) Carregamento diretamente no interior de vagonetas através de chutes. Matações ou blocos, comuns neste método de mineração, podem tornar esta solução menos viável.

b) Remoção com scrapers para o interior de vagonetas ou passagens de minério.

c) Carregamento em pontos de alimentação onde retrocarregadeiras ou carregadeiras tipo LHD são usadas para carregar os veículos de transporte diretamente ou via as passagens de minério.

Fig. 1


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Fig. 2 Fig. 3

2 – MINERAÇÃO EM SALÕES E PILARES ( ROOM-AND-PILLAR) No método de mineração em salões-e-pilares, o minério é escavado o mais completamente possível, deixando-se pilares para suportar o teto e as paredes. As dimensões dos salões e pilares dependem, nestas circunstâncias, da resistência à compressão do minério e das paredes, do tamanho do corpo de minério e da pressão da rocha. Os pilares são normalmente dispostos em uma distribuição regular, podendo ter seção circular ou retangular, ou ainda ter a forma de paredes espessas entre as frentes de trabalho. O minério existente nos pilares, pode ocasionalmente ser extraído, porém, como regra geral, é considerado perdido. Este método de mineração é principalmente adotado quando o corpo de minério encontra-se em uma posição bastante próxima da horizontal. O depósito necessita ter uma espessura conveniente,em adição ao fato de que tanto o minério, quanto a massa de rocha adjacente, necessitam ter uma elevada resistência à compressão. O método é freqüentemente empregado em minerais não metálicos como carvão, calcáreo, sal, potassa, etc. As figuras 2 e 3 ilustram dois diferentes princípios para este tipo de mineração. O primeiro (fig. 2) é usado em geral em corpos de minério horizontais, que por outro lado devem apresentar uma espessura razoável. Neste caso, é comum a abertura de salões com o piso praticamente horizontal, permitindo desta forma a utilização de equipamentos auto-propelidos. O outro princípio ( fig. 3) é aplicado em corpos de minério, com uma inclinação mais acentuada, normalmente entre 20º e 40º. O desmonte é efetuado avançando-se de baixo para cima no interior do corpo mineralizado.


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3 – MINERAÇÃO TIPO “ SHRINKAGE STOPÍNG” No método “ shrinkage stoping” o minério é extraído em fatias horizontais, iniciando-se no sentido ascendente. Parte do minério desmontado é deixada no local de maneira a servir de plataforma para assegurar a continuidade de operação, bem como servir de suporte para as paredes laterais.

Após denotação, o volume do material demolido aumenta de cerca de 70%; portanto, 40% do minério devem ser continuamente removidos de maneira a deixar um espaço suficiente entre o teto e o piso formado pela superfície do material acumulado. Quando a operação de lavra atinge a parte superior do corpo mineralizado, as restantes 60% do minério são então removidos. Os corpos de minério de grandes proporções são explorados em vários painéis separados divididos por pilares que têm por função sustentar as paredes. Quando a lavra principal é concluída, o minério contido nestes pilares é normalmente recuperado também. 4 – MINERAÇÃO TIPO “ CUT-AND-FILL” Em uma lavra pelo método “ cut-and-fill” o minério é trabalhado em fatias horizontais. As operações têm início na parte mais baixa do corpo mineralizado, prosseguindo no sentido ascendente. O minério desmontado é transportado para fora do painel. Quando uma determinada porção de minério já foi retirada, o espaço correspondente ao mesmo é completado com o material de enchimento, que funciona tanto como suporte para as paredes, assim também como piso, quando os trabalhos continuam na lavra da próxima fatia.


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O material de enchimento consiste dos detritos provenientes das escavações efetuadas durante a fase de desenvolvimento da mina, sendo espalhado por meios mecânicos. Nas minas modernas do tipo “ cut-and-fill”, entretanto, o enchimento hidráulico

predomina. Neste caso, o material de enchimento consiste de aparas de material finamente

moídas ou areia, misturados com água. O material é transportado para o interior da mina e

distribuído através de uma rede de tubulações. Quando a água é drenada, o resultado é um

enchimento de material competente e com uma superfície lisa. Por vezes, o material de

enchimento é misturado com cimento, fornecendo desta maneira um suporte adicional para

as paredes, além de criar um piso mais duro e melhor de se trabalhar sobre ele.

5 – MINERAÇÃO TIPO “ SUBLEVEL CAVING” No método “sublevel caving”, o corpo de minério é atravessado por galerias em vários sub-níveis, distantes entre si na vertical de 8 a 15 metros. As galerias são desenvolvidas ao mesmo tempo que o sistema normal de galerias, e cobrem todo o todo o corpo de minério. No caso de corpos de minério muito extensos, as galerias dos sub-níveis cruzam o corpo de minério a partir de uma galeria principal situada ao longo da lapa ( foot wall); nos depósitos estreitos ( largura inferior a 20 metros) as galerias são dispostas ao longo dos mesmos. Dos sub-níveis o corpo mineralizado é perfurado em leques direcionados de baixo para cima. A detonação dos leques tem início junto à capa ( hanging wall), continuando para a frente em direção à lapa ( foot wall) ou aos pontos de carregamento. Quando um leque é detonado, o minério é forçado pela ação da gravidade para o interior da galeria, onde é carregado e transportado para uma passagem de minério. O minério é gradativamente substituído pelo material estéril proveniente da capa e/ou pelo material desmoronado. Isto significa que o minério é misturado com o estéril, e que esta mistura aumenta à medida que cada ciclo individual de carregamento avança. Quando a mistura de estéril com o minério atinge um certo limite, o carregamento é paralizado e um novo leque é então detonado. Uma certa quantidade de minério é conseqüentemente não recuperável. A mistura do estéril com o minério pode variar de 10 a 35%, enquanto que as perdas de minério variam entre 5 e 20%.


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6 – MINERAÇÃO TIPO “ BLOCK CAVING” No método “ block caving” o minério é dividido em blocos de grandes proporções, normalmente com uma seção transversal no sentido horizontal de mais de 1000 m2. Em sua parte inferior o bloco é completamente descalçado, isto é, uma porção horizontal é detonada, removendo o suporte do minério situado acima. O descalçamento cria um sucessivo fraturamento do minério, que gradualmente afeta todo o bloco. A elevada pressão criada pela gravidade esmaga o minério na parte inferior do bloco, proporcionando uma fragmentação capaz de permitir o carregamento do material dos pontos de carregamento.


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EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 1) Defina razão de carregamento. 2) Defina desmonte de rocha. 3) O que é perfuração específica? 4) Como se chama a distância entre os furos de uma mesma fileira? 5) Existem duas maneiras de se evitar o repé num fogo em bancada. Quais são

elas? 6) Cite os sistemas de ataque. 7) Qual a finalidade dos furos de contorno? 8) Qual a necessidade do pilão? 9) Relacione a 2ª parte de acordo com a 1ª:

( 1 ) altura da bancada ( 2 ) bancada ( 3 ) tampão ( 4 ) profundidade do furo ( 5 ) espaçamento ( 6 ) afastament ( 7 ) carga de coluna ( 8 ) sub-furação ( 9 ) inclinação ( ) ângulo que o furo faz com a vertical ( ) altura vertical medida do topo à praça ( ) distância entre a face da bancada e um linha de furos ou entre duas linhas de furos ( ) forma dada ao terreno rochoso pelos fogos sucessivos ( ) parte superior do furo não preenchida com explosivos ( ) comprimento total perfurado, sempre maior que a altura da bancada ( ) distância de um furo ao outro dentro da mesma linha ( ) composta por um explosivo mais denso ( ) comprimento perfurado abaixo da praça da bancada

10) Quais são as unidades de razão de carregamento e de perfuração específica? 11) Sabemos que podemos fazer furos verticais ou inclinados numa detonação.

Compare estes tipos de furos. 12) Além dos elementos geométricos de um fogo, devemos dar outras

informações, igualmente importantes, num plano de fogo. Quais são elas? 13) O primeiro fogo numa mineração quase sempre não é o ideal, pois pode

apresentar vários defeitos como, por exemplo, elevado número de matacões que irão causar problemas no britador primário ou fragmentação maior que a desejada. Que decisões devemos tomar em cada um destes casos?


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14) Vimos que numa detonação subterrânea é necessário uma maior razão de carregamento em relação a uma detonação a céu aberto. Por quê?

15) Qual a finalidade de se fazer um furo de maior diâmetro geralmente no centro

da seção transversal da galeria ou túnel? 16) Qual a diferença entre ataque na seção plena e ataque por galeria piloto? 17) Onde são mais empregados os pilões de furos paralelos? E os pilões de furos

desviados? 18) Cite os tipos de pilão de furos paralelos e os tipos de pilão de furos desviados. 19) Quais são os fatores preponderantes na escolha do tipo de pilão e de sua

localização? 20) Calcular a produção horária de uma carregadeira ( volume da caçamba = 6

jd3) que trabalha num minério de peso específico solto igual a 3 ton / m3, considerando que seu tempo de ciclo é de 1,4 minutos. Quantos caminhões de 150 toneladas esta carregadeira é capaz de carregar num turno de 6 horas?

21) Uma escavadeira tem produção de 900 ton / h ( volume da caçamba = 10 jd3).

Qual seu tempo de ciclo se ela trabalha num minério de peso específico solto igual a 3 ton / m3?

22) Se 1” = 25,4 mm; 1 ft = 12” e 1jd = 3 ft, mostre que 1 jd3 = 0,76 m3

22) Numa mineração temos brocas de 4 polegadas e as bancadas têm altura de

10 metros. Os explosivos que serão adquiridos apresentam as seguintes dimensões e densidades:

Carga de fundo: 3,5” x 24” e 2 Kg / m Carga de coluna: 3,5” x 20” e 1,5 Kg / m Considerar: a) peso específico no corte igual a 3 ton / m3 b) subfuração igual a 25% do afastamento c) tampão igual a 80% do afastamento d) altura da carga de fundo igual a 35% da altura da coluna de explosivos e) espaçamento igual a 2 vezes o afastamento Calcular: a) o afastamento, b) o espaçamento c) o tampão d) a subfuração e) a profundidade do furo, considerando-o vertical f) a profundidade do furo, considerando-o inclinado de 18º


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g) a altura da coluna de explosivos h) a altura da carga de fundo i) a altura da carga de coluna j) a carga de coluna k) a carga de fundo l) a carga total m) o número de cartuchos da carga de fundo n) o número de cartuchos da carga de coluna o) o número total de cartuchos p) o volume de rocha que cada furo irá desmontar q) o volume de rocha desmontado por cada furo, considerando empolamento

de 40% r) a massa desmontada por cada furo s) a razão de carregamento, em g / ton t) a perfuração específica, em m / m3 u) o número de furos necessários para desmontar 8000 toneladas v) o número de viagens que cada caminhão deverá fazer para carregar 2000

toneladas, considerando 4 caminhões de 200 toneladas w) O número de dias que a instalação de beneficiamento terá que funcionar

para tratar o material desmontado no caso de o plano for para 30 furos e considerando a capacidade da instalação igual a 1500 toneladas por dia

x) A quantidade de explosivo para 30 furos

y) A quantidade de fileiras que serão necessárias para detonar 30 furos,

considerando 15 furos por fileira.


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Referências Bibliográficas

Desenvolvimento de Mina

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