Universidade Federal do Pará Faculdade de Engenharia de Minas e Meio Ambiente Perfuração e Desmonte de Rochas
Prof. Karina Fischer Lima Santiago
EXERCÍCIO DE PLANO DE FOGO
Discentes:
Nabila Taina Patez Silva
(07124003207)
Rodrigo Barjonas Barjonas da Cruz Rodrigues
(06124002507)
Tamires Maues
(07124002207)
Marabá, 01 de abril de 2013.
Resolução dos Exercícios Avaliativos 1) Determine um plano de fogo para uma produção diária de 3000 m 3 de hematita no estado solto. A lavra será em flanco com bancadas de 10 metros de altura e com inclinação da face de 15°. Para efetuar o desmonte empregaremos perfuratrizes sobre carreta com um diâmetro de furação de 3’’. O minério de hematita apresenta
uma densidade de 3,18 t/m3 no corte r o fator de conversão é 0,85. SOLUÇÃO Considerando as características gerais da hemática como explosivo EMULSÕES (d = 1,15 g/cm³) para o plano de fogo em questões. a) Afastamento (A)
= 0,0123[21,5].
= 0,0123[2, ,1,5].76,2
b) Espaçamento (E)
E = 2.A
E = 2.2,1
g) Perfuração Específica (PE)
=
, = ,
= , /³ h) Razão Linear de Carregamento (RL)
= , Como ( / E = 2.A
= , /
=
=
>4), e sem utilização de retardo, então
E = 4,2 m
. . .(,) .1,15
= , / i) Altura de Carga de Explosivo ( )
= − = 10,9 − 1,47 = ,
c) Subfuração (S)
S = 0,3.A
S = 0,3.2,1 S = 0,63 m
j) Altura de carga de Fundo ( )
1− . = cos
= 0,3. = 0,3.9,4 3 = ,
= cos° 1− .0,63
k) Altura de Carga de Coluna ( )
= ,
d) Profundidade do Furo ( )
e) Tampão (T)
=0,7. = 0,7.2,1 = ,
f) Volume de Rocha por furo (V)
= ..
= 10.2,1.4,2
= − = 9,43 − 2,83 = , l) Carga Total (CT)
=. = 5,2 4.9,43 = ,
m) Razão de Carregamento Volumétrico (RC)
=
= , , = ,/³
n) Número de furos diários ( ) Devemos multiplicar o volume solto pelo fator de conversão 0,85 para que tenhamos o volume da rocha presa.
= 3000,. , ≅
02) Precisa-se escavar um maciço graníticos para a produção do enrocameno de proteção Barragem de Tucuruí, dentro das seguintes características: - Granito homogêneo - Volume necessário: 3.500.000 m³ (no corte) - Regime de trabalho: 20 horas por dia (2 turnos) 300 dias/ ano - Carregadeira frontal sobre pneus: caçamba 10 cu.yd - Altura de bancada recomendadas (m): 10
Para o plano de fogo em questão escolhemos como explosivo o ANFO pesado (d = 1,33 g/cm³), devido o granito ser uma rocha dura e homogênea. a.1) Afastamento (A) Para o granito consideraremos densidade da rocha ( = 2,7 /³) e o diâmetro da perfuração igual a 4” (De = 101,6 mm)
= 0,0123[2 1,5].
E = 0,33.(11 + 2.3,1) E = 5,68 m
c) Subfuração (S)
= 0,0123[2, , 1,5].101,6
S = 0,3.A
= ,
S = 0,3.3,1
b.1) Espaçamento (E) Para a Hb = 11 m a relação é ( / <4), e sem utilização de retardo, usamos E = 0,33.(H b + 2A)
S = 0,93 m
d.1) Profundidade do Furo ( ) Considerando
=°
= = 11 0,93 = 11,93
e.1) Tampão (T)
=0,7. = 0,7.3,1 = 2,17
f.1) Volume de Rocha por furo (V)
= .. = 11.3,1.5,68 = 193,69 /
= − = 9,76 − 2,93 = 6,8 3
l.1) Carga Total (CT)
=. = 10,78.9 ,7 6 = 105,2 1
m.1) Razão de Carregamento Volumétrico (RC)
=
, = 105 ,
= 0,5 4 /³
g.1) Perfuração Específica (PE)
=
, = ,
= 0,06 /³
h.1) Razão Linear de Carregamento (RL)
. . .(101,) .1,33
=
=
= 10,78 /
i.1) Altura de Carga de Explosivo ( )
= − = 11,93− 2,1 7 = 9,7 6
j.1) Altura de carga de Fundo ( )
= 0,3. = 0,3 .9,76 = 2,9 3
k.1) Altura de Carga de Coluna ( )
b) Dimensione equipamentos de perfuração
Para o dimensionamento consideraremos:
d.2) Metros diários perfurados por uma perfuratriz (MP)
-Disponibilidade mecânica do equipamento (DM): 85% -Rendimento da mão de obra(RMO): 80% -Utilização do equipamento(U): 80% -Comprimento das hastes(C): 3 m.
O número de horas diárias de trabalho é NH = 20 horas, logo
A vida útil média dos componentes é a seguinte: - bits (coroas) : 2.500 m - punho : 2.500 m - haste e luvas :1.500 m a.2) Cálculo do número total de furos (NF)
MP = NH x TP x DM x RMO x U
MP = 20 x 1,2 x 0,85 x 0,8 x 0,8 MP = 13,06 m
d.2) Número de Perfuratrizes necessárias:
= .
= . ,
≅ 36
( á) = 000 = ,
≅ furos
e.2) Relação entre metros de hastes e metros de furo (K):
b.2) Número de Furos por dia (N F)
/ = 18 / =
= + = ,.+ = 2,49
c.2) Profundidade Total perfurado por ano (PT)
O número de dias no ano é N d = 300
f.2) Número de Hastes (N H) e luvas (NL):
PT = NF. Hf . Nd
PT = 60. 11,93. 300
PT = 214 740 m d.2) Profundidade Total perfurado da Obra (PTo)
PTo = PT . (tempo em anos)
PTo = 214 740 . (2,5 anos)
O total de horas trabalhadas é igual a: Horas trabalhadas
= 20. 300. 2,5 = 15000 horas
= ℎ
= 000
= , /
. , = ≅892
g.2) Número de Punhos (N P)
PTo = 536 850 m d.2) Taxa de Penetração (TP)
. = ú
= ú = ≅215
h.2) Números de Coroas (N C)
= ú
= 2500
≅ 21
03) Ao projetar para uma lavra a céu aberto, em cava, em um corpo mineralizado de hematita com formato aproximado de um elipsóide, com eixos maior e menor de 500 e 200 m (limite superficial), respectivamente, o Engenheiro de Minas imaginou uma rampa na forma de uma semi-coroa circular, a fim de suavizar a declividade, devido às restrições da área de servidão. Desta forma, a rampa a ser construída deverá ter seu início ou termino em uma das extremidades do eixo menor do elipsoide (cruzamento com o contorno) e seu termino ou início no centro do corpo (cruzamento de seus eixos). A rampa terá 15 m de largura e permitirá vence um desnível de 15 m de altura ao longo de sua extensão. Dimensionar a quantidade de material que contem esta rampa (em toneladas) e o volume gerado pela mesma após a detonação, sabendo-se que a densidade da hematita (no corte) é de 3,18 t/m³, e o fator de empolamento é de 18%. Além disto, definir a densidade solta do material (no aterro). Dimensionar também o número de furos que serão utilizados para abrir a rampa, visto que eles (os furos) precisam ter um profundidade inicial de 1,0 m e a última linha estarão com 15 m. notem que se trata de uma PA, com razão (r)= 2, e adotar um espaçamento entre furos em 3,0 m.
200 m
500 m
a) Dimensionamento da quantidade de material que será retirado para a abertura da rampa ( ), em toneladas, o volume gerado pelo desmonte ( ), em metros cúbicos e a densidade solta do material ( ), no aterro, em toneladas por metros cúbicos.
a.1) Cálculo do volume da rampa (
)
. = . .
= ,. . .
= 17.662,5
b.1) Quantidade de material da rampa (
= . = 17.662,5.3,18 = 56.166,75
)
c.1) Volume de Rocha solta após o desmonte (
)
= . = 17.6 62,5.1,18 = 20.8 41,75
d.1) Densidade da rocha solta (
=
= ., .,
= 2,69 /
)
Resumo de resultados Massa de material da rampa ( ) Volume gerado pelo desmonte ( ) Densidade solta do material ( ),
b) Dimensionamento do número de furos (
56.166,75 20.841,75 2,69 /
) necessários para abertura da rampa.
N° da linha 1ª linha 2ª linha 3ª linha 4ª linha ... Linha n Profundidade (m) 1 3 5 7 15
A profundidade dos furos segue uma PA de razão igual a 2. Logo, usando o termo geral da PA, calculamos o número de linhas da malha de perfuração.
= ( − ). 1 5 = 1 ( − 1). 2 14=2−2 16=2 = 8 ℎ
Onde,
an profundidade da última linha
a1 profundidade da 1ª linha
n número de linhas r razão
Cálculo do número de furos em cada linha: Considerando o espaçamento igual a 3m o número de furos que teremos em cada linha será igual a 5 furos.
12 m 15 m
Número Total de Furos:
= (número de furos por linha) x (número de linhas) = 5 x 8 = 40 furos
LEGENDA:
-volume a ser desmontado para a abertura da rampa, em m 3 -raio do semi arco da superficie da rampa, igual a 50m -largura da rampa, igual a 15 m -desnível da rampa, igual a 15 m -densidade natural da rocha a ser desmontada, igual a 3,18 t/m 3 -massa de material a ser desmontador para a abertura da rampa, em t -volume de material produzido pelo desmonte de abertura da rampa, em m 3 -fator de conversão de empolamento da hematita, igual a 1,18 -densidade do material desmontado solto, em t/m 3 -número de furos necessários para o desmonte da rampa -pi, igual a 3,14
