ANÁLISE DOS DANOS DO USO DE EXPLOSIVOS NAS

ABERTURAS SUBTERRÂNEAS VALDIR COSTA SILVA

Professor DEMIN/EM/UFOP - email: valdir@demin.ufop.br

ADILSON CURI Professor DEMIN/EM/UFOP - email: curi@demin.ufop.br

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Principais riscos aos trabalhadores que atuam nas escavações

subterrâneas

Queda de material rochoso devido a instabilidade do maciço.

Contaminação pela poeira gerada pela perfuração e detonação da rocha.

Intoxicação e risco de morte pela presença dos gases tóxicos gerados pelos explosivos.

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Necessidades das rochas remanescentes permanecerem

estáveis

Aumento da segurança dos trabalhadores e equipamentos de lavra;

Minimizar a diluição do minério;

Aumento da recuperação da jazida e maior produtividade.

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• Uma das causas de graves acidentes na lavra subterrânea é a queda de rochas (chocos). A ocorrência de rochas instáveis é ocasionada, entre outras, pela presença de descontinuidades (juntas e falhas) e pelas altas pressões (2 a 12 GPa) desenvolvidas pelos explosivos nos limites das escavações durante as detonações

Os principais impactos nas lavras subterrâneas decorrentes das

instabilidades dos maciços rochosos são

Maior diluição do minério nas zonas de contato;

Riscos de acidentes decorrentes dos desmoronamentos;

Interrupções na lavra (menor produtividade);Aumento nos custos das operações de lavra,

devido à necessidade de reforço da rocha.

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Esse trabalho apresentará as principais técnicas utilizadas, atualmente, para reduzir os danos nas

rochas remanescentes, destacando-se:

Novas técnicas de desmonte amortecido nos limites das escavações;

Simulação da distribuição da energia do explosivo no limite de escavação, utilizando o programa JKSIMBLAST.

Tomografia de Refração Sísmica de Alta Resolução.

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Simulação da provável região de danos nos limites das escavações.

Uso do cordel detonante no desmonte amortecido.

No final do trabalho são apresentados o principais efeitos da contaminação e danos devido ao uso dos explosivos, na atmosfera subterrânea.

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Esse trabalho apresentará as principais técnicas utilizadas, atualmente, para reduzir os danos nas rochas remanescentes, destacando-se:

Programa JKSimblast

• Gerenciador de Dados (JKBMS-Blast Management System): onde são armazenadas as informações geotécnicas e geomecânicas do maciço rochoso (orientação, número de famílias e espaçamentos entre as descontinuidades, RMR, Módulo de deformação, resistência à tração e compressão da rocha, densidade da rocha etc.), bem como o local do desmonte (painel, realce), tipo de desmonte utilizado (galeria, realce, amortecido etc.), resultados obtidos da fragmentação da rocha (fotoanálise), os registros sismológicos (velocidades de vibração obtidas).

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Programa JKSimblast

• Simulador da sequência de saída dos furos (galeria e realce) em função do tempo de retardo de cada espoleta.

• A simulação da sequência de saída dos furos é muito importante, pois evita que ocorra sobreposição das ondas de choque durante a detonação das cargas explosivas contidas nos furos, bem como furos saindo fora de sequência, evitando-se que altos níveis de vibração provoquem instabilidade no maciço rochoso.

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Programa JKSimblast

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Programa JKSimblast

• Simulação da distribuição da energia do explosivo no limite de escavação

• Esse módulo do JKSimblast permite simular a distribuição da energia dos explosivo no maciço rochoso, especialmente nos limites da escavação da rocha, evitando-se a ocorrência da sobrequebra (overbreak).

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Programa JKSimblast

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TOMOGRAFIA DE ALTA RESOLUÇÃO

A tomografia de refração sísmica de alta resolução é uma ferramenta efetiva para estimar a extensão dos danos nas rochas induzidos pelos desmontes de rochas por explosivos.

Os levantamentos sísmicos tem resolução de 1,0 m ou mais, cobrindo as áreas de secção transversal de, aproximadamente, 10.000 m2 (Singer et al, 2010).

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Programa JKSimblast

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Índice de danos do Desmonte (BDI)

O índice de danos do desmonte (Blast Damage Index – BDI) é definido como a razão da tensão induzida devido ao desmonte de rocha e a Resistência Dinâmica à Compressão do maciço rochoso a ser detonado, normalmente variam de 0 a 3,5.

O BDI pode ser utilizado como um índice para quantificar os danos no teto e pilares, devido aos desmontes de rochas nas aberturas subterrâneas, para a segurança dos mineiros e equipamentos.

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Distância Reduzida (DR)

A razão D/(lnE)0,5 é conhecida como distância escalonada ou reduzida (DR).

Muitos estudos vem correlacionando a velocidade de vibração de partícula de pico (PPV) com a energia sísmica emanada durante (E) o desmonte, bem como a distância do local do desmonte ao ponto de preocupação (D).

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Tabela 1 – Quantificação dos danos baseados no BDI e DR.

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ZONAS DE CLASSIFICAÇÃO FAIXAS DE BDI FAIXA DE DR

Zona Segura < 1,0 > 2,50

Zona de Preocupação 1,00 – 1,75 > 2,00 – 2,50

Zona de Menor Dano > 1,75 – 2,50 1,50 – 2,00

Zona de Maior dano > 2,50 – 3,50 < 1,50

Fonte: Roy, P. P. & Sawmliana, 2003.

Cordel detonante de grande gramatura utilizado no desmonte amortecido

(NP-40)

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Vestígios da perfuração da rocha nos

limites da escavação.

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GASES TÓXICOS GERADOS NAS DETONACÕES

uma das características dos explosivos, quando detonados, é de gerar grande volume de gases tóxicos, variando, por exemplo, de 46 a 95 l/kg. Os principais gases tóxicos, decorrentes das detonações, para os que trabalham em ambiente subterrâneo são: NO, NO2, CO, CH4, H2S etc.

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Uma descrição dos efeitos fisiológicos dos gases nocivos

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GASES TÓXICOS GERADOS NAS DETONACÕES

Outro grave problema dos desmontes de rocha, além do alto ruído ou sobrepressão atmosférica lesiva a audição dos mineiros.

a geração de particulados, principalmente de sílica durante a perfuração da rocha, não devendo, portanto, a perfuração da rocha ser realiza a seco.

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GASES TÓXICOS GERADOS NAS DETONACÕES

A exposição prolongada à poeira contendo sílica pode levar à formação de cicatrizes no tecido fino dos pulmões (alvéolos) e pode resultar na doença chamada “silicose”, uma enfermidade grave dos pulmões e uma ameaça à vida.

Metais tóxicos incluem elementos químicos como arsênio, antimônio, cádmio, cromo, cobalto, chumbo, manganês, mercúrio, níquel, selênio, vanádio, zinco e seus compostos.

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CONCLUSÕES

Para que ocorra uma operação de lavra subterrânea, segura é necessário que a operação de escavação não provoque danos à rocha remanescente. Técnicas modernas podem ser utilizadas para manter as aberturas subterrâneas estáveis.

O uso de EPIs e EPCs e uma ventilação adequada reduzem os riscos de contaminação dos mineiros por partículas < 2,5 m e gases tóxicos.

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