Apostila Sobre Desmonte de Rochas

7/29/2019 Apostila Sobre Desmonte de Rochas

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APOSTILA

SOBRE

DESMONTE

DE

ROCHAS

Valtair Aparecido Matos Prestes

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Regras de Boa Prtica no Desmonte a Cu Aberto

1. Mtodos de Desmonte a Cu Aberto

A explorao a cu aberto pode ser feita por: Degraus direitos; Arranque de pequenas ou grandes massas;

Nas exploraes a cu aberto a dimenso dos degraus deve garantir a execuo das manobras comsegurana, obedecendo s seguintes condies: A altura dos degraus no deve ultrapassar 15 m, mas na configurao final, antes de se

iniciarem os trabalhos de recuperao paisagstica, esta no deve ultrapassar os 10 m; Na base de cada degrau deve existir um patamar, com, pelo menos, 2 m de largura, para

permitir, com segurana, a execuo dos trabalhos e a circulao dos trabalhadores, nopodendo na configurao final esta largura ser inferior a 3 m, tendo em vista os trabalhosde recuperao;

Os trabalhos de arranque num degrau s devem ser retomados depois de retirados osescombros provenientes do arranque anterior, de forma a deixar limpos os pisos que osservem;

Relao entre o porte da mquina de carregamento e a altura da frente no inferior a 1.Sendo a explorao a cu aberto feita, na sua grande maioria, por degraus, necessrio aexistncia, de acordo com a lei em vigor, de um plano de trabalhos contendo os seguinteselementos:

altura das frentes de desmonte (degraus); largura das bases dos degraus; diagramas de fogo, caso existam; situao das mquinas de desmonte em relao frente e as condies da sua deslocao; condies de circulao das mquinas de carregamento, perfurao e transporte; condies de circulao dos trabalhadores; configurao da escavao durante os trabalhos e no final dos mesmos, devendo-se ter em

conta a estabilidade das frentes e taludes; e local de deposio de eventuais escombros e terras de cobertura, rea e forma a ocupar

por estes.Os mtodos de desmonte a cu aberto podem ser:

Flanco de encosta; Corta (abaixo da superfcie).

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Figura 1- Tpico Desmonte em Flanco de Encosta

Figura 2- Tpico Desmonte em Corta

O mtodo de desmonte est essencialmente dependente das caractersticas da explorao, pelo queo mtodo usado para exploraes de rocha ornamental ser completamente diferente do usado emexploraes de rochas industriais.Assim, dado o fato de as operaes inerentes ao mtodo de desmonte dos dois tipos de exploraoserem diferentes, optou-se por trat-los separadamente.

1.1- Rocha Ornamental

Nas exploraes de rocha ornamental programa-se o desmonte de blocos primrios, blocos essesque so definidos consoante as caractersticas do macio, as produes requeridas, mo de obra eequipamentos disponveis.Entende-se por tempo de desmonte de um bloco primrio o tempo necessrio explorao at

retirada completa do estril e do minrio gerado pelo mesmo. A explorao de um bloco primriofaz-se em 6 operaes fundamentais, as quais se dividem por sua vez em operaes secundrias.As operaes fundamentais aps a limpeza da rocha til, so:

Furao; Corte; Derrube; Esquartejamento; Extrao; Acabamento.

A definio de cada uma das operaes deve constar no plano de lavra e tem por objetivo oaproveitamento mximo de blocos de dimenso comercial.O desmonte inicia-se com a operao de furao (Figura 3), sendo os furos realizados com oobjetivo de definir materialmente a rea do bloco primrio e a largura das fatias, isto a dimensodo bloco a desmontar.Aps a execuo dos referidos furos introduzido o fio helicoidal diamantado, roadora ou jactohidrulico com vista realizao do corte de levante (corte de fundo). Em seguida, paraindividualizao do bloco primrio, so realizados os cortes laterais.Uma vez terminada a individualizao do bloco primrio, procede-se ao corte do bloco em fatiasque definem o bloco maior transportvel, com a operao de esquartejamento.Aps as fatias se encontrarem plenamente individualizadas, so derrubadas sendo os blocos

transportados por grua ou atravs de outro equipamento de transporte se a corta estiver ligada ao3


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exterior por rampa. Se o material exceder em peso a capacidade da grua, as dimenses foremsuperiores ao arco mximo da monolmina, ou apresentar irregularidades excessivas, seroesquartejados na pedreira.

Figura 3 - Operaes fundamentais e acessrias de desmonte de rocha ornamental (Granito)

O derrube de uma fatia realizado com o auxlio de uma almofada ou macaco hidrulico, queoriginam o desequilbrio da fatia at esta cair numa "cama" previamente realizada (. A cama temuma dupla funo: amortecer o impacto da queda da fatia derrubada, minimizando a quantidade defraturas induzidas pelo choque, e ajudar posteriormente a operao de esquartejamento, permitindoa passagem do fio adiamantado, sem que seja necessrio proceder a nova furao. A cama normalmente construda com terra, fragmentos de rochas e pneus velhos.

Figura 4 - Pormenor da operao de derrube de uma fatia

O esquartejamento sem dvida a operao crtica no que diz respeito ao correto planeamento dasoperaes. Este bastante influenciado pelas caractersticas de fraturaro do bloco, operaesanteriores e posteriores, e pelo mercado.O desmonte termina com a limpeza da frente retirando-se o estril para a escombreira com orecurso p carregadora, e elevando o minrio para o parque de blocos por grua ou dumper. Pelofato de os blocos apresentarem dimenses e formas muito variadas, torna-se necessrio efetuar

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uma operao de acabamento. Esta operao, realizada pela monolmina, tem por objetivo acorreo total dos blocos transportados, com vista a posterior comercializao ou a serragem.

Figura 5 - Operaes fundamentais de uma explorao de rocha ornamental (Mrmore)

Quer a corta quer a frente em flanco de encosta tero uma inclinao que est limitada pelascaractersticas geomecnicas do macio, sendo esta inclinao funo da relao altura/patamar(ver Figura 6).

Figura 6 - Inclinao do talude

1.2- Rocha Industrial

A indstria de rocha industrial, ao invs da indstria extrativa de rocha ornamental, realiza odesmonte do minrio com arranque por explosivos no caso de massa mineral consistente, ou porarranque direto ou hidrulico em massas incoerentes.Por conseguinte as operaes fundamentais de uma explorao de rocha industrial so totalmentediferentes das operaes realizadas numa explorao de rocha ornamental (ver Figura 7).

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Figura 7 - Operaes fundamentais de uma explorao de rocha industrial

1.1.1- Massas Minerais Coerentes

Neste tipo de exploraes so realizados na frente de desmonte pegas de fogo com o intuito deproceder ao arranque do minrio. A realizao destas pegas de fogo obedece a determinadoscritrios e fatores que determinam a concepo e eficincia da mesma.Quando existe compartimentao geolgica indispensvel introduzir a sua presena na previsoda fragmentao, em virtude de as descontinuidades dos macios rochosos serem responsveis pordistribuies irregulares da energia explosiva, quer absorvendo, quer dispersando as ondas daexploso atravs de fendas preexistentes na vizinhana dos furos.O dimetro das cargas explosivas deve ser to prximo quanto possvel do dimetro dos furos, nocaso de explosivos encartuchados, no deve ser nem to pequeno que impea o desenvolvimentocompleto da detonao, nem to grande que possa originar vibraes, sopros exagerados, oumesmo o fenmeno da sobrefracturao da rocha remanescente.Em seguida apresentada uma figura onde pode observar a configurao de uma tpica exploraoa cu aberto.

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Figura 8 - Tpica explorao de rocha industrial a cu aberto

Na etapa de estabelecimento do diagrama de fogo deve-se ter em ateno fatores importantescomo:

Produo por pega de fogo; Dimetro do furo;

Comprimento do furo; Subfurao; Inclinao do furo; Distncia (afastamento) face livre; N. de furos; Espaamento entre furos; Atacamento; Carga especfica; Consumo especfico.

Figura 9 - Fatores importantes numa pega de fogo a cu aberto(Extrado de EXPLOSA, 1994)

O dimetro do furo depende das propriedades da rocha a ser desmontada, do grau de fragmentaopretendido, da altura da bancada, e est normalmente condicionado ao tipo de equipamentodisponvel. Aps a seleo do dimetro do furo, dimensiona-se o comprimento mais adequado para

o dimetro escolhido e para as condies existentes, tendo em considerao a inclinao destes, aaltura da bancada e a subfurao. A subfurao, que varia consoante a distncia face livre einclinao dos furos, facilita a execuo da pega de fogo. No caso de no ser feita a subfurao, abase da bancada no ser arrancada segundo um ngulo de 90, originando por isso um rep.

A- Furo Vertical B- Furo Inclinado

J Subfurao L Altura da bancadaB Distncia face livre H Comprimento do furoT Atacamento PC Comprimento da carga

P Detonador

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Figura 10 - Nomenclatura de um furo(Adaptado de ATLASCOPCO)

O uso de furos inclinados uma prtica bastante comum nas pegas de fogo, uma vez que apresentaalgumas vantagens, tais como:

bancadas mais seguras; melhor fragmentao; maior produo;

diminuio do consumo de explosivo; menores vibraes.

O ajustamento da distncia face livre e o espaamento entre furos permite melhorar os resultadosde fragmentao e arranque da rocha, que se traduzem numa diminuio do consumo especfico deexplosivo. O atacamento deve ter um comprimento semelhante ao valor da distncia face livrede modo a no originar blocos de grandes dimenses provenientes da parte superior da bancada,no devendo ser muito inferior pois nesse caso existe a possibilidade dos gases da exploso seescaparem e provocarem projees alm da perda do efeito da expanso gasosa sobre a rocha.

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Figura 11 - Componentes principais de um Jumbo de furao de bancada(Adaptado de Tamrock, 1984)

Deve ser realizado com material de granulometria fina ou com material destinado para o efeito, talcomo argila, areia no siliciosa, p da furao, gua em manga de plstico, etc.Nos diagramas de fogo a cu aberto a energia do explosivo necessria para que se produza a roturada rocha no constante em toda a altura da bancada. Com efeito as tenses libertadas pela

detonao devem ser superiores resistncia da rocha ao longo da bancada, especialmente na suabase.Por tal razo a carga de fundo (ver Figura 9) possui geralmente maior energia que a carga decoluna, embora a dimenso desta ltima dependa da altura da bancada.

O atacamento, embora seja muitas vezes esquecido, uma operao muito importante. Se estaoperao no for corretamente executada pode acontecer que se originem no interior do furovazios, o que origina uma grande quebra no rendimento do explosivo, devido perda de eficinciapor parte deste.

Outro aspecto importante a evitar a folga (desacoplamento), que se define pela relao entre os

dimetro dos furos e o dimetro das cargas explosivas, a qual deve ser o mais prximo possvel daunidade, para a qual contribuir uma boa compactao do explosivo do furo.

O consumo especfico pode definir-se como a relao entre o peso de explosivo utilizado na pegade fogo e o volume total de rocha desmontada.No que concerne ao dimensionamento dos diagramas de fogo, este tem sido elaborado por diversasfrmulas envolvendo os respectivos parmetros geomtricos, algumas com certo fundamentocientfico, mas quase todas baseadas em relaes empricas.

Existem tambm bacos e at rguas de clculo construdos para o mesmo fim, mas quase todosestes mtodos apresentam o inconveniente de desprezarem um grande nmero de variveis queinfluenciam o fenmeno de desmonte. Assim, habitual algumas dessas frmulas pretenderemaplicar-se a todos os tipos de rocha, outras no introduzem indicaes sobre as propriedades doexplosivo, etc.

A principal razo para que existam tais expresses aproximadas deve-se complexidade,variabilidade e elevado nmero de parmetros que influem nos resultados de um desmonte.ATEHISON considerou a existncia de 20 parmetros distintos que tm influncia decisiva nosdesmontes, dividindo-os em 3 grupos:

Parmetros relativos ao explosivo: densidade, velocidade de detonao, presso dedetonao, impedncia de detonao, volume de gases libertados e energia disponvel.

Parmetros respeitantes ao carregamento dos explosivos nos furos: dimetro ecomprimento dos furos, natureza do atacamento, espao livre entre o explosivo e paredesdo furo, tipo de escorvamento e ponto de iniciao.

Parmetros relativos rocha: densidade, velocidade ssmica, impedncia caracterstica,ndice de absoro de energia, tenso de rotura compresso e trao, heterogeneidade eestrutura do macio rochoso.

Alm destes h a considerar certos fatores externos (como por exemplo, a natureza e toxicidadedos fumos e a resistncia do explosivo umidade existente no interior dos furos) que podem ditara escolha de tipos de explosivos em contradio com as regras gerais. Por conseguinte, o recursos frmulas empricas e ao trabalho por tentativas so muitas vezes as nicas solues disponveispara projetar adequadamente um desmonte, face dificuldade intrnseca do problema.

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A Figura 12 apresenta as especificaes geomtricas principais de um desmonte em bancadas, coma respectiva legenda explicativa.

Figura 12 - Especificaes Geomtricas dos Esquemas de Fogo para Desmontes em Bancadas(Adaptado de Gama, C. Dinis , 1988)

Em seguida so apresentadas as relaes numricas lineares, onde as letras tm o significadoreferido na Figura 12:

A = KA x d (25 KA 40)S = KS x A (1.25 KS 5)h = Kh x A (1.5 Kh 4)G = KG x A (0.2 KG 0.5)T = KT x A (0.5 KT 1)

Segundo a ordem indicada, a partir do conhecimento do dimetro dos furos determina-se oafastamento das cargas, e este ltimo permite calcular os restantes parmetros geomtricos dodiagrama de fogo.De salientar que o processo de seleo do tipo de explosivo a utilizar em determinado desmontedeve ser coerente com o seu mecanismo de atuao aps a detonao, e com a reao da rocha aoscorrespondentes efeitos mecnicos.Em relao o dimetro das cargas explosivas, a sua escolha deve atender a diversos fatores, entreos quais, a salientar:

to prximo quanto possvel do dimetro dos furos (no caso de explosivos com formageomtrica fixa).

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dimetro nem to pequeno que impea o desenvolvimento completo da detonao, nem togrande que possa originar vibraes, sopros exagerados, ou mesmo o fenmeno desobrefracturao da rocha remanescente.

1.2.2- Massas Minerais Incoerentes

A explorao de massas minerais incoerentes pode ser feita por desmonte direto ou desmontehidrulico.

O desmonte direto pode ser manual ou mecnico e consiste em atacar diretamente a frente dedesmonte de modo a individualizar o minrio. Por conseguinte a sua utilizao est limitada amassas minerais que sejam facilmente desagregadas.So vrias as exploraes de massa mineral por desmonte direto mecnico, sendo a explorao deargila, areia e outros materiais de construo as mais comuns.Nas exploraes de argila, areia, cascalho ou quaisquer outras massas de fraca coeso, devem serobservadas as seguintes regras:

Se a explorao no for feita por degraus, o perfil da frente no deve ter inclinao superiorao ngulo de talude natural do terreno;

Se a explorao for feita por degraus, a sua base horizontal no pode ter, em nenhum dos

seus pontos, largura inferior altura do maior dos dois degraus que separa, e as frentes nopodem ter inclinao superior do talude natural; Se o mtodo de explorao exigir a presena normal de trabalhadores na base do degrau, a

sua altura no pode exceder 2 m.

O desmonte hidrulico consiste em utilizar a fora hidrulica (essencialmente gua) nas frentes dedesmonte para a desagregao do minrio (Figura 13).De todos os sistemas de explorao existentes, o hidrulico o nico que permite combinar odesmonte de um material, o seu transporte para uma estao de tratamento e sua recuperao nessamesma estao, assim como o posterior escoamento dos resduos com a energia obtida por umfluxo de gua.

Aplica-se fundamentalmente onde os materiais so desagregados por cao de gua presso,como as aluvies de ouro, cassiterita, diamantes, ilmenita, rtilo, zircnio; formaes argilosas,arenosas e outras.Os equipamentos hidrulicos so equipamentos de desmonte, constitudos por uma lana oucanho orientvel, de largo dimetro, que projeta um jacto de gua sobre o macio rochoso, quepermite desagregar e arrastar os materiais, cujo estado de consolidao apropriado para talfinalidade.A utilizao destes equipamentos tem as seguintes vantagens:

Desmonte contnuo do material a explorar; Infra-estrutura mineira reduzida; Equipamentos mais econmicos; Menores necessidades de pessoal e com menor especializao; Baixo custo de operao.

Os inconvenientes principais so: Condies especficas do material a desmontar; Grandes necessidades em caudal e presso de gua; Necessidade de grandes reas para reteno de resduos; Escassas probabilidades de seletividade; Aplicabilidade do sistema quando o processo de tratamento posterior feito em via mida; Condies topogrficas adequadas para a circulao dos materiais desmontados;

Disposies restritivas sobre contaminao e impacto ambiental.11


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Figura 13 - Desmonte Hidrulico

Na realizao do desmonte hidrulico devem ser observadas as seguintes regras: Os operrios e os equipamentos que efetuam o desmonte devem estar protegidos por uma

distncia adequada de forma que os possveis desmoronamentos e deslizamentos do talude

no os atinjam; proibida a entrada de pessoas no autorizadas nos taludes onde se realiza o desmonte

hidrulico; O pessoal, no desmonte hidrulico deve estar provido de equipamento especfico e

adequado para servios em condies de alta umidade; Para instalaes do desmonte hidrulico que funcionam com presses de gua acima de 10

Kg/cm2 devem ser cumpridas as seguintes regras adicionais:a) os tubos, os acoplamentos e os suportes das tubagens de presso devem ser apropriados paraesta finalidade (certificados dos fornecedores, provas aleatrias);b) deve existir um suporte para o equipamentoc) a instalao deve ter um dispositivo para desligar a bomba de presso em caso de emergncia,podendo este ser acionado pelo pessoal que estiver a trabalhar com o equipamento.De acordo com as caractersticas mecnicas do macio rochoso existem dois esquemas deexplorao bsicos:

Desmonte direto do material que se encontra na frente de trabalho; Desmonte do material, aps uma previa desagregao;

O princpio geral de trabalho quando possvel desmontar o macio diretamente, corresponde aoseguinte esquema operativo:

Projeo do jacto sobre o p do talude de modo a criar uma sobreescavao do mesmo atque se origine a queda do talude;

O material desmontado submetido ao do jacto de modo a promover a sua

desagregao e escoamento ao longo do canal de transporte; Uma vez limpa a frente, o equipamento aproximado da nova frente de trabalho,

repetindo-se o ciclo.As distintas possibilidades de posicionamento do equipamento do origem as trs esquemas deexplorao, segundo as direes relativas do jacto projetado e da polpa escoada (ver Figura 14):

a. Em direob. Em contracorrentec. Misto

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Legenda

1- Equipamento2- Tubagem de alimentao3- Canal de transporte4- Captao

5- Estao de bombagem6- Tubagem da polpa7- Polpa

Figura 14 - Diferentes desmontes hidrulicos

O desmonte em direo caracterizado pela direo de circulao da polpa coincidir com adireo do jacto de gua projetado, sendo aplicado sobre frentes com altura inferior a 8 m.O desmonte em contracorrente aplica-se fundamentalmente em grandes frentes de trabalho quepodem variar entre os 20 a 30 m, sendo esta a altura mxima permitida por motivos de segurana.O desmonte misto utilizado quando se aplicam vrios equipamentos na mesma frente detrabalho, permitindo o arranque do material situado na zona intermdia de dois equipamentos.

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Apostila Sobre Desmonte de Rochas