TFC Monografia Delfim Biassone 2015-2016

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MOÇAMBIQUE 
 
Faculdade de Gestão de Recursos Naturais e Mineralogia 
 
 
 
 
 
 
 
 
Optimização das Operações de Perfuração e Desmonte na Mina de Carvão 
da Jindal África, na Região de Chirodzi-Província de Tete, no período 
compreendido entre (2015-2016) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TETE, 
SETEMBRO DE 2016
 
UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MOÇAMBIQUE 
 
Faculdade de Gestão de Recursos Naturais e Mineralogia 
 
 
 
 
 
 
 
Optimização das Operações de Perfuração e Desmonte na Mina de Carvão 
da Jindal África, na Região de Chirodzi-Província de Tete, no período 
compreendido entre (2015-2016) 
 
 
 
 
 
 
 
DELFIM DOMINGOS BIASSONE DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
Monografia apresentada como exigência parcial para 
a obtenção do título de Licenciado em Engenharia 
de Minas à Comissão Julgadora da Faculdade de 
Gestão dos Recursos Naturais e Mineralogia da 
Universidade Católica de Moçambique, sob 
supervisão do Mestre Fídel Jorge Manuel Ataíde. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TETE, 
SETEMBRO DE 2016
i 
 
DECLARAÇÃO DE AUTENTICIDADE 
Declaro, por minha honra, que a presente monografia é o resultado do trabalho por mim 
realizado, e fruto de investigação pessoal com a ajuda e a orientação do meu supervisor em 2016. 
Declaro ainda que este trabalho é original e obedece a todas as regras metodológicas universais e 
específicas em vigor na Faculdade de Gestão de Recursos Naturais e Mineralogia da 
Universidade Católica de Moçambique. 
Declaro também que todas as fontes consultadas estão devidamente citadas no texto e 
mencionadas nas referências bibliográficas. Declaro, por fim, que este trabalho nunca foi 
apresentado em alguma outra instituição para obtenção de qualquer grau académico e, por isso, 
nenhuma parte deste trabalho pode ou poderá ser reproduzida sem a autorização do autor ou da 
Universidade Católica de Moçambique. 
 
 
Tete, 12 de Setembro de 2016 
 
__________________________________ 
(Delfim Domingos Biassone da Silva) 
 
 
O Supervisor 
___________________________________ 
(Fídel Jorge Manuel Ataíde) 
ii 
 
DEDICATÓRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico este trabalho de conclusão do curso a familia 
SOS no geral, aos meus pais, irmãos, familiares, 
namorada e amigos que de muitas formas me 
incentivaram e ajudaram, me dando forças para que 
fosse possível a concretização deste trabalho.
iii 
 
AGRADECIMENTO 
À Deus pela existência, por me dar saúde, coragem e forças para superar todas as dificuldades 
que em meu caminho estiveram, pela oportunidade de estudar e pela sua presença viva em minha 
vida assim como livramentos que sempre tem me concedido nos momentos de aflição. 
Aos meus pais Domingos Biassone da Silva e Joaquina Pita Andrigo, pelo amor, paciência, vida 
e assistência incondicional em todos momentos que estiveram nesse mundo juntos a mim e meus 
irmãos (que sua alma esteja em paz), desde o berço. 
À esta Faculdade de Gestão e Recursos Naturais e Minerologia-Tete (U.C.M), por ter introduzido 
o curso de Engenharias de Minas e por proporcionar as condições para o desenvolvimento deste 
trabalho, e a Fábrica de Explosivo de Moçambique (FEM), pela amizade e oportunidade do meu 
estágio profisional. 
Ao supervisor MSc Fídel Jorge Manuel Ataíde, pelo empenho, credibilidade, sobretudo a 
paciência, obrigado por tudo. 
À todos docentes do departamento de Engenharias de Minas nesta intituição, pela transmissão 
dos seus conhecimentos e por estarem disposto a nos ajudar no ensino, aos Engº da F.E.M Nelson 
Sousa, Paulo Pessoa, Paulo Mota pelo ensinamento. 
Aos colegas e amigos de turma de Engenharias de Minas 4ºano, Cipriano, Walton, Paz, Jorge, 
João e Onofre e à todos outros colegas nomeadamente, Florindo, Samuel, Stélio, Tchefo, 
Analdete, Zarina, Pascoal, Adelino, Renata, Nore, Martinho, Alex e Tervilia “É uma festa” pelas 
agradáveis lembranças que serão eternamente guardadas no meu coração, muito obrigado. 
Aos meus tios António Pita Andrigo pela confiança e oportunidades oferecidas para a realização 
deste trabalho, Rosalina Araujo Sopa, Lurdes Mafumba, Perreira Zimbulane, António Rosano 
Baptista, por terem sentido junto comigo, todas as angústias e felicidades, acompanhando cada 
passo de perto. Por estenderem os braços nas horas de dificuldades, a minha imensa gratidão. 
Aos meus irmãos Arcides, Gentelém e Carmelita, que mesmo consciente e inconscientemente me 
incentivaram, sendo além de irmãos são amigos, a correr atrás dos meus objectivos, agradeço de 
coração. 
À todos que directa ou inderectamente, contribuiram para a realização deste trabalho e na 
obtenção desta conquista. 
(Meu muito obrigado, por tudo) 
iv 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O correr da vida embrulha tudo. A vida é assim, aquece 
e esfria, aperta e depois afrouxa, aquieta e depois 
desiquieta. O que ela quer da gente é coragem. O que 
Deus quer é ver a gente aprendendo a ser capaz de 
ficar alegre e amar, no meio da alegria. E ainda mais 
no meio da tristeza. Todo o caminho da gente é 
resvaloso, mais cair não prejudica demais, a gente 
levanta, a gente sobe, a gente volta. 
 
(João Guimarães Rosa em “Grande Sertão Veredas”, 
1956)
v 
 
RESUMO 
O presente trabalho, com o tema Otimização das Operações de Perfuração e Desmonte, surge da 
necessidade da avaliação do impacto das variações dos parâmetros ou variáveis do plano de fogo 
para desmonte de rocha a céu aberto, destinado ao demensionamento da geometria de perfuraçao 
para garantir melhores resultados de desmonte, e consequentemento a produção de carvão 
mineral. Para a obtençao de bons resultados de desmonte (blocos menores) fragmentaçao de 
qualidade, com caracteristicas que atendam o método de produção do material, assim como 
compativel com os equipamentos utilizados pela empresa, neste caso o plano de fogo utilizado no 
desmonte deverá ser bem definido. Estudou-se a geometria de perfiração e o plano de fogo de 
acordo com as formúlas empíricas de Silva (2008), onde primeiramente procurou-se analisar os 
resultados do desmonte virando-se apenas nos parámetros de fogo para o estéril, com o objetivo 
de optimizar o processo de perfuração e desmonte. Para o plano de fogo foi alterado a carga 
específica, a quantidade de explosivo a carregar por furo com a mesma profundidade, a densidade 
do explosivo entre outros, os resultados foram comparados e analisados, após o estudo pode-se 
observar que menores espaçamentos e afastamentos geram um resultado melhor de desmonte 
(boa fragmentaçao), alcançando o objetivo principal que é a optimização das actividades de 
perfuração, desmonte e consequentemente a produção da empresa. 
 
 
Palavras-chave: Optimização, Plano de fogo, Perfuração, Desmonte e Produção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vi 
 
ABSTRACT 
The present work, with the theme Optimization of the Drilling and Dismantling Operations, 
arising from evaluation necessity of variation impacts of parameters or variables of fire plan for 
clearing of open pit rock for the measurement of the geometrical drilling to guarantee better 
dismantling results, and consequent production of coal. In order to obtain good dismantling 
results (quality fragmentation) - smaller blocks, with characteristics that meet production method 
of the material, as well as compatible with the equipment used by the company. In thiscase the 
fire plan used in the dismantling should be well defined. We studied profile geometry and the fire 
plan according to the empirical formulas of Silva (2008), where we first sought to analyze 
dismantling results by turning only in the parameters of fire for the sterile, with the objective of 
optimizing the drilling and disassembling process. For the fire plan the specific load, the amount 
of explosive to be charged per hole with the same depth, the density of the explosive among 
others were adjusted to the specific load. The results were compared and analyzed. After the 
study it can be observed that smaller spacing and burdens generate a better dismantling result 
(good fragmentation), reaching the main objective that is the optimization of activities of drilling, 
dismantling and consequently the production of the company. 
 
 
Key words: Optimization, Fire design, Drilling, Dismantling and Production. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vii 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
 
Figura 1: representacao de mapa de localicacao geografica do distrito de changara ...................... 6 
Figura 2: Representacao do mapa da area de estudo ........................................................................ 7 
Figura 3: Bancada para desmonte de rocha com os elementos do plano de fogo .......................... 15 
Figura 4: Diferentes tipos de malha de perfuracao ........................................................................ 15 
Figura 5: Efeito da inclinacao dos furos (inclinado e vertical) no perfil da bancada e a dispersao 
do material ...................................................................................................................................... 21 
Figura 6: Explosivo tipo emulsao bombeavel ................................................................................ 25 
Figura 7: Emulsao encartuchada .................................................................................................... 26 
Figura 8: Equipamento utilizado para a operacao de perfuracao na mina Jindal ........................... 39 
Figura 9: Esquema de carregamento normal dos furos na Jindal ................................................... 39 
Figura 10: Ligadores de 8,4m com retardo de 42ms ...................................................................... 40 
Figura 11: Processo de carregamento dos furos com material explosivo a granel ........................ 41 
 
 
viii 
 
ÍNDICE DE TABELAS 
 
Tabela 1: Comentarios a respeito da relacao (Hb) e afastamento (A)............................................ 18 
Tabela 2: Caracterizacao das rochas em estudo (xisto carbonoso, arenito e carvao) ..................... 34 
Tabela 3: Dados planeados para o desmonte na mina Jindal ......................................................... 35 
Tabela 4: Planilha de carga explosiva usada para o carregamento do material esteril .................. 36 
Tabela 5: Planilha de carga explosiva usada para o carregamento no carvao ................................ 37 
Tabela 6: Resumo de dados planeados e executados para material esteril .................................... 42 
Tabela 7: Proposta da geometria de perfuracao e outras variaveis de plano de fogo para material 
esteril na mina ................................................................................................................................ 46 
Tabela 8: Comparacao dos dados colectados e dos resultados obtidos .......................................... 47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ix 
 
LISTA DE ANEXOS 
 
Anexo 1: Processo de perfuracao e medicao dos furos na mina jidal ............................................ 53 
Anexo 2: Furo perdido ................................................................................................................... 53 
Anexo 3: Resultado de desmonte de esteril (blocos maiores) na mina Jindal ............................... 54 
Anexo 4: Resultado de desmonte no bloco de carvao na mina Jindal ........................................... 55 
Anexo 5: Imposicao das alteracao de ultima hora (processo de carregamento e desmonte) ......... 55 
x 
 
LISTA DE ABREVIATURAS 
 
FEM- Fébrica de Explosivos de Moçambique 
 
JSPL- Jindal Steel and Power Limited 
 
DCAA- Departamento de Ciências Agrária e Ambiental 
 
Nº- Número 
 
CFM- Cubic Feet per Minute 
 
EN- Estrada Nacional 
 
ºC- Grau Celsius 
 
NW-Nordeste 
 
%- Percentagem 
 
t- Tonelada 
 
UMB- Unidade Móvel Bombeável 
 
NA- Nitrato de Amónio 
 
 - Metros quadrado 
K - Quilómetro quadrado 
mm- Milimetro 
 
cos- Cosseno 
 
m- Metro 
 
min- Minuto 
 
ms- Milissegundo 
 
TMD- Tyre Montle Drill 
 
h- Hora 
 
> maior 
 
< menor 
 
xi 
 
m/s- Metro por segundo 
 
kg- quilograma 
 
m- Metro 
 
GPS- Global positioning system 
 
SE-Sudeste 
 
Au- Ouro 
 
 - Densidade de explosivo 
 - Densidade da rocha 
 - Grama por centimetro cúbico 
 
cm- Centímetro 
 
 -Centímetro Cúbico 
 
MPa- Mega pascal 
 
 - Metro cúbico 
 
Kg/ - Quilograma por metro cúbico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
Índice 
CAPÍTULO I: INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 1 
1.1. Breve introdução ................................................................................................................................ 1 
1.3. Formulação do Problema .................................................................................................................... 2 
1.3.1. Problemática .................................................................................................................................... 2 
1.4. Relevância do estudo .......................................................................................................................... 4 
1.5. Objectivos ........................................................................................................................................... 4 
1.5.1. Objectivo Geral ............................................................................................................................... 4 
1.5.2 Objectivos Específicos ..................................................................................................................... 4 
1.6. Hipóteses ............................................................................................................................................ 5 
2.1. Localização Geográfica da Região de estudo ..................................................................................... 6 
2.2. Geomorfologia.................................................................................................................................... 7 
2.3. Clima .................................................................................................................................................. 8 
2.4. Vegetação ou Flora ............................................................................................................................. 8 
2.5. Fauna .................................................................................................................................................. 8 
2.6. População ........................................................................................................................................... 9 
2.7. Vias de acesso ....................................................................................................................................9 
2.8. Comunicação ...................................................................................................................................... 9 
2.9. Principais Recursos Minerais da Região ............................................................................................ 9 
2.10. Geologia Regional .......................................................................................................................... 10 
CAPÍTULO III: REVISÃO CONCEPTUAL E TEÓRICA .................................................................... 11 
3.1. Planeamento ..................................................................................................................................... 11 
3.2. Planeamento e controlo de produção ................................................................................................ 11 
3.2.1. Planeamento de exploração à longo prazo .................................................................................... 12 
3.2.2. Planeamento de exploração à médio prazo ................................................................................... 12 
3.2.3. Planeamento mineiro de exploração à curto prazo ........................................................................ 12 
3.3. Operações de lavra ........................................................................................................................... 13 
3.4. Plano de fogo .................................................................................................................................... 14 
3.4.1. Escolha do plano de fogo .............................................................................................................. 14 
13 
 
3.4.2 Parâmetros do plano de fogo .......................................................................................................... 14 
3.6. Malha de perfuração (M) .................................................................................................................. 15 
3.7. Diâmetro do Furo (D) ....................................................................................................................... 16 
3.7.1. Altura da bancada (Hb) ................................................................................................................. 17 
3.7.2. Afastamento (A) ............................................................................................................................ 17 
3.7.3. Espaçamento (E)............................................................................................................................ 18 
3.7.4.Tampão (T) ..................................................................................................................................... 19 
3.7.5. Subfuração (Sf).............................................................................................................................. 19 
3.7.6. Profundidade do furo (Pf) .............................................................................................................. 20 
3.7.7. Volumes de Escavação (VF e VT) ................................................................................................ 21 
3.8. Cálculo das cargas explosivas .......................................................................................................... 21 
3.8.1. Altura da carga do fundo (Hcf) ..................................................................................................... 22 
3.8.2. Altura de carga de coluna (Hcc) .................................................................................................... 22 
3.8.3. Carga total ..................................................................................................................................... 22 
3.8. 4. Razão linear de carregamento (RLc) ............................................................................................ 22 
3.8.5. Razão de carregamento (RC) ........................................................................................................ 22 
3.8.6. Perfuração Específica (PE) ............................................................................................................ 22 
3.9. Princípios básicos de perfuração de rocha ........................................................................................ 23 
3.9.1. Perfuração de rocha ....................................................................................................................... 23 
3.9.2. Tipologias de perfuração para o desmonte de rocha com explosivos............................................ 24 
3.9.3. Trabalho de perfuração em bancada .............................................................................................. 24 
3.9.4. Aplicação da perfuração ................................................................................................................ 24 
3.9.5. Principais métodos de perfuração .................................................................................................. 24 
3.10. Explosivos ...................................................................................................................................... 25 
3.10.1. Emulsão bombeável .................................................................................................................... 25 
3.10.2. Emulsão encartuchada ................................................................................................................. 26 
3.10.3. Escolha do explosivo ................................................................................................................... 26 
3.11. Desmonte de rochas em minas a céu aberto ................................................................................... 26 
3.11.1. Desmonte de rochas por explosivos ............................................................................................ 26 
3.12. Custos de perfuração e desmonte ................................................................................................... 28 
14 
 
CAPÍTULOIV: METODOLOGIA DA INVESTIGAÇÃO .................................................................... 33 
4.1. Tipo de pesquisa ............................................................................................................................... 33 
4.2. Técnicas de recolha de dados ........................................................................................................... 33 
4.3. Instrumentos usados ......................................................................................................................... 33 
4.3. Limitações de estudo ........................................................................................................................ 33 
CAPÍTULO V: APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DOS DADOS ........................ 34 
5.1. Apresentação dos dados ................................................................................................................... 34 
5.2. Gestão das operações de lavra para a definição da geometria de perfuração e desmonte (plano de 
fogo) na mina Jindal África ..................................................................................................................... 34 
5.3. Preparação da bancada para a perfuração ......................................................................................... 37 
5.4. Procedimentos usados para o dimensionamento e marcação da malha de perfuração ..................... 37 
5.5. Equipamento usado para a perfuração de rocha na mina da Jindal .................................................. 37 
5.6. Acessórios e carregamento dos explosivos ...................................................................................... 38 
5.7. Processos de desmonte .....................................................................................................................40 
5.8. Análise e Interpretacão de Dados ..................................................................................................... 41 
5.8.1. Perfuração e desmonte ................................................................................................................... 41 
5.8.2. Proposta de implementação e optimização de novas técnicas e práticas para o processos de 
dimensionamento da malha de perfuração e desmonte na mina Jindal ................................................... 42 
5.8.3. Dimensionamento da malha de perfuração ................................................................................... 43 
5.8.4. Demostração de cálculos dos resultados propostos para a geometria de perfuração e outros 
parâmetros principais de plano de fogo. .................................................................................................. 44 
5.8.5. Comparação elementos da geometria dos de perfuração e outros parâmetros que compõem o 
plano de fogo (o projectado e a proposta). .............................................................................................. 46 
5.8.6. Apresentaçao dos Resultados ........................................................................................................ 47 
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ........................................................................................... 48 
6.1. Conclusões ....................................................................................................................................... 48 
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................ 50 
8. ANEXOS ............................................................................................................................................. 52 
 
1 
 
CAPÍTULO I: INTRODUÇÃO 
1.1. Breve introdução 
Sabe-se que actualmente, as empresas mineiras estão dando maior atenção as possíveis 
compensações e considerações sobre o sistema de fragmentação, relacionado com a lavra mineira 
e a planta de processamento (mina-usina) e estão sendo incluídas nas avaliações de desmonte. As 
operações de lavra em mineração a céu aberto compreendem basicamente quatro actividades: 
perfuração, desmonte, carregamento e transporte que representam entre 30% a 40% dos custos 
totais de mina. Dentre elas as duas últimas são as mais críticas, porque dependem basicamente do 
grau de fragmentação do material. 
O presente trabalho procura realçar a importância do estudo do plano de fogo, tendo em conta 
vários aspectos como, os resultados obtidos (blocos maiores) após a operação de desmonte, 
originando problemas nos trabalhos subsequentes, melhorando os resultados e obter um produto 
final dentro das especificações desejadas. 
Dentro deste contexto, passou a ser imperativo o desenvolvimento do tema: Optimização das 
Operações de Perfuração e Desmonte na Mina de Carvão da Jindal África, na região de Chirodzi-
província de Tete, no período compreendindo entre (2015-2016), o mesmo surge da necessidade 
de fazer um estudo mais aprofundado em relação a geometria de perfuração e desmonte na mina 
Jindal e também torna-se necessário efectuar um plano de lavra que consiga conciliar o volume 
de material pretendido por bancada com a capacidade de sistema de carga e transporte do 
material desmontado, dando um contributo na prática das actividades de perfuração e desmonte 
na empresa em estudo. 
 
 
 
 
 
2 
 
1.2. Justificativa da escolha do tema 
Mediante a necessidade de reduzir os elevados custos na execução das operações unitária de 
lavra, e garantir melhores resultados, produção e uma boa produtividade para a empresa em 
questão, há que atender alguns parâmetros extremamente fundamentais tais como a segurança em 
todas as operações, a economicidade das actividades e os aspectos ambientais sendo este último 
um dos itens preocupantes no mundo actual. Contudo, para alcançar os objectivos pré-
estabelecidos deve-se em todas as operações conciliar os três factores ou princípios fundamentais 
da mina (segurança, economia e meio ambiente) e isso acompanhado de uma boa planificação e 
monitoria integral. 
No entanto, com perspectiva de consolidar os conhecimentos e aperfeiçoamento das melhores 
regras e para que a actividade mineira aumente os níveis de produção, é necessário que haja uma 
aplicação correcta das técnicas em todo o processo de desmonte de rocha por explosivos na mina, 
de maneira que se consiga alcançar a profundidade pretendida para o desmonte e que se elimine a 
formação de blocos maiores após o desmonte o que ocasiona desmonte secundário, dificultando 
as operações subsequentes, diminuindo a eficiência e aumentando o tempo do ciclo de transporte. 
Neste contexto, surgiu a opção do tema: Optimização das operações de perfuração e desmonte, 
com vista a melhorar as actuais técnicas e métodos de perfuração e desmonte (melhoramento do 
plano de fogo), de modo a optimizar, obtendo bons resultados de desmonte (fragmentação 
desejada), minimizando e/ou eliminando custos adicionais nos trabalhos subsequentes. 
1.3. Formulação do Problema 
1.3.1. Problemática 
As operações unitárias de lavra são percebidas como sendo uma etapa básica para remover o 
minério dos depósitos. As etapas de extracção são operações de produção que se encontram 
integradas num ciclo, sendo as operações unitárias (perfuração, desmonte, carga e transporte do 
minério ou material estéril). 
 
Na mineração moderna e no futuro das explorações mineiras, para aumentar a produção na mina 
é necessário combinar todas operações unitárias de lavra, com vista a equilibrar e reduzir o tempo 
e custo destas actividades. E quando estas actividades não forem cumpridas ou executadas de 
uma forma correcta, podem causar vários problemas durante o desenvolvimento destas 
actividades, no caso do processo da demarcação da malha, carregamento e desmonte. 
3 
 
Na prática, no âmbito de coordenação de actividades entre as empresas Jindal encarregue na 
perfuração e a Fábrica de Explosivos de Moçambique (FEM) responsável pelo desmonte, 
constatou-se algumas fragilidades por parte de uma das empresas que é a Jindal, no cumprimento 
de alguns procedimentos tecnicamente recomendados, tais como: 
a) Fraca coordenação de actividades entre os dois intervenientes que tem como consequência 
a dificuldade de identificação do local a perfurar; 
b) A malha de perfuração actualmente utilizada e a redução dos números de furos 
programados podem estar na origem dos blocos maiores após o desmonte; 
c) Morosidade de operações de perfuração, causando o atraso do desmonte; 
d) Imposição das alterações de última hora no processo de carregamento dos furos, cria 
embaraços a empresa contratada para executar a operação de desmonte; 
e) Contrariedade da informação sobre geometria dos furos e com reflexos na qualidade de 
trabalho em detrimento da perícia da contratada; 
f) Perdas de furos antes da introdução do material explosivo, criando redução de números de 
furos em relação ao programado; 
g) Resultados negativos do desmonte, que tem como consequência desgaste dos acessórios 
dos equipamentos de carga e transporte; 
h) Maior consumo de explosivos com o desmonte secundário, pode criar aumento de custo 
de produção; 
i) Baixa eficiência dos equipamentos de carga, devido a um fraco enchimento do balde por 
formação de pilhas dispersas após o desmonte; 
j) Furos com profundidades e inclinações diferentes, o que contribui para má distribuição da 
carga explosiva e baixa eficiência do desmonte. 
 
4 
 
1.4. Relevância do estudo 
No que concerne ao conhecimento científico, a pesquisa contribuirá com informações úteis deplaneamento das operações unitárias de lavra a céu aberto, que compreende basicamente três 
actividades (perfuração, desmonte, carga e transporte do material), que representa entre 30 a 40% 
dos custos totais da mina. Com a investigação e propostas de soluções aceitáveis, tais como: 
planear, organizar, preparar, e respeitar todos os procedimentos e técnicas de trabalhos, resultará 
em um óptimo desempenho das actividades na mina em causa, visto que o presente trabalho 
pretende encontrar meios para optimização dos trabalhos na mina, a fim de alcançar maior 
produção e lucros de uma forma sustentável. 
1.5. Objectivos 
1.5.1. Objectivo Geral 
a) O trabalho visa optimizar as operações de perfuração e desmonte na mina de carvão 
Jindal África, com o enfoque na minimização dos maus resultados do desmonte e 
consequentemente os custos totais da lavra. 
1.5.2 Objectivos Específicos 
a) Estudar os conceitos e processos de planeamento das operações de perfuração e desmonte 
na mina da empresa Jindal África; consolidando os conhecimentos relacionado a 
geometria de perfuração e resultados de desmonte pré-estabelecidos pela empresa em 
questão. 
b) Analisar as malhas de perfuração da empresa de forma a garantir a organização dos 
trabalhos, com enfoque na segurança e a protecção do ambiente, melhorando a qualidade 
das operações tendo em conta os aspectos técnicos e económicos e; 
c) Propôr métodos ou formas para a optimização do tempo de trabalho e produção, buscando 
um novo mecanismo nas operações da empresa em estudo. 
 
5 
 
1.6. Hipóteses 
1. A coordenação eficiente entre as empresas, pode contribuir na obtenção dos resultados 
desejados; 
2. O cumprimento do plano de perfuraçao, pode aumentar o rendimento e produção das 
empresas envolvidas no processo (FEM e JSPL); 
3. Adiantamento das operações e pré-ajuste dos serviços da malha de perfuração, dia antes da 
execução do processo de carregamento dos furos e do desmonte, pode aumentar o 
desempenho dos trabalhadores; 
4. Experiência técnica da maior parte dos trabalhadores numa mina, pode garantir melhores 
resultados, organização e segurança de informações em relação ao projectado; 
5. Limpeza do material usado para o tamponamento na boca do furo, pode reduzir na queda de 
rocha e perda de furos antes da introdução do material explosivo e dos respectivos acessórios 
na bancada; 
6. Uso de equipamentos modernos no processo de marcação da malha de perfuração, pode 
diminuir o aumento de valores da geometria de perfuração e a ocorrência de erros. 
7. Boa fragmentação do material desmontado, diminui o desgaste dos acessórios dos 
equipamentos que fazem a carga e o transporte; 
8. Menor consumo de explosivos com o processo de desmonte, pode diminuir os custos de 
produção na lavra mineira. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
CAPÍTULO II: CARACTERIZAÇÃO FÍSICA-GEOGRÁFICA DA ÁREA DE ESTUDO 
2.1. Localização Geográfica da Região de estudo 
A área de estudo localiza-se no distrito de Changara no povoado de Chirodzi, localizado a sul do 
rio Zambeze. Limitando-se a Norte com o distrito de Cahora-Bassa, Chiúta, Moatize e cidade de 
Tete, a Este com a República do Zimbabwé e distrito de Mágoè e Cahora-Bassa à Sul com a 
Província de Manica através do rio Luenha. Com uma superfície de 8.660 Km² uma população 
recenseada em 1997 de 125.788 habitantes e estimada, à data de 1/1/2005, em 159.344 
habitantes, o distrito de Changara tem uma densidade populacional 18 hab/Km².A população é 
jovem (51%, abaixo dos 15 anos de idade), maioritariamente feminina (taxa de masculinidade de 
47%) e de matriz marcadamente rural. (JSPL Mozambique Minerais, 2012) 
 
 
 
Figura 1: Representação de Mapa de localização geográfica do distrito de Changara 
Fonte: JSPL Mozambique Minerais (2012) 
 
A JSPL Moçambique Minerais, Lda, adquiriu em Janeiro de 2008 uma licença de prospecção e 
pesquisa de carvão mineral numa região localizada no limite entre os distrito de Changara e 
Cahora-Bassa (Nhatsanga/Chirodza), na Província de Tete, (vide a figura 2). A área esta dentro 
da bacia carbonífera do Zambeze e é atravessada pela Estrada Nacional 301 (EN 301) e foi 
atribuída o número de registo de 3605C no cadastro mineiro. O seu projecto de exploração de 
carvão do bloco 3605C está situado a aproximadamente 110km da cidade de Tete ao longo da 
Estrada Nacional 301 (EN 301). (JSPL Mozambique Minerais, 2012) 
7 
 
 
Figura 2: Representação do mapa da área de estudo 
Fonte: JSPL Mozambique Minerais (2012) 
2.2. Geomorfologia 
Características de planície com uma altitude de cerca de 250m, como ponto mais alto da área, 
observou-se a cadeia montanhosa de Dzimica com uma altitude de 800m, na localidade de Mufa-
Caconde, Posto Administrativo de Marara, é lá onde se encontra o ponto mais alto do distrito 
denominado Mpinga e Mahongo Marara. O relevo apresenta constrangimentos para a prática de 
agricultura. A sua susceptibilidade da erosão dos solos no povoado de Nhantsanga ponte e 
Cassoca mais concretamente na região de Nhamachola, é outra componente social que causa 
preocupações, as autoridades locais que têm estado motivado procurando nelas tentando 
encontrar soluções concretas, para a estiagem prolongada, fraca retenção de água superficial, na 
maior parte do distrito, este facto representa um constrangimento para a prática de agricultura. 
 
 
 
 
 
 
8 
 
2.3. Clima 
De acordo com a classificação do clima, o distrito de Marara-Chirodzi é caracterizado pelo clima 
tropical seco dividido em duas estações, uma é a chuvosa que começa no mês de Dezembro e 
estende-se até Abril do ano seguinte. A maior parte da chuva cai em Dezembro e Janeiro. A 
média diária da temperatura do ar na área do projecto é de 26,5ºC, com uma amplitude térmica 
anual variando entre 12ºC e 46ºC. As médias anuais máximas e mínimas são de 32,5ºC e 20,5ºC 
respectivamente. (Perfil do distrito de Cahora-Bassa, 2011) 
As temperaturas mínimas ocorrem durante as noites de inverno, entre os meses de Maio e 
Agosto, período de estiagem acentuada no qual a temperatura média é de 22ºC sendo o mês de 
Julho o mais frio. As temperaturas máximas registam-se entre os meses mais quentes Novembro 
e Fevereiro com uma média de 28ºC. (Perfil do distrito de Cahora-Bassa, 2011) 
2.4. Vegetação ou Flora 
A vegetação desta zona é do tipo savana, cercados de grandes arvores como, pau-rosa, pau-preto, 
chimfuta, ngozo, embondeiros e arbustos como, maçaniqueiras, micaias, pau-ferro entre outros. O 
capim durante o período de verão encontra-se seco quase amarelado e em pouca quantidade, em 
relação ao tempo chuvoso. Quantidade herbácea fortifica-se excelentemente e é convidativa para 
fazer qualquer tipo de pesquisa. (Perfil do distrito de Changara, 2005) 
2.5. Fauna 
A área em estudo, possui espécies de animais cuja área de menor concentração é predominada 
por animais de grande porte como, elefantes, hiena, javali, porco-bravo e animais de pequeno 
porte como, formigas, gafanhotos, galinha-do-mato, gazelas, coelhos e macacos. Nota-se nesta 
zona a prática de caça furtiva. No caso dos elefantes criam preocupações para as populações, pois 
algumas vezes aparecem destruindo culturas e outros bens da população devido a sua maior 
concentração nesta zona. (JSPL Mozambique Minerais, 2012) 
 
 
 
 
 
9 
 
2.6. População 
A população da localidade de Chirodzi é de cerca de 1.644 habitantes, a maioria prática a 
agricultura que é a base da sua sobrevivência não só como a prática de mineração artesanal de 
ouro na zona de Nhatsanga que dista-se a 6 km de Chirodzi, e para a extracção deste recurso 
natural, são utilizados procedimentos rudimentares. (Perfildo distrito de Changara, 2005) 
2.7. Vias de acesso 
O acesso a área do projecto é feito pela Estrada Nacional EN 258 que liga a Cidade de Tete aos 
distritos de Changara e Cahora-Bassa. Porém, esta via, apenas atravessa a área com destino ao 
distrito de Cahora-Bassa. Os principais acessos são troços abertos pela Jindal para facilitar as 
actividades do projecto e que liga os diferentes povoados dentro da área em estudo. (JSPL 
Mozambique Minerais, 2012) 
2.8. Comunicação 
As vias de comunicação desta localidade, estão situadas logo a beira da Estrada Nacional 258 
(258 EN) que liga a Cidade de Tete com o distrito de Cahora-Bassa Songo, outras estradas 
secundárias ligam a sede do distrito com os seus postos administrativos conhecidos no distrito de 
Marara em termos agrícolas. A telecomunicação é assegurada pelas redes: 
 Telefonia Móvel de Moçambique celular Mcel; 
 Telefonia Móvel Vodacom e; 
 Telefonia Móvel Movitel; 
2.9. Principais Recursos Minerais da Região 
A mineração praticada nesta região, destina-se na extracção do carvão mineral e extracção 
artesanal do ouro (Au), que se encontra nas zonas altas da bacia do rio, Chirodzi, Nhamphondolo, 
Cassoca e Catsimbite, esta actividade é de pequena escala utilizando técnicas rudimentares e 
envolvem muita gente na prática desta actividade durante alguns meses do ano, embora os 
impactos ambientais causados são potencialmente elevados. Para além da ocorrência do ouro e 
carvão, foi confirmada a presença de diversos minerais na área de concessão, nomeadamente: 
magnetite, mármore e granito preto. (DCAA, 2009) 
 
10 
 
2.10. Geologia Regional 
As áreas de influência directa e indirecta estão situadas na Sub-Bacia de Sanángoè Mefideze. As 
formações geológicas dominantes são: o Complexo de Pré-câmbrico e a Formação de Karoo. 
Cerca de 70% da área da concessão, praticamente na região Norte e Sudoeste, esta localizada 
numa região de Rochas do Proterozóico do Pré-câmbrico compostas por gabros, dioritos, 
granitos-gneísses, basalto, quartzitos, pegmatitos e granito de chacocoma. 
Para além da ocorrência do ouro, foi confirmada a presença de diversos minerais na área de 
concessão, nomeadamente: magnetite, mármore e granito preto. Todos estes minerais foram 
encontrados ao longo de terreno de Pré-câmbrico. (JSPL Mozambique Minerais, 2012) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
CAPÍTULO III: REVISÃO CONCEPTUAL E TEÓRICA 
3.1. Planeamento 
De acordo com Jordan et al. (2002), o planeamento é um instrumento de gestão, voltado ao curto, 
médio e longo prazo, que deve envolver a totalidade da organização, sendo definido a partir do 
topo e voltado para a eficácia da organização. Em suma, é importante e necessário que haja 
planos para que se estabeleça um caminho para que as organizações alcancem, da melhor forma, 
os seus objectivos. Além disso, os planos permitem que as empresas consigam e apliquem da 
melhor forma os recursos necessários para a consecução dos seus objectivos, possibilitando que 
os seus membros executem actividades compatíveis com os objectivos traçados e métodos 
escolhidos, e que o progresso feito, rumo aos objectivos, seja acompanhado e medido para que se 
possam tomar medidas correctivas se o ritmo e execução não forem satisfatórios. 
3.2. Planeamento e controlo de produção 
Lantelme et al. (2001), afirmam que o processo de planeamento e controlo de produção cumpre 
um papel fundamental nas empresas, pois tem um forte impacto no desempenho da função de 
produção. E o facto de que muitos profissionais têm consciência da sua importância, até hoje 
poucas são as empresas nas quais este processo é bem estruturado. 
 
O planeamento consiste em um processo de gerência que envolve o estabelecimento de 
objectivos e a determinação dos procedimentos necessários para atingí-los, os quais são 
representados através de planos. O processo de planeamento e controle de produção possui vários 
ciclos de retro-alimentação nos quais tanto o planeamento como a produção sofrem avaliações, 
com o objectivo de detectar problemas. A realização destes ciclos requer um grupo de 
indicadores que ofereçam os dados e factos necessários à tomada de decisão. (Lantelme et al., 
2001) 
 
O processo de planeamento de extracção de carvão mineral na mina, esta dividido em três partes 
principais que são: Planeamento de exploração à longo, médio e curto prazo. 
 
 
 
12 
 
3.2.1. Planeamento de exploração à longo prazo 
Define a modelização do corpo mineral resultante das análises geológicas, que são realizadas no 
decorrer das etapas de curto prazo, aproximando-as o mais possível a realidade. Da mesma 
forma, o projecto de engenharia que foi definido inicialmente, no que diz respeito à volumes de 
massa mineralizada a ser explorada, assim como a morfologia da mina, vão sendo alterados e 
revalidados, durante todo o processo de exploração. (Cavadas, 2012) 
3.2.2. Planeamento de exploração à médio prazo 
Consequentemente, é feita uma previsão dos volumes necessários e por conseguinte são definidos 
os blocos que serão desmontados. Estes blocos estão associados às necessidades imediatas de 
abastecimento de instalação de tratamento e à longevidade da mina, de acordo com os parâmetros 
técnicos e económicos. 
Do ponto de vista técnico, são considerados alguns parâmetros: a morfologia da mina open pit 
mining, a capacidade de armazenamento do material quer em estéril quer nos depósitos do 
minério, a capacidade dos equipamentos de exploração, dumpers, escavadoras, equipamentos de 
perfuração, e mão-de-obra. Do ponto de vista económico, é abrangida a amortização do 
investimento da mina, da lavaria e dos equipamentos entre outros factores. Por outro lado, existe 
um factor que interfere em todas as etapas do planeamento de uma mina, assim com, nas etapas 
seguintes, que é o resultado do preço do minério no mercado ou preço real do minério no 
mercado. (Cavadas, 2012) 
3.2.3. Planeamento mineiro de exploração à curto prazo 
Determina as necessidades de exploração no que diz respeito ao abastecimento da instalação de 
tratamento mineral. Esta fase do planeamento tem como principal objectivo garantir que o 
material necessário para manter em funcionamento contínuo naquela instalação. Nesta etapa, são 
conhecidos, através de modelos geológicos, os locais onde a massa mineral se encontra e os 
teores com potencial para conter a exploração. Com estas ferramentas, é possível determinar as 
áreas de exploração. (Cavadas, 2012) 
 
 
13 
 
3.3. Operações de lavra 
Entende-se por lavra o conjunto de operações de um plano que objectivam o aproveitamento 
industrial dos jazigos, a começar pela extracção das substâncias minerais úteis que contiver até o 
seu beneficiamento. Os trabalhos de lavra dividem-se basicamente em duas fases: 
desenvolvimento e lavra propriamente dita. (Dutra, 1983) 
 
A extracção das substâncias úteis de um jazigo não deve ser iniciada imediatamente nos locais 
onde a mesma aflora. A eventual adopção de tal prática, denominada (extrativismo mineral), 
pode comprometer de forma irreversível o aproveitamento económico de todo o jazigo. Deve-se 
proceder a uma preparação do local, dentro de um determinado planeamento, envolvendo uma 
série de operações e actividades. (Dutra,1983) 
 
Segundo Quevedo (2009), as operações em minas a céu aberto envolvem principalmente as 
operações básicas de escavação ou desmonte, carga, transporte e descarga. O processo de lavra se 
inicia com a preparação da área a ser lavrada, chamada frente da lavra. Após o desmonte do 
material, os equipamentos de carga e transporte são alocados às frentes de lavra paraque possam 
carregar e posteriormente transportarem o material útil ou estéril, carregando-os a um 
determinado ponto de descarga (beneficiamento ou aterro de estéril). 
 
Ainda Quevedo (2009), ressalta que o processo de carregamento e transporte do minério e estéril 
pode ser realizado simultaneamente em diferentes frentes de lavra e muitas vezes em diferentes 
pontos da cava. Examinando-se a execução de cada tarefa na frente de lavra, pode-se subdividir 
esta tarefa em quatro operações básicas: 
 Perfuração; 
 Desmonte; 
 Carregamento e transporte do material e; 
 Descarga. 
 
 
 
 
14 
 
3.4. Plano de fogo 
Denomina-se plano de fogo, o projecto executivo para o desmonte de rocha com uso sistemático 
de explosivos, onde serão definidos e apresentados preliminarmente; Geraldi (2006): 
 O plano de perfuração; 
 A qualificação e quantificação de explosivos e; 
 Os esquemas de ligação e iniciação entre os furos que serão detonados. 
3.4.1. Escolha do plano de fogo 
O plano de fogo considerado o mais adequado para um determinado trabalho de desmonte de 
rocha, dependerá, em primeiro lugar, do equipamento disponível para a sua execução. Atendidas 
as limitações do equipamento, é possível mais de um plano de fogo factível. Opta-se pelo mais 
económico, desde que seja eficiente, desmontando a rocha em blocos de dimensões compatíveis 
com a finalidade do desmonte. De nada adiantará um plano de fogo com baixo consumo de 
explosivos por metro cúbico e também necessidades mínimas de furação, uma vez que resulte em 
blocos com dimensões que não caibam no equipamento de carregamento, ou ainda que não possa 
entrar na boca do britador primário. (Ricardo e Catalani, 2007) 
3.4.2 Parâmetros do plano de fogo 
A elaboração de um plano de fogo envolve a determinação de vários parâmetros, que devem ser 
considerados no desmonte de rocha. (Geraldi, 2006) 
Os parâmetros mais importantes para a realização de um plano de fogo são: 
 
E - espaçamento; A - Afastamento; 
T - Tampão; Sf - Subfuração; 
Hf - Comprimento de furo; C.c - Carga de coluna e; 
C.f - Carga do fundo; α - Inclinação do furo. 
Hb-Altura de bancada; 
15 
 
 
Figura 3: Bancada para desmonte de rocha com os elementos do plano de fogo. 
Fonte: Manual Britanite (2012) 
3.6. Malha de perfuração (M) 
Define-se como malha de perfuração a área resultante do produto das distâncias (em metros 
quadrado) adoptadas para a indicação dos furos em uma frente de escavação de rocha. Geraldi 
(2011): M (malha em ) A (afastamento) E (espaçamento). 
Segundo Morais (2004), a malha de perfuração apresenta uma grande variação, dependendo do 
diâmetro de perfuração, das propriedades de rocha e dos explosivos, do grau de fragmentação e 
lançamento requeridos e da altura da bancada. 
De acordo com Silva (2009), a geometria das malhas de perfuração pode ser quadrada, 
rectangular, estagiada, triângulo equilátero ou malha alongada. 
 
Figura 4: Diferentes tipos de malha de perfuração 
Fonte: Silva (2009) 
 
16 
 
 Malha quadrada ou rectangular: devido ao seu formato é de fácil perfuração com menos 
tempo no deslocamento de furo a furo. 
 Malha estagiada: devido à geometria de furos alternados dificulta a perfuração (maior 
tempo de locomoção furo a furo), porém possui melhor distribuição do explosivo no 
maciço rochoso. 
 Malha triângulo equilátero: são malhas estagiadas com a relação E/A 1,15. São 
indicadas para rochas compactas e duras. Possuem óptima distribuição da energia do 
explosivo na área de influência do furo, maximizando a fragmentação. O centro do 
triângulo equilátero, é o ponto mais crítico para fragmentação, recebe igual influência dos 
três furos circundantes. 
 
Geraldi (2011) afirma que, quando o objectivo do desmonte é ter como resultado uma rocha mais 
fragmentada, deve-se reduzir o afastamento, e caso contrário, obter uma rocha com menor 
fragmentação, bloco de maior parte, o afastamento deve ser ampliado. Quando o afastamento for 
maior que o estabelecido em relação com o diâmetro do furo a ser utilizado, poderá resultar em 
irregularidades nos resultados, tais como fracturar a rocha, mais não promove o seu 
desprendimento total da bancada. Em alguns casos extremos, a detonação promove apenas o 
surgimento de fracturas mecânicas no maciço rochoso e a bancada permanecerá parcial ou 
totalmente intacta. 
3.7. Diâmetro do Furo (D) 
O diâmetro de furo está condicionado pelo tipo de equipamento disponível, caso exista. Se não 
existir escolhe-se o diâmetro pretendido e adquire-se o equipamento necessário. Na prática, o 
diâmetro esta relacionado com a altura da bancada e assim temos, quanto maior for o diâmetro do 
furo maior também será a bancada. E geralmente os diâmetros mais usados partem desde duas (2) 
polegadas até quatro (4) polegadas. 
 
Segundo Geraldi (2011), com as metas de produção estabelecida para escavação de rocha, 
procede-se a determinação dos diâmetros de perfuração e a consequente selecção e 
dimensionamento das perfuratrízes. 
17 
 
Ainda Cameron e Hagan (1996), afirmam que, nas operações de lavra de minas a céu aberto e 
pedreiras, os diâmetros de perfuração geralmente variam de 75mm (3”) a furos de grande 
diâmetro, com 381mm (15”). 
 
Para Ricardo e Catalani (2007), estes parâmetros são determinados em função do equipamento de 
perfuração, que por sua vez deve existir uma relação com o equipamento disponível para 
carregamento de rocha detonada. Isso significa que ambos, devem ter suas produtividades 
próximas, para que não ocorra ociosidade de nenhuma das partes ou não seja necessário um 
número elevado de unidades de um tipo de equipamento para se ter a produção adequada a uma 
unidade do outro tipo. 
3.7.1. Altura da bancada (Hb) 
De acordo com Ricardo e Catalani (2007), para obter-se êxito na escavação é de extrema 
importância a escolha de uma altura adequada para a bancada. Uma altura de bancada 
comummente utilizada em grandes minas a céu aberto actualmente é de 15m, para minas de 
menor porte esse valor pode atingir até 7,5m. Em via de regra, a altura do banco deve ser 
combinado com o porte do equipamento de carga. 
Segundo Costa e Silva (2009), a escolha da bancada é feita considerando-se os seguintes aspectos 
técnicos e económicos: 
 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 tamanho dos equipamentos 
de perfuração, carregamento e transporte e; 
 Maximização da eficiência no custo total de perfuração e desmonte. 
3.7.2. Afastamento (A) 
Entende-se por afastamento a distância que vai do furo a frente da bancada, ou entre linhas de 
furos. Este afastamento é calculado através da seguinte expressão, Silva (2008): 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
Sendo: _ Densidade do explosivo (g/cm
3
); 
 
 
 – Densidade da rocha (g/cm3); 
 - Diâmetro do explosivo (mm). 
 
Ainda Silva (2008), diz que, um dos factores 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. A Tabela 1 abaixo, apresenta alguns 
comentários acerca desta relação. 
 
Tabela 1: Comentários a respeito da relação (Hb) e afastamento (A). 
Fonte: Silva (2009) 
Hb/A Fragmentação Onda 
Aérea 
Ultralançamento Vibração Comentários1 Má Severa Severo Severa Quebra para trás. Não detonar. 
Recalcular o plano de fogo 
2 Regular Regular Regular Regular Recalcular, se possível. 
3 Boa Boa Boa Boa Bom controlo e boa fragmentação. 
4 Excelente Excelente Excelente Excelente Não há aumento em benefícios para 
Hb/A>4 
 
3.7.3. Espaçamento (E) 
Segundo Geraldi (2011), define-se o espaçamento como a distância em metros entre os furos de 
uma mesma linha de fogo. 
Espaçamento é a distância entre furos sucessivos de uma mesma linha. (Ricardo e Catalani, 2007) 
 
 
 
Através da variação do espaçamento (E) e do afastamento (A) pode-se variar o tipo de 
fragmentação que se pretende: 
 Aumentando o E e diminuindo o A, a rocha ficará mais fragmentada logo com blocos de 
menor dimensão. 
19 
 
 Diminuindo o E e aumentando o A, a rocha ficará menos fragmentada, logo com blocos 
de maior dimensão. 
3.7.4.Tampão (T) 
É a parte superior do furo que não é carregada de explosivos, mas sim com terra, areia, cascalho 
ou com outro material com o tamanho de 2 a 3 mm e bem socado a fim de dar melhor 
confinamento dos gases dos explosivos. A altura do tampão pode ser obtida com a expressão 
seguinte: 
T = 0,7 
 
Onde: T- tampão (70% = 0,7) 
A- Afastamento 
Quando o tampão é menor que o afastamento, o risco de ultralançamentos da superfície mais alto 
aumenta, e caso contrário produzirá mais matacões, assim o lançamento será menor ou 
eliminado. (Geraldi, 2011) 
3.7.5. Subfuração (Sf) 
A sobrefuração é uma extensão do furo, que ultrapassa a altura da frente livre da bancada. Este 
procedimento é necessário para se evitar a formação dos repés detonação insuficiente na soleira 
(pé) da bancada, representada por uma superfície inclinada e que dificultará a exploração das 
bancadas sucessivas. 
Para removê-los serão necessárias perfurações adicionais, consequentemente perda de tempo na 
produção e maior consumo de explosivos e de brocas. Nesta região ficam concentrados os 
explosivos mais densos e velozes. 
Normalmente, a sobrefuração deverá ser no máximo de 30% da medida do afastamento da malha 
de perfuração a ser utilizada no desmonte. Dentre alguns problemas causados por sobrefurações 
excessivas, executadas como maiores extensões, pode-se citar a maior fragmentação no piso da 
bancada inferior. (Geraldi, 2011) 
 
Sf = 0,3 
20 
 
3.7.6. Profundidade do furo (Pf) 
É o comprimento perfurado que, devido a inclinação e a subfuração (S), será maior que a altura 
da bancada. O comprimento do furo aumenta com a inclinação, entretanto, a subfuração (S) 
diminui com esta. Para calcular utiliza-se a seguinte expressão, (Silva, 2008): 
 Para furos inclinados: 
Pf = 
 
 
 
 Para furos verticais: 
Pf = Hb + 0,3 A 
Silva (2009), diz que a inclinação dos furos tem uma série de vantagens, nomeadamente: 
 Melhor fragmentação de rocha; 
 Bancadas com a face mais estável devido a inclinação; 
 Diminuição do consumo de explosivo; 
 Maiores afastamentos e espaçamentos entre os furos; 
 Diminuição do problema das irregularidades da soleira; 
 Diminuição da intensidade das vibrações provocadas pelo desmonte e; 
 Diminuição de quebra à retaguarda. 
A utilização de furos inclinados tem como vantagens de reduzir o efeito dequebra à retaguarda, 
facilitando não só no emboquilhamento da perfuração do desmonte seguinte, mas também 
reduzindo a possibilidade de interrupção do sistema de iniciação já que uma rocha muito 
fragmentada permite a deslocação lateral dos blocos durante a movimentação provocada no 
processo de desmonte. (Daniel, 2000) 
Normalmente os furos para o desmonte de rocha a céu aberto serão verticais ou inclinados, de 
forma a se conservar a estabilidade do talude rochoso remanescente após a detonação. Os furos 
mais inclinados contribuem para um melhor arranque da rocha, reduzindo a formação de repés. 
Porém, o ângulo da inclinação não deve exceder 20º em relação à vertical. Quanto maior a 
inclinação do furo, menor será a velocidade de perfuração e maiores os riscos de desvios e 
acidentes com ferramentas de perfuração. (Geraldi, 2006) 
21 
 
 
Figura 5: Efeito da inclinação dos furos (inclinado e vertical) no perfil da bancada e a dispersão do material 
desmontado. 
Fonte: Correia (2011) 
3.7.7. Volumes de Escavação (VF e VT) 
O volume de rocha a ser desmontado por furo é determinado pela área da malha de perfuração 
(M) multiplicada pela altura da bancada. (Geraldi, 2011) 
VF = M x Hb 
 
VT= (Hb/cosα) x A x E 
 
O volume total de escavação será obtido multiplicando-se o valor de VF pelo número de furos 
desta detonação. 
VT = VF x número de furos 
 
3.8. Cálculo das cargas explosivas 
Existem também formas de calcular as cargas que irão encher o furo para posterior detonação. 
22 
 
3.8.1. Altura da carga do fundo (Hcf) 
A carga do 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 
explosivo (Hcc). A tendência, a depender dos resultados dos desmontes, é de reduzí-la cada vez 
mais para diminuir os custos com explosivos. (Silva, 2001) 
 
 
3.8.2. Altura de carga de coluna (Hcc) 
Carga de coluna é a carga acima do fundo, não precisa ser tão concentrada quanto a de fundo, já 
que a rocha desta região não é tão presa. A altura de carga de coluna é igual a altura total de carga 
de coluna (Hc) menos a altura da carga de fundo (Hcf). (Silva, 2008) 
Hcc = Hf – T–Hcf 
 
3.8.3. Carga total 
A carga total será a soma da carga do fundo e a de coluna. 
CT = Cf + Cc 
 
3.8. 4. Razão linear de carregamento (RLc) 
RLc = 
 
 
 
 
 
 
Onde: Diâmetro de explosivo (mm) 
 Densidade do explosivo 
 
3.8.5. Razão de carregamento (RC) 
RC = 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.8.6. Perfuração Específica (PE) 
É a relação entre a quantidade dos metros perfurados por furo e o volume de rocha por furo (V). 
Hcf = 0,3 x (Hf– ) 
23 
 
PE = 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.9. Princípios básicos de perfuração de rocha 
3.9.1. Perfuração de rocha 
A perfuração de rocha para fins de desmonte de maciços é uma das primeiras operações a se 
realizar. O objectivo consiste em abrir espaços, neste caso furos, com distribuição espacial 
adequada ao maciço, onde posteriormente se irá alojar explosivos e os acessórios facultando a 
detonação e a consequente fragmentação da rocha. (Cavadas, 2012) 
 
Os sistemas de perfuração de rochas são classificados de acordo com a sua aplicabilidade, deste 
modo podemos dividi-los de seguinte forma: 
 Mecânicos - que inclui os mecanismos de percussão, rotação e rotopercussão; 
 Térmicos - através da emissão de flúidos quentes e congelação; 
 Hidráulicos - que são normalmente jactos de água, promovendo a erosão e a cavitação; 
 Sónicos - promovem a vibração de alta frequência; 
 Químicos - por dissolução; 
 Electrónicos - normalmente por indução magnética; 
 Sísmico - por raio laser e; 
 Nucleares - por fusão e fissão. 
 
Como se pode constatar, existe um campo vasto de sistemas possíveis para a perfuração de 
rochas. No entanto, na indústria mineira de perfuração é realizada actualmente, e de uma forma 
geral, utilizando a energia mecânica. Este facto deve-se a vários factores, de ordem técnica, 
económica e de eficiência. 
As principais componentes destetipo de sistema mecânico de perfuração são as seguintes: 
 Equipamento de perfuração, que é a fonte de energia mecânica; 
 Varas, como meio de transmissão de energia mecânica; 
 Bits, que transformam esta energia mecânica em energia incidente sobre a rocha daí 
resultando a perfuração e; 
24 
 
 O meio que permite a evacuação dos detritos do furo produzido pela perfuração. Este 
meio de limpeza, pode ser um líquido, um gás ou simplesmente ar comprimido. 
3.9.2. Tipologias de perfuração para o desmonte de rocha com explosivos 
No que diz respeito aos trabalhos de perfuração para o efeito de desmonte de rocha, podem 
identificar-se duas modalidades principais: 
 Perfuração manual é realizada com equipamento ligeiro directamente manuseado pelos 
operadores. É utilizado em trabalhos de pequena dimensão e normalmente em locais de 
difícil acesso para equipamentos pesados. E também utilizado em situações onde não se 
justifica economicamente a aplicação de equipamentos pesados. (Cavadas, 2012) 
 Perfuração mecânica utiliza equipamentos de perfuração montados em veículo, 
mediante os quais os operadores facilmente os movimentam e controlam. Estes veículos 
podem ser sobre lagartos ou sobre pneus e permitem a perfuração a partir de uma posição 
cómoda para o operador. Os trabalhos de perfuração, nomeadamente os mecânicos 
dividem-se em várias categorias consoante o trabalho a executar. (Cavadas, 2012) 
3.9.3. Trabalho de perfuração em bancada 
O trabalho de perfuração em bancada é considerado o melhor método para desmonte de rocha, já 
que dispõe de uma frente livre para a projecção do material desmontado, permitindo desta forma 
uma sistematização dos trabalhos. É um método que se utiliza em desmontes a céu aberto e com 
os furos verticais ou levemente inclinados. (Cavadas, 2012) 
3.9.4. Aplicação da perfuração 
Os tipos de trabalhos, tanto em obras de superfície como subterrânea, podem classificar-se nos 
seguintes: Perfuração de banco, perfuração de produção, perfuração de chaminés (raises), 
perfuração de poços (shafts), perfuração de rochas com capeamento e reforço das rochas. (Valdir 
e Silva, 2011). 
3.9.5. Principais métodos de perfuração 
Segundo Valdir e Silva (2011), existem três principais métodos de perfuração para o desmonte de 
rochas com explosivos aplicados à mineração acéu aberto. 
 Perfuração rotativa com brocas tricônicas (Holler Bit); 
 Martelo da superfície (Top hammer - método rotopercussivo); 
25 
 
 Martelo de fundo de furo ou abaixo (Down The Hole - método rotopercussivo). 
3.10. Explosivos 
Entende-se por explosivos, um composto ou mistura de compostos, que quando iniciados por 
calor, impacto, fricção ou choque, tem capacidade de entrar numa rápida decomposição 
libertando enormes quantidades de calor e gás. (Hartman,1992) 
 
A aplicação de substâncias explosivas na escavação do maciço rochoso é feita através de 
diagrama de fogo, nos quais são ajustados os diversos parâmetros relativos ao dimensionamento 
das cargas explosivas a aplicar, no que diz respeito a sua qualidade e quantidade, no espaço 
(volume) e no tempo (temporizações). Os diagramas de fogo são concebidos para maciços 
rochosos mais resistentes, ou seja, aqueles que não permitem a escavação mecânica em tempo 
útil e a um custo aceitável, tornando-se assim recomendável a utilização de substâncias 
explosivas. (Bernardo, 2004) 
3.10.1. Emulsão bombeável 
São explosivos que preenchem totalmente o volume do furo, resultando em uma melhor 
distribuição e transmissão da energia para a rocha, eliminando os espaços anelares tomadores de 
energia. A facilidade na aplicação optimiza o ciclo de carregamento e reduz os custos com mão-
de-obra. Sua aplicação é feita por unidades móveis de bombeamento, camiões especiais. (Manual 
Britanite, 2010) 
 
Figura 6: Explosivo tipo emulsão bombeável. 
Fonte: Britanite (2012) 
 
26 
 
3.10.2. Emulsão encartuchada 
Explosivo encartuchado com alto poder de ruptura, alta resistência à água e grande potência de 
detonação. Ideal para aplicação em minerações subterrâneas, a céu aberto, desmonte subaquáticos 
e construção civil em geral. (Manual Britanite, 2010) 
 
Figura 7: Emulsão encartuchada. 
Fonte: EMEX (2013) 
 
3.10.3. Escolha do explosivo 
Segundo Ricardo e Catalani (2007), para que se possa escolher o tipo de explosivo certo, é 
necessário levar em consideração alguns factores, como: 
 Dureza da rocha (dura, media, branda); 
 Tipo de rocha (ígnea, metamórfica, sedimentar); 
 Natureza da rocha (homogênea fracturada); 
 Região a que se destina (carga de fundo, carga de coluna); 
 Diâmetro dos furos e; 
 Custo. 
3.11. Desmonte de rochas em minas a céu aberto 
3.11.1. Desmonte de rochas por explosivos 
De acordo com Persson (1993), o desmonte de rochas por explosivos é uma operação complexa 
que constitui uma das principais responsáveis pelos custos de lavra de uma mina, e pelos custos 
globais de mineração. A detonação busca um material com características granulométricas e 
volume que melhor favorecem as operações subsequentes, incluindo a britagem. Além destas 
27 
 
características principais, a detonação deverá produzir o mínimo de riscos e incómodos possíveis. 
Nas detonações próximas a áreas urbanizadas deverão ser tomadas precauções quanto a ruídos e 
nível de vibração do solo, ultralançamentos e condições de maciço remanescente. 
 
Segundo Geraldi (2011), tomados estes cuidados para a elaboração do projecto, parte-se então 
para a etapa de execução, em que para seu perfeito funcionamento, é necessário em campo a 
preparação das frentes livres de escavação. Estas frentes devem ser bem definidas para se obter 
os melhores resultados possíveis nas operações de perfuração, detonação, carga e transporte do 
material detonado. 
 
O melhor procedimento é dividir o perfil topográfico do maciço rochoso em praças de serviços, 
criando inicialmente duas ou mais frentes independentes de ataque. Partindo da cota mais alta do 
projecto, define-se o primeiro nível, e logo em seguida os demais serão implantados de forma 
descendente, mantendo o mesmo desnível entre as praças, sendo este de grande importância, uma 
vez que determina a profundidade dos furos para as escavações de rochas com explosivos. Os 
desníveis não devem ser muito altos, inseguros, pois poderão gerar problemas de natureza 
geotécnica e executiva nas etapas de carga e transporte que serão realizadas na praça inferior. 
(Geraldi, 2011) 
 
De acordo com Gerard (2006), temos presente na bancada, três superfícies características: 
a) Praça -superfície onde operam os equipamentos de carga e transporte; 
b) Face -superfície vertical ou inclinada com a horizontal (2:1 ou 3:1) de acordo com as 
condições geomecânicas do maciço em escavação (que determina a sua estabilidade) e também 
em função do plano de fogo a ser utilizado; e 
c) Topo -onde os equipamentos de perfuração abrem uma série de furos no maciço para 
detonação da próxima frente. 
 
Ainda Ricardo e Catalani (2007), afirmam que existem vantagens em se adoptar, em 
determinados casos, face inclinada para a bancada, pelas seguintes razões: 
 Redução da sobrefuracão no pé da bancada; 
 Economia de explosivo, reduzindo-se o consumo por metro cúbico escavado; e 
28 
 
 A face da bancada torna-se mais segura, talude inclinado, sempre mais seguro que o 
vertical. 
Por outro lado apresenta desvantagens como: 
 Maior possibilidade de ocorrerem desvios nas perfurações; 
 Necessários maiores cuidados no embocamento do furo, reduzindo a produção; e 
 Dificuldades na marcação da inclinação correcta do furo. Todos os furos devem 
apresentar a mesma inclinação, o que é muito difícilde se conseguir, e correndo variações 
no ângulo de perfuração e convergência dos furos, em vez do desejado paralelismo. 
 
As bancadas podem atingir altura de até 20m, porém normalmente é definido entre 8 e 15m, por 
motivos de segurança e operacionalidade das perfuratrizes. As praças e as estradas de acessos 
rodoviários devem ser projectadas de maneira correcta, atendendo as necessidades de tráfego e 
manobra dos equipamentos de carga e transporte. Normalmente, a largura mínima de uma praça 
em desmonte de bancadas deverá atender a seguinte relação; (Geraldi, 2011): 
L ˃ 3H (altura da bancada) 
Esta junção permite maior agilidade e desempenho dos equipamentos de perfuração, carga e 
transporte. Também se torna necessária a obtenção dos melhores resultados com a utilização de 
explosivos, a partir das frentes livres bem estabelecidas. 
Este procedimento denominado desmonte em bancadas são muito utilizadas em obras onde 
grandes volumes são escavados diariamente. É preciso estar sempre atento aos problemas de 
estabilidades das frentes durante e após os serviços de escavação. Na linha final de corte offset 
das frentes é recomendável que seja feito o desmonte escultural. (Geraldi, 2011) 
3.12. Custos de perfuração e desmonte 
Segundo Ricardo e Catalani (2007), por meio dos valores do consumo de explosivos e dos metros 
de perfuração por metro cúbico de rocha, determina-se o custo de perfuração e detonação, sendo 
a soma de ambos um índice suficiente para se analisar a conveniência económica do plano de 
fogo. 
 
 
 q * A + f * M 
 (16) 
29 
 
Onde: 
q Consumo de explosivos por de rocha no corte; 
A Custo de kg de explosivo; 
M Custo de m de perfuração de determinado diâmetro; e 
f Metros de perfuração por de rocha; 
 
Logo, ao menor valor de , corresponderá o plano de fogo de menor custo previsto. 
Se necessários, serão feitos ajustes, adaptações e correcções, de acordo com as observações dos 
resultados em campo nas primeiras detonações realizadas nas frentes de escavação. 
 
Richards (1997), afirma que a marcação dos furos na malha de perfuração por estacas ou similar 
tendem a ser danificada por circulação de veículos auxiliares, camiões de abastecimento, equipe 
de manutenção, levando ao erro na malha de perfuração planeada desta forma, existe 
consideráveis vantagens na alocação de furos por GPS sobre os métodos tradicionais. As 
principais são: 
 Redução significativa do tempo no levantamento de campo (levantamento topográfico, 
marcação física da malha); 
 Oportunidade de obter melhores dados para a determinação da malha do plano de fogo; 
 Maior precisão na execução dos furos e; 
 Oportunidade de transferir os dados dos furos directamente para o camião de explosivos. 
 
Segundo Texeira (2010), por razões limitativas da capacidade do balde do equipamento de carga 
ou de calibre de admissão ao britador primário torna-se necessário obter um calibre adequado e 
com a menor percentagem possível de fragmentos que necessitem de fragmentação secundária. 
Contudo, desvios ocasionais ao diagrama de fogo, não utilização de explosivo na parte superior 
da bancada e fracturas singulares do maciço rochoso, poderão ocasionar o aparecimento de 
alguns blocos maiores que terão de ser reduzidos forçosamente. 
 
Se ao fragmentar as rochas estéreis, o grau de fragmentação deve estar de acordo como autor 
acima referenciado com os equipamentos de carga que pretendemos utilizar, já no caso de se 
tratar do minério, o qual irá sofrer britagem posterior, terá de se processar de maneira a se obter a 
30 
 
fragmentação mais repuxada. A finalidade consistirá em optimizar em cada um dos casos o 
somátorio das quatro operações básico: fragmentação, carga, transporte e britagem. 
 
A fragmentação das rochas por meio de explosivos é uma técnica que exige um certo número de 
ensaios ‘in situ’ até que se atinja o seu melhor. Cada caso particular deverá ser estudado 
separadamente em função da extracção a realizar e da granulometria que se pretende obter sendo 
necessário determinar para tal: 
 O equipamento de perfuração; 
 O diâmetro e o espaçamento dos furos; 
 A sua inclinação e profundidade; 
 Os tipos de explosivos e; 
 A densidade de carga e o diagrama de fogo. De modo a obter o custo mais baixo por 
tonelada desmontada. 
 
A optimização de qualquer operação de desmonte com explosivos requer o conhecimento prévio 
do grau de fracturação natural no intuito de definir a compartimentação do maciço rochoso, ou 
seja de caracterização geológico-estrutural e geotécnica do maciço. (Rocha, 1981) 
 
Seccatore et.al (2011), afirmam que apesar dos custos com o desmonte primário ser reduzido 
quando se gera uma fragmentação grosseira, em uma pobre fragmentação conduz para as 
seguintes situações: 
 Aumento do desmonte secundário; 
 Diminuição da taxa de enchimento da caçamba de carga; 
 Aumento da dificuldade no transporte; 
 Aumento do consumo de energia na britagem e na moagem; 
 Aumento de vibrações e ruídos; 
 Situações de insegurança e desgaste dos equipamentos no momento de manuseio do 
material grosseiro e; 
 Baixa performances na britagem e na moagem. 
 
31 
 
Actualmente, as mineradoras estão dando maior atenção as possíveis compensações e 
considerações sobre o sistema de fragmentação mina-usina, estão sendo incluídas nas avaliações 
do projecto básico de desmonte. Nesse contexto, tanto engenheiros de mina quanto empresas de 
mineração devem ter um sólido conhecimento da teoria e da prática dos desmontes, 
independentemente se o projecto e sua implementação é realizada pela mineradora ou por 
empresas terciarizadas. (Hustrulid et.al, 2013) 
 
A fragmentação no desmonte em bancada pode ser influenciada por: 
 Estado de fraturação do maciço rochoso; 
 Características geomecânicas do maciço rochoso; 
 Carga específica; 
 Perfuração específica; 
 Tipo de diagrama de fogo; 
 Sequência de iniciação; 
 Inclinação da perfuração; 
 Qualidade da perfuração (desvios) e; 
 Dimensão do rebentamento. 
 
Deve-se sempre que possível aproveitar no máximo as características naturais do maciço rochoso 
(descontinuidades), para assim definir o sentido mais favorável ao desmonte para o tipo de 
material que se pretende obter. 
 
Segundo Silva (2009), a fragmentação pode ser melhorada nos seguintes aspectos: 
 Menor espaçamento e afastamento entre os furos; 
 Furos mais rasos ou melhor distribuição da carga dentro do furo; 
 Maior controlo e supervisão na perfuração; 
 Usos de maiores tempos de retardos e; 
 Uso de explosivos mais energéticos 
 
32 
 
Para realizar uma avaliação global de um desmonte de rocha, os seguintes aspectos devem ser 
analisados, Silva (2009): 
 Fragmentação e compactação da pilha da rocha desmontada; 
 Geometria da pilha, altura e deslocamento 
 Estado do maciço residual e piso do banco; 
 Presença de blocos na pilha de material e; 
 Vibrações, projecções dos fragmentos e ondas aérea produzida pelo desmonte 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
 
CAPÍTULOIV: METODOLOGIA DA INVESTIGAÇÃO 
4.1. Tipo de pesquisa 
Para esta pesquisa recorreu-se o método quantitativo e qualitativo, porque as duas metodologias 
são compatíveis e podem ser integradas no mesmo projecto. O primeiro passo a ser dado foi no 
sentido de identificar as variáveis específicas que possam ser importantes, para poder explicar as 
complexas características de um problema e por fim foi necessário o uso da abordagem 
qualitativa para melhor reconhecimento das situações ou dos problemas em causa. Minayo (1994) 
4.2. Técnicas de recolha de dados 
As técnicas usadas