TCC Desmonte de Contorno

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  • Universidade Federal do Par

    Campus Universitrio de Marab

    Faculdade de Engenharia de Minas e Meio Ambiente

    Davi Rosrio Estevam

    Desmonte de Contorno

    Marab

    2009

  • Davi Rosrio Estevam

    Desmonte de Contorno

    Trabalho de Concluso de Curso apresentado para

    obteno do grau de Bacharel em Engenharia de

    Minas e Meio Ambiente do Campus Universitrio de

    Marab da Universidade Federal do Par.

    rea de Concentrao: Perfurao e Desmonte de

    Rochas.

    Orientador: Prof. Msc. Marinsio Pinheiro de Lima.

    Marab

    2009

  • Dados Internacionais de Catalogao-na-Publicao (CIP) Biblioteca II do CAMAR/UFPA, Marab, PA

    Estevam, Davi Rosrio Desmonte de contorno / Davi Rosrio Estevam ; orientador, Marinsio Pinheiro de Lima. 2009.

    Trabalho de Concluso de Curso (Graduao) - Universidade Federal do Par, Campus Universitrio de Marab, Faculdade de Engenharia de Minas e Meio Ambiente, Marab, 2009.

    1. Rochas - Minas e minerao. 2. Minas e recursos minerais. 3. Minerao a cu aberto. I. Lima, Marinsio Pinheiro de, orient. II. Ttulo.

    CDD: 20. ed.: 552

  • Davi Rosrio Estevam

    Desmonte de Contorno

    Data de Aprovao:

    Banca Examinadora:

    _________________________-Orientador

    Marinsio Pinheiro de LimaMestre Universidade Federal do Par

    _________________________

    Clesianu Rodrigues de LimaMestreUniversidade Federal do Par

    _________________________

    Lucinewton Silva de MouraDoutorUniversidade Federal do Par

  • honra do Deus de Israel, criador dos cus e da Terra e detentor de toda sabedoria e

    conhecimento.

  • AGRADECIMENTOS

    Ao grande Deus de Israel, meu Deus, por me inspirar e conceder grandes

    oportunidades.

    minha famlia por me apoiar e contribuir para o meu xito.

    Aos professores do Campus Sul e Sudeste do Par, em especial aos da

    Faculdade de Engenharia de Minas e Meio Ambiente, pelos conhecimentos

    transmitidos ao longo do curso de graduao.

  • Formao importante, informao muito mais.

    Davi Rosrio Estevam

  • SUMRIO

    RESUMO 8

    ABSTRACT 9

    LISTA DE FIGURAS 10

    LISTA DE TABELAS 11

    1 INTRODUO 12

    2 JUSTIFICATIVA 14

    3 OBJETIVOS 15

    3.1 OBJETIVO GERAL 15

    3.2 OBJETIVO ESPECFICO 15

    4 REVISO DA LITERATURA 15

    4.1 MECANISMOS RESPONSVEIS PELA SOBRE-ESCAVAO 15

    4.1.1 Ruptura por sobretri turao e fissuramento 16

    4.1.2 Ruptura por lasqueamento 16

    4.1.3 Abertura das fissuras por ao dos gases 18

    4.1.4 Fraturamento por alvio de carga 19

    4.2 TEORIA DO DESMONTE DE CONTORNO 20

    4.3 TIPOS DE DESMONTE DE CONTORNO 21

    4.3.1 Pr-corte convencional 21

    4.3.2 Pr-corte com air-deck 25

    4.3.3 Recorte ou Ps-Corte 27

    4.3.4 Desmonte amortecido 30

    4.3.5 Perfurao em l inha 31

    5 RESULTADOS E DISCUSSES 31

    6 CONCLUSES 36

    7 SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS 37

    REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 38

    GLOSSRIO 39

    ANEXO 40

  • RESUMO

    A abordagem da pesquisa contempla a apresentao dos mtodos mais conhecidos

    e uma comparao entre os espaamentos praticados no pr-corte convencional, no

    pr-corte com air-deck e no ps-corte. A anlise das caractersticas dos mtodos,

    juntamente com a ponderao referente qualidade dos resultados, possibilitou a

    determinao do mtodo que apresenta a melhor relao custo/benefcio para as

    atividades de minerao cu aberto. Os resultados da pesquisa apontam o pr-

    corte com air-deck como o melhor mtodo de desmonte de contorno e evidenciam a

    superioridade desse mtodo, principalmente quando se utilizam furos com dimetros

    maiores.

    Palavras-chave: Desmonte de contorno. Espaamento. Pr-corte. Air-deck. Ps-

    corte. Custo/benefcio.

  • ABSTRACT

    The research approaching contemplate a presentation of the most known methods

    and a comparison between spacing used in conventional pre-split, air-deck pre-split

    and after-split. The analysis of methods characteristics, joined with ponderation about

    quality results, possibilited to determine the method that have the best ratio

    cost/benefit for the open mining activities. The results of research indicate air-deck

    pre-split as the best wall control method and evidenced the superiority of this

    method, principally when utilize holes with biggest diameters.

    Key-words: Wall control blast. Spacing. Pre-split. Air-deck. After-split. Cost/benefit.

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 01 Resultante devido coliso das ondas de choque 20

    Figura 02 Pr-corte 22

    Figura 03 - Tipos de carregamento dos furos no pr-corte com air-deck 25

    Figura 04 Exemplo de ps-corte 28

    Figura 05 Exemplo de desmonte amortecido 30

    Grfico 01 Pr-corte com Air-Deck x Pr-corte Convencional 33

    Grfico 02 Ps-corte x Pr-corte Convencional 34

    Grfico 03 Pr-corte Com Air-Deck x Ps-corte 35

    Grfico 04 Comparativo Geral 35

  • LISTA DE TABELAS

    Tabela 01 Velocidade de Partcula nas Rochas 18

    Tabela 02 Carregamentos e Espaamentos Sugeridos

    Para o Pr-corte Convencional

    23

    Tabela 03 Cargas Recomendadas e Geometria dos Furos

    Para o Ps-corte

    29

    Tabela 04 - Espaamentos Praticados no Pr-corte Com

    Air-deck.

    32

  • 1 INTRODUO

    Os explosivos tm desempenhado um grande auxlio s explotaes

    mineiras, pois podem ser utilizados para desmontar rochas que demandariam muitos

    recursos, sejam financeiros, humanos ou materiais, para serem fragmentadas por

    outros mtodos.

    Nos trabalhos em rocha, frequentemente, os profissionais envolvidos

    deparam-se com situaes de instabilidade no macio que podem ter causa natural,

    antrpica ou uma combinao das duas. Assim sendo, se faz necessrio estabilizar

    essas reas. Para tanto, existem vrias tcnicas que podem ser empregadas, como,

    por exemplo, escoramento, atirantamento por cabos de ao e parafusamento de

    rochas.

    H um conjunto de mtodos, contudo, que elimina ou minimiza a

    necessidade de implantao dos recursos citados anteriormente, trata-se do

    desmonte de contorno, que visa gerar taludes e paredes estveis atravs de

    detonaes controladas.

    Ao contrrio dos desmontes de produo, o desmonte de contorno no visa

    fragmentar as rochas, mas sim cortar o macio rochoso para gerar uma parede ou

    talude com boas condies de estabilidade.

    Nos desmontes de produo, os mesmos explosivos que ajudam os

    mineradores tambm podem causar danos estruturais nos macios rochosos, pois

    alm de fragmentar e movimentar as rochas, as detonaes dispensam grande parte

    de sua energia para criar novas fraturas e planos de fraqueza, alm de expandir

    juntas, diaclases e planos de estratificao que anteriormente ao desmonte no

    eram crticas, porm, passam a comprometer a coeso e a estabilidade do macio

    rochoso. Isto se manifesta na forma de sobre-escavao, que gera um estado

    potencial de colapso.

    Segundo Jimeno et al. (1994), a falta de controle nos limites de um

    desmonte de produo pode acarretar os seguintes problemas:

    Maior diluio do minrio com estril nas zonas de contato em minas que

    explotam minerais metlicos.

    12

  • Aumento do custo de carregamento e transporte, em decorrncia do incremento

    do volume de material desmontado.

    Necessidade de reforar a estrutura rochosa remanescente atravs de

    dispendiosos sistemas de sustentao, como malhas metlicas, escoramento,

    tirantes, parafusamento, etc.

    Maior risco para o pessoal em operao.

    Aumento do fluxo de gua para a rea de trabalho devido abertura e

    prolongao das fraturas e descontinuidades no macio rochoso.

    Portanto, o desmonte de contorno reconhecido, pelos profissionais que

    desenvolvem trabalhos em rocha, como um conjunto de tcnicas de grande

    importncia.

    A elaborao do trabalho dividiu-se em trs etapas, sendo que a primeira

    consistiu em realizar uma pesquisa bibliogrfica em grandes obras na rea de

    perfurao e desmonte, nas quais foram obtidas informaes sobre teorias que

    explicam o funcionamento dos desmontes de contorno.

    Nessas obras normalmente esto contidas impresses e opinies dos

    autores sobre as tcnicas de desmonte de contorno que, por geralmente estarem

    baseadas em experincias reais, essas informaes so de grande valor e

    receberam a devida ateno.

    A segunda etapa consistiu em definir, com base na pesquisa bibliogrfica,

    os principais mtodos de desmonte de contorno. A determinao dos mtodos

    principais baseou-se fundamentalmente no grau de utilizao dos mesmos, ou seja,

    considera-se que os principais mtodos so aqueles que so mais utilizados. Um

    outro passo da segunda etapa, foi gerar uma tabela com os espaamentos entre

    furos praticados no mtodo de pr-corte com air-deck, o clculo foi feito a partir da

    frmula recomendada por Silva (2007):

    Espaamento = K x Dimetro dos furos (em metros)

    K uma constante que pode variar de 16 a 24, sendo que os

    espaamentos foram calculados utilizando-se um valor intermedirio: 20.

    13

  • Os valores utilizados para o dimetro dos furos foram os seguintes: 51, 64,

    76, 89, 102 e 114 mm.

    A terceira etapa fundamentou-se em comparar os mtodos p