EDUARDO_BENVINDO_DA_CUNHA

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS – UFG 
REGIONAL CATALÃO 
CURSO DE ENGENHARIA DE MINAS 
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EDUARDO BENVINDO DA CUNHA 
 
 
 
 
 
 
 
AVALIAÇÃO DO DESMONTE DE ROCHAS COM EXPLOSIVOS POR 
ANÁLISE DE IMAGENS DIGITAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CATALÃO – GO 
2014 
EDUARDO BENVINDO DA CUNHA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AVALIAÇÃO DO DESMONTE DE ROCHAS COM EXPLOSIVOS POR 
ANÁLISE DE IMAGENS DIGITAIS 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado ao curso de 
Engenharia de Minas da 
Universidade Federal de Goiás – 
UFG, como requisito parcial para 
obtenção do título de bacharel em 
Engenharia de Minas. 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Dr. André Carlos Silva 
Coorientador: Paulo André Martins 
 
 
 
 
 
 
 
 
CATALÃO – GO 
2014 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico este trabalho de conclusão de curso à 
minha família por me dar o apoio necessário 
durante todo o percurso da graduação, aos 
meus professores por me mostrarem a trilha 
certa a seguir e aos meus amigos por toda 
ajuda e descontração nas horas difíceis. 
AGRADECIMENTOS 
 
 
Gostaria de agradecer primeiramente a Deus por me acompanhar, abençoar e ensinar a transpor cada 
desafio nessa caminhada. 
Agradeço a minha família, principalmente meu pai, Wagner Rodrigues da Cunha, e minha mãe, 
Erineice Maria Benvindo Rodrigues, por propiciar a realização desse sonho, pelo apoio, carinho e 
compreensão dados a mim em todos os momentos. As minhas avós, Maria Eriju Benvindo de Oliveira 
e Joana Rodrigues da Silva, pelas orações, acolhimento, carinho e motivação. Aos meus irmãos, 
Ricardo Benvindo da Cunha, Leonardo Benvindo da Cunha e Lilian Benvindo da Cunha, por todo 
carinho. Aos primos, tios e tias, especialmente, Vanessa Cristina Rodrigues da Cunha, Regina Maria 
Castilho, Sancha Benvindo de Oliveira, Gladson Benvindo de Oliveira, Glênio Benvindo de Oliveira 
por todos os conselhos e por sempre estarem presentes quando mais precisei. 
À Anglo American Fosfatos Brasil, nas pessoas dos Eng.º André Luiz Santos Fonseca, Eng.º Paulo 
André Martins, Eng.º Edimar Vieira Teixeira, Engenheira Vivian Aparecida, Sergio Netto da Paixão, 
André Luiz Golsalves dos Reis, que me forneceu o apoio necessário à realização deste estudo. 
À Reitoria da Universidade Federal de Goiás, à Direção da Regional Catalão, à Coordenação de 
Engenharia de Minas e a todos os meus professores pelo apoio e ensinamentos, especialmente, ao meu 
professor e orientador André Carlos Silva. 
Agradeço também a todos meus amigos das cidades de Palmas/TO, Porto Nacional/TO e Catalão/GO, 
que nunca mediram esforços ao me ouvir e apoiar quando necessitei. 
Por fim, gostaria de agradecer em especial aos membros da República Patocá, Aníbal Pereira Neto e 
Diego Henrique Braga Maya Barbosa por comporem minha família durante esses anos de graduação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Para vencer na vida precisamos agir. Não basta 
apenas saber. É preciso saber e por em prática.” 
Napoleon Hill 
RESUMO 
 
 
 
 
 
 
Um dos objetivos do uso de softwares de análise de imagens digital em conjunto com as 
técnicas de dimensionamento do desmonte de rochas com explosivos é facilitar e acelerar a análise dos 
resultados de fragmentação do desmonte de rochas e em muitos casos, tornar a análise mais 
minuciosa. O software Split-Desktop utilizado neste trabalho como ferramenta para o processamento 
das fotos capturadas dos desmontes de rochas e a sua posterior análise de imagens, possibilita 
comparar os resultados de distribuição granulométrica do desmonte, com suas metas pré estabelecidas 
como ótima para encontrar o equilíbrio entre os desmontes de rochas com as etapas subsequentes de 
fragmentação ( britagem e moagem). Levando em conta que a cominuição compreende como o local 
de maior consumo energético e consequentemente a operação com maior custo unitário em um 
complexo mina/usina, foi desenvolvido neste trabalho o conceito Mine to Mill na qual aborda uma 
visão sistêmica do processo e concentra-se na melhoria de redução do tamanho da partícula advinda 
dos resultados de fragmentação do desmonte de rochas, com o intuito de diminuir o consumo 
energético das etapas de britagem e moagem e consequentemente o seu custo unitário. 
 
 
PALAVRAS-CHAVE: análise de imagem digital; desmonte de rochas; split-desktop; distribuição 
granulométrica; cominuição; mine to mill. 
ABSTRACT 
 
 
 
 
 
 
One of the objectives of the use of analysis of software digital images together with the sizing 
techniques blasting rock using explosives is to facilitate and expedite the examination of blasting rocks 
fragmentation results and in many cases, make a more detailed analysis. The Split-Desktop software 
used in this work as a tool for processing photos captured from the blasting rocks and its subsequent 
image analysis, makes it possible to compare the results of the particle size distribution blasting rocks, 
with its pre-set goals as great to find a balance between the blasting rocks and subsequent 
fragmentation of steps (crushing and grinding). Taking into account that the comminution comprises 
as the point of maximum power consumption and therefore a higher cost per unit operation in a 
complex mine / plant. Was developed in this work the concept Mine-to-Mill in which addresses a 
systemic view of the process and focuses on the improvement arising from the reduction of particle 
size of blasting rock fragmentation results in order to reduce the energy consumption of the steps of 
crushing and grinding and therefore its unit cost. 
KEYWORDS: digital image analysis. rock blasting. split-desktop. particle size distribution. 
comminution;mine-to-mill. 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
 
 
Figura 1- Perfil do intemperismo da Mina do Chapadão ...................................................................18 
Figura 2 - Espoleta elétrica instantânea .............................................................................................26 
Figura 3 – Sistema não elétrico com linha silenciosa. .......................................................................27 
Figura 4- Bloco diagrama com os parâmetros geométricos de um plano de fogo. ..............................29 
Figura 5- Influência do esquema de perfuração e das descontinuidades na produção de blocos 
grandes. ............................................................................................................................................30 
Figura 6- Menor comprimento de tampão para furos de menor diâmetro ...........................................30 
Figura 7- Maior eficiência no uso da energia do explosivo em furos inclinados. ................................31 
Figura 8- Grande variação do afastamento para furo vertical adjacente à face da bancada. ................32 
Figura 9 – Afastamento e espaçamento efetivos para uma malha de perfuração. ................................34 
Figura 10- Principais tipos de malhas de perfuração. ........................................................................35 
Figura 11- Seção transversal da face durante a detonação mostrando a expansão das ondas de choque. 
............................................................................................................................. .................................. 37 
Figura 12- Teoria da reflexão das ondas de choque ...........................................................................37 
Figura 13- Interação dos eventos típicos em bancada ........................................................................38ilustrada pela seção central escura como mostra a Figura 12. 
37 
 
 
 
 
Figura 11- Seção transversal da face durante a detonação mostrando a expansão das ondas de choque. 
 
FONTE: Atlas Powder Company, 1987. 
 
Uma das primeiras tentativas de explicar, analiticamente, como a rocha se quebra quando uma 
carga explosiva concentrada é detonada em um furo próximo a uma face livre foi a teoria da reflexão. 
O conceito é simples, direto e baseado no fato bem conhecido de que a rocha é sempre menos 
resistente à tração do que à compressão. A resistência à tração é cerca de 10 a 15 vezes menor que a 
resistência à compressão. O pulso da tensão compressiva, gerado pela detonação de uma carga 
explosiva, move-se através da rocha em todas as direções com uma amplitude decrescente. Este pulso 
é refletido na face livre e é convertido em uma tensão de tração, que progride de volta ao ponto de 
origem, criando fraturas de tração no maciço rochoso como ilustra Figura 13 (MORAIS, 2004). 
 
Figura 12- Teoria da reflexão das ondas de choque. 
 
FONTE: Atlas Powder Company,1997. 
38 
 
 
 
4.7.3. Pressão dos gases 
A Segundo Atlas Powder Company (1987), durante e/ou depois da propagação das ondas, 
gases em altas pressões e altas temperaturas geram um campo de tensão em torno do furo. Existem 
contestações sobre os principais mecanismos de fragmentação durante esta fase, em que alguns autores 
acreditam que a rede de fraturas do maciço está completa, enquanto outros acreditam que o processo 
principal de fraturamento está iniciando-se neste momento. Em alguns casos, são os gases que 
penetram na rede de fraturas aumentando as fendas e criando novas fraturas. A Figura 14 e Figura 15 
abaixo ilustram o processo de fragmentação da rocha por explosivos. 
 
Figura 13- Interação dos eventos típicos em bancada. 
 
FONTE: Atlas Powder Company,1997. 
 
 
 
Figura 14- Zonas radiais de ruptura. 
 
FONTE: Atlas Powder Company,1997. 
39 
 
 
 
4.7.4. Movimento do Maciço Rochoso 
O último estágio do processo de quebra da rocha é o movimento da massa de material. Nesta 
fase, a maioria da fragmentação já ocorreu pelas ondas compressivas e de tração, pela expansão dos 
gases ou pela combinação de ambos. De qualquer forma, algum grau de fragmentação, embora 
pequeno, ocorre na colisão durante o lançamento do material e também quando o material colide com 
o solo (MORAIS, 2004). 
 
4.8. PROPRIEDADE DO MACIÇO ROCHOSO E O DESMONTE POR EXPLOSIVO 
 
4.8.1. Densidade 
Segundo Mendes (2008), nas rochas com alta densidade, se o resultado do desmonte a 
explosivo não é satisfatório, deverão ser tomadas as seguintes medidas: 
 Aumentar o diâmetro de perfuração; 
 Melhorar a eficiência do tampão; 
 Utilizar explosivos com maior energia e densidade; 
 Modificar a sequência de detonação. 
 
 
4.8.2. Porosidade 
Se a maioria das rochas que constituem o maciço forem porosas, três efeitos são provocados: 
 Atenuação da energia das ondas de choque; 
 Redução da resistência dinâmica a compressão e, consequentemente, 
 Incremento da fragmentação e da porcentagem de finos. 
Em rochas porosas os explosivos devem gerar grande quantidade de gases, para uma melhor 
fragmentação, pois a atenuação da energia das ondas de choque é bem acentuada (MENDES, 2008). 
 
 
4.8.3. Fricção Interna 
As rochas não constituem um meio perfeitamente elástico sendo assim, parte da energia da 
onda de tensão que se propaga é convertida em calor por diversos mecanismos. Estes mecanismos são 
conhecidos por “fricção interna” ou “capacidade específica de amortização”, que medem a capacidade 
da rocha para atenuar a onda de tensão gerada pela detonação do explosivo. A capacidade específica 
de "amortização" varia consideravelmente com o tipo da rocha: desde valores de 0,02 a 0,06 para os 
granitos até 0,03 a 0,07 para os arenitos. Esta capacidade específica aumenta com a porosidade e a 
permeabilidade, assim como com o número de juntas. A intensidade do fraturamento devido à onda de 
choque aumenta conforme diminui a capacidade específica de amortização. Sendo assim, os 
explosivos de alta VoD (velocidade de detonação), como as emulsões, são mais efetivos em formações 
40 
 
 
 
duras e cristalinas do que em materiais brandos e decompostos, nestes últimos o ANFO é mais 
adequado, apesar de possuir menor energia da onda de choque (MENDES, 2008). 
 
 
4.8.4. Litologia 
Segundo Mendes (2008), em áreas onde existem mudanças bruscas na litologia, por exemplo, 
estéril e minério, com características litológicas bem distintas, e consequentemente com uma variação 
das propriedades de resistência das rochas, faz-se necessário uma reconsideração do plano de fogo, 
podendo-se seguir dois caminhos: 
 Esquemas iguais da malha de detonação para os dois tipos de rocha e variação das cargas 
unitárias; 
 Esquemas distintos porem com igual carga por furo. 
A litologia influencia bastante no desmonte por explosivos, pois os mecanismos de 
fraturamento das rochas são distintos, variando para os vários tipos litológicos com relação ao seus 
explosivos mais adequados. 
 
 
4.8.5. Descontinuidades 
Todas as rochas apresentam algum tipo de descontinuidade, que consistem de microfissuras e 
macro fissuras, que influem de forma excessiva nas propriedades físicas e mecânicas das rochas e, 
consequentemente, nos resultados dos desmontes. 
As superfícies de descontinuidade podem ser de diferentes tipos: planos de estratificação; 
planos de laminação e foliação; planos de xistosidade; fraturas e juntas, que podem apresentar-se 
preenchidas, fechadas ou abertas. 
As descontinuidades podem ser fechadas, abertas ou preenchidas. Devido a estas variações no 
tipo das descontinuidades, existem diferentes graus de transmissão da energia do explosivo. As 
descontinuidades são superfícies sobre as quais as ondas de choque são refletidas, dispersando a 
energia desenvolvida. 
As fraturas e juntas podem afetar o plano de fogo uma vez que provocam o escape dos gases 
prematuramente, provocando fragmentação irregular e blocos grandes. 
 
 
4.8.6. Presença de água 
As rochas porosas e os maciços intensamente fraturados quando se encontram saturados de 
água apresentam os seguintes inconvenientes: obrigam a seleção de explosivos não afetados pela água, 
produzem a perda de furos devido ao excesso de água e dificultam a perfuração inclinada. Por outro 
lado, os maciços saturados de água possuem as seguintes vantagens: aumento da velocidade de 
41 
 
 
 
propagação das ondas; redução da resistência das rochas à compressão e tração por ser menor a fricção 
entre as partículas; intensificação da ruptura pela energia da onda de choque (MENDES,2008). 
 
 
4.8.7. Resistência a Tração e a Compressão 
As rochas apresentam uma elevada resistência à compressão e baixa resistência à tração, por 
isso é esperado que as rochas se fraturem nos desmontes, principalmente pela ação de tensões de 
tração. As resistências estáticas à compressão e à tração são utilizadas como um parâmetro indicativo 
da aptidão da rocha à detonação. A relação entre a resistência à compressão e à tração pode ser 
definida como um índice de capacidade da rocha ao desmonte a explosivo. Quanto maior for o valor 
dessa relação mais fácil de fragmentar é o material (MENDES,2008). 
No processo de detonação devem-se considerar as resistências dinâmicas que podem alcançar 
valores de 5 a 13 vezes superiores às resistências estáticas. Quando a intensidade da onda de choque 
supera a resistência dinâmica à compressão, é produzida uma fraturamento da rocha circundante às 
paredes do furo por colapso da estrutura intercristalina. Porém, esse fraturamento contribui muito 
pouco para a fragmentação e provoca uma forte diminuição da energia da onda de choque. Deve-se 
então, selecionar explosivos que desenvolvam nas paredes dos furos tensões inferiores ou iguais a 
resistência à compressão dinâmica. Um explosivo que possuium excelente rendimento em rochas 
duras e homogêneas geralmente não é tão efetivo em rochas macias e com sistemas de fraturas e 
vazios (MENDES,2008). 
 
4.9. OTIMIZAÇÃO DO DESMONTE DE ROCHAS 
 
Em desmonte de rochas com explosivos, a acuracidade da perfuração aliada a um 
dimensionamento adequado do plano de fogo, escolha correta do tipo de explosivo e um sistema de 
iniciação eficiente são fatores preponderantes na qualidade da fragmentação obtida. Ferramentas como 
o levantamento de dados da geometria do plano de fogo durante a perfuração, imagens do material 
desmontado e dados obtidos a partir dos sismogramas dos desmontes, possibilitam avaliar o 
desempenho do desmonte e fornecer subsídios para modificações que se fizerem necessárias. 
O planejamento e execução de desmonte com explosivos não é uma ciência exata. Devido a 
grande variação das características das rochas, das estruturas geológicas e dos tipos de explosivos 
passíveis de serem empregados, torna-se praticamente impossível determinar na forma de um modelo 
matemático, uma solução capaz de definir um plano de fogo ajustado a todas estas configurações 
possíveis sem a realização de testes preliminares com ensaios de campo. 
Segundo Kurcewicz, 2004, durante todo planejamento de um projeto de plano de fogo dois 
princípios básicos devem ser seguidos: 
42 
 
 
 
 Os explosivos têm um melhor desempenho quando a face livre está praticamente paralela à 
coluna de explosivos no momento da detonação; 
 A malha de perfuração deverá estar adequada, pois é neste espaço pré-determinado em cálculo 
e testes de campo que a rocha estará em movimento e expansão. Confinamento em excesso de 
massas explosivas é uma das causas determinantes de falha no processo de desmonte, tais 
como, ultraquebra, vibrações no maciço, sobrepressão acústica, repés, ultralançamento, cortes 
no sistema de iniciação e fragmentação abaixo dos parâmetros exigidos. 
Num ambiente produtivo, a eficiência do processo de desmonte é determinada pela habilidade 
de um operador em executar um furo a partir de uma localização planejada do colar, até uma posição 
prevista do fundo do furo. Uma grande parte dos problemas que são relacionados a deficiência ou falta 
de eficiência do desmonte, são na verdade originadas na perfuração. A avaliação de eficiência do 
desmonte deve primeiro começar por um exame detalhado da prática de perfuração (HENDRICKS et 
al, 1991). 
A adoção do conceito de ciclo ideal de perfuração e desmonte é de vital importância, 
tornando-se um método eficiente para minimizar custos através do aumento da eficiência do desmonte. 
A fragmentação afeta diretamente as operações de carregamento e transporte britagem e moagem. 
 
Figura 15 - Ciclo ideal de perfuração e desmonte. 
 
FONTE: Adaptado de Kurcewicz, 2004, apud Hendricks, 1991. 
 
 
Segundo Kurcewicz 2004, este ciclo ideal (Figura 16) pode ser alcançado quando se produz 
um determinado tipo de bem mineral ao mais baixo custo para uma determinada operação mineira. 
Desta definição resulta que: 
 Os custos de perfuração e explosivos devem ser analisados separadamente dos custos totais; 
43 
 
 
 
 As mudanças no projeto de plano de fogo devem ser analisadas em relação aos custos totais 
(perfuração, desmonte, carregamento, transporte, britagem e beneficiamento, etc); 
 O ciclo ideal de perfuração e desmonte pode ser representado por uma faixa representada 
como zona de máxima eficiência que compõem os custos totais (Figura 17). 
O ciclo é alcançado quando um determinado minério é produzido a um custo unitário mínimo 
a uma determinada taxa de produção para uma configuração particular de parâmetros operacionais e 
metas pré-estabelecidas de fragmentação. 
 
Figura 16 – Zona de máxima eficiência do ciclo de perfuração e desmonte. 
 
FONTE: Adaptado de Bellairs, 1995. 
 
Na tentativa de introduzir melhorias nos resultados de um determinado plano de fogo, a 
melhor estratégia é alterar somente um parâmetro a ser estudado. Passa-se para um outro parâmetro 
após a repetitividade de testes, podendo então adotar este novo projeto e iniciar o estudo de uma outra 
variável. 
Gadberry, 1981 propõe que a analise dos problemas comumente encontrados no desmonte que 
afetam sensivelmente os custos deve passar obrigatoriamente por um trabalho a ser realizado na área 
de supervisão e gerenciamento. A partir de um planejamento eficaz, coordenações eficientes de 
pessoal e materiais, objetivos bem definidos, controle e acompanhamento de desempenho, ensino e 
treinamento aliado a um espirito de equipe o sucesso destas operações unitárias estará garantido. 
44 
 
 
 
4.10. ANÁLISE DE FRAGMENTAÇÃO ATRAVÉZ DE FOTOS DIGITAIS 
A fragmentação pode ser avaliada a cada ciclo de detonação. Essa informação, em conjunto 
com dados de desempenho da detonação, descrição das orientações estruturais e da resistência da 
rocha, pode conduzir a possíveis alterações na geometria do desmonte para uma próxima etapa de 
melhorias na prática existente. 
A distribuição de tamanho e forma dos fragmentos de rocha após a detonação acrescenta 
informação na avaliação dos testes realizados em desmonte. Fotografias da pilha de desmontado ou 
dos pontos de carregamento com análise da imagem gerada podem fornecer importantes informações 
sobre a distribuição granulométrica e a fragmentação. 
Segundo Scott (1996), o conceito para se considerar uma fragmentação ótima depende de padrões 
específicos para cada situação. Depende do porte dos equipamentos a serem empregados na limpeza e 
transporte, devendo satisfazer ás exigências quanto á distribuição granulométrica da britagem e 
moagem. 
O método ideal de medir a fragmentação do desmonte de rochas seria medir todos os 
fragmentos via processo de peneiramento, mas o custo de tal empreendimento não se justifica. Por isso 
uma amostragem, com base em técnicas conhecidas e plenamente aceitáveis, é adotada, viabilizando e 
facilitando a análise de fragmentação em operações na indústria mineral. 
Segundo Maerz et al (1987), a execução de análise de medida da fragmentação em desmonte 
tornou-se uma operação importante na indústria mineral. No método de fotoanálise, imagens obtidas 
com fotografias da rocha desmontada são digitalizadas (Figura18), possibilitando a realização de 
medidas da distribuição granulométrica. A contagem de blocos e a sua estimativa visual também 
podem ser realizadas a partir dessas imagens digitalizadas. O método é rápido e tem revelado 
acuracidade suficiente para determinados propósitos. 
 
Figura 17- Exemplo de fotoanálise: (a) Imagem de caminhão carregado com produto do desmonte; (b) a foto 
digitalizada. 
 
FONTE: Maersz et al., 1987. 
45 
 
 
 
Rholl et al (1993), ressaltam a importância de que a avaliação da fragmentação com o 
emprego de técnicas fotográficas e os seu processamento digital é conveniente, prático, de baixo custo 
e não interrompe o ciclo de produção. 
De acordo com Scott (1996), os problemas mais comuns relacionados á fragmentação são 
detectados quando a distribuição granulométrica não é a adequada ao processo subsequente ao 
desmonte. A indicação de ineficiência no processo de fragmentação é o aumento da quantidade de 
grandes blocos ou de finos produzidos pelo desmonte com explosivo. As principais fontes para 
ineficiência são: um mau desempenho do explosivo, problemas no dimensionamento do plano de fogo, 
grau de fraturamento presente na rocha, alterações significativas na composição do maciço rochoso ou 
erro de implantação no campo do projeto de desmonte. 
 
 
4.10.1. Programa Split-Desktop 
Atualmente existem várias maneiras de se medir a granulometria de partículas pequenas em 
laboratório, tais como centrifugação, sedimentação e análises microscópicas. Mas em caso de 
fragmentos muito grandes, como nos desmontes de rocha, apenas um método digital ótico 
(fotoanálise) é viável e prático. 
Existem no mercado vários sistemas de fotoanálisepara quantificar a fragmentação da rocha, 
sendo que o WipFrag da WipWare, o Split da Split Engineering e o FragScam são os mais conhecidos 
no mercado. Podem ser encontrados nas versões estática e dinâmica (CASTRO, 2000). 
Estes sistemas de análise de imagem classificam granulometricamente, diferentes tipos de 
materiais através de algoritmos para identificar blocos individuais e criar uma rede de contorno 
(MORAIS,2004). 
O Split-Desktop é um programa computacional desenvolvido com a finalidade de visualizar 
faixas granulométricas do material de uma pilha, após um desmonte de rochas, por exemplo, através 
de dados numéricos e gráficos. 
Basicamente o Split-Desktop utiliza uma imagem de vídeo ou fotográfica onde se tem uma escala, que 
pode ser um quadro de madeira de um metro de lado, ou mesmo uma bola com 10 polegadas de 
diâmetro, do material que se deseja obter a informação granulométrica. Essa imagem é convertida 
numa “rede” de fragmentos pelo programa no computador, então a rede é medida, apresentada e 
plotada numa seleção de estatística da fragmentação e seus gráficos. 
Pelo Split-Desktop pode-se então obter uma análise da fragmentação do maciço desmontado em 
relação a quantidade de material encontrada em cada faixa granulométrica existente. Essa análise é 
feita apenas de forma superficial, ou seja, apenas na parte visível da pilha de material onde a fotografia 
ou filmagem pode captar. 
46 
 
 
 
Para uma análise mais completa o ideal seria um monitoramento contínuo da pilha na medida 
em que o carregamento do material é efetuado, uma vez que o material no topo, meio e na base desta 
pode ter características granulométricas distintas. 
A análise granulométrica se torna importante nesse caso, pois informa a presença de blocos 
maiores do que as dimensões do britador primário (matacões), o que exigiria quebra secundária de 
material e também a presença de material muito fino (com dimensões muito abaixo das do britador 
primário), indicando um superdimensionamento do fogo. 
Na Figura 19 observa-se o ciclo operacional com as principais observações do software Split- 
Desktop. 
 
Figura 18-Ciclo operacional com os resultados da fotoanálise. 
 
FONTE: Adaptado de Site Split Engennering. 
 
4.10.2. Origens dos Erros na Fotoanálise 
Segundo o catálogo WipWare (1996), existem basicamente três origens de erros significativos nos 
sistemas de determinação da granulometria por fotoanálise: 
 Erros de amostragem; 
 Má qualidade da rede de contorno dos fragmentos; 
 Perda na identificação dos finos. 
 
 
4.10.2.1. Erros de Amostragem 
O erro de amostragem resulta do processo de obtenção da imagem. Se a câmera é posicionada 
em uma região da pilha onde se observa a predominância de material mais grosseiro ou muito fino já 
se configura um erro de amostragem. Outro problema, também, é que a imagem representa somente a 
47 
 
 
 
superfície da pilha detonada, não representando o material do interior da pilha. Este erro pode ser 
minimizado com o aumento do número de imagens dentro pilha durante a evolução da lavra do 
material detonado. 
 
 
4.10.2.2. Má qualidade da rede de contorno dos fragmentos 
Uma má delineação dos fragmentos individuais culminará em resultados errôneos. A pobre 
delineação provém de duas origens: (a) imagens de má qualidade: contraste baixo ou alto, iluminação 
inadequada ou o tamanho dos fragmentos na imagem é muito pequeno; (b) rocha com textura onde as 
cores da superfície são tão proeminentes quanto as sombras entre os fragmentos de rocha, reduzindo o 
contraste entre o fragmento e seu contorno. 
Uma pobre delineação dos fragmentos é evidenciada de duas maneiras: 
 
 
 Um grupo de fragmentos é enganosamente agrupado e identificado como um único bloco. Isto 
é chamado de fusão e representa uma tendência de superestimação do tamanho verdadeiro do 
fragmento; 
 Um único fragmento é subdividido enganosamente em dois ou mais blocos individuais. Isto é 
chamado de desintegração e representa uma tendência de subestimação do tamanho verdadeiro do 
fragmento. Os efeitos de fusão e desintegração podem ser reduzidos com a utilização da pela edição 
manual das linhas de contorno dos fragmentos. 
 
 
4.10.2.3. A Perda na identificação do finos 
 
 
A perda de finos é caracterizada pela não delineação dos fragmentos pequenos na imagem 
processada. Isto ocorre por que os fragmentos são muito pequenos com relação a imagem ou por 
estarem escondidos ao redor de fragmentos maiores. Quando isto ocorre, existe uma tendência de 
superestimação da distribuição de tamanho. O Split-Desktop pode minimizar este problema usando 
calibração empírica ou usando múltiplas imagens com área de abrangência reduzida (MORAIS, 2004). 
 
 
4.11. INTRODUÇÃO AO MINE TO MILL 
 
O objetivo principal de qualquer tipo de negócio é aumentar os lucros, a fim de alcançar a 
maior proporção possível de retorno sobre o investimento. Numa tentativa de alcançar este objetivo, a 
indústria de mineração tradicional tem sido baseada em duas etapas: 
i) Mina, para remover o produto do solo, inclui perfuração, detonação, carregamento e transporte. 
48 
 
 
 
ii) Usina, para converter a comodite em um produto final comercializável, abrangendo britagem, 
moagem e classificação. 
Eventualmente, a otimização individual de cada uma dessas unidades está enfatizado ao custo 
mínimo por conceito filosófico ao invés da abordagem holística. Como eles são muitas vezes 
considerados como entidades autogovernáveis, cada processo tem um determinado orçamento e 
capacidade de produção para atender, de modo que a eficiência é avaliada independentemente. A 
gestão de qualquer Mina ou Usina muitas vezes se concentra em maximizar a produção minimizando 
os custos de cada etapa de uma maneira estandardizada, perdendo potenciais benefícios econômicos e 
oportunidades de economia de energia (ADET et al 2006). 
 
Figura 19- Representação do diagrama do sistema de fragmentação global mine-to-mill 
e os subsistemas mina e planta. 
 
FONTE: Hustrulid, 1999. 
 
Na abordagem sistêmica é necessária uma visão global. O processo de fragmentação global do 
maciço rochoso envolve uma sequência de operações. A questão chave é decidir onde no sistema os 
diferentes estágios de redução de tamanho deverão ocorrer, considerando que cada estágio de redução 
é acompanhado por um consumo específico de energia (energia por unidade de volume ou área de 
rocha) e possui diferentes eficiências de quebra (Hustrulid, 1999). 
A Figura 21 mostra os diferentes requerimentos e restrições para cada subsistema de 
mineração e processamento. Para atender a estas diferentes exigências e restrições, cada subsistema 
deve operar para obter uma faixa granulométrica apropriada. 
49 
 
 
 
Figura 20- Fluxograma com as principais exigências e restrições dos subsistemas de mineração. 
 
FONTE: Hustrulid, 1998. 
 
 
Operações de Mina e Processamento de matérias-primas estão intimamente relacionados. Se o 
objetivo da operação é a maximização global do lucro, portanto, um modelo de otimização que leva 
em conta todo o sistema, a partir do processo de detonação até o circuito de moagem deveria ser 
aplicada. Neste sentido, o conceito Mine to Mill oferece um modelo integrado para aumentar a 
produtividade global das operações da mina e da planta através do melhoramento do sistema geral de 
fragmentação. 
A Filosofia Mine to Mill foi desenvolvido no Centro de Investigação Julius Kruttschnitt 
Mineral Centre (JKMRC) da Universidade de Queensland, na Austrália, em 1997, desde então, foi 
aplicado, com resultados satisfatórios em ouro, cobre, chumbo, zinco e agregados em operações em 
todo o mundo. Mine-to-Mill é uma marca registrada da JKTech, uma divisão comercial da JKRMC. A 
cronologia do desenvolvimento do conceito Mine to Mill está ilustrado na Figura 22. 
50 
 
 
 
Figura 21- Cronologia do desenvolvimento do Mine to Mill. 
 
FONTE: Adaptado de McKee, 2013. 
 
 
De acordo com McCaffery (2012) Mine to Mill é apenas um código, para fazer o esforço e 
colocar os processos em andamento, em um formato acessível, tornando fácil a compreensão da 
jazida, como as mudanças no corpo de minério e práticas operacionais, assim como o aumento da 
produtividade de transporte e produção, além de compreender os parâmetros operacionais da mina e 
usina que pode ser manipulado para melhorar a produtividade e custo operacional. 
Eloranta (1999) é mais específico em seu conceito e se refere a Mine to Mill 
fundamentalmente em uma abordagem unificada que considera os componentes da cadeia mina-usina 
como um todo, como resultado final se deseja encontrar o equilíbrio entre os desmontes de rochas com 
explosivos com a parte de britagem e moagem. Oferecendo alta produtividade e receita máxima pelo 
aumento da eficácia de fragmentação e redução do tamanho da rocha. 
Figura 22 – Distribuição granulométrica para cada etapa de fragmentação das rochas. 
 
FONTE: Adaptado de Dance, 2010. 
51 
 
 
 
Dado que a cominuição compreende como o local de maior consumo energético e 
consequentemente a operação com maior custo unitário em um complexo mina/usina, o objetivo é 
reduzir os custos de energia em todas as etapas de fragmentação (desmonte, britagem e moagem). O 
modelo Mine to Mill, por conseguinte, concentra-se na melhoria da redução de tamanho da partícula 
em qualquer passo da operação, resultando em significativa economia de energia e aumento da 
produtividade. O ponto ótimo do processo da metodologia Mine to Mill é ilustrado na Figura 24. 
 
 
Figura 23- Modelo de rentabilidade do Mine to Mill. 
 
FONTE: Adaptado de Guilhermo, 2007. 
 
 
De acordo com Adel et al.(2006) os fundamentos da filosofia Mine to Mill são os seguintes: 
 Explosivos são a fonte de menor custo de energia para a maioria dos tipos de fragmentação de 
rochas; 
 Um material mais fragmentado resulta em uma maior eficiência nas operações de 
carregamento e transporte (menores tempos de carregamento, custos operacionais, custos de 
manutenção e ótimo fator de enchimento do caminhão e concha); 
 Material com boa fragmentação no desmonte de rochas implica menores custos na britagem e 
moagem; 
 Material detonado requer menos energia na cominuição, do que o material removido sem 
detonar; 
52 
 
 
 
5. METODOLOGIA 
Este trabalho foi desenvolvido a partir da análise imagens das pilhas detonadas nas quais 
foram feitas por uma câmera fotográfica digital e analisada através do software Split-Desktop para 
estimar a curva de distribuição granulométrica de cada desmonte de rochas com explosivos. O 
objetivo foi estimar o P80(80% do material menor que o valor estimado) do material de cada desmonte 
de rochas, para que servissem de subsídio para a aferição do resultado do desmonte com a meta pré- 
estabelecida (P80em qualquer local do computador, por qualquer um dos seguintes 
métodos: 
 Imagem | Abrir... a partir do menu; 
 Arquivo | Abrir imagem... a partir do menu. 
As imagens que são adicionadas ao projeto aparecem na Janela de Imagens. A partir daí pode- 
se selecionar uma ou mais imagens para visualizar ou editar. 
 
Figura 30- Aquisição de quatro imagens de pilhas detonadas adicionadas ao projeto. 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
 
5.2.2. Reduzindo a Resolução 
Geralmente, quanto maior a resolução na imagem (ou seja, o número de linhas e colunas de 
pixels) melhor é para o processamento de imagens realizado no Split-Desktop, porém as imagens 
maiores levam mais tempo para processar e ocupam um espaço maior na memória do computador e no 
disco rígido. A resolução de imagem ideal depende de uma série de variáveis, incluindo a área 
capturada na imagem, o tamanho das partículas e a quantidade de textura das rochas na imagem. Na 
Figura 32 ilustra a ferramenta Reduce Resolution responsável pela função da redução e resolução. 
 
Figura 31- Reduzindo a resolução da imagem. 
 
FONTE: Autoria própria. 
57 
 
 
 
5.2.3. Cortando a Imagem 
O Split-Desktop possui uma ferramenta para recorte de imagens (Figura 33) com o intuito de 
remover áreas que não contenham material fragmentado, portanto não sendo uma parte significativa da 
imagem que possam ser utilizados nas análises da distribuição granulométrica. 
Figura 32- Imagem à esq. original à dir. imagem após o corte. 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
5.2.4. Delineação da Imagem 
A delineação é um processo semiautomático de desenho em torno dos limites das partículas de 
rocha fragmentada em uma imagem. Também inclui o preenchimento de áreas da imagem com cores 
para indicar que a área está sendo “mascarada”, ou que a área é principalmente de material fino. Uma 
imagem delineada irá mostrar a imagem original com os limites delineados. 
Normalmente, as delineações finais empregadas em uma imagem são uma combinação das 
delineações automáticas realizadas pelo próprio Split-Desktop e as edições manuais feitas para 
melhorar a qualidade das delineações automáticas. É possível pular qualquer uma dessas etapas, mas 
na maioria dos casos, o método mais eficiente e preciso é deixar o software fazer a maior parte do 
trabalho de delineação e então após a delineação automática fazer um tratamento na imagem com um 
maior refinamento. 
 
 
5.2.4.1. Delineação Automática 
O nível adequado de delineação automática pode mudar em diferentes imagens tomadas em 
diferentes condições ambientais. É geralmente mais fácil começar com o nível médio e depois fazer os 
ajustes necessários. 
58 
 
 
 
Figura 33- Imagem à esq. com pouca delineação e à dir. imagem com muita delineação. 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
O programa também permite automatizar a seleção de auto-finos (Figura 35). No entanto é 
preferível identificar manualmente os finos, pois a automatização tem que estar bem calibrado para a 
sua utilização, e como os desmontes de rochas tem resultados distintos a calibração do mesmo é 
dificultada, por isso essa opção está desmarcada por padrão. 
 
Figura 34- Configurações automáticas de delineação. 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
 
5.2.4.2. Edição Manual de Delineações 
A edição manual das delineações é importante, pois aumenta a confiabilidade do resultado da 
distribuição granulométrica. As principais edições feitas manualmente nas delineações são os 
desenhos dos limites, apagar limites e preenchimento de partículas como fino ou máscara de cores. Na 
Figura 36, as delineações automáticas indicam alguns problemas óbvios que exigem tanto apagar as 
fronteiras existentes quanto criar novas. 
59 
 
 
 
Figura 35- Imagem original à esquerda, delineação automática ao centro e delineação editada à direita 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
 
As partículas abaixo de um determinado tamanho não podem ser precisamente delineadas, 
assim tem-se que agrega-los como finos. 
Na Figura 37, existem grandes fragmentos de rochas misturadas com partículas finas. Neste 
caso, é mais fácil fazer primeiro os contornos das partículas grosseiras de todo o lado esquerdo da 
imagem, o restante defini-los como fino e em seguida, continuar normalmente a edição manual do 
lado direito da imagem. 
 
Figura 36- Imagem original à esquerda e à direita delineação manual com área de finos em vermelho. 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
Quando há alguma parte da imagem que pode prejudicar ou mesmo não representa a parcela 
em estudo (Figura 38) é indicado que remova estes locais com a mascara para não prejudicar o 
resultado gerado. 
60 
 
 
 
Figura 37- Foto original à esquerda e foto mascarada á direita. 
 
FONTE: Adaptado do Web Site da Split-Engineering. 
 
5.2.5. Definindo Escalas 
A escala é muito importante no calculo da distribuição granulométrica, pois ela traduz a 
relação entre o tamanho da partícula na imagem e o correspondente tamanho da partícula na realidade, 
além de fazer uma correção da imagem por conta da inclinação da pilha com o material detonado. O 
Split-Desktop permite de uma a três escalas em cada imagem. 
Depois que a imagem está delineada e com escala como mostrado na Figura 39, o software já 
está pronto para mostrar os resultados da distribuição granulométrica da pilha detonada através do 
sistema de fotoanálise. 
 
Figura 38- Imagem original à esquerda e à direita imagem delineada e com escala de 10”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FONTE: Autoria própria. 
61 
 
 
 
5.3. REVISÃO DAS PRÁTICAS DE PERFURAÇÃO E DESMONTE 
Nos últimos anos, a blendagem na lavra de minério na mina da Anglo American Fosfato Unidade 
Ouvidor vem apresentando a seguinte composição média: 
 20 – 30% minério de alta dureza (silexito e outros tipos de cimentados); 
 30 – 40% minério semi-compacto (oxidado maciço); 
 40 – 50% minério friável (oxidado terroso, micáceo de base e micáceo de topo). 
 
Até o ano de 2013, apenas o minério de alta dureza era desmontado por explosivos, seguindo uma 
malha de perfuração padrão e sem alteração em qualquer outro parâmetro do desmonte (diâmetro, 
tampão, tipo de explosivo, etc.). 
Com base no objetivo proposto do relatório de otimizar a fragmentação da rocha através da 
divisão da mina em domínios de protólito, foi modificado principalmente a malha de perfuração de ( 
3.0 x 3.8)m² para (2.6 x 3.2)m², a razão de carga de 165(g/ton) para 200(g/ton), e para permitir uma 
comparação dos resultados da distribuição granulométrica do desmonte de rochas por explosivo, entre 
os protólitos predominantes tornou-se estes novos parâmetros como padrão no dimensionamento do 
plano de fogo como mostrado na Tabela 3. 
Com o intuito de aumentar o lucro global do empreendimento, foram feitos testes aumentando 
a porção detonada do minério semi-compacto e friável mensurando os ganhos de produtividade na 
lavra, consumo energético na cominuição (britagem e moagem) e consumo de corpos moedores. 
 
 
Tabela 3 Padronização do Plano de Fogo. 
Periodo 2008 - 2013 2014 
Malha (m) 3.0 x 3.8 2.6 x 3.2 
Profundidade Média (m) 5.0 5.0 
Subfuração (m) 0.3 0.3 
Diâmetro do Furo (mm) 101.6 101.6 
Carga de Coluna ANFO ANFO 
Carga de Fundo ENCARTUCHADO ENCARTUCHADO 
Tampão Pó de Perfuratriz Pó de Perfuratriz 
Retardos Colunas / Linhas (ms) 500 / 25 500 / 25 
Razão de Carga Média (g/ton) 165 200 
FONTE: Autoria própria. 
62 
 
 
 
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
6.1. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA 
Informações precisas sobre a fragmentação do minério é essencial para o processo de 
otimização Mine to Mill. Técnicas de análise de imagem, tais como as utilizadas no sistema Split, 
permite estimar com precisão razoável e com relativa facilidade o resultado da fragmentação da rocha. 
Realizou-se a análise de cada pilha desmontada, pelo mecanismo de desmonte de rochas por 
explosivos, verificando o comportamento da distribuição granulométrica para cada domíniode 
protólito (Foscorito, Foscorito com Carbonatito, Foscorito com Picrito, Silexito com Óxido de Ferro), 
permitindo a análise do resultado em comparação com as metas pré-estabelecidas (P80600mm. 
 
6.1.3. Foscorito com Flogopitito 
Foram coletadas informações de 2 desmostes de rochas por explosivos em domínios 
litológicos caracterizado pelo protólito Foscorito com Flogopitito. A figura 46 mostra uma foto 
característica do Foscorito com Flogopitito e o seu desempenho da fragmentação do desmonte já com 
os parâmetros do plano de fogo padronizado ilustrados na Figura 47 e Figura 48. 
 
 
Figura 45- Desempenho da fragmentação do Foscorito c/ Flogopitito. 
 
FONTE: Autoria própria. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/%CE%A3
67 
 
 
 
Figura 46- Curva de distribuição granulométrica acumulada do Foscorito c/ Flogopitito. 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
Figura 47- Histograma da distribuição granulométrica simples do Foscorito c/ Flogopitito. 
 
FONTE: Autoria própria. 
Na Tabela 6, são apresentados os resultados obtidos com a análise de imagens referente aos 
dois testes de desmontes caracterizados pelo protólito Foscorito com Flogopitito como formação 
litológica do minério. 
 
Tabela 6- Resultado dos desmontes de rochas no protólito Foscorito com Flogopitito. 
Evento Frente Nº de Fotos 
Capturadas 
P80 (mm) 
Fogo53 Sobrado 4 152.74 
Fogo64 Sobrado 5 139.97 
Média - - 148.85 
Desvio Padrão (σ) - - 9.03 
FONTE: Autoria própria. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/%CE%A3
68 
 
 
 
Observa-se que os resultados da fragmentação no Foscorito com Flogopitito tem um ótimo 
resultado de fragmentação da rocha P80 médio de 148.85mm evidenciando que a presença da 
flogopita na rocha faz-se a mesma diminuir seu nível de dureza e ainda com o resultado com um 
pequeno desvio padrão. 
 
 
6.1.4. Silexito com Óxido de Ferro 
Foram coletadas informações de 2 desmostes de rochas por explosivos em domínios 
litológicos caracterizado pelo protólito Silexito com Óxido de Ferro. A figura 49 mostra uma foto 
característica do Silexito com Óxido de Ferro e o seu desempenho da fragmentação do desmonte já 
com os parâmetros do plano de fogo padronizado, ilustrados na Figura 50 e Figura 51. 
 
 
Figura 48- Desempenho da fragmentação do Silexito c/ Óxido de Ferro. 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
.Figura 49 - Curva de distribuição granulométrica acumulada do Silexito c/ Óxido de Ferro. 
 
FONTE: Autoria própria. 
69 
 
 
 
 
Figura 50 - Histograma da distribuição granulométrica simples do Silexito c/ Óxido de Ferro. 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
Na Tabela 7, são apresentados os resultados obtidos com a análise de imagens referente aos 
dois testes de desmontes caracterizados pelo protólito Silexito com Óxido de Ferro como formação 
litológica do minério. 
 
Tabela 7- Resultado dos desmontes de rochas no protólito Silexito c/ Óxido de Ferro. 
Evento Frente Nº de Fotos 
Capturadas 
P80 (mm) 
Fogo46 Bengala 7 343.82 
Fogo49 Bengala 6 293.23 
Média - - 320.26 
Desvio Padrão (σ) - - 25.30 
FONTE: Autoria própria. 
 
Observa-se através do histograma do Silexito com Óxido de Ferro uma homogeneidade nos 
resultados de fragmentação evidenciando que o controle do resultado dos desmontes em rocha 
compacta é mais fácil de ser previsto em relação à rocha semi-compacta, tendo como consequência um 
baixo desvio padrão, no entanto constatou-se que esta litologia apresentou o maior P80 (320mm) 
influenciada pela presença de (“Bloco Preto”) e de uma alta parcela de rocha compacta (cimentada) 
com um alta dureza da rocha.. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/%CE%A3
70 
 
 
 
6.1.5. Distribuição por Protólitos 
A partir do conjunto de fotos tiradas de cada frente desmontada por explosivos e utilizando-se 
a caracterização dos maciços rochosos chegou-se aos resultados da análise granulométrica para as 
quatro principais formações litológicas do minério ilustrado na Figura 52 e Figura 53. 
 
Figura 51- Curva de distribuição granulométricaacumulada por protólito. 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
Figura 52 - Histograma da distribuição granulométrica simples por protólito. 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
Observa-se através da Figura 52 a distribuição granulométrica dos 4 principais tipologias de 
minério na mina chapadão da Anglo American Fosfato com seus respectivos resultados de P80. As 
distintas caraterísticas de distribuição granulométricas nas diferentes litologias são evidentes, expondo 
a real necessidade de uma proposta de metodologia para uma malha de perfuração assimétrica com o 
intuito de chegar aos resultados de fragmentação mais homogênea possível. 
71 
 
 
 
6.1.6. Comparação entre as malhas de perfuração de (3.0 x 3.8)m² para (2.6 x 3.2)m² 
Determinou-se a redução da distribuição granulométrica com a mudança da malha de 
perfuração de (3.0 x 3.8)m² para (2.6 x 3.2)m² através dos dados históricos (Figura 54) e comparou-se 
com dados atuais (Figura 55) dos resultados da fragmentação da rocha nas duas áreas da mina 
(Bengala e Sobrado), onde há uma maior necessidade de desmonte de rochas por explosivos. 
 
Figura 53 - Distribuição granulométrica das áreas do Sobrado e Bengala com a malha de (3.0 x 3.8)m². 
 
FONTE: Adaptado de NOZAWA e CORSINI, 2011. 
 
Observa-se através dos dados históricos que a fragmentação do Sobrado é mais fina que o 
Bengala. O P80 do Sobrado é de 210 mm enquanto que o P80 do Bengala é de 459 mm. 
 
Figura 54 - Distribuição granulométrica acumulada das áreas do Sobrado e Bengala com a malha de 2.6 x 
3.2m². 
 
FONTE: Autoria própria. 
72 
 
 
 
 
 
De acordo com a Figura 55 a tendência de uma menor fragmentação do Sobrado em relação a 
área do Bengala foi conservada quando comparada aos dados históricos. O P80 do Sobrado é de 
190.20 mm enquanto que o P80 do Bengala é de 278mm. Isto está alinhado com a observação em 
campo, na qual a influência da porção mais dura do Bengala (“Bloco Preto”) tem grande influência na 
fragmentação. 
Figura 55 – Comparação dos resultados de fragmentação das duas malhas em estudo. 
 
FONTE: Autoria própria. 
 
Com a mudança de malha de perfuração observou-se através da Figura 56 uma redução 
significativa da distribuição granulométrica, evidenciada principalmente na área do Bengala (redução 
de 39% do P80) onde há uma predominância de rocha compacta, divergente a área do sobrado 
(redução de 9% do P80) onde há uma maior predominância de rochas semi-compacta dificultando o 
dimensionamento do desmonte de rochas . 
73 
 
 
 
7. CONCLUSÕES 
 
Nessa seção são apresentadas as conclusões finais relacionadas aos trabalhos que originaram 
esta monografia com base na meta e nos objetivos propostos. 
Com as análises de foto digitais observou-se que com a mudança de malha de perfuração de 
(3.0 x 3.8)m² para (2.6 x 3.2)m² mostrou significativos resultados de reduções da fragmentação das 
rochas. Quando analisamos de forma geral as análises de distribuição granulométrica dos desmontes 
de rochas com explosivos, percebemos que os resultados foram satisfatórios e o objetivo inicial foi 
atingido. 
Portanto, ficou comprovado que o emprego da técnica de obtenção da distribuição 
granulométrica através da fotoanálise é um procedimento muito simples e demonstrou ser uma técnica 
de resposta rápida e eficiente, no entanto a análise de fotos digitais utilizando o software Split-Desktop 
apresentou restrições e deficiências na determinação dos finos e na presença de áreas sombreadas nas 
imagens capturadas. 
Neste trabalho ficou evidente que a litologia influencia bastante no desmonte com explosivos, 
pois os mecanismos de fraturamento das rochas são distintos, variando para os vários tipos litológicos 
com relação aos seus explosivos mais adequados, as quatros litologias estudadas apresentaram 
distintas caraterísticas de distribuição granulométricas, resultantes da variação das propriedades e das 
resistência das rochas. 
Com os resultados deste trabalho foi possível ter uma noção de que os resultados da 
fragmentação dos maciços rochosos são influenciados diretamente pela percentagem de rocha 
compacta (cimentada) presentes nos desmontes. O uso de projetos padrões (Plano de Fogo) que não 
consideram essas variações nas propriedades do maciço conduzirá a uma sobre-detonação em algumas 
áreas ou sub-detonação em outras. 
Procedimentos, tais como a utilização de profundímetro na cabine da perfuratriz, controle dos 
desvios dos furos e um bom gerenciamento da operação de perfuração devem fazer parte da rotina de 
toda e qualquer práticas de perfuração e desmonte de rochas. 
Portanto através da realização deste trabalho conclui-se que o desmonte de rochas por 
explosivos dentro da cadeia produtiva da mineração deve receber uma abordagem sistêmica, ou seja, 
devem-se levar em consideração todos os processos envolvidos. O resultado do desmonte, 
principalmente o grau de fragmentação, afeta diretamente os processos subsequentes: carregamento, 
transporte, britagem e moagem. 
74 
 
 
 
 
 
 
8. RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS 
A partir desta monografia algumas linhas de pesquisa são sugeridas e podem ser 
desenvolvidas no futuro: 
 
 Metodologia para uma malha de perfuração assimétrica ou de variação das cargas unitárias, 
com o intuito de chegar aos resultados de fragmentação mais homogênea possível, nas 
distintas litologias. 
 Através da divisão da mina em domínios litológicos, determinar a influência da parcela de 
material compacto nos resultados da fragmentação do maciço rochoso. 
 Realizar estudos sobre a mecânica das rochas e suas propriedades, relevantes para o projeto de 
desmonte a explosivo, possibilitando com acurácia determinar a malha ótima com o custo 
mínimo da mesma através da simulação do desmonte de rochas. 
 Estudar a incorporação do tempo de retardo e da sequência de detonação dos furos nos 
modelos de fragmentação da rocha por explosivos. 
 Estudar a mudança do tampão nos resultados de fragmentação da rocha, pois os feitos com 
“pó de perfuratriz” não garante o confinamento da carga explosiva, o que causa a perda de 
energia útil disponível durante a detonação. 
 Realizar uma melhoria no gerenciamento do processo de perfuração de rochas, com o intuito 
que a execução dos furos chegue ao mais próximo do planejamento à priori. 
75 
 
 
 
9. REFERÊNCIAS 
 
 
 
Atlas Powder Company. Explosives and Rock Blasting. Dallas, USA, 1987. 
 
BHANDARI, S.. Engineering Rock Blasting Operation, Departament of Mining 
Engineering. J.N.V University., Jodhpur. Índia,1997. 
BELLAIRS, P.G.. Optimum Drill and Blast na ever Changing Target, In: General 
Proceedings, 21st Annual Conference on Explosives & Blasting Technique, Orlando, USA, 
1995. 
BJARNHOLT, G.. Suggestion On Standards for Measurement and Data Evaluation in 
the Underwater Explosion Test. Propellants and Explosives, 1980. 
CAMERON, A. & HAGAN, T. Curso Internacional: Tecnologia de desmonte de rochas 
com explosivos para minas a céu aberto e subterrâneas. Belo Horizonte: IBRAM, 1996. 
CASTRO, A. S. Avaliação da Fragmentação dos desmontes de Rocha através do Sistema 
de Fotoanálise. Universidade Federal de Ouro Preto, 2000. 
ORICA. Catálogos de Produtos. Orica Mining Service, 2006. 
 
CROSBY, W.. International Drilling, Blasting and Explosives Technology Course. 
OuroPreto,1998. 
CLARK, G.B.. Industrial High Explsoives: Composition and Claculations for Engineers, 
Colorado School of Mines. Quarterly, USA, 1980. 
DANCE, A.. Mine to Mill: A Pvoven Method For Increasing Plant Efficiency. Metso 
Process Technology & Innovation, 2010. 
ELORANTA, J.. The Efficiency of Blasting Versus Crushing and Grinding, Documento 
Técnico. Eloranta and Associates Inc, USA, 1999. 
GADBERRY, A.R.. Mine Planing – Its Effect on Drilling and Blasting, In: General 
proceedings, 7th Annual Conference on Explosives & Blasting Technique, Phoenix, USA, 
1981. 
GERALDI, J.L.P. O ABC das Escavações de Rocha. Riode Janeiro. Ed. Interciência, 2011. 
76 
 
 
 
GUILLERMO, L. L.. Curso de Tronadura y Excavación, Universidad de Chile, Santiago, 
Chile,2007. 
HEMPHILL, G.B.. Blasting Operations, Hill book Company, New York, USA, 1981. 
 
HENDRICKS, C., SCOBLE, M., PECK, J. Blasthole Deviation: Menasurement, 
Mechanisms and Imapact on Dilution, In: General Proceedings, 17th Annual Conference 
on Explosives & Blasting Technique, Las Vegas, NY, USA, 1991. 
HUSTRULID, W.. Blasting Principles for Open Pit Mining, Vol 1. Rotterdam: Balkema, 
1999. 
JIMENO, C.L., JIMENO., E.L., BERMÚDEZ, P.G. Manual de Perfuracion y Voladura de 
Rocas, Instituto Tecnológico Geominero de Espanã, Madri, 2003. 
KURCEWICZ, J.A.. Desmonte com explosivos em lavra subterrânea de carvão: 
Avaliação do desempenho e utilização de ANFO. Dissertação(Pós-Graduação em 
Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais-PPGEM- Universidade Federal do Rio 
Grande do Sul, Porto Alegre, 2004. 
LANGEFORS, U. e KIHLSTRON, B.. The Modern Technique of Rock Blasting, John 
Wiley and Sons, New York, Second Edition, 1973. 
MAERZ, M.B.,FRANKLIN, J.A & COURSEN, D.L.. Fragmantation Measurement for 
Experimental Blasting in Virginia, In: Research Proceedings, 13th Annual Conference on 
Explosivos & Blating Technique, Miami, Florida, USA, 1987. 
MENDES, M.L. Curso de Desmonte de Rochas Por Explosivo - Formação de Blaster. 
2008. 
MCKEE, D. J. II. Understanding Mine to Mill, The Cooperative Research Centre for 
Optimising Resource Extraction, Queensland, Australia, 2013. 
MORAIS, J.L. Simulação da Fragmentação dos Desmontes de Rochas por Explosivos: 
Tese de doutorado apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de 
Minhas – Universidade Federal de Minas Gerais, 2004. 
NOZAWA, E. e CORSINI, J..Estudo de Integração e Otimização de Mina à Usina na 
Copebrás Ouvidor, Metso Process Technology and Innovation, Catalão, 2011. 
77 
 
 
 
PERSON, A. ROGER, H. e JAIMIN L.. Rock Blasting and Explosives Engineering, São 
Paulo, 1996. 
REIS, D.V Operações Mineiras, Ouro Preto, 1997. 
 
RHOLL, S.A.., GRANNES, S.G & STAGG, M.S. Fragment Sise Distribution Assessment 
Using a Digital Image Based Measurement System, In: Research Proceedings, 19th Annual 
Conference on Explosives & Blasting Technique, San Diego, CA, USA, 1993. 
RIBEIRO, C. C.. Geologia, geometarlugia, controles e gênese dos depósitos de fósforo, 
terras raras e titânio do complexo carbonatítico Catalão I, GO. 2008. Tese (Doutorado 
em Geologia Econômica e Prospecção) – Instituto de Geociências, Universidade Federal de 
Brasília, 2008. 
Rock Blasting and control Overbreak, National Highway Intitute, 1991. 
ROSSMANITH, H.P., Rock Fragmentation by blasting, 1993. 
SCCOTT, A. Open Pit Blast Design - Analysis and Optimization, Julius Kruttschnitt 
Mineral Research Center, Brisbane, Australia, 1996. 
SILVA, V.C.. Desmonte de Rochas com Explosivos. Ietec, Belo Horizonte, 1998. 
SILVA, V.C Operações Mineiras, p. 28-36, Ouro Preto,2006. 
WipWare Inc. Photoanalysis Systems, Catálogo de apresentação, 1996. 
 
TOLEDO, M. C. M. et al... Mineralogia, morfologia e cristaloquímica da monazita de Catalão 
I (GO, Brasil). In: Revista Brasileira de Geociências, São Paulo, v. 34, n. 1, pp. 135 – 146, 
março, 2004. 
	UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS – UFG REGIONAL CATALÃO
	AVALIAÇÃO DO DESMONTE DE ROCHAS COM EXPLOSIVOS POR ANÁLISE DE IMAGENS DIGITAIS
	CATALÃO – GO 2014
	AVALIAÇÃO DO DESMONTE DE ROCHAS COM EXPLOSIVOS POR ANÁLISE DE IMAGENS DIGITAIS (1)
	Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia de Minas da Universidade Federal de Goiás – UFG, como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Engenharia de Minas.
	AGRADECIMENTOS
	LISTA DE TABELAS
	SUMÁRIO
	1. INTRODUÇÃO
	2. OBJETIVOS
	2.1. OBJETIVO GERAL
	2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
	3. JUSTIFICATIVA
	4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
	4.1. GEOLOGIA REGIONAL CATALÃO I
	4.1.1. Geologia Local da Mina Chapadão
	4.2. DESMONTE DE ROCHAS COM EXPLOSIVOS
	4.3. EXPLOSIVOS
	4.3.1. Principais propriedades dos explosivos
	4.3.1.1. Densidade
	4.3.1.2. Velocidade de Detonação
	4.3.1.3. Pressão de detonação
	4.3.1.4. Balanço de oxigênio de um explosivo
	4.4. PRINCIPAIS TIPOS DE EXPLOSIVOS
	4.4.1. Explosivo tipo ANFO
	4.4.2. Explosivo tipo emulsão
	4.5. ACESSÓRIOS DE DETONAÇÃO
	4.5.1. Estopim de segurança
	4.5.2. Espoleta simples
	4.5.3. Espoleta elétrica
	4.5.4. Cordel detonante
	4.5.5. Sistema não elétrico de iniciação com linha silenciosa
	4.5.6. Reforçador
	4.6. PARÂMETROS DO PLANO DE FOGO
	4.6.1. Parâmetros Geométricos
	4.6.1.1. Diâmetro do Furo
	4.6.1.2. A Inclinação dos Furos
	4.6.1.3. Subperfuração
	4.6.1.4. Tampão
	4.6.1.5. Malha de perfuração: afastamento e espaçamento
	4.6.2. Razão de Carga
	4.7. MECANISMOS DE RUPTURA DA ROCHA PELOS EXPLOSIVOS
	4.7.1. Detonação
	4.7.2. Propagação das ondas de choque
	4.7.3. Pressão dos gases
	4.7.4. Movimento do Maciço Rochoso
	4.8.1. Densidade
	4.8.2. Porosidade
	4.8.3. Fricção Interna
	4.8.4. Litologia
	4.8.5. Descontinuidades
	4.8.6. Presença de água
	4.8.7. Resistência a Tração e a Compressão
	4.9. OTIMIZAÇÃO DO DESMONTE DE ROCHAS
	4.10. ANÁLISE DE FRAGMENTAÇÃO ATRAVÉZ DE FOTOS DIGITAIS
	4.10.1. Programa Split-Desktop
	4.10.2. Origens dos Erros na Fotoanálise
	4.10.2.1. Erros de Amostragem
	4.10.2.2. Má qualidade da rede de contorno dos fragmentos
	4.10.2.3. A Perda na identificação do finos
	5. METODOLOGIA
	5.1. METODOLOGIA DE AMOSTRAGEM E AQUISIÇÃO DE IMAGENS
	5.1.1. Números de imagens a adquirir
	5.1.2. Colocando escalas nas imagens
	5.1.3. Iluminação da imagem
	5.2. TRABALHANDO COM AS IMAGENS
	5.2.1. Adquirindo Imagens e Adicionando ao projeto
	5.2.2. Reduzindo a Resolução
	5.2.3. Cortando a Imagem
	5.2.4. Delineação da Imagem
	5.2.4.1. Delineação Automática
	5.2.4.2. Edição Manual de Delineações
	5.2.5. Definindo Escalas
	5.3. REVISÃO DAS PRÁTICAS DE PERFURAÇÃO E DESMONTE
	6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
	6.1. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
	6.1.2. Foscorito com Carbonatito
	6.1.3. Foscorito com Flogopitito
	6.1.4. Silexito com Óxido de Ferro
	6.1.5. Distribuição por Protólitos
	6.1.6. Comparação entre as malhas de perfuração de (3.0 x 3.8)m² para (2.6 x 3.2)m²
	7. CONCLUSÕES
	8. RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
	9. REFERÊNCIAS
	BJARNHOLT, G.. Suggestion On Standards for Measurement and Data Evaluation in the Underwater Explosion Test. Propellants and Explosives, 1980.
	MCKEE, D. J. II. Understanding Mine to Mill, The Cooperative Research Centre for Optimising Resource Extraction, Queensland, Australia, 2013.
	TOLEDO, M. C. M. et al... Mineralogia, morfologia e cristaloquímica da monazita de Catalão I (GO, Brasil). In: Revista Brasileira de Geociências, São Paulo, v. 34, n. 1, pp. 135 – 146, março, 2004.Figura 14- Zonas radiais de ruptura. .................................................................................................38 
Figura 15 - Ciclo ideal de perfuração e desmonte..............................................................................42 
Figura 16 – Zona de máxima eficiência do ciclo de perfuração e desmonte. ......................................43 
Figura 17- Exemplo de fotoanálise: (a) Imagem de caminhão carregado com produto do desmonte; (b) 
a foto digitalizada..............................................................................................................................44 
Figura 18-Ciclo operacional com os resultados da fotoanálise. ..........................................................46 
Figura 19- Representação do diagrama do sistema de fragmentação global mine-to-mill ...................48 
Figura 20- Fluxograma com as principais exigências e restrições dos subsistemas de mineração .......49 
Figura 21- Cronologia do desenvolvimento do Mine to Mill .............................................................50 
Figura 22 – Distribuição granulométrica para cada etapa de fragmentação das rochas .......................50 
Figura 23- Modelo de rentabilidade do Mine to Mill .........................................................................51 
Figura 24-Pilha de material detonado com a metodologia de captura de imagem em zig-zag .............52 
Figura 25- Amostra tendenciosa pela presença do mataco. ................................................................53 
Figura 26- Foto de uma pilha detonada tirada de muito longe. ..........................................................54 
Figura 27- Pilha de material detonado com duas escalas para a correção da inclinação da pilha .........54 
Figura 28-Imagem à esq. com uma boa iluminação e à dir. uma má iluminação com muitas sombras. 
............................................................................................................................. .................................. 55 
Figura 29- Passo-a-passo com os pontos necessários e os opcionais, no programa Split-Desktop.......55 
Figura 30- Aquisição de quatro imagens de pilhas detonadas adicionadas ao projeto. ........................56 
 
Figura 31- Reduzindo a resolução da imagem ..................................................................................56 
Figura 32- Imagem à esq. original à dir. imagem após o corte. ..........................................................57 
Figura 33- Imagem à esq. com pouca delineação e à dir. imagem com muita delineação. ..................58 
Figura 34- Configurações automáticas de delineação. .......................................................................58 
Figura 35- Imagem original à esquerda, delineação automática ao centro e delineação editada à direita 
............................................................................................................................. .................................. 59 
Figura 36- Imagem original à esquerda e à direita delineação manual com área de finos em vermelho. 
............................................................................................................................. .................................. 59 
Figura 37- Foto original à esquerda e foto mascarada á direita. .........................................................60 
Figura 38- Imagem original à esquerda e à direita imagem delineada e com escala de 10”.................60 
Figura 39 - Desempenho da fragmentação do Foscorito. ...................................................................62 
Figura 40 – Curva de distribuição granulométrica do Foscorito obtida pelo sistema de fotoanálise. ...63 
Figura 41 - Histograma da distribuição granulométrica obtida pelo sistema de fotoanálise ................63 
Figura 42- Desempenho da fragmentação do Foscorito com Carbonatito. .........................................64 
Figura 43 - Curva de distribuição granulométrica do Foscorito com Carbonatito. ..............................65 
Figura 44 - Histograma da distribuição granulométrica do Foscorito c/ Carbonatito. .........................65 
Figura 45- Desempenho da fragmentação do Foscorito c/ Flogopitito ...............................................66 
Figura 46- Curva de distribuição granulométrica do Foscorito c/ Flogopitito.....................................67 
Figura 47- Histograma da distribuição granulométrica do Foscorito c/ Flogopitito ............................67 
Figura 48- Desempenho da fragmentação do Silexito c/ Óxido de Ferro ...........................................68 
.Figura 49 - Curva de distribuição granulométrica do Silexito c/ Óxido de Ferro. ..............................68 
Figura 50 - Histograma da distribuição granulométrica do Silexito c/ Óxido de Ferro. ......................69 
Figura 51- Curva de distribuição granulométrica por protólito. .........................................................70 
Figura 52 - Histograma da distribuição granulométrica por protólito. ................................................70 
Figura 53 - Distribuição granulométrica das áreas do Sobrado e Bengala com a malha de (3.0 x 
3.8)m² ...............................................................................................................................................71 
Figura 54 - Distribuição granulométrica das áreas do Sobrado e Bengala com a malha de (2.6 x 
3.2)m² ...............................................................................................................................................71 
Figura 55 – Comparação dos resultados de fragmentação das duas malhas em estudo. ......................72 
 
LISTA DE TABELAS 
 
 
Tabela 1- Massa específica de vários tipos de explosivos ..................................................................21 
Tabela 2- Especificação dos grãos porosos de nitrato de amônio. ......................................................24 
Tabela 3 Padronização do Plano de Fogo. .........................................................................................61 
Tabela 4 - Resultado dos desmontes de rochas no protólito Foscorito. ...............................................64 
Tabela 5- Resultado dos desmontes de rochas no protólito Foscorito com Carbonatito. .....................66 
Tabela 6- Resultado dos desmontes de rochas no protólito Foscorito com Flogopitito. ......................67 
Tabela 7- Resultado dos desmontes de rochas no protólito Silexito c/ Óxido de Ferro. ......................69 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................14 
2. OBJETIVOS .......................................................................................................................15 
2.1. OBJETIVO GERAL ....................................................................................................................................15 
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................................................15 
3. JUSTIFICATIVA ...............................................................................................................16 
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...........................................................................................17 
4.1. GEOLOGIA REGIONAL CATALÃO I ................................................................................. 17 
4.1.1. Geologia Local da Mina Chapadão ................................................................................. 17 
4.2. DESMONTE DE ROCHAS COM EXPLOSIVOS........................................................... 19 
4.3. EXPLOSIVOS ................................................................................................................ 19 
4.3.1. Principais propriedades dos explosivos ...........................................................................20 
4.3.1.1. Densidade .............................................................................................................. 20 
4.3.1.2. Velocidade de Detonação ....................................................................................... 21 
4.3.1.3. Pressão de detonação ............................................................................................. 22 
4.3.1.4. Balanço de oxigênio de um explosivo ...................................................................... 23 
4.4. PRINCIPAIS TIPOS DE EXPLOSIVOS ......................................................................... 23 
4.4.1. Explosivo tipo ANFO ..................................................................................................... 24 
4.4.2. Explosivo tipo emulsão................................................................................................... 24 
4.5. ACESSÓRIOS DE DETONAÇÃO .................................................................................. 25 
4.5.1. Estopim de segurança ..................................................................................................... 25 
4.5.2. Espoleta simples ............................................................................................................. 25 
4.5.3. Espoleta elétrica ............................................................................................................. 25 
4.5.4. Cordel detonante ............................................................................................................ 26 
4.5.5. Sistema não elétrico de iniciação com linha silenciosa .................................................... 27 
4.5.6. Reforçador ..................................................................................................................... 27 
4.6. PARÂMETROS DO PLANO DE FOGO ......................................................................... 28 
4.6.1. Parâmetros Geométricos ................................................................................................. 28 
4.6.1.1. Diâmetro do Furo ................................................................................................... 29 
4.6.1.2.A Inclinação dos Furos ........................................................................................... 30 
4.6.1.3. Subperfuração ........................................................................................................ 32 
4.6.1.4. Tampão .................................................................................................................. 33 
4.6.1.5. Malha de perfuração: afastamento e espaçamento .................................................. 33 
4.6.2. Razão de Carga .............................................................................................................. 35 
4.7. MECANISMOS DE RUPTURA DA ROCHA PELOS EXPLOSIVOS ............................ 36 
 
4.7.1. Detonação ...................................................................................................................... 36 
4.7.2 Propagação das ondas de choque. ...................................................................................44 
4.7.3. Pressão dos gases ...........................................................................................................46 
4.7.4. Movimento do Maciço Rochoso ..................................................................................... 39 
4.8. PROPRIEDADE DO MACIÇO ROCHOSO E O DESMONTE POR EXPLOSIVO......... 39 
4.8.1. Densidade ...................................................................................................................... 39 
4.8.2. Porosidade...................................................................................................................... 39 
4.8.3. Fricção Interna ............................................................................................................... 39 
4.8.4. Litologia......................................................................................................................... 40 
4.8.5. Descontinuidades ........................................................................................................... 40 
4.8.6. Presença de água ............................................................................................................ 40 
4.8.7. Resistência a Tração e a Compressão .............................................................................. 41 
4.9. OTIMIZAÇÃO DO DESMONTE DE ROCHAS. ........................................................... 49 
4.10. ANÁLISE DE FRAGMENTAÇÃO ATRAVÉZ DE FOTOS DIGITAIS ......................... 44 
4.10.1. Programa Split-Desktop ................................................................................................ 45 
4.10.2. Origens dos Erros na Fotoanálise .................................................................................. 46 
4.10.2.1. Erros de Amostragem ........................................................................................... 46 
4.10.2.2. Má qualidade da rede de contorno dos fragmentos ............................................... 47 
4.10.2.3.A Perda na identificação do finos ......................................................................... 47 
4.11. INTRODUÇÃO AO MINE TO MILL ............................................................................. 55 
5. METODOLOGIA .......................................................................................................... 52 
5.1. METODOLOGIA DE AMOSTRAGEM E AQUISIÇÃO DE IMAGENS ........................ 52 
5.1.1. Números de imagens a adquirir ....................................................................................... 52 
5.1.2. Colocando escalas nas imagens....................................................................................... 53 
5.1.3. Iluminação da imagem .................................................................................................... 55 
5.2. TRABALHANDO COM AS IMAGENS ......................................................................... 55 
5.2.1. Adquirindo Imagens e Adicionando ao projeto ............................................................... 56 
5.2.2. Reduzindo a Resolução................................................................................................... 56 
5.2.3. Cortando a Imagem ........................................................................................................ 57 
5.2.4. Delineação da Imagem ................................................................................................... 57 
5.2.4.1. Delineação Automática ........................................................................................... 57 
5.2.4.2. Edição Manual de Delineações ............................................................................... 58 
5.2.5. Definindo Escalas ........................................................................................................... 60 
5.3. REVISÃO DAS PRÁTICAS DE PERFURAÇÃO E DESMONTE .................................. 61 
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................. 62 
6.1. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA ................................................................................... 62 
 
6.1.1. Foscorito ........................................................................................................................ 62 
6.1.2. Foscorito com Carbonatito .............................................................................................. 64 
6.1.3. Foscorito com Flogopitito ............................................................................................... 66 
6.1.4. Silexito com Óxido de Ferro ........................................................................................... 68 
6.1.5. Distribuição por Protólitos ..............................................................................................70 
6.1.6. Comparação entre as malhas de perfuração de (3.0 x 3.8)m² para (2.6 x 3.2)m² ............... 71 
7. CONCLUSÕES ..................................................................................................................73 
8. RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS .................................................74 
9. REFERÊNCIAS .................................................................................................................75 
14 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Há um reconhecimento generalizado de que durante anos de alta demanda na indústria mineral 
a principal meta operacional foi de maximizar a produção e durante este período os custos 
operacionais aumentaram de uma forma insustentável. No entanto com a mudança deste cenário os 
líderes do setor estão afirmando que o foco será cada vez mais na redução do custo unitário de 
produção. Efetivamente uma abordagem que considera os componentes da cadeia mina–usina como 
um todo propicia o equilíbrio entre os desmontes de rochas com explosivos com as áreas de britagem e 
moagem. Oferecendo alta produtividade e receita máxima pelo aumento da eficácia de fragmentação e 
redução do tamanho da rocha. 
As operações unitárias que compõem um ciclo em desmonte de rochas com explosivos são: o 
projeto do desmonte de rochas com explosivos, a perfuração obedecendo rigorosamente ao mesmo, a 
seleção de explosivos adequado às características litológicas do maciço, a escolha e a correta execução 
do tampão para permitir uma melhor interação explosivos/rocha e a seleção de um método de 
iniciação eficiente. Os melhores procedimentos técnicos empregados no dimensionamento de um 
desmonte de rochas com explosivos e uma criteriosa escolha dos explosivos e métodos de iniciação 
não são suficientes para a garantia na obtenção da fragmentação adequada ao sistema de carregamento, 
transporte, britagem e moagem. As características litológicas (descontinuidades, presença de água, 
tipos litológicos, etc) interferem diretamente no desempenho do explosivo e na qualidade da 
fragmentação final. 
Á analise da fragmentação em desmonte de rochas pode ser utilizada para: avaliação dos 
“planos de fogo” empregados, comparação de diferentes tipos de explosivos sob condições similares e 
o impacto dessas variáveis na composição final dos custos de produção. A análise desse parâmetro é 
importante para determinar se o grau de fragmentação que está sendo alcançado está dentro de uma 
distribuição adequada ao processo de produção. 
Foi com tal propósito que este trabalho foi estabelecido, buscando unir as técnicas de 
dimensionamento do desmonte de rochas com explosivos com ás técnicas de processamento e análises 
de imagem digital, utilizando o software Split-Desktop, visando a obtenção da distribuição 
granulométrica do desmonte de rochas. 
15 
 
 
 
2. OBJETIVOS 
 
 
2.1. OBJETIVO GERAL 
 
 
Desenvolver o conceito de estratégia integrada de operação Mine-To-Mill em parceria com a 
Anglo American Fosfatos Brasil - Unidade Ouvidor, considerando os componentes da cadeia mina- 
usina como um todo, tendo como o enfoque o aperfeiçoamento da redução da fragmentação do 
desmonte de rochas com explosivo, a fim de minimizar o custo por tonelada produzida e aumentar a 
lucratividade do empreendimento mineiro. 
 
 
 
 
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
Os objetivos específicos são: 
 
i. Medir os ganhos de redução da fragmentação com a mudança de malhas de 
perfuração; 
ii. Controlar e medir a fragmentação da rocha através do sistema de análise de 
imagens (Software: Split-Desktop 3.1); 
iii. Aperfeiçoar a fragmentação da rocha através da divisão da mina em domínios de 
protólito. 
16 
 
 
 
3. JUSTIFICATIVA 
 
 
No competitivo mercado da mineração, a busca pela otimização continua da produção é um fator 
decisivo para a sobrevivência de uma empresa. A integração e otimização global do sistema produtivo, 
pode resultar em melhorias tais como: redução de custo, aumento de produtividade e qualidade do 
produto que dificilmente seriam alcançadas caso o sistema fosse examinado com uma visão 
fragmentada dos processos. Esta metodologia vem sendo utilizada com bastante sucesso em 
minerações consistindo no desenvolvimento de estratégias de operação e controle para aumentar a 
lucratividade do negócio. 
Quando estudamos um sistema, verificamos que uma melhoria de um dado subsistema pode ter 
como consequência uma queda nos resultados em algum outro ponto ao longo da cadeia produtiva. As 
operações de mineração e processamento envolvem uma variedade de etapas, cada uma com seus 
atributos e requerimentos próprios para aumentar a sua eficiência. As condições para melhorar uma 
destas etapas podem ser contra produtivas levando a queda no desempenho de outra etapa. Por esta 
razão tem-se que garantir as condições de cada etapa que assegurem a otimização global do sistema. 
Portanto este trabalho propõe que a realização do desmonte de rochas por explosivos dentro da 
cadeia produtiva da mineração deve receber uma abordagem sistêmica, pois o desempenho do 
desmonte, principalmente o grau de fragmentação, afeta diretamente os processos subsequentes: 
carregamento, transporte, britagem e moagem. Esta abordagem deve ser aplicada ao sistema de 
fragmentação de rocha para a cadeia mina-usina, mine-to-mill. 
17 
 
 
 
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
 
4.1. GEOLOGIA REGIONAL CATALÃO I 
 
O complexo ultramáfico-alcalino-carbonatítico de Catalão I está localizado no sudeste do 
estado de Goiás (15 km a nordeste da cidade de Catalão e 280 km ao sul de Brasília), a 18°08’ de 
latitude sul e 47°48’ de longitude oeste. A estrutura forma um platô subcircular – eixos NW e NE com 
cerca de 6 e 5,5 km, respectivamente -, sustentado por rochas quartzíticas encaixantes fenitizadas 
quando da intrusão do complexo. Está em altitude média de 900 m, elevando-se cerca de 100 m acima 
dos terrenos circundantes. A parte interna da elevação apresenta relevo suave e condições favoráveis 
ao aprofundamento dos perfis de alteração, que chegam a atingir mais de 100 m de espessura 
(CARVALHO, 1974 apud TOLEDO, 2004). 
As mineralizações de titânio, nióbio e terras raras do Complexo Carbonatítico Catalão I foram 
descobertas em 1894 pelo geólogo Hussak, integrante da Comissão Cruz, responsável pela 
demarcação da futura área do Distrito Federal. Mas foi somente nas décadas de 60 e 70, após a 
realização de vários trabalhos de pesquisa desenvolvidos por órgãos governamentais federais 
(DNPM), estaduais (Metago), empresas públicas (Petrofértil) e privadas (Brasilmet), que foram 
descobertas e economicamente viabilizadas as jazidas de fosfato e nióbio, pertencentes hoje, à Vale 
Fertilizantes, Anglo American Fosfato e Anglo American Nióbio (RIBEIRO, 2008). 
Dentre os depósitos minerais de Catalão I, o de apatita é o de maior volume e o de maior 
importância do ponto de vista econômico/estratégico, visto ser uma das matérias primas para produção 
de fertilizantes NPK. Em termos de área, esta mineralização representa cerca de 45% do domo para 
um teor de corte de 5% de P2O5 (RIBEIRO, 2008). 
A área estimada da reserva total dos depósitos é de 9,2 km², a espessura média situa-se por volta 
de 50 metros, e a densidade média do minério é 2.1 t /m³, o que resulta num depósito ou recursos 
estimados em 966 x 106 ton, com teor médio de 8,5 % P2O5. A figura 1 mostra uma foto área com a 
distribuição dos depósitos no complexo Catalão I (RIBEIRO, 1989 apud RIBEIRO 2008). 
No Brasil, cerca de 4,8 x 106 toneladas de concentrado de apatita anuais abastecem as indústrias 
químicas para elaboração dos vários tipos de fertilizantes, dentre os mais importantes o SSP (fosfatos 
super simples), DAP (fosfato diamônio), MAP (fosfato monoamônio) e TSP (fosfato super triplo) 
(RIBEIRO, 2008). 
 
 
4.1.1. Geologia Local da Mina Chapadão 
A mina da Anglo American Fosfatos Unidade Ouvidor, denominada mina Chapadão, 
encontra-seno Complexo Alcalino de Catalão I, província Ígnea do Alto Parnaíba, consiste de uma 
câmara magmática ultramáfica alcalina rasa, de evolução polifásica, com predominância de 
18 
 
 
 
bebedouritos e flogopititos nas bordas, veios de foscoritos e nelsonitos no centro, stockworks de 
carbonatitos e picritos cortando todas as litologias. O minério de fosfato da mina Chapadão resulta de 
concentração residual supergênica sobre rochas ultramáficas alcalinas flogopitizadas, intrudidas por 
rochas das séries foscorítica e carbonatítica. O intemperismo, atuante na alteração das rochas no 
decorrer do tempo geológico, é o processo responsável pela concentração residual supergênica e 
resulta em um manto de intemperismo de 100 m de espessura média, podendo chegar a 200 m, com 
alguns níveis enriquecidos em apatita (NOZAWA E CORSINI, 2011). 
Divide-se o perfil de intemperismo da Mina do Chapadão em três unidades distintas, conforme 
apresentado na Figura 1 : rocha, isalterita e aloterita. 
 
Figura 1- Perfil do intemperismo da Mina do Chapadão 
 
FONTE: NOZAWA e CORSINI, 2011. 
 
A Unidade Isalterita é subdividida tipológicamente em: micáceo de base , micáceo de topo, 
silexito, minério oxidado, e corresponde ao minério apatítico supergênico por excelência, sendo rico 
em apatita, goethita, magnetita e quartzo, com quantidades menores de fosfatos aluminosos, anatásio, 
barita, vermiculita/flogopita. Neste nível não ocorre mais carbonato, mas ainda podem ser 
reconhecidas as texturas e estruturas da rocha original. A cor varia de acinzentada na base a 
amarronzada nas porções mais superiores. Nos contatos tipológicos, onde se observa diferença de 
porosidade, ocorrem horizontes silicificados (silexito). Através da geologia local encontram-se as 
frentes da mina subdivididas em quatro principais litologias: Foscorito, Foscorito com Flogopitito, 
Foscorito com Carbonatito e Silexito com Óxido de Ferro. 
19 
 
 
 
4.2. DESMONTE DE ROCHAS COM EXPLOSIVOS 
De um modo geral, os maciços pouco alterados e pouco fraturados, ou constituídos por rochas 
de elevada dureza, deverão ser desmontados com a utilização de explosivos, método econômico e 
rápido, visto que produz elevadas quantidades de energia libertada em frações de segundo. 
Segundo Silva 1998 o desmonte de rochas com explosivo é uma operação bem complexa e 
consiste em uma das principais responsáveis pelos custos de lavra. Como resultado do desmonte de 
rochas com utilização de explosivos, busca-se um material com as características de granulometria e 
homogeneidade exigidas pelo processo produtivo. E além dessas duas características principais a 
detonação deverá ainda produzir o mínimo de riscos e incômodos possíveis. Além disso, nas minas 
próximas a áreas povoadas, deverão ser tomados maiores cuidados quanto a níveis de ruídos, de 
emissão de gases e de vibração do terreno. E atenção especial deverá ser dada, durante qualquer 
detonação, ao ultra lançamento de fragmentos e estabilidade dos taludes. 
É notório que deve-se ter um planejamento eficiente do desmonte a explosivo. O ideal é que 
após os desmontes todo o material se encontre com o volume desejado, na granulometria apropriada, 
facilitando assim as operações subsequentes e diminuindo os custos. Por tudo isso é que se faz 
necessário à otimização do desmonte nas minas. 
A aplicação de explosivos para a fragmentação de rochas na mineração ou para outros 
propósitos tem conduzido ao desenvolvimento de pesquisas tanto relativas às propriedades dos 
explosivos quanto aos mecanismos envolvidos na fragmentação dos materiais em função de sua 
utilização. Essas pesquisas visam, sobretudo, minimizar os custos de desmonte e os problemas 
ambientais gerados principalmente por ruído, gases e vibrações. 
Com relação aos custos, tem sido utilizada a abordagem sistêmica que considera o custo 
global da sequência de operações e não apenas o custo de uma operação ou insumo isoladamente. Por 
exemplo, o custo individual do explosivo num desmonte pode até ser comparativamente maior desde 
que proporcione uma pilha cujo custo de carregamento, britagem e moagem seja menor, implicando 
num custo global menor. 
 
 
4.3. EXPLOSIVOS 
Do ponto de vista prático “Explosivos são substâncias ou misturas, em qualquer estado, que 
quando submetidas uma causa térmica ou mecânica suficientemente energética (calor, atrito, impacto e 
etc.), se transformam total ou parcialmente em gases, liberando uma grande quantidade de energia 
num intervalo de tempo muito curto, gerando altas pressões e temperaturas” (CROSBY, 1998) 
Se a velocidade da reação é supersônica, o processo é denominado detonação e o agente é um 
alto explosivo. Se a velocidade da reação é subsônica é denominada deflagração e o agente é chamado 
de baixo explosivo. 
20 
 
 
 
Segundo Hartman 1987, detonação é uma explosão acompanhada pela formação de uma onda 
de choque. Os produtos finais de uma detonação são gases que estão comprimidos a pressão e a 
temperatura muito levadas. A velocidade de detonação varia de (1.500 a 9.000)m/s, bem acima da 
velocidade do som no material explosivo Deflagração é uma queima muito rápida, mas que não 
consiste em detonação. É a queima química dos componentes explosivos em uma taxa bem abaixo da 
velocidade sônica. Ela está associada apenas ao calor, não havendo onda de choque. A deflagração 
pode ocorrer em explosivos onde deveria haver detonação, o que acontece quando não existem as 
condições ideais para a utilização do referido explosivo ou quando a formulação dos explosivos é 
ruim. 
O entendimento da fonte de energia na fragmentação do desmonte de rochas por explosivos 
químicos possibilita o controle do mesmo. Alta energia dos explosivos é desenvolvida por reações 
químicas que são iniciadas por uma onda de choque no explosivo (CLARK, 1980). 
 
 
4.3.1. Principais propriedades dos explosivos 
O desempenho de um explosivo depende de suas características intrínsecas, bem como às 
condições sob a qual são submetidos, uma vez que existem diferentes tipos explosivos disponíveis, 
apresentando diferenças em relação às suas propriedades, como: densidade, velocidade de detonação, 
pressão produzida, sensibilidade, balanço de oxigênio. Isso torna importante o conhecimento dessas 
propriedades a fim de garantir a melhor aplicabilidade para condições exigidas (BHANDARI,1997). 
Outro fator importante é testar o explosivo com a rocha a ser escavada e comprovar a sua eficiência 
antes de comprar uma grande quantidade. 
 
 
4.3.1.1. Densidade 
É definida como o peso específico do explosivo e é a relação entre a massa e o volume dessa 
massa, medida em g/cm3. A densidade dos explosivos comerciais varia de 0,60 a 1,45 g/cm3 e é 
determinada por sua composição, tamanho de grão e a densidade dos componentes (CLARCK, 1980). 
A densidade de um agente explosivo pode ser um fator crítico, pois se muita baixa torna-se 
sensível ao cordel detonante, iniciando a carga de explosivo ao longo do furo antes que se inicie o 
reforçador, normalmente localizado no fundo do furo. Do contrário, densidade alta, esse agente torna- 
se insensível e não detona. Além disso, a densidade de um explosivo é um fator importante para o 
cálculo da quantidade de carga necessária em um desmonte. Como regra geral no fundo dos furos 
onde se necessita de maior concentração de energia para o arranque da rocha, utiliza-se explosivos 
mais densos como os gelatinosos e hidrogéis, enquanto que em cargas de coluna, requer explosivos 
menos densos, á base de ANFO. (JIMENO et al. 2003). 
Na tabela 1 apresenta os principais explosivos com sua respectivas densidades. 
21 
 
 
 
Tabela 1- Massa específica de vários tipos de explosivos 
Tipo Massa Específica (g/cm³) 
Dinamite granulada 08 – 1,4 
Dinamite gelatina 1,0 – 1,7 
Lama encartuchada 1,1 -1,3 
Lama a granel 1,1 – 1,6 
ANFO 0,8 – 1,0 
ANFO derramado 0,8 – 0,9 
ANFO encartuchado 1,1 – 1,2 
ANFO pesado 1,1– 1,4 
FONTE: Adaptado de National Highway Institute,1991. 
 
 
A concentração linear da carga q1, em um furo de diâmetro D e uma densidade ρe , é 
calculada a partir da equação (1): 
q1 (kg/m) = 7,854 . 10-4. ρe. D² (1) 
 
Onde: 
ρe = densidade do explosivo (g/cm3) 
D = Diâmetro de carga (mm) 
De acordo com Jimeno et al.(2003), quando os furos apresentam uma grande profundidade, 
um fenômeno que pode estar presente é a variação da densidade do explosivo ao longo desses furos 
como consequência do aumento de pressão. A figura 2 mostra as curvas correspondentes à densidade 
de carregamento ou efetiva em função da altura para uma emulsão com uma densidade de 1,02 g/cm3 
e uma densidade básica de 1,35 g/cm3, carregada em furos de 250 mm de diâmetro. Além disso, 
segundo Silva (2006), explosivos com densidade igual ou inferior a 1 não devem ser utilizados em 
furos que contenham água. Em detonações, em que uma fina fragmentação é desejada, recomenda-se 
um explosivo de maior densidade. Para rochas fragmentadas in situ, ou onde não é requerida uma 
fragmentação demasiada, um explosivo de baixa densidade será suficiente. 
 
 
 
4.3.1.2. Velocidade de Detonação 
A velocidade de detonação (VOD) de um explosivo é a velocidade na qual a reação se propaga 
através do explosivo, e em desmonte, isto significa ao longo da coluna de explosivo no furo. Cada tipo 
de explosivo tem sua própria velocidade de detonação, que depende dos seus componentes químicos, 
densidade, confinamento e diâmetro da carga. 
22 
 
 
 
Atualmente, a velocidade de detonação (VoD) é única propriedade de detonação que pode ser 
determinada facilmente nos furos. Provavelmente, por essa razão, tem-se atribuído uma grande 
importância a essa velocidade (ROSSMANITH, 1993). 
A VOD controla a taxa em que a energia do explosivo é liberada e, por consequência, a 
proporção da energia de choque em relação às parcelas que compõem a energia total. Um explosivo 
com uma VOD relativamente baixa libera sua energia total com uma taxa mais lenta e uma proporção 
maior da energia total, normalmente, está em forma de pressão de gás. Já um explosivo de alta 
velocidade é considerado de alta energia de choque ou brisância. Quanto mais alta a VOD, maior é a 
capacidade do explosivo de quebrar a rocha (CAMERON & HAGAN, 1996). 
De acordo com (Silva, 2006) a medição da velocidade de detonação dos explosivos tem os 
seguintes objetivos: 
 Determinar a velocidade de detonação do explosivo, para que, a partir da mesma, seja 
calculada a pressão produzida no furo durante a detonação; 
 Comparar o desempenho do explosivo quando iniciado com diferentes escorvas, acessórios e 
diferentes materiais utilizados para o confinamento do tampão; 
 Verificar se os explosivos e acessórios estão detonando de acordo com o valor fornecido pelos 
fabricantes. 
 
 
4.3.1.3. Pressão de detonação 
A pressão de detonação é a pressão dentro da frente de detonação, ou seja, é a pressão da onda 
de detonação durante a viagem ao longo da carga explosiva. Esta pressão é a principal responsável 
pela geração de uma onda de choque na rocha que circunda a carga explosiva. A magnitude desta onda 
reflete a energia de choque do explosivo e é o seu efeito que causa a fratura da rocha (CAMERON & 
HAGAN, 1996). 
A pressão de detonação é uma função da densidade do explosivo e da velocidade de 
detonação. A equação (2) usualmente aceita para o cálculo da pressão de detonação (Pd), em MPa, é 
dada por (BJARNHOLT, 1980): 
 
 
sendo: 
PF = p VOD² x10−6 (2) 
4 
𝑃𝐹 = pressão produzida no furo, quando o explosivo está completamente acoplado ao furo (GPa); 
𝜌 = densidade do explosivo (g/cm3); 
𝑉𝑂𝐷 = velocidade de detonação de um explosivo confinado (m/s). 
De acordo com Silva, (2006), uma das formas de se verificar o desempenho de um explosivo é 
comparar a pressão produzida no furo com a resistência dinâmica do maciço rochoso. Caso a pressão 
23 
 
 
 
produzida no furo durante a detonação não supere a resistência dinâmica da rocha, esta não será 
fragmentada, fazendo com que a energia não utilizada no processo de fragmentação e deslocamento da 
rocha, propague-se no terreno sob a forma de vibração. 
4.3.1.4. Balanço de oxigênio de um explosivo 
A maioria dos ingredientes dos explosivos é composto de oxigênio, nitrogênio, hidrogênio e 
carbono. Boa parte dos explosivos apresenta uma deficiência de oxigênio, ou seja, não possui oxigênio 
suficiente para converter cada átomo de carbono e hidrogênio presente na molécula em dióxido de 
carbono e água (JIMENO et al. 2003). 
Dessa forma, torna-se necessário o balanço de oxigênio. Para misturas explosivas, a liberação 
de energia é otimizada quando o balanço de oxigênio é zero. Balanço zero de oxigênio é definido 
como o ponto no qual uma mistura tem suficiente oxigênio para oxidar completamente todos os 
combustíveis (óleo diesel, casca de arroz, bagaço de cana etc.) presentes na reação (SILVA, 2006) 
Teoricamente, os gases produzidos na detonação com balanço zero de oxigênio são: CO2, H20 
e N2. Na realidade pequenas quantidades de NO, CO, NH2 e outros gases são produzidos. Se a 
quantidade de oxigênio no explosivo é maior que a requerida para a formação dos produtos, o 
explosivo tem um balanço de oxigênio “positivo”. Por outro lado, se não há oxigênio suficiente para 
completar a reação, o explosivo possui um balanço de oxigênio “negativo”. Nos explosivos 
comerciais, o balanço de oxigênio deve ser o mais próximo de zero para minimizar a produção de 
gases tóxicos, tais como CO e NOx. 
 
 
4.4. PRINCIPAIS TIPOS DE EXPLOSIVOS 
Os explosivos podem ser classificados de acordo com as suas características de explosão ou 
por seu campo de uso. Segundo o uso, os explosivos são classificados em comerciais ou militares. 
Dinamites, ANFO, lamas e emulsões são exemplos de explosivos comerciais, enquanto que TNT e 
PETN são exemplos de explosivos militares (CLARCK, 1980). 
Eles podem ser classificados com altos explosivos ou baixo explosivos. Um alto explosivo 
detona quando é apropriadamente iniciado e um baixo explosivo deflagra. Altos explosivos podem ser 
classificados como primários ou secundários. Explosivos primários podem ser detonado em pequena 
quantidade por ignição térmica, faísca ou impacto, enquanto que os explosivos secundários requerem 
um detonador ou um reforçador, que usualmente contém uma pequena quantidade de explosivo 
primário como elemento ativo (CLARCK, 1980). 
Existe uma gama de explosivos na qual se diferenciam pela mudança de composição química. 
No setor mineiro os explosivos comerciais mais utilizados em suas operações é o ANFO e emulsões. 
24 
 
 
 
4.4.1. Explosivo tipo ANFO 
ANFO é uma abreviatura que representa mistura entre o nitrato de amônio (ammonium 
nitrate) e óleo combustível (fuel oil). Para o preparo do ANFO, é necessário 5,5% em massa de 
combustível e 94,5% de nitrato de amônio no formato de grão do tipo agrícola industrial. Esta 
proporção assegura o balanço de oxigênio da reação e libera uma quantidade de calor de 
aproximadamente 0,93 kcal/g. Um agente explosivo é definido como qualquer material ou mistura 
constituída de combustível e oxidante, empregado em desmonte cujos ingredientes não são 
classificados como explosivos e que podem ser misturados e empacotados para uso ou transporte sem 
serem detonado por uma espoleta em ambiente não confinado (DICK et al, 2005). 
As principais especificações a serem observadas nos grãos porosos de nitrato de amônio para a 
produção de ANFO encontram-se na tabela 2 
 
Tabela 2- Especificação dos grãos porosos de nitrato de amônio. 
Item Especificação 
Nitrogênio total % mínimo de 33,5% em massa 
Tamanho Geralmente -6 1 14 mesh 
 
 
Distribuição 
granulométrica 
típica em massa 
-6 +10 mesh (-3.327mm + 1,651mm) 22,8% 
-10 +14 mesh (-3,327mm + 1,651mm) 32% 
-12 +14 (-1,410mm + 1,168mm) 32,7% 
-14 +16 mesh (-1,168v+1mm) 8,9% 
-16+20mesh (-1mm +0,833mm)3,4% 
-20 +35 mesh (-0,833mm+ 0,417mm) 0,2% 
Revestimento / 
Cobertura 
Argila e agentes especiais: aproximadamente 
1,6% a 3,0% em massa 
Densidade Varia de 0,7 a 0,9 g/cm³ 
Porosidade Retenção mínima de óleo de 6% em massa 
Diâmetro crítico 
Quando misturado a 6% de óleo deverá detonar não confinado em tubos de 
5” de diâmetro, iniciado com 60g de pentolita 
Dureza 
Deverá ser tal que não gere quebra excessiva durante a movimentação e 
variação da temperatura. 
FONTE: Adaptado de Crosby 1998. 
 
4.4.2. Explosivo tipo emulsão 
Este grupo de explosivos, que é o de mais recente aparição no mercado, possui uma alta 
potência e resistência à água. O interesse nestes produtos surgiu no começo da década de 60, quando 
se investigavam as necessidades básicas de um explosivo para melhor produzir o desmonte e ser 
eficiente em furos com presença de água. 
Do ponto de vista químico a emulsão é um sistema bifásico em forma de uma dispersão de um 
líquido imiscível em outro. As emulsões explosivas são do tipo denominado “água em óleo” nas quais 
a fase aquosa é composta por sais inorgânicos oxidantes dissolvidos em água, e a fase oleosa por um 
25 
 
 
 
combustível líquido imiscível em água do tipo hidrocarboneto. Em termos técnicos, uma emulsão é 
descrita como um sistema de duas fases, na qual uma mais interna, ou fase dispersa, está distribuída 
em uma fase contínua mais externa (HUSTRULID, 1999). 
Uma vez que as emulsões são do tipo “água-em-óleo”, eles oferecem excelente resistência à 
água. A água do furo “enxerga” apenas a matriz da emulsão (ou seja, o óleo); e ela é protegida do 
contato e, portanto, dissolve as micro gotículas pela película (insolúvel) de óleo envolvente. 
Um problema típico das emulsões é o fenômeno de cristalização. Sob baixas temperaturas, a 
estrutura que cria as propriedades atrativas da emulsão pode cristalizar. Com isso, a estrutura das 
emulsões é perdida de forma irreversível (HUSTRULID, 1998). 
 
 
4.5. ACESSÓRIOS DE DETONAÇÃO 
4.5.1. Estopim de segurança 
Esse tipo de acessório foi desenvolvido para mineração por Wiliam Bickford, na Inglaterra, no 
ano de 1831. O estopim tem o aspecto externo de um cordão, consiste num núcleo de pólvora negra de 
nitrato de potássio revestido com tecidos impermeabilizantes que protegem o núcleo de pólvora contra 
a penetração de água e abrasão. O manuseio do estopim não oferece riscos, porém devem-se evitar 
dobras e torções que venham produzir danos (REIS, 1997). 
 
 
4.5.2. Espoleta simples 
A primeira espoleta simples foi patenteada em 1865 por Alfred Nobel. O precursor dos 
detonadores disponíveis no mercado era constituído por uma cápsula de cobre com uma de suas 
extremidades fechada e preenchida por uma pequena quantidade de explosivo primário, fulminato de 
mercúrio (HgC2N2O2), escorvado por um pedaço de estopim, amalgamado na extremidade aberta 
(PERSON et al, 1996). 
São sempre iniciadas por estopim comum introduzido na outra extremidade da cápsula por 
meio de alicate especial. As espoletas simples são muito usadas em detonações secundárias onde há 
necessidade ou é possível haver uma sequência de fogo, como nos fogachos, por exemplo. Não são 
recomendadas para a detonação simultânea de várias cargas, porque dificilmente os estopins atingiram 
todas as espoletas ao mesmo tempo. O bom funcionamento da espoleta depende muito da perfeição do 
seu acoplamento com o estopim. 
 
 
4.5.3. Espoleta elétrica 
As exigências de mercado com relação à necessidade de um acessório, que oferecesse um 
maior controle da detonação, levaram H. Julius Smith a inventar o detonador elétrico, em 1876. Essa 
26 
 
 
 
novidade, que poderia ser chamada de um cruzamento entre os dois acessórios, tinha como princípio 
de funcionamento uma fonte de energia elétrica que criava um aquecimento por efeito joule, em uma 
ponte de fio altamente resistente e incandescente, capaz desencadear a detonação da carga explosiva 
de ignição da cápsula, formada por uma pequena substância pirotécnica, com o formato de uma cabeça 
de fósforo (HEMPHILL, 1981). 
A espoleta elétrica instantânea (Figura 3), foi um avanço para segurança dos sistemas de 
iniciação, com a inserção de uma carga pirotécnica de retardo de queima lenta, entre a cabeça do 
fósforo e a carga secundária, retardando o tempo entre o pulso da corrente elétrica e a iniciação da 
detonação, tornando uma importante ferramenta nas operações de desmonte de rocha para controle de 
fragmentação e seus efeitos (PERSSON et al, 1996). 
 
Figura 2 - Espoleta elétrica instantânea 
 
FONTE: Órica, 2006 
 
4.5.4. Cordel detonante 
O cordel detonante é um poderoso acessório de iniciação. Desenvolvido na década de 50, tinha 
como propósito substituir a espoleta elétrica de retardo. Possui um núcleo central formado pelo 
explosivo PETN C5H8(NO3)4 (tetranitrato de pentaeritritol), envolvido por fios de algodão que 
oferecem melhor confinamento e resistência mecânica. Seu núcleo é revestido por um plástico 
resistente à prova de água e atrito. 
É uma das formas mais seguras para a detonação de desmonte a céu aberto ou em atividades 
subterrâneas, porque não requer eletricidade. Por ser um explosivo, dispensa as espoletas, pois quando 
detona, agem como escorva para as cargas explosivas, detonando-as também. 
O cordel apresenta muitas vantagens quando comparado à espoleta elétrica. Não detona sob a 
presença de corrente elétrica; inicia um grande número de furos simultaneamente; não exige que a 
mão de obra seja especializada; pode ser armazenado por um longo período, mesmo com variação de 
temperatura; não detona quando submetido à temperatura inferior a 80ºC, ou por choques naturais. No 
entanto, mesmo apresentando essa série de vantagens, não significa que devam ser usadas sem as 
devidas precauções (REIS, 1997). 
27 
 
 
 
4.5.5. Sistema não elétrico de iniciação com linha silenciosa 
O sistema não elétrico figura 4 consiste basicamente de uma espoleta comum, não elétrica, 
conectada a um tubo de plástico transparente, altamente, resistente, com diâmetro externo de 3,0 mm e 
interno de 1,5mm. Caracteriza-se basicamente, por ser revestido internamente, por uma película 
explosiva de tipo PETN cuja carga pulverizada e menor que 20 mg/m de tubo, que, ao ser iniciado, 
reage quimicamente ao suporte de uma onda de choque no ar, causada pelo calor e expansão dos gases 
dentro do tubo, a uma velocidade aproximada de 2000 m/s. Isso desencadeia o processo final de 
detonação. Entretanto, a reduzida carga explosiva, geradora da onda de choque que se desloca através 
do tubo, não chega a afetar o lado externo do mesmo, mantendo-o intacto. (PERSSON et al, 1996). 
Há varias vantagens quando comparado a outros acessórios. Entre essas vantagens, o seu 
baixo custo; a eliminação do barulho quando deflagrado; é insensível a correntes elétricas parasitas; é 
de fácil checagem do sistema, geralmente visual; não destrói parte da coluna de explosivo dentro do 
furo. Entre as possíveis desvantagens citam-se a possibilidade de corte do tubo, no momento em que 
for feito o tamponamento do furo; a baixa velocidade de detonação, quando comparado ao do cordel, 
exige cuidados no momento de ser conectado á linha tronco, para que os tubos de choque não sejam 
cortados pelo cordel, e ocasionem a interrupção na detonação da coluna de explosivo, caso ocorra gap 
da mesma. 
Figura 3 – Sistema não elétrico com linha silenciosa. 
 
FONTE: Órica, 2006. 
 
4.5.6. Reforçador 
São cargas explosivas de alta potência utilizadas para a iniciação do processo de detonação em 
explosivos de baixa sensibilidade, como é no caso do ANFO, entre outros. Além de serem utilizados 
para assegurar a continuidade da propagação da onda explosiva ao longo da carga de coluna 
constituída por aqueles explosivos. Os reforçadores são constituídos de carga explosiva acondicionada 
em um corpo plástico de formato tronco-cônico, dotado de um furo central ao longode toda altura. A 
iniciação é feita por meio de cordel detonante passando através do furo central, ou por espoletas 
28 
 
 
 
simples ou elétricas. Para a escolha de um reforçador, é necessário levar em consideração o diâmetro 
do furo, o explosivo a ser iniciado e o grau de confinamento (PERSSON et al, 1996). 
Os reforçadores oferecem o máximo de desempenho nas operações de iniciação de explosivos 
graças à otimização obtida das combinações de massa explosiva, forma geométrica e formulação dos 
explosivos. Estes permitem obter do explosivo a ser iniciado o maior rendimento de sua energia 
termoquímica, fazendo-o alcançar a sua velocidade estabilizada de detonação (VoD), mais próxima do 
ponto de iniciação, resultando assim, uma maior pressão de detonação (JIMENO et al 2003). 
 
 
4.6. PARÂMETROS DO PLANO DE FOGO 
Quando se pretende efetuar um projeto de desmonte a explosivo, seja para mineração, seja 
para obras civis, é imprescindível realizar um planejamento dos trabalhos de perfuração e desmonte. 
Isto é exigido não só pela necessidade de coordenação dessas duas operações básicas do ciclo de lavra 
como também porque é necessário conjugar uma série de informações e aspectos das operações de 
lavra em sua totalidade: entorno geológico e topográfico, unidades de carregamento e transporte e 
especificações dos materiais na sequência de utilização. 
O planejamento do desmonte de rochas por explosivo, denominado de “Plano de Fogo” é 
comandado por um conjunto de parâmetros que devem ser levados em consideração nos modelos de 
fragmentação por explosivos, considerando uma abordagem sistêmica das operações de perfuração e 
desmonte com a sequência de operações de carregamento, transporte e britagem, bem como com o 
ritmo de produção, prazos de execução e custos operacionais. Esta seção discute a definição destes 
parâmetros e sua influência na fragmentação das detonações. 
 
 
4.6.1. Parâmetros Geométricos 
Os principais parâmetros geométricos de um plano de fogo em bancadas de mina a céu aberto 
é ilustrado na figura 5. Estes parâmetros são: 
H: altura do banco; D: diâmetro do furo; L: comprimento do furo; d: diâmetro da carga; B: 
afastamento; S: espaçamento; Be: afastamento efetivo; Se: espaçamento efetivo; LV: comprimento do 
desmonte; AV: largura do desmonte; T: tampão; J: subperfuração; I: comprimento da carga; : ângulo 
de saída; v/w = grau de equilíbrio ; tr = tempo de retardo; 1: repé; 2: meia cana do furo; 3: rocha 
saliente; 4: sobreescavação; 5: fenda de tração; 6: fraturas do maciço; 7: cratera;8: carga desacoplada. 
29 
 
 
 
Figura 4- Bloco diagrama com os parâmetros geométricos de um plano de fogo. 
 
FONTE: Silva, 1998. 
 
 
4.6.1.1. Diâmetro do Furo 
Segundo (Geraldi, 2011), com as metas de produção estabelecidas, escavação de rocha, 
procede-se a determinação dos diâmetros de perfuração e a consequente seleção e dimensionamento 
das perfuratrizes. 
Uma produção elevada requer furos maiores. A produção não aumenta linearmente em relação 
ao diâmetro do furo, mas praticamente de uma forma quadrática, o que depende da capacidade dos 
diferentes equipamentos de perfuração. Nas operações mineiras a céu aberto, os diâmetros dos furos 
geralmente variam de 75mm (3“), para perfuratrizes a percussão, a furos de grande diâmetro, como 
381mm (15”), para grandes perfuratrizes rotativas (CAMERON & HAGAN, 1996). 
Segundo (Morais, 2004) os diâmetros maiores são aconselhável em bancadas altas e para 
equipamentos de escavação, transporte e britagem de grande porte. Os grandes diâmetros não são 
apropriados para rochas duras (com grande resistência), para maciços rochosos com grandes 
espaçamentos entre as descontinuidades e em desmonte que é muito importante o controle de 
vibrações. 
Rochas com grande resistência normalmente, são necessárias razões de carga maiores para 
conseguir o mesmo grau de fragmentação, e com grande espaçamento entre as descontinuidades. 
Quando o espaçamento entre as descontinuidades é grande e divide o maciço rochoso em grandes 
blocos, uma fragmentação satisfatória é frequentemente obtida quando cada bloco é interceptado por 
um furo como visto na Figura 6. Isto usualmente requer o uso de furos de diâmetro menor e malha de 
perfuração mais adensada. Em rochas com descontinuidades pouco espaçadas, a fragmentação tende a 
ser controlada estruturalmente. Por esta razão, o aumento do diâmetro do furo pode ser conveniente 
(CAMERON & HAGAN, 1996). 
30 
 
 
 
 
Figura 5- Influência do esquema de perfuração e das descontinuidades na produção de blocos grandes. 
 
FONTE: Jimeno et al. 2003 
 
Furos com diâmetro menor resultam em uma melhor quebra do topo da bancada, uma vez que 
as cargas geralmente estão mais próximas da superfície (menores comprimento de tampões), conforme 
Figura 7. Esta melhor distribuição da carga é uma vantagem em rochas duras. 
 
Figura 6- Menor comprimento de tampão para furos de menor diâmetro. 
 
FONTE: Cameron & Hagan, 1996. 
 
4.6.1.2. A Inclinação dos Furos 
Em suma os desmontes de rochas por explosivos em mina a céu aberto, os furos são verticais 
pelos seguintes motivos: 
 Furos inclinados são mais difíceis de serem feitos; 
 Algumas perfuratrizes não têm capacidade de executar perfuração inclinada; 
 A acurácia na perfuração é maior em furos verticais. 
31 
 
 
 
Entretanto, os furos inclinados proporcionam melhor distribuição do explosivo no maciço 
rochoso, aumentando a fragmentação no pé da bancada e reduzindo o back-break (quebra para trás). 
Furos inclinados também resultam em melhor deslocamento e liberação das pilhas. A melhor 
fragmentação é obtida em razão de sua maior eficiência no uso da energia do explosivo, conforme 
ilustrado na Figura 8. 
Figura 7- Maior eficiência no uso da energia do explosivo em furos inclinados. 
 
FONTE: Cameron & Hagan, 1996. 
 
Segundo Silva 1998, as principais vantagens e desvantagens da perfuração inclinada 
são: 
Vantagens: 
 Melhor fragmentação; 
 Diminuição dos problemas de repé devido ao melhor aproveitamento das ondas de choque 
nas regiões críticas da detonação (região do tampão e pé da bancada); 
 ·Maior lançamento; 
 Permite maior malha de perfuração e, consequentemente, menor razão de carga; 
 Maior estabilidade da face da bancada (menor back-break). 
Desvantagens: 
 Menor produtividade da perfuratriz; 
 Maior desgaste de brocas, hastes e estabilizadores; 
 Maior custo de perfuração; 
 Maior comprimento do furo para uma mesma altura de bancada; 
 Maior risco de ultra lançamentos dos fragmentos rochosos; 
 Maior desvio da perfuração. 
 
Segundo Morais (2004), o uso de furos verticais na linha de frente frequentemente resulta em 
uma considerável variação no afastamento entre o topo e o fundo da carga, como ilustrado na Figura 9. 
Afastamentos menores na região superior da bancada podem ocasionar um escape prematuro dos 
32 
 
 
 
gases da detonação, causando ruído, sobre pressão e ultra lançamento. Já o afastamento excessivo no 
pé da bancada pode resultar numa fragmentação insatisfatória nesta região. 
 
Figura 8- Grande variação do afastamento para furo vertical adjacente à face da bancada. 
FONTE: Cameron & Hagan, 1996. 
 
 
4.6.1.3. Subperfuração 
A subperfuração corresponde ao comprimento perfurado abaixo do nível do piso da bancada 
ou do grade a ser atingido pela detonação. As operações de escavação eficientes requerem que a 
fragmentação no piso da bancada seja tal que permita uma fácil escavação. As condições de 
fragmentação do pé da bancada são muito influenciadas pelo comprimento de subperfuração utilizado 
(SILVA, 2006). 
Segundo Atlas Powder (1987), a subperfuração ótima varia com: 
 As propriedades do maciço rochoso; 
 O tipo de carga de fundo e, mais particularmente, a energia gerada por metro de furo; 
 O diâmetro e a inclinação do furo; 
 A localização das escorvas na carga explosiva. 
 
Uma subperfuração insuficienteresultará na formação de repé, que é uma porção de rocha 
localizada no pé da bancada com uma fragmentação pobre e resistente ao processo de escavação. Em 
maciços rochosos resistentes, uma subperfuração efetiva de 8 x D (oito vezes o diâmetro do furo) é 
normalmente satisfatória. 
Segundo Morais (2004), quando a subperfuração é excessiva, cada quantidade perfurada e 
carregada a mais do planejado contribui com uma parcela menor de energia para o arranque da rocha 
na base e, portanto, uma porcentagem cada vez maior da energia do explosivo se converte em 
33 
 
𝑒 
 
 
vibrações do terreno e é perdida, além de gerar um gasto desnecessário de perfuração e explosivos e 
favorecer a formação irregular do piso podendo causar problemas de perfuração da bancada inferior. 
 
 
4.6.1.4. Tampão 
O tampão é a porção superior do furo, sem carga explosiva, já que esta carga explosiva seria 
excessiva e resultaria apenas em lançamentos de lascas de rocha pela boca do furo (GERALDI, 2011). 
Segundo Morais (2004), o tamponamento é o ato de confinar os explosivos para buscar o máximo de 
rendimento da detonação. O tampão compreende o material inerte (terra, areia, brita ou pó da 
perfuração) que é colocado no furo, para confinar o explosivo e garantir seu melhor desempenho. O 
tamponamento é uma das variáveis mais importantes no desmonte de rochas a explosivo. 
Para cada conjunto de condições, há um comprimento de tamponamento ótimo. Quando o 
comprimento do tamponamento decresce abaixo de seu valor ótimo, a quebra da rocha pela energia de 
choque ao redor do furo aumenta, mas (CAMERON & HAGAN, 1996): 
 A quebra total e o deslocamento pela energia dos gases decrescem (os gases da detonação 
extravasam mais rapidamente para a atmosfera); 
Há uma maior probabilidade de ultralançamento, ultraquebra superficial, ruído e sobrepressão 
atmosférica. 
 
 
4.6.1.5. Malha de perfuração: afastamento e espaçamento 
Há diversos fatores que influencia na determinação da malha de perfuração ideal, tornando a 
escolha difícil e de grande variação, dependendo do diâmetro do furo, das propriedades da rocha e dos 
explosivos, do grau de fragmentação e lançamento requeridos e da altura da bancada. 
O afastamento é definido como a distância entre a face livre da bancada e a primeira linha do 
fogo ou a distância entre as linhas da detonação. O valor do afastamento (B) é função do diâmetro do 
furo, das características da rocha e do tipo de explosivo utilizado. A experiência tem mostrado que a 
carga explosiva é mais eficiente onde o afastamento é aproximadamente igual a 25 a 35 vezes o 
diâmetro do furo. A equação (3) empírica útil no cálculo do afastamento é expressa por (SILVA, 
1998): 
𝐵 = 0, 123𝗑 ⟦2 (𝜌𝑒) + 1, 5⟧ 𝗑 𝐷 (3) 
𝜌𝑟 
 
 
onde B é o afastamento (m); pe e pr são as densidades do explosivo e da rocha (g/cm3), 
respectivamente, e De é o diâmetro do explosivo (mm). 
34 
 
 
 
Quando o afastamento é muito maior do que o seu valor ótimo, a detonação apresentará como 
consequências (CAMERON & HAGAN, 1996): 
 Uma fragmentação grosseira, pilha de fragmentos mais coesa e escavação mais lenta; 
 Um aumento no back-break, nas vibrações do terreno e na instabilidade potencial dos taludes 
do pit final. 
O espaçamento é definido como a distância entre os furos de uma mesma linha do fogo. A 
seguinte equação (4) empírica pode ser usada para calcular o valor do espaçamento (SILVA, 1998): 
 
𝑆 = 0,23𝑥(𝐻 + 2𝐵) (4) 
 
onde S é espaçamento (m); B é o afastamento (m) e H é a altura do banco (m). 
Segundo Cameron & Hagan (1996), o afastamento efetivo (Be) e o espaçamento efetivo (Se) 
não dependem somente da geometria dos furos, mas também da sequência de iniciação. Como 
ilustrado na figura10, uma malha quadrada que é detonada linha por linha, a partir da face livre, resulta 
em um afastamento efetivo igual ao afastamento entre linhas sucessivas. Por outro lado, uma malha 
idêntica pode ser detonada de forma estagiada, resultando em afastamentos e espaçamentos 
completamente diferentes. 
 
Figura 9 – Afastamento e espaçamento efetivos para uma malha de perfuração. 
FONTE: Cameron & Hagan, 1996. 
 
 
Em rochas maciças e resistentes, as melhores malhas estagiadas são aquelas baseadas em redes 
de triângulo equilátero. Esta configuração proporciona uma distribuição ótima da energia do explosivo 
no maciço rochoso a ser detonado. Na malha estagiada, com a geometria de triângulo equilátero, o 
35 
 
𝑒 = 
𝑒 = 
 
 
espaçamento entre os furos (S) é igual a 1,16 x o afastamento (B). Os principais tipos de malhas de 
perfuração são exemplificados na figura 11. 
 
Figura 10- Principais tipos de malhas de perfuração. 
FONTE: Atlas Powder Company, 1987. 
 
 
4.6.2. Razão de Carga 
É a quantidade de explosivos a ser utilizada por metro cúbico (ou por tonelada, nas 
minerações) de rocha a desmontar em uma detonação. Teoricamente, quanto maior a razão de carga 
em utilização, maior será a fragmentação da rocha, se a malha for projetada de maneira correta. Esta 
relação se aplica também à projeção da pilha de rocha detonada que se formará na frente da bancada – 
quanto maior a razão de carga, maior será a projeção da rocha detonada. A projeção da razão de carga 
em um Plano de Fogo deve levar em conta a quantidade real de explosivos que será colocada em um 
furo (GERALDI, 2011). A razão de carga pode ser calculada a partir da equação (5) e equação (6): 
𝑅 1000 𝑥 Q𝑒 , em g/m³ (5) 
𝐵 𝑥 𝑆 𝑥 𝐻 
 
𝑅 1000 𝑥 Q𝑒 , em g/t (6) 
𝐵 𝑥 𝑆 𝑥 𝐻 𝑥 𝑑 
onde Qe é a massa de explosivo por furo (kg); B é o afastamento (m); S é o espaçamento (m); H é a 
altura do banco (m) e d é a densidade da rocha (g/cm3). 
Muita importância tem sido dada à razão de carga como um critério do plano de fogo. Como 
as razões de carga são definidas pela massa em vez da energia do explosivo, uma comparação direta 
entre dois explosivos diferentes talvez não seja possível a partir deste fator (CAMERON & HAGAN, 
1996). 
36 
 
 
 
4.7. MECANISMOS DE RUPTURA DA ROCHA PELOS EXPLOSIVOS 
Segundo Langefors (1973), alguns centésimos de segundos depois de iniciar a detonação de 
um furo, desencadeia-se uma série de fenômenos: liberação da energia química dos explosivos e 
transformação deste sólido em um gás com alta temperatura e enorme pressão, que pode ultrapassar 10 
GPa. A energia desenvolvida por unidade de tempo em furo perfurado com uma máquina manual é da 
ordem de 25.000 MW. Isto se deve ao fato de a energia latente de um explosivo ser extremamente 
grande devido à rapidez da reação (2500 – 6000 m/s). O que caracteriza um explosivo como uma 
ferramenta para a ruptura de rochas é sua capacidade de fornecer uma potência concentrada em uma 
zona limitada. 
Basicamente, existem quatro etapas nas quais ocorrem a quebra e o deslocamento do material, 
durante a detonação de um explosivo (ATLAS POWDER COMPANY, 1987 apud MORAIS, 2004): 
 Detonação;
 Propagação da onda de choque;
 Expansão dos gases;
 Movimento do maciço rochoso.
 
 
4.7.1. Detonação 
É a primeira fase, sendo esta o início do processo de fragmentação de uma rocha os 
componentes de um explosivo consistem, geralmente, de um óleo e uma combinação oxidante, que 
após a detonação são convertidos em alta pressão e alta temperatura de gases. A pressão na frente de 
detonação é da ordem de 1 GPa e 28 GPa, e a temperatura da ordem de 1600ºC a 3900ºC (MORAIS, 
2004). 
4.7.2. Propagação das ondas de choque 
Segundo Langefors (1973), imediatamente após a detonação, ocorre a propagação das ondas 
de choque através da massa de rocha. Estas ondas de choque resultam, em parte, da rápida expansão 
dos gases que impactam a parede do furo. As primeiras fraturas na rocha se originam em frações de 
milissegundos após a detonação. A frente de uma onda de choque, em uma onda cilíndrica 
representada pelo círculo luminoso se propaga a uma velocidade muito maior que as fendas radiais,