Desmonte de tuneis SIII

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Índice 
I. AGRADECIMENTOS ............................................................................................................. i 
II. METODOLOGIAS .............................................................................................................. ii 
III. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. iii 
Objetivos .................................................................................................................................... iii 
Objetivos geral ........................................................................................................................ iii 
Objetivos específicos .............................................................................................................. iii 
1. Historial da escavação de túneis e galerias com o uso de explosivos .................................. 1 
2. Túnel na engenharia civil ..................................................................................................... 1 
3. Finalidades das vias subterrâneas ........................................................................................ 2 
4. Ciclo da escavação da rocha ................................................................................................ 2 
5. Diâmetro da perfuração da rocha ......................................................................................... 3 
6. Técnicas de desmonte .......................................................................................................... 3 
7. Sistemas de avanço mais comuns ........................................................................................ 5 
7.1. Seção Plena ................................................................................................................... 5 
7.2. Galeria Superior e Bancada .......................................................................................... 5 
7.3. Galeria Lateral .............................................................................................................. 6 
8. Pilões .................................................................................................................................... 6 
8.1. Pilão em Pirâmide ......................................................................................................... 7 
8.2. Pilão em V ou em Cunha .............................................................................................. 7 
8.3. Pilão Norueguês ............................................................................................................ 8 
8.4. Pilão Coromant ............................................................................................................. 8 
8.5. Pilão em Cratera ........................................................................................................... 9 
8.6. Pilão Queimado (Burn Cut) .......................................................................................... 9 
9. Plano de fogo subterrâneo .............................................................................................. 10 
10. Cálculo dos elementos do plano de fogo ........................................................................ 12 
Pilão ....................................................................................................................................... 12 
Profundidade de perfuração (H) e Avanço (X) ..................................................................... 12 
CÁLCULO DO 1° QUADRADO ......................................................................................... 13 
CÁLCULO DO 2° QUADRADO ......................................................................................... 14 
CÁLCULO DO 3° QUADRADO ......................................................................................... 15 
CÁLCULO DO 4° QUADRADO ......................................................................................... 15 
CÁLCULO DOS DEMAIS FUROS DA SEÇÃO .................................................................... 16 
FUROS DO PISO (Levante, Sapateira, Rebaixe) ................................................................. 16 
FUROS DA PAREDE ........................................................................................................... 17 
CÁLCULO DOS FUROS DO TETO ................................................................................... 18 
CÁLCULO DOS FUROS INTERMEDIÁRIOS LATERAIS AO PILÃO........................... 18 
TEMPOS DE INICIAÇÃO DA SEÇÃO DO TÚNEL ............................................................. 20 
Vantagens dos retardos de tempos curtos: ............................................................................. 21 
Vantagens dos retardos de tempos longos: ............................................................................ 21 
11. Exemplo pratico .................................................................................................................. 22 
IV. CONCLUSÃO .................................................................................................................... iv 
V. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................... v 
 
 
 
i 
 
 
I. AGRADECIMENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agradecemos a Deus e as pessoas que directa ou indirectamente contribuíram para a realização 
deste trabalho. A todos o nosso muito obrigado! 
 
ii 
 
 
II. METODOLOGIAS 
A realização do presente trabalho que aborda a técnica de desmonte de tuneis e suas foi preciso 
um grande empenho relativamente identificação de obras cientificas que retratam do tema. 
Os métodos usados foram pesquisas bibliográficas realizadas pelo grupo na biblioteca da 
instituição, em muitas bibliotecas virtuais e consultas em alguns trabalhos realizados pelos colegas 
do curso nos anos passados. 
 
iii 
 
III. INTRODUÇÃO 
Olhando para a história do percurso da humanidade identifica-se que a mineração é uma das 
atividades primordiais que foram desenvolvidas por esta civilização, pois através desta atividade 
o homem podia obter matéria prima para a confeição de utensílios uteis para a sua sobrevivência. 
Então desde a pré-história até aos tempos modernos esta atividade passou de ser somente uma 
fonte de matéria prima para uma atividade que contribui para a economia regiões que possuem 
estes recursos. Daí surge a necessidade de desenvolvimento de métodos de extrair estes recursos 
de uma forma econômica e segura de acordo com as características apresentadas pelo recurso a ser 
extraído, e como consequência disto, foram desenvolvidas ao longo dos anos várias técnicas e 
métodos de extração destes recursos. 
No presente trabalho de pesquisa abordar-se-á a mineração pelo método de desmonte de tuneis e 
operações subsequentes. O trabalho está organizado em títulos e subtítulos. 
 
Objetivos 
Objetivos geral 
Apresentar os métodos de execução do desmonte de tuneis com explosivos; 
 
Objetivos específicos 
Identificar o ciclo de perfuração neste tipo de desmonte; 
Identificar os métodos de avanço que podem ser empregados; 
Interpretar um caso prático de desmonte de um túnel. 
 
1 
 
1. Historial da escavação de túneis e galerias com o uso de explosivos 
É possível que as primeiras aberturas de túneis foram elaboradas pelo homem (mulher) pré-
histórico (a), objetivando ampliar suas cavernas, primeiras moradas naturais. Todas as civilizações 
da antiguidade desenvolveram métodos de abertura de túneis. Na Babilônia, os túneis eram usados 
extensivamente para irrigação e uma passagem para pedestres, revestido por alvenaria de tijoloscom comprimento de 500 m, foi construído por volta de 2180-2160 A.C. sobre o rio Eufrates, e 
que ligava o palácio real com o templo. A construção foi procedida por desvio do rio, ou construção 
de uma ensecadeira, na estação seca. 
Os egípcios desenvolveram técnicas para o corte de rochas macias, com serras de cobre, e 
perfuratrizes de canos ocos, ambas circundadas com abrasivos, uma técnica possivelmente 
primordial usada para a lavra de rochas ornamentais. 
Tanto os gregos como romanos fizeram extensivo uso de túneis para retificar cursos d’água por 
drenagem para obtenção de água por aquedutos; como exemplo, temos o túnel d’água grego na 
ilha de Samos, aberto em calcário por uma extensão de 1 km, com seção transversal de 2 m2. 
O maior túnel da antiguidade foi rodoviário (o túnel de Pausilippo) de 1500 m de comprimento 
com largura de 8 metros e 9 m de altura, entre Nápoles e Pozzuoli, executado em 36 A.C. 
Para evitar a necessidade de revestimento, a maioria dos túneis foi localizada em rochas sólidas 
que eram fragmentadas (lascadas) pelo chamado fogo resfriado, um método envolvendo o 
aquecimento da rocha com fogo, seguido de seu súbito resfriamento por lançamento de água fria. 
Os métodos de ventilação eram primitivos, frequentemente se limitavam à agitação de leques nas 
bocas dos poços, e a maioria dos túneis custou a vida de centenas ou mesmo milhares de vidas de 
escravos pois as técnicas eram inseguras e o trabalho era forçado. 
 
2. Túnel na engenharia civil 
A abertura em túneis é uma obra muito comum nos projetos de engenharia civil. 
Os comprimentos dos túneis podem variar de alguns metros, em túneis ferroviários, até alguns 
quilômetros em projetos hidrelétricos. 
Em muitos casos, os túneis na engenharia civil não apresentam nenhum valor até os mesmos 
serem completados, então, uma rápida taxa de avanço é usualmente uma meta. 
Outros fatores de preocupação incluem o uso final (requerendo um acabamento na parede), tipos 
de suporte, tipos de revestimentos, tipos de rochas encontradas, perfuração, carregamento e 
2 
 
equipamentos de carregamento, ventilação, habilidade e experiência dos trabalhadores e outras 
restrições tais como a proximidade de estruturas e a presença de água. 
 
3. Finalidades das vias subterrâneas 
Quanto à finalidade a que a via subterrânea se destina podemos distinguir as seguintes categorias: 
a) túneis hidroviários ou de canal; 
b) túneis ferroviários; 
c) túneis rodoviários; 
d) sistemas metropolitanos; 
e) sistemas para suprimento d’água; 
f) sistema de disposição de esgotos; 
g) condutos forçados de usinas hidrelétricas; 
h) vias e câmaras subterrâneas estratégicas (armazenamento de resíduos atômico, testes 
nucleares etc.); 
i) vias de mineração. 
 
4. Ciclo da escavação da rocha 
O objetivo da escavação com o uso de explosivos é de desenvolver um ciclo de operações 
compatível com os recursos e as condições de trabalho para que se atinja uma taxa de avanço 
máximo. Isso inclui a combinação do tempo de perfuração (número e comprimento dos furos) com 
o tempo de limpeza (tipo de carregadeiras e/ou escavadeiras e equipamentos de transporte) e as 
necessidades de reforço da rocha (tempo de instalação e o comprimento do túnel a ser reforçado). 
Nos últimos anos, várias tentativas para eliminar o ciclo natural da perfuração e detonação vêm 
sendo tentadas, porém com limitado sucesso. 
O ciclo básico das escavações dos túneis é composto das seguintes operações: 
• marcação da posição dos furos 
• perfuração dos furos; 
• carregamento dos furos; 
• conexão dos acessórios e disparo do desmonte; 
• espera até que a ventilação retire a poeira e os fumos; 
• verificação de possíveis falhas dos explosivos e acessórios 
3 
 
• batimento de choco; 
• carregamento e transporte do material desmontado; 
• reforço da rocha (se necessário); 
• levantamento topográfico; 
• preparação do novo desmonte. 
 
5. Diâmetro da perfuração da rocha 
Pequenos diâmetros de perfuração, frequentemente, necessitam de um ciclo de perfuração, 
detonação e carregamento a ser completado em uma ou mais vezes por turno. 
Em túneis perfurados com grande diâmetro, o ciclo de perfuração, de detonação, de carregamento 
e de reforço da rocha será influenciado não somente pelo tempo para executar a tarefa, mas também 
pelos seguintes fatores: 
• as necessidades de reforço que limitam o avanço da face; 
• a preocupação com os níveis de vibração que restringem a massa e a profundidade da carga; 
• a logística da movimentação necessária dos equipamentos para execução de uma 
determinada tarefa, mantendo fora do circuito outras atividades que poderiam ser feitas 
simultaneamente. 
 
6. Técnicas de desmonte 
Tunelagem nas rochas é actualmente realizado principalmente por detonações, como este método 
só é capaz de fornecer suficientemente elevada eficácia e economia na construção do túnel em 
rochas duras. 
Ao contrário de banco de detonação, túnel tem apenas uma face livre e furos são perfurados 
normalmente na superfície da face livre. Em tal situação, a carga de explosivos vai soprar o pilão 
de forma imediata. Mas se o furo é perfurado com um certo ângulo para a face livre, o resultado 
será melhor, como a maior parte dos gases irá quebrar a rocha na direção da face livre. Em 
alternativa, se o diâmetro dos furos vazios paralelas para os furos de rebentamento for maior, o 
desempenho é quebra melhor como o grande diâmetro buracos do pilão irá fornecer uma superfície 
livre adicional. 
Em outras palavras, a principal diferença entre a detonação dum túnel e banco é que detonação do 
túnel é feito no sentido de uma superfície livre, enquanto o banco de detonação é feito no sentido 
4 
 
de duas ou mais superfícies livres. A rocha é, portanto, mais constringida no caso de 
encapsulamento, e uma segunda face livre tem de ser criado no sentido de que a rocha pode quebrar 
e ser atirado para fora da superfície. Esta segunda face é produzida por um corte na face do túnel, 
que pode ser um furo de corte paralelo, num pilão em V-corte por exemplo. 
A forma final da secção transversal é dada pelos furos de contorno com um espaçamento mais 
próximo e carga comparativamente menor. 
Sequência de escavação de diferentes estruturas subterrâneas dependendo da área de secção 
transversal da escavação é dada na figura abaixo. Face de desmonte parcial às vezes é mais prático, 
ou pode ser condicionada pelo tipo solo ou limitações dos equipamentos. Assim, os métodos de 
execução do túnel podem ser classificados em: 
a) método de desmonte da face completa, 
b) Top título e método de banco, 
c) bancadas com furo de explosão horizontal, 
d) bancadas com furos para baixo. 
 
Fig. 1: sequência de escavação de várias aberturas subterrâneas 
 
5 
 
 
7. Sistemas de avanço mais comuns 
Em rochas competentes os túneis com seções inferiores a 100 m 2 podem ser escavados com 
perfuração e desmonte à seção plena. As escavações por fase são utilizadas na abertura de grandes 
túneis onde a seção é demasiada grande para ser coberta pelo equipamento de perfuração ou 
quando as características geomecânicas das rochas não permitem a escavação à plena seção. 
As cinco formas de ataque mais comuns são: 
• Seção Plena; 
• Galeria Superior e Bancada; 
• Galeria Lateral; 
• Abertura Integral da Galeria Superior e Bancada; 
• Galerias múltiplas. 
 
7.1.Seção Plena 
Sempre que possível o sistema conhecido por sistema inglês ou da seção plena avanço integral da 
seção é escolhido para realizar um determinado avanço de uma só vez. As principais vantagens da 
abertura de túneis por seção plena constituem que esse tipo de avanço permite a aplicaçãode 
equipamento de alta capacidade, e consequentemente é o procedimento que atinge as maiores 
velocidades de avanço nas frentes. 
Existem sérias restrições quando as seções são maiores principalmente em áreas de grande tensão 
tectônica, quando a descompressão da rocha pode causar sérios problemas de explosão da rocha. 
 
7.2.Galeria Superior e Bancada 
A área total é retirada em duas seções, sendo a superior uma galeria de seção em forma de arco 
(parte da pata de cavalo) sempre em primeiro lugar, ficando sempre à frente da bancada inferior. 
As principais vantagens desta forma de ataque estão na redução de armações, pois sempre há 
bancadas para trabalhar em cima. 
O avanço da bancada inferior fica condicionado ao avanço da abertura da galeria superior, assim 
algum problema que ocorra na parte superior se reflete no avanço inferior. 
 
6 
 
7.3.Galeria Lateral 
O sistema de ataque que abre a metade da área da seção do túnel, porém subdividindo o mesmo 
em duas galerias que são detonadas em separado, é também conhecido pelo nome de sistema belga. 
Na escolha da forma de ataque ou método de escavação deve-se levar em conta o sistema de 
suporte a ser empregado. Esta seleção de método sempre consiste num compromisso de entre uma 
tentativa de acelerar ao máximo a operação de abertura e a necessidade de suportar a rocha antes 
que esta caia no túnel originando problemas de segurança ou estabilidade. 
 Por isso o método de ataque depende do comportamento e da dimensão e forma da seção 
transversal do túnel, e principalmente do tipo e natureza e comportamento mecânico estrutural da 
rocha. 
 
 
Fig 2: tipos de sistemas de avanço na escavação de tuneis e galerias 
 
8. Pilões 
Para um desmonte ser econômico, e necessário que a rocha a ser desmontada tenha face livre. Em 
algumas aplicações de desmontes essas faces livres inexistem. É o caso do desenvolvimento de 
túneis, poços (shafts), e outras aberturas subterrâneas, onde se torna necessário criar faces livres 
artificialmente. Isto é feito preliminarmente no desmonte principal, através da perfuração e 
detonação de uma abertura na face da perfuração. Essa abertura é denominada “pilão” (cut). 
7 
 
A seleção do pilão depende não somente das características da rocha e da presença de juntas e 
planos de fraqueza, mas também da habilidade do operador, do equipamento utilizado, do tamanho 
da frente e da profundidade do desmonte. Os principais tipos de pilão são: 
• Pilão em centro ou em pirâmide (Center Cut) 
• Pilão em V (Wedge Cut) 
• Pilão Norueguês (The Draw Cut) 
• Pilão Coromant 
• Pilão queimado ou estraçalhante (The Burn Cut) 
• Pilão em Cratera 
• Pilão Circular ou Pilão de Furos Grandes 
 
8.1.Pilão em Pirâmide 
O pilão em pirâmide, também conhecido por pilão alemão, caracteriza-se por ter os 3 ou 4 furos 
centrais convergentes a um ponto. Usa-se principalmente em poços e chaminés. Em trechos 
horizontais este pilão não tem sido muito utilizado devido aos furos desviados para baixo. 
 
Fig 3: pilão em pirâmide 
 
8.2.Pilão em V ou em Cunha 
Não mais são necessários os furos descarregados de diâmetro grande, pois o alívio da rocha, dado 
o ângulo do furo em relação à face livre, faz-se não mais em direção a um furo descarregado, mas 
em direção à própria face livre. 
8 
 
 
Fig : Pilão em cunha 
 
 
8.3.Pilão Norueguês 
O pilão norueguês consta de uma combinação do pilão em V com o pilão em leque. Apresenta-se 
simétrico em relação ao eixo vertical do túnel e tem sido utilizado com sucesso em rochas com 
fissuramento horizontal. 
 
Fig. 4: Pilão Norueguês 
 
8.4.Pilão Coromant 
Consiste na perfuração de dois furos secantes de igual diâmetro, que constituem a face livre em 
forma de 8 para as primeiras cargas 
 
 
9 
 
 
 
Fig. 5: Pilão Coromant 
 
8.5.Pilão em Cratera 
Esse tipo de pilão desenvolvido originalmente por Hino no Japão, aproveitando o efeito cratera 
que as cargas de explosivo concentradas no fundo dos furos produzem sobre a superfície livre mais 
próxima. 
Esta metodologia se aplica mas nas escavações de chaminés do que em túneis. 
 
8.6.Pilão Queimado (Burn Cut) 
O pilão queimado é o mais utilizado na abertura de túneis e galerias. É assim chamado porque 
consta de uma série de furos, dos quais um ou mais não são carregados. A detonação da carga se 
faz por fogos sucessivos, servindo os furos não carregados como pontos de concentração de 
tensões. As figuras abaixo mostram o esquema de um pilão queimado. 
 
Fig. 6: pilão queimado (burn cut) 
 
10 
 
9. Plano de fogo subterrâneo 
Chama-se “plano de fogo” o plano que engloba o conjunto dos elementos que permitem uma 
perfuração e detonação correta de um túnel, galeria, poço etc., através do equipamento previsto 
para este serviço e dos tempos necessários ao cumprimento do cronograma. A primeira parte de 
um plano de fogo refere-se à determinação do explosivo e sua forma de detonação. Seguem-se a 
verificação do projeto e o estudo do tempo. As figuras 28 e 29 mostram as zonas de um 
desmonte de um túnel ou galeria. 
 
Fig. 7: Zonas de uma secção de uma galeria de um túnel 
 
11 
 
 
Fig. 8: elementos da face de um túnel 
 
A operação unitária de perfuração e desmonte por explosivos usada em túneis realiza-se 
perfurando-se a rocha na frente de avanço do túnel ou galeria com uma série de furos de mina nos 
quais se coloca o explosivo juntamente com linha silenciosa para túnel (Brinel, Exel etc.), cordel 
detonante (Manticord, Britacord etc.) e estopim espoletado (Britapim, Mantopim, Espoletim etc.). 
Os furos de mina e a sua sequência de iniciação são dispostos segundo um plano previamente 
estabelecido que vai determinar como a rocha vai se romper, em geral denominado como plano de 
fogo. Os primeiros furos de mina a detonarem devem criar um vazio para o qual se lança 
sucessivamente o resto da rocha. Esta abertura, o pilão, que em geral ocupa 1m2 da frente de avanço 
é a chave que abre a rocha até uma profundidade que depende da forma e sucesso conseguido no 
mesmo. 
As fases seguintes do desmonte, repartidas no espaço remanescente, devem ser projetadas para se 
obter o contorno desejado com um menor dano possível da rocha remanescente. A maior parte da 
rocha de um desmonte por explosivos em um túnel deve romper, contra uma face mais ou menos 
livre, o que significa com um ângulo inferior a 90°. 
 
12 
 
10. Cálculo dos elementos do plano de fogo 
Pilão 
O pilão é composto de um ou mais furos de diâmetro grande e descarregados os quais são rodeados 
por furos com diâmetros menores e carregados. Os furos do pilão são dispostos em quadrados 
(seções) em torno da abertura inicial (furos de alívio). 
O pilão de três seções tem sido aplicado para equipamento de perfuração leve, manual e com um 
furo central vazio de 75 mm. Por outro lado, o pilão de quatro seções por proporciona avanço 
satisfatório tornou-se o tipo de pilão mais atualizado na atualidade, devido, especialmente, a 
elevada mecanização e automação, principalmente com o emprego de jumbos. 
No projeto do pilão, os seguintes parâmetros são muito importantes para a obtenção de um bom 
resultado: 
• diâmetro do furo alargado; 
• afastamento; 
• concentração da carga; 
• precisão da perfuração. 
 
Profundidade de perfuração (H) e Avanço (X) 
No pilão de quatro seções a profundidade do furo pode ser estimada com a seguinte expressão: 
� = �.�� + ��.��� − ��.���
� 
 
Sendo: D2 = diâmetro do furo alargado (vazio), em metro. 
Quando se utiliza mais de um furo vazio o valor de D2 pode ser calculado através da expressão: 
 
onde: D’2 = diâmetrodo furo alargado (m) 
 n = número de furos vazios 
 
O avanço dos desmontes está limitado pelo diâmetro do furo de expansão (alargado) e pelos 
desvios dos furos carregados. Sempre que está última se mantenha abaixo dos 2%, os avanços 
médios “X” podem chegar a 95% da profundidade dos furos “H”, de acordo com a expressão: 
� = �.��× � 
13 
 
Um bom avanço nos desmontes de rochas, bem como uma boa fragmentação da rocha, são 
extremamente dependentes da precisão do esquema de perfuração. A qualidade da perfuração da 
rocha é afetada pelos três tipos de erros: 
a) erros de embocadura (emboque dos furos); 
b) erros de alinhamento dos furos; 
c) erros de desvios adicionais no interior da rocha decorrentes da presença de 
descontinuidades (falhas e juntas) e mudanças litológicas, bem como pelo peso da coluna 
de perfuração. 
Cada centímetro perdido no avanço tem que ser novamente perfurado, recarregado e 
desmontado. A qualidade do desmonte possui grande impacto na segurança e nas necessidades 
de suporte. É muito importante que os furos do pilão sejam perfurados o mais paralelo possível, 
respeitando a distância calculada no plano de fogo. Quando possível, o pilão de ser perfurado no 
mínimo 150 mm a mais do que os demais furos para aumentar o desempenho do pilão, a região 
mais crítica da face. 
 
CÁLCULO DO 1° QUADRADO 
Distância “a” entre os furos de carga do 1º Quadrado e o furo alargado para se obter a quebra e a 
expulsão do material fragmentado (desmonte limpo) deve ser calculada pela expressão: 
� = 1.5 × �� 
a. Cálculo do Tampão (T1): 
�� = � 
 
b. Cálculo da Razão Linear (RL) 
�� =
� × ��
�
����
× �� 
 
onde: de = diâmetro do explosivo (mm); 
ρ = densidade do explosivo (g/cm 3). 
 
 
14 
 
c. Carga explosiva por furo do 1 ° Quadrado (Q1) 
�� = (� − ��) × �� 
 
d. Número de cartuchos por furo do 1 ° quadrado (NC1) 
��� =
(� − ��)
����������� �� ��������
 
 
e. Distância entre os furos do 1 ° Quadrado ou Superfície Livre (W1) 
�� = � × √� 
 
CÁLCULO DO 2° QUADRADO 
a. Cálculo da distância entre o centro do furo alargado e o centro do furo do 2° 
Quadrado (dcc2): 
���� = �.� × �� 
 
b. Cálculo do lado do 2° Quadrado (W2) 
�� = ���� × √� 
 
c. Cálculo do Tampão (T2) 
�� = �.� × �� 
 
d. Carga explosiva por furo do 2° Quadrado (Q2) 
�� = (� − ��) × �� 
 
e. Número de cartuchos por furo (NC2) 
��� =
(� − ��)
����������� �� ��������
 
 
15 
 
CÁLCULO DO 3° QUADRADO 
a. Cálculo da distância entre o centro do furo alargado e o centro do furo do 3° 
Quadrado (dcc3): 
���� = �.� × �� 
 
b. Cálculo do lado do 3° Quadrado (W3) 
�� = ���� × √� 
 
c. Cálculo do Tampão (T3) 
�� = �.� × �� 
 
d. Carga explosiva por furo do 3° Quadrado (Q3) 
�� = (� − ��) × �� 
 
e. Número de cartuchos por furo (NC3) 
��� =
(� − ��)
����������� �� ��������
 
 
CÁLCULO DO 4° QUADRADO 
a. Cálculo da distância entre o centro do furo alargado e o centro do furo do 4° 
Quadrado (dcc4): 
���� = (�.� + ��) × �� 
 
sendo ar o afastamento recomendado Pela tabela abaixo: 
 
Diâmetro de perfuração Afastamento recomendado – ar (m) 
25mm = 1” 0.75 
29mm = 1 1/8” 0.80 
32mm = 1¼” 0.84 
16 
 
38mm = 1 ½” 1.00 
51mm = 2” 1.18 
Tabela : Valores do afastamento para vários diâmetros de perfuração 
 
b. Cálculo do lado do 4° Quadrado (W4) 
�� = ���� × √� 
 
c. Cálculo do tampão (T4) 
�� = �.� × �� 
 
d. Carga explosiva por furo do 4° Quadrado (Q4) 
�� = (� − ��) × �� 
 
e. Número de cartuchos por furo (NC4) 
��� =
(� − ��)
����������� �� ��������
 
 
CÁLCULO DOS DEMAIS FUROS DA SEÇÃO 
FUROS DO PISO (Levante, Sapateira, Rebaixe) 
 
a. Cálculo do Espaçamento do levante (El) 
�� = �.� × �� 
 
Sendo: (ar) = afastamento recomendado do último quadrado 
 
b. Número de furos do piso (NFl) 
��� = �
������� �� �����
��
� + � 
 
 
17 
 
c. O tampão dos furos de levante é calculado através da seguinte expressão: 
�� = �.� × �� 
 
d. Carga explosiva de cada furo do levante (Ql) 
�� = (� − ��) × �� 
 
e. Número de cartuchos por furo (NCl) 
��� =
(� − ��)
����������� �� ��������
 
 
FUROS DA PAREDE 
Neste caso teremos que executar a técnica de “Detonação Amortecida”, utilizando a tabela 
abaixo: 
 
Tabela: Valores a serem aplicados na técnica de detonação amortecida 
Diâmetro 
da perfuração (mm) 
RL 
(kg/m) 
Diâmetro do 
cartucho (mm) 
Afastamento 
(ap), em metros 
Espaçamento 
(Ep), em metros 
25 – 32 0,11 11 0,3 – 0,5 0.25 – 0,35 
25 – 48 0,23 17 0,7 – 0,9 0,50 – 0,70 
51 - 64 0,42 22 1,0 – 1,1 0,80 – 0,90 
76 0,50 38 1,4 1,16 
 
a. Cálculo do tampão dos furos da parede (Tp) 
�� = �.� × �� 
 
b. Cálculo da carga dos furos da parede (Qp) 
�� = (� − ��) × �� 
 
 
18 
 
c. Cálculo do número de cartuchos dos furos da parede (NCp) 
��� = �
� − ��
����������� �� �������� ����� �� ������
� 
 
d. Cálculo do número de na parede (NFp) 
��� = �
������ �� ������ − ��
��
+ �� × � 
 
CÁLCULO DOS FUROS DO TETO 
Os furos do teto apresentam os mesmos dados que os furos da parede: 
 
 
a. Número de furos do teto (NFt) 
��� = �
��
��
− �� 
 
Sendo: R = altura da abóbada. 
 
b. Número de furos do contorno (teto + parede) (NFc) 
��� = �
��
��
− �� 
onde: 
�� = (������ − ��) + �� 
 
 
CÁLCULO DOS FUROS INTERMEDIÁRIOS LATERAIS AO PILÃO 
a. Número de linhas verticais (NLV) 
��� = �
����� � ��������� �� ���������� (���)
����
+ �� 
sendo: 
���� = �.� × �� 
19 
 
��� = �� − �� − ��� 
 
b. Número de linhas horizontais (NLH) 
��� = �
������ ��������� �� �������� (���)
��
+ �� 
Sendo: 
��� = �� − �� 
 
c. Número de furos intermediários laterais ao pilão (NFil) 
����� = ��� × ��� 
 
d. Cálculo do Tampão (Til) 
���� = �.� × �� 
 
e. Cálculo da carga por furo (Qil) 
���� = (� − ����) × �� 
 
 
f. Cálculo do número de cartuchos por furo (NCil) 
����� =
(� − ����)
� ��������
 
 
CÁLCULO DOS FUROS INTERMEDIÁRIOS ACIMA DO PILÃO (REALCE) 
a. Espaçamento 
���� = �.� × �� 
 
b. Número de arcos e linhas (Nal) 
��� = � − �� 
 
20 
 
 
c. Número de furos do 1° arco superior (NF1) 
��� = �
���
��
� 
 
d. Número de furos do 2° arco superior (NF2) 
��� = �
���
��
� 
 
e. Número de furos do 3° arco superior (NF3) 
��� = �
���
��
� 
 
f. Número de furos na horizontal (NFh) 
��� = �
���
��
� 
onde: Eh = espaço disponível na horizontal. 
 
g. Cálculo do tampão dos furos intermediários acima do pilão (Tiap) 
���� = �.� × �� 
 
h. Cálculo da carga dos furos intermediários acima do pilão (Qiap) 
���� = (� − ����) × �� 
 
i. Cálculo do número de cartuchos por furo (NCiap) 
��� = [
� − ����
����������� �� ��������
] 
 
TEMPOS DE INICIAÇÃO DA SEÇÃO DO TÚNEL 
Existem poucas regras para a determinação dos tempos de retardo na escavação por explosivos de 
um túnel. Os tempos de retardo serão influenciados pelas condições específicas das faces, 
incluindo: 
21 
 
• tipo de rocha a ser detonada: resistência, estrutura, elasticidade etc.; 
• o lançamento necessário dos fragmentos; 
• a fragmentação exigida. 
Tempos curtos versus tempos longos A África do Sul é um dos poucos países no mundo em que a 
iniciação dos furos na escavação do túnel é feita utilizando-se retardos de períodos longos (LPD), 
incluindo o uso do estopim de segurança. Na maioria dos túneis na Europa e na América do Norte 
e em outras partes do mundo é utilizadoretardo de tempos curtos (SPD). 
 
Vantagens dos retardos de tempos curtos: 
• fragmentação mais fina; 
• pilha mais solta (mais fácil de escavar); 
• reduzida probabilidade de cortes devido a movimentação do maciço rochoso causado pela 
detonação dos primeiros furos. 
 
Vantagens dos retardos de tempos longos: 
• menor sobrepressão atmosférica, permitindo que as tubulações de água e ar permaneçam 
próximas à face; 
• menor lançamento do material. 
 
É importante na detonação do túnel, termos um intervalo de tempo suficiente. Para furos com 
profundidade de 4m são indicados normalmente os seguintes tempos: 
- Pilão: 75 a 100ms, devendo usar tempos diferentes para cada furo. 
- Nos demais furos: usar intervalo de 100 a 500 ms. 
 
 
22 
 
11. Exemplo pratico 
Na mina Witwatersrand na África do Sul, os engenheiros de plano pretendem realizar a abertura 
de um túnel de exploração de 500m de modo a alcançar o novo deposito no seu campo de mina. 
O túnel tem como dimensões as seguintes: 
 6m de largura; 
 2,8m de altura de parede; 
 3m de altura da abobada. 
 
Dados adicionais do dimensionamento da escavação: 
 A área é de 14,28m2 
 Diâmetro de perfuração (D1) = 32mm 
 Diâmetros do furo vazio do pilão – alargado = 102mm 
 Ângulo de saída de furos de contorno = 3° 
 Os explosivos utilizados são emulsão com as seguintes dimensões: 25mm x 560mm com 
1,2g/cm3 e explosivo petecas com as seguintes dimensões 18mm x 420mm 
 
Resolução 
Calculo de profundidade e avanço 
� = 0.15 + 34.1�� − 39.4��
� 
� = 0.15 + 34.1 × 0.102� − 39.4
× 0.102�� 
� = 3.1� 
 
� = 0.95 × � 
� = 0.95 × 3.1� 
� = 2.95� 
 
Calculo do 1º Quadrado 
� = 1.5 × �� 
� = 1.5 ×0.102m 
� = 0.15� 
 
�� = � 
�� = 0.15� 
 
23 
 
�� =
� × ��
�
4000
× �� 
�� =
3.14 × 102���
4000
× 1.2 �/��� 
�� = 0.589 �� 
 
�� = (� − ��) × �� 
�� = (3.1� − 0.15�) × 0.584 ��/� 
�� = 1.738 �� 
 
��� =
(� − ��)
� ������ℎ�
 
��� =
(3.1� − 0.15�)
0.56 �
 
��� = 5 ������ℎ�� 
 
�� = � × √2 
�� = 0.15 � × √2 
�� = 0.21 � 
 
 
Calculo do 2º Quadrado 
���� = 1.5 × �� 
���� = 1.5 × 0.21 � 
���� = 0.32 � 
 
 
 
�� = 0.5 × �� 
�� = 0.5 × 0.21 � 
�� = 0.11 � 
 
�� = (� − ��) × �� 
�� = (3.1� − 0.11 �) × 0.584 ��/� 
�� = 0.761 �� 
24 
 
 
��� =
(� − ��)
� ������ℎ�
 
��� =
(3.1� − 0.11�)
0.56 �
 
��� = 5 ������ℎ�� 
 
�� = ���� × √2 
�� = 0.32� × √2 
�� = 0.45 � 
 
 
Calculo do 3º Quadrado 
���� = 1.5 × �� 
���� = 1.5 × 0.45 � 
���� = 0.675 � 
 
�� = 0.5 × �� 
�� = 0.5 × 0.45 m 
�� = 0.23 � 
 
 
 
�� = (� − ��) × �� 
�� = (3.1� − 0.23 �) × 0.584 ��/� 
�� = 1.69 �� 
 
��� =
(� − ��)
� ������ℎ�
 
��� =
(3.1� − 0.23 �)
0.56 �
 
��� = 5 ������ℎ�� 
 
 
 
25 
 
 
 
 
�� = ���� × √2 
�� = 0.675 × √2 
�� = 0.95 � 
 
Calculo do 4º Quadrado 
O afastamento recomendado é extraído da tabela de acordo com o diâmetro de perfuração 
Diâmetro de perfuração Afastamento recomendado – ar (m) 
25mm = 1” 0.75 
29mm = 1 1/8” 0.80 
32mm = 1¼” 0.84 
38mm = 1 ½” 1.00 
51mm = 2” 1.18 
 
���� = (0.5 + ��) × �� 
���� = (0.5 + 0.75 �) × 0.95 � 
���� = 1.19 � 
 
 
 
26 
 
�� = 0.5 × �� 
�� = 0.5 × 0.75 � 
�� = 0.38 � 
 
�� = (� − ��) × �� 
�� = (3.1� − 0.38 �) × 0.584 ��/� 
�� = 1.602 �� 
 
 
 
 
��� =
(� − ��)
� ������ℎ�
 
��� =
(3.1� − 0.38 �)
0.56 �
 
��� = 5 ������ℎ�� 
 
�� = ���� × √2 
�� = 1.19 � × √2 
�� = 1.68 � 
 
 
 
27 
 
Calculo dos demais furos de secção 
Furos de piso ou levante 
 �� = 1.1 × �� 
�� = 1.1 × 0.75 � 
�� = 0.83 � 
 
�� = 0.2 × �� 
�� = 0.2 × 0.75 � 
�� = 0.15 � 
 
��� = �
������� �� �����
��
� + 2 
��� = �
6 �
0.83 �
� + 2 
��� = 9 ����� 
 
 
�� = (� − ��) × �� 
�� = (3.1� − 0.15 �) × 0.584 ��/� 
�� = 1.758 �� 
 
��� =
(� − ��)
� ������ℎ�
 
��� =
(3.1� − 0.15 �)
0.56 �
 
��� = 5 ������ℎ�� 
 
 
Furos de parede (detonação amortecida) 
Tabela: Valores a serem aplicados na técnica de detonação amortecida 
Diâmetro 
da perfuração (mm) 
RL 
(kg/m) 
Diâmetro do 
cartucho (mm) 
Afastamento 
(ap), em metros 
Espaçamento 
(Ep), em metros 
25 – 32 0,11 11 0,3 – 0,5 0.25 – 0,35 
25 – 48 0,23 17 0,7 – 0,9 0,50 – 0,70 
51 - 64 0,42 22 1,0 – 1,1 0,80 – 0,90 
76 0,50 38 1,4 1,16 
 
Dados da tabela: RL = 0.11 kg/m ap = 0.4 Ep = 0.3 
28 
 
 
�� = 0.5 × �� 
�� = 0.5 × 0.48 � 
�� = 0.24 � 
 
�� = (� − ��) × �� 
�� = (3.1� − 0.24 �) × 0.11 ��/� 
�� = 0.345 �� 
 
 
��� =
�� − ���
� ������ℎ�
 
��� =
(3.1� − 0.24 �)
0.42 �
 
��� = 7 ������ℎ�� 
 
��� = �
������ �� ������ − ��
��
+ 1� × 2 
��� = �
2.8 − 0.75
0.3
+ 1� × 2 
��� = 16 ����� 
 
 
Cálculo dos furos de tecto (mesmos dados usados nos furos de parede – detonação 
amortecida) 
�� = �� �� = �� �� = �� �� = �� 
 
��� = �
��
��
− 1� 
��� = �
3.14 × 3�
��
− 1� 
��� = 31 ����� 
 
 
 
 
�� = (������ − ��) + �� 
�� = (2.8 − 0.75 �) + 3.14 × 3 
�� = 13.52 
 
��� = �
��
��
− 1� 
��� = �
13.52
0.3
− 1� 
��� = 44 ����� 
 
 
 
29 
 
Calculo de furos intermediários laterais ao pilão 
���� = 1.1 × �� 
���� = 1.1 × 0.75 � 
���� = 0.83 � 
 
 
 
 
��� = �� − �� − 2�� 
��� = 6 � − 1.68 � − 2 × 0.48 � 
��� = 3.36 
 
��� = �� − �� 
��� = 2.8 � − 0.75 � 
��� = 2.05 
 
��� = �
������ ��������� �� ℎ��������� (���)
���
+ 1� 
��� = �
3.36
0.83 �
+ 1� 
��� = 5 
 
 
��� = �
������ ��������� �� �������� (���)
��
+ 1� 
��� = �
2.05
0.75 �
+ 1� 
��� = 3.5 
 
����� = ��� × ��� 
����� = 5 × 3.5 
����� = 16 furos 
 
���� = 0.5 × �� 
���� = 0.5 × 0.75 � 
���� = 0.38 � 
 
���� = (� − ����) × �� 
���� = (3.1� − 0.38 �) × 0.584 ��/� 
���� = 1.602 �� 
 
 
30 
 
 
 
 
 
����� =
(� − ����)
� ������ℎ�
 
����� =
(3.1� − 0.15 �)
0.56 �
 
����� = 5 ������ℎ��
 
Furos intermediários acima do pilão 
���� = 1.1 × �� 
���� = 1.1 × 0.75 � 
���� = 0.83 � 
 
��� = � − �� 
��� = 3 − 0.48 
��� = 1.79 ≈ 2 
 
��� = �
���
��
� 
��� = �
3.14 × (3 � − 0.48 �)
0.83 �
� 
��� = 9.5 ≈ 10 ����� 
 
��� = �
���
��
� 
��� = �
3.14(3 � − 0.48 � − 0.75 �)
0.83 �
� 
��� = 6.69 ≈ 7 ����� 
 
���� = 0.5 × �� 
���� = 0.5 × 0.75 � 
���� = 0.38 � 
 
���� = (� − ����) × �� 
���� = (3.1� − 0.38 �) × 0.584 ��/� 
���� = 1.602 �� 
 
 
 
����� =
(� − ����)
� ������ℎ�
 
����� =
(3.1� − 0.15 �)
0.56 �
 
����� = 5 ������ℎ�� 
 
 
31 
 
Resumo 
 Número de furos: 132 mm 
 Diâmetro de furos carregados: 25 mm 
 Diâmetro de furo vazio alargado: 102 mm 
 Profundidade de perfuração: 3,1 m 
 Avanço médio: 0.95 x 3.1 m = 2.95 m 
 Número de detonações: 500 m / 2.95 = 170 detonações 
 
Sistemática de carregamento de fogo 
Região N º de furos 
Dimensão de 
explosivos 
Carga por furo Total - kg 
1º Quadrado 4 25mm x 560mm 1.738 6.952 
2º Quadrado 4 25mm x 560mm 1.766 7.069 
3º Quadrado 4 25mm x 560mm 1.690 6.760 
4º Quadrado 4 25mm x 560mm 1.602 6.408 
Piso 9 25mm x 560mm 1.738 15.642 
Paredes 16 15mm x 420mm 1.315 5.040 
Teto 31 15mm x 420mm 0.315 9.765 
Intermediárioslaterais ao pilão 
16 25mm x 560mm 1.602 24.03 
Intermediários 
acima do pilão 
44 25mm x 560mm 1.602 74.488 
Consumo Total: 152.519 
 
iv 
 
IV. CONCLUSÃO 
A escavação de rochas com o objetivo de abrir salas subterrâneas é uma atividade que exige pessoal 
altamente especializado, pois requere um tipo especial de explosivos, habilidades de perfuração e 
técnicas de desmonte especializadas. Nos dias atuais por causa da ênfase dada ao desenvolvimento 
das infraestruturas subterrâneas, o seu desenvolvimento tornou-se uma atividade de grande 
importância nas empresas mineiras. Entretanto a execução desse tipo de projetos com prazo 
estipulado e de uma forma econômica tornou-se o objetivo essencial. Mas também, todos possíveis 
passos devem ser seguidos para minimizar efeitos negativos provocados pelas escavações, como 
vibrações no terreno que podem afetar infraestruturas próximas a escavação, também subsidências, 
etc. Para enfrentar os desafios encontrados pelos engenheiros para projetos de mineração como 
estes, eles devem possuir um conhecimento extensivo em explosivos, malhas de perfuração, 
percepção sobre a variação geotecnia da região a ser desmontada, normas ambientais locais entre 
outros fatores. 
 
 
v 
 
V. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
Persson, P.A., Holmberg R. and Lee, J. (1994). Rock Blasting and Explosives Engineering. CRC 
Press, Inc., Boca Raton, Florida, pp. 217. 
Dick, R.A., Fletcher, L.R., and D’Andrea, D.V. (1982). Explosives and Blasting Procedures 
Manual. US Department of the Interior, Bureau of Mines. Washington D.C., pp.46-47. 
Langefors, U. and Kihlström, B. (1963). The Modern Technique of Rock Blasting, John 
Wiley & Sons, Inc., New York, USA, pp. 230-257. 
Valdir, Costa (2012). Operações mineiras. Departamento de minas, Escola de minas UFOP, pp. 
86-130.