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PLANO DE FOGO A CÉU ABERTO Introdução A partir da década de 50 desenvolveu-se um grande número de fórmulas e métodos de determinação das variáveis geométricas que utilizavam vários grupos de parâmetros: diâmetro do furo, características dos explosivos e dos maciços rochosos, etc. Devido à grande heterogeneidade das rochas, o método de cálculo do plano de fogo deve basear-se em um processo contínuo de ensaios e análises que constituem o AJUSTE POR TENTATIVA. Introdução As regras simples permitem uma primeira aproximação do desenho geométrico dos desmontes e o cálculo das cargas. Em cada caso, depois das provas e análises dos resultados iniciais, será necessário ajustar os esquemas e cargas de explosivos, os tempos de retardos até obter um grau de fragmentação, um controle estrutural e ambiental satisfatórios. Desmonte em bancos O método de lavra mais utilizado atualmente em quase todas as minerações a céu aberto. Todo planejamento de uma detonação por bancadas envolve a consideração de uma série de parâmetros que influenciam diretamente no resultado do desmonte: Diâmetro de perfuração; Altura da bancada; Granulometria exigida; Variáveis geométricas (Afastamento, Espaçamento, Subperfuração, Profundidade dos furos, Tampão, Ângulo de inclinação, Cargas de coluna e de fundo). Altura do banco A escolha da altura de bancada é uma decisão que deve ser tomada levando-se em consideração questões de ordem técnica e econômica: as condições de estabilidade da rocha que compõe o maciço e a segurança nas operações de escavação; o volume de produção desejado, o qual determinará o tipo e o porte dos equipamentos de perfuração, carregamento e transporte; a maximização da eficiência no custo total de perfuração e desmonte. Altura do banco Principalmente quando se considera a redução dos custos de perfuração e desmonte há uma tendência mundial por se trabalhar com bancadas altas. 60 m Altura do banco Principalmente quando se considera a redução dos custos de perfuração e desmonte há uma tendência mundial por se trabalhar com bancadas altas. 60 m 6 bancadas de 10 m? Altura do banco Principalmente quando se considera a redução dos custos de perfuração e desmonte há uma tendência mundial por se trabalhar com bancadas altas. 60 m 4 bancadas de 15 m! Altura do banco Reduzindo-se o número de bancadas (bancadas mais altas), há redução de custos. Todavia, adotando-se bancadas mais altas, surgem alguns inconvenientes, os quais podem ou não anular e até suplantar o peso das vantagens obtidas. Altura do banco Todavia, adotando-se bancadas mais altas, surgem alguns inconvenientes, os quais podem ou não anular e até suplantar o peso das vantagens obtidas. a) a precisão da perfuração torna-se cada vez menor à medida que cresce a coluna de hastes de perfuração, gerando desvios indesejáveis que comprometem seriamente os resultados de fragmentação e arranque do pé da bancada; b)devido aos mesmos desvios, há sempre um risco de acidentes com ultralançamento; Altura do banco c) a velocidade de perfuração efetiva cai com o aumento da profundidade perfurada, tanto pela diminuição na velocidade de avanço como pelo aumento no ciclo de introdução e remoção das hastes; d) a altura da pilha de material detonado aumenta, demandando equipamentos de carga de maior porte, ou causando aumento no ciclo de carregamento e submetendo os equipamentos a um maior desgaste. e) aumenta a razão de carga. Altura do banco A altura do banco, também, é função do equipamento de carregamento. As dimensões recomendadas levam em conta os alcances e características de cada grupo de máquinas. Em alguns casos a altura do banco está limitada pela geologia do jazimento, por imperativos do controle da diluição do minério, por questões de vibração do terreno durante os desmontes e por razões de segurança. Granulometria exigida É função do tratamento e utilização posterior do material, e em alguns casos indiretamente da capacidade dos equipamentos de carga. Tb < 0,8 AD Tb – tamanho do bloco AD – tamanho de admissão do britador Tb < 0,7 CC – capacidade da caçamba (m3) 3 cc Variáveis Geométricas H = altura do banco D = diâmetro do furo FACE PRAÇA TOPO Ângulo de inclinação Variáveis Geométricas E = ESPAÇAMENTO A = AFASTAMENTO Variáveis Geométricas Profundidade do furo S = Subfuração Variáveis Geométricas Carga de fundo Carga de colua TAMPÃO Afastamento É a menor distância que vai do furo à face livre da bancada ou a menor distância de uma linha de furos a outra. De todas as dimensões do plano de fogo essa é a mais crítica. AFASTAMENTO MUITO PEQUENO A rocha é lançada a uma considerável distância da face. Os níveis de pulsos de ar são altos e a fragmentação poderá ser excessivamente fina. Afastamento AFASTAMENTO MUITO GRANDE A sobreescavação (backbreak) na parede é muito severa. AFASTAMENTO EXCESSIVO Grande emissão de gases dos furos contribuindo para ultralançamento dos fragmentos a distâncias consideráveis, crateras verticais, alto nível de onda aérea e vibração do terreno. A fragmentação da rocha pode ser extremamente grosseira e problemas no pé da bancada podem ocorrer. Afastamento O valor do afastamento (A) é função do diâmetro dos furos, das características das rochas e dos tipos de explosivos utilizados. Os valores do afastamento oscilam entre 33 e 39 vezes o diâmetro do furo, dependendo da resistência da rocha e da altura da carga de fundo. Afastamento Uma formula empírica e bastante útil para o cálculo do afastamento (A) é expressa por: ρe = densidade do explosivo (g/cm3); ρr= densidade da rocha (g/cm3); de=diâmetro do explosivo (mm) Afastamento Um dos fatores que interferem na qualidade do desmonte de rocha é a razão entre a altura da bancada (Hb) e o afastamento (A). Se Hb/A > 4 ⇒ A bancada é considerada alta. Se Hb/A < 4 ⇒ A bancada é considerada baixa. Espaçamento É a distância entre dois furos de uma mesma linha. Fórmulas empírica para o cálculo de espaçamentos (E): Para bancadas BAIXAS (Hb/A < 4): Furos iniciados instantaneamente: Furos detonados com retardos: Espaçamento É a distância entre dois furos de uma mesma linha. Fórmulas empírica para o cálculo de espaçamentos (E): Para bancadas ALTAS (Hb/A > 4): Furos iniciados instantaneamente: E = 2A Furos detonados com retardos: E = 1,4 A O ESPAÇAMENTO NUNCA DEVE SER MENOR QUE O AFASTAMENTO Subperfuração É o comprimento perfurado abaixo da praça da bancada ou do greide a ser atingido, visando melhor arranque de rocha no pé da bancada. Caso não seja observada esta subperfuração, a base não será arrancada segundo um ângulo de 90° e o pé da bancada não permanecerá horizontal, mas formará o que é conhecido como “repé”. O repé exigirá perfurações secundárias de acabamento, grandemente onerosa e de alto riscos para os operários e os equipamentos.S = 0,3 A Profundidade do furo É o comprimento total perfurado. Se for inclinado e/ou com subperfuração (S), será maior que a altura da bancada. O comprimento do furo aumenta com a inclinação, entretanto, a subperfuração (S) diminui com esta. Tampão É a parte superior do furo que não é carregada com explosivos, mas sim com terra, areia ou outro material inerte bem socado a fim de confinar os gases do explosivo. O ótimo tamanho do material do tampão apresenta um diâmetro médio de 0,05 vezes o diâmetro do furo, ou seja, Øfuro / 20. Detritos de perfuração devem ser evitados. Tampão O adequado confinamento é necessário para que a carga do explosivo funcione adequadamente e emita a máxima de energia, bem como para o controle da sobrepressão atmosférica e o ultralançamento dos fragmentos rochosos. T = 0,7 A T < A ⇒ risco de ultralançamento aumenta. T > A ⇒ produzirá mais matacões e o lançamento será pior. Volume de rocha por furo (V) V = Hb x A x E Perfuração específica (PE) PE = Hf V Cálculo de cargas Razão Linear de Carregamento (RL) de = diâmetro do explosivo (mm); ρe= densidade do explosivo (g/cm 3) (RL : Kg/m) Cálculo de cargas Altura da carga de fundo (Hcf) A carga de fundo é uma carga reforçada, necessária no fundo do furo onde a rocha é mais presa. Alguns autores sugerem que Hcf deve ser um valor entre 30 a 40% da altura da carga de explosivos (Hc). A tendência, a depender dos resultados dos desmontes, é de reduzi-la cada vez mais para diminuir os custos com explosivos. Hcf = 0,3 x Hc = 0,3 x (Hf - T) Cálculo de cargas Altura da carga de coluna (Hcc) Carga de coluna é a carga acima da de fundo; não precisa ser tão concentrada quanto a de fundo, já que a rocha desta região não é tão presa. Hcc = Hc - Hcf CARGA TOTAL (Kg de explosivo) CT = CF + CC Cálculo de cargas RAZÃO DE CARREGAMENTO (RC) CÁLCULO DE PLANO DE FOGO Serão usados retardos entre linhas de furos. CÁLCULO DE PLANO DE FOGO 1o) Cálculo do Afastamento (A) 2o) Cálculo do Espaçamento (E) Hb/A Furos iniciados instantaneamente Furos detonados com retardos > 4 <4 E = 2A E = 1,4 A CÁLCULO DE PLANO DE FOGO 3o) Cálculo da Subperfuração (S) 4o) Cálculo do Tampão (T) 5o) Cálculo da profundidade do furo (Hf) S = 0,3 A T = 0,7 A CÁLCULO DE PLANO DE FOGO 6o) Cálculo da razão linear de carregamento (RL) 7o) Cálculo da altura da carga de explosivo (He ) 8o) Cálculo da carga de explosivo (CE) He = Hf - T CE = RL ANFO x He CÁLCULO DE PLANO DE FOGO 9o) Cálculo do volume de rocha por furo (V) V = Hb x A x E 10o) Cálculo da razão de carregamento (RC) 11o) Cálculo da Perfuração Específica (PE) PE = Hf V RESPOSTAS Afastamento (A) = 2,6 m Espaçamento (E) = 3,6 m Subperfuração (S) = 0,8 m Tampão (T) = 1,8 m Profundidade do furo (Hf) = 16,6 m Razão linear de carregamento (RL) = 6,8 Kg/m Altura da carga de explosivo (He) = 14,8 Carga de explosivo (CE) = 100,64 Kg Volume de rocha por furo (V) = 140,4 m3 Razão de carregamento (RC) = 716,8 g/ m3 ou 265,48 g/t Perfuração Específica (PE) = 0,12 m/ m3 ou 0,04 m/t
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