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Sufiane Maurício Nambera Relatório de Estágio Profissional realizado na Pedreira JD’Sousa no Distrito de Nhamatanda – Sofala Licenciatura em Geologia com Habilitações em Geologia de Engenharia e Hidrogeologia Universidade Pedagógica Beira 2018 Sufiane Maurício Nambera Relatório de Estágio Profissional realizado na Pedreira JD’Sousa no Distrito de Nhamatanda – Sofala Universidade Pedagógica Beira 2018 Relatório de Estágio Curricular apresentado ao Departamento de Ciências da Terra e Ambiente para o cumprimento dos requisitos necessários a obtenção do grau de Licenciado. Supervisores: Engenheiro Mário Zunguza e Técnico José António Guerra. i Índice Geral Páginas 1.1. Objectivos do trabalho ................................................................................................. 1 2. ENQUADRAMENTO GEOGRÁFICO ............................................................................. 2 2.1. Localização .................................................................................................................. 2 2.2. Clima e Hidrografia ..................................................................................................... 3 2.3. Relevo e solos .............................................................................................................. 3 3. ENQUADRAMENTO GEOLÓGICO ................................................................................ 4 3.1. Geologia Regional ....................................................................................................... 4 4. METODOLOGIAS DO ESTÁGIO .................................................................................... 2 4.1. Apresentação e ambientação do local de trabalho ....................................................... 2 4.1.1. Relacionamento Profissional ................................................................................ 2 4.1.2. Planta de Processamento ...................................................................................... 3 4.1.3. Britadores de Mandíbula ...................................................................................... 4 4.1.4. Britadores de Impacto ........................................................................................... 5 4.1.5. Tapetes ou Esteiras transportadoras ..................................................................... 7 4.1.6. Peneira vibratória (Crivo) ..................................................................................... 8 4.2. Desmonte de Rocha ................................................................................................... 10 4.2.1. Processo de Desmonte na pedreira JD’Sousa ..................................................... 11 4.2.2. Perfuração ........................................................................................................... 12 4.2.3. Carregamento e Detonação ................................................................................. 15 5. SUGESTÕES PROPOSTAS ............................................................................................ 20 5.1. Para a universidade ........................................................................................................ 20 5.2. Para a empresa ........................................................................................................... 20 6. CONCLUSÃO .................................................................................................................. 22 Referências Bibliográficas ........................................................................................................ 23 ii Índice de Figuras Figura 1 – Mapa de localização geográfica do Distrito de Nhamatanda (Autor, 2018). ............ 2 Figura 2 – Rochas basálticas em estados de alteração média (AUTOR, 2017). ........................ 5 Figura 3 – Presenças de quartzo e feldspato numa massa de anfibolito (AUTOR, 2017). ........ 1 Figura 4 – Zona de contacto entre o anfibolito (na base) e o basalto (no topo) (AUTOR, 2017). .................................................................................................................................................... 1 Figura 5 – Planta de processamento ou frente de produção da pedreira JD’Sousa (AUTOR, 2017). .......................................................................................................................................... 3 Figura 6 – Esquema ilustrativo do britador de mandíbulas (Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfLzMAE/britagem-ouro). ........................................ 4 Figura 7 – Vista frontal do britador de mandíbulas (esquerda) e a boca de alimentação do britador de mandíbulas (direita) (AUTOR, 2017). ..................................................................... 4 Figura 8 – Esquema ilustrativo do britador de impacto (Fonte: http://wwwo.metalica.com.br/artigos-tecnicos/britadores-e-moinhos). ..................................... 5 Figura 9 – Unidade de controlo das britadoras. A esquerda – controlo do britador primário, no centro – controlo do britador secundário e a direita – do britador terciário (AUTOR, 2017). ... 6 Figura 10 – Conjunto de tapetes transportadores constituídas superficialmente de borracha. A superfície metálica de forma inclinada que se pode observar no lado direito da imagem tem como função transportar o pó de rocha (AUTOR, 2017). .......................................................... 7 Figura 11 – Unidade de controlo das esteiras. Cada coluna de teclados corresponde a um tapete, os teclados de cor vermelho-claro, servem para indicar se os tapetes estão em funcionamento; os verdes para desligar e os vermelho-escuros para ligar (AUTOR, 2017). .............................. 7 Figura 12 – Esquema ilustrativo de uma peneira vibradora (Metalúrgica Santa Rita, 2017)..... 8 Figura 13 – Vista lateral do vibrador ou crivo (a direita), a esquerda pode se observar o interior deste equipamento disposto em compartimentos de redes (AUTOR, 2017). ............................. 9 Figura 14 – Vista frontal do vibrador ou crivo conectadas por esteiras transportadoras (AUTOR, 2017). .......................................................................................................................................... 9 Figura 15 – Esquema ilustrativo do modo de fluxo do material na peneira vibratória (REZENDE, 2011). .................................................................................................................. 10 Figura 16 – Perfuratriz hidráulica de marca Sandvik usada na perfuração (AUTOR, 2017)... 13 Figura 17 – Processo de perfuração com uma perfuratriz hidráulica (AUTOR, 2017)............ 13 Figura 18 – Esquema ilustrativo de uma malha estagiada (MARTINHO, 2012). ................... 14 iii Figura 19 – Saco de explosivo Anco, cordel detonante de cor avermelhado e cartuchos de explosivo do tipo Gemulex de cor rosa (a esquerda); retardadores de 25 milissegundos (a direita); (AUTOR, 2017). ......................................................................................................... 16 Figura 20 – Colocação do explosivo do tipo Gemulex amarrado ao cordel detonante (a esquerda) e a direita, colocação do explosivo tipo Anco no furo previamente enchido por Gemulex (AUTOR, 2017). ....................................................................................................... 17 Figura 21 – Instalação do cordel detonante nas linhas de furo e a colocação do Retardador entre dois furos consecutivos (AUTOR, 2017). ................................................................................17 Figura 22 – Aspecto final após o detonamento. Pode se observar a região já desmontada pintada a cor vermelha (AUTOR, 2017). .............................................................................................. 18 Índice de Tabelas Tabela 1 - Diagrama de fogo usado na pedreira JD’Sousa. ...................................................... 12 iv Declaração Declaro que este Relatório de Estágio é resultado da minha investigação pessoal e das orientações dos meus supervisores, o seu conteúdo é original e todas as fontes consultadas estão devidamente mencionadas no texto, nas notas e na bibliografia final. Declaro ainda que este trabalho não foi apresentado em nenhuma outra instituição para obtenção de qualquer grau académico. Beira, Janeiro de 2018 __________________________________________ (Sufiane Maurício Nambera) 1 1. INTRODUÇÃO No âmbito do programa de Estágio Curricular da Universidade Pedagógica, delegação da Beira, realizou-se por um período de trinta (30) dias úteis na pedreira da JD’Sousa, trabalhos correspondentes ao desmonte de rocha para uso como agregado na construção civil. A rocha de interesse é o basalto e o método de lavra utilizado é a céu aberto com recurso a explosivos. Os processos de desmonte de rocha constituem uma das várias actividades de interesse da geologia de engenharia, tendo como enquadramento as cadeiras de Dimensionamento de Pedreiras e Escavações, Mecânica de Rochas e Materiais Geológicos de Construção, sendo estas algumas das cadeiras ministradas no curso de Geologia com Habilitações em Geologia de Engenharia e Hidrogeologia da Universidade Pedagógica. Para além das actividades que constituem o foco do estágio, também foram realizadas actividades de discrição da geologia local e outras ligadas ao processamento de roha. Como forma de reconhecimento geológico do local, foram feitos primeiramente num grupo de três (3) estudantes, todos eles do mesmo programa de estágio, uma descrição geral do material rochoso aflorante, onde através de características macroscópicas e de evidencias no campo procedeu-se com as descrições mineralógica, estrutural e textural tendo como resultado a nomenclatura provável da rocha. No que concerne ao desmonte (objectivo do estágio), o autor juntamente com os colegas estiveram sempre presente desde a perfuração até a britagem do material, sendo esta a última etapa de tratamento da rocha que culmina com a brita. 1.1. Objectivos do trabalho O presente relatório de estágio tem como objectivo geral o desmonte de rocha com recurso a explosivos. A rocha de interesse é o basalto e o processo de desmonte do material consiste em três (3) etapas após o cálculo do plano de fogo: 1. Perfuração; 2. Carregamento (com explosivos); e, 3. Detonação. 2 2. ENQUADRAMENTO GEOGRÁFICO 2.1. Localização A pedreira da JD’Sousa situa-se na Localidade de Nharuchonga, distrito de Nhamatanda. O Distrito de Nhamatanda localiza-se na região Centro-Oeste da Província de Sofala, sendo limitado a Norte pelo Distrito de Gorongosa, a Oeste pelo Distrito de Gondola (Manica), a Sul o Distrito de Búzi e a Este o Distrito de Dondo. A superfície do distrito é de 4.028 km2 e a sua população está estimada em 255 mil habitantes à data de 1/7/2012. Com uma densidade populacional aproximada de 63,2 hab/km2, prevê-se que o distrito em 2020 venha a atingir os 333 mil habitantes (MAE, 2014)1. Figura 1 – Mapa de localização geográfica do Distrito de Nhamatanda (Autor, 2018). 1 Ministério da Administração Estatal, 2014 3 2.2. Clima e Hidrografia Segundo a classificação climática de Köppen, ocorrem no Distrito de Nhamatanda dois tipos distintos de clima, nomeadamente: o clima de tipo “Tropical Chuvoso de Savana - Aw” a Este, e do tipo “Tropical Temperado Húmido – Cw” a Oeste, observando-se em ambos casos duas estações nomeadamente: a chuvosa e a seca. A precipitação média anual, na estação meteorológica de referência (Nhamatanda), é de 846 mm, enquanto a evapotranspiração potencial média anual está na ordem dos 1.559 mm. A maior queda pluviométrica ocorre sobretudo no período compreendido entre Novembro de um ano a Março do ano seguinte, variando significativamente na quantidade e distribuição, quer durante o ano, quer de ano para ano e, a temperatura média anual é de 24.9ºC. As médias anuais máxima e mínima são de 32.0 e 17.8ºC. A rede hidrográfica do distrito comporta rios, riachos, lagoas e pântanos a saber: ➢ Rios - Muda, Mecuzi, Nhamatanda, Tsengudza, Nhamissenguere Metuchira, Mecuzi Manguena, Mítua, Mussicavo, Mutarara e Pungué; ➢ Riachos - Nhamissenguere, Nhamissenguere 2, Nhampiririr, Nharuchonga, Muaticuera, Bebedo, Bendicar, Malenve, Mosca de Sono, Ura Gambulene, Munhonha, Mussicavo, Harúmua, Ndeja, Macumba, Mangate, Momba, Mucharuenhe, Micheu e Nhazuingoma; ➢ Lagoas – Macorococho, Mbimbir, Nguenhi, Muchamba, Chahocue, Chapadzi, Luvava, Massuca, Sovim, Ura Gambulene, Chembue, Mosca de Sono e Mundende; ➢ Pântanos – Djangombe, Chissocossa, Chiulaia, Muana, Macaraure, Madawana, Utonda e Lupuepue. 2.3. Relevo e solos Geomorfologicamente o Distrito de Nhamatanda é caracterizado pela ocorrência de duas unidades distintas nomeadamente a Bacia Sedimentar e Complexo Gnaisso-Granítico do Moçambique Belt. A primeira unidade compreende basicamente os sedimentos mais recentes de aluvião do rio Púnguè e seus afluentes que deram origem a solos aluvionares de textura pesada e/ou 4 estratificada, profundos a muito profundos, moderadamente bem drenados, boa fertilidade natural e capacidade de retenção de nutrientes e água. A segunda unidade é dominada por solos residuais derivados de rochas mais resistentes (MAE, 2014). 3. ENQUADRAMENTO GEOLÓGICO 3.1. Geologia Regional O local de estágio (Distrito de Nhamatanda) encontra-se inserido no chamado Complexo de Barué. O Complexo Báruè, redefinido e reduzido, tem sido subdividido em Grupos Macossa e Chimoio, largamente expostos entre ~17°30’ e 20° S. As margens leste e sul do complexo Báruè são formados por formações do Karoo e coberturas mais jovens, limitadas por falhas ou inconformidades. A margem oeste é uma considerável zona de cisalhamento dextrógiro, que ocorre ao longo da margem leste exposta do cráton Arcaico. Ao norte, o Complexo termina supostamente em uma frente de empurrão direccionada ao norte (GTK CONSORTIUM, 2006). As litologias do Complexo Báruè desenvolvem tipicamente uma paisagem ondulada, fracamente dissecada, com Inselbergs formados por rochas intrusivas. Nas fotografias aéreas e mapas aerogeofísicos, o Complexo é caracterizado por uma foliação com tendência concêntrica, que aparentemente forma uma série de estructuras do tipo cogumelo, manifestando padrões de dobras de interferência. O padrão de dobramento sugere um significativo fluxo dúctil em níveis crustais médios (a rasos?), o que é confirmado pelo metamorfismo dinamo-termal de alto grau, como é manifestado por uma variedade de gneisses, migmatitos e granitóides de grau médio a alto, com intercalações subordinadas de rochas máficas, quartzitos, mármores e rochas calco-silicatados associados. Os protólitos sedimentares destas litologias correspondem mais provavelmente à uma sequência turbidítica monótona, depositada sobre uma margem continental passiva e empurrados sobre a margem do Cráton Zimbabwe durante o Ciclo Orogênico Grenvilleano (~1.1 – 1.0 Ga) (GTK CONSORTIUM, 2006). O complexo Bárué redefinido é subdividido em grupo Macossa e grupo Chimoio, com caracteristicas não muito distintas entre eles. 5 ➢ Grupo Macossa Compreende as seguintes unidades mapeáveis: Gneisse Leucocrático (P2BMlc), Gneisse Quartzo-Feldspático (P2BMqf), Meta-arcósio (P2BMar), QuartzitoFeldspático (P2BMfq), Granada-Silimanita Gneisse, Mica Gneisse e Metagrauvaca (P2BMsi), Mármore (P2BMma) e Gneisse Calco-Silicatado (P2BMcc). ➢ Grupo Chimoio É composto por Metasedimento Siliciclástico (P2BCss), Gneisse Monte Chissui, Biotita Gneisse Félsico e Metagranito (P2BCfg), Paragneisse Migmatítico (P2BCmi), Metagranito a Granada e Paragneisse (P2BCmg), Hornblenda Gneisse e Amfibolito (P2BChg) e Mica Xisto e Mica Gneisse (P2BCch). Corpos variavelmente deformados de rochas plutônicas félsicas e máficas, incluindo uma variedade de ortogneisses de afinidade granítica e tonalítica, meta-diorito, meta-gabro e hornblendito, intrudiram os metasedimentos do Complexo Báruè. No terreno, observou-se maior ocorrência de rochas basálticas e rochas do tipo anfibolitos, com presença de veios de quartzo e feldspatos. Também ocorre no local rochas que pela sua estrutura provavelmente seja riólito mas este, em pequenas quantidades. Observou-se ainda presenças de quartzo e feldspato no anfibolito, era de se esperar pois estes dois minerais são tidos como minerais acessórios dos anfibolitos (ver figura 2). Figura 2 – Rochas basálticas em estados de alteração média (AUTOR, 2017). 1 Figura 3 – Presenças de quartzo e feldspato numa massa de anfibolito (AUTOR, 2017). Evidências do campo mostraram que o anfibolito formou-se antes do vulcanismo que originou o basalto, visto em quase toda a totalidade de estruturas observadas, o anfibolito estava sempre abaixo do basalto. Figura 4 – Zona de contacto entre o anfibolito (na base) e o basalto (no topo) (AUTOR, 2017). Ainda observou-se no campo, estruturas que evidenciaram fluência de lava basáltica, orientada do topo a base da rocha que se apresentaram alteradas em forma de escamas ou cebola, essas estruturas são conhecidas como alteração esferoidal. 2 4. METODOLOGIAS DO ESTÁGIO Durante o decorrer do estágio, as actividades levadas a cabo seguiram uma certa sequência, que compreendeu primeiramente na apresentação e ambientação do local de trabalho, no reconhecimento geológico do local (aspecto já referido no número 3.2.), seguido pelos trabalhos propriamente de desmonte. Na tentativa de organizar as etapas de trabalho apresenta-se a seguinte sequência: 1. Apresentação e ambientação do local de trabalho; 2. Reconhecimento geológico do local; 3. Trabalhos propriamente de desmonte. Em seguida iremos abordar sucintamente cada uma das etapas que compõem a sequência acima referidos: 4.1. Apresentação e ambientação do local de trabalho Essa etapa ocorreu logo após a chegada dos estudantes na empresa, consistiu basicamente no conhecimento do modo de funcionamento da empresa, desde as actividades que cada trabalhador esta incumbido, os equipamentos essenciais de trabalho de que a empresa dispõe, o modo de funcionamento da britadeira, o modo de controlo do material final após o tratamento e o carregamento. 4.1.1. Relacionamento Profissional A pedreira é constituída por trinta (30) trabalhadores (vinte e nove homens e uma mulher). Dos quais três Operadores de máquina, dois Serralheiros mecânicos, um Operador da unidade de controlo da planta de processamento, um responsável pelo registo do fluxo de bens materiais da empresa, oito Motoristas, um Engenheiro de minas2, um Encarregado responsável pelas actividades na planta de processamento3, um Electricista, quatro responsáveis pela “inspeção” dos blocos de rocha nas britadeiras, dois Técnicos de perfuração, um responsável pelo controlo de vibração da britadeira primária (processo que controla o fluxo de blocos de rocha a boca do britador de mandíbulas) dois Guardas, dois Mecânicos e uma Cozinheira. 2 Engenheiro Mário Zunguza. 3 Técnico José António Guerra. 3 4.1.2. Planta de Processamento Planta de processamento ou de britagem compreende a todos os equipamentos e componentes em um sistema fechado, que tem como função a fragmentação de corpos sólidos, tais como blocos de rocha, carvão, vidro, entre outros e, fazem a selecção dos respectivos fragmentos de acordo com a sua granulometria final. É o conjunto dos equipamentos que fazem a britagem. Figura 5 – Planta de processamento ou frente de produção da pedreira JD’Sousa (AUTOR, 2017). Existe um grande número de britadores, sendo que os mais comuns são os seguintes: Britadores de Mandíbulas, Britadores Giratórios, Britadores Cônicos, Britadores de rolo simples, Britadores Rotativo, Britadores de rolo duplo, Britadores de impacto e Britadores de Martelo, etc. Para o caso concreto, a empresa J’Dsousa dispõe de um Britador de Mandíbulas. A frente de produção da empresa JD’Sousa é constituída pelos equipamentos seguintes: Um britador de mandíbulas – operando como britador primário, dois britadores de impacto – operando como britador secundário e terciário respectivamente. Possui ainda um conjunto de esteiras transportadora e peneiras (crivo) que possibilitam a selecção granulométrica na escala de 2 ½ (duas meia), ¾ grosso (três quarto grosso), ¾ fino (três quarto fino), 3/8 (três oitavo) e 3/16 (três dezasseis). 4 4.1.3. Britadores de Mandíbula São equipamentos metálicos e superficialmente rugosos que fazem todo o processo de trituração por compressão do material entre as mandíbulas (fixa e móvel) sem que haja nenhum movimento rotatório na trituração. A mandíbula móvel é accionada por um eixo excêntrico (250 – 400 oscilações/min). A partir dos movimentos de “vai e vem” da mandíbula fixa, o material é triturado e torna-se progressivamente menor, gerando-se pedaços suficientemente pequenos para cair pela abertura inferior do fundo da máquina (GERONIMO, s/d). Figura 6 – Esquema ilustrativo do britador de mandíbulas (Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfLzMAE/britagem-ouro). Figura 7 – Vista frontal do britador de mandíbulas (esquerda) e a boca de alimentação do britador de mandíbulas (direita) (AUTOR, 2017). 5 4.1.3.1. Vantagens e Desvantagens dos Britadores de Mandíbula Principais Vantagens ➢ Possuem uma grande capacidade de trabalho; ➢ Mecânica simples, facilitando a operação (não ocorre entupimento); ➢ Baixo custo energético e de manutenção, isso devido a sua mecânica simplificada. Principal Desvantagem ➢ Produto ao sair do britador não possui grande uniformidade. 4.1.4. Britadores de Impacto Os britadores de impacto ou de martelo são usados principalmente para a britagem secundária. Neste tipo de britador a fragmentação é feita por impacto ao invés de compressão. As barras de impacto são projetadas especialmente de forma a fragmentar as partículas impactadas contra a mesma. São caracterizadas por desgaste elevado de suas peças, por isso estão limitados a materiais não abrasivos (Zhengzhou Yifan Machinery Co., Ltd, 2010). Figura 8 – Esquema ilustrativo do britador de impacto (Fonte: http://wwwo.metalica.com.br/artigos- tecnicos/britadores-e-moinhos). 6 4.1.4.1. Vantagens e Desvantagens dos Britadores de Impacto Principais Vantagens ➢ Mecânica simples, facilitando a operação (não ocorre entupimento); ➢ Baixo custo energético e de manutenção, isso devido a sua mecânica simplificada. Principais Desvantagens ➢ Desgaste elevado de suas peças; ➢ Limitados a fragmentação de materiais não muito abrasivos. O conjunto dos britadores é monitorizado por uma outra unidade de controlo que consiste num conjunto de três unidades: uma unidade de controlo do britador primário (britador de mandíbulas), outra unidade de controlo do britador secundário (britador de impacto) e a outra para o controlo do britador terciário ou de retorno (britador de impacto). Em cada unidade, existe um manômetro que mede a intensidade de carga em ampere que chega em cada britador. Para o britador primário a amperagem máxima deverá de ser de 200Amperes, o britador secundário 150 Amperes e o britador terciário, 100 Amperes. As intensidades em ampere medidas por cada manômetro não podem ultrapassar 200A, 150A ou 100A respectivamente. Ocorreria uma sobrecarga dos britadores e consequentemente a danificação. Figura 9 – Unidade de controlo das britadoras. A esquerda – controlo do britador primário, no centro – controlo do britador secundário e a direita – do britador terciário (AUTOR, 2017). 7 4.1.5. Tapetes ou Esteiras transportadoras Consiste em determinado número de polias que movimentam uma superfície em que a rocha já trabalhada ou ainda no processo de tratamento é transportada. O transporte é feito de forma inclinada e com baixa velocidade. Figura 10 – Conjunto de tapetes transportadores constituídas superficialmente de borracha. A superfície metálica de forma inclinada que se pode observar no lado direito da imagem tem como função transportar o pó de rocha (AUTOR, 2017). Figura 11 – Unidade de controlo das esteiras. Cada coluna de teclados corresponde a um tapete, os teclados de cor vermelho-claro, servem para indicar se os tapetes estão em funcionamento; os verdes para desligar e os vermelho-escuros para ligar (AUTOR, 2017). 8 O conjunto de esteiras da empresa JD’Sousa é automatizado e todo o controlo das esteiras é feito no painel de controlo da usina. Através deles controla-se todos os movimentos de cada esteira transportadora (ver fig. 11). 4.1.6. Peneira vibratória (Crivo) Máquina com uma ou mais superfície perfurada (deck), utilizada para classificar partículas em duas frações. Elas classificam os materiais, separando-os por tamanho de partícula através de uma malha de tela, usando uma combinação de movimentos horizontais e verticais por meio de um motor vibratório (JMS Equipamentos Industriais, 2017)4. A peneira vibratória da JD’Sousa possui quatro superfícies (desk’s), a primeira superfície retém o material mais grosseiro, que é o ¾ grosso (três quarto grosso), a rede abaixo desta, faz a retenção do segundo material mais grosseiro, que é o ¾ fino (três quarto fino), em seguida é retido o 3/8 (três oitavo) e por último o 3/16 (três dezasseis). O pó de rocha cai no final em uma superfície colectora com um aspecto de funil. O material que não passa em nenhuma dessas redes (geralmente 2 ½) é encaminhado para uma terceira britagem “britador do material de retorno”, após a britagem do material de retorno, o mesmo é encaminhado novamente a peneira vibratória que faz uma segunda selecção. Figura 12 – Esquema ilustrativo de uma peneira vibradora (Metalúrgica Santa Rita, 2017). 4 http://www.jmsequipamentos.com.br/peneira-vibratoria/ 9 Figura 13 – Vista lateral do vibrador ou crivo (a direita), a esquerda pode se observar o interior deste equipamento disposto em compartimentos de redes (AUTOR, 2017). 4.1.6.1. Funcionamento Pela acção do movimento vibratório, o material a ser selecionado, ao ser lançado no crivo, este desloca-se sobre a superfície perfurada, as partículas com granulometria menor vão escoando através dos espaços vazios criados pelas partículas maiores, encaminhando-se posteriormente para a parte inferior da camada, indo de encontro a superfície perfurada, enquanto as partículas com granulometria maior tendem a se deslocar na parte superior. Esse processo chama-se estratificação. Figura 14 – Vista frontal do vibrador ou crivo conectadas por esteiras transportadoras (AUTOR, 2017). 10 O processo das partículas introduzirem-se em aberturas e serem rejeitadas se maiores ou de passarem, se menores, chama-se probabilidade de separação. Essa probabilidade é função da relação entre o tamanho da partícula e o tamanho da abertura, podendo a partícula passar ou ser rejeitada mais facilmente, evitando-se o entupimento das aberturas (JMS Equipamentos Industriais, 2017)5. Figura 15 – Esquema ilustrativo do modo de fluxo do material na peneira vibratória (REZENDE, 2011). 4.2. Desmonte de Rocha O desmonte de maciços rochosos é o arranque de um volume mais ou menos representativo de material rochoso. A operação de desmonte pode ser feita com vários objectivos: ➢ Para modificar a topografia do terreno; ➢ Para executar uma abertura dentro do maciço rochoso para implantar uma obra de engenharia; ➢ Para fazer exploração de substâncias minerais na indústria mineira. Este último coincide com o objectivo de desmonte da empresa JD’Sousa. O processo de desmonte na pedreira JD’Sousa é feito em bancadas com recurso a explosivos. O método de desmonte em bancadas é atualmente o mais usado a nível mundial em explorações a céu aberto. 5 http://www.jmsequipamentos.com.br/peneira-vibratoria/ 11 Tal como Martinho (2012, p. 49), em seu trabalho sustenta o aspecto de que o desmonte em bancadas é o método mais conhecido dentro do desmonte de rocha com explosivos e é feito à custa de várias operações consecutivas que constituem um ciclo de trabalho. Dentro do ciclo de trabalho, a perfuração é a primeira operação de uma série de trabalhos consecutivos e tem um papel muito importante nos resultados finais das pegas de fogo. A perfuração de um maciço rochoso depende muito da dureza da rocha e da abrasividade dos minerais constituintes da matriz rochosa, podendo diminuir o tempo de vida útil dos acessórios de perfuração (ex.: quartzo) (MARTINHO, 2012). A escolha dos explosivos depende das propriedades da rocha e da situação do mercado de explosivos. Se o maciço é composto por rocha dura, os explosivos adequados são os explosivos com maior potência e velocidade de detonação, que produzem uma pressão elevada dentro do furo. No caso de maciços muito fraturados, a melhor solução são os explosivos com baixa densidade e baixa velocidade de detonação, que aumentam a eficiência do desmonte destes maciços (MARTINHO, 2012). 4.2.1. Processo de Desmonte na pedreira JD’Sousa Os trabalhos de desmonte constituem o foco principal deste estágio, tais actividades foram realizadas entre os dias 12 a 21 de Setembro do presente ano 2017. O cálculo do plano de fogo esteve na responsabilidade do Engenheiro de minas da empresa e, consistiu apenas na adequação do plano de fogo base já existente às novas condições litológicas. Na Tabela 1 são apresentados os dados do diagrama de fogo utilizado no mês de Setembro do ano 2017 na pedreira JD’Sousa. 12 Tabela 1 – Diagrama de fogo usado na pedreira JD’Sousa. DADOS DE ENTRADA - PLANO DE FOGO Descrição Símbolo Unidade Valores/Qualidades Altura da bancada H m 10 Abertura mínima do britador primário A' mm 120 x 90 Inclinação das bancadas i graus (º) 75o Espaçamento E m 1.8 Afastamento V m 1.8 Comprimento do furo K m 10.17 Comprimento do tamponamento Hₒ m 1.0 Subfuração U m 0.17 Comprimento de carga de coluna Hc m 8.0 Comprimento de carga de fundo Hf m 1.7 Diâmetro de perfuração D mm 89.0 Quantidade de explosivos por furo Q Kg/m 50.62 Número de furos nf UND 105 Tipo de explosivo na carga de coluna Cc Qc ANCO Tipo de explosivo na carga de fundo Cf Qf Gemulex Tempos de retardo Tr ms 25 Desta feita, pode-se organizar os trabalhos de desmonte em sequências que vão desde a perfuração, o carregamento e a detonação. 4.2.2. Perfuração A perfuração de rocha consiste fundamentalmente na sua fragmentação localizada, por meio de uma broca que entra em contacto com a rocha no fundo do furo, a qual promove a abertura de um volume geralmente cilíndrico, de pequeno diâmetro comparado com a respectiva altura. Faz ainda parte da perfuração, a limpeza e remoção de fragmentos, por meio da circulação de um fluido, que também diminui a temperatura das brocas (GAMA, 2008). A perfuração da rocha na empresa em questão foi realizada com uma perfuratriz hidráulica de marca Sandvik DX800 e teveduração de uma semana. O fluido para a limpeza e arrefecimento das brocas é do grupo 2, a temperatura ambiente máxima de trabalho com essa perfuratriz é de 50º C e a mínima é de -10º C, a pressão máxima recomendada é de 26.5 bar. Quanto ao consumo de combustível, a perfuratriz consome cerca de 42 litros/hora. 13 Figura 16 – Perfuratriz hidráulica de marca Sandvik usada na perfuração (AUTOR, 2017). Figura 17 – Processo de perfuração com uma perfuratriz hidráulica (AUTOR, 2017). Uma perfuratriz hidráulica consta basicamente dos mesmos elementos construtivos de uma pneumática. A diferença mais importante entre ambas é que no lugar de se utilizar ar comprimido, gerado por um compressor accionado por um motor diesel ou eléctrico, para o accionamento do motor de rotação e para produzir o movimento alternativo do pistão do martelo, utiliza-se um grupo de bombas que accionam estes componentes. A perfuração incluiu: movimentos de percussão e rotação, a pressão de avanço e a limpeza do furo pela acção de fluidos. De acordo com Crosby (1998), citado por Silva (2009), uma perfuratriz hidráulica possui melhor tecnologia em comparação com as pneumáticas pelos motivos seguintes: 14 ➢ Menor consumo de energia: as perfuratrizes hidráulicas consomem apenas 1/3 da energia, por metro perfurado, em comparação com os equipamentos pneumáticos; ➢ Menor desgaste da broca de perfuração; ➢ Maior velocidade de penetração: a energia libertada em cada impacto do martelo é superior à do martelo pneumático, resultando em maiores taxas de penetração; ➢ Melhores condições ambientais: a ausência de exaustão de ar resulta em menores níveis de ruído quando comparadas com perfuratrizes pneumáticas; ➢ Maior flexibilidade na operação: é possível variar a pressão de acionamento do sistema, a energia por impacto e a frequência de percussão do martelo; ➢ Maior facilidade para a automação: os equipamentos são muito mais aptos para a automação das operações, tais como a troca de haste e mecanismos antitravamento da coluna de perfuração. As hastes usadas para o trabalho eram de 3.6 metros de cumprimento, previstos para perfurar cento e cinco (105) furos com a profundidade de 10 metros cada e 89 milímetros de diâmetro. O espaçamento entre um furo a outro era de 1.8 metros e a distância entre uma linha a outra (distância a frente livre) era também de 1.8 metros. A malha de perfuração adoptada na empresa em questão era do tipo estagiada ou pé de galinha. As malhas estagiadas devido a geometria de furos alternados dificulta a perfuração (maior tempo de locomoção furo a furo), porém possui maior distribuição do explosivo no maciço. Figura 18 – Esquema ilustrativo de uma malha estagiada (MARTINHO, 2012). 15 4.2.3. Carregamento e Detonação O carregamento é o processo de colocação dos explosivos nas perfurações, essa actividade requer muito cuidado, pois além dos riscos gerados, a eficiência do fogo depende em grande parte modo de carregamento. Quando o carregamento não é feito apropriadamente, pode ocorrer a não-explosão dos cartuchos em alguns furos, o que acarretará um risco na operação subsequente se não for detectado, localizado e solucionado a tempo (CUNHA, 2013). De acordo com Ricardo & Catalani (2007), citado por Cunha (2013), o carregamento pode ser: ➢ Carregamento manual Consiste na introdução manual dos explosivos e após isso procede-se o adensamento através de soque. Após o carregamento faz-se o tamponamento, que consiste em tapar o furo usando detritos resultantes da perfuração. ➢ Carregamento mecânico Feito através de tubos metálicos de dinamite amoniacal gelatinizadas com 35% de nitroglicerina em furos sem água. Quando se tem água, todas as dinamites gelatinizadas podem ser carregadas através de tubos metálicos. No caso de uso civil, mesmo em furos secos, são utilizados os tubos de polietileno. Por seu turno, a detonação é a etapa final após o carregamento e consiste basicamente em colocar o cordel detonante sob uma fonte de calor até que este esteja em chamas e transmita essa chama em torno de toda a instalação até alcançar os explosivos. 4.2.3.1. Processo de carregamento na JD’Sousa O carregamento na empresa JD’Sousa foi realizado manualmente, o processo durou um período aproximadamente a duas horas. Tal actividade é considerada uma das mais importantes para o correto desmonte, pois para além de ser necessário seguirem-se todas as normas técnicas, deve- se seguir cuidadosamente todos os parâmetros determinados pelo engenheiro de minas no plano de fogo, sem pôr em causa a saúde e segurança dos trabalhadores. Todo o processo de carregamento esteve na responsabilidade de um técnico capacitado e licenciado em “BLAST”, isto é, em técnicas de utilização de explosivos. Os funcionários da 16 própria empresa estiveram presentes e serviram como auxiliares ao técnico de blast na colocação dos explosivos nos furos. Os instrumentos utilizados para o carregamento foram: ➢ Cordel detonante (500 metros); ➢ Explosivos do tipo Anco (210 sacos); ➢ Explosivos do tipo Gemulex (53 cartuchos); ➢ Retardadores de 25 milissegundos (78 retardadores). Figura 19 – Saco de explosivo Anco, cordel detonante de cor avermelhado e cartuchos de explosivo do tipo Gemulex de cor rosa (a esquerda); retardadores de 25 milissegundos (a direita); (AUTOR, 2017). O carregamento consistiu primeiramente na introdução do Gemulex como carga de fundo e posteriormente a colocação de Anco como carga de coluna (ver fig. 20). Em termos de quantidade o Gemulex era colocado uma metade de cartucho para cada furo e o Anco era de dois sacos por cada furo. Na medida em que ia se fazendo o carregamento, procedia-se logo com o tamponamento, que era feito com o próprio material oriundo da perfuração. Após a colocação dos explosivos no furo e o respectivo tamponamento, fez-se uma instalação através do cordel detonante que passava a ligar todos os furos. Os retardadores eram colocados entre dois furos consecutivos, por forma a retardar em 25 milissegundos o detonamento entre duas fiadas ou linhas consecutivas. 17 Figura 20 – Colocação do explosivo do tipo Gemulex amarrado ao cordel detonante (a esquerda) e a direita, colocação do explosivo tipo Anco no furo previamente enchido por Gemulex (AUTOR, 2017). Figura 21 – Instalação do cordel detonante nas linhas de furo e a colocação do Retardador entre dois furos consecutivos (AUTOR, 2017). 18 Após a instalação de todo material necessário, procedeu-se com uma breve inspeção para se certificar de que tudo estava em devidas condições para a etapa seguinte (etapa de detonamento). Procedeu-se a evacuação de todo o trabalhador da área de detonamento para uma área segura, ficando apenas no local, o Técnico de Blast, o Engenheiro de minas juntamente com os estagiários. Também foram colocadas sinalizações nas proximidades da pedreira e foi interdita a passagem de pessoas e viaturas na estrada número 6, visto a pedreira localizar-se à beira da estrada. Para o accionamento dos explosivos, usou-se um fosforo como fontes de calor para dar início à reação. Após a iniciação da queima do cordel detonante, abandonou-se de imediato o local com o auxílio de uma viatura de marca Mazda BT50. Terminada a detonação, retirou-se as sinalizações, as pessoas assim como as viaturas continuaram o seu percurso normal, mas esperou-se um período de aproximadamente 10 minutos antes de ir ao local detonado, de forma a prevenir contra possíveis acidentes resultantes de explosões secundárias de explosivos que provavelmente não teriam sido detonados. Figura 22 – Aspecto final após o detonamento. Pode se observar a região já desmontada pintada a cor vermelha (AUTOR, 2017). 19 4.2.3.2. Cuidados básicos durante o carregamento: ➢Não se deve acender nenhuma chama nas proximidades e nem fumar, para evitar um accionamento dos explosivos durante o trabalho; ➢ Não se deve rastejar os sacos ou embalagens de explosivos, para não transmitir calor através do atrito resultante do rastejo; ➢ O explosivo granular (Anco) deve ser colocado devagar, sem pressa para evitar o entupimento dos furos; ➢ Ao cortar o cordel detonante, deve ser usada uma faca afiada e fazer um só corte sem friccionar, para não gerar chamas através do calor produzido. 20 5. SUGESTÕES PROPOSTAS 5.1. Para a universidade Os trabalhos de desmonte de rocha realizados na empresa JD’Sousa, no âmbito do estágio curricular, serviram significativamente para a ampliação dos conhecimentos adquiridos no decorrer do curso e para a familiarização com as técnicas e ferramentas utilizadas no desmonte de rocha. Reconhecendo a importância e as vantagens que tais actividades proporcionaram, há que levar avante trabalhos do gênero para os próximos estudantes pois, vários conteúdos que a nível das aulas teóricas são abordados, acabam revelando a enorme importância que elas têm durante o período de estágio e também servem para libertar o estudar, torna-lo livre para pensar, criar e solucionar problemas relactivos aos trabalhos de desmonte. Como forma de criar a curiosidade e a paixão pela área de Geologia de Engenharia por parte dos estudantes do primeiro e segundo ano, seria imprescindível a realização de excursões ou simples visita a pedreiras em períodos de desmonte, tais visitas deveriam ser feitas precedidas por uma aula teórica sobre questões ligadas ao desmonte de rocha em bancadas com recurso a explosivos. Para os estudantes do terceiro e quarto ano de Geologia, deveria criar-se condições para a realização de aulas no campo em pedreiras, poderia ainda submeter-se os estudantes na resolução de problemas no terreno, isso serviria não apenas para a aquisição de conhecimentos técnicos, mas também para a conscientização do estudante da importância de suas decisões como Engenheiro Geólogo. 5.2. Para a empresa Durante o período de estágio, para além dos pontos positivos e esforços significativos observados, tais como a criação de oportunidades de trabalho, tanto para a camada mais crescida assim como para a camada juvenil, criação de oportunidades para o desenvolvimento profissional, visto que as opiniões dos funcionários são aqui respeitadas, todo mundo tem a oportunidade de sugerir e assim participar activamente nas tomadas de decisões até um certo ponto. Sem deixar de fora a oportunidade que a empresa dispõe aos estudantes de aprenderem na prática aquilo que são abordados nas salas de aula, é de louvar essa abertura de estágio a que a empresa oferece. No entanto, sem querer comprometer essa imagem, foram apontados alguns dos pontos que a empresa ainda precisa melhorar, acreditamos que em breve tudo isso será uma história do passado. 21 Durante o período de estágio observou-se um fraco cumprimento dos trabalhadores relactivamente a questão de higiene e segurança no trabalho. Os trabalhadores quer seja por improvisação, por exceção ou mesmo por falta de conhecimento sobre os riscos a que estão sujeitos, quase que não respeitam as normas de segurança previstas, e para o efeito há necessidade de se criar mecanismos de modo a resolver esse problema, que pode ser feito através de palestras de higiene e saúde, controlo do ambiente de trabalho e através de capacitação dos trabalhadores. Notou-se também a questão da fraca organização das tarefas executadas por cada funcionário, visto existirem funcionários que acabam exercendo várias actividades sem nenhuma capacitação para o tal6. Este comportamento é uma das causas de ocorrência dos acidentes de trabalho em várias empresas. Ainda observou-se alguns inconvenientes durante o processo de desmonte do material, como por exemplo o aparecimento na pilha de escombros de materiais com granulometria maior e incompatível com os equipamentos de carregamento e britagem e para o tal, há necessidade de se fazer um ensaio do plano de fogo sempre que for possível. A partir dos modelos de fragmentação criados por vários pesquisadores, como por exemplo o modelo de fragmentação de Kuz-Ram, é possível analisar e prever por exemplo até que ponto uma técnica de desmonte pode ser viável para cada caso (cada frente de lavra) e assim evitar grandes prejuízos a empresa. Em geral, são problemas que a empresa tem a capacidade de resolver, por isso acreditamos que num futuro próximo, tudo isso e mais alguma coisa que não fizemos menção será resolvido. 6 Exercem certas tarefas para além daquelas a que estão capacitados. 22 6. CONCLUSÃO O programa de estágio profissional, levada a cabo pelo departamento de Ciências da Terra e Ambiente, curso de Geologia, serviu de grande forma para o envolvimento e a aprimorização dos conhecimentos teóricos ministrados nas cadeiras afins, com as questões do âmbito prático. A geologia, tal como se diz, é feita no campo e é lá onde o estudante de geologia sente no concreto a necessidade de aperfeiçoar ainda mais o seu conhecimento, em função da grande responsabilidade que o espera no mercado de emprego. Os trabalhos de estágios executados na pedreira JD’Sousa, que por sinal teve uma duração de 30 dias, foi imprescindível para a familiarização com as actividades de desmonte de rocha com recurso a explosivos, deu-nos a intender no concreto como funciona um plano de lavra e sendo assim, nos sentimos capaz de exercer nossas funções em uma operação, i é, aquelas sobre as quais fomos formados. Não houve problema nenhum durante o período de estágio, desde o primeiro ao último dia. É de louvar a simpatia que todos os funcionários tiveram durante todo o período de estágio, a paciência que os nossos supervisores de estágio tiveram em nos fazer perceber cada detalhe, desde o desmonte até o processamento do material, esperamos que esta nova família que se formou continue sendo uma família para sempre. 23 Referências Bibliográficas CUNHA, L. E. (2013). Estudo de plano de fogo para a optimização dos custos de transporte e britagem. Curso de graduação em Engenharia Civil. GAMA, C. D. (1 de Julho de 2008). Mecânica de Rochas prática. VII Simpósio Brasileiro de Mineração. GERONIMO. (s.d.). Britadores. Operações Unitárias Experimentais I, pp. 2-30. GTK CONSORTIUM. (2006). Notícia Explicativa/Mapa Explanation (Vol. 2). JMS Equipamentos Industriais. (2017). Peneira Vibratória. Acesso em 2017, disponível em JMS Equipamentos Industriais: http://www.jmsequipamentos.com.br/peneira- vibratoria/ MARTINHO, J. F. (Fevereiro de 2012). O uso de explosivos na escavacao de túneis: implementação do dimensionamneto de diagramas de fogo em folhas de cálculo. Metalúrgica Santa Rita. (2017). Peneira Vibratória. Acesso em 2017, disponível em Metalúrgica Santa Rita: http://www.msr.com.br/ct/curiosidades/peneira-vibratoria/ REZENDE, T. M. (Dezembro de 2011). Tipos de Peneiras: Característica e Utilização. Curso Técnico em Mineração, pp. 5-20. Zhengzhou Yifan Machinery Co., Ltd. (2010). Britador de Impacto. Acesso em 25 de Outubro de 2017, disponível em Yifan: www.britador-movel.com/products/impacto.html
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