ÍNDICELISTA DE FIGURAS......................................................................................................................1

LISTA DE TABELAS.....................................................................................................................2

INTRODUÇÃO...............................................................................................................................3

METODOLOGIA............................................................................................................................4

OBJECTIVOS.................................................................................................................................5

1. EQUIPAMENTOS DE PERFURAÇÃO SUBTERRÂNEA...................................................6

1.1. Conceitos..............................................................................................................................6

1.1.1. Perfuração.........................................................................................................................6

1.1.2. Perfuratriz..........................................................................................................................6

1.2. Os equipamentos de perfuração subterrânea........................................................................6

1.3. Tipos de equipamentos de perfuração subterrânea...............................................................6

1.3.1. Raise Bore.........................................................................................................................6

1.3.2. Jumbos..............................................................................................................................7

1.3.2.1. Tipos de Perfuratrizes (Jumbo)...................................................................................10

a) Perfuratriz Jumbo sobre rodas DF30-1BCDL........................................................................10

b) Boomer E2 C equipado com COP 3038: Jumbo de perfuração de face.................................11

c) Boomer WE3 C: Jumbo de perfuração de face......................................................................14

CONCLUSÃO...............................................................................................................................17

BIBLIOGRAFIA...........................................................................................................................18

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Esquema de execução de uma Raise Bore.......................................................................7Figura 2: Esquema de constituição de um Jumbo...........................................................................9Figura 3: Perfuratriz Jumbo sobre rodas DF30-1BCDL................................................................10Figura 4: Boomer E2 C equipado com COP 3038: Jumbo de perfuração de face.........................13Figura 5: Boomer WE3 C: Jumbo de perfuração de face..............................................................14

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Descrição Técnica de perfuratriz Jumbo sobre rodas DF30-1BCDL............................11Tabela 2: Descrição Técnica de Boomer E2 C equipado com COP 3038: Jumbo de perfuração de face.................................................................................................................................................13Tabela 3: Descrição Técnica de Boomer WE3 C: Jumbo de perfuração de face..........................15

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INTRODUÇÃO

Destina-se o presente trabalho narrar, essencialmente sobre equipamentos de perfuração que

mais se utiliza para escavações de túneis e galerias. Neste trabalho, destaca-se os Jumbos que são

equipamentos de grande importância dos quais a sociedade mineira, ou seja, os trabalhos

interiores são bastante dependentes. É difícil determinar se existe, escavações de túneis e galerias

que não dependam directa ou indirectamente dos equipamentos de perfuração.

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METODOLOGIA

No acto da pesquisa de fontes bibliográficas o grupo adoptou diversos métodos dos quais:

manuais, livros, pesquisa de informação em sites e análise da mesma em grupo de modo a juntar

informação colhida, análisar, discutir e identificar a informação que diz respeito ao tema em

estudo.

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OBJECTIVOS

a) Geral Identificar as máquinas que são empregues nos trabalhos de perfuração

subterrânea.

b) Específicos Conhecer os vários tipos de equipamento de perfuração subterrânea; Caracterizar cada equipamento de perfuração subterrânea; Descrever o modo de execução de cada equipamento de perfuração subterrânea.

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1. EQUIPAMENTOS DE PERFURAÇÃO SUBTERRÂNEA

1.1. Conceitos

1.1.1. Perfuração é um processo principalmente usado na fragmentação primária de rochas,

para a colocação de explosivos.

1.1.2. Perfuratriz é um equipamento que é utilizado para fazer furos a distâncias pré-

determinadas, em diâmetros que variam de 22mm a 100mm, visando a desagregação

e penetração na rocha.

1.2. Os equipamentos de perfuração subterrânea

Os equipamentos de perfuração que mais se utiliza para os trabalhos interiores são os seguintes:

Os Jumbos: utilizados para escavações de túneis e galerias, em explorações por

corte e enchimento, por câmaras e pilares;

Perfuratrizes de furos longos

a) Para métodos de câmara por subníveis;

b) Para sistemas de crateras invertidos e câmaras e bancos.

1.3. Tipos de equipamentos de perfuração subterrânea

1.3.1. Raise Bore

Raise Bore é uma máquina usada na mineração subterrânea, para abertura de furos

circulares entre dois níveis de uma mina sem a utilização de explosivos.

Raise Bore fica configurado no nível superior, em uma plataforma uniformemente

colocado (normalmente um bloco de concreto). Um furo de pequeno diâmetro

(orifício piloto) é perfurado até ao nível exigido; o diâmetro do furo é tipicamente

230mm - 445mm.

Modo de execução:

Execução do furo piloto (diâmetro de até 15” / 38cm) da superfície para baixo, que

serve de guia para a broca de alargamento. Os detritos de perfuração são carreados à

superfície através do sistema de circulação direta;

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Execução do alargamento: Partindo do fundo do poço, uma broca de alargamento é

fixada na extremidade da coluna de perfuração, onde é tracionada e rotacionada pela

sonda até que a broca chegue à superfície. Os detritos da perfuração caem por

gravidade através do próprio shaft ao nível inferior da galeria onde são retirados com

utilização de escavadeiras.

Figura 1: Esquema de execução de uma Raise Bore

Fonte:http://tunele.inzynieria.com/uploads/images/orginal/fnyejrvctulbcbjgleytmngsbiiijfuxcovfbxdoovrvbizonekhvgqicipp.jpg

1.3.2. Jumbos

Os Jumbos são unidades de perfuração equipadas com um ou vários martelos de perfuração cuja

principais aplicações em trabalhos subterrâneos, se encontra em:

Avanço de túneis e galerias;

Colocação de parafusos de sustentação da rocha e perfuração transversal;

Bancos em furos horizontais

Mineração por corte e enchimento.

Os componente básicos destes sistemas são:

Mecanismo de translação;

Os sistemas de accionamentos;

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Os braços;

Sistema de limpeza;

Os avanços e os martelos.

Essas máquinas podem ser rebocadas ou habitualmente auto-propulsadas (auto-motrizes). Essas

últimas dispõe-se de trem de rodam (pneus, esteiras ou trilhos).

A velocidade dos jumbos sobre pneumáticos é aproximadamente cerca de 15km/h. A montagem

sobre esteira se utiliza em pisos ruins com altas inclinações (15° - 20°) e poucas curvas. Não são

muito frequentes em trabalhos subterrâneos.

Os jumbos sobre trilhos (esteiras) tem caido em desuso, encontra aplicações quando os trabalhos

apresentam:

Uma grande longitude, pequena secção;

Problemas de ventilação e os problemas e os equipamentos de carga e transporte de

material se desloca também sobre trilho;

Os braços dos jumbos modernos são accionados hidraulicamente existindo uma grande

variedade de modelos, entretanto podem se classificar os seguintes grupos: de tipo tripé

de giro na base ou de linha;

O número e dimensões dos braços está em função ao avanço requerido, de secção do

túnel e control de escavação de perfuração para evitar sobre-escavações.

Para calcular o número de braços de que deve se dispor um jumbo para cada operador e o

rendimento do mesmo, pode-se empregar as seguintes fórmulas:

P j=60∗Lv∗Nb∗e

❑

Lv∗t b1b

+ tm+LvV p

N

b

=Lv∗eV p∗tm

Onde:

Nb - n° de braços por operadorPj - Produção do jumbo por operador (m/h)Lv - Comprimento da haste

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Vp - Velocidade de penetração do instrumento (m/h)tm - tempo de retirada da haste, movimento do equipamento de avanço e reboque 1-2

min.tb - tempo de substituição da broca 1,5 – 3min1b - um metro de furo por cada broca.e - eficiência do operador 0,5 – 0,8.

Elementos de uma Perfuratriz (Jumbo)

Figura 2: Esquema de constituição de um Jumbo

Fonte: http://www.kamach.com.pt/df20a-double-boom-jumbo4.html

1.3.2.1. Tipos de Perfuratrizes (Jumbo)

a) Perfuratriz Jumbo sobre rodas DF30-1BCDL

Descrição :

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Esta perfuratriz jumbo sobre rodas DF30-1BCDL é um tipo de perfuratriz normalmente

usada em construção de túneis para mineração, metalurgia, água e eletricidade, ferrovias,

alto estrada, etc. Trabalha na superfície do túnel, teto, lados e chão. Além disso, a broca

de perfuração de boom único não só pode perfurar o buraco de explosão, mas também

perfurar o buraco do parafuso. A velocidade de perfuração é de 0.8-2 m/min. Este tipo de

perfuratriz possui braço único hidráulico. É estável para operar sem necessidade de

manutenção por 2000 horas.

Figura 3: Perfuratriz jumbo sobre rodas DF30-1BCDL.

Fonte: http://www.kamach.com.pt/wheeled-drilling-jumbo.html

Características e benefícios

O sistema desta perfuratriz jumbo sobre rodas incorpora as funções de paragem

automática, a qual asseguram que a máquina pare automaticamente no ponto final

e lave automaticamente;

Este tipo de perfuratriz tem centro de gravidade baixo, grande mobilidade,

estabilidade notável e grande capacidade de subida;

Esta perfuratriz jumbo sobre rodas apresenta estrutura compacta, pequenas

dimensões, baixo consumo, baixo ruído, funções múltiplas e alta eficiência, as

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quais melhoram grandemente o ambiente de trabalho, a eficiência de trabalho e

qualidade.

Tabela 1: Descrição técnica de perfuratriz jumbo sobre rodas DF30-1BCDL

ItemDiâmetro de funcionamento φ32~φ102 mmComprimento da broca 4350 mmProfundidade de perfuração 4000 mm

Máquina InteiraVelocidade de perfuração 0.8~2 m/minPeso 10 t

ChassisVelocidade de deslocamento ≤8 km/h

Esteira Perfuratriz HidráulicaVelocidade de rotação 200-300  r/minDiâmetro de perfuração φ32~φ102 mmPeso 152 kg

Sistema HidráulicoPressão do circuito do braço de perfuração 17.5 MpaPressão do circuito da perna de aterragem 18.5 MpaPressão do circuito de deslocamento 21 Mpa

Sistema de Fornecimento de ArPressão de ar de sopro no buraco 0.7 MpaPressão de ar de perfuração de rocha 0.4 Mpa

Sistema de Fornecimento de ÁguaPressão de água da entrada do radiador 0.6 MpaVoltagem de alimentação 380/660 VFonte: http://www.kamach.com.pt/wheeled-drilling-jumbo.html

b) Boomer E2 C equipado com COP 3038: Jumbo de perfuração de face

O Boomer E2 C é um moderno jumbo hidráulico de perfuração frontal para galerias e

túneis de médio a grande porte, com sessões transversais de até 112 m². A perfuração é

controlada por um confiável Sistema Computarizado de Controle do Jumbo (RCS 5) com

funções inteligentes que garantem precisão, produtividade, grande durabilidade e custos

reduzidos. O jumbo de perfuração é equipado com 2 braços BUT 45 resistentes e

flexíveis e perfuratrizes COP 3038 para maximizar a produtividade.

Características e benefícios

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O RCS 5 controla o posicionamento e a perfuração para proporcionar alta

precisão e produtividade, oferecendo diversos níveis de automação para se

adequar às necessidades do cliente;

Os braços BUT 45, para trabalho pesado, asseguram posicionamento direto,

rápido e preciso. Excelente alcance e flexibilidade são garantidos por meio de um

extensivo da lança com 2.500 mm e unidades de rotação dupla, com ±190 graus

de deslocamento da lança e ±135 graus de rotação.

As perfuratrizes COP 3038 garantem uma perfuração de alta velocidade. O

sistema de amortecimento duplo reduz o desgaste e oferece vida útil prolongada.

Tabela 2: Descriçao Tecnica de Boomer E2 C equipado com COP 3038: Jumbo de perfuração de face

Sistema de ArCapacidade, máxima 26 l/s a 9 bar

BraçoNúmero de braços 2Braço BUT 45

Figura 4: Boomer E2 C equipado com COP 3038: Jumbo de perfuração de face.

Fonte: http://www.atlascopco.com.br/brbr/products/carretas-de-perfura%C3%A7%C3%A3o-e-perfuratrizes/

1401284/1520761/

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Extensão do braço, máxima 2500 mmAvanço corte transversal ± 135˚Extensão de avanço, máx. 1800 mmGiro de avanço ± 190˚Ângulo de elevação, máx. + 55˚/-42˚Suporte paralelo CompletoÂngulo de oscilação, máx. ± 42˚Peso, somente o braço 3050 kg

ChassisAssento fixo para operação Opcional

MotorDeutz de 4 cilindros, TCD 4.1 L04 (Nível 4i/Estágio III B)

Classificação de energia 115 kW a 2.300 rpmDireção articulada ±38˚ de ângulo de direçãoTransmissão Hidrodinâmico, Clark 24000Sistema elétrico 24 VoltBaterias 2x125 AhLuzes de locomoção 6x40 W LED, 2x70 W, 24 V CCLuzes de trabalho 4x80 W LED, 24 V CCSistema de controle Rig Control System (RCS 5)

Dimensões e pesoLargura 2550 mmAltura com cabine 3179 mmAltura do teto para cima 3144 mmAltura do teto para baixo 2518 mmComprimento 14459 mm com avanços BMH 6914Distância do solo 341 mmRaio de curvatura, externo 8600 mmRaio de curvatura, interno 4800 mm

Sistema ElétricoPotência total instalada 198 kWMotores principais 2x95 kWTensão 690-1.000 VFrequência 50-60 HzMétodo de partida Estrela/deltaProteção de sobrecarga para motores elétricos Eletrônico

Sistema HidráulicoBombas hidráulicas 2 unidades, uma para cada braçoVolume do tanque de óleo hidráulico 390 lFiltragem 16 µm

Sistema de ÁguaBomba de reforço de água Johnson MCVS 16-7Capacidade, máxima 400 l/min a 30 barPressão de entrada de água, mín. 2 bar a 400 l/min

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PerfuratrizPerfuratriz COP 3038Fonte: http://www.kamach.com.pt/wheeled-drilling-jumbo.html

c) Boomer WE3 C: Jumbo de perfuração de face

O Boomer WE3 C é um jumbo hidráulico moderno, de perfuração de face, adequado a

túneis grandes com seções transversais de até 187 m². O jumbo apresenta um console de

longo alcance para oferecer excelente alcance em túneis largos. A perfuração é

controlada por um sistema computadorizado com tecnologia de Sistema Computarizado

de Controle do Jumbo (RCS 5) com funcionalidade inteligente que garante precisão,

produtividade, maior tempo de atividade e custos reduzidos. O jumbo é equipado com

três braços BUT 45 resistentes e flexíveis, e perfuratrizes COP para alta produtividade.

Figura 5: Boomer WE3 C: Jumbo de perfuração de face.

Fonte: http://www.atlascopco.com.br/brbr/products/carretas-de-perfura%C3%A7%C3%A3o-e-perfuratrizes/1401284/1520764/

Características e benefícios

O RCS 5 controla o posicionamento e a perfuração para proporcionar alta

precisão e produtividade, oferecendo diversos níveis de automação para se

adequar às necessidades do cliente;

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O motor a diesel com baixo índice de emissões e baixo impacto ambiental com

desempenho potente;

Os braços BUT 45, para trabalho pesado, asseguram posicionamento direto,

rápido e preciso. Excelente alcance e flexibilidade são garantidos por meio de um

extensivo da lança com 2.500 mm e unidades de rotação dupla, com ±190 graus

de deslocamento da lança e ±135 graus de rotação;

Perfuratrizes COP 1838HD+ ou COP 2238HD+ para cobrir uma variedade de

condições de rochas. Ambas são equipadas com um sistema de amortecimento

duplo para vida útil prolongada;

Para garantir a segurança e ergonomia do operador, o Boomer WE3 C é equipado

com uma cabine segura e confortável como padrão.

Tabela 3: Descrição técnica de Boomer WE3 C: Jumbo de perfuração de face

Sistema de arCapacidade, máxima 26 l/s a 9 bar

BraçoNúmero de braços 3Braço BUT 45LExtensão do braço, máxima 2500 mmAvanço corte transversal ± 135˚Extensão de avanço, máx. 1800 mmGiro de avanço ± 190˚Ângulo de elevação, máx. + 55˚/ - 42˚Ângulo de oscilação, máx. ± 42˚Peso, somente o braço 3200 kg

ChassisMotor Deutz de 6 cilindros, TCD 2013, L06, 2 V

(Nível 3/Estágio IIIA)Classificação de energia 173 kW a 2.300 rpmTorque 907 Nm a 1.500 rpmTransmissão Hidrodinâmico, Dana 32000Eixo, traseiro Dana 276, oscilação de ± 8˚Macacos hidráulicos, dianteiros 2 expansíveisMacacos hidráulicos, traseiros 2Freios de serviço 2 circuitos separadosTanque de combustível, volume 150 lSistema elétrico 24 Volt

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Baterias 2x125 AhLuzes de locomoção 6x40 W LED + 2x70 WLuzes de trabalho 6x80 W LEDEscadas iluminadas para plataforma 2x70 WSistema de controle Rig Control System (RCS 5)

Dimensões e PesoLargura 2926 mmAltura com cabine 3664 mmComprimento 17.312 mm com avanços BMH 6820Distância do solo 438 mmRaio de curvatura, externo 11450 mmRaio de curvatura, interno 5900 mm

Sistema ElétricoPotência total instalada 233 kWMotores principais 3x75 kWTensão 400-1.000 VFrequência 50-60 HzProteção de sobrecarga para motores elétricos EletrônicoAlimentação 24 V CCTransformador 8 kVACarretel do cabo, diâmetro 1.800 mm

Sistema HidráulicoBombas hidráulicas 3 unidades, uma para cada braçoVolume do tanque de óleo hidráulico 470 - 755 l

Filtragem 16 µmSistema de Água

Bomba de reforço de água Hidráulico, FlygtCapacidade, máxima 300 l/min a 15 barPressão de entrada de água, mín. 2 bar a 300 l/min

PerfuratrizPerfuratriz COP 3038Fonte: http://www.kamach.com.pt/wheeled-drilling-jumbo.html

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CONCLUSÃO

Concluí-se que as perfuratrizes do tipo Jumbo, geralmente são as mais utilizadas na mineração

subterrânea, uma vez que este equipamento dispõe de qualidades excelentes, no caso de

flexibilidade e maior alcance em túneis largos; equipado com vários martelos de perfuração cuja

principais aplicações em trabalhos subterrâneos. Os actuais equipamentos apresentam um

sistema de controle computarizado garantindo maior produtividade, grande precisão,

durabilidade e custos reduzidos.

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BIBLIOGRAFIA

1. Brady, B. H. G., Brown, E. T., Rock Mechanics for Underground Mining, 2006.

2. Cummins, A. B., Given, I. A., Mining Engineering Handbook. AIME, 1992.

3. Dessureault et al, Application of computers and operations research in the mineral

industry, Balkema, 2004.

4. http://www.kamach.com.pt/df20a-double-boom-jumbo4.html acessado no dia

29/02/2015 pelas 12 horas.

5. http://www.kamach.com.pt/wheeled-drilling-jumbo.html acessado no dia 29/02/2015

pelas 12 horas.

6. http://www.atlascopco.com.br/brbr/products/carretas-de-perfura%C3%A7%C3%A3o-e-

perfuratrizes/1401284/1520761/ acessado no dia 29/02/2015 pelas 12 horas.

7. http://www.atlascopco.com.br/brbr/products/carretas-de-perfura%C3%A7%C3%A3o-e-

perfuratrizes/1401284/1520764/ acessado no dia 29/02/2015 pelas 12 horas.

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