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Bruna Elque Rodrigues de Lima

OTIMIZAÇÃO DO DESMONTE DE ROCHA CALCÁRIA DO ESTADO DO

TOCANTINS: UM ESTUDO COMPARATIVO

Palmas - TO

2013




Trabalho de Conclusão de Curso (TCC)

elaborado e apresentado como requisito parcial

para obtenção do título de bacharel em

Engenharia de Minas pelo Centro

Universitário Luterano de Palmas

(CEULP/ULBRA).

Orientador: Prof. Esp. José Cleuton Batista.

Coorientador: Prof. M.Sc. Rodrigo Meireles

Mattos Rodrigues.

Palmas - TO

2013




Trabalho de Conclusão de Curso (TCC)

elaborado e apresentado como requisito parcial

para obtenção do título de bacharel em

Engenharia de Minas pelo Centro

Universitário Luterano de Palmas

(CEULP/ULBRA).

Orientador: Prof. Esp. José Cleuton Batista.

Coorientador: Prof. M.Sc. Rodrigo Meireles

Mattos Rodrigues.

Aprovado em: ______/________/_______

BANCA EXAMINADORA

___________________________________________________

Prof. Esp. José Cleuton Batista

Centro Universitário Luterano de Palmas

___________________________________________________

Prof. M.Sc. Rodrigo Meireles Mattos Rodrigues


___________________________________________________

Prof. M.Sc. Daniel Francisco Padilha Setti


Palmas - TO

2013

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho a Deus por tudo o que me

proporciona na vida. As pessoas que lutam

diariamente ao meu lado, transmitindo fé,

amor, alegria, determinação, paciência, e

coragem, tornando os meus dias mais felizes e

bonitos. A toda minha família, especialmente

meus pais, José Francisco e Marli Lima que

sempre me deram força, coragem e constante

apoio para seguir em busca de meus objetivos.

Ao meu noivo João Henrique, que em toda

caminhada esteve ao meu lado. Sem vocês eu

não seria nada!

AGRADECIMENTO

Agradeço a Deus por sempre iluminar meus caminhos e por fazer com que mais esse sonho se

realize.

A toda minha família pelo incentivo e apoio.

Aos meus pais, José e Marli, pela confiança, amor, cuidado, e sabedoria.

Ao meu amigo e noivo, João Henrique, por toda caminhada que fizemos juntos até o dia de

hoje e pelas próximas que virão. Pela paciência e pela compreensão, por me ajudar e me fazer

feliz. Obrigada meu amor, você é demais!

Ao meu orientador, professor e amigo José Cleuton Batista, pelos conhecimentos

transmitidos e apoio constante.

Às empresas: Nativa Mineração LTDA, Rio Formoso Mineração LTDA e Votorantim

Cimentos S/A, pela disponibilização dos dados que auxiliaram nos resultados desse estudo.

Ao Professor Rodrigo Meireles Mattos Rodrigues, pela coorientação e aos demais

professores do Departamento de Minas, do CEULP/ULBRA, pela amizade e ensinamentos

demonstrados ao longo do percurso acadêmico.

Aos colegas que sempre me incentivaram durante a graduação.

E finalmente, agradeço a todos que me ajudaram direto ou indiretamente para o

desenvolvimento deste projeto. Um MUITO OBRIGADO a todos vocês!

Nas grandes batalhas da vida, o primeiro passo para a vitória é o desejo de vencer.

Mahatma Gandhi

RESUMO

LIMA, Bruna Elque Rodrigues de. Otimização do desmonte de rocha calcária do estado

do Tocantins: um estudo comparativo. 2013. 55 f. Trabalho de Conclusão de Curso I

(Graduação) – Curso de Engenharia de Minas, Centro Universitário Luterano de Palmas,

Palmas/TO, 2013.

Pela presença fundamental dos bens derivados de materiais oriundos da mineração, esta se

torna uma atividade essencial ao bem estar da sociedade. Nas operações mineiras, algumas

etapas são fatores determinantes por envolverem vultosos custos. Dentre estas, o desmonte de

rocha por explosivos é de alta relevância, correspondendo a uma grande parcela do custo

unitário da produção da mina. O presente trabalho discute novas formas aplicadas ao

desmonte de rocha nas minas de calcário do estado do Tocantins, visando o aperfeiçoamento

da fragmentação de rochas e a otimização dos custos. Comumente, muitas indústrias de

calcário ainda usam métodos tradicionais de desmonte e terminam terceirizando o serviço, de

forma que essas empresas terceirizadas se esquivam do controle da razão de carregamento

impostas pela contratante. A proposta é de realizar a coleta de dados, por meio de pesquisa

documental, para posterior análise dos mesmos, junto com a verificação das possibilidades de

modificação e proposta de novas condições, para alcançar a melhoria do processo de tais

minas. A observação cuidadosa dos resultados obtidos, para cada desmonte, será

imprescindível para ajustar o plano de fogo de acordo com as possibilidades adequadas.

Evidenciando assim que para se obter planos de desmonte, no sentido de se conseguir baixos

custos e maior produtividade, devem-se identificar características não só corriqueiras, mas

específicas do maciço rochoso e fatores ativos de perfuração.

Palavras-chave: Otimização. Desmonte de rocha. Custos.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Fluxograma mostrando a importância do maciço no planejamento do fogo...........17

Figura 2 - Influência do diâmetro no n.º de furos, na fragmentação da rocha, na geometria da

pilha e no porte do equipamento de carregamento...................................................................18

Figura 3 – Esquema de carregamento de um furo....................................................................20

Figura 4 – Forma final do material desmontando com furos inclinados..................................21

Figura 5 – Forma final do material desmontando com furos verticais.....................................22

Figura 6 – Mapa de localização das áreas de estudo................................................................27

Figura 7 – Foto da base da escarpa calcária, frente de lavra, seção tipo da jazida de dolomito,

alternância de camadas de calcário com cores, formas, texturas e composição química

variadas....................................................................................................................................28

Figura 8 – Imagem frontal do desenvolvimento das bancadas...............................................30

Figura 9 – Imagem da cava central, do mirante da mina.........................................................32

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Tabela comparativa entre as geometrias das malhas de perfuração.

Tabela 2 – Principais vantagens e desvantagens da perfuração inclinada.

Tabela 3 - Comparação de vantagens e desvantagens da terceirização de serviços no desmonte

de rocha.

Tabela 4 – Composição química das amostras Morro do Mutum.

Tabela 5 – Média do teor químico do calcário calcítico e dolomito.

Tabela 6 – Principais fatores atuais utilizados no estudo da otimização dos desmontes.

Tabela 7 – Características do plano de fogo da Nativa Mineração Ltda.

Tabela 8 – Características do plano de fogo da Rio Formoso Mineração Ltda.

Tabela 9 – Características do plano de fogo da Votorantim Cimentos S/A.

Tabela 10 – Comparativo entre as características da emulsão, ANFO e encartuchado. Dados

extraídos do catálogo de dados técnicos de produtos da Britanite, 2013.

Tabela 11 – Características da proposta nº 1 para o plano de fogo da Nativa Mineração Ltda.


Tabela 13 – Características propostas para o plano de fogo da Rio Formoso Mineração Ltda.

Tabela 14 – Características da proposta nº 1 para o plano de fogo da Votorantim Cimentos

S/A.


S/A.


S/A.


S/A.


S/A.


S/A.


S/A.


S/A.

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

A Afastamento

CT Carga Total

E Espaçamento

HB Altura da Bancada

HCC Altura da Carga de Coluna

HCF Altura da Carga de fundo

PE Perfuração Específica

PF Profundidade do Furo

RC Razão de Carregamento

RLC Razão Linear de Carregamento

Sub. Subfuração

T Tampão

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................13

2. OBJETIVOS E RELEVÂNCIA .......................................................................................14

3. REFERENCIAL TEÓRICO .............................................................................................15

3.1 A importância do Planejamento das Operações de Desmonte de Rocha.........................15

3.1.1 Planejamento das Operações de Desmonte ..................................................................15

3.2 Influência dos Principais Parâmetros de um Plano de Fogo ...........................................16

3.2.1 Diâmetro de Perfuração ................................................................................................16

3.2.2 Malha de Perfuração......................................................................................................18

3.2.3 Razão de Carga..............................................................................................................18

3.2.4 Retilinidade do Furo......................................................................................................19

3.3 Propriedades e Seleção dos Explosivos............................................................................21

3.4 Explosivos Usuais no Desmonte de Calcário...................................................................21

3.4.1 Emulsões........................................................................................................................21

3.4.2 Encartuchados................................................................................................................22

3.4.3 Anfo...............................................................................................................................23

3.5 Influência da Terceirização dos Serviços no Desmonte de Rocha...................................23

4. CARACTERÍSTICAS DOS EMPREENDIMENTOS ......................................................25

4.1 Localização e Acesso........................................................................................................25

4.2 Aspectos Geológico..........................................................................................................27

4.2.1 Nativa Mineração Ltda. ................................................................................................27

4.2.1.1 Geologia Regional......................................................................................................27

4.2.1.2 Geologia Local...........................................................................................................28

4.2.2 Rio Formoso Mineração Ltda. .....................................................................................29

4.2.2.1 Geologia Regional......................................................................................................29

4.2.2.2 Geologia Local...........................................................................................................30

4.2.3 Votorantim Cimentos S.A.. .........................................................................................31

4.2.3.1 Geologia Regional.....................................................................................................31

4.2.3.2 Geologia Local..........................................................................................................31

5. METODOLOGIA.............................................................................................................32

5.1 Introdução.......................................................................................................................32

5.2 Modelos de Componentes Utilizados..............................................................................33

5.3 Coleta e Análise de Dados..............................................................................................33

5.4 Delimitação de Estudo....................................................................................................33

6. ESTUDO DE CASO........................................................................................................34

6.1 Resultados das Propostas dos Desmontes......................................................................34

6.1.1 Planos de Fogo do Estudo de Otimização..................................................................35

6.1.2 Comparação e Proposta de Metodologia para Otimização..........................................37

7. CONCLUSÃO.................................................................................................................42

8. SUGESTÕES PARA FUTUROS TRABALHOS .........................................................43

REFERÊNCIAS .................................................................................................................45

ANEXO 1 – Mapa Geológico do Entorno de Formosos do Araguaia.................................48

ANEXO 2 – Mapa Geológico do Entorno de Natividade...................................................50

ANEXO 3 – Mapa Geológico do Entorno de Xambioá.......................................................52

ANEXO 4 – Coluna Estratigráfica (CPRM) .......................................................................54

13

1. INTRODUÇÃO

A mineração se faz uma atividade essencial ao bem estar da sociedade seja pela

sua importância econômica ou por ser fornecedora de elementos básicos presente no cotidiano

da vida das pessoas, além de ser responsável por possibilitar grandes avanços tecnológicos.

Algumas propriedades da rocha a tornam muito particular no que se referem a

suas funções, outras possuem propriedades que as deixam bem vastas, como calcário. O

conhecimento dessas propriedades possibilita a classificação das rochas e o conhecimento de

suas funções em relação a critérios técnicos.

Nas atividades cotidianas, é corriqueiro o uso de produtos contendo carbonato de

cálcio como é o caso dos materiais de construção civil à produção de alimentos; da rocha

ornamental; da fabricação de vidros e aço à fabricação de papéis, plásticos; tintas; cerâmica;

produção de cal; fundente da siderurgia e tantos outros.

Sampaio e Almeida (2008, p. 365) afirmam que os calcários são rochas

sedimentares compostas, basicamente, por calcita (CaCO3), enquanto os dolomitos são

também rochas sedimentares compostas, basicamente, pelo mineral dolomita

((CaCO3.MgCO3) ou (CaMg(CO3)2)).

“As rochas carbonatadas mais comercializadas, em todo mundo, são calcário

calcítico e dolomítico. De longe, a rocha calcítica apresenta maior valor econômico,

comparada às demais”. (SAMPAIO; ALMEIDA, 2008, p. 365).

O calcário dolomítico possui industrialmente um relevante teor de magnésio,

usado como corretivo de solo, que tem por alvo a elevação da saturação de base, aumentando

a eficiência dos fertilizantes aplicados na agricultura. Já o calcário calcítico, com teores

elevados de cálcio, é a principal matéria-prima para a produção de cimento Portland, além de

ser usado nas usinas siderúrgicas de gusa e na indústria de aço. Por esses e outros motivos,

talvez não haja outras rochas com uma variedade de uso tão ampla quanto o calcário e

dolomito.

A maior parte das minas de calcário é lavrada a céu aberto e chamada, na maioria

das vezes, de pedreiras, embora, em muitas áreas, por razões técnicas, ambientais e/ou escala

de produção, utilize-se a lavra subterrânea para a produção de calcário.

Algumas ferramentas contribuem para a melhoria da qualidade dos produtos e

para o aumento da competitividade das empresas e a indústria calcária não poderia fugir disso.

O desmonte de rochas é um desses fatores e deve receber uma abordagem sistêmica dentro do

sistema produtivo, pois é fase primária da mineração e tem influência direta na produção e

14

nos custos da lavra, assim como nas etapas consecutivas e juntamente com o desmonte, um

bom conhecimento geológico da mina é de fundamental importância para o sucesso de um

plano de fogo.

Na etapa de lavra, o desmonte de rocha, com auxilio de explosivo pode ser visto

como um primeiro estágio de fragmentação, onde são produzidos blocos, mas de tamanhos

admissíveis pela alimentação dos equipamentos de britagem.

Entretanto, práticas habituais conduzem a vários insucessos, tornando-se

complicado de se chegar aos fatores que causam a má fragmentação das rochas. Além disso, o

desmonte ajuda na regularização de praças e acessos tornando o processo produtivo melhor e

mais hábil. De tal modo é preciso, prudência e bom cumprimento nas operações das minas,

tanto por parte das próprias empresas donas do negócio ou quando terceirizadas, pois o

diferencial entre as empresas, talvez, não esteja apenas o nível tecnológico, e sim, no próprio

procedimento das etapas estabelecidas.

Conforme Ricardo (1990) muitos estudos teóricos, apoiados em experiências de

campo, foram desenvolvidos para se determinarem valores aos elementos componentes do

plano de fogo. A aplicação desses estudos requer informações muitas das vezes de difícil

obtenção e que demandam um tempo relativamente prolongado. Por outro lado, a experiência

de muitos desmontes de rocha gerou regras práticas que permitem estabelecer valores para o

plano de fogo com margem de êxito bastante razoável.

Dessa forma, as empresas devem buscar a excelência na execução destas

ferramentas, e assim, garantir também a excelência dos seus produtos e serviços para se

manterem competitivas no mercado, dando total atenção ao processo de desmonte.

2. OBJETIVOS E RELEVÂNCIA

A perfuração e o desmonte com o uso de explosivos constituem essenciais

atividades a concepção e produtividade de empreendimentos mineiros e a sua correta

definição e execução é fator primordial para o sucesso da atividade. Neste sentido, o

conhecimento das características dos maciços rochosos e dos explosivos empregados constitui

importante fator para o cálculo do plano de fogo, que após as definições teóricas, passa a ser

um processo empírico (por aproximação após ensaios e análise), durante a vida útil do

empreendimento.

Uma fragmentação inadequada pode acarretar dificuldade de enchimento das

caçambas dos equipamentos de carga, atrasando o ciclo operacional destes e dos

equipamentos de transporte, gerando engaiolamento na alimentação dos britadores primários

15

além de acarretar um desgaste prematuro e aumento na manutenção de todos os equipamentos

e instalações.

Um desmonte inadequado pode também resultar em ultra lançamentos, excessiva

geração de poeira e gases, vibração, grandes riscos de danos às instalações, estruturas e

equipamentos, além de alterar a estabilidade do maciço rochoso.

De acordo com Morais (2001) não é raro a elaboração de planos de fogo baseados

praticamente na experiência ou subjetividade dos profissionais do desmonte. Partindo de uma

inspeção visual da frente a ser detonada, representando as características desta, tipo de

material e condições geométricas se define a melhor forma de ataque da mesma. Neste caso, a

retro alimentação de banco de dados, permite definir através dos resultados as práticas

adequadas e consistentes para os desmontes subsequentes.

O objetivo principal do estudo é descrever as principais variáveis envolvidas no

desmonte com explosivos e observar como são trabalhadas em minas de calcário a céu aberto

no estado do Tocantins, abordando o controle da razão de carregamento e avaliando a

eficiência do desmonte. O presente objeto de estudo foi baseado nos dados práticos de

desmonte realizados em três empresas de calcário do estado sendo elas: Nativa Mineração

Ltda.; Rio Formoso Mineração Ltda. E Votorantim Cimentos S/A.

O presente estudo é justificado pela plena expansão da indústria de calcário no

estado, destacando-se a produção de corretivo de solo, cimento para construção civil e brita

siderúrgica, além da alta representatividade dos custos envolvidos nos processos de

perfuração e desmonte. Dessa forma o referido estudo buscará a otimização do desmonte no

sentido da quebra de paradigmas quanto às vantagens operacionais, a eficiência do processo e

a redução dos custos das demais atividades relacionadas ao processo de fragmentação do

material in situ.

3. REFERENCIAL TEÓRICO

3.1 A Importância do Planejamento das Operações de Desmonte de Rocha

3.1.1 Planejamento das Operações de Desmonte

Desde décadas passadas desenvolveu-se um grande número de fórmulas e técnicas

de determinação das variáveis geométricas de um plano de fogo que utilizavam um ou vários

grupos de parâmetros: diâmetro do furo, características do maciço e dos explosivos, etc.

Não obstante, devido a grande heterogeneidade das rochas, o método de cálculo

do plano de fogo deve basear-se em um processo contínuo de ensaios e análises que

16

constituem o ajuste por tentativa. As regras simples permitem uma primeira aproximação do

desenho geométrico dos desmontes e o cálculo das cargas. É óbvio que em cada caso, depois

das provas e análises dos resultados iniciais, será necessário ajustar os esquemas até obter um

grau de fragmentação, um controle estrutural e ambiental satisfatórios.

“O desmonte com explosivos é o método mais utilizado na extração de calcário

para a produção de cimento. Isto implica a perfuração da rocha, a colocação da carga

explosiva nos furos e, por fim, a detonação do explosivo”. (OTÁVIO BRANCÃO, 2012).

Ainda segundo Otávio Brancão (2012), é necessário atender às características do

maciço rochoso, do explosivo, do produto pretendido e aos parâmetros de perfuração, para

dimensionar, eficazmente, uma pega de fogo. Pretende-se evitar repés e grandes blocos, que

obrigam a taqueio, facilitar a carga, o transporte, a britagem e promover o decréscimo dos

custos específicos.

Figura 1 - Fluxograma mostrando a importância do maciço no planejamento do fogo.

Fonte: criação própria

Dessa forma, é necessário determinar quais propriedades do maciço rochoso têm

autoridades no desempenho do desmonte e decidir as modificações no plano de fogo, de modo

a ajustá-los às diversas condições geo-estruturais existentes.

3.2 Influência dos Principais Parâmetros de um Plano de Fogo

3.2.1 Diâmetro de Perfuração

17

A seleção do diâmetro de perfuração depende da produção requerida, do ritmo de

escavação, da altura da bancada e das características da rocha (Silva, 1998).

Além dos fatores acima citados, o diâmetro do furo é também influenciado, por

exemplo, pelo tipo de explosivo a ser utilizado e pela vibração permitida no terreno durante a

detonação. Em minas a céu aberto, o custo total de lavra é comumente minimizado pela

perfuração de furos de grande diâmetro. Mas apesar de oferecer maior economia, e melhor

adaptação a bancadas de altura média ou alta, esse grandes diâmetros influenciam em uma

maior granulometria média dos produtos obtidos, maior risco de matacos, maior risco de

projeções e maior facilidade de ocorrência de fraturas indesejadas.

Normalmente, razões de carga menores são suficientes para conseguir o mesmo

grau de fragmentação, especialmente em rochas frágeis, já quando a rocha é de difícil

fragmentação, furos de diâmetro menor têm a vantagem de distribuir melhor a energia do

explosivo em todo o maciço a ser detonado.

Furos com diâmetro menor também resultam em melhor quebra do topo da

bancada, uma vez que as cargas geralmente estão mais próximas da superfície. Esta melhor

repartição da carga é um benefício em rochas duras.

Figura 2 - Influência do diâmetro no nº de furos, na fragmentação da rocha, na geometria da pilha e no porte do equipamento de carregamento.

Fonte: SILVA, C.V. Apostila de aula de Operações Minerais – DEMIN

18

3.2.2 Malha de Perfuração

A malha de perfuração (espaçamento x afastamento) exibe uma ampla mudança,

dependendo do diâmetro do furo, das características da rocha e dos explosivos, entre outros.

O afastamento é definido como a distância entre a face livre da bancada e a

primeira linha da furação ou a distância entre as linhas da furação. O espaçamento é definido

como a distância entre os furos de uma mesma linha da furação.

É importante examinar a relação entre o espaçamento e o afastamento, já que

diversas relações são estabelecidas, assim como várias geometrias, como quadrada,

retangular, triangular, estagiada ou alongada. Malhas de perfuração com relações

abusivamente altas podem levar a uma má fragmentação. Sendo assim, por exemplo, em

rochas friáveis, podem-se adotar as malhas alongadas com razão maiores.

Tabela 1- Tabela comparativa entre as geometrias das malhas de perfuração.

Comparação entre geometria das malhasMalha Descrição

Quadrada/Retangular Fácil perfuração; Consequentemente menor tempo de

locomoção furo a furo;

Triangular

São um modo de malha estagiada mais com uma relação própria de E/A;

Mais adequado para rochas mais duras; Boa distribuição de energia do explosivo; Os espaços vazios recebem influência de

energia igual aos furos circundantes;

Estagiada (pé de galinha)

A perfuração se torna difícil e trabalho devido aos furos estarem alternados;

Maior tempo de locomoção furo a furo; Melhor distribuição do explosivo na

rocha;

Alongadas Admitem várias configurações; Elevada E/A; Mais indicada para rochas friáveis.


3.2.3 Razão de Carga

A razão de carga é a massa de explosivo usada para desmontar um metro cúbico

ou uma tonelada de rocha.

Muita importância tem sido oferecida à razão de carga como um critério do plano

de fogo. É possível reduzir o consumo de explosivos diminuindo, por exemplo, o diâmetro

19

das perfurações. A razão de carregamento é fator crucial na geração de custos para empresas

de mineração.

Figura 3 – Esquema de carregamento de um furo


O tampão tem muita importância para evitar as projeções e garantir a eficiência do

explosivo fechando a única saída livre para os gases. A subfuração auxilia em um melhor

levante do maciço a partir da praça, evitando assim repés. O cálculo da carga de fundo é

constituído por dois fatores, o peso do explosivo por metro de furo e altura da carga de fundo

e a carga de coluna é determinada a partir da diferença entre o comprimento da carga total e o

comprimento da cara de fundo, considerando a densidade de carga em cerca de 50% da

densidade da carga de fundo. Assim, a carga total pode ser determinada em função dos

valores práticos do rendimento do explosivo.

3.2.4 Retilinidade do furo

Essa retilinidade varia segundo SILVA (2012), dependendo do tipo e natureza da

rocha, do diâmetro e da profundidade do furo, do método e das condições do equipamento

utilizado e da experiência do operador. Na perfuração horizontal ou inclinada, o peso da

coluna de perfuração pode concorrer para o desvio do furo. Ao perfurar furos profundos para

20

detonação, o furo deve ser tão reto quanto possível para que os explosivos, sejam distribuídos

corretamente, para se obter o resultado desejado.

Ainda conforme SILVA (2012) para compensar o desvio dos furos às vezes é

necessário furar com menor espaçamento o que resulta em maior custo. Um problema

particular causado por um furo com desvio é a possibilidade de encontrar-se com um outro já

perfurado, causando a detonação de cargas por “simpatia”. A probabilidade do equipamento

se prender é grande e a detonação não pode ser executada adequadamente.

Tabela 2 – Principais vantagens e desvantagens da perfuração inclinada.

Vantagens Desvantagens Melhor fragmentação; Menor produtividade da perfuratriz;

Diminuição dos problemas de repé; Maior desgaste de brocas, hastes e estabilizadores;

Maior estabilidade da face da bancada; Maior custo de perfuração;

Permite maior malha; Maior comprimento de furo para uma determinada altura da bancada;

Permite redução da Razão de Carregamento que pode ser obtida pelo uso de explosivos de menor densidade;

Maior risco de ultra lançamentos dos fragmentos rochosos.


Figura 4 – Forma final do material desmontando com furos inclinados.


21

Figura 5 – Forma final do material desmontando com furos verticais.


Comumente pretende-se que os produtos desmontados não fiquem espalhados por

uma área grande de forma a ser mais fácil e econômico o seu carregamento, pois o excesso de

carga rege a um espalhamento maior. Por isso a escolha pela furação inclinada, que traz o

benefício de uma melhor fragmentação além de que paralelamente a outros critérios otimiza o

processo de desmonte.

3.3 Propriedades e Seleção dos Explosivos

Paralelamente à evolução dos métodos de lavra, os explosivos vêm suportando,

desde anos passados, um acentuado desenvolvimento tecnológico, objetivando alcançar uma

melhor fragmentação das rochas, maior segurança no manuseio, maior resistência à água e

menor custo por unidade de rocha desmontada.

Na seleção dos explosivos para determinado trabalho é necessário conhecer as

principais características de cada explosivo, como, a estabilidade química, densidade,

potencial, volume gasoso, pressão, força, etc.

Entende-se por uma substância explosiva, um composto ou mistura de compostos,

que, quando iniciados por calor, impacto, fricção ou choque, têm capacidade de entrar numa

rápida decomposição, libertando enormes quantidades de calor e gás (Hartman, 1992).

Segundo Louro (2009) as substâncias explosivas podem ser classificadas como

deflagrantes ou detonantes, embora hoje as atividades geotécnicas e mineiras (relevantes) se

limitem aos explosivos detonantes, com tendência para o uso do tipo comercialmente

designado por emulsões. Estas substâncias explosivas são caracterizadas por velocidades de

detonação elevadas e por produzirem um grande volume de gases, a temperaturas e pressões

muito elevadas.

3.4 Explosivos Usuais no Desmonte de Calcário

22

3.4.1 Emulsões

As emulsões são um sistema bifásico onde a fase interna, constituída por pequenas

gotas de nitrato de amônio, se encontra dispersa numa fase exterior ou contínua, gasóleo, por

intermédio da ação de agentes emulsionantes. A boa mistura entre a fase oxidante e a fase

combustível resulta numa maior eficiência de reação quando comparado com outros sistemas.

A estabilidade da estrutura do tipo água/óleo depende do emulsionante e a sua sensibilidade

da quantidade de ar ou das microesferas adicionadas. A redução da dimensão destas partículas

é importante, pois um maior contato entre o oxidante e o combustível, resulta num aumento

do grau e eficiência das reações, obtendo-se maiores velocidades de detonação (Bernardo,

2009).

As emulsões são explosivos que, devido à sua consistência, facilitam o

carregamento dos furos nas mais variadas inclinações, apresentam boa resistência à água e são

facilmente bombeáveis, podendo ser utilizados caminhões, gerando agilidade no

carregamento dos furos.

As emulsões são largamente utilizadas, devido às importantes vantagens que

proporcionam, em relação às outras substâncias explosivas, como:

Segurança na produção e manuseamento;

Energia específica mais elevada, traduzindo-se numa maior velocidade maior de

deslocamento da bancada e na maior homogeneidade do material fragmentado;

Excelente resistência à água;

Baixo custo;

Densidades variáveis permitem maiores escolhas para se adequar às características do

maciço;

Maior vida útil (até sete dias de espera).

3.4.2 Encartuchados

Os encartuchados são explosivos revestidos por filmes plásticos, normalmente de

polietileno, com densidades previamente definidas. O material deve ser armazenado em um

paiol devidamente aprovado para explosivos. As caixas deverão ser empilhadas da maneira

indicada na instrução apresentada dentro das mesmas. A utilização de explosivos

encartuchados denota alguns pontos importantes:

Maior custo devido ao processo de revestimento do material com filmes (material e

mão-de-obra);

23

Menor praticidade no carregamento dos furos;

Sistema seguro, confiável e fácil de usar;

Baixa sensibilidade ao choque e atrito;

Resistente à água;

Excelente custo benefício.

3.4.3 Anfo

O explosivo tipo ANFO é um explosivo produzido pela mistura

de hidrocarbonetos líquidos, geralmente óleo diesel com nitrato de amônio. Ele possui baixa

resistência à água, possui baixa densidade, precisa de um iniciador especial e desenvolve

elevadas taxas de energia de forma que a sensibilidade de iniciação do Anfo diminui

conforme aumenta o diâmetro do furo. Possuem vantagens, como:

Seguro quanto ao transporte, armazenamento e aplicação;

Excelente custo benefício;

Ideal para todo tipo de rocha;

Ocupa inteiramente o volume da furação;

Possui grande sensibilidade aos choques mesmo após misturado;

Redução do preço global de explosivo.

Dessa forma, faz-se necessária a análise prévia de alguns fatores para a escolha

ideal do explosivo a ser utilizado no desmonte, tais como:

Região a que se destina (carga de fundo; carga de coluna);

Diâmetro dos furos;

Tipo de rocha; (ígnea, metamórfica ou sedimentar);

Dureza da rocha (dura, média ou branda);

Natureza da rocha (homogênea ou fraturada);

Presença de água;

Custo.

3.5 Influência da Terceirização dos Serviços no Desmonte de Rocha

É corriqueiro certo desleixo e a falta de bons procedimentos no cumprimento, por

parte da empresa responsável pelos serviços, na perfuração de rochas. Na maioria das vezes, a

perfuração e desmonte são avaliados como um processo não proeminente dentro da lavra da

mina. Este exercício reflete na eficiência, qualidade, agilidade e principalmente no custo da

mineração, uma vez que a perfuração é um processo dinâmico, que dá início aos processos de

24

lavra. Sendo de basal importância para as etapas subsequentes de forma que, uma perfuração

mal feita procede em resultados desastrosos.

Segundo Dias (1998), pode-se considerar a terceirização como:Uma filosofia de gestão em que se procura direcionar toda a atenção e o

conhecimento da empresa para o produto ou negócio que se constitui na sua

atividade principal. Tornando-a cada vez mais consolidada no seu ramo específico,

e terceirizando tudo aquilo que não contribua diretamente com a razão de ser da

organização. Definindo-a também como sendo a formação de uma associação entre

uma companhia principal e uma “terceira” empresa. Permitindo a delegação de

atividades ou processos, que embora sejam importantes, podem ser realizados de

forma mais eficiente por empresas especializadas. (grifo nosso).

Saratt et al (2000) ressalta que a terceirização é uma ferramenta de administração,

utilizada como filosofia empresarial, que consiste na compra reiterada de serviços

especializados e que permite à empresa tomadora concentrar energia em sua principal

vocação.

Uma terceira definição do termo pode ser encontrada em Bonfiglioli (2013), que

define terceirização como uma prática moderna de gestão e um processo legítimo de parceria

entre empresas. Onde o prestador e o tomador de bens e serviços interagem para melhorar a

competitividade do tomador permitindo que este, cada vez mais, se concentre na sua

estratégia empresarial.

Tabela 3- Comparação de vantagens e desvantagens da terceirização de serviços no desmonte de rocha.

TERCEIRIZAÇÃO DOS SERVIÇOSVANTAGENS DESVANTANGENS

Mão de obra ainda mais especializada; Aumenta a rotatividade da mão de obra;

A diminuição da mão de obra; Fraude nas garantis do serviço prestado; Mais tempo livre; Possível perda de controle. Alivia a estrutura organizacional. Dificuldade de se encontrar a parceria ideal; Visão de acabar com desvantagens de

suas responsabilidades; Aumentos dos gastos;

Crescimento acelerado; Propõe contratos mais baratos, nem sempre melhores serviços, e por isso mais atraentes;

Gera a desburocratização;


Todavia, a equipe de trabalho terceirizada também deve ter como finalidade o

melhoramento contínuo do processo, através do emprego de novos procedimentos, métodos

operacionais, efetivação de testes, etc. Existem inúmeros procedimentos simples que, uma vez

25

tomados, contribuem para a otimização do desmonte de rocha em termos de qualidade,

produtividade e custos.

4 CARACTERÍSTICAS DOS EMPREENDIMENTOS

4.1 Localização e Acesso

A área de estudo aborda minas de três empresas localizadas em diferentes cidades

do estado do Tocantins. A primeira é a mina Morro do Mutum da Nativa Mineração LTDA,

que se localiza no município de Natividade, região sudeste do estado. Extensões referentes

aos processos do DNPM 860.506/1990 e 869.507/1990. O acesso a partir de Palmas, 220 km,

é feito pela rodovia TO 050, no sentido Sul, percorrendo cerca de 220 km até o trevo de

acesso a cidade de Natividade. A partir desse ponto, percorre-se aproximadamente 7 km pela

rodovia TO 280, sentido o município de Almas, até alcançar a estrada de acesso á mineração.

A segunda mina contida no estudo é a mina Morro Azul da Mineração Rio

Formoso LTDA, de acordo com os processos 807.131/1977 e

812.913/1976. A mina está localizada no município de Formoso do Araguaia, situada na

região sudoeste do estado, na Bacia do Médio Araguaia. Localiza-se na TO 168, km 1, zona

rural, a 320 km de Palmas, capital do Estado e seu acesso a partir da capital é feito através da

TO 070.

Por fim, a terceira é a Mina do Zuza, da Votorantim Cimentos S/A, projeto

desenvolvido nos processos DNPM 864.178/2003 e 864.417/1996. Está situada no município

de Xambioá, região norte do estado do Tocantins, estando à direita da margem do Rio

Araguaia. O acesso a partir de Palmas, 503 km, é feito pela TO 010 e BR 153. As áreas de

estudo localizam-se a cerca de 15 km da sede do município de Xambioá.

Figura 6 – Mapa de localização das áreas de estudo. Dados extraídos no Wikipedia.

26


4.2 Aspectos Geológicos

27

4.2.1 Nativa Mineração Ltda.

Figura 7 – Foto da base da escarpa calcária, frente de lavra, seção tipo da jazida de dolomito,

alternância de camadas de calcário com cores, formas, texturas e composição química variadas.

Fonte: Nativa Mineração LTDA.

4.2.1.1 Geologia Regional

A geologia regional é caracterizada pela ocorrência de rochas granito–gnáissicas

de sequências vulcano-sedimentares metamorfizadas e metassedimentos. Em síntese as

unidades estratigráficas principais são:

Complexo Goiano: granitos e gnaisses;

Sequencia Greenstone Belt de Natividade: anfibolitos, itabirirtos, tremolita-xistos,

talco-xistos e riolitos;

Grupo Natividade: quartizitos, filitos e marmóres;

Subgrupo Paraopeba: filitos e calcários - sequência de rochas predominantemente

calcárias e pelíticas intercaladas;

Aluviões.

4.2.1.2 Geologia Local

O Morro do Mutum é uma elevação alongada da direção NE-SW, que se destaca

do relevo plano-ondulado situado ao seu redor. Apresenta-se com solo incipiente e uma

vegetação densa associada.

28

Do ponto de vista geológico, é composto predominantemente por um mármore

dolomítico a calcifico, com intercalações métricas de metamargas, filitos, xisto-grafitoso e

metacalcarenitos. Estas sequências métricas, geralmente, estão muito cisalhadas devido à

diferença de competência entre as camadas. Localmente há concentrações de quartzo,

provavelmente originados por segregação metamórfica.

O mármore dolomítico-calcítico é dominantemente de coloração cinza claro a

médio, localmente branco a creme, amarelado e preto grafite. Apresenta textura cristalina de

granulometria fina a muito fina, por vezes com níveis e/ou concentrações esparsas de calcita

grosseira recristalizada. Observa-se localmente uma estruturação finamente laminada,

agrupada em bancos maiores. Em locais de maior fraturamento a rocha assume uma feição

brechoíde.

A composição química média da rocha do maciço Morro do Mutum, obtida pela

de 203 amostras coletadas, ao longo da jazida, é a seguinte:

Tabela 4 – Composição química das amostras Morro do Mutum

Oxido de cálcio (CaO) 31,02%Oxido de Magnésio (MgO) 19,82%Silíca (Si02) e insolúveis 4,92%Poder de Neutralização 101,09%CaO + MgO 50,85%

Fonte: Nativa Mineração LTDA.

As determinações para ouro, cobre, chumbo e zinco não revelaram resultados

positivos, ficando dentro do background regional.

A mineralogia autigênica observada, é constituída por Calcita (CaCO3), Dolomita

[CaMg(CO3)2], pouca Ankerita [CaFe(CO3)2] ao qual da a coloração amarelada, creme ao

mármore, a mineralogia alogênica é composta principalmente por argilominerais (silicatos

hidratados de alumínio), mica sericita [KAl2(AlSi3O10)(OH)8] e quartzo (SiO2). Quando o

mármore é preto temos a presença de grafite (C) rara pirita (FeS2).

4.2.2 Rio Formoso Mineração Ltda.

Figura 8 – Imagem frontal do desenvolvimento das bancadas.

29

Fonte: Rio Formoso Mineração LTDA.


A região de Formoso do Araguaia é caracterizada por quatro unidades,

principalmente por Aluviões Holocênicos, de idade cenozóica e caracterizada por uma

sequência de sedimentos arenosos e argilo-arenosos, localmente areias, argilas e lentes de

cascalho.

Além dessa unidade, a região de entorno apresenta mais duas características. Uma

da Formação Bananal, distinguida por pacotes areno-argilosos, inconsistentes, com colorações

variadas, muitas vezes, em estágio avançado de laterização. Sendo que ao longo do Rio Javaés

encontra-se arenitos e argilitos em estagio avançado de laterização.

E a outra integração é do Cinturão Araguaia, composta pelo Supergrupo Baixo

Araguaia, mesclado pelo Grupo Tocantins (Formação Couto Magalhães e Pequizeiro) e

Grupo Estrondo (Formação Morro do Campo e Colméia). As rochas presentes são

correspondente a unidades litoestratigráficas de idades neoproterozóicas, dando mais ênfase

nesta região à Formação Couto Magalhães constituinte do Grupo Tocantins, composta por

filitos, ardósias, quartizitos, calcários e serpentinitos (spt).


30

O Grupo Tocantins é constituído por um conjunto de metamorfitos, que compõem

o Cinturão Araguaia, também de idade pré-cambriana. São rochas de baixo grau metamórfico,

representadas por xistos, filitos, ardósias, metargilitos e metassiltitos. Localmente, ocorrem

rochas vulcânicas básicas serpentinizadas, calcários e mármores.

A característica principal dessas rochas é a presença de estruturas planares com

direção norte-sul, encontrando-se profundamente alteradas e constituindo terrenos planos com

escassez de afloramentos.

Os calcários ocorrem, com maior expressão, próximo a Formoso do Araguaia e

Lagoa da Confusão, estado do Tocantins, na forma de lentes descontínuas (BRASIL, 1981a).

Nessa região, como dito anteriormente, a ênfase é na ocorrência da Formação

Couto Magalhães, que se constitui essencialmente de uma associação de litofácies

caracteristicamente pelíticas compreendendo predominantemente filitos, metassiltitos,

ardósias, calcários e metargilitos, com metarenitos subordinados. Os filitos possuem cores

variadas devido ao acentuado grau de alteração, textura lepidoblástica fina a milonítica,

estrutura orientada e quartzo, plagioclásio e sericita como constituintes majoritários, as

ardósias apresentam colorações arroxeadas e avermelhadas, com clivagem ardosiana bem

desenvolvida. Os metassiltitos apresentam cor cinza-esverdeada, estrutura foliada. Os

metargilitos são de coloração marrom-arroxeado, estrutura maciça, às vezes laminados. Os

metarenitos, de cores amarelada a avermelhada por alteração, são constituídos de quartzo,

argilominerais e óxido de ferro.

A Formação Couto Magalhães apresenta rochas sedimentares que sofreram

metamorfismo parcial (metasedimentos), tanto com base composta de argila, areia ou silte,

dependendo da área. A litologia de coloração amarelo rosada em função da variação de teores

de óxidos de ferro, de caráter argiloso e com abundância de mica, a qual confere brilho ao

material. O material demonstra xistosidade intercalada e estratificação plano paralela e com

grãos de quartzo em processo avançado de intemperização com formação de regolito e de

solos rasos.

4.2.3 Votorantim Cimentos S.A.

Figura 9 – Imagem da cava central, do mirante da mina

31



Na região situada no entorno do município de Xambioá afloram rochas do

Cinturão Araguaia, o qual se caracteriza por um estilo estrutural compatível com um regime

compressivo oblíquo, onde ocorrem cavalgamentos imbricados associados com zonas de

transcorrência.

As rochas presentes correspondem a diversas unidades litoestratigráficas de idades

arqueanas à proterozóicas, incluindo ortognaisses, migmatitos e demais rochas de filiação

granítica do Complexo Colméia, metassedimentos do Grupo Baixo Araguaia (anexo 2)

constituídos pelas formações Morro do Campo e Xambioá, além de coberturas lateríticas

superficiais quaternárias e de depósitos aluvionares recentes.


Nesta região a faixa de calcário calcítico é longa na direção norte-sul chegando a

mais de 7 km de comprimento, e largura de mais de 1.300m na porção norte.

Sua espessura é maior na porção norte alcançando até 240m, enquanto que na

porção central predominam dolomitos e xistos tendo o calcário calcítico com espessura

máxima de aproximadamente 80m e, na porção sul a espessura do calcário calcítico é de

aproximadamente 40m e com muitas intercalações de dolomito.

32

A camada de calcário calcítico possui mergulhos médios de 15° para Leste, com

intercalações de dolomítico e xistos. A espessura do calcário calcítico permanece

praticamente constante com o avanço da profundidade para leste, contudo, o estéril composto

por solo, xistos e dolomito em uma topografia irregular com um gradiente que aumenta

sensivelmente para leste, acarretam em um considerável na provável relação estéril minério.

Todos os perfis geológicos foram interpretados a partir da descrição macroscópica

das sondagens, topografia levantada e mapeamento geológico. As duas litologias com maior

frequência nos testemunhos foram calcário calcítico e dolomito. A Tabela 5 a seguir,

apresenta a média química dessas litologias.

Tabela 5 – Média da química do calcário calcítico e dolomito

Litologia SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O P2o% SO3 n˚ de Amostras

Calcário Calcítico 2,52 0,5 0,205 49,15 4,012 0,063 0,09 0,073 0,04 339

Dolomito 5,87 1,118 0,736 34,61 14,52 0,186 0,21 0,116 0,1 183

Fonte: Relatório Final de Pesquisa (Votorantim Cimentos S/A.).

5. METODOLOGIA

5.1 Introdução

Um dos objetivos desta monografia foram o estudo e desenvolvimento de novas

propostas para os desmontes das empresas. O estudo das fragmentações, do maciço rochoso,

das características do plano de fogo e da estrutura de cálculo foram importantes componentes

desta pesquisa. A modificação feita nos planos de fogo, foram realizadas de forma a otimizar

o processo de desmonte, gerando uma fragmentação adequada às exigências das empresas,

aprimorar a fase de carregamento e transporte, obter blocos admissíveis ao equipamento de

britagem primária, controlar a razão de carregamento e consequentemente gerar menos custos

para as empresas.

5.2 Modelos de Componentes Utilizados

33

A partir de dados coletados nas empresas, as modificações foram desenvolvidas

com base em estudos de critérios técnicos e relevantes para a otimização do desmonte. Alguns

desses fatores foram analisados com mais austeridade, pois possuem maior significância nas

análises. A tabela 6 mostra os fatores utilizados no desenvolvimento do estudo.

Tabela 6 – Principais fatores atuais utilizados no estudo da otimização dos desmontes. Dados coletados a partir de planos fornecidos pelas empresas.

Empresa Rocha Dens. (g/cm³)

Malha (A/E)

Diâmetro do furo Incl. RC usada

como base RC Atual

Nativa Mineração

LTDA.Dolomito 2,8 5 x 2,5 3” 10 ˚ 185 g/ton 449 g/ton

Rio Formoso Mineração

LTDA.Dolomito 2,2 3 x 1,5 2,5” 12˚ 185 g/ton 267,2 g/ton

Votorantim Cimentos S/A.

Dolomito e Calcita 2,5 3,5 x 7 5,5” 15˚ 185 g/ton 261 g/ton


5.3 Coleta e análise de dados

O levantamento das informações para elaboração do presente estudo foi realizado

em duas etapas.

A primeira consistiu no levantamento bibliográfico por meio da literatura e

trabalhos que abordam os temas sobre perfuração e desmonte de rochas com explosivos.

Nessa etapa foram levantadas as principais teorias e pesquisas acerca do tema escolhido para

se chegar a uma conclusão dos meios mais eficazes para atingir os objetivos propostos. Esta

etapa teve como base artigos técnico-científicos, livros, dissertações, matérias de site, etc.

A segunda etapa envolveu um estudo de caso nas supracitadas, por meio de

levantamento das atividades de desmonte, junto aos gestores e responsáveis de área que

controlam todo o processo de desmonte de rochas com a utilização de explosivos.

5.4 Delimitação do estudo

O estudo foi realizado em três empresas do ramo de mineração, ambas produtoras

de calcário, e vale ressaltar que, mesmo em se tratando de estudo em mais de uma empresa, os

resultados não podem ser generalizados para outras empresas ou situações no mesmo ramo de

atividade. As diferenças estruturais verificadas para cada material a ser desmontado (minério

34

ou estéril) não permitem adotar um plano de fogo padrão para toda a mina, sendo este fruto de

ajustamentos a partir do plano de fogo calculado teoricamente até que se obtenham resultados

satisfatórios quanto à fragmentação, lançamento, segurança e economia.

6. ESTUDO DE CASO

6.1 Resultados das Propostas dos Desmontes.

Os resultados serão analisados tendo por base a comparação entre a situação

tradicional (fatores usados atualmente nos desmontes de cada empresa) e as hipóteses que se

serão propostas, onde certas variáveis assumem diferentes ponderações. Tais assunções são

feitas, para fins de cálculo, com base nas equações abaixo:

A = valores tomados da prática (Equação 1)

E = 2 x A (Equação 2)

Sub. = 0,3 x A (Equação 3)

T = A (Equação 4)

PF = (Hb + sub.) / cos inclinação (Equação 5)

HCF = A + Sub (Equação 6)

CF (Kg) = HCF x RLC (Equação 7)

HCC = PF – T – CF (Equação 8)

CC (Kg) = HCC x RLC (Equação 9)

CT = CC + CF (Equação 10)

Volume de rocha por furo = Hb x A x E (Equação 11)

RC = CT / Volume de rocha por furo (Equação 12)

PE = PF / Volume de rocha por furo (Equação 13)

Nº de furos = Produção requerida / volume de rocha por furo (Equação 14)

Consumo de Encartuchado = (CF x nº de furos) / 25 (Equação 15)

Consumo de Granulado = (CC x nº de furos) / 25 (Equação 16)

Onde:

A é o afastamento (m);

E é o espaçamento (m);

T é o tampão (m);

Sub. é a subfuração (m);

35

PF é a profundidade do furo (m);

HCF e HCC são respectivamente altura da carga de fundo e altura da carga de coluna

do local dos furos (m);

A PE é a perfuração específica (m/m³);

Já o volume de rocha por furo (m³);

O RC é a razão de carregamento (Kg/m³);

A constante RLC é a razão linear de carregamento e é calculada através de dados

tabelados, dada em g/m, ou seja, é a quantidade de explosivo (concentração) suportada

por um metro de rocha. Quando multiplicada pelas HCF e HCC, esta torna-se a

quantidade de explosivo suportada por carga, dada em Kg.

Os cálculos acima citados, foram usados como base de cálculo para as empresas

Nativa Mineração Ltda. e Rio Formoso Mineração Ltda. Mas, como se pretende outra

abordagem que não a tradicional, os cálculos para o plano de fogo da Votorantim Cimentos

S/A segue alguns parâmetros diferentes, como os listados abaixo:

Volume de rocha por furo = Hb x A x E x densidade da rocha (Equação 17)

RC = CT / Volume de rocha por furo x 1000 (Equação 18)

PE = quantidade de metros linear / Volume total desmontado (Equação 19)

Quantidade de metros linear = somatório das PF (Equação 20)

Onde:

O volume de rocha por furo é dado em tonelada;

RC em g/ton;

A perfuração específica em m/ton;

A quantidade de metros linear é dada em m/l.

6.1.1 Planos de Fogo do Estudo de Otimização

As características do plano de fogo podem ser descritas, basicamente, como abaixo.

a) Morro do Mutum

Tabela 7 – Características do plano de fogo da Nativa Mineração Ltda.

36

CARACTERÍSTICAS DO MACIÇORocha: Calcário dolomíticoDensidade: 2,8 g/cm³Grau de fraturamento: Pouco FraturadoMaterial produzido: Corretivo de solo

CONDIÇÕES VARIÁVEISMalha: EstagiadaMalha de fogo: 5 x 2,5Diâmetro do furo: 3 polegadasAltura da bancada: 10 a 18 mProfundidade média do furo: 15,11 mInclinação dos furos: 10ºSubfuração: 0,5 mTampão: 1,5 mTipo de Explosivo: Emulsão e encartuchadoRazão de Carregamento Atual 449 g/ton


b) Mina Morro Azul

Tabela 8 – Características do plano de fogo da Rio Formoso Mineração Ltda.

CARACTERÍSTICAS DO MACIÇORocha: Calcário dolomíticoDensidade: 2,2 g/cm³Grau de fraturamento: Pouco FraturadoMaterial produzido: Corretivo de solo e brita

CONDIÇÕES VARIÁVEISMalha: EstagiadaMalha de fogo: 3 x 1,5Diâmetro do furo: 2 ½ polegadasAltura da bancada: 10 a 14 mProfundidade média do furo: 12, 77 mInclinação dos furos: 12ºSubfuração: 0,5 mTampão: 1,0 mTipo de Explosivo: Granulado e encartuchadoRazão de Carregamento Atual: 267,2 g/ton


c) Mina do Zuza

Tabela 9 – Características do plano de fogo da Votorantim Cimentos S/A.

37

CARACTERÍSTICAS DO MACIÇORocha: Calcário calcítico e dolomíticoDensidade: 2,5 g/cm³Grau de fraturamento: Pouco FraturadoMaterial produzido: Corretivo de solo, cimento, brita e pó siderúrgico

CONDIÇÕES VARIÁVEISMalha: EstagiadaMalha de fogo: 3,5 x 7Diâmetro do furo: 5 ½ polegadasAltura da bancada: 15 a 18 mProfundidade média do furo: 17,30 mInclinação dos furos: 15ºSubfuração: 1,0 mTampão: 3,76 mTipo de Explosivo: EmulsãoRazão de Carregamento Atual: 261 g/ton


6.1.2 Comparação e Proposta de Metodologia para Otimização

Para embasar a decisão da mudança da utilização da carga integral com emulsão

para granulado (ANFO) como carga de coluna e encartuchado como carga de fundo, serão

avaliadas as características dos três explosivos em questão. Na tabela 10, serão comparadas as

características técnicas dos três explosivos ressaltados no presente trabalho:

Tabela 10 – Comparativo entre as características da emulsão, ANFO e encartuchado. Dados extraídos do catálogo de dados técnicos de produtos da Britanite, 2013.

PARÂMETROS TIPO DE EXPLOSIVOTipo de Explosivo EMULSÃO BOMBEADA ANFO ENCARTUCHADO

Densidade 0,9 a 1,25 g/cm³ 0,80 g/cm³ 1,15 g/cm³Velocidade de detonação 4800 m/s 3000 m/s 3500 a 5100 m/s

Resistência à água Excelente Nenhuma ExcelenteEscorva Booster Booster Cordel


Para comparar os planos de fogo, foi proposto e simulado quais seriam as novas

condições caso o desmonte fosse realizado com as modificações sugeridas. Para cada empresa

foram indicadas diferentes alterações, de acordo com as possibilidades. Como segue nas

tabelas abaixo:

a) Morro do Mutum

38


CONDIÇÕES VARIÁVEISMalha: EstagiadaMalha de fogo: 5 x 2,5Diâmetro do furo: 3 polegadasAltura da bancada: 10 a 18 mProfundidade média do furo: 11,93 mInclinação dos furos: 10ºSubfuração: 0,75 mTampão: 2,5 mTipo de Explosivo: Granulado e encartuchadoRazão de Carregamento Atual: 265 g/ton



CONDIÇÕES VARIÁVEISMalha: EstagiadaMalha de fogo: 4 x 2Diâmetro do furo: 3 polegadasAltura da bancada: 10 a 18 mProfundidade média do furo: 11,78 mInclinação dos furos: 10ºSubfuração: 0,6 mTampão: 2 mTipo de Explosivo: Granulado e encartuchadoRazão de Carregamento Atual: 329 g/ton


b) Mina Morro Azul

Tabela 13 – Características propostas para o plano de fogo da Rio Formoso Mineração Ltda.

CONDIÇÕES VARIÁVEISMalha: EstagiadaMalha de fogo: 5 x 2,5Diâmetro do furo: 2 ½ polegadasAltura da bancada: 10 a 14 mProfundidade média do furo: 13,03 mInclinação dos furos: 12ºSubfuração: 0,75 mTampão: 2,5 mTipo de Explosivo: Granulado e encartuchadoRazão de Carregamento Atual: 185 g/ton


39

c) Mina do Zuza

Tabela 14 – Características da proposta nº 1 para o plano de fogo da Votorantim Cimentos S/A.

CONDIÇÕES VARIÁVEISMalha: EstagiadaMalha de fogo: 3,5 x 7Diâmetro do furo: 5 ½ polegadasAltura da bancada: 15 a 18 mProfundidade média do furo: 17,30 mInclinação dos furos: 15ºSubfuração: 1,0 mTampão: 3,76 mTipo de Explosivo: Granulado e encartuchadoRazão de Carregamento Atual: 230 g/ton






CONDIÇÕES VARIÁVEISMalha: EstagiadaMalha de fogo: 3,5 x 7Diâmetro do furo: 5 polegadasAltura da bancada: 15 a 18 mProfundidade média do furo: 17,30 mInclinação dos furos: 15ºSubfuração: 1,0 mTampão: 3,76 mTipo de Explosivo: Granulado e encartuchadoRazão de Carregamento Atual: 190 g/ton


40








CONDIÇÕES VARIÁVEISMalha: EstagiadaMalha de fogo: 3,5 x 7Diâmetro do furo: 5½ polegadasAltura da bancada: 15 a 18 mProfundidade média do furo: 17,30 mInclinação dos furos: 15ºSubfuração: 0,5 mTampão: 3,76 mTipo de Explosivo: Granulado e encartuchadoRazão de Carregamento Atual: 223 g/ton


41





CONDIÇÕES VARIÁVEISMalha: EstagiadaMalha de fogo: 4 x 8Diâmetro do furo: 5½ polegadasAltura da bancada: 15 a 18 mProfundidade média do furo: 17,30 mInclinação dos furos: 15ºSubfuração: 1,0 mTampão: 3,76 mTipo de Explosivo: Granulado e encartuchadoRazão de Carregamento Atual: 176 g/ton


Para além do fator primordial do estudo ter melhorado bastante, observa-se que os

melhores resultados foram obtidos nas modificações da densidade do explosivo utilizados, do

diâmetro da furação, inclinação e subfuração, o que está de acordo com o que se previa. No

geral, passou-se de um aproveitamento médio de 23,9%, utilizando toda a base de dados

disponível, para um aproveitamento de 68,44 %, traduzindo-se numa melhoria de cerca de

44,54 %, o que é considerado um bom resultado, fruto de toda esta análise.

Seria possível obter ainda melhores correlações com uma campanha mais

abrangente de dados experimentais. Infelizmente, tal não foi possível, devido à limitações

realizados nas minas em questão, bem como aos compromissos comerciais da mesma.

7. CONCLUSÃO

42

A caracterização de maciços rochosos para o desmonte por explosivos é uma

importante ferramenta que ajuda a otimizar esta operação, por permitir instaurar planos de

fogo adequados a determinadas condições. Racionaliza-se assim o uso de explosivos,

acessórios e equipamentos de perfuração e principalmente a análise de critérios técnicos para

minimizar efeitos e resultados indesejáveis, e reduzir os custos de lavra.

As observações e estudo dos dados levantados mostram que medidas simples de

classificação do maciço, aliado a um planejamento correto, podem proporcionar melhores

resultados em curto prazo, reduções de impactos, desmontes secundários, além da redução dos

custos operacionais e situações de risco.

Essas observações permitiram também, comprovar os motivos que levam à baixa

eficiência nas operações de perfuração e desmonte. Os principais fatores observados no

estudo são: falta de controle na razão de carregamento, altas densidades do explosivo

utilizado, má cumprimento na fase de perfuração, o não cumprimento ideal dos valores pré-

determinados na fase de planejamento, entre outros.

No âmbito da mineração, o controle e maximização dos processos é fator

determinante para a viabilidade do empreendimento. Neste contexto, o desmonte por

explosivos é de alta relevância nas operações por representar grande parte dos custos com a

lavra. A busca por novos materiais e métodos é constante, principalmente no que se refere aos

estudos que busquem maximizar a produção, ao mesmo tempo em que reduz os investimentos

envolvidos.

A pesquisa realizada junto à equipe de desmonte das mineradoras abordou a

importância do desmonte com explosivo, o processo de perfuração e carregamento dos furos,

além de fazer uma comparação entre a utilização dos explosivos, malha, inclinação e diâmetro

da furação, fatores que afetam diretamente o desmonte e consequentemente os custos com

essa etapa da lavra.

Nesta análise conclusiva podemos afirmar que os custos relativos à utilização de

tecnologias avançadas para a realização de um trabalho de desmonte podem por vezes ser

compensados pelas diversas melhorias que se pode alcançar, tanto para o produto quanto para

a qualidade e facilidade de execução da atividade.

São notáveis as limitações deste estudo no que se refere à literatura pesquisada,

não sendo encontrados grandes estudos em relação ao tema proposto; sendo a prática

supramencionada uma derivada de processos de ajustes após testes práticos em campo, devido

à heterogeneidade de materiais, e condições de aplicação.

43

8. SUGESTÕES PARA FUTUROS TRABALHOS

Tendo em vista que um processo de mudança de materiais e métodos utilizados

envolvendo altos custos deve ser racionalmente dimensionado, é sugerida a continuidade da

pesquisa no sentido da otimização do desmonte, através da realização de trabalhos

mensuráveis acerca da utilização de explosivos no desmonte de rochas elevando ao máximo o

conhecimento de todas as variáveis envolvidas.

Algumas ações para a simulação real do desmonte (além da prática em campo) e

para o monitoramento da perfuração executada podem ser realizadas também através da

utilização do software SIMBLAST, que permite a simulação e gerenciamento de informações

para desmonte. O sistema é projetado para padronizar o controle de detonação, através da

integração de todas as tarefas associadas com o projeto, simulação, análise e otimização,

incluindo o armazenamento e manipulação de modelos, dados e resultados, dentro de um

sistema. Vale ressaltar a importância de uma correta perfuração para a eficiência do desmonte,

sendo o ajuste das cargas uma derivada dos parâmetros envolvidos na realização desta.

Devido à heterogeneidade do material a ser desmontado na mina e da condição

estrutural destes é importante ressaltar que as metodologias e consequentemente os resultados

encontrados em uma determinada situação, podem não ser encontrados sobre outros

horizontes. Portanto o desmonte deve ser um processo de constante estudo observando-se o

que pode ser aplicado em termos específicos e de caráter geral.

Propõe-se ainda, para maior segurança, uma classificação do maciço rochoso da

frente a ser trabalhada. De forma que se elabore uma ficha padrão de caracterização de frente,

contendo informações como tipos litológicos presentes, dimensões do talude, orientação,

litologia da rocha, grau de alteração, orientação das descontinuidades, condições de

percolação da água, etc. Após as investigações de campo, com o consequente preenchimento

das fichas, esses dados seriam acompanhando de fotos para registro da caracterização

realizada.

Enfim, tais propostas se voltam para uma pesquisa de campo com o objetivo de

comprovar a importância dos mecanismos ou dos processos mencionados no estudo,

ressaltando as práticas e os indícios empíricos do ajustamento até a obtenção do melhor

resultado para cada tipo de material a ser desagregado.

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REFERÊNCIAS

ANDRADE, Maria Margarida de. Como preparar trabalhos para cursos de pós-graduação: noções práticas. 5. ed. São Paulo: Atlas, 2002. 165 p., il.

BERNARDO, P. A. M. (2009). “Escavação de Maciços Rochosos com Explosivos”. 6º Curso Sobre Explosivos para Responsáveis Técnicos de Pedreiras e Obras de Escavação.

45

Organizado pelo CEGEO (Centro de Geotecnia do Instituto Superior Técnico), no I. S. T., em Fevereiro de 2009.

BIENIAWSKI, Z., T. Enginnering Rock Mass Classifications: a Complete Manual forEngineers and Geologists in Mining, Civil and Petroleum Engineering. New York: JohnWiley and Sons, 1989,251 p.

BONFIGLIOLI, José Carlos. Trabalho Temporário e Terceirização de Serviços: Aspectos Legais e Sociais. 5 ed. Jobcenter do Brasil. 136 p. Disponível em: <http://www.jobcenter.com.br/arquivos/TrabalhoTemporario2011_Web.pdf>. Acesso em 20 mai. 2013.

BRANCÃO, Otávio. Britagem calcário: manual de desmonte. Blog do cimento, jul. 2012. Disponível em: <http://blogdocimento.blogspot.com.br/2012/07/britagem-calcario-manual-de-desmonte.html>. Acesso em: 11 abr. 2013.

BRASIL, Ministério das Minas e Energia. Secretaria Geral. Projeto RADAMBRASIL. Folha SC. 22. Tocantins: Geologia, geomorfologia, pedologia, vegetação e uso potencial da terra. Rio de Janeiro: 1981ª. 524p

BRITANITE/IBQ (2004), Manual Básico de Utilização de Explosivos.

DIAS, Reinaldo. Tópicos Atuais em Administração: Quarteirização. São Paulo: Alínea, 1998.

A Formação Couto Magalhães. Disponível em: <http://dc351.4shared.com/doc/u0itcYrF/preview.html>. Acesso em 11 de out. 2013.

GIL, Antônio Carlos. Como elaborar projetos de pesquisa. 4. ed. São Paulo: Atlas, 2002. 175 p.

HARTMAN, H. L., Editor (1992). “S. M. E. Mining Engineering Handbook”. Segunda Edição. Volume I. Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc.. Colorado. E. U. A.JKSimBlast Software. Disponível em: <http://www.spliteng.com/jksimblast/default.asp>. Acesso em: 11 set. 2013.

LOURO, Ana Filipa Franco Correia. Novas formulações para leis de propagação de vibrações, em maciços rochosos, baseadas nas propriedades termodinâmicas dos

46

explosivos. 2009. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Geológica e de Minas) – Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, 2009.

Manual Prático de Escavação. Terraplenagem e Escavação de Rocha. Autores: Hélio de Souza Ricardo e Guilherme Catalani. 2ºed. Editora PINI. 1990.

MARTINS, Álvaro Rocha. Segurança na Aplicação de Explosivos na Industria da Construção Civil. 1 Curso de Especialização em Segurança, Higiene e Saúde no Trabalho. Instituto Superior Técnico.

MORAIS, Juarez Lopes de. Procedimentos e Novas Tecnologias de Perfuração que Contribuem para a Melhoria da Qualidade dos Desmontes de Rochas. 2001. 176 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral, Lavra de Minas) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2001.

MORAIS, Juarez Lopes de. Simulação da fragmentação dos desmontes de rochas por explosivos. Belo Horizonte. Originalmente apresentada como tese de doutorado, Universidade Federal de Minas Gerais, 2004.

RICARDO, Hélio de Souza; CATALANI, Guilherme. Manual Prático de Escavação: Terraplenagem e Escavação de Rocha. 3. ed. São Paulo: PINI, 2007. Cap. 8-13, p. 396 – 642.

Rochas e Minerais Industriais. 2. ed. Rio de Janeiro: CETEM, 2008. cap. 16. p. 363-391.

SAMPAIO, João Alves; ALMEIDA, Salvador Luiz Matos de. Calcário e dolomito.

SARATT, Newton; SILVEIRA, Adriano Dutra da; DAIBERT NETO, Arlindo e

MORAES, Rogério Pires. Quarteirização: Redefinindo a Terceirização. Porto Alegre: Badejo Editorial, 2000.

SILVA, Edna Lúcia da; MENEZES, Estera Muszkat. Metodologia da pesquisa e elaboração de dissertação. 3. ed. Florianópolis: Laboratório de Ensino a Distância da UFSC, 2001. 121 p., il. SILVA, V.C. Desmonte de Rochas com Explosivos. Ietec, Belo Horizonte, 1998. 126p.

SILVA, Valdir Costa e. Departamento de Engenharia de Minas. Escola De Minas, UFOP. Curso de Min. Operações Mineiras. Demin, 2012.

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ANEXO 1 – Mapa Geológico do entorno de Formoso do Araguaia

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Fonte: criação própria. Dados extraídos do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE.

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ANEXO 2 – Mapa Geológico do entorno de Natividade

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ANEXO 3 – Mapa Geológico do entorno de Xambioá

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ANEXO 4 – Coluna estratigráfica

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