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Engenharia de Minas ·

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httpsbooksgooglecombrbooksidH1ZEAAAQBAJprintsecfrontcoverhlpt BRsourcegbsgesummaryrcad0vonepageqffalse 1 MÉTODOS DE PERFURAÇÃO 11 Martelo de superfície tophammer A percussão e a rotação são desenvolvidas no martelo que está no exterior do furo A energia é transmitida ao fundo do furo através de hastes ou tubos e outras ferramentas de perfuração A versatilidade dos equipamentos fazem com que seja um dos métodos mais utilizados na perfuração de rochas 12 Martelo de fundo down the hole DTH Quando a perfuração fica lenta com os martelos de superfícies esses são substituídos pelos martelos de fundo Esse tipo de martelo foi desenvolvido em 1950 com a finalidade de aumentar a taxa de penetração em rochas duras e muito duras São acionados por ar comprimido ou por acionamento hidráulico precisam de grandes compressores para atuar da maneira certa Nesse método o martelo e a broca de perfuração permanecem sempre no fundo do furo Esse sistema perfura em um dia o que levaria semanas para o martelo de superfície perfurar Por serem mais rígidos suportam pressões acima de 28 bar 13 Vantagens do martelo DTH sobre a perfuração com martelo de superfície A taxa de penetração utilizando o martelo de superfície decresce à medida que o furo fica mais profundo devido à perda de energia nas hastes e nos acoplamentos já na perfuração com o martelo fundo há pouca ou nenhuma redução da taxa de penetração à medida que a perfuração vai ficando mais profunda A velocidade no martelo de fundo não diminui pois o pistão sempre atinge diretamente a coroa o que não ocorre com o martelo de superfície Com o martelo DTH o trabalhador trabalha com relativo conforto pois o ruído do equipamento é abafado enquanto com o martelo de superfície o trabalhador fica exposto ao barulho intenso do aparelho A limpeza do furo é mais eficiente com o martelo DTH e na perfuração com martelo de superfície o equipamento é incapaz de realizar uma limpeza eficiente do furo quando este fica mais profundo sendo necessário mais trabalhabilidade A mudança de hastes também é mais fácil no martelo DTH além de que em qualquer anormalidade o operador é imediatamente alertado 14 Aplicações do DTH Pode ser aplicado em pedreiras mineração a céu aberto mineração subterrânea construção civil poço artesiano óleo e gás 15 Sistemas de perfuração com baixo ruído Esse sistema possui várias camadas de um material que absorve o ruído O chassi de alumínio reforçado possui grande resistência à vibração das hastes Com um simples toque em um botão o sistema é aberto permitindo o acesso para o manuseio das hastes a inspeção das luvas e outros serviços O ruído da perfuração pode ser reduzido em até 12 dBA reduz a perturbação ambiental nas obras urbanas os envolvidos nas operações no campo podem usar os equipamentos de comunicação sem retirar os protetores auriculares 2 PERFURAÇÃO POR ROTAÇÃO 21 Rotaçãotrituração Esse método foi inicialmente utilizado na perfuração de petróleo porém atualmente também é usado em furos para detonação perfuração de chaminés e aberturas de túneis Na perfuração rotativa não existe percussão sendo a rocha perfurada por corte ou esmagamento pelo efeito combinado da rotação e da pressão exercida A energia é transmitida à broca por um tubo que gira e pressiona a broca contra a rocha os botões de metal duro são pressionados na rocha causando seu fraturamentoA velocidade normal de rotação é de 50 revmin a 90 revmin 22 Fontes de energia Podem ser motores a diesel ou elétricos perfuratrizes grandes utilizam energia elétrica já as pequenas e médias utilizam motores a diesel Também existem perfuratrizes dieselelétricas projetadas para minas de grande produção sem energia elétrica 23 Sistema de empuxo e elevação Como o peso das hastes não é suficiente para obter uma carga precisa é necessário aplicar forças adicionais que são transmitidas quase exclusivamente através de energia hidráulica 24 Sistema de rotação Para girar as hastes e transmitir energias as perfuratrizes possuem um sistema de rotação montado geralmente sobre um bastidor que desliza ao longo do mastro da perfuratriz o sistema de rotação pode ser substituído por um motor elétrico ou hidráulico 25 Trocador de hastes Quando não se pode executar a perfuração do furo somente com uma haste a perfuratriz pode dispor de um trocador de haste do tipo bandeja de uma a três hastes com acionamento hidráulico 26 Sistema de limpeza dos furos O ar comprimido serve para resfriar e lubrificar o tricone limpar o fundo do furo elevar os detritos com uma velocidade ascensional adequada Uma vazão de ar insuficiente resulta no aumento do empuxo menor velocidade e maior desgaste da broca Se a velocidade ascensional é muito alta aumentam os desgastes no centralizador e nas hastes de perfuração Simplificando se não tiver peso suficiente para aplicar o empuxo requerido para a perfuração rotativa a perfuratriz vai levantar do chão em vez da broca perfurar a rocha No método rotopercussivo isso não ocorre 3 PERFURATRIZES PNEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS 31 Perfuratrizes pneumáticas Um martelo acionado por ar comprimido possui Um cilindro fechado onde é fixo o punho e as hastes de perfuração um pistão uma válvula um mecanismo de rotação para girar a haste de perfuração um sistema de limpeza do furo A profundidade máxima alcançada por esse sistema é 30 m O campo de aplicação dessa ferramenta tem diminuído 32 Perfuratrizes hidráulicas Um equipamento desse tipo possui os mesmos elementos construtivos de uma pneumática a diferença é que para acionar o pistão do martelo utilizamse bombas A tecnologia das perfuratrizes hidráulicas é melhor pois possui menor consumo de energia menor desgaste de broca de perfuração maior velocidade de penetração melhores condições ambientais maior flexibilidade na operação e maior facilidade para automação 4 MONTAGEM SOBRE ESTEIRAS E PNEUS 41 Montagem sobre esteiras Possuem maior estabilidade manobrabilidade e flotabilidade são mais indicadas para terrenos acidentados alagadiços com desníveis ou baixa capacidade portante Podem suportar maiores cargas e transmitir menor pressão ao solo durante seu deslocamento Sua grande desvantagem é a baixa velocidade de deslocamento 42 Montagem sobre pneus É exclusivamente projetada para a perfuração de furos de detonação em praças preparadas planas e firmes Esses equipamentos possuem grande mobilidade 5 CARACTERÍSTICAS DOS FUROS 51 Diâmetro dos furos O diâmetro do furo depende de sua finalidade O diâmetro depende da produção desejada do tamanho dos fragmentos do explosivo a ser utilizado da vibração utilizada e depende também da produção horária do ritmo da escavação e da resistência da rocha 52 Profundidade dos furos No caso de maiores profundidades 50m a 70m ou mais usase a perfuração de fundo de furo em vez de martelo de superfície 53 Retilinidade dos furos A retilinidade de uma perfuração varia conforme o tipo e a natureza da rocha o diâmetro e a profundidade do furo o método e as condições do equipamento utilizado e a experiência do operador 54 Estabilidade dos furos Outra necessidade é que o furo permaneça aberto enquanto estiver sendo utilizado para carregamento de explosivos é essencial estabilizar o furo com tubos ou mangueiras de revestimento 55 Malhas de perfuração a céu aberto A geometria das malhas de perfuração pode ser quadrada retangular estagiada triângulo equilátero ou alongada As malhas quadradas e retangulares devido a sua geometria são de fácil perfuração porém as áreas de influência deixam uma área maior sem cobertura As estagiadas devido a geometria de furos alternados dificultam a perfuração porém possuem melhor distribuição do explosivo no maciço rochoso Nas triângulos equilátero que são indicadas para rochas compactas e duras o centro do triângulo o ponto mais crítico da fragmentação recebe igual influência dos três furos circundantes E por fim as malhas alongadas são indicadas para rochas macias aumentando o lançamento por possuírem menores afastamentos 56 Desvios na perfuração Durante a perfuração normalmente ocorrem desvios a posição final do fundo de um furo será influenciada pelos seguintes fatores Erros na marcação dos furos erro de emboque erros de inclinação e direção erro de deflexão erros de desvio erros nas profundidades dos furos e furos estreitos perdidos ou omitidos Os problemas que surgem com uma má perfuração são fragmentação de baixa qualidade desmontes secundários atrasos no ciclo produtivo baixo rendimento dos explosivos aumento do ruído ondas aéreas projeções e vibrações A ocorrência dos desvios na perfuração pode ser reduzida utilizandose coroasguias e tubosguias 57 Perfuração inclinada Vantagens melhor fragmentação diminuição dos problemas de repé maior lançamento possibilidade de maior malha possibilidade de redução da razão do carregamento maior estabilidade da face da bancada e menor ultraarranque Desvantagens menor produtividade da perfuratriz maior desgaste de brocas hastes e estabilizadores maior custo de perfuração maior comprimento de furo maior risco de ultralançamento dos fragmentos rochosos e maior dificuldade no repasse dos furos 58 Seleção da capacidade do compressor de ar O ideal é que seu volume seja equivalente ao consumo de ar do martelo para uma dada pressãoe um mínimo extra de 20 para possíveis eventualidades 59 Vida útil do compressor Ele deverá trabalhar somente com 80 de sua capacidade máxima é preciso selecionar um compressor com uma pressão maior do que a necessária para aumentar sua vida útil 510 Furos com água Uma coluna dágua no furo exerce uma contrapressão de 1 bar para cada 10 m de água presente Para manter uma pressão de 17 bar em um furo com 70 m de coluna dágua a pressão é de 24 bar 511 Velocidade de rotação Como regra geral quanto mais dura for a rocha ou maior for o diâmetro do furo menor deverá ser a velocidade de rotação 6 SEGURANÇA DURANTE OS DESLOCAMENTOS DAS PERFURATRIZES No deslocamento em plano inclinado devese usar o sistema de braços como contrapeso O risco de deslocamento aumenta durante esse tipo de deslocamento de modo que é preciso estar sempre atento às condições do terreno 61 Revisões diárias da perfuratriz Recomendase que o operador execute revisões diárias e a manutenção porventura necessária no início de cada turno Antes de iniciar o turno também deve ser efetuada uma rigorosa verificação ocular suplementar para detectar danos que possam causar enfraquecimento ou roturas nas estruturas desgaste rachaduras ou fraturas nos componentes soldados