OTMIZAÇÃO DE DESMONTE COM UTILIZAÇÃO DE ESPOLETA ELETRÔNICA
Ricardo Daniel da Silva
Engenheiro de Minas – IBQ Indústrias Químicas Ltda.
[email protected]
Danilo Vieira
Técnico em Mineração – IBQ Indústrias Químicas Ltda.
[email protected]
Rudolf Ghysio Schaarschmidt
Engenheiro de Minas – IBQ Indústrias químicas Ltda.
[email protected]
Wilson José Alvares
Técnico em Mineração – IBQ Indústrias Químicas Ltda.
[email protected]
RESUMO
Não há dúvidas que o processo de Perfuração e Desmonte, como principal elo da
cadeia produtiva mineira, possui grande potencial de influir de forma significativa nos
processos de carregamento, transporte, beneficiamento, controle ambiental, etc. O processo de
desmonte de rocha tem evoluído muito no que diz respeito a novas tecnologias aplicadas em
busca de uma melhor adequação do plano de fogo, visando melhores resultados com maior
controle ambiental. A utilização da nova tecnologia das espoletas eletrônicas nos permite
adequar melhor à temporização da seqüência de detonação, fator de suma importância no
resultado final do desmonte. O sistema de iniciação eletrônico permite maior flexibilidade na
escolha dos tempos e maior segurança que os sistemas pirotécnicos devido a sua precisão e a
vasta janela de tempos programáveis de 0 a 20.000 ms. Essas características permitem a
elaboração de planos de fogos para cada tipo de rocha ou situação.
Palavras Chave: Espoleta eletrônica, detonação, controle ambiental.
ABSTRACT
There is no doubt that the process of Drilling and Blasting, as the main link in the
chain of production mining has great potential to influence significantly the processes of
loading, transport, processing, environmental control, etc.. The process of rock blasting has
advanced with respect to new technologies in search of a better matching of the plane of fire,
to obtain better results with greater environmental control. The use of new technology of
electronic detonators allows us to better tailor the timing of the sequence of detonation, a
factor of paramount importance in the final result of the blasting. The eletronic system
detonators allows more flexibility in choosing the times and increased certainty that the
pyrotechnic systems due to its precision and the broad time window of programmable 020000 ms. These features allow the preparation of blast design for each rock type or situation.
Key words: Electronic Detonator, blasting, environmental control.
INTRODUÇÃO
A maioria das jazidas de rochas utilizadas para produção de agregados da cidade de
São Paulo estão localizadas próximas de áreas urbanas, isso dificulta de grande monta o
controle de vibrações e sobre pressão acústica geradas pelas detonações.
É importante ressaltar que no estado de São Paulo existe uma norma regulamentadora
estadual para controle de vibração e sobre pressão acústica estabelecida pela CETESB “D7
013 de Abril/92” que estabelece os seguintes limites: pressão acústica não deve ultrapassar
128 dBL e velocidade de partícula resultante de pico (VR) não poderá ser superior a 4,2mm/s.
Notadamente, essa norma é muito mais restritiva em relação à norma aplicada ao restante do
país: a ABNT NBR 9653:2005
Dentre os vários aspectos relacionados aos desmontes, os principais são a
fragmentação e o impacto ambiental, esses aspectos são diretamente relacionados à
sustentabilidade e/ou viabilidade do empreendimento mineiro. Na busca constante de
melhores resultados com relação aos itens citados, a Mineradora Basalto 12 implantou o
sistema de iniciação eletrônico HotShot Plus, visando aperfeiçoar os seus desmontes,
principalmente na ordem técnica/econômica. Além de viabilizar a lavra em locais onde o
acessório pirotécnico não permitia devido suas limitações técnicas.
OBJETIVO
Os ensaios com o sistema de iniciação digital HotShot Plus estiveram focados
principalmente em obter e sustentar uma análise qualitativa e quantitativa dos desmontes
realizados, buscando além das melhorias de ordem técnica, uma redução nos custos
(R$/m3) de perfuração e desmonte sem sacrificar ou regredir os níveis de qualidade já
alcançados nos resultados obtidos na empresa.
Para alcançar o objetivo traçado, foi desenvolvido um programa dividido em
etapas recursivas. As fases definidas foram alinhadas dentro do principio básico do
princípio de melhoramento contínuo também conhecido como ciclo PDCA
(Planejar\“Plan”, Executar\“Do”, Verificar\“Check” e Agir\“Action”) como está
exemplificado na figura1.
Figura 1. Ciclo de Melhoria Contínua.
Não há dúvidas quanto aos processos de perfuração e desmonte figurarem como
principais elos da cadeia produtiva nessa indústria, basta considerar os custos envolvidos
nas etapas subseqüentes de lavra (carregamento do material desmontado e transporte) e o
circuito de cominuição que representam os custos mais significativos nessa atividade,
devido ao alto consumo de energia associado a essas etapas. Dessa forma, a perfuração e
desmonte figura como etapa raiz na produção de agregado e refletindo diretamente nas
etapas subseqüentes. Fazendo-se necessário garantir um desmonte bem executado e com
alta qualidade como garantia de redução de custos posteriores e acumulativos.
LOCALIZAÇÃO
A mineração Basalto 12 está localizada no município de Barueri no estado de São
Paulo, distante 33 Km do centro da Capital São Paulo e o acesso pode ser feito pela
Marginal Tietê e Rodovia Castelo Branco.
Localização Basalto 12 – Município de Barueri
Figura 2. Localização da Empresa.
METODOLOGIA
Monitoramentos e Medições
Para que os objetivos inicialmente propostos fossem assegurados diversos
monitoramentos e medições sobre vários aspectos foram desenvolvidas, tais como:
→ Realização de Perfilagem e Boretrack®;
→ Realização de filmagens com câmera normal;
→ Fotos de fragmentação, talude final, overbreak/underbreak, projeção de
rochas, pilha resultante;
→ Captações Sismográficas (sismógrafo Geosonics®);
→ Realização de análise granulométrica por método de foto análise (software
ImageTools®);
→ Análise visual dos resultados.
Mudanças Possibilitadas pelo Sistema Eletrônico
Graças à tecnologia, precisão e a liberdade na definição dos tempos de retardos, as
seguintes melhorias foram possíveis quando da adoção do sistema HotShot Plus®:
→ Aumento das linhas em cada desmonte,
→ Alterações na temporização entre furos e entre linhas
→ Aumento da Malha de Perfuração
Aumento das Linhas de Desmonte.
O objetivo de aumentar o número de linhas detonadas no mesmo fogo é minimizar
os deslocamentos dos equipamentos tendo em vista que a jazida está atualmente
configurada em duas cavas, reduzir o número de detonações, amenizando assim, a
percepção da circunvizinhança, entre outros fatores benéficos.
Alterações na Temporização entre Furos e entre Linhas.
Temporização utilizada:
Sistema pirotécnico → (17ms entre furos e 25/42ms entre linhas).
Temporização alterada:
Sistema eletrônico 1° etapa
→ (8ms entre furos e 22/34ms entre linhas).
Sistema eletrônico 2° etapa “atual” → (12ms entre furos e 38/53ms entre linhas).
Aumento da Malha de Perfuração.
Esse quesito pode ser destacado como mais importante, pois o aumento na malha
de perfuração reduz diretamente os custos da etapa em questão, contribuindo diretamente
para a redução dos custos envolvidos no processo.
Tabela 1. Comparativo da malha reformulada com a malha antiga.
Antiga
Reformulada
Pirotécnico
Eletrônico
Afastamento (m)
2,5
2,8
Espaçamento (m)
3,0
3,2
Com essa nova configuração de malha, o aumento na área de perfuração chega a
19,5%, fato que devido à manutenção da mesma altura de bancada, fixada em 14m,
representa uma relação linear de aumento de mesmo valor no volume de material
desmontado para essa disposição dos furos.
RESULTADOS
Fogo 013-10
O desmonte realizado dia 05/03/2010 serve como exemplo de uma parte do
trabalho executado, foi realizado no rebaixo, neste desmonte foram adotadas as alterações
possibilitadas pelo uso dos detonadores eletrônicos. Abaixo segue um resumo dos
parâmetros utilizados nesse desmonte
-Rocha: Granítica.
-Malha: 2.8m x 3.2m.
- Número de Linhas: Acrescido de 3 para 4 linhas.
-Altura da Bancada: 14m.
Abaixo, a planilha de carregamento e croqui de temporização do fogo em questão.
Figura 3. Planilha de Carregamento.
Figura 4. Croqui de temporização e ligação.
RESULTADO DO DESMONTE
Figura 5. Granulometria geral do desmonte e perfeito desenho da nova face.
Figura 6. Resultado da boa projeção do material desmontado em relação à nova face.
Quanto ao resultado obtido nesse desmonte fica evidente a boa fragmentação do
material, o perfeito desenho da nova face com a visualização quase total da “meia cana”
dos furos da última linha e a excelente projeção do material desmontado, essa projeção
facilita o carregamento formando uma pilha com boa altura, homogênea e de material
bem desagregado, sendo necessário apenas o uso da carregadeira para liberar o acesso e
formar a base da pilha comumente chamada de “saia”.
Resultados Granulométricos
Passante acumulado
referente ao diâmetro de
Feret (%)
Distribuição granulométrica
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Média das
distibuições
Rosin-Rammler
Medianas
D90
D10
Maiores que 1,1 m
1
10
100
1000
fração granulométrica (cm)
Figura 7. Curva granulométrica do material desmontado
Passante Simples (%)
Histograma para Distribuição Granulométrica de
Pilha de Mateiral Desmontado
60,00
50,00
40,00
Classes
30,00
20,00
10,00
0,00
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 125 150 200
Fração Granulométrica (cm)
Figura 8. Histograma das frações granulométricas.
Analisando a curva granulométrica do material fragmentado, verifica-se que
praticamente 100% do material está abaixo de 1,10m, valor igual ao tamanho máximo de
bloco aceito pelo britador primário da empresa. No histograma, também podemos ver que
a população dominante enontra-se na faixa próxima a 20cm e a distribuição praticamente
logarítimica dos dados encontrados.
COMPARATIVO ENTRE ELETRÔNICO E PIROTÉCNICO
Após a implantação do sistema eletrônico, algumas diferenças foramverificadas
em relação aos acessórios pirotécnicos, essas diferenças estão resumidas na tabela 2 a
seguir.
Tabela 2. Comparativo entre o sistema Eletrônico e Pirotécnico.
COMPARATIVO ELETRÔNICO VS PIROTÉCNICO
ITEM
ELETRÔNICO
PIROTÉCNICO
Ruído Superfície
N/A
Baixo1
Temporização
Programada na Aplicação Pré Determinado
Checagem da Integridade Antes da Detonação
Apresenta
N/A
Segurança Contra Descargas Atmosféricas
Apresenta
N/A
Acionamento da detonação
Controlado
Sem Controle2
Controle de Vibração
Ótimo
Bom
1= Comparado com Cordel Detonante; 2= Quando Utilizado Estopim; N/A= Não Apresenta
Dessa forma, os acessórios eletrônicos podem viabilizar detonações em locais
onde o uso de pirotécnico seria inviável, isso se dá pela eliminação de ruído na superfície
devido elementos de retardos e pelo controle das vibrações induzidas no solo através de
sua precisão e tempos programáveis permitindo que seja detonado sempre um furo por
vez e sem sobreposição das ondas geradas pelo explosivo.
CONSIDERACÕES FINAIS
Observando os resultados alcançados com a utilização do Sistema de iniciação
eletrônico HotShot Plus, podemos afirmar que houve um grande ganho de ordem técnica
e principalmente econômica, visto que ocorreu uma redução no custo por tonelada de
13% em relação ao sistema anterior.
O aumento da malha de perfuração aliado ao maior número de linhas detonadas
num mesmo desmonte só foram alcançados na utilização do sistema eletrônico. Assim
sendo, o ciclo produtivo foi melhorado e o custo total de lavra reduzido, mantendo e até
melhorando a qualidade do desmonte e os parâmetros requeridos pela norma aplicada no
estado de São Paulo.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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