Desmonte de Rochas

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  • CYTED 3: Red Iberoamericana Medio Ambiente Subterrneo y Sostenibilidad - MASYS 7 Jornada tcnico-cientfica de Medio Ambiente Subterrneo y Sostenibilidad Ambiente, seguridad y salud

    Guadalajara, Mxico - 3, 4, 5 de julio de 2013

    DESMONTE DE ROCHAS DE ABERTURAS SUBTERRNEAS

    EM ZONAS SENSVEIS S VIBRAES

    GABRIEL GOMES SILVA1, VIDAL FLIX NAVARRO TORRES

    2

    1 Universidade Federal de Gois UFG gabriel_gomess@hotmail.com;

    2Universidade Tcnica de Lisboa UTL e Universidade Federal de Gois UFG vntorres@ist.utl.pt

    RESUMO: Com o crescimento urbano acelerado, torna-se frequente a realizao de obras que necessitam do

    uso de explosivos, como imploses de infraestruturas ultrapassadas e o avano de mineraes ou abertura de

    galerias prximas a complexos urbanos e zonas sensveis, logo, surgem problemas intrnsecos a esta atividade,

    como os efeitos secundrios das detonaes, que geram desconforto na populao das reas vizinhas e tambm

    podem causar grandes danos s estruturas. Sabendo disso, profissionais responsveis por este segmento

    objetivam caracterizar um modelo ideal de desmonte, no qual os efeitos secundrios no afetem as reas

    circundantes, de modo a permanecer dentro de um limite estabelecido pelas normas vigentes no pas. Para

    realizar a preveno e controle das vibraes, principal efeito das detonaes, uma das metodologias utilizadas

    estabelecer a lei de propagao da vibrao das partculas, qual est em funo da carga de explosivo utilizada

    e da distncia do ponto de medio at o ponto de detonao. Com a elaborao desta dissertao, pretende-se fazer exatamente o pressuposto acima, ou seja, a caracterizao dinmica de macios rochosos, sob a ao de

    detonaes, recorrendo s habituais correlaes estatsticas, mediante a tcnica de regresso linear mltipla com

    uso do programa MLINREG.BAS. Os resultados do programa permitem a obteno de informaes para a

    determinao da lei de propagao da velocidade de vibrao das partculas, logo, torna-se possvel determinar a

    carga mxima por retardo necessria e a idealizao de um diagrama de fogo para a rea estudada, feito com uso

    do programa TUNNPLAN v1.17, permitindo assim reduzir os nveis de perturbao e os demais impactos

    gerados pelas detonaes.

    PALAVRAS CHAVE: vibraes; velocidade de vibrao pico; carga explosiva mxima; detonao controlada.

    1. INTRODUO

    O desmonte de rochas a tcnica de escavao

    mais amplamente adotada em vrios ramos da indstria de minerao e construo, pois

    econmica, confivel e segura. amplamente

    utilizada na indstria extrativa, escavaes, trincheiras, tneis e grandes obras

    subterrneas.

    Entre vrios efeitos secundrios de um

    desmonte de rochas com uso de explosivos, a vibrao induzida no contorno da escavao

    gerada pela onda de choque aps a exploso

    merece ateno especial. O fenmeno da vibrao dura um tempo muito curto (algumas

    dezenas de milissegundos) por evento, aps

    isso a rocha volta a suas condies iniciais. Em alguns casos a detonao de cargas

    explosivas podem causar danos a regies

    circunvizinhas (edifcios, pontes, etc.), porque

    a vibrao transmitida atravs do terreno pode atingir valores altos. Em tais casos,

    necessrio dimensionar a carga explosiva

    mxima admissvel de forma que as detonaes sejam controladas, e assim, evitar

    danos ou incomodidade humana.

    Uma vez conhecida a lei de propagao de

    vibrao de partculas no meio rochoso,

    atravs de uma campanha de medies de

    vibrao, distncia e carga explosiva no campo, necessrio determinar a vibrao

    mxima permissvel usando as normas em

    vigor e calcular a carga mxima que no provoque danos nem incomodidade das

    pessoas.

    A adoo de critrios ou nveis de preveno

    das vibraes frequentemente uma tarefa delicada, que exige o reconhecimento rigoroso

    dos mecanismos que intervm nos fenmenos

    dos desmontes e das respostas das estruturas. Um critrio arriscado pode levar a apario de

    danos e imperfeies, entretanto uma postura

    conservadora pode dificultar e inclusive paralisar o desenvolvimento da atividade

    mineira ou de obra civil com explosivos.

    Logo, com base nas metodologias utilizadas

    neste trabalho percebe-se que possvel mensurar e controlar de maneira eficaz os

    impactos ambientais e sociais resultantes do

    uso de explosivos em atividades relacionadas com detonaes, mantendo nveis de segurana

    aceitveis. Alm disso, a realizao de um

    adequado dimensionamento dos parmetros do

    diagrama de perfurao e desmonte uma

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    tarefa fundamental para que haja uma

    mitigao ou reduo dos efeitos das

    detonaes em zonas sensveis.

    2. DESMONTE DE ROCHAS E

    VIBRAES INDUZIDAS

    O desmonte de rochas com explosivos continua sendo o mtodo mais barato de

    fragmentao de rochas pouco friveis, no

    entanto, o custo associado ao dano causado pelo desmonte em termos de segurana e

    produtividade de minas e obras est se

    tornando cada vez mais importante. Danos

    devido detonao de rocha esto diretamente relacionados com o nvel de estresse infringido

    na rocha e suas condies antes da detonao.

    Em ambientes prximos s zonas urbanas ou ambientes sob condies geolgicas

    desfavorveis, distrbios associados com

    desmontes podem resultar na necessidade de um amplo e extensivo controle das condies

    do terreno, alm de problemas de vibrao

    terrestre, rudos, perturbao humana, etc, o

    que pode gerar custos adicionais empresa ou at inviabilizar e paralisar suas atividades.

    Devido gravidade dos danos gerados pelas

    operaes de desmonte com uso de explosivos fundamental predizer, monitorar e controlar

    seus efeitos adequadamente, pois estes

    impactam diretamente a economia da maioria

    das operaes de desmonte. Ser muito conservativo em relao aos nveis de vibrao

    no planejamento dos trabalhos de desmonte

    pode aumentar os custos consideravelmente, enquanto que ser muito liberal pode resultar

    em danos e distrbios nas zonas prximas,

    custos legais e reinvindicaes que podem mudar o saldo de lucro da empresa de positivo

    para negativo.

    De acordo com Hartman (1992), o

    monitoramento e controle dos efeitos das detonaes perto de massas rochosas instveis,

    instalaes ou estruturas depende de duas

    consideraes principais. Primeiro, o diagrama de fogo deve ser planejado de modo a reduzir a

    carga de explosivos a detonar por evento e

    tambm ajustar a sequncia de iniciao de modo a reduzir as vibraes resultantes e os

    demais distrbios. Em segundo lugar, as cargas

    de explosivo detonadas por volume de rocha e

    o padro de detonao devem ser ajustados para assegurar uma fragmentao adequada.

    Portanto, ao mesmo tempo, a sequncia de

    iniciao tem de estar separada no tempo, mas

    no no espao.

    H um projeto ideal, que atinge ambos os

    objetivos de controle de distrbios e produo de fragmentao adequada. Este s pode ser

    alcanado atravs de uma compreenso

    adequada das propriedades fsicas da massa rochosa e sua resposta estrutural frente aos

    efeitos da detonao e da interao entre a

    fragmentao da rocha e do desenho do diagrama de fogo.

    Uma das etapas fundamentais para o estudo e

    controle das vibraes geradas nos desmontes

    por explosivos a determinao das leis que governam sua atenuao nos distintos meios

    em que ir se propagar, alm de uma adequada

    anlise e conhecimento dos parmetros que afetam suas caractersticas.

    2.1 Variveis que afetam as caractersticas das vibraes

    As principais variveis que afetam as caractersticas das vibraes so praticamente

    as mesmas que influem sobre os resultados dos

    desmontes de rocha, sendo classificadas em dois grupos, aquelas que podem ser

    controladas ou no controladas no processo

    pelos responsveis e especialistas pelo

    desmonte (Jimeno, 2004). A seguir tm-se uma breve apresentao das

    principais variveis que afetam as

    caractersticas das vibraes no desmonte de rocha com explosivos, segundo Jimeno,

    (2004).

    a) Geologia local e caractersticas das rochas:

    A geologia local de contorno e as

    caractersticas geomecnicas das rochas tem uma grande influncia sobre as vibraes.

    Nos macios rochosos homogneos e massivos

    as vibraes se propagam em todas as direes, mas em estruturas geolgicas complexas, a

    propagao das ondas pode variar com a

    direo e, por conseguinte, apresentar

    diferentes ndices de atenuao ou leis de amortizao.

    A presena de solos de recobrimento sobre

    substratos rochosos afeta, geralmente, a intensidade e frequncia das vibraes. Os

    solos possuem mdulos de elasticidade

    inferiores ao das rochas e por isso as

    velocidades de propagao das ondas

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    diminuem nesses materiais. A frequncia de

    vibrao, f, tambm diminui, mas o

    deslocamento, A, aumenta significativamente

    medida que a espessura de revestimento maior.

    A magnitude das vibraes a grandes

    distncias decresce rapidamente se existe material de revestimento