Apostila Operações Mineiras

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DEPADEPARTARTAMENTO MENTO DE DE ENGENHARIA DE ENGENHARIA DE MINASMINAS
ESCOLA DE MINASESCOLA DE MINAS
UFOPUFOP
CURSO DE MIN 210 - CURSO DE MIN 210 - OPERAÇÕES MINEIROPERAÇÕES MINEIRASAS
PROFESSPROFESSOR VALDIR COSTA E SILVAOR VALDIR COSTA E SILVA
DEMINDEMIN
e-mail: al!i"#!emi$%&'()%*" e-mail: al!i"#!emi$%&'()%*" 
Ma"+(, 200%Ma"+(, 200%
1% PERFURAÇ.O DE ROCHA1% PERFURAÇ.O DE ROCHA
0
 
1%1 O/ETIVO1%1 O/ETIVO
 A perfuração das rochas, dentro do campo dos desmontes, é a primeira
operação que se realiza e tem como finalidade abrir uns furos com uma
distribuição e geometria adequada dentro dos maciços para alojar as cargas de
explosivos e acessórios iniciadores. A figura  mostra a evolução dos sistemas
de perfuração ao longo dos anos.
 Figura 1: Figura 1: A A evolução dos métodos e da velocidade de perevolução dos métodos e da velocidade de perfuração das rochasfuração das rochas
1%2 1%2 APLICAAPLICAÇÕES DA PERFURAÇ.ÇÕES DA PERFURAÇ.OO
1
 
!s tipos de trabalho, tanto em obras de superf"cie como subterr#neas, podem
classificar$se nos seguintes% perfuração perfuração de de banco, banco, perfuração perfuração de de produção,produção,
 perfuração perfuração de de chaminés (raiseschaminés (raises), perfuraçã), perfuração de o de poços poços (shafts), (shafts), perfuraçãoperfuração
de rochas com capeamento e reforço das rochasde rochas com capeamento e reforço das rochas%%
1% PRINCIPAIS MTODOS DE PERFURAÇ.O1% PRINCIPAIS MTODOS DE PERFURAÇ.O
&xistem tr's principais métodos de perfuração para o desmonte de rochas com
explosivos aplicados ( mineração%
• perfuração rotativa com brocas tric)nicas *+oller it-
• martelo de superf"cie */op$+ammer, método roto$percussivo-
• martelo de fundo de furo ou furo abaixo *0o1n the +ole, método roto$
percussivo-.
Pe"'&"a+3( )(" )e"4&553(:Pe"'&"a+3( )(" )e"4&553(:
 
/ambém conhecido por perfuração por martelo, é o método mais comum de
perfuração para a maioria das roc has, os martelos podem ser acionados a ar 
comprimido ou hidr2ulicos.
 A perfuração rotopercussiva é o sistema mais cl2ssico de perfuração e o seu
aparecimento coincide com o desenvolvimento industrial do século 343. As
primeiras m2quinas, protótipos de 5inger *676- e 8ouch *696-, utilizavam
vapor para o seu acionamento, mas foi com a aplicação posterior do ar 
comprimido como fonte de energia *6:- que este sistema evoluiu e
passou a ser utilizado de forma intensa *;imeno,<<9-.
 As perfuratrizes rotopercussivas geralmente exercem um papel menor quando
comparadas com
as m2quinas rotativas nas operaç=es mineiras a céu aberto. 5ua aplicação élimitada ( produção das pequenas minas, perfuração secund2ria, trabalhos de
desenvolvimento e desmonte controlado. >orém, o sistema de furo abaixo ou de
2
 
fundo de furo *do1n the hole- com di#metro de perfuração na faixa de ?@ mm
*:- a BB< mm *<- vem ganhado campo de aplicação nas rochas de alta
resist'ncia por propiciar maiores taxas de penetração quando comparadas com
o método rotativo.
&stas perfuratrizes possuem dois sistemas de acionamento b2sicos, rotação
e percussão.
&stas duas forças são transmitidas através da haste para a coroa de perfuração.
!s martelos podem ter acionamento pneum2tico ou hidr2ulico, e são localizados
na superf"cie sobre a lança da perfuratriz, conf orme figura B. ! surgimento dos
martelos hidr2ulicos na década de C@ deu novo impulso a este método de
perfuração, ampliando o seu campo de aplicação.
Fi6&"a 2 7 C(m)($e$8e5 *95i4(5 !( ma"8el( !e 5&)e"'4ieFi6&"a 2 7 C(m)($e$8e5 *95i4(5 !( ma"8el( !e 5&)e"'4ie
!s equipamentos roto$percussivos se classificam em dois grandes grupos,
segundo a posição do martelo%
• martelo de superf"cie */op$+ammer-
• martelo de fundo de furo *0o1n /he +ole-.
>or muitos anos estes equipamentos foram operados, exclusivamente, usando
martelos pneum2ticos. Dos Eltimos ? anos m2quinas hidr2ulicas t'm sido
introduzidas no mercado. ! alto custo de capital das perfuratrizes hidr2ulicas é
3
 
compensado por um menor custo operacional e maior produtividade quando
comparadas com m2quinas pneum2ticas *8rosbF, <<6-.
 A perfuração rotopercussiva se baseia na combinação das seguintes aç=es%
 Pe"4&553(:Pe"4&553(: os impactos produzidos pelas batidas do pistão do martelo
srcinam ondas de choque que se transmitem ( rocha.
 R(8a+3(:R(8a+3(: com este movimento se faz girar a broca para que se produzam
impactos sobre a rocha em diferentes posiç=es.
 P"e553( !e aa$+(:P"e553( !e aa$+(: para se manter em contato a ferramenta de perfuração
e a rocha, é exercida um pressão de avanço sobre a broca de perfuração.
 Fl&i!( !e lim)e;a:Fl&i!( !e lim)e;a: o fluido de limpeza permite extrair os detritos do fundo
do furo.
&m resumo, na perfuração percussiva o pistão transmite energia sobre a rocha
através da barra de percussão, das uni=es, da haste de perfuração e da broca.
! motor de rotação ao encontrar rocha nova, rompe os cortes em pedaços ainda
menores. ! ar comprimido efetua a limpeza dos furos e a refrigeração das
brocas.
Pe"'&"a8"iPe"'&"a8"i;e5 ;e5 P$e&m98i4a5P$e&m98i4a5
5egundo ;imeno *<<9-, um martelo acionado por ar comprimido consta de%
• um cilindro fechado com uma tampa dianteira que disp=e de uma abertura
axial onde é fixado o punho e as hastes de perfuração
• um pistão que com o seu movimento alternativo golpeia o punho de
perfuração, o qual transmite a onda de choque ( haste
• uma v2lvula que regula a passagem de ar comprimido em volume fixado e de
forma alternada para a parte anterior e posterior do pistão
• um mecanismo de rotação para girar a haste de perfuração
• um sistema de limpeza do furo que permite a passagem de ar pelo interior da
haste de perfuração e retirada dos detritos da rocha entre as paredes do furo
e a parte externa da haste.
4
 
. A profundidade m2xima alcançada por este sistema não supera os 7@ metros,
devido as perdas de energia na transmissão das ondas de choque do martelo
para a coroa. A cada haste adicionada na coluna de perfuração maior é a perda
de energia devido a reflexão da energia nas conex=es e luvas de perfuração.
 ! campo de aplicação das perfuratrizes pneum2ticas de martelo de superf"cie
est2 se reduzindo cada vez mais, devido ( baixa capacidade de perfuração em
rochas duras, ( profundidade *em torno de ? m-, ao di#metro de perfuração *de
?@ a @@ mm- e ao alto consumo de ar comprimido, aproximadamente, B,9
m7Gmin por cada cm de di#metro, além de apresentar alto desgaste das
ferramentas de perfuração% hastes, punhos, coroas, mangueiras etc., em função
da freqH'ncia de impacto e na forma de transmissão da onda de choque do
pistão de grande di#metro *5vedala Ieedrill, sd.-.
Pe"'&"a8"iPe"'&"a8"i;e5 ;e5 <i!"9&li4a5<i!"9&li4a5
Do final da década de :@ e in"cio da década de C@ houve um grande avanço
tecnológico na perfuração de rochas com o desenvolvimento dos martelos
hidr2ulicos.
Jma perfuratriz hidr2ulica consta basicamente dos mesmos elementosconstrutivos de uma pneum2tica. A diferença mais importante entre ambas é que
no lugar de se utilizar ar comprimido, gerado por um compressor acionado por 
um motor diesel ou elétrico, para o acionamento do motor de rotação e para
produzir o movimento alternativo do pistão do mar telo, utiliza$se um grupo de
bombas que acionam estes componentes.
 As raz=es pela qual as perfuratrizes hidr2ulicas possuem uma melhor tecnologia
sobre as pneum2ticas são as seguintes *8rosbF, <<6-%
• me$(" 4($5&m( !e e$e"6ia:me$(" 4($5&m( !e e$e"6ia: as perfuratrizes hidr2ulicas consumem apenas
G7 da energia, por metro perfurado, em comparação com os equipamentos
pneum2ticos
• me$(" me$(" !e56a58e !a *!e56a58e !a *"(4a !e "(4a !e )e"'&"a+3(=)e"'&"a+3(=
5
 
• mai(" el(4i!a!e !e )e$e8"a+3(:mai(" el(4i!a!e !e )e$e8"a+3(: a energia liberada em cada impacto do
martelo é superior a do martelopneum2tico, resultando em maiores taxas de
penetração
• mel<("e5 4($!i+>e5 am*ie$8ai5:mel<("e5 4($!i+>e5 am*ie$8ai5: a aus'ncia de exaustão de ar resulta em
menores n"veis de ru"do quando comparadas com perfuratrizes
pneum2ticas
• mmaiai(" (" 'l'le?e?i*i*ilili!i!a!a!e e $a $a ()()e"e"a+a+3(3(:: é poss"vel variar a pressão de
acionamento do sistema, a energia por impacto e a freqH'ncia de percussão
do martelo
• mai(" 'a4ili!a!e )a"a a a&8(ma+3(:mai(" 'a4ili!a!e )a"a a a&8(ma+3(: os equipamentos são muito mais aptos
para a automação das operaç=es, tais como a troca de haste e mecanismos
antitravamento da coluna de perfuração.
Ma"8el(5 !e F&$!( @D($ T<e H(le 7 DTHBMa"8el(5 !e F&$!( @D($ T<e H(le 7 DTHB
!s martelos de fundo de furo foram desenvolvidos na década de ?@ e,
srcinalmente, eram utilizados para aumentar a taxa de penetração em rochas
duras e muito duras. Deste método, o martelo e a broca de perfuração
permanecem sempre no fundo do furo, eliminando as perdas de energia ao
longo da coluna de perfuração.
 A principal aplicação deste método é a perfuração em rochas duras quando se
usa brocas de ?B a BB< mm *: a <-. >ara estes di#metros, os rolamentos das
brocas tric)nicas são demasiadamente pequenos para suportar grandes cargas
verticais *pressão de avanço-, o que se traduz em baixa taxa de penetração e
altos custos. &ste método possui as seguintes caracter"sticas%
• devido a posição do martelo e da broca evita a perda de energia ao longo
das hastes de perfuração
• necessita de moderada força de avanço *B?@ a ?@@ lbfGin de di#metro de bit-
em comparação com o método rotativo *7@@@ a C@@@ lbfGin-. &limina a
necessidade de hastes pesadas e altas press=es de avanço
6
 
• os impactos produzidos pelo pistão do martelo no fundo do furo podem
provocar o desmoronamento e travamento da coluna de perfuração em
rochas não consolidadas ou muito fraturadas
• requer menor torque de rotação e a velocidade de rotação *rpm- é muito
menor em comparação com o método rotativo. A faixa normal de operação é
de @ a :@ rpm
 
1% R(8a+3(T"i8&"a+3(1% R(8a+3(T"i8&"a+3( 
Koi inicialmente usada na perfuração de petróleo, porém, atualmente, é também
usada em furos para detonação, perfuração de chaminés verticais de ventilação
e abertura de tEneis. &sse método é recomendado em rochas com resist'ncia (
compressão de até ?@@@ bar.
Luando perfuramos por este método, usando brocas tric)nicas, a energia é
transmitida para a broca por um tubo, que gira e pressiona o bit contra a rocha.
!s bot=es de metal duro são pressionados na rocha, causando o fraturamento
desta, de acordo basicamente com o mesmo princ"pio da perfuração por 
percussão. A velocidade normal de rotação é de ?@ a <@ revGmin.
1% R(8a+3(C("8e1% R(8a+3(C("8e
&ste método é usado principalmente em rochas brandas com resist'ncia (
compressão de até ?@@ bar.
 A perfuração por rotação necessita de uma forte capacidade de empuxo na
broca e um mecanismo superior de rotação. A pressão aplicada e o torque
rompem e moem a rocha. Deste método a energia é transmitida ao cortador pelo
tubo de perfuração, que gira e pressiona o mesmo sobre a rocha. A 2rea de
corte da ferramenta exerce pressão sobre a rocha e as lascas são arrancadas.
 A relação entre a pressão necess2ria e a faixa de rotação, determina a
velocidade e a efici'ncia da perfuração%
7
 
a- a rocha branda requer menor pressão e rotação mais r2pida
b- a rocha dura necessita de alta pressão e rotação mais lenta.
 A velocidade de rotação é de B@ revGmin para um furo de @ mm e 7@@ revGmin
para furos de :@ mm de di#metro.
1% FONTES DE ENERGIA1% FONTES DE ENERGIA
 As fontes prim2rias de energia podem ser% motores diesel ou motores elétricos.
Das perfuratrizes com um di#metro de perfuração acima de < *B7@ mm- é
generalizado o emprego de energia elétrica a média tensão, alimentando a
perfuratriz com corrente alternada com cabos elétricos revestidos.
>orém, se a lavra é seletiva e h2 grande necessidade de deslocamento do
equipamento de perfuração, pode$se adotar m2quinas a motor diesel. As
perfuratrizes médias e pequenas, que são montadas sobre caminh=es, podem
ser acionadas por motores a diesel.
5egundo ;imeno *<<9-, uma divisão média da pot'ncia instalada nestas
unidades para os diferentes mecanismos é a seguinte%
♦ Movimento de elevação e translação% 6N
♦ Iotação% 6N
♦ Avanço% 7N
♦ Divelamento% BN
♦ Oimpeza dos detritos com ar comprimido% ?7N
♦ &quipamentos auxiliares% 7 N
♦ !utros% 7N.
Dota$se na distribuição de energia, acima, a grande import#ncia do ar e da
pot'ncia de rotação para o método rotativo.
!s equipamentos elétricos t'm um custo de @ a ?N mais baixo que os de
acionamento a diesel.
8
 
&stes Eltimos são selecionados quando a região da explotação não disp=e de
adequada infra$estrutura de suprimento de energia elétrica ou quando a
m2quina é montada sobre caminhão *;imeno, <<9-.
1% 1% SISTEMA SISTEMA DE ROTDE ROTAAÇ.OÇ.O
8om o objetivo de girar as hastes e a broca para efetuar a perfuração, as
perfuratrizes possuem um sistema de rotação montado, geralmente, sobre uma
unidade que desliza no mastro da perfuratriz. &sta unidade é geralmente
denominada de cabeça rotativa.
! sistema de rotação é constitu"do por um motor elétrico ou um sistema
hidr2ulico. ! primeiro é utilizado nas m2quinas de maior porte, pois aproveita a
grande facilidade de regulagem dos motores de corrente cont"nua, num intervalo
de @ a @@ rpm *;imeno, <<9-. ;2 o sistema hidr2ulico consiste de um circuito
hidr2ulico com bombas de pressão cont"nua, com um conversor, para variar a
velocidade de rotação do motor hidr2ulico.
 A figura 7 mostra os principais componentes de um sistema de perfuração
rotativa% ar comprimido, sistema de elevação e avanço, motor de rotação,
cabeça rotativa, haste, estabilizador e broca.
9
 
Figura 3: Principais componentes de um de um sistema de perfuração rotativo
Fonte: Jimeno, 1994.
1% 1% SISTESISTEMA MA DE ADE AVAVANÇO E ELEVAÇ.ONÇO E ELEVAÇ.O
>ara se obter uma boa velocidade de penetração na rocha é necess2rio a
aplicação de uma determina força de avanço, que depende, tanto da resist'ncia
da rocha, como do di#metro que se pretende utilizar. 8omo o peso da coluna de
perfuração *hastes, estabilizado r e broca- não é suficiente para se obter a carga
necess2ria, é preciso aplicar forças adicionais que são transmitidas
exclusivamente através de energia hidr2ulica.
&xistem basicamente quatro sistemas de avanço e elevação, que são%
• cremalheira e pinhão direto
• corrente direta
• cremalheira e pinhão com corrente
• cilindros hidr2ulicos.
10
Cabeça Rotativa
Ar Comprimido
HasteHaste
BrocaBroca
Sistema de Elevação e
Avaço
!otor de Rotação"
El#tri$o o% &idr'%li$o
EestabEilid EestabEilid 
adorador
Estabilizad Estabilizad 
or or 
 
Estabili(ador 
 bit
 
1% 1% PRINCIPAPRINCIPAIS CAIS CARACTERSTRACTERSTICAS DAICAS DAS /ROCAS S /ROCAS TRICJNICTRICJNICASAS
 As brocas tric)nicas são classificadas de acordo com o material dos dentes e
geometria do cone. !s dentes podem ser de face dura, cobertura endurecida ou
insertos de carboneto de tungst'nio. As brocas com dentes de face dura ou
cobertura endurecida são denominadas de brocas dentadas e as de insertos de
tungst'nio são denominadas de brocas de bot=es *Paranam Q Misra, <<6-.
Da perfuração rotativa, a broca ataca a rocha com a energia fornecida pela
m2quina ( haste de perfuração, que transmite a rotação e o peso de avanço
*carga- para a broca. ! mecanismo de avanço aplica uma carga acima de :?N
do peso da m2quina, forçando a broca em direção ( rocha. A broca quebra e
remove a rocha por uma ação de raspagem em rochas macias, esmagamento$
trituração$lasqueamento em rochas duras ou por uma combinação destas aç=es
*8rosbF, <<6-. A figura 9 ilustra este modelo de corte.
Figura4: Modelo fsico de penetração para o m!todo rotativo
Fonte: "aranam # Misra, 199$.
 As brocas tric)nicas consistem de tr's componentes principais% os cones, os
rolamentos e o corpo. !s cones são montados sobre os eixos dos rolamentos os
11
 
quais são partes integrantes do corpo da broca. !s elementos cortantes dos
cones consistem de linhas circunfer'nciais de dentes salientes *ex.% bot=es ou
dentes-.
1%1%10 10 CACARARACTCTERERSTSTICICAAS S DODOS S FUFUROROSS
!s furos são geralmente caracterizados por quatro par#metros% di#metro,
profundidade, retilinidade e estabilidade.
DiKme8"( !(5 '&"(5DiKme8"( !(5 '&"(5
! di#metro do furo depende da finalidade do mesmo. &m furos para
detonaç=es, h2 v2rios fatores que influem na escolha do di#metro, por exemplo,
o tamanho desejado dos fragmentos, após a detonação o tipo de explosivo a
ser utilizado, a vibração admiss"vel do terreno durante a detonação etc. &m
grandes pedreiras e outras mineraç=es a céu aberto, furos de grande di#metro
apresentam menores custos de perfuração e detonação por m 7 ou tonelada de
rocha escavada. Das minas subterr#neas, as dimens=es dos equipamentos de
perfuração são determinadas pelo método de lavra adotado. &m trabalhos
menores, o di#metro do furo pode também ser determinado pelo tamanho do
equipamento dispon"vel para perfuração, carregamento e transporte.
 A eleição do di#metro dos furos depende, também, da produção hor2ria, do
ritmo da escavação e da resist'ncia da rocha. A figura ? mostra a relação entre
os di#metros e o nEmero de furos, porte dos equipamentos de escavação, altura
da pilha e granulometria dos fragmentos rochosos após a detonação.
12
 
 
Figura 5: Figura 5: Influência do diâmetrInfluência do diâmetro no n. de furos! na fragmentação no n. de furos! na fragmentação da rocha!o da rocha!
 na na altura altura da da pilha pilha e e no no porte porte do do e"uipamento e"uipamento de de carregamento.carregamento.
 A figura : mostra a relação entre o di#metro de perfuração e a seção do tEnel
ou galeria e o tipo de equipamento de perfuração.
Figura #: Figura #: Influência dInfluência do diâmetro o diâmetro da perfuraçãoda perfuração
 no no tamanho tamanho da da seção seção da da galeriagaleria
P"('&$!i!a!e !(5 '&"(5P"('&$!i!a!e !(5 '&"(5
13
 
 A profundidade do furo determina a escolha do equipamento de perfuração. &m
espaços confinados somente ferramentas de perfuração curtas poderão ser 
usadas.
Do caso de maiores profundidades *?@ a C@ m ou mais- utiliza$se perfuração de
fundo de furo, ao invés de martelo de superf"cie, j2 que o método de fundo de
furo proporciona mais efici'ncia de transmissão energética e remoção dos
cavacos de rocha a essa profundidade. Luando utilizamos martelos 0/+ a
energia é em princ"pio transmitida da mesma forma com a vantagem de que o
pistão da perfuratriz trabalha diretamente sobre a broca.
Re8ili$i!a!e !( '&"(Re8ili$i!a!e !( '&"(
 A retilinidade de uma perfuração varia, dependendo do tipo e natureza da rocha,
do di#metro e da profundidade do fur o, do método e das condiç=es do
equipamento utilizado, da experi'ncia do operador. Da perfuração horizontal ou
inclinada, o peso da coluna de perfuração pode conc orrer para o desvio do
furo. Ao perfurar furos profundos para detonação, o furo deve ser tão reto
quanto poss"vel para que os explosivos, sejam distribu"dos corretamente, para
se obter o resultado desejado.
>ara compensar o desvio dos furos (s vezes é necess2rio furar com menor 
espaçamento o que resulta em maior custo. Jm problema particular causado por 
um furo com desvio é a possibilidade de encontrar$se com um outro j2
perfurado, causando a detonação de cargas por Rsimpatia. A probabilidade do
equipamento se prender é grande e a detonação não pode ser executada
adequadamente.
 Além do desvio do furo propriamente dito, o alinhamento pode ser afetado pelo
desalinhamento da lança e pelo cuidado durante o emboque do furo.
E58a*ili!a!e !( '&"(E58a*ili!a!e !( '&"(
14
 
!utra necessidade em perfuração é que o furo permaneça Raberto enquanto
estiver sendo utilizado para carregamento de explosivos. &m certas condiç=es,
por exemplo, quando a perfuração é em material Rsolto ou rocha *que tendem a
desmoronar e tapar o furo-, torna$se essencial estabilizar$se o furo com tubos
ou mangueiras de revestimentos.
1%11 1%11 PERFURAÇ.O PERFURAÇ.O VERTICAL  INCLINVERTICAL  INCLINADAADA
Principais vantagens da perfuração inclinadaPrincipais vantagens da perfuração inclinada
 melhor fragmentação
 diminuição dos problemas de repé devido ao melhor aproveitamento das
ondas de
 choque na parte cr"tica do furo *linha de greide, pé da bancada-
 maior lançamento
 permite maior malha
 permite redução da Iazão de 8arregamento que pode ser obtida pelo uso de
 explosivos de menor densidade
 maior estabilidade da face da bancada
 menor ultra$arranque.
Principais desvantagens da perfuração inclinadaPrincipais desvantagens da perfuração inclinada
 menor produtividade da perfuratriz
 maior desgaste de brocas, hastes e estabilizadores
 maior custo de perfuração
 maior comprimento de furo para uma determinada altura da bancada
 maior risco de ultralançamentos dos fragmentos rochosos.
1%12 1%12 MALHAS MALHAS DE DE PERFURAÇ.OPERFURAÇ.O
15
 
 A geometria das malhas de perfuração pode ser quadrada, retangular,
estagiada, tri#ngulo eqHil2tero ou malha alongada%
 %
 &
 
a' mal(a )uadrada *' mal(a retangular
c' mal(a estagiada +p! de galin(a'
MaMal<l<a5 a5 &&a!a!"a"a!a!a5 5 (& (& "e"e8a8a$6$6&l&la"a"e5e5:: devido a sua geometria é de f2cil
perfuração *menor tempo de locomoção de furo a furo-.
MalMal<a5 <a5 e58e58a6ia6ia!a5a!a5:: devido a geometria de furos alternados dificulta aperfuração *maior tempo de locomoção furo a furo-, porém possui melhor 
distribuição do explosivo no maciço rochoso.
Mal<a T"iK$6&l( Eil98e"(:Mal<a T"iK$6&l( Eil98e"(: são malhas estagiadas com a relação &GA S ,?.
5ão indicadas para rochas compactas e duras. >ossuem ótima distribuição da
energia do explosivo na 2rea de influencia do furo, maximizando a
fragmentação. ! centro do tri#ngulo eqHil2tero, o ponto mais cr"tico para
fragmentação, recebe igual influ'ncia dos tr's furos circundantes.
Mal<a5 al($6a!a5: :Mal<a5 al($6a!a5: : 8onforme a relação &GA as malhas podem assumir v2rias
configuraç=es. As malhas alongadas possuem elevada relação &GA, geralmenteacima de ,C?. 5ão indicados para rochas fri2veisGmacias aumentando o
lançamento por possu"rem menor afastamentos.
16
 
1%1 1%1 SELEÇ.O SELEÇ.O DOS DOS DIFERENTES DIFERENTES TIPOS TIPOS DE DE PERFURAPERFURATRIESTRIES
 A tabela  apresenta um resumo dos fatores que devem ser avaliados durante o
processo de sele ção do método e equipamento de perfuração. 0urante oprocesso de seleção do método e do equipamento de perfuração é necess2rio
discutir e adequar estes fatores (s caracter"sticas da jazida ou mina, de forma a
se fazer a melhor escolha.
a*ela 1 - Fatores para seleção dos diferentes tipos de perfuratries. Fonte: Moraes, 2001 
1%11%1  CCLCULLCULO DO DOS OS COMCOMPONPONENTENTES ES DA DA PERPERFURFURAATTRIRI
17
FaFa88("("e5e5 Pe"Pe" ''&"&"a8a8""i; i; ""(8(8a8a8iiaa PePe"'"'&"&"a8a8""i; i; !e !e mama"8"8el( el( !e !e 55&)&)e"e":4:4ieie Pe"Pe" ''&"&"a8a8""i; i; !!e me ma"a" 88elel( ( !!e 'e '&$&$!( !( !e !e ''&&"("(
 0i#metro do furo,
mm
:? a BB6 em rocha macia
a média B?@ a 97B em
todas formaç=es, inclu"ndo
muito dura.
76 a BC. ?B a BB6 em formaç=es média a muitodura di#metros menores em furos longos.
/ipo de rocha Kormaç=es na faixa demacia a muito dura. Média a muito dura.
Media a muito dura. Iestriç=es em rochas
muito fraturadas.
>rofundidade
m2xima do furo, m Maior que :@ m. Menor que B@ m. Maior que :@ m.
Tolume de ar
requerido
Urandes vaz=es para se ter
uma limpeza eficientedo
furo.
! ar tem dupla função% limpeza do furo
e acionamento do martelo. Dão pode
usar press=es tão altas como no
martelo de fundo. M2quinas hidr2ulicas
reduzem bastante o consumo de ar.
 A taxa de penetração aumenta com o
aumento da pressão de ar, mas o volume de
ar requerido também.
 Avanço *pulldo1n-
requerido
aixo em formaç=es
macias a muito alto em
rochas duras.
 Altas taxas de penetração podem ser
alcançadas com menores press=es de
avanço.
oa penetração com menos c arga de
avanço.
Telocidade de
rotação, rpm
Iequer alta velocidade em
rocha macia e velocidades
mais baixas em rocha
dura.
Iotação para o bit é aproximadamente
de @@ a B@ rpm para furos de :9 mm,
em rocha macia em rocha dura, C? a
@@ rpm para furos de :9 mm e 9@ a ?@
rpm para furos de BC mm.
!pera com menores velocidades de rotação%
7@ a ?@ rpm para rocha macia B@ a 9@ para
rochas intermedi2rias e @ a 7@ rpm para
rochas duras.
/axa de penetração
 Aumenta com o aumento
do di#metro da broca
diminui com o aumento da
resist'ncia da rocha.
/axas iniciais mais altas que o método
de martelo de fundo. /axa cai com
cada haste adicionada. /axa decresce
com o aumento do di#metro.
/axas relativamente constantes ao longo do
furo. Maiores taxas em rochas duras, na
faixa de di#metro de ?B mm a BB6 mm,
comparando$se com o método rotativo.
D"veis de ru"do Ueralmente baixo.
Iu"do é cr"tico% imacto do martelo e ar
comprimido. M2quinas hidr2ulicas
possuem menor n"vel de ru"do.
D"vel de ru"do é mais baixo que o método de
martelo de superf"cie. Iu"do é dissipado
dentro do furo.
 
a' NQme"( !e '&"(5 )(" !ia @NNQme"( !e '&"(5 )(" !ia @N' ' B B
 
d f 
 F N x H x E x A
VA N =
sendo%
TA S volume anual *m7- A S afastamento *m- & S espaçamento *m-
+f   comprimento do furo *m- Dd S dias trabalhados por ano.
*B P"('&$*B P"('&$!i!a!e T(!i!a!e T(8al )e"'&"a!( )(" 8al )e"'&"a!( )(" a$( a$( @PTB@PTB
 PT PT   NN ' ' ? ? HH' ' ? ? NN!! @mB@mB
sendo%
Df S nEmero de furos por dia +f S comprimento do furo *m-
Dd S dias trabalhados durante o ano.
c' Me8"(5 !i9"i(5 )e"'&"a!(5 )(" Me8"(5 !i9"i(5 )e"'&"a!(5 )(" &ma )e"'&"a8"i; @MPB&ma )e"'&"a8"i; @MPB
 MP MP   NH NH ? ? TP TP ? ? DM DM ? ? RMO RMO ? ? UU
sendo%
D+ S nEmero de horasGdia trabalhado por uma perfuratriz
/> S taxa de penetração *mGh-
0M S disponibilidade mec#nica da perfuratriz *N-
IM! S rendimento da mão$de$obra *N-
J S utilização do equipamento *N-.
d' NQme"( !e )e"'&"a8"i;e5 $e4e559"ia5 @NPBNQme"( !e )e"'&"a8"i;e5 $e4e559"ia5 @NPB
 MP x N 
 P NP 
d 
T =
18
 
&xemplo
 
Jma mineração pretende produzir anualmente .@@@.@@@ m 7 de hematita. 5eu
desmonte de rocha apresenta as seguintes caracter"sticas%
$ Malha de perfuração% Afastamento *A- S B,? m &spaçamento S ?,@ m Altura do
banco S @ m 4nclinação dos furos S @° 0i#metro da perfuração S 9 *@B mm-
/axa de penetração da perfuratriz% 9@ mGh$ 0isponibilidade mec#nica do equipamento% 6?N
$ Iendimento da mão de obra% 6@N
$ Jtilização do equipamento % 6@N
$ 0ias de trabalho no ano% 7:?
$ +oras trabalhadas por dia% 6 h
$ 8omprimento das hastes% 7 m.
 A vida Etil média dos componentes é a seguinte%
$ bits *coroas- % B.?@@ m
$ punho % B.?@@ m
$ haste e luvas % .?@@ m
 
8alcular o nEmero de perfuratrizes necess2rias para executar a perfuração, e os
componentes gastos anualmente *hastes, luvas, punhos e coroas-.
a' NQme"( !e '&"(5 )(" !ia @NNQme"( !e '&"(5 )(" !ia @N' ' B B
 N VA A x E x H x x x x F f = = =365
1000000
25 5 10 365
22
) )
*
*B P"('&$*B P"('&$!i!a!e T(!i!a!e T(8al )e"'&"a!( )(" 8al )e"'&"a!( )(" a$( a$( @PTB@PTB
 PT PT   NN ' ' ? ? HH' ' ? ? NN!!  BB x @ x 7:? S 6@.7@@ m
c' Me8"(5 !i9"i(5 )e"'&"a!(5 )(" Me8"(5 !i9"i(5 )e"'&"a!(5 )(" &ma )e"'&"a8"i; @MPB&ma )e"'&"a8"i; @MPB
19
 
 MP MP   NH NH ? ? TP TP ? ? DM DM ? ? RMO RMO ? ? UU S 6 x 9@ x @,6? x @,6 x @,6 S C9,@6 m
e' NQme"( !e )e"'&"a8"i;e5 $e4e559"ia5 @NPBNQme"( !e )e"'&"a8"i;e5 $e4e559"ia5 @NPB
 NP P x MP x
T 
= = =
365
80300
365 174 08 1 26
)
* * 
OO**55%%:: Matematicamente o c2lculo aponta, aproximadamente, para a
necessidade de duas perfuratrizes. &ntretanto, a escolha correta ser2 de uma só
perfuratriz, pois basta aum entarmos o nEmero de horas trabalhadas por dia
para obtermos a produçã o di2ria desej ada. !utra possibilidade seri a a de
perfurar com uma maior taxa de penetração.
eB Rela+3( e$8"e eB Rela+3( e$8"e me8"(5 !e <a58e me8"(5 !e <a58e e me8"( e me8"( !e '&"( !e '&"( @B@B
 K K H H C C C C xx
 f f 
=
+
=
+
=
2
10 3
2 3
2 17*
'B 'B NQme"( NQme"( !e <a58e5 !e <a58e5 @N@NHHB e l&a5 @NB e l&a5 @NLLBB
 N e N P x K vida util 
 x
 H 
T 
= = =
80300 217
1500
116
) *
6B 6B NQme"( NQme"( !e )&$!e )&$<(5 @N<(5 @NPPBB
 N P vida util P 
T 
= = =
80300
2500
32
)
)
<B <B NQme"( NQme"( !e 4("(a5 !e 4("(a5 @N@N//BB
20
 
 322500
300)80
%tilvida
+ , -C ===
1%11%1  CCLCULLCULO O DO DO CUSCUSTO TO TOTOTATAL L DA DA PERPERFURFURAAÇ.Ç.OO
C&58( TC&58( T(8al !a (8al !a Pe"'&"a+3(m Pe"'&"a+3(m @CTPB@CTPB
Jma relativamente simples, mas bastante interessante an2lise, foi recentemente
apresentada por Iobert V. /homas, da aWer +ughes Mining /ools 4nc., que
pode ser assim enunciada%
CTP CTP A A M M 
 ! !
VP VP = +
sendo%
 A S custo da ferramenta de perfuração *brocas e cortadores-
M S vida Etil da ferramenta em metros
0 S custo hor2rio da perfuratriz *custo de propriedade e custo operativo-
T> S velocidade de penetração *mGh-.
! exemplo a seguir evidencia que a soma expedida na aquisição de uma broca
com uma maior velocidade de penetração, aumenta os dividendos, pois o custo
total de perfuração ser2 reduzido e a produção aumentar2.
Eemplo do !"P Eemplo do !"P 
Jma perfuratriz trabalha em uma mina de cobre a céu aberto, com uma broca de
di#metro de B¼. 8onsiderando os seguintes dados%
21
 
$ Telocidade de penetração da broca normal% B?,@ mGh
$ 8usto da broca normal% J5X ?.7?:
$ Telocidade de penetração da broca especial 3>% BC,? mGh
$ 8usto da broca especial 3>% J5X :.:<
$ Tida Etil da broca% 7.@@@ m
Broca normal#Broca normal#
CTP "# $
"# %
$ % "# $= + =
. . ))
))
. . //
// . . * * //
53565356
30003000
450450
2525 19 19 785785
Broca especial $P#Broca especial $P#
CTP "# $
"# %
$ % "# $= + =
. . ))
))
. . //
* * // . . * * //
61696169
30003000
450450
27 527 5 18 18 420420
0iferença de custo% J5X ,7:?Gm *:,<N-
Telocidade de penetração da I!8A D!IMAO S B?,@ mGh
Telocidade de penetração da I!8A &5>&84AO 3> S BC,? mGh
4D8I&M&D/! 0& >I!0J/4T40A0& S B,? mGh
@10B@10B
Jm acréscimo de apenas @N na velocidade de perfuração representa uma
economia de J5X 9@<.?@@,@@ por ano, em um programa de perfuração de
7@@.@@@ m, isto é% *J5X ,7:?Gm x 7@@.@@@ m S US 0%00,00US 0%00,00-.
22
 
/. P0P02&%& & &5&67 & &8P52
2%1 INTRODUÇ.O2%1 INTRODUÇ.O
>aralelamente ( evolução dos métodos de lavra, os explosivos v'm sofrendo,
desde os anos 9@, um acentuado desenvolvimento tecnológico, objetivando
alcançar os seguintes resultados% uma melhor fragmentação das rochas, maior 
segurança no manuseio, maior resist'ncia ( 2gua, menor custo por unidade derocha desmontada.
2%2 EPLOSIVOS2%2 EPLOSIVOS
De'i$i+3(De'i$i+3(
&xplosivos são subst#ncias ou misturas, em qualquer estado f"sico, que, quando
submetidos a uma causa térmica ou mec#nica suficientemente enérgica *calor,
atrito, impacto etc.- se transformam, total ou parcialmente, em gases, em um
intervalo de tempo muito curto, desprendendo consider2vel quantidade de calor.
I$6"e!ie$8e5 !e &m e?)l(5i(I$6"e!ie$8e5 !e &m e?)l(5i(
*a- Explosivo básico *ou explosivobase- é um sólido ou l"quido que, submetido a
uma aplicação suficiente de calor ou choque, desenvolve uma reação
exotérmica extremamente r2pida e transforma$se em gases a altas
temperaturas e press=es. &xemplo t"pico de explosivos b2sico é a
nitroglicerina 8 7+?!<D7, descoberta em 69: pelo qu"mico italiano Ascanio
5obrera.
b Os combustíveis e oxidantes são adicionados ao explosivo b2sico para
favorecer o balanço de oxig'nio na reação qu"mica de detonação. !
combust"vel *óleo diesel, serragem , carvão em pó, parafina, sabugo de
milho, palha de arroz etc.- combina com o excesso de oxig'nio da mistura
explosiva, de forma que previne a formação de D! e D! B o agente oxidante
*nitrato de am)nio, nitrato de c2lcio, nitrato de pot2ssio, nitrato de sódio etc.-
assegura a completa oxidação do carbono, prevenindo a formação de 8!. A
formação de D!, D! B e 8! é indesej2vel, pois além de altamente tóxicos
23
 
para o ser humano, especialmente em trabalhos subterr#neos, esses gases
reduzem a temperatura da reação Rladr=es de calor e conseqHentemente,
diminuem o potencial energético e a efici'ncia do explosivo.
$ os antiácidos geralmente são adicionados para incrementar a estabilidade do
produto ( estocagem, exemplo% carbonato de c2lcio, óxido de zinco.
d os depressores de chama *cloreto de sódio- normalmente são utilizados
para minimizar as possibilidades de fogo na atmosfera da mina,
principalmente nas minas onde ocorre a presença do g2s metano *grisu-.
*e- os agentes controladores de densidade e sensibilidade dividem$se em%
qu"micos *nitrito de sódio, 2cido n"trico- e mec#nicos *micro esferas de
vidro-. Do controle do p+ do explosivo utilizam$se a cal e o 2cido n"trico.
*f- os agentes cruzadores *cross linking - são utilizados juntamente com a goma
guar para dar uma forma de gel nas lamas e evitar a migração dos agentes
controladores da densidade. &xemplo% dicromato de sódio.
2% 2% PROPRIEDADES PROPRIEDADES DOS DOS EPLOSIVOSEPLOSIVOS
De$5i!a!e !e &m e?)l(5i(De$5i!a!e !e &m e?)l(5i(
0ensidade é a relação entre a massa e o volume dessa massa, medida em
gGcm7. A densidade dos explos ivos comerciais varia de @,: a ,9? gGcm 7. A
densidade dos explosivos é um fator importante para a escolha do explosivo. !s
explosivos com densidade inferior ou igual a  não devem ser utilizados em
furos contendo 2gua, para evitar que os mesmos bóiem. >ara detonaç=es
dif"ceis, em que uma fina fragmentação é desejada, recomenda$se um explosivo
denso. >ara rochas fragmentadas Rin situ, ou onde não é requerida uma
fragmentação demasiada, um explosivo pouco denso ser2 suficiente.
E$e"6ia !e &m e?)l(5i(E$e"6ia !e &m e?)l(5i(
24
 
 A finalidade da aplicação de um explosivo em um desmonte é gerar trabalho Etil.
 A energia liberada pelo explosivo em um furo é utilizada da seguinte forma%
pulverização da rocha nas paredes do furo, rompimento da rocha, produção de
calor e luz, movimento da rocha, vibração do terreno e sobrepressão
atmosférica.
Do passado, a energia de um explosivo era medida em função da porcentagem
de nitroglicerina *DU- contida no mesmo. Jm explosivo que possu"a :@N de
*DU- em peso era qualificado como tendo força de :@N. Acontece que os
modernos explosivos, especialmente os agentes detonantes, não possuem DU
nas suas formulaç=es, da" a necessidade de se estabelecer um novo padrão de
comparação. Da atualidade, os seguintes conceitos são utilizados%
- RS - - RS - Rela8Rela8ie ei6<ie ei6<8 8 S8"eS8"e$68< @E$e"6$68< @E$e"6ia ia "ela"ela8ia )(" 8ia )(" ma55aBma55aB:: é a energia
dispon"vel por massa de um explosivo x, comparada com a energia dispon"vel
por igual massa de um explosivo tomado como padrão. Dormalmente o ADK! é
tomado como o explosivo padrão. ! c2lculo do IV5 é feito através da seguinte
expressão%
 &'# 
 ETx
 ET(= 
onde% &/x e &/p são as energias termoqu"micas do explosivo x e padrão,
respectivamente.
Eemplo %Eemplo % % 8onsidere como o explosivo padrão, o ADK! que apresenta as
seguintes propriedades% densidade S @,6? gGcm 7 &nergia termoqu"mica S <@@
calGg.
82lculo da &nergia Ielativa por Massa *IV5- do explosivo emulsão que
apresenta as seguintes propriedades% densidade S ,? gGcm 7 &nergia
termoqu"mica S 6?@ calGg.
//$al$al900900
//$al$al850850
E-pE-p
E-E-
RRSS ==
25
 
IV5 S @,<99 ou IV5 S <9,9. Jma unidade de massa da emulsão possui
?,: N a menos de energia quando comparada com a mesma unidade de massa
do ADK!.
- R/S - Rela8ie /&lW S8"e$68< @E$e"6ia "ela8ia )(" (l&meB:- R/S - Rela8ie /&lW S8"e$68< @E$e"6ia "ela8ia )(" (l&meB: é a energia
dispon"vel por volume de um explosivo x, comparada com a energia dispon"vel
por igual volume de um explosivo tomado como padrão. 4sto é%
 &)# ETx ET( x
 x
 ( &'# x
 x
 (= =
 ρ 
 ρ 
 ρ 
 ρ 
 
onde% ρx e ρp são as densidades do explosivo x e p, respectivamente.
Exemplo 2 % Jtilizando os dados do exemplo anterior c2lc ulo da &nergia
Ielativa por Tolume *I5-%
3
3
$m/85*0
$m/15*1
/$al900
/$al850
 p

E-p
E-RS =ρ
ρ=
I5 S ,B6 ou I5 S B6. Jma unidade de volume da emulsão possui B6N
a mais de energia quando comparada com a mesma unidade de volume do ADK!.
/ala$+( !e /ala$+( !e O?i6X$i( !e O?i6X$i( !e &m &m e?)l(5i( e?)l(5i( e e E$e"6ia E$e"6ia !e e?)l(53( !e e?)l(53( @H@H' ' BB
 
 A maioria dos ingredientes dos explosivos e composto de oxig'nio, nitrog'nio,
hidrog'nio e carbono. >ara misturas explosivas, a liberação de energia é
otimizada quando o balanço de oxig'nio é zero. alanço zero de oxig'nio é
definido como o ponto no qual uma mistura tem suficiente oxig'nio para oxidar 
completamente todos os combust"veis *óleo diesel, serragem, carvão, palha de
arroz etc.- presentes na reação, mas não contém excesso de oxig'nio que
possa reagir com o nitrog'nio na mistura para formação de D! e D! B e nem a
falta de oxig'nio que possa gerar o 8!, pois além de altamente tóxicos para o
ser humano, esses gases reduzem a temperatura da reação e,
conseqHentemente, diminuem o potencial energético e a efici'ncia do explosivo.
26
 
/eoricamente, os gases produzidos na detonação a balanço zero de oxig'nio
são% 8!B, +B! e DB e na realidade pequenas quantidades de D!, 8!, D+ B,
8+9 e outros gases.
8omo exemplo, considere a mistura ideal do nitrato de am)nio *DB+9@7- com o
óleo diesel *8+ B-%
DB+9@7 Y 8+B → 8!B Y +B! Y DB
 TaTa*ela 2 - C9l4&l( *ela 2 - C9l4&l( !a $e4e55i!a!e !e (?i6X$i( )a"a e&ili*"!a $e4e55i!a!e !e (?i6X$i( )a"a e&ili*"a" a e&a+3(%a" a e&a+3(%
8omposto Kórmula >rodutos desejados
na reação
Decessidade *$- ou
excesso *Y- de oxig'nio
Ditrato de
am)nio
Zleo diesel
DB+9@7
8+B
DB, B+B!
8!B, +B!
Y 7 $ B S Y 
$ B $  S $ 7
Decessidades de oxig'nio% $7
! resultado é uma defici'ncia de 7 2tomos de oxig'nio por unidade de 8+ B.
0esde que cada molécula do nitrato de am)nio apresenta excesso de um
2tomo de oxig'nio, 7 unidades de nitrato de am)nio são necess2rias para o
balanço de cada unidade de óleo diesel na mistura de ADGK!.
&quilibrando a equação%
7DB+9@7 Y 8+B → 8!B Y C+B! Y 7DB
82lculo das percentagens de DB+9@7, 8+B por massa de mistura de ADGK!%
Jsando as massas moleculares da tabel a 7, podemos calcular a soma das
massas moleculares dos produtos a partir das massas at)micas% Al S BC 8 S
B ! S : + S  D S 9.
TaTa*ela  - *ela  - C9l4&l( !a 5(ma !a C9l4&l( !a 5(ma !a ma55a m(le4&la"ma55a m(le4&la"
!(5 )"(!&8(5 !a "ea+3(%!(5 )"(!&8(5 !a "ea+3(%
 8omposição Massa molecular *g-
 7DB+9@7 7 x 6@ S B9@ 8+B 9
 /otal B?9
27
 
 A percentagem do nitrato de am)nio na mistura, ser2%
*B9@ % B?9- x @@N S ,, 
&ntão sabemos que B9@ g de nitrato de am)nio reagem com 9 g de carbono
quando o balanço é perfeito, quer dizer, o óleo deve representar, em massa%
*9 % B?9- x @@N S ,,
Cal(" !e Cal(" !e F("ma+3((& F("ma+3( (& E$e"6ia !e E$e"6ia !e E?)l(53( E?)l(53( @H@H' ' BB
>or definição, a ener gia da explosão *+ f - é a dif erença entre o cal or de
formação dos produtos *+p- e o calor de formação dos reagentes *+ r -, isto é%
HH' '   HH)) - - HH" " 
Jtilizando os valores da entalpia da tabela 9, teremos%
TaTa*ela  - *ela  - E$8al)ia !e F("ma+3( )a"E$8al)ia !e F("ma+3( )a"a !i'e"e$8e5 4(m)(58(5a !i'e"e$8e5 4(m)(58(5
 C(m)(58( C(m)(58( HH ' ' @W4alm(lB @W4alm(lB
DB+9!7 *nitrato de am)nio- $6C,7@
 +B@ $?C,6@
 8!B $<9,@
8+B *óleo diesel- $ C,@@
8! $B:,9@
D @
 D! Y B,:@
28
 
 D!B Y 6,@
 AlB!7 *alumina- $7<<,@@ 
+p S $<9,@ Y C*$?C,6@- Y 7*@- ⇒ +p S $9<6,C Wcal
+p S 7*$6C,7@- $ C ⇒ +p S $B:6,< Wcal
+f S +p $ +r S $9<6,C Wcal $ *$B:6,<- Wcal S $BB<,6 Wcal
/ransformando para calGg%
$BB<,6 x @@@ G B?9 g ⇒ H'  H'  - 0 - 0 4al64al6
VeVel(4i!a!e e P"l(4i!a!e e P"e553( !e e553( !e !e8($a+3( !e &m !e8($a+3( !e &m e?)l(5i(e?)l(5i(
 A velocidade de detonação de um explosivo *T!0- é o "ndice mais importante
do desempenho do mesmo, desde que a pressão de detonação de um explosivo
é diretamente proporci onal ao quadrado da velocidade de detonação, conforme
a expressão abaixo. Jma maneira de avaliar o desempenho de um explosivo é
pela comparação da pressão produzida no furo durante a detonação. 8aso a
pressão produzida no furo durante a detonação não supere a resist'ncia
din#mica da rocha, a mesma não ser2 fragmentada, entretanto a energia não
utilizada no processo de fragmentação e deslocamento da rocha se propagar2
no terreno sob a forma de vibração.
! pico da pressão exercida pela expansão dos gases, depende primariamente
da densidade e da velocidade da detonação. As press=es podem ser calculadas
usando a seguinte equação%
6
2
10
4
+ −ρ= 
29
 
sendo%
>K S pressão produzida no furo, quando o explosivo est2 completamente
acoplado ao furo *U>a-
ρ S densidade do explosivo *gGcm 7-
T!0 S velocidade de detonação de um explosivo confinado *mGs-.
>ara a medição da T!0 do explosivo, pode$se utilizar o R VOD PRORE !
"#$% EV#"&#%OR' de fabricação da 4D5/AD/&O 4D8. *8anad2- ou oMini/rap 444, de fabricação da MI&O do 8anad2. ! medidor da T!0 */he T!0
>robe $ last &valuator- possui um cron)metro eletr)nico que é acionado por 
fibras óticas introduzidas no furo a ser detonado e mede a T!0. [ medida que
ocorre a detonação do explosivo, a luz resultante que é emitida aquece o probe
de fibra ótica em um certo tempo, permitindo dessa maneira a medição da T!0
do explosivo. ;2 o Mini/rap 444 mede a T!0 utilizando cabo coaxial.
 A medição da velocidade de detonação dos explosivos tem os seguintes
objetivos%
• determinar a velocidade de detonação do explosivo, para que a partir damesma seja calculada a pressão produzida no furo durante a detonação
• comparar o desempenho do explosivo quando iniciado com diferentes
escorvas, acessórios e diferentes materiais utilizados para o confinamento
do tampão
• verificar se os explosivos e acessórios estão detonando de acordo co m o
valor fornecido pelos fabricantes.
Se$5i*ili!a!e Y i$i4ia+3(Se$5i*ili!a!e Y i$i4ia+3(
0efine$se como a susceptibilidade de um explosivo ( iniciação, isto é, se o
explosivo é sens"vel ( espoleta, cordel, booster *reforçador- etc.
30
 
DiKme8"( 4"8i4(DiKme8"( 4"8i4(
 As cargas de explosivos com forma cil"ndrica t'm um di#metro abaixo do qual a
onda de detonação não se propaga ou propaga$se com uma velocidade muito
baixa. A esse di#metro, d2$se o nome de di#metro cr"tico. !s principais fatores
que influenciam no di#metro cr"tico são% tamanho das part"culas, reatividade dos
seus ingredientes, densidade e confinamento.
Ga5e5 6e"a!(5 )el(5 e?)l(5i(5Ga5e5 6e"a!(5 )el(5 e?)l(5i(5
 A classificação dos fumos é primordialmente importante na seleção de
explosivos para desmontes subterr#neos ou utilização em tEneis em que as
condiç=es de ventilação e renovação do ar são limitadas. Luando o explosivo
detona, decomp=e$se em estado gasoso. !s principais componentes são
0ióxido de 8arbono, Monóxido de 8arbono, !xig'nio, Zxidos de Ditrog'nio e
U2s 5ulf"drico.
!s gases nocivos ao ser humano, quanto ao n"vel de toxidade, são classificados
como%
$ 8lasse  $ não tóxicos *menor que BB,:? lGWg-
$ 8lasse B $ mediamente tóxicos *de BB,:? a menos de 9:,C lGWg-
$ 8lasse 7 $ tóxicos *de 9:,C a menos de <9,6 lGWg-.
 A toxidez dos gases da explosão é avaliada pelo balanço de oxig'nio *!-. 4sto
quer dizer que, o oxig'nio que entra na composição do explosivo pode estar em
falta ou em excesso, estequiometricamente, resultando uma transformação
completa ou incompleta. Luando a transformação é completa, os produtos
resultantes são 8! B, +B! e DB, todos não tóxicos. Da realidade pequenas
proporç=es de outros gases *D!, 8!, D+ 7 e 8+9 etc.- também são gerados,
mas não comprometem a boa qualidade dos produtos finais.
 A pesquisa do ! de um explosivo, apresenta uma grande import#ncia pr2tica,
não só do ponto de vista da formação dos gases tóxicos, mas, porque ela est2
correlacionada com a energia da explosão, o poder de ruptura e outras
31
 
propriedades do explosivo usado. ! m2ximo de energia é conseguido quando o
! é zero. Da pr2tica, esta condição é utópica *Ieis, <<B-.
!s explosivos podem ser representados pela fórmula geral% CCaaHH**OO44NN!!ee, onde 3
é um metal.
8onsideremos o caso da decomposição de um explosivo que não recebe
elementos met2licos. >ara uma transformação completa, ter"amos%
8aa+**!44D!!   ??8!B Z Z [[+B! Z Z ;;DB
&quilibrando a equação%
a S x b S BF d S Bx Y F c S Bx Y F ⇒ 4  2a Z *24  2a Z *2 ,
quando então a transformação é completa, tendo em vista os produtos de
reação.
Eemplo#Eemplo#
Ditroglicerina% 8+!D
!xig'nio existente na molécula% < 2tomos
!xig'nio necess2rio% c S Ba Y bGB S B x 7 Y ?GB S 6,? 2tomos
+2, portanto, um excesso de @,? 2tomo de oxig'nio.
8onsiderando que o peso molar da DU é de% 7 x B Y ? x  Y < x : Y 7 x 9
S BBC gramas.
! S 7,?BN
&bservaçã&bservação% &xplosivos mal iniciados ou desbalanceados geram mais gases
tóxicos.
Re5i58X$4ia Y 96&aRe5i58X$4ia Y 96&a
32
:100
227
8:100 xx
rinanitroglicedamolecular >eso
oxig'niodeexcessodomolecular >eso! ==
 
\ a capacidade que um explosivo tem de resistir a uma exposição ( 2gua
durante um determinado tempo, sem perder suas caracter"sticas. A resist'ncia
de um explosivo ( 2gua pode ser classificada como% nenhuma, limitada, boa,
muito boa e excelente.
2% 2% CLASSIFICAÇ.O CLASSIFICAÇ.O DOS DOS EPLOSIVOSEPLOSIVOS
 A figura 6 mostra como podem ser classificados os explosivos. Deste texto
discutiremos apenas os explosivos qu"micos, por serem os mais utilizados pelas
mineraç=es e obras civis. +2 tr's tipos de explosivos comerciais%
a al8(5 al8(5 e?)l(5ie?)l(5i(5(5, isto é, explosivos cara cterizados pela elevad"ssima
velocidade de reação *?@@ a <@@@ mGs- e alta taxa de pressão *?@.@@@ a 9
milh=es de psi-. !s altos explosivos serão prim2rios quando a sua iniciação
se der por chama, centelha ou impacto. 5ecund2rios quando, para sua
iniciação, for necess2rio um est"mulo inicial de consider2vel grandeza.
&xemplo de altos explosivos% /D/, dinamites, gelatinas
b *ai?(5 e?)l(5i(5*ai?(5 e?)l(5i(5, ou deflagrantes, caracterizam$se por uma velocidade
de reação muito baixa *poucas unidades de mGs- e press=es no m2ximo de
?@.@@@ psi. &xemplo% pólvora e explosivos permiss"veis
$ A6eA6e$8e5 !e8($a$8$8e5 !e8($a$8e5e5 são misturas cujos ingredientes não são classificados
como explosivos. &xemplo% ADK!, ADK!GAO, lama, ADK! >esado, emuls=es.
lassificação dos &;plosivos
 
!e$;i$os <%=mi$os ,%$leares
Altos Eplosivos aios Eplosivos Aetes etoates
33
 
 +rim'rio Se$%d'rio
+ermiss=veis ,ão permiss=veis
 
Figura $ - lassificação dos e;plosivos
E?)l(5i(5!e'la6"a$8e5E?)l(5i(5 !e'la6"a$8e5
aixos explosivos *propelantes-, ou deflagrantes, são aqueles cuja reação
qu"mica é uma combustão muito violenta chamada deflagração, que se
propaga a uma velocidade da ordem de @@ a ?@@ mGs e press=es de no
m2ximo ?@.@@@ psi.
&ntre os explosivos deflagrantes, o protótipo é a pólvora negra. 8onhecida da
remota AntigHidade, sua invenção tem sido atribu"da aos chineses, 2rabes e
hindus. Jsada pela primeira vez, em mineração, em :BC, na +ungria, e
logo após, na 4nglaterra. A percentagem ponderal média dos componentes
da pólvora negra é a seguinte%
> Ditrato de pot2ssio *PD@7- ou nitrato de sódio *DaD@7- ........................ C?N
> 8arvão vegetal *8- ................................................................................ ?N
> &nxofre *5- ............................................................................................ @N
2% 2% ALTALTOS EPLOSIVOS COM OS EPLOSIVOS COM /ASE DE /ASE DE NITROGLINITROGLICERINACERINA
Di$ami8e5Di$ami8e5
 As dinamites, inventada pelo qu"mico sueco Alfred Dobel, em 6::, diferem emtipo e graduação conforme o fabricante, podendo, contudo, serem classificadas
segundo os seguintes grupos principais%
34
 
• 0inamite guhr 
• 0inamites simples
• 0inamites amoniacais
'inamite guhr 'inamite guhr 
0e interesse puramente histórico, resulta da mistura de Ditroglicerina,
Pieselguhr e estabilizantes. Dão é mais usada.
'inamite simples'inamite simples
Iesultante da mistura% Ditroglicerina Y 5erragem Y !xidante Y &stabilizante.
8omo se v', a serragem substitui o Wieselguhr como absorvente e nitrato de
sódio é, em geral, o oxidante usado. 8omo estabilizante, ou anti2cido, usa$se o
carbonato de c2lcio, com cerca de N. A dinamite simples produz boa
fragmentação. &m contrapartida, apresenta um alto custo e gera gases tóxicos.
'inamites amoniacais'inamites amoniacais
! alto custo da dinamite simples e as qualidades indesej2veis j2 citadas
permitiram o desenvolvimento das dinamites amoniacais. As dinamites
amoniacais são similares em composição, (s dinamites simples, mas a
nitroglicerina e o nitrato de sódio são pa rcialmente substitu"dos por nitrato de
am)nio.
elatinaselatinas
 A gelatina também foi descoberta por Alfred Dobel, em 6C?. A gelatina é um
explosivo bastante denso de textura pl2stica, parecendo uma goma de mascar,
constitu"da de nitroglicerina Y nitrocelulose Y nitrato de sódio. 5ão utilizadas
apenas em casos especiais. Ueram gases nocivos. /em grande velocidade de
detonação, produz boa fragmentação e ótimo adensamento no furo.
elatinas amoniacaiselatinas amoniacais
 As gelatinas amoniacais t'm formulaç=es semelhantes (quelas das gelatinas,
porém o nitrato de am)nio substitui, parcialmen te, a nitroglicerina e o nitrato de
sódio. &ssas gelatinas foram desenvolvidas para substituir as gelatinas, com
35
 
maior segurança no manuseio e custo menor de produção, porém menos
resistentes ( 2gua.
emigelatinasemigelatinas
8onstituem um tipo intermedi2rio entre as gelatinas e as dinamites amoniacais,
combinando a baixa densidade das amoniacais com a resist'ncia ( 2gua e a
coesão das gelatinas, em grau mais atenuado. As composiç=es são
semelhantes (quelas das gelatinas amoniacais, com variaç=es nas proporç=es
de nitroglicerina, nitrato de sódio e nitrato de am)nio, este em porcentagens
mais altas. !s gases variam de excelentes a pouco tóxicos. &xistem diversas
variantes comerciais.
 A tabela ? mostra as N dos ingredientes dos altos explosivos.
TaTa*ela  - *ela  - P("4e$8a6em !(5 iP("4e$8a6em !(5 i$6"e!ie$8e5 !(5 al8(5 $6"e!ie$8e5 !(5 al8(5 e?)l(5i(5e?)l(5i(5
P0&<%=&M +>'  2<=0&2&<&
Produto < glic. < celul. < ?dio < %m@nio om*ustvel  %ntiAcido
inamites simples 20 > 60 > 60 ? 20 > 15 ? 18 3 ? 0 1*3 ? 1*0
inamites %moniacais 12 ? 23 > 57 ? 15 12 ? 50 10 > 9 7 ? 2 1*2 ? 1*0
=elatinas 20 ? 50 0*4 ? 1*2 60 ? 40 > 11 > 8 8 ? 0 1*5 ? 1*1
=elatinas %moniacais 23 ? 35 0*3 ? 0*7 55 ? 34 4 > 20 8*0 7 > 0 0*7 ? 0*8
emigelatinas sem i@ormação
2% 2% AAGENTES GENTES DETONADETONANTESNTES
 EPLOSIVOS GRANULADOS EPLOSIVOS GRANULADOS
!s explosivos granulados, também conhecidos como agentes detonantes,
geralmente consistem em misturas de nitratos inorg#nicos e óleo combust"vel,podendo sofrer adição ou não de subst#ncias não explosivas *alum"nio ou ferro$
sil"cio-.
36
 
ANFOANFO
&ntre os explosivos granulados, h2 um universalmente conhecido, formado pela
mistura pura e simples de nitrato de am)nio *<9,?N- e óleo diesel *?,?N-
denominado ADK!, sigla esta resultante dos voc2bulos ingleses Ammonium
Ditrate e Kuel !il. As proporç=es acima, consideradas ideais, foram
determinadas pelos americanos Oee e AWre, em <??. As maiores vantagens do
 ADK! são% ocupar inteiramente o volume do furo, grande insensibilidade aos
choques, poucos gases tóxicos e redução do preço global do explosivo *J5X
@,9@GWg-. As maiores desvantagens% falta de resist'ncia ( 2gua, baixa densidade
*@,6? gGcm 7- e necessidade de um iniciador especial. A reação ideal do ADK!
*DB+9@7 $ Ditrato de am)nio e 8+ B $ Zleo diesel- quando o balanço de oxig'nio
é zero, pode ser expressa por%
7DB+9@7 Y 8+B → 8!B Y C+B! Y 7DB Z Z 00 00 4al64al6.
!utros explosivos granulados, fabricados por diferentes produtores, nada mais
são do que formulaç=es similares ( do ADK!, com adição de outros
ingredientes, explosivos ou sensibilizantes, combust"veis, oxidantes e
absorventes.
ANFOALANFOAL
!s primeiros trabalhos realizados com explosivos contendo alum"nio na sua
formulação, a fim de otimizar os custos de perfuração e desmonte, foram
conduzidos no in"cio da década de :@, em minas de ferro no >eru e mais tarde
na Austr2lia. ! objetivo da adição de alum"nio ao ADK! é de aumentar a
produção de energia do mesmo. A adição de alum"nio no ADK! varia de ? a
?N por massa. Acima de ?N a relação custo$benef"cio tende a não ser 
atrativa. A reação do ADK!GAO contendo ?N de Al pode ser expressa por%
37
 
9,?DB+9@7 Y 8+B Y AO → 8!B Y @+B! Y 9,?DB Y ½ AlB@7 Z Z 1100 1100 4al64al6
Jma composição de ADGK!GAl *<@,6:G9,9G?- apresenta as seguintes
propriedades% densidade S @,6C gGcm7 IV5 S ,7 e I5 S ,: comparada
com o ADK! padrão.
LAMAS LAMAS @SLURRIES@SLURRIESB B E PE PAASTASTAS DETONANTESS DETONANTES
 
0esenvolvidas e patenteadas nos &stados Jnidos da América, representam
v2rios anos de pesquisa de Mr. Melvin A. 8ooW e +. &. Korman. A lama explosiva
foi detonada com sucesso, pela primeira vez em dezembro de <?:, na Mina
Dob OaWe, em Oabrador, 8anad2.
!s materiais necess2rios ( composição da lama *tabela :- são representados
por sais inorg#nicos *nitrato de am)nio, nitrato de c2lcio e nitrato de sódio-,
sensibilizantes *alum"nio atomizado, ferrosil"cio- combust"veis *carvão eGou óleo
diesel-, estabilizantes, agentes controladores de densidade *nitrito de sódio e
2cido n"trico- e de p+, agentes gelatinizantes, agentes cruzadores e gomas. As
pastas são superiores ao ADK!, apresentam boa resist'ncia ( 2gua, todavia
são bem mais caras. 8om a introdução das emuls=es no mercado internacional,
o consumo de lama vem decaindo.
TaTa*ela  - *ela  - C(m)(5i+3( *95i4a !a C(m)(5i+3( *95i4a !a LamaLama
F%& <B<C%
%a 15 > 20:
 ,itrato de AmBio e/o% de Sdio/C'l$io 65 ? 80:
Doma  Aetes Cr%(adores 1 ? 2:
F%& &<B<C%
Fleo iesel 2 > 5:
Al%m=io 0 > 10:
Aetes de Dasei@i$ação 0*2 :
EMULSÕESEMULSÕES
 
! interesse em explosivos em emulsão deu$se no in"cio da década de :@.
&xplosivos em emulsão são do tipo R2gua$em$óleo *(ater!in!oil -. &les consistem
de microgot"culas de solução oxidante supersaturada dentro de uma matriz de
38
 
óleo. >ara maximizar o rendimento energético, enquanto minimiza custos de
produção e preço de venda, o oxidante dentro das microgot"culas consiste
principalmente de nitrato de am)nio. 0entro de um ponto de vista qu"mico,uma
emulsão se define com uma dispersão est2vel de um l"quido imisc"vel em outro,
o qual se consegue mediante agentes que favorecem este processo *agentes
emulsificantes- e uma forte agitação mec#nica. A tabela C mostra a composição
b2sica de um explosivo em emulsão.
 $a$a%ela & ' %ela & ' (omposição t)pica de u(omposição t)pica de um e*plosivo em emulsão m e*plosivo em emulsão +,ilva! -+,ilva! -. (.! 1/#0. (.! 1/#0
 
2<=0&2&<& P&0&<%=&M &M M%%
 ,itrato de AmBio
%a
Fleo diesel
Aete Em%lsi@i$ate" leato de sdio o%
!ooleato de e(orbitol
 77*3
 16*7
 4*9
1*1
 GGGGG 
 100*0
 
ANFO PEANFO PESADO @HEAV\ ASADO @HEAV\ ANFOBNFOB 
 A primeira patente utilizando ADK! como agente redutor de densidade foiconcedida em <CC *8laF , <CC- desde que os prills *grãos ou pérol as- e os
interst"cios do ADK! podem ser utilizados para aumentar a sensibilidade da
emulsão e ao mesmo tempo aumenta r a densidade do ADK!. A bl endagem da
emulsão com o ADK! ou Ditrato de am)nio é conhecida como ADK! >esado
*tabela 6-. A densidade do ADK! >esado resultante situa$se na faixa de ,@@ a
,77 gGcm 7. A resist'ncia ( 2gua do ADK! pesado é moderada. >ara uma
blendagem de ADK!G&mulsão% ?@G?@, a uma densidade de ,77 gGcm7, o ADK!
pesado passa a apresen tar resis t'ncia ( 2gua, porém a m"nima escorva de
iniciação deve apresentar uma massa acima de 9?@ g.
$a$a%ela / ' %ela / ' (omposiçã(omposição t)pica do o t)pica do AF2 3esado comAF2 3esado com resistência 4 guaresistência 4 gua Hatsabais* 1999) 
2<=0&2&<& P&0&<%=&M &M M%%
 ,itrato de AmBio 59*1
39
 
 ,itrato de C'l$io
%a
Fleo diesel
Al%m=io
Aete Em%lsi@i$ate" leato de sdio o%
!ooleato de e(orbitol
 19*7
 7*2
 5*9
7*0
1*1
 GGGGG 
 100*0
 
EPLOSIVOS PERMISSVEISEPLOSIVOS PERMISSVEIS
5ão assim chamados os explosivos que podem ser usados em algumas minas
subterr#neas, nas quais podem acontecer emanaç=es de metano que, com o ar,
forma uma mistura inflam2vel, ou então, em minas com poeiras carbonosas em
suspensão.
 A tabela < apresenta um resumo das principais propriedades dos explosivos
industriais.
a*ela 9 - %lgumas propriedades dos e;plosivos industriais.ote" erad#(* 2000
P"(!&8( P"(!&8( De$5i!a!e De$5i!a!e Vel(4i!a!e Vel(4i!a!e !e !e De8($a+3( De8($a+3( P"e553( P"e553( !e !e De8($a+3( De8($a+3( E$e"6ia E$e"6ia !a !a V(l&me V(l&me !e!e
*confinada- E?)l(53( Ga5e5E?)l(53( Ga5e5 
*gGcm7- *mGs- *Pbar- *calGg- *lGWg-
0inamites especiais ,9@ BC@@ ] ?C@@ B? ] 99 <7?
0inamite amoniacal ,B? 9C@@ :< ::9 6B
Uelatina ,?@ C?@@ ] C6@@ BB? 97@ C9@
Uelatina amoniacal ,7B ?@@@ 67 B? <@@5emi$gelatina ,B9$,7@ 9<@@ ] ?@@ C9 ] 6? 6<@ ] <?@ 6@@ ] 6@
 ADK! *φS:- @,6? 7?@@ B6 <@@ @?@
 ADK!YAl B a BN @,6:$@,<@ 9?@@ ] 9C@@ 97 ] 9C <:@ ] 7:@ <@@ ] @7@
Oama ,@?$,? 77@@ ] ?9@@ B6 ] 6@ C@@ ] 9@@
&mulsão * a B- ,@$,6 ?@@ ] ?6@@ CB ] C< C@ ] C?@ <@@ ] @@@
 ADK! >esado ,79$,7C 7:B@ ] 97@ 99 ] ?: :7@ ] 6:? @9? ] B@
2% 2% CRITRIOS GERAIS CRITRIOS GERAIS DE SELEÇ.O DE SELEÇ.O DE UM DE UM EPLOSIVO COMERCIALEPLOSIVO COMERCIAL
C"i8]"i( !e 5ele+3( !e e?)l(5i(5C"i8]"i( !e 5ele+3( !e e?)l(5i(5
 A escolha adequada de um explosivo é uma das partes mais importantes no
projeto de desmonte de rocha. &sta seleção é ditada por consideraç=es
econ)micas e condiç=es de campo. !s fatores que devem ser levados em
consideração na escolha do explosivo incluem% tipo de desmonte, propriedade s
dos explosivos *densidade, velocidade e pressão de detonação, resist'ncia (
40
 
2gua, classe dos gases-, segurança no transporte e manuseio, di#metro da
carga custo do explosivo, da perfuração, do carregamento, do transporte e
britagem da rocha condiç=es da geologia local, caracter "sticas da rocha a ser 
desmontada *densidade, resist'ncia ( tração, ( compressão e cisalhamento,
módulo de ^oung, coeficiente de >oisson, velocidade s"smica-, condiç=es da
ventilação dos ambientes subterr#neos, impactos ambientais gerados pelos
desmontes de rocha etc. 8onhecidos esses fatores, pode$se definir qual o
explosivo mais indicado para cada situação particular.
G&ia )a"a 5ele+3( !e e?)l(5i(5 !i5)($ei5 $( me"4a!( *"a5ilei"(G&ia )a"a 5ele+3( !e e?)l(5i(5 !i5)($ei5 $( me"4a!( *"a5ilei"(
>ara auxiliar os profissionais que atuam na atividade do desmonte de rocha, é
que desenvolvemos as tabelas de equival'ncia dos diferentes produtos de
diversos fabricantes que atuam no mercado brasileiro. Além da equival'ncia, as
tabela @ e  mostram a aplicação de cada explosivo e acessório,
respectivamente.
"abela %* "abela %* + + Euival-ncia de alguns Euival-ncia de alguns eplosivos comerciais dispon.veis noeplosivos comerciais dispon.veis no
 mercado mercado brasileiro/brasileiro/
2P &
&8P52
F%D02%<& <M& M&02%5 %P52%6E&
&MC57
&<%0C%%
RICA
AIRAS!AD,J!
+IRRS
RICA
RICA
RICA
RICA
> +ERDEK 800
> RAS+EL> !AD>DEK 100
> +IRR-
> +ERDEK 800
 SIS!DRIC
> +ERDEK RL
800
> +ERDEK RL 900
> +ERDEK 900 E
 1000 E!JKSM
 AKJ!I,INAA
> +RE!IJ!
> !ieração a $#% aberto*
 s%bterr;ea e s%baO%'ti$o)> <%alO%er tipo de ro$Pa* $#%
aberto* s%bsolo e s%baO%'ti$o
> Espe$ial para prospe$ção
 s=smi$a)
> !ieraçQes o s%bsolo e
teis)
> !ieração a $#% aberto*
 pr#>@iss%rameto e @oa$Po)
> +edreiras e mieração a $#%
aberto* $ostr%ção $ivil em
 eral e desmotes
s%baO%'ti$os)
> esmotes em eral
$a$a%ela 1%ela 11 1 ' ' 6"uival6"uivalência de ência de alguns e*plosivos comerciais dispon)veis no alguns e*plosivos comerciais dispon)veis no mercado mercado %rasilei%rasileiro.ro.
2P &
&8P52
F%D02%<& <M& M&02%5 %P52%6E&
&MC57
DMD&%%
RICA
!AD,J!
I<
+ERDEK
!AD>!AL
IE!JL
Ro$Pas bradas o% d%ras)
Cara de @%do)
esmote em eral
41
 
%<F P&%
DMD&%
RICA
I<
EL+K, A+
IE!EL / IE,I-E
Ro$Pa d%ra* sã o% @iss%rada)
Em @%ros $om '%a)
=0%<C5%
DMD&%
RICA
I<
!AD,J!
EL+K, S 65
A,!AL
!AD!IL /!AD,J!
Ro$Pas bradas e @ri'veis em
@%ros se$os)
%GC%=&5
+5%M%'
RI-A,I-E -EL E
RI-A,I-E AK
esmote s%baO%'ti$o* $#%
aberto e s%bterr;eo)
=0%<C5% I<
AIRAS
RICA
 ,I-R,* RI-A!,
E RI-,
RAS+,
+ER!IL !D
> Eplosivos de $ol%a em @%ros
se$os* e para o desmote
se$%d'rio @oa$Po)
> peraçQes a $#% aberto o%
s%bsolo* em @%ros se$os ode
eiste a e$essidade de
eplosivos de baia desidade
de $arreameto e as operaçQes
$om $arreameto pe%m'ti$o)
I!EK EKDEL
+ 15
> Ro$Pas d%ras e m#dias)
> Ro$Pas m%ito d%ras e
resistetes)
> Ro$Pas m%ito d%ras e
resistetes)
> Cara de @%do)
&M2=&5%2<% I!EK -RI!,I Cara de $ol%a em desmote a
C#% aberto)
% % ACESS^RIOS ACESS^RIOS DE IDE INICIAÇ.ONICIAÇ.O
%1 I$8"(!&+3(%1 I$8"(!&+3(
>aralelamente ( evolução dos métodos de lavra, os acessórios de iniciação de
desmonte de rochas por explosivos v'm sofrendo, desde os anos 9@, um
acentuado desenvolvimento tecnológico, objetivando alcançar os seguintes
42
 
resultados% uma melhor fragmentação das rochas, maior precisão nos tempos de
retardo, maior segurança e facilidade no manuseio, redução dos problemas
ambientais gerados durante os desmontes, menor custo por unidade de rocha
desmontada.
%2 Hi58_"i4(%2 Hi58_"i4(
!s acessórios surgiram a partir do momento em que o homem tendo
conhecimento do poder do explosivo, pólvora negra, que até então era utilizada
em armas de fogo e em fogos de artif"cios, decidiu utiliz2$la na atividade de
mineração. Do ano de :7, Mor ton Veigold sugeriu a utilização de explosivos
nas minas da região da 5ax)n ia. >orém sua idéia não obtev e sucesso. &m
fevereiro de :BC, Paspar Veindl, nascido na região do /irol, nos Alpes
austr"acos, realizou uma detonação na mina real de 5chemnitz, em !ber$
iberstollen, na +ungria, sendo esta, a primeiradetonação em mineração que
se tem not"cia. >rovavelmente, Paspar Veindl utilizou um acessório, também de
pólvora negra, para iniciar a carga explosiva. >ossivelmente este primeiro
acessório teria sido uma trilha, que descia acesa ao furo, preenchido por 
pólvora negra. ! sistema era muito inseguro e impreciso *Iezende, B@@B-.
% Ge$e"ali!a!e5% Ge$e"ali!a!e5
!s explosivos industriais tem um certo grau de estabilidade qu"mica que os
tornam perfeitamente manuse2veis, dentro de condiç=es normais de segurança.
>ara desencadear a explosão, ser2 necess2rio comunicar ao explosivo uma
quantidade inicial de energia de ativação, suficientemente capaz de promover 
as reaç=es internas para sua transformação em gases. Jma vez iniciada esta
reação, ela se propaga através de toda a massa explosiva. &sta energia inicial
provocadora é comunicada sob forma de choques moleculares, oriundos de
calor, chispas, atrito, impacto etc.
43
 
!s acessórios de detonação são destinados a provocar estes fen)menos
iniciais de uma forma segura. Alguns deles são destinados a retardar a
explosão, quando isto for desej2vel.
>odemos, pois, dizer que os acessórios de detonação são dispositivos,
aparelhos ou instrumentos usados na operação de explosão, para se obter 
explosão segura e eficaz.
5e o acessório iniciador não comunicar uma energia de ativação satisfatória
para ocasionar uma iniciação desej2vel, pode resultar, simplesmente, na queima
dos explosivos, sem deton2$lo. A efici'ncia da explosão est2 intimamente ligada
ao modo pelo qual foi iniciado, pois, sabem os que, a energia desenvolvida pelo
corpo, pela sua decomposição, for inferior a energia inicial de ativação, a reação
não se propagar2 *Ieis, <<B-.
% % P"i$4i)ai5 P"i$4i)ai5 a4e55_"i(5 8"a$5mi55("e5 a4e55_"i(5 8"a$5mi55("e5 !e e$e"6ia!e e$e"6ia
E58()im !e Se6&"a$+aE58()im !e Se6&"a$+a
 Acessório desenvolvido para mineração, por Villiam icWford, na 4nglaterra, no
ano de 67. ! estopim de segurança, ou estopim, conduz chama com
velocidade uniforme a um tempo de queima constante de 9@ s * ± @ s- por 
metro, para ignição direta de uma carga de pólvora ou detonação de uma
espoleta simples. 8onstitu"da de um nEcleo de pólvora negra, envolvida por 
materiais t'xteis que, por sua vez, são envolvidos por material pl2stico ou outro,
visando sua proteção e impermeabilização.
>ara se iniciar o estopim, poder$se$2 usar palitos de fósforos comuns e
isqueiros.
E5)(le8a 5im)le5E5)(le8a 5im)le5
 Alfred Dobel, conhecedor do poder da nitroglicerina, por v2rios anos tentou criar 
uma carga de iniciação que pudesse detonar este explosivo. Após v2rias
tentativas fracassadas, utilizando$se de uma mistura de pólvora negra e
nitroglicerina, observou que a nitroglicerina molhava a pólvora negra reduzindo
44
 
assim a capacidade de queima. &ntão, no ano de 6:7 ele desenvolveu o que
seria chamado do primeiro protótipo da espoleta simples.
 A espoleta simples consta de um tubo, de alum"nio ou cobre, com uma
extremidade aberta e outra fechada, contendo em seu interior uma carga
detonante constitu"da por uma carga chama prim2ria, ou de ignição, cujo
explosivo é a azid a de chumbo >b *D 7-B, e uma carga b2sica de >&/D $
/etranitrato de pentaeritritol *8 B+9DB!:-. A razão destas duas cargas, é devido
ao fato de que a azida de chumbo é um explosivo fulminante que pode ser 
iniciado ( custa de uma fagulha. A azida de chumbo, uma vez iniciada pela
fa"sca do estopim, faz detonar a carga de >&/D. !s tipos mais comuns das
espoletas encontradas no mercado são do tipo n._ : *massa de @,7B? g de
>&/D e @,7 g de misto iniciador- e a n._ 6 *massa de @,? g de >&/D e @,7 g de
misto iniciador-.
 A c2psula de cobre só é usada para casos particulares, porque a presença de
umidade contendo g2s carb)nico, a azida de chumbo pode se transformar em
azida de cobre, que é muito mais sens"vel e, portanto, mais perigosa.
E5)(le8a5 El]8"i4a5E5)(le8a5 El]8"i4a5
 As exig'ncias do mercado com relação ( necessidade de um acessório que
oferecesse um maior controle da detonação levaram +. ;ulius 5mith a inventar a
espoleta elétrica em 6C:. A grande idéia que este cientista teve foi a de utilizar 
o conceito da l#mpada e da espoleta simples, para criar a espoleta elétrica. &sta
novidade, que poderia ser chamada de cruzamento entre os dois acessórios,
tinha como princ"pio de funcionamento uma fonte de energia elétrica que gerava
um aquecimento pelo efeito )oule, em uma ponte de fio altamente resistente,
incandescente, capaz de desencadear a detonação da carga explosiva de
ignição da c2psula, formada por uma pequena subst#ncia pirotécnica.
 A espoleta elétrica é um iniciador ativado por corrente elétrica.
! tipo instant#neo funciona em tempo extremamente curto quando a corrente
circula pela ponte elétrica.
45
 
! tipo retardo, por ação de um elemento de retardo, proporciona um tempo de
espera controlado entre suas iniciaç=es e a detonação da espoleta
propriamente dita.
/empo de &spera%
 @ a ? s ........................................................................... 5érie 5
 B? a @@@ ms ................................................................ 5érie M5
 As espoletas elétricas são empregadas em trabalhos cujo a iniciação deva ser 
controlada com rigor *prospecção geof"sica- ou em condiç=es onde não seja
poss"vel o uso do cordel detonante *carga de abertura de forno metalErgico-.
C("!el De8($a$8eC("!el De8($a$8e
*ist+rico
• Krança ] 6C<
 /ubos finos de chumbo, carregados com nitrocelulose que depois eram
estirados.
• `ustria ] 66C
 Kulminato de mercErio, misturado com parafina, envolto por uma fiação de
algodão T!0 S ?@@@ mGs.
• Krança ] <@:
 Melinte *trinitro fenol fundido misturado com pó de nitrocelulose- T!0 S C@@@
mGs.
• Alemanha ] <@
 /D/ fundido envolvido por tubos flex"veis de estanho T!0 S ?9@@ mGs.
• &uropa ] <B@
>entaeritritol *nitropenta- envolvido por uma fiação de algodão parafinado ou
coberto com betume ou uma capa de chumbo.
• 8obertura de chumbo ] anos ?@.
• 8obertura >l2stica ] Meados da década de ?@.
'efinição'efinição
46
 
! cordel detonante é um acessório de detonação consistindo, essencialmente,
de um tubo de pl2stico com um nEcleo de explosivo de alta velocidade $
nitropenta *8 ?+6D9!B- $ e de materiais diversos que lhe dão confinamento e
resist'ncia mec#nica.
! cordel detonante é usado para iniciar cargas explosivas simultaneamente, ou
com retardos em lavra a céu aberto eGou subsolo. A sua velocidade de
detonação é de, aproximadamente, C@@@ mGs. Muito embora a alta velocidade e
viol'ncia de explosão, o cordel detonante é muito seguro no manuseio e
imperme2vel. Tantagens do cordel detonante em relação (s espoletas elétricas%
a- as correntes elétricas não o afetam
b- permite o carregamento das minas em regime descont"nuo, com o uso de
espaçadores
c- é muito seguro, pois, não detona por atrito, calor, choques naturais ou
fa"scas
d- detona todos os cartuchos, ao longo dos quais est2 em contato.
 A iniciação do cordel se faz com espoletas simples ou instant#neas, firmemente
fixadas ao lado do cordel detonante com fita adesiva, e com sua parte ativa, isto
é, o fundo, voltado para a direção de detonação.
! cordel detonante é fabricado com as seguintes gramaturas% D>$@ *@ gGm de
Ditropenta ± @N-, D>$? *? gGm de Ditropenta ± @N-, D>$7 *7 gGm de
Ditropenta ± @N-.
Re8a"!( /i!i"e4i($al $3( el]8"i4( )a"a C("!el De8($a$8eRe8a"!( /i!i"e4i($al $3( el]8"i4( )a"a C("!el De8($a$8e
! retardo de cordel é um tubo met2lico, revestido de pl2stico, iniciado em um
dos extremos pelo cordel, ao passar pelo dispositivo, sofre uma queda de
velocidade, enquanto queima o misto de retardo. /erminada esta queima, ele
detona o cordel na sua extremidade. !s retardos de cordel, denominados Rosso
de cachorro, são fabricados com os seguintes tempos de retardos% ? ms, @ ms,
B@ ms, 7@ ms, ?@ ms,C? ms, @@ ms e B@@, 7@@ ms.
47
 
Si58ema $3( El]8"i4( 4(m Li$<a Sile$4i(5aSi58ema $3( El]8"i4( 4(m Li$<a Sile$4i(5a
! sistema não elétrico de iniciação, com linha silenciosa, foi desenvolvido por >.
 A. >erson, nos laboratórios da empresa Ditro Dobel, na 5uécia, entre <:C e
<:6. 8onsiste basicamente de uma espoleta comum, não elétrica, conectada a
um tubo de pl2stico transparent e, altamente resistente, com di#metro externo e
interno de 7 mm e ,? mm, respectivamente. ! tubo pl2stico contém, em média,
uma pel"cula de >&/D pulverizada de B@ mgGm de tubo, que, ao ser iniciada,
gera uma onda de choque, causada pelo calor e expansão dos gases dentro do
tubo, que se propaga com uma velocidade, aproximadamente, de B@@@ mGs.
&ssa reduzida carga explosiva, geradora da onda de choque, que se desloca
através do tubo, não chega a afetar o lado externo do mesmo, porém, inicia a
espoleta instant#nea ou de retardo. ! sistema oferece inEmeras vantagens
quando comparado a outros acessó rios. &ntre elas, baixo ru"do, é insens"vel (
corrente elétricas e parasitas, não destrói parte da coluna de explosivo dentro
do furo, diferentemente do cordel, seu tubo não detona nenhum tipo de
explosivo comercial, permite a iniciação pontual, contribuindo para diminuir a
carga por espera.
&sse sistema apresenta a seguinte desvantagem em relação ao cordel
detonante% quando a coluna de explosivos encartuchados perde o contato, a
depender do RAir Uap, alguns cartuchos podem não ser iniciado.
De8($a!(" Ele8"`$i4(De8($a!(" Ele8"`$i4(
 Acompanhando a evolução tecnológica, o mercado desenvolveu o 5istema de
Ietardo &letr)nico, que consiste de uma espoleta de retardo eletr)nico, f2cil de
usar, program2vel, para todo tipo de desmonte em mineração e na construção
civil, podendo ser usado tanto em obras a céu aberto como subterr#neas.
! detonador eletr)nico apresenta o mesmo laFout e di#metro de uma espoleta
elétrica de retardo convencional. A grande diferença reside em que cada
espoleta pode ter seu tempo de retardo programado individualmente. 8ontém,
48
 
em média, C<@ mg de >&/D */etra Ditrato de >enta &ritritol-, como carga de
base, e <@ mg de azida de chumbo, como carga prim2ria, ponte de fio de alta
resist'ncia *inflamador- e um circuito eletr)nico que contém um microchip
inteligente e dois capacitores eletr)nicos $ um para assegurar a autonomia do
detonador e o segundo para iniciar o inflamador. 4deal para uso nos altos
explosivos comerciais sens"veis ( espoleta, podendo também, ser usado para a
detonação de boosters.
Programa,-o da unidade
8ada detonador contém um microchip, possibilitando estabelecer o tempo de
retardo através da unidade de programação individualmente, segundo a
conveni'ncia e a necessidade da seqH'ncia de sa"da dos furos. !utros
sistemas utilizam um código de barra, que permite identificar o tempo de retardo
de cada espoleta, através de um scanner manual. Luando a unidade é
registrada, o scanner estabelece automaticamente um incremento de tempo no
retardo em relação ao seu predecessor ou permite que o usu2rio especifique o
tempo de retardo. &stas informaç=es ficam estocadas no scanner sendo
transferidas, posteriormente, para a m2quina detonadora.
0esde que a unidade de programação registra o tempo de retardo de cadaunidade, é irrelevante a seqH'ncia em que cada detonador é conectado, isto é,
cada unidade detonar2 no tempo especificado pela unidade de programação.
"iga,-o no campo
 Após os fios de cada espoleta serem conectados a uma unidade de
programação, tr's par#metros de identificação são atribu"dos para cada
detonador% nEmero do furo, seqH'ncia de sa"da e o tempo de retardo. &xiste a
possibilidade em qualquer instante ser checado ou modificado o seu tempo de
retardo. Após a programação de cada detonador, elas são conectadas ( linha de
desmonte através de um conector. 0uas linhas, então, são conectadas (
maquina detonadora, que armazena todos os dados contidos na unidade de
programação. 8aso ocorra curto$circuito ou existam fios desconectados, um
49
 
aviso é dado pela m2quina detonadora, bem como sugest=es para sanar o
problema.
&m desmontes mais complexos, é poss"vel programar os tempos de retardo dos
detonadores, bem como a seqH'ncia de sa"da dos furos, utilizando$se um
notebook , transferindo$se, em seguida, através de um disquete, para a m2quina
detonadora, cuja memória tem capacidade de armazenar dados de até 7 planos
de fogo.
! fogo é iniciado quando o operador pressiona, simultaneamente, o botão de
detonação e o de carga na m2quina detonadora. Algumas m2quinas
detonadoras, por questão de segurança, exigem a senha * pass(ord - do
operador. A depender do sistema, até B@@ espoletas podem ser utilizadas em um
mesmo desmonte. !utro recurso do sistema consiste do operador poder 
programar na m2quina detonadora o instante em que os mesmos desejam que o
fogo seja iniciado em um determinado turno.
PrecisãoPrecisão
Mediç=es realizadas nos tempos de detonação dos iniciadores eletr)nicos em
uma mina na Krança, em julhoG<C, através de fotografias ultra$r2pida e
sismogramas dos desm ontes, os valores observados apresen taram uma
diferença de tempo de retardo, em relação aos teóricos, de ± 7 ms.
8omprovando a grande precisão dos detonadores eletr)nicos em relação aos
sistemas convencionais de iniciação.
egurançaegurança
! detonador eletr)nico é imune ( eletricidade est2tica, a sinais de r2dio e (
detonação pré$matura pelos detonadores apresentarem as seguintes
caracter"sticas eletrost2ticas e eletromagnéticas, respectivamente% B@@@ pK ] @
PT ] @ Ω, ?@ P+z a  U+zG9@ TGm.
50
 
Benef.ciosBenef.cios
!s detonadores eletr)nicos apresentam os seguintes benef"cios aos desmontes
de rochas%
• alta precisão no tempo de retardo *± 7 ms-
• todos detonadores são id'nticos, podendo os tempos de retardo serem
programados livremente e a qualquer instante
• o sistema permite a detecção de poss"veis falhas nas ligaç=es, sugerindo
medidas de correção
• as ligaç=es dos furos são facilmente efetuadas, não necessitando de mão$de$
 obra especializada
• por não ser necess2ria a utilização de retardos de superf"cie, ocorre uma
redução consider2vel nos custos com acessórios de iniciação
• redução do n"vel de vibração e ultralançamento dos fragmentos rochosos, em
função da grande precisão que evita a sobreposição dos tempos de retardo
• redução do n"vel de ru"do e pulso de ar, pela iniciação ser elétrica
• melhor fragmentação da rocha em função da precisão e da grande faixa de
tempo de retardo *de  até :@@@ ms- e da possibilidade de escolha do tempo
de retardo pelo usu2rio
• seguro, por ser insens"vel a cargas est2ticas e eletromagnéticas
• aumento da efici'ncia do explosivo, pela iniciação ser pontual
• redução da necessidade de estoque de espoletas, visto que todas são
id'nticas. A programação do tempo de retardo é feita durante o carregamento
dos furos.
51
 
 A tabela B mostra a equival'ncia de alguns acessórios fabricados no mercado
brasileiro.
$a$a%ela 1%ela 17 ' 7 ' 6"uivalência 6"uivalência de ade alguns lguns acess8rios acess8rios comerciais comerciais dispon)veis dispon)veis no no mercado mercado %rasileiro%rasileiro)
2P &
%&H02
F%D02%<& <M&
M&02%5
%P52%6E&
&P5&%
&5I02%
2M=0F2%
RICA !A,-ESIS Espe$ial para prospe$ção s=smi$a)
&P5&%
2MP5&
RICA
RI-A,I-E
I!EK
!A,-ES+
ES+KE-A ,° 8
RI-A,I-E
EKE-,
Ii$iar $aras eplosivas de
 peO%eo di;metro o% $ord#is por
meio de estopim )
&P2M &
&=C0%<6%
RICA
+IRRS
CRA
C!J! +I,EIR
> estiado  ii$iação de
espoletas simples e plvoras)
52
 
RICA
RI-A,I-E
I!EK
+IRRS
!A,-+I!
RI-A!+I!
EK+I!
+IR+I!
> Ii$iação de $aras eplosivas
e @oa$Po)
0&5
&<%<&
RICA
RI-A,I-E
I!EK
+IRRS
!A,-ICR
RI-ACR
EKCR
+IRCR
Ii$iação