DESMONTE DE ROCHAS

1. PERFURAÇÃO DE ROCHA

1.1 OBJETIVO

A perfuração das rochas, dentro do campo dos desmontes, é a primeira

operação que se realiza e tem como finalidade abrir uns furos com uma

distribuição e geometria adequada dentro dos maciços para alojar as cargas de

explosivos e acessórios iniciadores. A figura 1 mostra a evolução dos sistemas

de perfuração ao longo dos anos.

Figura 1: A evolução dos métodos e da velocidade de perfuração das rochas

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Prof. Valdir Costa e Silva

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1.2 APLICAÇÕES DA PERFURAÇÃO

Os tipos de trabalho, tanto em obras de superfície como subterrâneas, podem

classificar-se nos seguintes: perfuração de banco, perfuração de produção,

perfuração de chaminés (raises), perfuração de poços (shafts), perfuração

de rochas com capeamento e reforço das rochas.

1.3 PRINCIPAIS MÉTODOS DE PERFURAÇÃO

Existem três principais métodos de perfuração para o desmonte de rochas com

explosivos aplicados à mineração:

· perfuração rotativa com brocas tricônicas (Holler Bit);

· martelo de superfície (Top-Hammer, método roto-percussivo);

· martelo de fundo de furo ou furo abaixo (Down the Hole, método rotopercussivo).

Perfuração por percussão:

Também conhecido por perfuração por martelo, é o método mais comum de

perfuração para a maioria das rochas, os martelos podem ser acionados a ar

comprimido ou hidráulicos.

A perfuração rotopercussiva é o sistema mais clássico de perfuração e o seu

aparecimento coincide com o desenvolvimento industrial do século XIX. As

primeiras máquinas, protótipos de Singer (1838) e Couch (1848), utilizavam

vapor para o seu acionamento, mas foi com a aplicação posterior do ar

comprimido como fonte de energia (1861) que este sistema evoluiu e

passou a ser utilizado de forma intensa (Jimeno,1994).

As perfuratrizes rotopercussivas geralmente exercem um papel menor quando

comparadas com

as máquinas rotativas nas operações mineiras a céu aberto. Sua aplicação é

limitada à produção das pequenas minas, perfuração secundária, trabalhos de

desenvolvimento e desmonte controlado. Porém, o sistema de furo abaixo ou de

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fundo de furo (down the hole) com diâmetro de perfuração na faixa de 150 mm

(6”) a 229 mm (9”) vem ganhado campo de aplicação nas rochas de alta

resistência por propiciar maiores taxas de penetração quando comparadas com

o método rotativo.

Estas perfuratrizes possuem dois sistemas de acionamento básicos, rotação

e percussão.

Estas duas forças são transmitidas através da haste para a coroa de perfuração.

Os martelos podem ter acionamento pneumático ou hidráulico, e são localizados

na superfície sobre a lança da perfuratriz, conforme figura 2. O surgimento dos

martelos hidráulicos na década de 70 deu novo impulso a este método de

perfuração, ampliando o seu campo de aplicação.

Figura 2 – Componentes básicos do martelo de superfície

Os equipamentos roto-percussivos se classificam em dois grandes grupos,

segundo a posição do martelo:

· martelo de superfície (Top-Hammer);

· martelo de fundo de furo (Down The Hole).

Por muitos anos estes equipamentos foram operados, exclusivamente, usando

martelos pneumáticos. Nos últimos 15 anos máquinas hidráulicas têm sido

introduzidas no mercado. O alto custo de capital das perfuratrizes hidráulicas é

compensado por um menor custo operacional e maior produtividade quando

comparadas com máquinas pneumáticas (Crosby, 1998).

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A perfuração rotopercussiva se baseia na combinação das seguintes ações:

 Percussão: os impactos produzidos pelas batidas do pistão do martelo

originam ondas de choque que se transmitem à rocha.

 Rotação: com este movimento se faz girar a broca para que se produzam

impactos sobre a rocha em diferentes posições.

 Pressão de avanço: para se manter em contato a ferramenta de perfuração

e a rocha, é exercida um pressão de avanço sobre a broca de perfuração.

 Fluido de limpeza: o fluido de limpeza permite extrair os detritos do fundo

do furo.

Em resumo, na perfuração percussiva o pistão transmite energia sobre a rocha

através da barra de percussão, das uniões, da haste de perfuração e da broca.