DESMONTE ROCHAS

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DESMONTE DE ROCHAS
O desmonte de rochas pode ser feito de duas formas: 
mecânica
com explosivos
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Esse procedimento limita-se à remoção do 
solo vegetal e da cobertura de rochas moles 
e de dureza intermediária, principalmente se 
estiverem intemperizadas ou fraturadas.
 
Se necessário, o desmonte mecânico pode ter 
o auxílio de explosivos ou da escarificação. 
 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Existem dois tipos de desmonte mecânico:
 intermitente;
 contínuo.
 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Equipamentos auxiliares
 Trator de esteira (bulldozer) com ou sem ripper;
 Motor scraper; 
 Caminhões etc. 
 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Para selecionar e dimensionar a utilização de qualquer um dos equipamentos, é 
preciso levar em conta as seguintes condições:
 
 capacidade volumétrica da caçamba;
 capacidade mássica do equipamento;
 ciclos operacionais.
 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Principais técnicas
 Marreta e picão;
 
 Corte por fogo; 
 Corte por água; 
 CO2; 
 Drop Ball; 
 Martelo hidráulico; 
 Máquinas de corte. 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Vantagens
1 – Ruídos, vibrações e ultralançamentos não afetam o meio ambiente;
2 – Elimina o risco de explosão;
3 – Favorece a lavra seletiva;
4 – Elimina os problemas de vibração em minas de grande profundidade;
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Vantagens
5 – Não causa danos por microfraturamento;
6 – Não produz chamas;
7 – Proporciona baixa perda por finos;
8 – Não precisa parar o equipamento para remover o material coletado.
 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Desvantagens
1 – Gera altos custos, dependendo da situação;
2 – Produz em pequena escala em determinadas situações;
3 – Necessita de um longo período de trabalho.
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Em algumas situações, o desmonte mecânico executado em material 
brando apresenta alta produtividade e baixo custo. 
Assim, torna-se uma opção melhor do que a utilização de explosivos. 
Já em material duro, o desmonte mecânico não consegue superar os explosivos 
por causa dos custos, da capacidade de produção e da possibilidade de operação 
em todas as faixas.
 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Corte por fogo 
Faz a fusão do material e é utilizado principalmente em rochas ornamentais.
 
Essa técnica produz ruídos altos e é de alto custo. 
Sua vantagem é a qualidade do acabamento.
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Corte por água 
Water jet
Hydraulic Pulse 
Generator (HPG)
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Water jet
 Abrasão por materiais especiais;
 Jato de alta pressão. 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Water jet 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Hydraulic Pulse Generator (HPG)
 Alta pressão;
 Impulso de energia entre 40 kJ e 
250 kJ;
 Válvula de fechamento rápida; 
 Usado em pequenas bancadas; 
 Bom para rocha branda.
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
CO2
Existem três técnicas de desmonte de rochas com a utilização de CO2:
 
 cotonex;
 pironex;
 cardox.
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
CO2
Cotonex 
Trabalha com a expansão do CO2 (600x), produzindo novas fraturas ou 
ampliando as antigas. Sua utilização é apropriada para rochas brandas.
 
O iniciador é inserido no furo cheio de CO2 líquido e a sua queima é o que 
produz o calor responsável pela expansão e o conseqüente fraturamento da 
rocha.
 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
CO2
Cotonex 
Essa técnica apresenta as seguintes vantagens:
 
 é de fácil transporte e armazenamento; 
 não produz gazes tóxicos; 
 volta rapidamente para a face;
 funciona como extintor de CO2, bom para minas com grisu;
 não fere o meio ambiente.
 
Como desvantagens estão o custo alto e o não funcionamento em ambientes com 
água.
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
CO2
Cotonex 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
CO2
Pironex 
Técnica que expande em 600x o CO2 e é recomendada para rochas brandas. 
Seu iniciador vem junto ao próprio cartucho, cheio de CO2 líquido. 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
CO2
Pironex 
Como vantagens, é possível ressaltar:
 
 é de fácil transporte e armazenamento;
 não produz gazes tóxicos; 
 volta rapidamente para a face;
 funciona como extintor de CO2, bom para minas com grisu;
 funciona na água. 
 
Como desvantagens estão o alto custo, os danos ambientais que pode causar e o 
não funcionamento em rochas porosas ou fraturadas.
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
CO2
Pironex 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Drop ball 
Essa técnica é utilizada em fogo secundário e conta com o auxílio de uma 
escavadeira ou carregadeira. 
Sua esfera de ferro deve possuir mais de uma tonelada, o que favorece a quebra do 
material pela força da gravidade. 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Drop ball 
Vantagens
 
 Fácil manutenção;
 Baixo custo.
 
Desvantagens 
 
 Geração de finos; 
 Fuga da esfera; 
 Ultralançamento.
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Como evoluções do drop ball, existem outros equipamentos a serem acoplados às 
escavadeiras ou carregadeiras..
Terminator
Buster
Powersledge
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
As vantagens desses equipamentos são:
 
 têm baixa manutenção;
 não geram finos;
 desmontam em tamanhos regulares;
 possuem boa precisão;
 não possuem ultralançamento;
 geram custos inferiores ao martelo hidráulico. 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Martelo hidráulico
Essa técnica pode ser utilizada nas seguintes condições:
 
 desmontes primários;
 
 desmontes secundários;
 
 auxílios ao britador;
 
 desmonte em área urbana;
 
 demolição civil; 
 
 escória de alto forno.
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Martelo hidráulico
Existem dois tipos:
Manual Mecânico
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Martelo hidráulico
Tipos de ponteira
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Martelo hidráulico
O funcionamento do martelo hidráulico depende do tipo 
de rocha a ser desmontada:
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Martelo hidráulico
Com relação à montagem, os martelos hidráulicos podem ser acoplados a 
escavadeiras ou retroescavadeiras.
:
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Martelo hidráulico
Método Darda
Princípio da cunha
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Martelo hidráulico
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Martelo hidráulico
Conjunto de dardas Detalhes do martelo
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Máquinas de corte
Existem diferentes tipos de máquinas de corte. São eles:
 
 continuous miner;
 area mining;
 
 bucket wheel excavator;
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Area mining 
 Corta o piso;
 Permite lavra seletiva; 
 Remove terra e rochas alteradas; 
 Constrói e reabilita estradas e acessos;
 Trabalha em material brando subterrâneo ou open pit. 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Wirtgen 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Wirtgen 
Tambor de corte com detalhe dos bits
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Wirtgen 
Minerador contínuo fazendo carregamento em caminhão 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Wirtgen 
Minerador contínuo em túnel fazendo carregamento em caminhão 
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Wirtgen 
Minerador contínuo em abertura de corte fazendo carregamento em caminhão 
Vermeer – nivelador de 
terrenoDESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Bucket weel escavator
 Corta grandes massas de material;
 Faz a retomada de pilhas 
(stockpiles);
 Desmonta material brando.
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte mecânico
Bucket weel escavator
Operação da bucket weel em frente de lavra na descobertura
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte com explosivos
O desmonte de rochas com a utilização de explosivos é uma das operações mais 
comuns da lavra a céu aberto. 
 
O seu custo é baixo, o que garante que ela seja empregada com eficiência na 
fragmentação de quase todos os tipos de minérios: 
 
 carvão; 
 cobre; 
 ferro; 
 ouro.
Por Por que desmontamos rochaque desmontamos rocha com com explosivoexplosivo??
Desmonte
torna isso
nisso
Ou
nisso
FragmentaçãoFragmentação
OversizeOversize
TransporteTransporte
DanosDanos
 Impacto ambientalImpacto ambiental
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte com explosivos
 Funções
1 – Quebrar a rocha/minério:
 escavação;
 carregamento;
 transporte.
2 – Mover a rocha:
 pilha adequada;
 empurrar o material.
DESMONTE DE ROCHAS
Desmonte com explosivos
Dinâmica de fragmentação
Fraturamento X fragmentação
Fragmentação
É a liberação e ou 
quebra dos blocos 
que compõem a 
massa rochosa
Processo de desmonte com 
explosivos
Energia do explosivo
Geometria &
Padrão de iniciação
Resultados
• fragmentação
• perfil da pilha
• danos
Por que desmonte com explosivos?
 Para permitir uma escavação eficiente
 criar vazios / espaço
 aumentar a permeabilidade
e
 minimizar danos a estrutura rochosa
 prover um produto da melhor maneira 
possível para os processos posteriores de 
carregamento e transporte
O que queremos?
TEORIAS (+ 8 …)
 1949 até ....
 Reflection Theory
 Gas Expansion
 Flexural Rupture
 Stress Waves + Gas Exp.
 Flaw Theory
 Nuclei
 Torque Theory
 Cratering
PARÂMETROS QUE GOVERNAM 
FRAGMENTAÇÃO
 Explosivo
 VoD, Shock wave
 Expansão de Gás
 Material
 Planos de fraqueza
 Descontinuidades (fraturas, juntas, planos de 
estratificação, foliação, xistosidade…)
 Densidade
 Porosidade
 Água 
Mecanismo de Quebra 
 Ex: Cilindro de 
parede espessa 
submetido à 
pressão interna
Mecanismo de Quebra 
 Tensões Tangenciais ou de tração (+)
 Tensões Radiais ou de compressão (-)
Como as tensões se distribuem na parede 
do cilindro:
 Tensões tangenciais ou de tração produzem:
 deformações elásticas
 deformações plásticas
 fratura por esmagamento, se o material não for dúctil 
e se o esforço for suficientemente grande. Fissuras 
segundo linhas radiais.
 Esforços de compressão Radial produzem:
 deformações elásticas
 deformações plásticas
 fissuras segundo linhas tangenciais
Mecanismos de 
Fragmentação Propagação da onda de choque 
 Esmagamento
 Fraturamento radial
 Tensile slabbing
 Faces livres
 Juntas abertas
 Penetração de gás 
 Extensão das fissuras por encunhamento
 Dobramento flexural 
Desmonte em Bancada
Seqüência de Eventos
Iniciação
Detonação
Fraturamento inicial
Infiltração de Gases
Burden inicia movimentação
Movimento do Burden
Burden
Burden 
Atlas Powder Company, 1980.
Propagação da onda de choque
Zona intensamente quebrada
Onda de
compressão
Onda de tração
Spalling
Fraturas
radiais
Junta aberta
 Descascamento da face (“Spalling”)
 afastamento pequeno
 razão de carga alta
Penetração dos gases
tampão 
Furo 
original
Zona
quebrada
Ruptura Flexural
 Ruptura Flexural - Stifness - Esbeltez
 Afastamento empurrado quebrando por flexão. 
 Relação afastamento/altura da bancada mínimo de 
1:4
CRATERAMENTO
SEQUÊNCIA DE 
QUEBRA POR 
CRATERAMENTO
Resumindo
Onda de Choque
Gás
Movimento
Ensaio de resistência à compressão 
uniaxial
Compressão Triaxial
4O corpo de prova é colocado em 
uma célula onde é aplicada uma 
pressão lateral (σ3)
4Um fluido sob pressão aplica a 
pressão lateral sobre a rocha em 
toda sua superfície
4Pode-se calcular a coesão (c) e o 
ângulo de atrito (φ)
Resistência Dinâmica
 Resistência varia com taxa de carregamento
 UCSdyn ~ 10 * UCSstatic
 Tstatic ~ UCSstatic / 10
 Tdyn ~ 10 * Tstatic
( ) ( )
( )E CDyn r p=
+ × −
−
1 1 2
1
2υ υ
υ
ρ
Medindo 
características de 
quebramento
Câmara de detonação
•Tração, compressão estática e dinâmica, cisalhamento
•Somente são importantes para rocha homogênea – 
maciça
Propriedades de Resistência
ROCHA QUEBRA POR TRAÇÃO !!!!
•Como rocha se comporta quando 
submetida a carregamento: 
Propriedades Mecânicas
– Módulo de Young
• Alto – elevada velocidade sônica – usar 
explosivo de alta VoD
• Baixo – baixa velocidade – baixa VoD
•Descontinuidades
Absorção de Energia
•Densidade
•P wave (velocidade sônica): quanto mais 
densa- homogênea a rocha, mais fácil 
propagar onda P 
•Porosidade:
– Poro água, quebra fácil
– Poro seco, maior atenuação 
dos efeitos dos explosivos
Água no furo?
Explosivo à prova d’água
Rocha “mole”?
Use explosivo de baixa VoD 
(ANFO). Explosivo barato.
Rocha dura? 
Explosivo de alta VoD – alta 
densidade. Explosivos mais 
caros.
Fraturas , muitas fraturas?
Dureza da rocha não 
interessa
Use explosivo de baixa VoD
Influência da 
Geologia
Se os fatores geológicos não forem 
considerados poderemos obter
• Fragmentação inadequada
• Oversize
• Back break
• Condição inadequada da face
• Repé
• Pouco produtivo
Fatores Geológicos
• Água
Fatores geológicos que tem efeito:
• Descontinuidades
– Planos de acamamento
– Xistosidade\foliação
– Juntas
– Plano de clivagem
– 
Contato
s– Material inconsolidado – lama, etc
– Zona de fraqueza
– Cavernas
•Água presente
– estática
– bombeada
– fluindo dos furos
Água
•Explosivo resistente a água
•Acoplamento hidraúlico
Acoplamento 
hidraúlico
Sem água
Água
•Maior energia fragmentação
•Maior onda de choque
•Porém:
• Aumenta detonação 
simpatética
• Dead Pressing
•Excelente acoplamento
•Maior pressão
•Maior fraturamento
Descontinuidades e zonas de 
fraqueza
•Efeito tamanho do bloco
– Blocos pequenos, precisa pouca energia
– Blocos grandes, use alta VoD 
•Blocos pré fraturados
– Blocos já são naturalmente definidos na face
– Blocos quebrados pelo explosivo ao redor dos furos
•Juntas de grande persistência - superfície
– Funcionam como pre splits naturais
– Alinhar as faces paralelas ou 
ortogonalmente aos planos das juntas 
para obter superfícies limpas e lisas
View from above
• Juntas de grande persistência ( Subsolo)
– A forma da abertura precisa ser 
redesenhada levando em consideração 
as juntas – dispor em angulos retos ou 
paralelos as juntas principais 
– Funcionam como pre splits naturais
Orientação das estruturas / 
descontinuidades
•Vertical
•Horizontal
•Inclinada
•Fraturamento Intenso
•Massivo 
Vertical
Inclinada
Grande probabilidade de matacos !
• UCS é importante nesse caso.
Intensidade de juntas
“Hero Rock” 
Problemas com espaçamento 
de juntas
Se o espaçamento dos furos for duas a três vezes o espaçamento das juntas ►
matacos
Para evitar: colocar furos carregados entre as juntas
150 mm ANFO 
3 x 6 m pattern
Espaçamento de juntas 2.5 m
75 mm ANFO
1.5 x 3 m
Espaçamento juntas 2.5 m
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
São substâncias ou misturasde substâncias 
capazes de se transformarem quimicamente 
em gases. 
 
Com extraordinária rapidez e 
desenvolvimento de calor, os explosivos 
produzem pressões elevadas e considerável 
trabalho.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Breve histórico 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Fragmentação da rocha 
Pode ocorrer por dois motivos. 
 Ondas 
de choque
Pressão dos 
gases
Quebram ao redor do furo;
Levam à reflexão e ao desplacamento da face livre.
Ampliam as fraturas ao redor dos furos até a face livre;
Empurram a rocha para frente.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Propriedades
 Diâmetro crítico;
 Velocidade de detonação ou VoD;
 Força;
 Resistência à água;
 Sensibilidade;
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Diâmetro crítico
Refere-se ao valor de diâmetro mínimo para que um explosivo seja detonado. 
Abaixo dele, o explosivo não se propaga.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Velocidade de detonação ou VoD 
Corresponde à velocidade na qual uma onda de choque se propaga através do 
explosivo em um dado diâmetro.
Depende dos seguintes fatores:
 composição; 
 diâmetro do explosivo; 
 tamanho das partículas e de seus ingredientes;
 densidade; 
 grau de confinamento; 
 carga; 
 tipo de rocha. 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Força 
Representa a medida do trabalho que um determinado explosivo pode produzir. 
Os testes utilizados são:
 bloco de traulz (bloco de chumbo);
 pressão de detonação;
 teste do morteiro balístico;
 geração de calor;
 teste de energia de bolhas.
 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
O bulk strength refere-se à comparação de um explosivo ao ANFO, em volumes 
iguais. 
Como não existe uma norma específica para padronizar esse valor, a tendência 
mundial é utilizar o ANFO padrão (94:6 a 0,8 g/cm3) como parâmetro para medir 
a força.
 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Resistência à água
Representa a capacidade do explosivo em suportar a penetração de água dentro da 
sua massa, sob determinado tempo e pressão, de forma a manter 
seu desempenho na detonação. 
Ela depende da forma como o explosivo é encartuchado (resistência mecânica) e da 
sua composição química (dissolução de sais).
 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Resistência à água
Esse índice pode ser classificado em:
 bom;
 médio;
 fraco. 
 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Sensibilidade 
Corresponde à energia mínima necessária para que o explosivo possa ser iniciado de 
forma eficiente.
 
Outra forma de definir essa propriedade é com a capacidade de propagação de uma 
reação por toda a coluna, assumindo que o diâmetro utilizado é maior que o 
diâmetro crítico. 
 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Sensibilidade 
 Depende dos seguintes fatores:
 presença de água;
 diâmetro (ANFO);
 temperaturas extremas;
 densidade.
 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Geração de gases tóxicos
 Superfície:
§ grandes detonações; 
§ trincheiras; 
 
 Subterrâneo NOx CO;
 AN – amarelo significa água.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Geração de gases tóxicos
Durante uma detonação de explosivos são formados, além do vapor d’água, gases 
como dióxido de carbono e nitrogênio. 
 
Se a quantidade de oxigênio na reação não estiver balanceada, vários outros gases 
tóxicos também podem ser produzidos. 
 
O excesso de oxigênio pode gerar óxidos nitrosos e dióxido de nitrogênio, enquanto 
que o déficit pode resultar em grande quantidade de monóxido de carbono. 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Vida útil 
Existem explosivos que se degradam em poucas horas e outros em questão de anos, 
dependendo da formulação. 
 
Os nitroglicerinados têm o maior período de armazenagem. Entretanto, com o 
tempo, eles tendem a amolecer e a liberar nitroglicerina na forma de gotículas. 
 
Já os que possuem NA dissolvem-se enquanto que os explosivos militares podem 
durar mais de 50 anos. 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Propriedades ambientais 
 
Quando expostos a temperaturas muito baixas ou muito elevadas, todos os 
explosivos sofrem diminuição de sua performance. 
 
Em condições de armazenamento acima de 32,2 ºC, vários componentes dos 
explosivos se decompõem ou diminuem a vida útil.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Tipos 
Existem quatro tipos de explosivos. São eles:
 
 ANFO;
 
 emulsão e aquagel;
 
 blends;
 dinamite.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
ANFO
O Ammonium Nitrate – Fuel Oil (ANFO) é o explosivo 
civil mais utilizado no mundo. 
 
O nitrato de amônio surgiu em 1.659, quando J. R. 
Glauber sintetizou sua primeira amostra a partir de 
amônia e do ácido nítrico.
 
Nos séculos XVIII e XIX, ele foi utilizado para fins 
medicinais, sendo posteriormente popularizado como 
fertilizante a partir da I Guerra Mundial.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
ANFO
Alfred Nobel estudou exaustivamente o nitrato de amônio e constatou ser um 
substituto interessante para a nitroglicerina, que já naquela época apresentava 
custo elevado. 
 
Depois de muitos testes, em 1.879, a mistura de NA com óleo combustível foi 
patenteada por Nobel. A partir de então, ela passou a ser utilizada como 
substituta parcial da nitroglicerina na dinamite.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
ANFO
A partir de 1.950, a tecnologia de fabricação do grão de nitrato de amônio estava 
pronta para ser utilizada. Esse fato facilitou o manuseio e a estocagem do nitrato 
e tornou o produto mais seguro (estável) e popular.
 
Em 1.955, o ANFO foi utilizado comercialmente pela Maumee Coal e Spencer 
Quemicals, passando a ter grande aceitação na indústria mineira norte-
americana e posteriormente mundial. Isso ocorreu devido a seu baixo custo e à 
facilidade de manuseio e segurança. 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
ANFO
Composição química
 NH4NO3
Sendo:
 
 60% de oxigênio em peso;
 33% de nitrogênio; 
 7% de hidrogênio. 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
ANFO
Principais características
 Facilmente dissolvido pela água;
 Recoberto por fina camada de talco ou de argila;
 Derramável;
 
 Encontrado a granel; 
 Baixa densidade (0.82 g/cc);
 Sem resistência à água; 
 Baixo custo (R$ 0,5/kg no Brasil).
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
ANFO
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Emulsão e aquagel
A composição química desses explosivos é:
 
 NA;
 de dez a 15 por cento de água;
 polissacarídeos como espessantes.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Emulsão e aquagel
Têm como características em comum: 
 são bombeáveis;
 encontram-se em cartucho ou a granel;
 são à prova d’água;
 possuem densidade de 1,25 g/cc.
Emulsão Aquagel
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Emulsão e aquagel
Como diferença entre eles, é possível ressaltar: 
 a variação de proporções e de tamanho dos ingredientes;
 o aquagel tem oxidantes em cristais grandes e distribuição randômica;
 a emulsão tem melhor distribuição, contato combustível e oxidante. 
 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Blends
É um explosivo híbrido, proveniente da mistura de emulsão e ANFO. Ele possui 
densidade média, resistência à água e um custo reduzido.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Dinamite
Possui as seguintes características químicas:
 
 NG – éster nítrico relativamente instável;
 oxigênio oxidante diretamente ligado ao carbono;
 densidade de 1,6 g/cm3;
 VoD de 7.600 m/s;
 extremamente sensível ao choque, à fricção e ao calor.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Todas as dinamites possuem NG em sua composição. Porém, nem todos os 
explosivos que contém NG são dinamites. 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Primers
 Iniciam os blasting agents;
 Ajustam-se ao diâmetro do furo; 
 PETN/TNT;(tetranitrato de pentaeritritol)
 VoD e alto choque;
 Possuem custo elevado.
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Seleção
Para definir o explosivo a ser utilizado no desmonte das rochas de uma mina, é 
preciso verificar a existência de água nos furos.
 
Furos sem água ANFO e ANFO blends.
Furos com água 50% de emulsão blends e 100% de emulsão. 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Carregamento X tamanho do furo
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Escolhas mais comuns
Carvão e coberturas
 Diâmetros grandes (150 mm a 375 mm);
 Mole, fraturada; 
 Explosivo barato – ANFO. 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Escolhas mais comuns
Calcário 
 Diâmetros médios (75 mm a 150 mm);
 Perfuração 250 m/turno a 400 m/turno; 
 ANFO sem água, blend se tiver água;
 Explosivos baratos. 
DESMONTE DE ROCHAS
Explosivos
Escolhas mais comuns
Rocha dura 
 Grandes diâmetros (250 mm a 400 mm);
 Perfuração mais cara do que o explosivo; 
 Explosivos de alta densidade e velocidade. 
 
metlmine.avi
Initiation System Trends
TYPES OF INITIATION 
SYSTEMS
Electric
Non-Electric
Electronic
COMPARISON OF USA & BRAZIL
Widespread
Availability
Brazil USA
EZ det system <5 years 20+ years
Electronic ? 8 years
Production 
blasting Testing
5 years ~15 years
Worldwide Initiation Trends
 Away from Cap and Fuse
 Away for Electric
 Majority of Non-Electric devices are nonel 
and EZ det type system
 Steady increase of Electronic caps (greater 
accuracy)
ELECTRIC DISADVANTAGES
Current leakage
Damp conditions
Conductive ground
Dirty connections
Premature Firing
Electrical storms
Stray currents
Radio waves
Reason why people moving 
away from electric:
 Time Consuming
 Need to be good at math
 Complicated Inventory
 Have to be more particular hooking up
 Hazards (1)
 Stray currents
 High voltage lines
 Hazards (2) Radios
 Haul trucks
 Cell phones
NON-ELECTRIC SYSTEMS
 Cap & Safety Fuse
 Detonating cord
 Noise problems
 Nonel System
 System of choice
CAP & SAFETY FUSE (1)
Simple Cap
Fuse is delay
approximately 130 
sec/m
Crimp
Multiple caps initiated 
using igniter cord
CAP & SAFETY FUSE (2)
Problems:
Old system – outdated
Questionable accuracy
Delays too long - cut offs
Proven poor results (COMRO)
Move away to millisecond delay series
Safety concerns
DETONATING CORD (1)
Velocity >7 km/s
Dual path
Surface & down the hole
Surface delay connectors
Many different strengths
DETONATING CORD (2)
Problems:
1. Noise
2. Blows out 
stemming
3. Damages 
explosives
Detonating Cord Firing in an Iron Ore Mine Shot
DETONATING CORD (5)
Low energy 
detonating 
cord
<1 gram/metre
NONEL INITIATION SYSTEM (1)
 Hollow Tube
 Thin explosive dusting of 
HMX and Al
 Flashes at 2 km/s
 Extremely rugged
 Delays on surface +
 in the hole
NONEL INITIATION SYSTEM 
(2) Sealed, immune to 
stray currents 
and radio
Extremely flexible
Every hole can be 
loaded the same
Quick and easy hook 
up
ADVANCES IN NONEL
Now Over 90% of US Market
 Lowering of Cost a Little
 Higher accuracy
 Better shelf life
 More water resistant
 Higher strength
 Over extrusion EB
 New plastics Orica
 EZ Det
ADVANTAGES OF THE 
EZ DET
 No limitation on shot size
 Easy hook up
 Less likely to be screwed up
 Easy inventory control
 Usually on 2 units required
 Decking simple
 Can obtain good connections easily in bad conditions
 Immune to radio waves & stray current
 nonelhookup.avi
EZ DET EXAMPLE LAYOUT
EZ Det Firing
surface nonel light.avi
NONEL OPERATION (2)
Sequence taken at 
Peabody Mine
surface nonel sp2000.avi
Blast cast
High Speed
NON ELECTRIC TRENDS
 Move Away from Det Cord
 Noise
 Blows Hole in Stemming
 Damages Powder Column
 Resulting in Less Efficient Blast
 Steeper Muck Pile
 Move away from individual delay detonators to 
common units
ELECTRONIC DETONATORS
Advantages
 Sophisticated
 Programmable Available
 Accurate to Better than 1 Millisecond
Disadvantages
 Still not completely accepted
 Still specialty items most needing special fire 
sets.
 Cost 
 (currently an extra $14 per unit in the US)
THOUGHTS ON ELECTRONIC 
DETONATORS
 Prices will have to come down for widespread 
use
 Still not enough data in yet on reliability and 
how much extra advantage they provide (but 
to date looks very promising)
 First application in large diameter holes with 
emulsions and emulsion blends where the 
initiator cost is only a small fraction of the 
cost of the hole and powder.
 Applications where electronic detonators 
have to be used to save the day.
TYPES
Multiple Wire Electric
(South African)
Twin Wire Electric
(EB, Dyno, etc.)
Non-Electric
(EB)
INDUSTRY PREFFERENCE & 
TRENDS
20 years ago electric was king
Nonel is now king
Nonel over electric 20:1
Complete replacement of electric 
by nonel in near future
Increasing use of radio dispatch 
and differential GPS
Steady growth of electronic
REMOTE RADIO FIRE 
CONTROL
Advantages
 Digital Fire Control
 Eliminates Blasting Cable or 
Shock Tube Run In
 Does Not Limit the Blaster 
to the Length of His Cable
Disadvantages
 High Capital Outlay
 Need a back upAlso dual fringing (electric/nonelectric) 
models now available
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Para realizar o plano de fogo de uma mina, em primeiro lugar, é preciso verificar 
alguns pontos:
 
 a seqüência recomendada para o projeto;
 os dados necessários;
 as decisões básicas de projeto;
 a distribuição da energia e do tempo;
 a análise do projeto de desmonte; 
 o cálculo dos custos envolvidos.
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo
Deve-se considerar que existe um abismo entre a teoria e a prática de execução do 
plano de fogo.
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Após as primeiras definições, é preciso pensar nos seguintes elementos:
 
 perfuratrizes; 
 explosivos; 
 sistemas de iniciação; 
 monitoramento; 
 modelagem; 
 análise.
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Implementação
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Considerações práticas
Maciço rochoso
Propriedades físicas:
 
 resistência mecânica (tração e compressão);
 módulo de elasticidade (dinâmico);
 coeficiente de Poisson (dinâmico);
 textura;
 estrutura. 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Considerações práticas
Estrutura da rocha
 Maciça; 
 Leitos; 
 Blocos;
 Fraturas; 
 Homogênea ou variável. 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Considerações práticas
Tipo de perfuratriz
 
 Comprimento do furo; 
 Diâmetro; 
 Alinhamento.
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Considerações práticas
Meio ambiente
 
 Tamanho da detonação; 
 Água;
 Vizinhança (pessoas, estruturas).
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Considerações práticas
Explosivo
 
 Tipo; 
 Propriedades físicas;
 Quantidade utilizada. 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Considerações práticas
Geometria da malha
 
 Tamanho e forma;
 Faces livres; 
 Subfuração; 
 Decking.
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Arranjo de retardos para controle do desmonte
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
PROJETO DE DESMONTECOM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
A imagem a seguir retrata o movimento do burden durante a detonação 
mostrando o material liberado e o quebrado pelo processo de desmonte.
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Seqüência do projeto
1 – Coleta de dados;
2 – Definição da geometria; 
3 – Definição do diâmetro do furo, da subfuração, do tampão e dos espaçadores; 
4 – Seleção dos explosivos; 
5 – Definição densidade de explosivos; 
6 – Definição de burden, espaçamento e malha; 
7 – Seqüência de detonação apropriada;
8 – Definição dos retardos. 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Coleta de dados
 Objetivos;
 Geologia;
 Equipamentos;
 Materiais; 
 
 Limitações; 
 Experiência.
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Definição da geometria 
 Tamanho do desmonte; 
 Altura da bancada;
 Tamanho do fogo; 
 Ângulo de furação;
 Espaço para a pilha; 
 Acessos..
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Diâmetro dos furos 
 Custos; 
 Distribuição de energia; 
 Atenuação;
 Gráficos de energia. 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Tampão
 Retém os gases da explosão, permitindo que 
eles trabalhem; 
 Seu comprimento deve ter entre 15 D e 25 D e 
o tamanho entre 0,05 D e 0,15 D;
 Deve ser de material duro e de fragmentos 
angulares;
 Geralmente, o pó da furação é muito pequeno 
e fraco.
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Subfuração
Dever ter entre 0,2 B e 0,3 B. 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Seleção de explosivos
Parâmetros físicos: 
 resistência à água;
 diâmetro crítico; 
 tempo de residência; 
 terreno reativo e temperatura. 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Malha de perfuração
Para a distribuição regular dos explosivos, é preciso definir uma malha de furos 
também regular. Ela pode ser quadrada ou em pé-de-galinha.
 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Distribuição dos explosivos
Distribuição da energia dos explosivos nos furos
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Detonação/timing
 Define o que realmente acontece no desmonte; 
 Controla o burden efetivo e o espaçamento;
 Determina qual o volume de rocha foi afetado por cada carga;
 Controla a interação de cargas para o quebramento e a movimentação;
 Controlas vibrações;
 Verifica o confinamento dos gases, back break ou outros danos; 
 Afeta o comportamento da pilha de material desmontado. 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Detonação/timing
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Tempo de movimento do burden
Refere-se ao tempo necessário para o primeiro 
movimento do burden, após iniciação.
 
Em rochas frágeis com módulo de elasticidade 
elevado e pequenos burdens, o início do 
movimento pode ser menor do que 10 ms. 
Já em rochas moles ou mais porosas, o tempo pode 
passar de 100 ms.
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Retardos de detonação 
Existem três tipos de retardo de detonação:
 
 entre furos;
 entre linhas;
 no furo.
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Retardos de detonação 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Iniciação linha por linha 
 Utilizada para lançar a pilha para frente; 
 Pode ser em malha quadrada ou em pé-de-galinha. 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Echelon patterns 
 Usado onde existem duas faces livres;
 Auxilia o movimento do burden.
 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
“V” patterns 
 Utilizado quando existe apenas uma face livre; 
 O ângulo “V” é controlado pela B/S (burden/afastamento). 
 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Detonação por choco 
 Projetado para provocar movimentos mínimos na pilha. Nesse caso, a 
superfície é a única face livre; 
 Utiliza furos de pequeno diâmetro e pequenos retardos;
 Não é recomendada para bancadas de altura superior a dez metros.
 
 
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Arranjo de retardos para condicionamento da pilha de fragmentação
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Arranjo de retardos para condicionamento da pilha de fragmentação
PROJETO DE DESMONTE COM EXPLOSIVOS
Plano de fogo 
Arranjo de retardos para condicionamento da pilha de fragmentação
 
 
ADVANCED BLAST DESIGN
POWDER FACTOR
•Mining Waste & Construction 
kg of explosive
cubic metres of rock/waste
•Mining Ore
 kg of explosive
 tonnes of ore
POWDER FACTOR 
CALCULATION
15 Holes, total kg 450 kg
9m deep x 3m spacing x 2m burden
Rock density = 2.5
kg per hole = ________ kg
Rock per hole = ________ m3
Powder factor (vol) = _____ kg per cubic metre
Powder factor (wt) = _____ kg per tonne
TYPICAL POWDER FACTOR 
RANGE kg/m3
lb/yd
3
kg/m3
BLASTING PARAMETERS
RULES OF THUMB
 FOR QUARRIES/
SURFACE MINING USING 
ANFO
S.G Rock - 2.5
A GOOD 
STARTING PLACE
=
Powder Factor = 0.6 kg/m3
(1 lb/yd)
Higher 
Smaller Rock
Lower Larger 
Rock
Face Height = 100-120 Hole Diameter
e.g. 100 mm Hole = > 10-12 m Face
e.g. 250 mm Hole = > 25-30 m Face
FACE HEIGHT TOO LOW
Too Stiff
• Poor Breakage
• Low Powder Factor
• Stemming Ejection
• Flyrock
FACE HEIGHT TOO HIGH
 Too Far To Drill
• Drilling Inaccuracies
• Variable Burden & 
Spacing
• Flyrock
• Oversize
• Toe
Burden = 25 x hole diameter
e.g. 100 mm hole 2.5 m burden
Spacing = 35 x hole diameter
e.g. 100 mm hole 3.5 m spacing
Stemming
Use Crushed Rock 
Length = 0.7 - 1.4 Burden
Say = Burden
Size = 1/8 hole diameter
e.g. 100 mm hole = > 2.5 m of 
12 mm crushed stone 
Subdrill = 1/3 Burden
e.g. 100 mm hole => 0.83 m 
(1m) Subdrill
N.B. No Subdrill if bottom of
 face at a bedding plane
Work Problem 
150 mm Hole Diameter Quarry Shot
Face Height ____________
Burden ____________
Spacing ____________
Stemming ____________
Subdrill ____________
Powder column wt kg/m
w = S.G. x d2 
 1273 kg/m
WORK PROBLEM
50/50 Emulsion blend
150 mm hole
10 m powder column
W = ________________ kg/m
Total Wt = ______________ kg
RULES OF THUMB
 FOR QUARRIES/
SURFACE MINING USING 
EMULSIONS & BLENDS
Burden = 30 x hole diameter
e.g. 100 mm hole 3 m burden
Spacing = 45 x hole diameter
e.g. 100 mm hole 4.5 m spacing
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	Vermeer – nivelador de terreno
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	Página 54
	Página 55
	Página 56
	Página 57
	Fragmentação
	Processo de desmonte com explosivos
	Página 60
	O que queremos?
	TEORIAS (+ 8 …)
	PARÂMETROS QUE GOVERNAM FRAGMENTAÇÃO
	Mecanismo de Quebra 
	Mecanismo de Quebra 
	Como as tensões se distribuem na parede do cilindro:
	Página 67
	Página 68
	Mecanismos de Fragmentação
	Página 70
	Página 71
	Seqüência de Eventos
	Iniciação
	Detonação
	Fraturamento inicial
	Infiltração de Gases
	Burden inicia movimentação
	Movimentodo Burden
	Burden
	Burden 
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	Propagação da onda de choque
	Página 83
	Penetração dos gases
	Ruptura Flexural
	Página 86
	CRATERAMENTO
	SEQUÊNCIA DE QUEBRA POR CRATERAMENTO
	Resumindo
	Ensaio de resistência à compressão uniaxial
	Compressão Triaxial
	Resistência Dinâmica
	Medindo características de quebramento
	Câmara de detonação
	Página 95
	Página 96
	Página 97
	Água no furo?
Explosivo à prova d’água
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	Initiation System Trends
	TYPES OF INITIATION SYSTEMS
	COMPARISON OF USA & BRAZIL
	Worldwide Initiation Trends
	ELECTRIC DISADVANTAGES
	Reason why people moving away from electric:
	NON-ELECTRIC SYSTEMS
	CAP & SAFETY FUSE (1)
	CAP & SAFETY FUSE (2)
	DETONATING CORD (1)
	DETONATING CORD (2)
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	DETONATING CORD (5)
	NONEL INITIATION SYSTEM (1)
	NONEL INITIATION SYSTEM (2)
	ADVANCES IN NONEL
Now Over 90% of US Market
	ADVANTAGES OF THE 
EZ DET
	EZ DET EXAMPLE LAYOUT
	EZ Det Firing
	NONEL OPERATION (2)
	NON ELECTRIC TRENDS
	ELECTRONIC DETONATORS
	THOUGHTS ON ELECTRONIC DETONATORS
	TYPES
	INDUSTRY PREFFERENCE & TRENDS
	REMOTE RADIO FIRE CONTROL
	Página 188
	Página 189
	Página 190
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	Página 224
	POWDER FACTOR CALCULATION
	TYPICAL POWDER FACTOR RANGE
	BLASTING PARAMETERS
	RULES OF THUMB
 FOR QUARRIES/
SURFACE MINING USING ANFO
	Página 229
	Página 230
	Página 231
	FACE HEIGHT TOO LOW
	FACE HEIGHT TOO HIGH
	Página 234
	Página 235
	Página 236
	Página 237
	Work Problem 
150 mm Hole Diameter Quarry Shot
	Página 239
	Página 240
	Página 241
	Página 242
	Página 243