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e P - Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto

1. 84 No quadro anterior verifica se que o SPLIT Desktop existem 90 3 de blocos com dimens o inferior a 0 5 m praticamente igual aos 90 1 previstos pelo Kuz Ram e An lise da fragmenta o do rebentamento numero 37 Quadro 22 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha ALTURA EXPLOSIVO CARGA REBENTAMENTO ESPACAMENTO AFASTAMENTO MEDIA por ruro BANCADA TOTAL kg i kg m3 O rebentamento utilizou uma carga espec fica m dia quando comparada com os restantes Durante a perfura o notou se que a quantidade de gua nos furos era menor que nas opera es anteriores tendo por isso sido alterada a geometria dos furos aumentado o afastamento de modo a obter maior produ o Curva granulom trica Percentagem passados 0 6 Dimens o m Figura 42 Gr fico do Kuz Ram do desmonte de rocha n mero 37 A curva do simulador Kuz Ram possui uma subida muito suave e extensa com tend ncia para uma granulometria mais grosseira possivelmente em resultado da modifica o do afastamento dos furos e da utiliza o de um explosivo de menor velocidade de detona o como era o caso do ANFO 85 curva prolonga se at 1 1 praticamente sem um patamar horizontal como observado curvas anteriores o que indica que existe a possibilidade para o aparecimento de alguns blocos com d
2. 1 gt i 5 4 1 1 4 4 i lt i i i 4 4 i 4 an PR PP E 7 1 i i i 4 i 4 i i i mw 3HG IL ele PAN pe RN o AS et ssa LA 7 i 1 7 i 5 i i i i i v i i 1 1 1 1 T D B 4 1 1 4 4 5 i i i e A porn ron pr NE i i i nn i gt 5 5 i 597 1 i j 1 u 4 4 lt 4 6 lt lt lt lt 7 5 i i i i i i i i ua 4 lt lt 4 lt 5 28v i 1 5 25 4 A 5 i BEL 8 i
3. PER fh pee c e 1 1 re 1 Cl 1 1 RR 1 SIL 1 Ez desc ij cC D x n RNES rat DAI ES 5 eso IM i prs i i Erase pes 1 1 4 1 MESE i i EAR T NE 0 4 i i 4 E i H D e PET i i i 3 525 v el 1 E ieee 25 m Le se o AS e pu e 1 1 1 D i 1 2 gt 0 1 4 1 a i i i i E i 5 i i i ee i 1 4 o d e o LO 1 5 e i d a o mie do ndis a conos 1 iar SEPT a A EE S weed de arial oe e deme nib we um P 4 efa at ia 4 Sp ET L E o pee E E seu sega bio 2 oe page pe mac
4. 4 eo iC oe ens a da a a A A poe 963 A 4 e eeu a e pi ica o d la Rv cr neas 15 aaa da xd fe lt ME SELADO io prre AA a abala a A mo a a emnes cm dn ad A A Et ur de qo e ee poe pousa 1 4 ig e nes oo bo mu e 2 lt one A vob obe ses e Bes rum cma el n ze o Ie ao o AE 1 1 ee A r r hos exter A TN fI AA sado A en A SS So 3 A AA ARA 2 5 ACE SPSS SET CIT SA Boah a A T 4 alo 44 lt j b sn pone pues 4 ne pn AA r r conie ende ede enne TETTES TM
5. 54 Figura 25 Efeito da litologia do terreno de fundac o nas velocidades vibrat rias Bernardo et al DOOD ors cece ARREPENDER RS 55 Figura 26 Enquadramento Territorial das Freguesias abrangidas pelo Trecho 2 64 Figura 27 Localiza o da rea do nnns 65 Figura 28 Extracto da carta geol gica escala 1 50000 9 66 Figura 29 TEMPOFIZACIO amp tt 71 Figura 30 Gr fico do Kuz Ram do rebentamento de rocha n mero 31 73 Figura 31 Gr fico do SPLIT Desktop do rebentamento de rocha n mero 31 74 Figura 32 Gr fico resumo do rebentamento de rocha n mero 31 74 Figura 33 Gr fico do Kuz Ram do rebentamento n mero 33 77 Figura 34 Gr fico do SPLIT Desktop do rebentamento n mero 33 77 Figura 35 Gr fico resumo do rebentamento de rocha n mero 33 78 Figura 36 Gr fico do Kuz Ram do rebentamento de rocha n mero 34 80 Figura 37 Gr fico do SPLIT Desktop do rebentamento de rocha n
6. aed car te od cis cis Bala ee a i i i i i i i i 4 A CS s See bua des cs A IS A A 7 1 i i i i i see a gl ELM ee ee we ee i 1 7 i i i i a og Dean 4 4 2 0p do la Ar E ded b ib A S NIS EUIS ET z i i i o 1 i Es Ae AL 4 i 1 i i i i A rs od td Channel Input Unit i Trig level Pk Diff m s2 Integ um Frq zx Hz 10 10 2 doses E ot ee 1 i i 1 i 1 i i i i i MEME deeem t ruens a ae judia aim e pes peers 1 1 i EY 1 1 Sl on 1 1 2 i i 1 i i 1 4 5 i olg i i i i i
7. Esta Norma destina se a fixar um crit rio de limita o dos par metros caracter sticos das vibra es produzidas por explos es crava o de estacas e outras opera es Aplica se a vibra es provocadas em constru es de habita o ind stria ou servi os 101 e Equipamento utilizado Os equipamentos utilizados para a medi o das vibra es foram do tipo UVS 1500 e Vibracord VX com as seguintes caracter sticas O sism grafo UVS 1500 4 canais munido de monitor que possui uma gama de frequ ncias de O a 250 Hz O geofone triaxial modelo Std 4015 225 incorporado no aparelho possui as seguintes caracter sticas Sensibilidade 20 mV mm m 15 Gama de frequ ncias 4 1000 Hz Gama din mica 12500 mm s a 1000 Hz O sism grafo Vibracord VX Quadro 32 Adaptado do quadro resumo das caracter sticas do sism grafo vibracord VX Proyectos Mineros ICAM S L 2008 N mero de canais 7 Mem ria de armazenamento megas 25 Alcance da frequ ncia Hz 0 300 Tempo de grava o segundos 1 32 em intervalos de 1 Transfer ncia de dados USB Bateria exterior volt 12 Bateria interior Li ion Autonomia horas 20 Visor 4X20 Dimens es mm 340X300X150 Peso sem acess rios Kg 4 e Localiza o do sism grafo Por raz es l gicas o sism grafo deve ser colocado na estrutura mais pr xima e se poss vel no elemento que se pretende pro
8. 9 e e e e Vr We WE W 05 21 92 mmis Vr WP WP 5 20 99 mes a uL
9. ques 12 i i i i P sse H Apiai i 1 1 1 1 E ee Ks D LI usa dis 1 gt i ac a Y 45 1 FT P i 2 A E i i 1 a De 1 A i a ea LE bt i i i M 22 D 4 4 4 A TM 1 4 e a 1 pescado aa mm i i Al le 1 1 t i i AA RERA 1 14 Ms bs N i i i H e S i D 365 MEM Ete sees ea dedo 0 sia E AEN a i 1 4 HEN i i i 1 aren CINE i t metr H i i 4 i i i i i i i 1 qe i TOU 3 1 at i i i cs i i Cl 1 1 8 E ix
10. 252 o N a Eua i i i i i i a a aid PP PPP cia ata ac i 4 4 i i i i i A A dE i i i E i i gi 1 1 1 b a 1 i 8 SAL ES d V H i i i i i i 3 rI 4 i i i i i i i i TU di Wr vr UT en rien Oe CREE ge c PRAET TW EE m ME we mirc ru aT E x i i a mim mU Same mu M mE Ru M a eR Rodi c me mm e nib I 1 1 i 7 1 1 i wet i i i ec 1 1 i i i i i i 4 i i i i i i i dali did nde is a ds eee i i i i i i m KL Lam TN AAN A E a n a i i i i i i
11. 94 Figura 53 Gr fico resumo do desmonte de rocha n mero 50 95 xviii iNDICE DE QUADROS Quadro 1 For a a compress o e a trac o de v rias rochas Olofsson 2002 9 Quadro 2 Compara o dos valores te ricos com os aplicados em que a altura da bancada de 14 m a dist ncia a frente de 3 5 m e o di metro de 89 12 Quadro 3 Adaptado do consumo de explosivo em gramas por tonelada de explosivo valores anuais Langefors Kihlstr m 1967 23 Quadro 4 Classifica o geomec nica para obten o do factor da rocha Cunningham 1983 38 Morais e Gripp 2004 38 Quadro 5 Adaptado do quadro representativo dos valores do peso espec fico para alguns elementos Galery Fragmenta o 39 Quadro 6 Adaptado do quadro representativo dos valores do peso espec fico para alguns elementos Palmstr m 2001 39 Quadro 7 Exemplo do levantamento das descontinuidades do maci o em estudo 41 Quadro 8 Quadro dos par metros m dios usados 2 42 Quadro 9 Quadro resumo da norma 2074 56 Quadro 10 Quadro resumo das d
12. gt h h i 7 See 1 i i i IHE Elos 9 252 2 N e eo m o gt 10 a a i i i i i i i i i i i i i i i i i A a sa ae Se e e a a a o iaa i i i i i i i i i i i i i i i i i i conoces bobo ioo 1 i 7 1 i i i i i i i i n elu um ES PO LA FEEL OITO 7 1 i 7 7 1 i I 1 3518 i i i r Gea i d JE NP i i i i LI i i i zl 7 4 i Er i i i i i i i i i i i o ee an pa ee ee had dios is ees Zen ay lt lt i i i i i ia Same m i mp bab ban Rodi cue xu e nib ua n pa bra Renda Ea E _ N I 7 1 1 i i 1 i 3 i i i i i 2 i i i N 55 oS i i i i i i i i
13. 9606 os otoz v0 vt ev 0102 0 8 Ob 0102 20 70 Le 0102 10 67 L OTOZ TO ET ve oToz To so se 0102 10 90 600 0 100 e Legisla o Os valores da velocidade vibrat ria m xima em estruturas civis est o limitados pela norma NP 2074 de 1983 Avalia o da influ ncia em constru es de vibra es provocadas por explos es ou solicita es similares Ela estabelece valores para a velocidade de vibra o de pico VL de acordo com a express o Formula 7 VL ax 10 mm s 7 A utiliza o desta express o dentro da gama poss vel das constantes a 6 permite constru o do quadro 31 Quadro 31 Parte do quadro resumo da norma NP 2074 Constru es que exigem cuidados especiais Monumentos e outros patrim nios hist ricos sens veis hospitais habita es antigas centro hist ricos dep sitos de gua e chamin s em alvenaria etc B 0 5 A 3 1 0 10 0 mm s gt 3 0 7 7 0 mm s Rocha e solos coerentes rijos v gt 2000 m s 2 0 Construc es correntes Como edif cios de habitac o em alvenaria edif cios industriais menos recentes etc 1 0 IA 3 1 0 20 0 mm s 3 0 7 14 0 mm s Constru es refor adas Como edif cios com estrutura de bet o armado edif cios industriais de constru o recente etc B 3 0 IA 3 1 0 60 0 mm s V 3 0 7 42 0 mm s
14. 82 0 83 4 85 7 88 6 86 2 88 6 91 1 93 0 90 6 92 5 94 6 94 3 95 8 95 7 96 8 96 6 97 6 97 5 98 2 98 4 98 6 98 9 99 0 99 4 Analisando o quadro anterior verificamos que para o SPLIT Desktop existem 80 5 de fragmentos menores que 0 5 m enquanto para o Kuz Ram esse valor de 77 7 90 e An lise da fragmenta o do rebentamento numero 43 Quadro 26 Parte do quadro resumo das caracteristicas do rebentamento de rocha ALTURA EXPLOSIVO CARGA DATA REBENTAMENTO ESPASAMENTO AFASTAMENTO MEDIA por ruro EXPLOSIVO BANCADA TOTAL kg ke kg m3 A geometria de perfura o a profundidade explosivo por furo s o dos mais altos mas a carga espec fica uma das mais baixas A quantidade de gua menor conseguindo se assim o cumprir quase na totalidade o plano de rebentamento calculado prognosticando uma fragmenta o com uma qualidade elevada Curva granulom trica a o 70 a o 5 3 9 9 a 0 6 Dimens o m Figura 48 Gr fico do Kuz Ram do rebentamento de rocha n mero 43 O simulador Kuz Ram descreve uma curva linear e cont nua onde prev uma distribui o de blocos at 1 1 m 91 Na realidade isso n o se verifica porque a observac o do resultado do rebentamento mostra uma fragmentac o muito boa com a dimens o
15. amp Dinis da Gama C 2005 Sugest es para melhoria da norma portuguesa de controle de vibra es em constru es Centro de Geotecnia do IST Lisboa Portugal Cook A 1974 The Science of Industrial Explosives Primeira edi o Chemicals United States of America Dick A Fletcher L amp D Andrea D 1986 Explosives Blasting Procedures Westport Washington Durand Aldo 1995 Estudo de Estabilidade de Taludes em Minera o a partir de Classifica o Geomec nica Universidade de Bras lia Tese Mestrado http www geotecnia unb br Explosives Limited Bullk SuperAN Explosive Booster Sensitive Emulsion and ANFO Explosive Mixture Explosives Limited Canada http www explosives com Fraenkel K H 1958 Manual on Rock Blasting Segunda edi o Atlas Copco Aktiebolag Stockholm Franklin J amp Katsabanis 1996 Measurement of Blast Fragmentation A A Balkema Netherlands Franscisco V R Guerreiro Ferreira N 2005 Optimizac o do diagrama de fogo numa explorac o de basalto com objectivos industriais e ambientais In optimizac o do diagrama de fogo numa explorac o de basalto com objectivos industriais e ambientais 2005 Galery Robert Fragmentac o de min rios primeira parte Departamento de Engenharia de Minas UFMG Gama D 1998 Ru dos e Vibra es Ligados a Utiliza ao dos Explosivos e Equipamentos Comunica es do 12 Seminario de Auditorias Ambientais Int
16. i i i i i i i i i i i i et F ds ee ee ae aaa aa o i i i i i i i i i i ae RATA uu Do TTE uw MES n du i etsi e RN 7 i i i i i 7 i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i UAM rey B AA E A E Es In us e DL c E El i mE 1 TT 4 p F F _ Me 4 gt 1 1 i i y i i i i ctl gt 1 1 4 4 r 34 t hl dt 21 ED i i i i i i i Ox i BH NS a emer mmm i i i i i i i i i i i i i i i i i i stad aa ts aaa eae eee CERTO Eee el 7 i 7 i 7 Es i i i i ODO a 1 i i P i 7 D 2 A 1 1 A 1 1 L 1 1 Elos 9 352 2 N gt 0 5
17. 1 i i i i i i i i i ESPERA mm wer mmm m Pm mcm m mmm m mp m i i i i i i i i i i i i i i i i pm A S sas p SRM sccm Y 7 i i 7 i i i i i i i i i i i i i i asus I d m ae Y Wane awa NS RR Rn S i i i i i i i i i A Es NUR Ro Eius 126 san Tu 2 i i i 1 i i i i i i i i i i i i i i i 4 3 4 4 i i i i i i i i i i i i i i Sap tT ee Y D p WERE CABINE E TUM ou xn LET i i i i i i i i i i i i i 4 600 gt 0 gt lt 0 1 i 1 1 gt 1 1 1 5 Eos lo i i E ta 4 i i 151 SEE t 2 i i H H i i y gt 1
18. 88 A curva simulac o Kuz Ram id ntica a anterior com uma subida muito suave e extensa at cerca de 1 1 m No desmonte foi poss vel confirmar a exist ncia de blocos com a dimens o pr xima de 1 m Curva granulom trica o E E 5 0 6 Dimens o Figura 46 Grafico do SPLIT Desktop do desmonte numero 40 A analise SPLIT Desktop desenvolve uma curva inicial suave e regular em toda a sua extensdo A curva termina pr ximo de 1 m confirmando que se pode observar na an lise visual ao resultado do rebentamento Curva granulom trica Percentagem passados 0 6 Dimens o m Figura 47 Gr fico resumo do desmonte de rocha n mero 40 89 Analisando as duas curvas verificamos que a SPLIT Desktop indica uma maior percentagem de fragmentos de menor dimens o sobrepondo se a partir do 0 6 m terminando ambas pr ximo de 1 1 Analisando a dimens o dos blocos verificamos que a avalia o SPLIT Desktop indica Kso de 0 22 m enquanto o simulador Kuz Ram indica um Kso de 0 3 m Qualquer dos m todos mostrou se adequado avalia o da frac o mais grosseira do rebentamento Quadro 25 Percentagem de passados do rebentamento 40 23 9 39 3 33 7 46 6 43 1 54 4 51 7 61 3 59 6 67 4 66 5 72 6 72 6 77 1 77 7 80 5
19. 99 6 99 7 99 8 0 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 0 85 0 90 0 95 1 00 1 05 1 10 Propriedades da rocha Factor rocha KUZ RAM Projecto Tipo de rocha Desmonte n Santos Teixeira Quartzito Tipo de rocha Quartzito Peso espec fico 2 7 M dulo de elasticidade 58 GPa Dados do esquema de furac o M dulo de deformac o 209 MPa Triangular ou quadrada 1 Di metro de furac o 89 Comprimento da carga 9 02 Descontinuidades Dist frente 3 5 Espacamento 0 5 m Espacamento 4 Inclinagao 70 Precis o de furac o 0 1 Direc o da inclina o 282 Altura da bancada 10 82 Bloco in situ 0 13 Direc o de mergulho da face 8 Carga especifica 0 17 Carga especifica 0 45 Explosivos Carga por furo 68 90 Densidade 1 2 Forca relativa 190 ANFO Vel detonac o nominal 5456 m s Vel detonac o efectiva 5456 m s Forca explosiva 1 9 34 kg ton kg m kg furo Curva granulom trica Curva granulom trica 120 100 80 60 40 Percentagem passados 20 0 0 4 0 6 0 8 Dimens o 1 2 Previs o da fragmentac o Percentagem blocos Percentagem ideal Percentagem finos 1 2 m 51 7 m 47 1 m Caracter sticas ndice de desmonte Dimens o m dia fragmentos Exponente de uniformidade Tamanho caracter stico 7 69 21 cm 1 40 0 28 m Esquema quadrado 1 Esquema triangu
20. detonac o nominal e da velocidade de detonac o efectiva como mostra o seguinte quadro Quadro 8 Quadro dos par metros m dios usados no Kuz Ram ANFO Velocidade detona o m s For a relativa O quadro em cima mostra todos os par metros dos desmontes realizados e os valores m dios usados no modelo Kuz Ram As primeiras tr s colunas e linhas correspondem aos valores pr ticos sendo os restantes valores m dios utilizando os valores pr ticos 42 3 4 7 Apresenta o completa do modelo Este programa n o exige nenhum tipo de ajuste ou interven o humana para a sua realiza o realizando uma curva granulom trica para cada um dos desmonte de rocha utilizando todos os par metros que este programa exige como podemos verificar na figura 18 remetendo as outras curvas granulom tricas para o anexo 2 KUZ RAM 5 de rocha Quartzito Dasmonto 3 Curva granulom trica Figura 17 Curva granulom trica pelo Kuz Ram Para a realiza o destas curvas granulom tricas foi necess rio estudar o maci o rochoso para tal foi realizado um invent rio dos par metros necess rios como se apresenta anteriormente no quadro 7 43 3 5 Modelos alternativos de classifica o da fragmenta o Existem outros m todos capazes de determinar com alguma certeza na dimens o dos blocos resultantes do desmonte com explosivos mas estes devem ser a
21. do som diz se que h detona o e quando a velocidade da reac o mais baixa que a velocidade do som h 17 deflagrac o Podemos neste caso afirmar que o explosivo quando reage lentamente deflagra e quando reage rapidamente detona Quando um explosivo detona liberta se uma grande quantidade de energia a grandes temperaturas press es A temperatura varia entre 3 000 e 4 000 com a press o acima das 100 000 atmosferas Gomes et al 2004 2005 Todos os materiais utilizados por mais seguros que sejam n o dispensam no seu manuseamento dos equipamentos de protec o adequados para o efeito Devem ser evitadas grandes press es impactos fric o e fontes de calor pois a sua detona o acidental pode ocorrer nestas situa es Um dos tipos de explosivo utilizado da gama das emuls es capaz de libertar uma elevada quantidade de energia durante a sua detona o usado tanto na carga de fundo como na carga de coluna Este produto al m de inodoro possui baixo grau de toxicidade e sens vel s ao detonador ou a outro explosivo apresentando assim um elevado grau de seguran a no seu manuseamento O explosivo mais usado na carga de coluna o ANFO possui como principal caracter stica a liberta o de uma elevada quantidade de gases que entra nas descontinuidades do maci o provoca a sua fragmenta o O carregamento realizado a granel melhorando a contacto entre o ANFO e as paredes do furo conseguindo se
22. xxiii 1 INTRODUCAO GERAL ENQUADRAMENTO DO TEMA E OBJECTIVOS 1 INTRODU O GERAL ENQUADRAMENTO DO TEMA E OBJECTIVOS Este trabalho insere se na Unidade Curricular Disserta o Projecto Est gio do 2 ano do Curso de Mestrado em Engenharia Geot cnica e Geoambiente do Departamento de Engenharia Geot cnica do Instituto Superior de Engenharia do Porto ISEP do Polit cnico do Porto Na avalia o que aqui se apresenta tenta se demonstrar a qualidade da fragmenta o obtida por desmonte de rocha em obra com o aux lio de m todos emp ricos pr desmonte e m todos pticos p s desmonte Este estudo realizou se A41 PICOTO 2 N DA ERMIDA IC25 TRECHO 2 N A32 A42 AGUIAR DE SOUSA projecto executado pela AEDL Auto Estradas do Douro Litoral S A O objectivo foi caracterizar a fragmenta o e validar os m todos de avalia o comparando a informa o obtida em campo com o objectivo de conseguir resultados fi veis que nos indicassem a qualidade da mesma Para isso o acompanhamento de diversos desmontes de rocha foi indispens vel para se conseguir recolher o m ximo de informa o para executar estes m todos como os par metros de desmonte geometria de fura o e comprimento do furo entre outros e de imagens fotografias para tratamento ptico Este estudo foi realizado em quatro fases tendo a primeira consistido na pesquisa bibliogr fica da rea em estudo recolhendo informa o da geologia l
23. 8 7 21 1 33 9 34 5 45 9 41 8 56 6 49 2 65 7 56 7 73 4 64 2 79 6 71 8 84 6 78 4 88 5 84 4 91 5 88 9 93 8 93 4 95 5 96 5 96 8 98 5 97 7 99 8 98 4 100 0 98 9 99 2 99 5 99 6 99 7 99 8 No quadro comparativo entre os dois m todos de avaliac o verificamos que no SPLIT Desktop quantificam se 84 4 de passados na dimens o 0 5 enquanto no simulador Kuz Ram estavam previstos 88 5 de passados e An lise da fragmenta o do rebentamento n mero 34 Quadro 18 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha ALTURA EXPLOSIVO CARGA REBENTAMENTO ESPACAMENTO AFASTAMENTO MEDIA ruro EXPLOSIVO specirica BANCADA TOTAL kg ia kg kg m3 a 3s ua 5 79 Este desmonte embora tenha sido que utilizou a maior carga especifica dos rebentamentos estudados n o evidenciou contudo altera es em mais nenhum campo situando se com valores m dios nos restantes par metros O n vel de gua nos furos era elevado o que obrigou a manter os par metros geom tricos e o carregamento efectuado na sua maior parte com emuls o encartuchada fugindo assim ao plano de fogo inicial Devido s m s condi es de carregamento do explosivo nos furos esperava se uma fragmenta o mais grossa Curva granulom trica Kuz ram a 75 a
24. A frente de desmonte tem uma direc o N312E e as descontinuidades t m uma direc o principal de N14E e com uma inclinac o m dia de 63SW O quadro que se segue tenta demonstrar resultados obtidos na amostragem linear das descontinuidades Os valores de cada frente de desmonte s o valores m dios Quadro 10 Quadro resumo das descontinuidades 04 11 09 06 01 10 08 01 10 13 01 10 29 01 10 04 02 10 18 03 10 14 04 10 Assim o macico demonstra uma elevada compartimentac o pois existe um conjunto elevado de descontinuidades muito pr ximas o que d origem a um bloco de volume reduzido As dist ncias entre descontinuidades da mesma fam lia mant m se regular e muito pr ximas obtendo como este estudo uma reduzida blocometria o mesmo se verifica na atitude pois a direcc o e inclinac o da familia principal s o praticamente iguais em todos os desmontes mostrando assim uma atitude constante com uma blocometria tamb m constante ao longo do macico em estudo 68 A abertura das fracturas a terminac o o comprimento o enchimento e a quantidade de agua igual em todos os rebentamentos Estes resultados indicam que os desmontes com as mesmas caracter sticas ao longo do percurso em estudo A curvatura e a rugosidade tem uma pequena varia es em dois dos desmontes que n o no entanto significativa 5 6 Aprecia o dos m t
25. E P 5 3 9 a 0 6 Dimens o m Figura 36 Gr fico do Kuz Ram do rebentamento de rocha n mero 34 O simulador Kuz Ram mostra mais uma vez uma curva com uma subida r pida dando a entender que existem condi es para uma boa fragmenta o em condi es normais de execu o Tal como em curvas anteriores verifica se um patamar depois de 0 8 m pelo que n o de esperar a exist ncia de blocos acima deste valor ainda que a curva s termine pr ximo de 1 1 m 80 Este facto foi confirmado pela observa o do resultado do rebentamento onde n o se identificaram blocos com aquela dimens o Curva granulom trica a E 0 6 Dimens o m Figura 37 Grafico do SPLIT Desktop do rebentamento de rocha numero 34 A an lise SPLIT Desktop apresenta uma curva extensa com uma inicio com inclina o mais suave que estabiliza aos 0 9 m A quantidade de blocos da m xima dimens o representada na curva n o significativa o que ali s tamb m se confirmou na observa o directa do resultado do rebentamento Curva granulom trica Percentagem passados 0 6 Dimens o Figura 38 Grafico do rebentamento de numero 34 Analisadas as curvas verifica se que se sobrep e Kso para 0 22 m afastando se desde aqui para se voltarem a sobrepor pr ximo dos 0 8 m 81 As diferencas entre as
26. Figura 2 Geometria do desmonte em bancada Latham et al 2006 13 Figura 3 Com furos inclinados os rap s desaparecem ap s uma ou duas fiadas Langefors e Kihlstr m NTE 14 Figura 4 Redu o da quebra com furos inclinados Langefors Kihlstr m 1967 15 Figura 5 Solu o da emuls o e pormenor micro esferas emuls o Olofsson 2002 19 Figura 6 Velocidade de inicia o do ANFO Olofsson 2002 20 Figura 7 Liga o e uni o NONEL do desmonte Olofsson 2002 21 Figura 8 Inicia o do tubo NONEL pelo DynoStart Olofsson 2002 22 Figura 9 Intervalos de tempo muito curtos e intervalos de tempo perfeitos Olofsson 2002 24 Figura 10 Liga o e temporiza o 24 Figura 11 Curva granulom trica pelo SPLIT Desktop Vers o Demo 29 Figura 12 Imagem depois de escalada pelo 5 31 Figura 13 Imagem da pilha de desmonte delimitada eese enne 32 Figura 14 Estimativa da curva de fino SPLIT Net Manual de instru es formato PDF 2003 2004 34 Figura 15 Imagem da pilha de desm
27. Figura 5 Solu o da emuls o e pormenor micro esferas emuls o Olofsson 2002 A densidade do explosivo e a sua capacidade de igni o pode ser ajustada com a quantidade de microbal es na emuls o A velocidade de detona o elevada para as emuls es mas pode diminuir com di metros mais reduzidos Gra as ao facto da solu o aquosa de nitrato de am nio na emuls o estar completamente envolvida pelo leo e cera ele imperme vel adquirindo assim uma elevada resist ncia gua Do ponto de vista do manuseamento muito segura sendo necess rio uma elevada for a de impacto para que a sua inicia o acidental Olofsson 2002 e sem d vida o explosivo civil mais usado em todo o mundo considerado um agente explosivo e por isso necessita de ser iniciado por um explosivo capaz de promover a sua inicia o Este dever ter um di metro o mais aproximado poss vel do di metro do furo e o comprimento suficiente para produzir uma inicia o est vel Considerando que uma inicia o com um velocidade inferior a 2000 m s n o est vel 19 Testes demonstram que uma do com elevada velocidade de aumenta velocidade inicial do ANFO conseguindo assim um aumento de rendimento figura 6 Figura 6 Velocidade de inicia o do ANFO Olofsson 2002 A velocidade de detonac o muda com os di metros de furac o e atinge o seu pico de 4400
28. Modulo Young GPa UCS Resist ncia a compress o uniaxial Mpa Na obtenc o desse factor s o usados os par metros da classificac o do quadro 4 a qual engloba o tipo de rocha a direc o e o mergulho das descontinuidades em rela o a frente livre do desmonte Ap s ser obtido pela f rmula que apresenta em seguida Formula 5 esse factor utilizado para ajustar o tamanho m dio dos fragmentos A 0 06x RMD JF RDI HF 5 38 3 4 6 Factores de c lculo Para efeito de c lculo deste programa necess ria a introduc o de um conjunto de elementos emp ricos Passamos a explicar como recolhemos e inserimos a informa o relativa ao caso em estudo que o programa necessita para elaborar o resultado final e Propriedades da rocha A densidade espec fica do quartzito pr xima de 2 68 t m como se pode ver no quadro seguinte Quadro 5 Adaptado do quadro representativo dos valores do peso espec fico para alguns elementos Galery Fragmentac o de min rios Quartzito Quartzo Este factor o mais importante deste programa pois identifica o tipo de macico no qual se insere o presente trabalho influenciando fortemente o resultado final O m dulo de elasticidade e a forca compress o uniaxial podem ser obtidos laboratorialmente atrav s do quadro que se segue Quadro 6 Adaptado do quadro representativo dos valores do peso espec fico para alguns elementos Pal
29. Temporiza o utilizada Altura da bancada Numero de fiadas detonadas simultaneamente Quando todos estes factores forem considerados poss vel controlar a fragmenta o De acordo com a no o de 550 e usando a figura 20 poss vel determinar a dimens o m dia dos blocos R cio espacamento dist frente Desmonte em rocha Gr fico para determinar a dimens o m dia dos blocos Perfura o espec fica dr m m3 o Coeficiente do tamanho dos blocos Perfura o espec fica kg m3 0 3 0 5 0 6 0 7 0 8 Constante Constante de desmonte 0 8 Figura 20 Monograma de determinac o da percentagem da dimens o dos blocos Kendall 1983 46 A constante da rocha e de desmonte define a resist ncia da mesma em quilogramas de dinamite necess rios extracc o de um metro c bico de rocha Este valor varia entre 0 3 a 0 5 quilogramas por metro c bico para rochas duras A constante de fragmenta o avalia o estado da fragmenta o do maci o rochoso dando origem a seguinte classifica o Rocha muito fissurada 0 6 quilogramas por metro c bico Rocha com juntas 0 55 quilogramas por metro c bico Rocha com juntas muitos finas 0 50 quilogramas metro c bico Rocha relativamente homog nea 0 45 quilogramas por metro c bico Rocha homog nea 0 4 quilogramas por metro c bico AS figuras 21 e 22 permitem conhecer a altura da bancada a partir da carga espec fica
30. cor significa que 75 0 abaixo deste ponto o programa 5 500 detectou particulas e 2 estimou a enn 9000 100 00 restante curva 20 0 16 50 size 0 49 P80 size 0 92 0 00 0 01 0 1 1 0 10 0 topsize cm 1 74 0 0 size cm Figura 14 Estimativa da curva de fino SPLIT Net Manual de instru es formato PDF 2003 2004 3 3 7 Resultados Uma vez a curva granulom trica calculada SPLIT Desktop consegue mostrar esta informa o de quatro maneiras diferentes demonstra o Linear linear demonstra o logaritmica linear demonstra o logaritmica logaritmica e demonstra o Rosin Rammler A figura 14 um exemplo de uma demonstra o logaritmica linear A maneira como o resultado aparece no ecr pode ser alterada para uma melhor adapta o a cada caso A distribui o granulom trica e a percentagem de passados s o convertidos em ficheiros e armazenados no computador em formato de texto para poderem depois ser usados para avalia o ou por outros programas 3 3 8 Validade e precis o Em 1995 o Noranda Technology Center realizou um conjunto de testes de valida o Tr s sistemas foram usados Fragscan Wipfrag e SPLIT Desktop para a medi o da curva granulom trica de uma pilha de desmonte de Holloway Joint Venture e os resultados foram comparados com a curva granulom trica real Uma pilha de rochas foi dividida em quatro partes Uma da
31. fica consegue se um nivel da fragmenta o mais elevado Isto pode ser realizado aumentando o comprimento da carga de coluna e diminuindo o tamponamento j que a carga de fundo cont m a carga ptima conseguindo se assim uma fragmenta o muito satisfat ria nesta zona Ao realizar isto obtemos uma melhor fragmenta o embora o risco de projec es seja mais elevado 2 2 Explosivos Segundo Gomes Explosivo um composto qu mico constitu do fundamentalmente por subst ncias combust veis ricas em carbono e subst ncias comburentes ricas em oxig nio que quando estimuladas por uma fonte de energia t rmica ou mec nica impacto fric o ou choque se decomp e bruscamente libertando um elevado volume de gases e alta temperatura e press o isto trata se e Uma subst ncia ou mistura de subst ncias que devidamente estimuladas numa pequena parte da massa se converte num intervalo muito pequeno de tempo em outras subst ncias mais est veis essencialmente gasosas que ocupam um volume muito maior que o explosivo no seu estado original Podemos dizer que quando activados por uma fonte de energia t rmica ou mec nica podem reagir rapidamente libertando um grande volume de gases a alta press o e temperatura A energia libertada por este processo capaz de provocar a rotura de qualquer maci o rochoso Gomes et al 2004 2005 Se a reac o de decomposi o se move atrav s do explosivo a uma velocidade superior
32. mero 34 81 Figura 38 Gr fico resumo do rebentamento de rocha n mero 34 81 Figura 39 Gr fico do Kuz Ram do rebentamento de rocha n mero 35 83 Figura 40 Gr fico do SPLIT Desktop do rebentamento de rocha n mero 35 83 Figura 41 Gr fico resumo do rebentamento de rocha n mero 35 84 Figura 42 Gr fico do Kuz Ram do desmonte de rocha n mero 37 85 Figura 43 Gr fico do SPLIT Desktop do desmonte de rocha n mero 37 86 Figura 44 Gr fico resumo do desmonte de rocha n mero 37 86 Figura 45 Gr fico do Kuz Ram do desmonte de rocha n mero 40 88 Figura 46 Gr fico do SPLIT Desktop do desmonte de rocha n mero 40 89 Figura 47 Gr fico resumo do desmonte de rocha n mero 40 89 Figura 48 Gr fico do Kuz Ram do rebentamento de rocha n mero 43 91 Figura 49 Gr fico do SPLIT Desktop do rebentamento de rocha n mero 43 92 Figura 50 Gr fico resumo do rebentamento de rocha n mero 43 92 Figura 51 Gr fico do Kuz Ram do desmonte de rocha n mero 50 94 Figura 52 Gr fico do SPLIT Desktop do desmonte de rocha n mero 50
33. o Comprimento da carga Descontinuidades Dist frente Espa amento 0 3 m Espa amento Inclina o 50 Precis o de furac o Direc o da inclina o 285 Altura da bancada Bloco in situ 0 03 Direc o de mergulho da face Carga especifica Carga especifica Explosivos Carga por furo Densidade 1 0 relativa 135 ANFO Vel detonac o nominal 3947 m s Vel detona o efectiva 3947 m s For a explosiva 1 35 89 10 63 3 7 4 3 0 1 12 43 8 0 12 kg ton 0 33 kg m 65 85 kg furo 3 m 233333 Curva granulom trica Curva granulom trica 100 o 7 50 5 o 2 a 0 6 Dimens o m Caracter sticas ndice de desmonte Dimens o m dia fragmentos Exponente de uniformidade Tamanho caracter stico 7 63 33 cm 1 41 0 43 m Esquema quadrado 1 Esquema triangular 1 1 Par metros fragmenta o desejados Percentagem passados Dimens o m 0 0 4 6 11 9 20 1 28 5 36 9 44 9 52 4 59 1 65 3 70 7 75 4 79 6 83 1 86 1 88 7 90 8 92 6 94 0 95 2 96 2 97 0 97 6 0 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 0 85 0 90 0 95 1 00 1 05 1 10 3 REGISTOS DE VIBRACAO 1 1 1 1 re 1 i i i i i i i i i
34. some necessary information and to establish the blast pattern This will also allow a better understanding and explanation of the final results This essay requires the following steps analysis of the face line before the blasting with explosives recover of discontinuities making the blast pattern monitoring the blasting operations ensure that the blast pattern is fully complied recover some data from the loose material photos of the loose material and analysis of the collected data This study can be relevant if there is a relation between both methods because it s very important to be able to predict with accuracy the fragmentation of the rock using explosives xiii iNDICE 1 INTRODU O GERAL ENQUADRAMENTO DO E 5 3 2 SERAGMENTA O 7 2 1 Desmonte emibancada arte ernie e Pe d 8 2 44 Catas ere eer OS 8 21 27 ts dotem e ace ui 11 24 3 Fa ee eei eda aa RAN 12 2 1 4 Par metros geom tricos 13 22 5 4 6 LL AL Re E 17 2 3 Acessorios de Oir rte eR ERU Reap en e e ide d e e n PEL
35. 50 As curvas comecam separadas com a an lise SPLIT Desktop a apresentar uma fragmentac o com menores calibres mas ap s a mudan a de direc o as curvas juntam se continuando assim at ao final embora a curva SPLIT Desktop termine pr ximo de 1 m A mudan a de direc o da curva pode ter ocorrido possivelmente devido a uma m delinea o de uma ou mais imagens analisadas pelo SPLIT Desktop para este desmonte de rocha ou a uma m tomada de imagens n o ideais para a realiza o deste modelo 95 Observando a dimens o dos blocos verificamos que SPLIT Desktop apresenta um Kso de 0 19 m enquanto o simulador Kuz Ram indica um Kso de 0 35 Quadro 29 Percentagem de passados do rebentamento 50 0 0 4 6 11 9 20 1 41 8 28 5 54 4 36 9 65 4 44 9 73 5 52 4 78 8 59 1 81 7 65 3 83 8 70 7 85 9 75 4 88 0 79 6 90 2 83 1 92 3 86 1 94 2 88 7 96 1 90 8 97 7 92 6 98 6 94 0 99 3 95 2 100 0 96 2 100 0 97 0 97 6 Analisando quadro anterior verificamos que a avaliac o SPLIT Desktop mostra 85 9 de blocos de dimens o inferior a 0 5 m enquanto o simulador Kuz Ram indicava apenas 70 7 96 6 ANALISE COMPORTAMENTO DAS VIBRACOES 6 AN LISE AO COMPORTAMENTO DAS VIBRA ES Esta parte do trabalho tem como objectivo comprovar se a f rmula de Langefors compat vel com o maci o em estudo para f
36. F Castelo Cinf es 3 Covelo Gondomar gt Ge rA e SE 4 Aguiar de Sousa Paredes jnh de 3 5 Paredes 5 10km Paiva Loc Figura 26 Enquadramento Territorial das Freguesias abrangidas pelo Trecho 2 64 Apesar de n o ter grande incid ncia este tra ado atravessa o Concelho de Santa da Feira no distrito de Aveiro nos primeiros 50 de extens o Na figura 27 apresenta se o tra ado em toda a sua extens o onde se observa a passagem sobre o rio Douro My ARES fos nHos gt gt SIC de Rio a S i Wa Base Cartogr fica Carta de Portugal Escala 1 500 000 IGP E Trecho 2 N A32 A41 Aguiar de Sousa 4 Rede Natura 2000 Sitio de Interesse Comunit rio Figura 27 Localiza o da rea do projecto 5 4 Geologia regional Localizada no Centro Norte litoral do pa s uma regi o de transi o entre os relevos acentuados e muito antigos do extremo ocidental da Meseta Ib rica e os solos recentes terci rios e quatern rios que confinam com a orla mar tima do Oceano Atl ntico Este territ rio possui um clima ameno e uma influ ncia mar tima decrescente medida que nos vamos deslocando para o interior levando a que sobretudo nos vales e encostas virados a Sul exista uma vegeta o luxuriante e diversificada 65 Estas zonas constituidas maioritariamente por xistos granitos sofrem uma erosdo acen
37. Percentagem blocos Percentagem ideal Percentagem finos 1 3 m 49 7 m 49 0 m Caracter sticas ndice de desmonte Dimens o m dia fragmentos Exponente de uniformidade Tamanho caracter stico 7 63 20 cm 1 35 0 27 m Esquema quadrado 1 Esquema triangular 1 1 Par metros fragmentac o desejados Bloco Ideal Finos 0 8 m 0 6 m 0 2 m Percentagem passados Dimens o m 0 0 9 990 23 390 36 7 49 0 59 7 68 7 76 1 82 0 86 6 90 1 92 8 94 8 96 3 97 4 98 2 98 7 99 1 99 4 99 6 99 7 99 8 99 9 0 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 0 85 0 90 0 95 1 00 1 05 1 10 KUZ RAM Santos Projecto Teixeira Tipo de rocha Quartzito Desmonte 37 Propriedades da rocha Previs o da fragmentac o Factor rocha Percentagem blocos 7 2 m Tipo de rocha Quartzito Percentagem ideal 60 8 m Peso espec fico 2 7 Percentagem finos 32 0 m M dulo de elasticidade 58 GPa Dados do esquema de furac o M dulo de deformac o 209 MPa Triangular ou quadrada 1 Di metro de furag o 89 mm Comprimento da carga 10 64 m ndice de desmonte 7 63 Descontinuidades Dist frente 3 7 m Dimens o m dia fragmentos 31 cm Espacamento 0 3 m Espacamento 4m Exponente de uniformidade 1 39 Inclinagao 55 9 Precis o de furac o 0 1 m Tamanho caracter stico 0 40 m Direc o da inclina o 285 Altura da ban
38. SPLIT Desktop provavelmente numa das reas de maiores bloco Quadro 23 Percentagem de passados do rebentamento 37 0 0 5 5 13 7 22 8 32 3 32 0 38 2 40 8 44 4 49 1 50 4 56 7 55 9 63 5 60 7 69 5 65 4 74 7 69 8 79 1 73 8 82 9 77 3 86 1 80 7 88 8 83 7 91 0 86 1 92 8 88 3 94 3 90 3 95 5 92 2 96 5 93 5 97 2 94 6 97 9 95 4 98 3 96 1 Analisando quadro anterior verifica se que para o SPLIT Desktop existem 69 8 de blocos menos que 0 5 m enquanto para o Kuz Ram essa percentagem de 74 7 87 e An lise da fragmenta o do rebentamento n mero 40 Quadro 24 Parte do quadro resumo das caracter sticas do desmonte de rocha ALTURA EXPLOSIVO CARGA DATA REBENTAMENTO ESPASAMENTO AFASTAMENTO MEDIA por ruro EXPLOSIVO concer ies BANCADA TOTAL kg m kg kg m3 Este rebentamento foi o realizado com o maior comprimento de furos e maior quantidade de explosivo por furo Foi aumentado o espa amento entre furos e esperava se um maior consumo de ANFO pelo facto de ter diminu do a quantidade de gua nos furos Na realidade veio a verificar se a necessidade de utilizar emuls o em cartucho em alguns furos do rebentamento Curva granulom trica a o 70 a a o P 5 3 9 9 a 0 6 Dimens o m Figura 45 Gr fico do Kuz Ram do desmonte de rocha n mero 40
39. Te R Ed 20 2 31 TemporizacaOo esa ee auod 22 3 METODOLOGIAS E T CNICAS UTILIZADAS c csccscsesssscscsescscescsescscscesesesesesesescsnsnesescscscacesescscscaees 27 3 1 I troducao s co re 27 3 2 modelo Kuz RaM sieeve edo TERRE ea ened hee LUE ae 27 3 21 Avalia o pr desmionte ie 27 3 2 2 Avalia o p s desmonte 28 33 SPLIT s ida ai ia ei 29 3 34 Informa o a 30 3 3 2 Caracter sticas compatibilidades do SPLIT Desktop 30 333 Qbten o terre te 31 3 344 Delitos 32 3 3 5 Controlo da delimita o ecce te A ERE TRAE RSEN Ro nassen 33 336 An lise da dimens o ee 33 337 A ERE UE 34 3 3 8 Validade e precis o vicio a steve vier 34 3 2 KURON RI RES 35 3 41 Equa o de KUZNETSOV ahnen Eee 36 3 4 2 Equa o 36 3 4 3 Indice de uniformidade de Cunningham eene 37 3 44 Equa o de A eevee dC e Sae 37 3 4 5 Factor da rochac steterit Hirn lesen 38 3 4 6 Factores de c lculo edet e ee ii 39 XV 3 47 Apresenta o completa do modelo 43 3 5 Modelos alternativos de classifica o da 44 4 VIBRA ES RESULTANTES DO
40. V 1 25 determinam se os valores da carga espec fica e perfura o espec fica que satisfa am as condi es de serem o mais baixo poss vel tendo em conta a constante da rocha 49 4 ESTUDO DAS VIBRACOES RESULTANTES DO REBENTAMENTO DE EXPLOSIVOS 4 VIBRA ES RESULTANTES DO REBENTAMENTO COM EXPLOSIVOS Esta parte do trabalho tem como objectivo caracterizar a onda vibrat ria que produzida pelo rebentamento de explosivos na tentativa de se perceber se existe uma relac o detect vel entre esta vari vel e a curva granulom trica da pilha desmontada Para tal recorreu se a um equipamento de registo de vibra es o sism grafo que regista os valores de vibra o para com eles se determinar a transmissibilidade do maci o Aplicar se a f rmula de Langefors para determinar a transmissibilidade e apresenta se da seguinte forma Formula 6 Onde velocidade de vibra o K Factor de transmissibilidade Q carga instant nea R Dist ncia do desmonte at ao elemento a proteger A vibra o pode ser caracterizada por um movimento oscilat rio de um material s lido ou flu do que foi afastado da sua posi o de equil brio Em Geotecnia ela designada como uma resposta el stica do terreno quer se trate de solos ou rocha passagem de uma onda de tens o com origem directa ou indirecta numa solicita o din mica de g nese natural ou artificial Bernardo 2005 Neste caso as vibra es s o
41. da curva granulom trica da rocha em qualquer estagio do trabalho Este programa executa todos os passos de avaliac o das imagens automaticamente mas um deles exige uma concentrac o elevada pois necessita de uma grande intervenc o humana A delimitac o que realizada pelo programa necessita de ajuste humano pelo menos no tipo de imagens que foram utilizadas no caso em estudo porque n o se consegue delimitar com efic cia todos os blocos na imagem Para se obter um elevado n vel de precis o utilizamos tr s ou quatro imagens para caracterizar cada desmonte de rocha Esta escolha realizada tendo em conta a qualidade da imagem que o programa exige No final obt m se uma curva granulom trica global que re ne a an lise realizada no conjunto de imagens de um mesmo desmonte de rocha como vemos na figura 11 As restantes encontram se no anexo 1 Size Distribution 100 31 so 1 c 991 o 40 4 S 20 4 o 4 LALU LLLI 0 0 0 1 1 0 Size m seu 0 500 Figura 11 Curva granulom trica pelo SPLIT Desktop Vers o Demo 29 3 3 1 Informa o geral O m todo aceita imagens de v deo e imagens digitais No presente estudo foram utilizadas apenas imagens digitais O processo de transfer ncia das fotografias para o computador f cil pois a maior parte dos computadores detecta automaticamente as c maras
42. de dimens o inferior a 0 5 m enquanto o simulador Kuz Ram indicava apenas 72 0 e An lise da fragmenta o do rebentamento n mero 50 Quadro 28 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha ALTURA EXPLOSIVO CARGA REBENTAMENTO ESPACAMENTO AFASTAMENTO MEDIA por ruro EXPLOSIVO rica BANCADA TOTAL kg a kg m3 93 Partilha das mesmas condi es do rebentamento de rocha anterior excepto a carga espec fica que neste caso a mais baixa de todas Uma vez que a presenca de agua era significativamente menor foi poss vel aumentar o espacamento entre furos Curva granulom trica 100 a 5 5 o E a 2 2 ae a Dimens o m Figura 51 Gr fico do Kuz Ram do desmonte de rocha n mero 50 O simulador Kuz Ram descreve uma curva extensa dando origem a uma fragmentac o com calibres mais elevados e termina com bloco de dimens o pr ximo de 1 1 m Curva granulom trica Split Percentagem passados 0 6 Dimens o m Figura 52 Gr fico do SPLIT Desktop do desmonte de rocha n mero 50 94 an lise do SPLIT Desktop apresenta uma curva com um inicio regular mas pr ximo de 0 35 sofre uma mudan a brusca de direc o Curva granulom trica 100 80 40 Percentagem passados Dimens o Figura 53 Gr fico resumo do desmonte de rocha numero
43. digitais evitando assim a aquisi o de um programa pr prio para esse fim Recomenda se o uso de uma c mara digital para retirar as fotografias para que a resolu o seja o mais compat vel com a resolu o do SPLIT Desktop Ap s tirar fotografias de pilha de desmonte e pass las para o computador Ao Introduzir as imagens no SPLIT Desktop este auxilia a caracteriz las depois detecta os fragmentos automaticamente e determina a distribui o granulom trica Ele permite que o resultado final seja expresso em v rios formatos linear linear logaritmo linear e Rosin Rammler 3 3 2 Caracter sticas e compatibilidades do SPLIT Desktop Os formatos compat veis s o TIF JPG e Windows BMP Captura de v deo anal gico com o Scion framegrabber Captura de v deo digital com o IEEE 1394 Processamento de imagens normalizados Editores de imagens Delineador autom tico das part culas de rocha Identificac o automatico de finos Serie granulom trica ajust vel Curva granulom trica ajust vel Relat rio em HTML e em texto Utiliza um algoritmo avan ado para combinar as imagens em diferentes escalas POE EL ie E E MARS Calculo automatico dos par metros para as distribui es de Rosin Rammler ou de Schumann 30 3 3 3 Obten o das imagens Quando se pretende obter imagens da pilha de desmonte o angulo da pilha com o eixo da camara deve ser considerado A forma usada neste trabalho e a
44. duas curvas n o sendo significativas s o mais evidentes nos 80 de passados onde existe uma variac o de cerca de 0 1 m na dimens o dos blocos analisados por cada um dos m todos Quadro 19 Percentagem de passados do rebentamento 34 0 0 8 8 21 5 34 7 42 5 47 1 49 4 58 1 55 9 67 4 61 9 75 1 67 6 81 3 73 1 86 1 78 2 89 8 82 8 92 7 86 4 94 8 90 0 96 3 92 9 97 4 94 8 98 2 96 3 98 8 97 4 99 2 98 5 99 4 99 5 99 6 100 0 99 8 A an lise do quadro anterior permite concluir que a avaliac o com o SPLIT Desktop mostra 82 8 de blocos com dimens o inferior a 0 5 m enquanto no simulador Kuz Ram a percentagem prevista era de 89 8 e An lise da fragmenta o rebentamento n mero 35 Quadro 20 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha ALTURA EXPLOSIVO CARGA REBENTAMENTO ESPACAMENTO AFASTAMENTO MEDIA por ruro EXPLOSIVO rica BANCADA TOTAL kg a kg m3 Emo s s a 82 Este rebentamento teve maior numero de furos menor consumo de explosivo por furo Os furos encontram se completamente cheios de agua pelo que foi necess rio manter a mesma geometria de fura o e utilizar apenas emuls o em cartucho na constitui o das cargas Curva granulom trica a o 75 L4 Pd o 5 3 9 9 a 0 6 Dim
45. e as principais diferen as encontradas Analisar o comportamento das vibra es resultantes dos rebentamentos e tipificar um modelo de dissipac o da energia para o tipo de formac o geol gica regional A zona em estudo situa se na freguesia de Recarei do Concelho de Paredes O actual Concelho de Paredes assenta no antigo concelho de Aguiar de Sousa que data dos prim rdios da Monarquia O concelho de Aguiar de Sousa surgiu num pacto de povoamento do Vale do Sousa tendo sido criado em meados do s culo De facto consta nas inquirigdes de 1258 mandadas fazer por D Afonso III que algumas das actuais freguesias do concelho de Paredes pertenceriam ao grande julgado de Aguiar de Sousa Estremir Crestelo Vilela Bendoma Ceti Gondal es Veiri Gandera Foi por volta do s c XVIII que o pequeno lugar de Paredes integrado na freguesia de Castel es de Cepeda foi ganhando import ncia Assim em finais do s c XVIII j existiam os Pacos do Concelho e o pelourinho Paredes tinha ent o o aspecto de uma verdadeira cidade embora nem sequer tivesse a categoria de vila A freguesia de Aguiar de Sousa vila e sede de um extenso Concelho at ao in cio do s culo XIX com 39 freguesias dos actuais municipios de Gondomar Valongo Lousada Paredes e Pacos de Ferreira Tinha em 1801 21 643 habitantes e ocupava uma superf cie de cerca de 260 km 63 Recarei etimologicamente deriva de um nome de origem germ nica Recaredo segund
46. e do di metro do furo Perfura o espec fica m m3 0 4 03 0 2 1 01 enm i EN Eee on III cee ERA SEAR 10 15 20 25 Altura 5 5 Figura 21 Perfurac o especifica para as diferentes alturas de bancada di metro do furo Kendall 1983 47 Quantidade de explosivo volume de rocha kg m3 EN III IA 1 IA Altura da bancada m Figura 22 Quantidade de explosivo necess rio de acordo com a altura da bancada di metro do furo e carga especifica Kendall 1983 Com a figura 23 conseguimos obter a dist ncia a frente tendo em conta a altura da bancada e di metro do furo Dist frente cen HHA LM E Maa 5 20 os Altura da bancada m Figura 23 Relacionamento entre a altura da bancada distancia frente e o di metro do furo Kendall 1983 48 exemplo aqui demonstrado utiliza estes cinco diagramas para determinar diagrama fogo mais adequado para a fragmentac o pretendida Teoricamente pretende se somente que 20 da pilha tenha dimens es superiores 0 70 No quadro 10 determinamos o valor de S50 isto 50 da pilha ter a dimens o igual ou menor que 0 37 partir do 550 e utilizando quadro 11 e o conhecida constante de fragmentac o exemplo 0 50 com o valor escolhido do E
47. gt 1 1 1 1 1 1 D 1 2 1 1 er A ulcere RE A S eue e M uum PEN Geren merge CEO Me 7 1 1 1 1 1 1 E 4 4 a 1 1 u Aj 1 Det EA RN e ACE SS S Aere Doce ccce EIE 1 E DG o E SERA IE ee eg eee ee ee ee ee pb LI 4 4 4 44 1 4 ebetod f L Pob dod T NS SEG ARE ccm im 4 Mmm sin gt R 25 25 pe Uem Client 4 4 tH 4 3 H SN o P 33 gt gt D S ai Ro lt lt 4 4 A M M Vector max ch 1 3 07 0 8 Instrument S N Event number Date amp time Reg L
48. mais tradicional consiste em colocar dois objectos no presente estudo foram utilizadas duas bolas de futebol com dimens es conhecidas na imagem uma perto base da pilha e outra perto do topo da pilha como vemos na figura 12 direita mas tamb m poss vel usar s um objecto para escalar a imagem poss vel escalar a imagem sem qualquer objecto mas necess rio inserir manualmente a dist ncia da c mara at a base da pilha e at ao topo da pilha e a m quina necessita de ser calibrada para o efeito O SPLIT Desktop foi desenhado para trabalhar com este m todo de medi o e caracterizar qualquer imagem que utilize este m todo Quando uma imagem com um ou dois objectos inserida no programa uma ferramenta de escala interactiva do programa usada para as escalar como se v na figura 12 esquerda passando a imagem a tons de cinzentos Figura 12 Imagem depois de escalada pelo SPLIT Desktop 31 3 3 4 Delineac o Uma vez escalada a imagem o passo seguinte do SPLIT Desktop consiste em delinear cada fragmento da rocha em cada imagem Nesta vers o um conjunto de ajustes foram inseridos para aumentar a precis o e ajustar o erro humano deste passo Em primeiro lugar um novo algoritmo foi adicionado para corrigir as sombras Em segundo aplica se um algoritmo autom tico de thresholding limite das part culas de rocha pois anteriormente o thresholding era inserido pelo utilizador que necessitava de uma certa expe
49. normal principalmente no in cios de frentes novas que as cotas sejam menores ou mesmo com o inicio a zero e como tal necess rio reduzir as geometrias de fura o para que o resultado n o fuja ao estimado e Carga de fundo A carga de fundo apresenta uma maior for a explosiva para compensar o aumento de confinamento que existe na base da bancada sendo respons vel pelo arranque pela base do desmonte em bancada e Carga de coluna A carga de coluna ocupa a maior parte do furo e tem como fun o deslocar a parte superior da bancada que j se encontra em movimento descendente ajudada pelo peso da gravidade Permite tamb m o choque entre part culas melhorando assim a fragmenta o final 16 e tamponamento a parte superior do furo que carregada esta parte preenchida por um material preferencialmente granular para aumentar o confinamento do furo conseguindo com isso um maior rendimento do explosivo Como do conhecimento geral esta zona vai ter uma fragmenta o deficiente mas reduz o risco de projec es e confina o explosivo dentro do furo Demenegas 2008 e Carga espec fica Define se carga espec fica como sendo a quantidade de explosivo expressa em quilogramas necess ria para desmontar um metro c bico de rocha Gomes et al 2004 2005 Para se obter uma boa fragmentac o e partido do principio que se mant m a geometria de fura o aumentado a carga espec
50. o do maci o rochoso aumentando o n mero destes blocos que em vez de serem fragmentados pelos explosivos s o empurrados por eles 11 Como ja foi referido a perfura o tem extrema import ncia na qualidade da fragmenta o Langefors e Kihlstr m defendem que a dist ncia frente deve ser V 40d di metro tamb m deve conter se entre 20 e 50 da altura da bancada e por isso o di metro possui uma rela o com a altura da bancada entre 0 5 e 1 25 como podemos verificar no quadro 2 Quadro 2 Compara o dos valores te ricos com os aplicados em que a altura da bancada de 14 a dist ncia a frente de 3 5 m e o di metro de 89 mm V 5096 e 20 d 0 5 e 1 25 V 25 k d 0 64 k 2 1 3 Carregamento O carregamento utilizado no caso em estudo aplicado em v rios tipos de trabalhos como os usados na constru o ou para desmontes de produ o com uma inclina o dos furos pr xima da vertical Na carga de fundo usado um explosivo de elevada pot ncia e na carga de coluna utilizado ANFO Ammonium nitrate fuel oil a granel Nem sempre poss vel o uso de material granulado devido a quantidade de gua no furo por isso existe varia o do consumo dos explosivos de desmonte para desmonte Em primeiro lugar deve verificar se o estado de limpeza do furo e a sua profundidade em seguida distribui se o material a utilizar por furo depois prepara se o cartucho escorvado formado pelo deto
51. par metros extremamente dif cil Podemos controlar um conjunto de factores que depende do maci o rochoso mas s pontualmente interpolando para o resto do maci o Assim conseguimos ter uma vis o da poss vel constitui o que apresenta O maci o constitu do por um conjunto de descontinuidades definindo assim a sua compartimenta o Essas descontinuidades podem ser favor veis ou desfavor veis para o desmonte em fun o da direc o que apresentam A perfura o num maci o muito fracturado pode ser uma tarefa dif cil al m de diminuir a velocidade de avan o pode tamb m provocar desvios significativos e encravamentos Quando as descontinuidades s o interceptadas pelo equipamento de perfura o provoca mudan a de direc o do material de perfura o dando origem a um desvio Como normalmente interceptado um conjunto elevado de descontinuidades origina um efeito de desvio acumulado reunindo assim um desvio conjunto do conjunto de descontinuidades interceptadas Isto d origem a que o diagrama de fogo n o corresponda ao calculado porque a geometria do desmonte n o regular isto a dist ncia frente ou o espa amento entre furos no fundo do furo diferente da do topo da bancada Se essas descontinuidades forem de tal maneira irregulares pode provocar encravamento no material perfura o na medida em que como s o zonas fr geis do maci o necessitaria de uma menor for a de avan o e rota
52. que a energia libertada passe na totalidade ao maci o rochoso A grande quantidade de gases t xicos que este explosivo produz n o permite uma imediata desloca o ao local do desmonte para se verificar o seu estado pois necess rio esperar cerca de quatro a cinco minutos antes que se dissipe por completo na atmosfera ou que seja deslocado pelo vento para outra posi o A sua utiliza o tamb m limitada se existirem furos com gua pois ele dissolve se na gua raz o pela qual que n o sempre usado e Emuls o A emuls o composta por uma solu o de nitrato de am nio misturado com outros oxidantes dispersos numa fase aquosa que composta por uma mistura de minerais leos e cera Na figura 5 esquerda podemos ver um esquema demonstrativo desta mistura A mistura de leo e cera permite uma elevada superf cie de contacto com o oxidante a solu o de nitrato de am nio O que distingue a emuls o de outros explosivos l quidos a sua capacidade de detonar sem a adi o de um sensibilizante que por si s um explosivo 18 Para provocar a sua iniciac o necess rio criar pequenas cavidades na emulsdo em forma de microbaldes com um di metro com cerca de um d cimo de mil metro figura 5 direita Assim os microbal es atrav s da onda de choque provocada por um iniciador entram em rotura criando m ltiplos locais onde a temperatura suficientemente elevada para iniciar a combust o do explosivo
53. se os sismos os deslizamentos s bitos de massas rochosas ao longo de falhas geol gicas a crava o de estacas a demoli o de edif cios a utiliza o de equipamentos pesados diversos e de ve culos motorizados entre outros Esta acumula o acarreta um aumento das vibra es mec nicas como um agente de deteriora o ambiental com implica es na comodidade das pessoas causando danos em estruturas como a outros elementos sens veis s vibra es do conhecimento geral que s uma pequena parte da energia transmitida aos maci os convertida em energia s smica como tal estima se que apenas cerca de 5 a 15 da energia libertada pelas detona es de explosivos usada com a finalidade prevista a fragmenta o da rocha Sendo a restante percentagem da energia contida nos explosivos transferida ao ambiente circundante sob a forma de calor de ru do e de vibra es suscept veis de causar impactos significativos Existem factores que funcionam como atenuantes diminuindo assim as vibra es Entre esses factores encontra se a dist ncia fonte originadora da vibra o Figura 24 Bernardo P et al 2005 gt 68 83 AA AA M AANA KAA HAAN AAA AA AAA AA A Figura 24 Atenuac o das vibra es com a dist ncia Bernardo et al 2005 Detonac o 54 Esta situac o nem sempre se verifica pois em meios estratificados quand
54. seguintes etapas estudo da frente de desmonte antes do rebentamento com explosivos levantamento de descontinuidades execu o do plano de fogo acompanhamento do desmonte com explosivos assegurar o cumprimento na integra do plano de fogo recolha de dados gr ficos da pilha de desmonte imagens fotogr ficas da pilha de desmonte e an lise dos dados recolhidos Este estudo pode mostrar se relevante caso exista uma rela o entre os m todos pois da maior import ncia conseguir prever com efic cia a fragmenta o no desmonte de rocha com explosivos xi Keywords Blasting operations fragmentation grading analysis Abstract This work tries to demonstrate the compatibility between two different types of classifying the rock fragmentation located in the region of Recarei municipality of Paredes The monitoring of the blastings depends on availability the quality of the face line the weather conditions and the equipment used on site In a first approach this essay will describe the geological classification and the orientations of the breaking lines in the sites where the study was made later we will evaluate and use all the data collected in the methods that we are studying The purpose of this preparation is to demonstrate the existing relation between both evaluating methods for fragmentation in order to use them at the same time if possible Therefore it is crucial to monitor the blasting operations in order to recover
55. superficie extremamente diminuto Na figura seguinte podemos visualizar n o s o tipo de liga o utilizada mas tamb m o m todo de igni o usada Olofsson 2002 Figura 7 Liga o e uni o NONEL do desmonte Olofsson 2002 O tipo de liga o utilizada no caso em estudo denomina se em linha pois apresenta liga es ao longo da largura com um atraso para as linhas seguintes no primeiro furo de cada linha A linha do desmonte usada tamb m do tipo NONEL existem outros tipo de linha nomeadamente a el ctrica que usa o mesmo tipo de material que os detonadores e ligadores Assim para efectuar a sua liga o para a passagem da onda de choque necess rio um tubo de pl stico como se v no pormenor da figura 7 Este tubo tem um di metro exterior superior e o interior ligeiramente inferior para que os tubos dos ligadores entrem neste com uma certa press o 21 Ap s completo este processo s precisamos de uma fonte de energia para dar inicio ao desmonte de rocha para isso utilizado o DynoStart Este sistema ligado ao desmonte pelo tubo NONEL que iniciado atrav s de uma fa sca produzida pelo DynoStart directamente no tubo NONEL A figura 8 demonstra este processo 7 y 4 2 E Lo A Figura 8 Iniciac o do tubo NONEL pelo DynoStart Olofsson 2002 2 3 1 Temporizac o A temporizac o influencia a quantidade de bloc
56. transmitidas ao maci o como consequ ncia de uma detona o que actua num tempo considerado curto Essas vibra es podem ser classificadas em tr s grupos distintos e Continuas quando um determinado n vel de vibra o quase constante conservado por um extenso per odo de tempo quando maci os de funda o s o solicitados por uma ac o de m quinas de regime alternativo como bombas ou compressores em funcionamento regular Bernardo P et al 2005 53 e Transit rias se os n veis de vibra o derivam de um impacto s bito seguido de um tempo de repouso relativamente alongado caso de terrenos sujeitos a compactac o din mica ou a detonac o de cargas explosivas simult neas Bernardo P et al 2005 e Intermitentes caso se verifique uma sequ ncia de acontecimentos vibrat rios cada um dos quais com pequena dura o caso da detona o de cargas explosivas microrretardadas como este caso de estudo ou perfura es por percuss o Bernardo P et al 2005 Como se percebe para al m das detona es de cargas explosivas existe uma abund ncia de eventos que podem induzir um situa o semelhante de vibra o nos maci os Ter em conta as outras fontes muito importante quer para a an lise de condi es de acumula o de efeitos quer para estabelecer uma liga o apropriada entre os v rios impactos causados pelas referidas detona es No seio destas fontes acumulativas evidenciam
57. vencer uma frente menor podendo dar origem a projec es Este exemplo consegue obter directamente o tamanho dos blocos mas os par metros que o determina a carga espec fica n o ajudando na elabora o de outros par metros como os do diagrama de fogo para com mais pormenor obtermos a fragmenta o desejada Para este m todo ser bom relembrar algumas no es e 550 Coeficiente de dimens o dos blocos a dimens o em cent metros da malha quadrada do crivo pela qual 50 em peso do material existente na pilha Quando este valor conhecido f cil determinar a curva e o fuso granulom trico As experi ncias realizadas em diferentes locais mostram que o fuso granulom trico n o difere da figura 19 Percentagem de passados 350 100 0 1 0 37 0 15 20 25 30 35 40 45 60 80 100 CM Tamanho dos blocos 550 comprimento lateral Coeficiente do tamanho dos blocos 50 Figura 19 Curvas de distribuic o dos blocos por classe de acordo com a percentagem de volume total desmontado Kendall 1983 45 Os factores que condicionam a fragmenta o da rocha s o Caracter sticas do maci o rochoso fractura o Geometria da fura o desvios Carga espec fica utilizada Tipo de explosivo utilizado Distribui o das cargas Comprimento do Tamponamento Perfura o espec fica Dist ncia a frente Espa amento entre furos Ordem de detona o
58. 51 109 67 25 302 260 218 He 176 134 92 50 327 285 243 201 159 117 75 352 310 268 226 184 142 100 377 335 293 251 209 167 125 402 360 318 276 234 192 150 427 385 343 301 259 217 175 452 410 368 326 284 242 200 477 435 393 351 309 267 225 Figura 29 Liga o e temporiza o 71 Na inicia o realizada com detonadores n o el ctricos a temporizac o utilizada representada figura 29 organiza se em linhas corridas ao longo da frente livre do desmonte A escolha foi tomada por se tratar de uma forma simples de liga o sequencial sem sobreposi o de tempos que possibilita a cria o de novas frentes livres para a movimenta o de cada furo de modo que o furo seguinte da ordem de rebentamento possua sempre espa o para se deslocar Esta liga o minimiza poss veis cortes por fragmentos do pr prio desmonte devido a organiza o de tempos Neste caso s dois ligadores que ainda n o se tinham iniciado antes de detonar o primeiro furo proporcionando uma elevada diferen a entre a detona o do primeiro furo e a inicia o dos ligadores A temporiza o de cada furo numa sequ ncia deste tipo e a cria o de frentes livres adequadas ao movimento da rocha pela utiliza o de uma sequ ncia temporizada superior entre cada fiada de furos contribui para a melhoria da fragmenta o A liga o do desmonte realizada por uma nica pessoa para reduzir o risco de erros sendo verificada por outr
59. Atitude Pescontinuidade origem Espa amento Comprimento Curvatura Rugosidade Enchimento Presenga Observa es n D F L T R de dgua 1 0 5 N51E 70SE 0 Persistente D 1 1 Sim P2 0 7 N12E 44NW 0 1 0 2 Interceptada D 1 1 Rocha esmagada Sim 0 9 8 43NW 0 2 Interceptada D 1 1 Sim P4 1 4 N102E 79NW 0 5 Persistente D 1 1 N o P5 1 7 N15E 68NW 0 3 Interceptada D 1 T Sim P6 18 N18E 77NW 0 1 Interceptada D 1 1 Sim P7 2 1 N17E 75NW 0 3 Interceptada D 1 1 N o P8 3 2 N10E 65NW 1 1 Interceptada D 1 1 Sim P9 34 N57E 74SE 0 2 Interceptada D 1 2 Sim P10 3 9 N11E 71NW 0 5 Persistente D 1 1 Sim 11 4 0 111 76NW 0 1 0 1 Interceptada D 1 1 Rocha esmagada Sim P12 4 5 N106E 80NW 0 5 Interceptada D 1 1 Sim 41 espacamento m dio determinado somando todos os espacamentos a dividir pelo numero de intercepc es de todas as descontinuidades que interceptam a fita graduada para cada levantamento Palmstr m 2005 A posic o tridimensional do bloco num determinado espaco do macico rochoso pode ser calculada multiplicando o espacamento por tr s partindo assim do pressuposto que o bloco c bico Palmstr m 2005 e Quantidades m dias do explosivo Para obter a forca relativa em massa e a velocidade de detonac o procede se da mesma forma trocando os valores do peso espec fico pelos valores da forca relativa da velocidade de
60. Factor rocha Santos Teixeira Quartzito Tipo de rocha Quartzito Peso espec fico 2 7 M dulo de elasticidade 58 GPa Dados do esquema de furac o M dulo de deformac o 209 MPa Triangular ou quadrada 1 Di metro de furagao 89 Comprimento da carga 8 22 Descontinuidades Dist frente 3 5 Espa amento 0 3 m Espa amento 4 Inclina o 55 9 Precis o de furac o 0 1 Direc o da inclina o 280 Altura da bancada 10 02 Bloco in situ 0 03 Direc o de mergulho da face 8 Carga especifica 0 16 Carga especifica 0 44 Explosivos Carga por furo 61 43 Densidade 1 2 relativa 183 ANFO Vel detonac o nominal 5284 m s Vel detona o efectiva 5284 m s For a explosiva 1 83 120 33 kg ton kg m kg furo Curva granulom trica Curva granulom trica 100 80 60 Percentagem passados 40 20 0 0 4 0 6 0 8 Dimens o 1 2 Previs o da fragmentac o Percentagem blocos Percentagem ideal Percentagem finos 1 6 52 5 45 9 Caracter sticas ndice de desmonte Dimens o m dia fragmentos Exponente de uniformidade Tamanho caracter stico 7 63 22 cm 1 37 0 29 Esquema quadrado 1 Esquema triangular 1 1 Par metros fragmentac o desejados Percentagem passados Dimens o m 0 0 8 7 21 1 33 9 45 9 56 6 65 7 73 4 79 6 84 6 88 5 91 5 93 8 95 5 96 8 97 7 98 4 98 9 99 2 99 5
61. Instituto Superior de Engenharia do Porto DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA GEOTECNICA Qualidade da Fragmenta o no Desmonte de Rocha An lise Preliminar Jos Lu s dos Santos Teixeira nstituto Superior de Engenharia do Porto POLITECNICO DO PORTO 2010 Instituto Superior de Engenharia do Porto DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA GEOTECNICA Qualidade da fragmenta o no desmonte de rocha An lise Preliminar Jos Lu s dos Santos Teixeira 1000031 Projecto apresentado ao Instituto Superior de Engenharia do Porto para cumprimento dos requisitos necess rios obten o do grau de Mestre em Engenharia Geot cnica e Geoambiente realizado sob a orienta o do Eng Ant nio Rodrigues Vieira equiparado Assistente do Departamento de Engenharia Geot cnica do ISEP e do Doutor Jo o Paulo Meixedo Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Geot cnica do ISEP Presidente Doutor Helder Gil Igl sias de Oliveira Chamin Professor Coordenador Instituto Superior de Engenharia do Porto Doutor Jodo Paulo Meixedo dos Santos Silva Professor Adjunto Instituto Superior de Engenharia do Porto Engenheiro Ant nio Carlos Reis Galiza Carneiro Professor Adjunto Instituto Superior de Engenharia do Porto Mestre Maria Eug nia Oliveira Lopes Equiparada a Assistente Instituto Superior de Engenharia do Porto Engenheiro Ant nio Rodrigues Vieira Equiparado a Assistente Instituto Superior de Engen
62. NCADA TOTAL kg m kg kg m3 o rebentamento de rocha com maior n mero de furos e com o terceiro maior consumo de explosivo em termos absolutos mas com uma carga espec fica relativamente pequena N o existe muita de gua nos furos sendo poss vel cumprir com a quantidade de carga prevista no plano de rebentamento pelo que esperada uma fragmenta o com elevada qualidade Curva granulom trica a o 70 a a o 5 3 9 a 0 6 Dimens o m Figura 30 Gr fico do Kuz Ram do rebentamento de rocha n mero 31 13 O modelo Kuz Ram descreve uma curva suave onde se prev uma distribui o uniforme e regular com uma fragmenta o continua ao longo da curva o que na realidade n o se verifica pois tal como previsto obteve se uma fragmentac o excelente com uma dimens o m xima dos blocos muito reduzida Curva granulom trica Split a o E E 5 06 Dimens o m Figura 31 Grafico do SPLIT Desktop do rebentamento de rocha numero 31 O modelo de an lise de fragmentac o SPLIT Desktop apresenta uma curva com um inicio mais acentuado correspondendo a uma blocometria de menor dimens o e uma dimens o m xima da ordem de 0 70 m Curva granulom trica Percentagem passados 0 6 Dimens o m Figura 32 Gr fico resumo do rebentamento de rocha n mero 31 74 Quando comp
63. REBENTAMENTO COM 5 53 SISmIOBEdTIO va gt 58 4 2 Teoriavibrat ria edere que rae e e ERN 59 5 CASO DEESTUDO tei e CO ERE NA ERR 63 5 1 Hist ria e acessibilidade da zona em estudo 63 5 2 Enquadramento 64 5 3 Enquadramento geogr fico da zona em 22 0 ener enne nnns 64 5 4 Geologia regional ananas sane 65 5 5 Geologia localizada zona em 66 5 5 1 66 5 5 24 itoestratighati a tee rette ete a 67 5 5 3 gt 2 ee emassa 68 5 6 Aprecidcao dos m todos aia 69 561 Fragmenta o 70 6 AO COMPORTAMENTO DAS VIBRA ES sess 99 6 1 Avalia o dos resultados esses 103 f CONCLUS ES c sen totu ds di dd 107 B REFERENCIAS ae td beni hod tet 113 ANEXOS darias 117 xvi NDICE DE FIGURAS Figura 1 Direc o do diaclasamento Gustafsson 1973 11
64. a o e mesmo o diagrama de fogo para se fazer os ajustes necess rios para se conseguir um bom resultado na fragmenta o Olofsson 2002 10 A direcc o do diaclasamento pode ajudar ou prejudicar a fragmentac o No caso de descontinuidades horizontais vantajoso que os furos interceptem perpendicularmente a face da descontinuidade para que o explosivo possa actuar nas melhores condi es como se pode ver na figura 1 N o adequado Adequado Adequado Figura 1 Direc o do diaclasamento Gustafsson 1973 2 1 2 Perfura o A perfura o um dos par metros mais importante no desmonte em bancada sendo ele respons vel pela adequa o dos elementos j calculados no plano de fogo realidade em campo O bom manuseamento do equipamento n o s aumenta o rendimento de fura o como aumenta a esperan a de vida do equipamento de perfura o e do material de desgaste necess rio cumprir com o que est estipulado no plano de fogo como sejam as inclina es comprimentos de furos e di metro de fura o para se conseguir a melhor fragmenta o poss vel Existe uma tend ncia para aumentar o di metro de fura o conseguindo se assim aumentar a produ o mas mantendo a carga espec fica Este m todo tem consequ ncias directas na qualidade da fragmenta o porque se consegue uma diminui o do n mero de furos que resulta numa menor intercep o da fura o nos blocos que constituem a compartimenta
65. a o em alvenaria edif cios industriais menos recentes etc 1 0 Constru es refor adas Como edif cios com estrutura de bet o armado edif cios industriais de constru o recente etc B 3 0 IA 3 1 0 5 0 mm s IA 3 0 7 3 1 0 3 5 10 0 mm s mm s IA 3 0 7 3 1 0 7 0 30 0 mm s mm s 3 0 7 21 0 mm s Rocha e solos coerentes rijos v gt 2000 m s 2 0 Constru es que exigem cuidados especiais Monumentos e outro patrim nio hist rico sens vel hospitais habita es antigas centro hist ricos dep sitos de gua e chamin s em alvenaria etc B 0 5 IA 3 1 0 10 0 mm s 3 0 7 7 0 mm s Constru es correntes Como edif cios de habita o em alvenaria edif cios industriais menos recentes etc 1 0 IA 3 1 0 20 0 mm s 3 0 7 14 0 mm s Constru es refor adas Como edif cios com estrutura de bet o armado edif cios industriais de constru o recente etc B 3 0 IA 3 1 0 60 0 mm s 3 0 7 42 0 mm s 56 O processo de desmonte envolve um conjunto de opera es com uma sequ ncia de eventos que culmina numa explos o Esta explos o com origem dentro do maci o rochoso liberta press o em forma de gases por m na proximidade da detona o comprime e fragmenta um pequeno volume de rocha A press o diminui rapid
66. a profundidade mais lentas que as duas anteriores e as part culas movem se elipticamente no plano vertical e na mesma direc o da propaga o Na superf cie o movimento retr grado ao movimento da onda Para uma an lise total s o medidas tr s direc es de onda uma vertical outra longitudinal e outra transversal Normalmente a componente vertical dominante a dist ncias curtas por isso suficiente medir s essa onda Olofsson 2002 59 5 CASO DE ESTUDO 5 CASO DE ESTUDO 5 1 Hist ria e acessibilidade da zona em estudo Tal como referido no inicio do presente trabalho estudo tem como base a analise dos dados recolhidos durante a da escavac o em rocha para a implantac o de uma obra rodovi ria Para a recolha de dados sobre as caracter sticas geol gicas e os resultados dos rebentamentos na frente de escavac o houve necessidade de utilizar os tempos mortos da obra de forma a n o interferir com o normal andamento dos trabalhos O estudo foi realizado no trecho 2 41 PICOTO IC2 N DA ERMIDA IC25 que se inicia pr ximo do n A32 A42 e termina ap s o n de Aguiar de Sousa na zona de Orengas Recarei concelho de Paredes Este estudo teve os seguintes objectivos A Comparar dois modelos de avalia o da fragmenta o utilizando a simula o Kuz Ram e a an lise digital SPLIT Desktop de forma a validar a sua efic cia no controlo de fragmentac o na frente da obra
67. ac o na parte inicial De novo verifica se que a curva bastante extensa embora a partir dos 0 85 m a curva seja praticamente horizontal indicando que n o existem blocos acima dessa dimens o a Pd o E 5 g 2 a Curva granulom trica 06 Dimens o Figura 34 Grafico do SPLIT Desktop do rebentamento numero 33 77 O modelo SPLIT Desktop apresenta uma curva suave que estabiliza aos 0 7 com o seu final pr ximo de 0 8 m Curva granulom trica 120 7 100 2 60 411 j r Percentagem passados 20 0 0 2 04 0 6 08 1 1 2 Dimens o m Figura 35 Gr fico resumo do rebentamento de rocha n mero 33 Quando analisadas em conjunto as curvas s o quase coincidentes pr ximo do valor de 35 de passados com de dimens o inferior a cerca de 0 15 m afastando se me seguida at se voltarem a encontrar pr ximo do 0 7 m No trajecto afastado a curva SPLIT Desktop um pouco mais grosseira com um Kso pr ximo de 0 25 m enquanto no simulador Kuz Ram era indicado um valor de Kso ligeiramente superior a 0 2 m 78 A fragmenta o mais grosseira que o esperado resultante do rebentamento teve como prov vel origem a dificuldade de aplica o do explosivo nos furos com agua lama impossibilitando a coloca o das cargas nas condi es ideais Quadro 17 Percentagem de passados do rebentamento 33 0 0
68. acter sticas do tipo de material no qual se movimentam medida que se afastam da fonte de igni o as ondas ficam cada vez mais separadas e fracas tendo em conta as suas diferen as de velocidade propaga o e acabam eventualmente por desaparecer Leet 1960 57 4 1 Sism grafo O sism grafo o equipamento que tem como finalidade visualizar armazenar os dados s smicos Os registadores podem ser anal gicos ou digitais mas todos eles aplicam os seguintes funcionamentos e Amplifica o de Sinal o efeito aplicado amplitude do sinal original que foi captado pelo sensor e geralmente medida em dBs Decib is e Banda de Frequ ncia a faixa activa de opera o ou utiliza o em frequ ncia e medida em Hz e Marcas de tempo S o marcas temporais colocados nos registos para identificar o tempo de cada evento Normalmente s o marcas de segundos minutos horas ou c digos digitais de hora geradas por um rel gio Este rel gio sempre sincronizado com a hora universal UT Universal Time Hora do Meridiano de Greenwich Assim a hora universal utilizada pelos sism logos do mundo inteiro para padronizar o tempo dos registos sismogr ficos devido aos diferentes fusos hor rios e Ru do Ru do todo sinal indesej vel que esteja associado ao sinal original O sinal s smico geralmente est acompanhado de ru do o qual quando muito intenso pode prejudicar a leitura ou interpreta o do
69. agmentos 32 cm Espa amento 0 3 m Espa amento 4 2 Exponente de uniformidade 1 41 Inclinagao 50 Precis o de furac o 0 1 m Tamanho caracter stico 0 42 Direc o da inclina o 282 Altura da bancada 12 61 m Esquema quadrado 1 Esquema triangular 1 1 Bloco in situ 0 03 Direc o de mergulho da face 8 Carga espec fica 0 13 kg ton Carga espec fica 0 34 kg m Explosivos Carga por furo 67 47 kg furo Densidade 1 0 Forca relativa 136 ANFO Vel detonac o nominal 3996 m s Vel detonac o efectiva 3996 m s Forca explosiva 1 36 Curva granulom trica Curva granulom trica Percentagem passados Dimens o m 120 0 0 0 4 9 0 05 12 4 0 10 100 20 8 0 15 29 6 0 20 38 1 0 25 8 80 46 2 0 30 a 53 7 0 35 S 60 5 0 40 60 66 6 0 45 72 0 0 50 E 76 7 0 55 8 80 7 0 60 g UT 84 196 0 65 87 096 0 70 89 596 0 75 Uus 91 596 0 80 93 296 0 85 94 696 0 90 0 95 7 0 95 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 96 6 1 00 Dimens o ben 17970 KUZ RAM Projecto Tipo de rocha Desmonte n Propriedades da rocha Factor rocha Santos Teixeira Quartzito 50 Previs o da fragmentac o Percentagem blocos Percentagem ideal Percentagem finos 9 2 m 62 2 28 5 m Tipo de rocha Quartzito Peso espec fico 2 7 M dulo de elasticidade 58 GPa Dados do esquema de furac o M dulo de deformac o 209 MPa Triangular ou quadrada Di metro de fura
70. amente para valores inferiores for a compress o da rocha Neste ponto a rocha j n o fragmentada e a restante energia move se atrav s do maci o como onda de press o Esta press o percorre o maci o afastando se da zona que lhe deu origem at entrar em contacto com a frente livre a onda de press o reflectida para o interior do maci o como onda de tens o Atrav s do conjunto dos dois tipos de ondas o maci o fragmentado Contudo a restante onda de press o pode encontrar uma nova frente livre e reflectir outra vez podendo este processo repetir se varias vezes ainda usado um conjunto de retardos por furo em milissegundos conseguindo com isto aumentar as frentes de reflex o para que a detona o n o funcione como um todo mas sim como um conjunto de eventos separados melhorando a fragmenta o Esta t cnica permite tamb m reduzir a quantidade de energia em forma de vibra o que atravessa todo o maci o em redor sem produzir trabalho efectivo diminuindo desta maneira qualquer poss vel dano que possa ser obtido pela vibra o Na zona circundante do desmonte s parte do volume rodeada por frente livre Para o resto do maci o a press o diminui rapidamente para um estado de onda el stica tanto em profundidade como superf cie sendo esta onda o causador da vibra o que por vezes abala estruturas pr ximas da detona o As ondas el sticas movimentam se a uma determinada velocidade que depende das car
71. aqueza possui grande influ ncia na qualidade da fragmenta o e Desmontes consecutivos Na escava o de rocha por meios de explosivos os rebentamentos s o raramente realizados sem que o maci o n o tenha sofrido ac o do rebentamento anterior 3 2 2 Avalia o p s desmonte A avalia o p s desmonte definida atrav s de qualquer factor vari vel da rocha ou maci o rochoso que seja pass vel de ser medido e que seja um resultado directo do desmonte Os factores da avalia o s o decompostos nos seguintes pilha de escombro do desmonte e frente de desmonte e Pilha de escombro do desmonte Este factor afecta a escava o e o processamento do material do desmonte onde se incluem a selec o do material carregamento transporte e descarga sem esquecer os processos de britagem e Frente de desmonte Referimo nos aos par metros que necessitam de ser tidos em conta ap s a escava o e que afectam o novo ciclo de desmonte O desmonte n o s parte em torno do furo mas tamb m cria novas fracturas na nova frente e dilata as fracturas naturais descomprimindo o maci o Mesmo que o maci o rochoso seja pouco fracturado pode ocorrer que na nova zona de desmonte ou em parte dela o maci o se encontre com um n vel de factura o elevado 28 3 3 SPLIT Desktop SPLIT Desktop um assistente para a medic o da fragmentac o por computador Imagens digitais retiradas no campo s o analisadas para a determina o
72. aradas as duas curvas verificamos que existe uma aproximac o na percentagem de fragmentos com 0 2 m mas a partir deste ponto a analise do SPLIT Desktop mostra uma subida acentuada at proximo de 0 4 m altura em que a curva tende a aproximar se do patamar sem que contudo se sobreponha a curva Kuz Ram ja que a dimensdo maxima dos fragmentos termina nos 0 65 m E provavel que as diferencas encontradas nos dois m todos estejam relacionadas com a de dados no simulador Kuz Ram que dara origem a uma curva mais extensa com maior percentagem de fragmentos de maior dimens o Analisando a dimens o dos blocos verificamos que a avalia o SPLIT Desktop sobre os fragmentos resultantes do desmonte indica que 50 dos blocos possuem uma dimens o inferior a cerca de 0 22 m enquanto o simulador Kuz Ram indica o valor de m ximo de 0 32 m para a dimens o de 50 dos fragmentos esperados no desmonte Como j referido o SPLIT Desktop utilizado neste estudo o da vers o teste pelo que cont m uma limitac o quanto apresentac o da curva de finos Ainda assim dada a tend ncia de aproximac o das duas curvas na parte inferior do gr fico admite se que o erro de interpretac o n o seja significativo 75 A fragmentac o obtida com este desmonte foi aceitavel pelo que a avaliac o efectuada com SPLIT Desktop parece adequar se ao objectivo de controlo de qualidade em correntes nas mesmas condi es op
73. aramentos finais com maiores hip teses de mau funcionamento do desmonte A percentagem de calibres de maior dimens o aumenta usando a mesma carga espec fica A altura m xima da bancada condicionada pela efic cia do equipamento da capacidade do manobrador e do material de perfura o 15 Em certas ocasi es de satura o da capacidade do equipamento de perfura o por diminui o de rendimentos do mesmo a redu o da altura da bancada permite um aumento da produ o traduzindo se em metro c bico de material desmontado Gomes et al 2004 2005 e Subfurac o Entende se como subfura o a parte do furo que se prolonga al m da base da bancada Assim o centro de massa da carga de fundo encontra se ao n vel da base reduzindo vibra es devido ao seu menor confinamento e obtendo um corte mais regular pela base Gomes et al 2004 2005 e Dist ncia frente e Espa amento A rela o da divis o entre o espa amento e a dist ncia frente pode variar entre valores superiores e inferiores a 1 25 sem afectar os valores de carga e perfura o espec fica A rela o superior a 1 25 conduz a uma fragmenta o mais fina mas se a rela o for inferior a 1 25 recomendada quando se pretendem calibres maiores Gomes et al 2004 2005 A rela o da geometria utilizada no caso em estudo superior a 1 25 o que originou blocos de menores dimens es mas as geometrias utilizadas no mesmo desmonte podem variar pois
74. auga Canada Palangio T W amp Palangio T C 2005 Advanced automatic optical blast fragmentation sizing and tracking Brighton Conference Proceedings European Federation of Explosives Engineers 2005 Palmstrom A amp Singh R 2001 The Deformation Modulus of Rock Masses Tunneling and Underground Space Technology Vol 16 3 pp 115 131 Silva A amp F lix N 2008 Minerac o Romana no Concelho de Paredes Oppidum n mero especial http www rotadoromanico com Split Engineering LLC 2003 2004 Split Net Instrution Manual Split Engeneering Tucson USA Thornton D Kanchibotla S S Esterle J S A Fragmentation Model to Estimate ROM Size Distribution of Soft Rock Types Publica o das empresas Julius Kruttsschnitt Mineral Research Center DynoConsult CSIRO http www sciencedirect com 114 SITES PESQUISA http e geo ineti pt Consultado em 05 de Outubro de 2010 http www dynonobel com Consultado em 26 de Maio de 2010 http www orica com Consultado em 5 de Janeiro de 2010 http www scielo br Consultado em 12 de Marco de 2009 http www spliteng com Consultado em 16 de Marco de 2009 http www unb br Consultado em 30 de Novembro de 2009 http www geotecnia unb br Consultado em 14 de Janeiro de 2010 http www explosives com Consultado em 27 de Fevereiro de 2010 http www sciencedirect com Consultado em 10 de Marco de 2010 http www rotadoromanico com Consultado e
75. cada 12 44 m Esquema quadrado 1 Esquema triangular 1 1 Bloco in situ 0 03 Direc o de mergulho da face 8 Carga espec fica 0 14 kg ton Carga espec fica 0 36 kg m Explosivos Carga por furo 67 19 kg furo Densidade 1 0 For a relativa 139 ANFO Vel detona o nominal 4073 m s Vel detona o efectiva 4073 m s For a explosiva 1 39 Curva granulom trica Curva granulom trica Percentagem passados Dimens o m 120 0 0 0 5 5 0 05 13 7 0 10 100 22 8 0 15 32 0 0 20 40 8 0 25 8 80 49 1 0 30 a 56 7 0 35 S 63 5 0 40 60 69 5 0 45 E 74 7 0 50 E 79 1 0 55 8 82 9 0 60 g UT 86 196 0 65 88 896 0 70 91 096 0 75 E 92 8 0 80 94 3 0 85 95 5 0 90 0 i 96 5 0 95 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 97 2 1 00 Dimens o RAE ben 19 70 KUZ RAM Santos Projecto Teixeira Tipo de rocha Quartzito Desmonte 40 Propriedades da rocha Previs o da fragmentac o Factor rocha Percentagem blocos 5 4 m Tipo de rocha Quartzito Percentagem ideal 60 9 m Peso espec fico 2 7 Percentagem finos 33 7 m M dulo de elasticidade 58 GPa Dados do esquema de furac o M dulo de deformac o 209 MPa Triangular ou quadrada 1 Di metro de furag o 89 mm Comprimento da carga 11 18 m ndice de desmonte 7 63 Descontinuidades Dist frente 3 7 m Dimens o m dia fragmentos 29 cm Espa amento 0 3 m Espa amento 4 2 Exponente de uniformidade 1 41 Inclinagao 70 2 Pre
76. cis o de furac o 0 1 m Tamanho caracter stico 0 38 m Direc o da inclina o 285 Altura da bancada 12 98 m Esquema quadrado 1 Esquema triangular 1 1 Bloco in situ 0 03 m Direc o de mergulho da face 8 Carga espec fica 0 14 kg ton Carga espec fica 0 37 kglm Explosivos Carga por furo 74 55 kg furo Densidade 1 1 For a relativa 153 ANFO Vel detona o nominal 4442 m s Vel detona o efectiva 4442 m s For a explosiva 1 53 Curva granulom trica Curva granulom trica Percentagem passados Dimens o m 120 0 0 0 5 6 0 05 14 3 0 10 100 23 9 0 15 33 7 0 20 43 1 0 25 8 80 51 7 0 30 a 59 6 0 35 S 66 5 0 40 E 60 72 6 0 45 77 7 0 50 E 82 0 0 55 8 85 7 0 60 E 88 6 0 65 91 1 0 70 93 0 0 75 94 6 0 80 95 8 0 85 96 8 0 90 0 i 97 6 0 95 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 98 2 1 00 Dimens o ben 2 0 KUZ RAM Santos Projecto Teixeira Tipo de rocha Quartzito Desmonte 43 Propriedades da rocha Previs o da fragmentac o Factor rocha Percentagem blocos 8 5 m Tipo de rocha Quartzito Percentagem ideal 62 0 m Peso espec fico 2 7 Percentagem finos 29 6 m M dulo de elasticidade 58 GPa Dados do esquema de furac o M dulo de deformac o 209 MPa Triangular ou quadrada 1 Di metro de furag o 89 mm Comprimento da carga 10 81 m ndice de desmonte 7 63 Descontinuidades Dist frente 3 7 m Dimens o m dia fr
77. com velocidade s smica superior a 2000 m s e um alfa igual a dois constru es refor adas como edif cios com estrutura de bet o armado ou edif cios industriais de constru o recente etc com beta igual a tr s e por ltimo com um n mero m dio de solicita es di rias inferior a tr s De notar que o uso de detonadores n o el ctricos permite detonar cada furo com um tempo diferente assegurando assim que a quantidade de carga instant nea igual carga por furo Seria espect vel que medida que os rebentamentos se fossem aproximando do local onde se situa o sism grafo os valores da vibra o aumentassem se as cargas instant neas forem aproximadamente iguais No entanto tal n o se verifica o que permite concluir que o factor dist ncia n o o nico a interferir com a intensidade das vibra es produzidos pelos rebentamentos Verifica se por isso que o coeficiente de dissipa o da rocha K tem um comportamento irregular Contudo existem cinco rebentamentos onde foi poss vel obter um valor de K entre 18 e 26 em resultado de velocidades de vibra o da part cula entre 2 42 mm s e 9 25 mm s A carga espec fica destes cincos rebentamentos variou entre 0 32 e 0 37 kg m Curiosamente o menor valor de 103 velocidade de vibrac o foi obtido com a carga espec fica mais elevada e corresponde tamb m ao menor valor Daqui conclu se que a carga espec fica mais elevada poder ser a que melhor comportamento poss
78. daptados por sua vez a cada situa o ap s alguns rebentamentos para desta maneira aumentarem o n vel de confian a deste m todo Esta dimens o dos blocos tem significado para o processo de carga e transporte como tal devemos ter especial aten o ao dimensionamento do plano de fogo n o s para se obter os calibres desejados mas tamb m para uma redu o de custos Neste m todo a correla o entre o tamanho dos blocos que resultam do desmonte com explosivos e a carga espec fica conseguida atrav s da utiliza o de tempos com micro retardos e com dist ncias frente entre 10 e 0 25 m com alturas de bancadas que respeitam k 3V figura 18 Tamanho dos blocos L em o V 10m 33 0 pgs 77725m 8 2 0 age 50 u i uw 204 10 25 0 8 Ft TRA 05 10 05 0 5 Ibs cu yd 1 0 3 04 0 5 0 6 07 kg m 0 8 Carga espec fica q Figura 18 Liga o entre o tamanho dos blocos do desmonte e a carga espec fica Langefors e Kihlstr m 1967 44 Podemos desde ja sem efectuar quaisquer testes dizer tamanho dos blocos diminui com uma alta carga especifica e com distancias a frente pequenas Uma grande carga especifica significa blocos mais pequenos mas obt m se projec es indesej veis o mesmo se passa com a diminui o da dist ncia a frente pois a mesma carga espec fica tem que
79. ength Timescale 4 i i i 1 1 4 1 4 5 E rss i i 1 1 q 1 es 1 seua J f ES 1 i ee i i 4 i wy coed Ae Pec 1 o E 2 aCe Da i 7 Estas oo A i E PU i D n h 1 i i xem n 5 4 1 gt A i i i oa EX A 5 2759 ie MES D a 1 sonansa 1 E 1 1 1 1 1 1 a s Yet ado 5 2 2 1 1 1 1 pa 1 1 1 i L i i lt u i Tem an mer mme 770 1 i ES i puma meg i i i i i 1 1 1 1 1 4 6 EEE i i 1
80. ens o m Figura 39 Gr fico do Kuz Ram do rebentamento de rocha n mero 35 O simulador Kuz Ram tem uma curva com inclina o t pica e pr xima do indicado para os rebentamentos anteriores com um patamar na fase final da curva pr ximo de 0 9 m Contudo o resultado observado na pilha do rebentamento semelhante pois detectaram se alguns blocos com dimens es pr ximas de 1 Curva granulom trica E 2 Split Percentagem passados 3 5 0 6 Dimens o m Figura 40 Gr fico do SPLIT Desktop do rebentamento de rocha n mero 35 83 an lise SPLIT Desktop descreve uma curva com desenvolvimento suave que horizontalizar por volta dos 0 5 m Curva granulom trica a 5 2 06 Dimens o m Figura 41 Gr fico resumo do rebentamento de rocha n mero 35 Analisando as duas curvas verificamos que se encontram praticamente sobrepostas com uma ligeira separa o nos blocos de dimens o inferior a 0 2 m valor que corresponde ao Kso para os dois casos Quadro 21 Percentagem de passados do rebentamento 33 0 0 9 9 23 3 36 7 41 4 49 0 49 8 59 7 58 6 68 7 67 0 76 1 74 6 82 0 81 1 86 6 86 3 90 1 90 3 92 8 92 5 94 8 94 7 96 3 95 8 97 4 96 9 98 2 97 9 98 7 98 7 99 1 99 2 99 4 99 6 99 6 100 0 99 7 100 0 99 8 99 9
81. eracionais Quadro 15 Percentagem de passados do rebentamento 31 0 0 5 4 13 3 21 8 30 9 30 5 40 9 38 9 53 0 46 7 65 5 54 0 76 8 60 5 85 4 71 6 95 5 76 1 98 1 80 0 99 7 83 4 100 0 86 3 88 7 90 7 92 4 93 9 95 0 96 0 96 8 Avaliando o quadro anterior verifica se que na an lise do SPLIT Desktop encontramos 95 5 dos blocos com dimens o inferior a 0 5 m em compara o com os 71 6 do simulador Kuz Ram e An lise da fragmenta o do rebentamento n mero 33 Quadro 16 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha ALTURA EXPLOSIVO CARGA DATA REBENTAMENTO ESPASAMENTO AFASTAMENTO MEDIA por ruro EXPLOSIVO een BANCADA TOTAL kg m kg kg m3 3s um 9 76 Este rebentamento mant m a carga especifica num valor m dio dentro dos rebentamentos estudados Contudo n o foi possivel cumprir com o plano inicial porque se utilizou na maior parte dos furos e em quase todo o seu comprimento a emuls o encartuchada devido quantidade de gua Curva granulom trica 120 100 80 60 40 Percentagem passados 20 0 Kuz ram 0 6 0 8 1 1 2 Dimens o Figura 33 Gr fico do Kuz Ram do rebentamento n mero 33 O simulador Kuz Ram apresenta uma curva com uma subida r pida mostrando uma boa fragment
82. ernas Divis o de Minas e Pedreiras do Instituto Geol gico e Mineiro 1998 Gomes L Carneiro amp Vieira A 2004 2005 Desmonte com Explosivos Instituto Superior de Engenharia do Porto Sebenta Gomes L Carneiro amp Vieira A 2004 2005 Desmonte com Explosivos Il Instituto Superior de Engenharia do Porto Sebenta Gustafsson R 1973 Swedish Blasting Technique Nora Boktryckeri AB Nora Herrmann C 1968 Manual de Perfura o de Rocha Segunda edi o Editora Poligno S o Paulo 113 Holmberg R 2000 Explosives amp Blasting Technique A A Balkema Netherlands http www sciencedirect com Kinney F 1962 Explosives socks in Air Primeira edi o The Macmillan Company New York Langefors amp Kihlstr m 1963 The Modern Technique of Rock Blasting Segunda edi o Almqvist amp Wiksell Stockholm Leet L D 1960 Vibrations from Blasting Rock Library of Congress Catalog United States of America Morais J L 8 Gripp M 2004 Fundamentos para Simula o dos Desmontes de Rocha por Explosivos R Esc Minas de Ouro Preto pp 241 248 Publicac o Moser P et al 2007 Fourth EFEE World Conference on Explosives and Blasting European Federation of Explosives Engineers UK Olofsson S O 2002 Applied Explosives Technology for Construction and Mining Applex AB Sweden Orica 2001 Orica Loggers Paper Packaged Detonator Sensitive Emulsion Explosive Orica Canada Inc Mississ
83. escontinuidades 68 Quadro 11 Par metros das vari veis do 69 Quadro 12 Quadro resumo das caracter sticas do desmonte de rocha 70 Quadro 13 Quadro resumo das caracter sticas do desmonte de rocha 71 Quadro 14 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha 73 Quadro 15 Percentagem de passados do rebentamento 31 76 Quadro 16 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha 76 Quadro 17 Percentagem de passados do rebentamento 33 79 Quadro 18 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha 79 Quadro 19 Percentagem de passados do rebentamento 34 82 Quadro 20 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha 82 Quadro 21 Percentagem de passados do rebentamento 33 84 Quadro 22 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha 85 Quadro 23 Percentagem de passados do rebentamento 37 87 Quadro 24 Parte do quadro resumo das caracter sticas do desmonte de rocha 88 Quadro 25 Percentagem de passados do rebentamento 40 90 Quadro 26 Parte do quadro resumo das ca
84. haria do Porto Dedico este projecto minha m e pois para mim um s mbolo do meu esfor o e empenho e est sempre presente nos momentos mais importantes da vida Dedico tamb m este projecto minha esposa pelo apoio que ela me deu durante a realiza o deste projecto pela paci ncia e motiva o que me proporcionou N o posso deixar de mencionar que dedico tamb m a uma amiga que esteve ao meu lado sempre com uma palavra de apoio e carinho obrigado Sara vii Agradecimentos O presente trabalho resulta da conjugac o de diversos apoios e incentivos oferecidos ao autor que desta forma pretende expressar a sua gratid o e reconhecimento de todos os que contribu ram para a elaborac o deste projecto Ao Eng Ant nio Vieira ISEP que me orientou e ajudou ao longo deste longo percurso com concelhos e informa es indispens veis para o desenvolver deste trabalho Ao Professor Doutor Jo o Paulo Meixedo ISEP pela sua orienta o e apoio levando a bom porto este projecto Pelas s bios conselhos que foi transmitindo ao longo do tempo de Mestrado e pelo apoio esfor o e dedica o que demonstrou sempre que necessitei da uma opini o ou conselhos Ao Professor Doutor H lder Chamin ISEP pelo esfor o desempenhado nesta recta final na avalia o e caracteriza o dos dados examinados neste trabalho Eng Ana Pires pela considera o e motiva o que me transmitiu ao longo de todo este trajecto unive
85. i i i i A AS o aaa er baden i i Pa EA ELENA LE IR Be RN COE ap i i i i i i i i att ere E TR UN d Qe ee ee cme IRAN eget N i i i i i i i doo odo odo bob ioo 4 1 4 t 54 1 1 2 E i i Ei i i i i a i i i i i i Wet ds do A G2 1x9 ee ES i i CRM SUE dee T TA A Qm PELIS coal TARA ALAS tcu ER AA i i IUIUS NE AA ESET OH aber Ml ESC SS M EE UE ca 1 i i i 2 1 1 e i h i i 5 s i i i 1 1 e 0 55 gt i i l _____ r 3h 445 2w ED i i i i i i i i mo i i i i 3 992 1 1 1 i i i RNA dd m qt nee i i i i i M Pres TA E T IE E
86. imens o pr xima de 1 Curva granulom trica a a E 0 6 Dimens o m Figura 43 Gr fico do SPLIT Desktop do desmonte de rocha numero 37 A curva da an lise SPLIT Desktop apresenta se igualmente com inclina o pouco acentuada prolongando se at pr ximo de 1 1 m Admitindo que esta curva o resultado de uma an lise correcta confirma se a tend ncia para uma pior fragmenta o com origem no maior afastamento e utiliza o de ANFO com explosivo principal Curva granulom trica Percentagem passados 8 8 5 0 6 Dimens o m Figura 44 Gr fico resumo do desmonte de rocha n mero 37 86 As duas curvas apresentam uma curvatura semelhante tendo o modelo SPLIT Desktop um inicio com maior percentagem de blocos menores As curvas cruzam se por volta dos 0 3 m mantendo posteriormente um paralelismo a uma dist ncia muito pr xima uma da outra As duas t m como limite m ximo dos 1 1 m com uma diferen a da percentagem de passados muito reduzida Examinando a dimens o dos blocos verificamos que a avalia o SPLIT Desktop e o Kuz Ram conseguem valores semelhantes dos fragmentos resultantes do desmonte com 50 de passados inferior a 0 3 me 0 31 m respectivamente Na realidade a avalia o visual do resultado do rebentamento n o evidencia uma fragmenta o t o grosseira facto que se atribui numa m recolha de dados para o
87. interesse assim foi elaborado uma an lise de vibra es com o objectivo caracterizar a onda vibrat ria que produzida pelo rebentamento de explosivos aplicando a f rmula de Langefors determinando com isso o factor de transmissibilidade do maci o rochoso O trabalho de campo acima descrito foi realizado em dois per odos em Dezembro de 2009 e Setembro Abril de 2010 2 2 FRAGMENTA O A fragmenta o pode ser caracterizada pelo tamanho dos blocos depois do desmonte de rocha Gustafsson 1973 ou pode ainda dizer se que a rela o econ mica de uma determinada granulometria de um definido volume de rocha Franklin 1996 A granulometria da rocha desmontada deve ser adaptada as opera es a jusante e com uma qualidade da fragmenta o adequada ao fim a que se destina Neste caso existe um limite m ximo do tamanho dos blocos produzidos no desmonte que caso n o seja cumprido s o necess rios trabalhos posteriores fragmenta o secund ria que vai resultar em custos financeiros elevados Ela influ ncia todos os trabalhos desde o planeamento do diagrama de fogo at a carga e transporte sendo o elemento mais importante a controlar para obter o resultado final esperado A fragmenta o depende de v rios factores como estado de fractura o natural do maci o caracter sticas f sico mec nicas do maci o rochoso condi es atmosf ricas tipo de equipamento utilizado carga espec fica perfura
88. ist frente Espa amento 0 3 m Espa amento Inclina o 75 9 Precis o de furac o Direc o da inclina o 290 Altura da bancada Bloco in situ 0 03 Direc o de mergulho da face Carga especifica Carga especifica Explosivos Carga por furo Densidade 1 0 relativa 136 ANFO Vel detonac o nominal 3984 m s Vel detona o efectiva 3984 m s For a explosiva 1 36 100 Percentagem passados Santos Teixeira Quartzito de fura o 1 89 8 48 3 7 4 2 0 1 10 28 8 0 12 0 33 52 83 31 3 m 33333 kg ton kg m kg furo Curva granulom trica Curva granulom trica 0 6 Dimens o m Kuz ram Previs o da fragmentac o Percentagem blocos Percentagem ideal Percentagem finos 9 3 60 2 30 5 Caracter sticas ndice de desmonte Dimens o m dia fragmentos Exponente de uniformidade Tamanho caracter stico 7 6262 32 1 35 0 42 m cm Esquema quadrado 1 Esquema triangular 1 1 Par metros fragmentac o desejados Percentagem passados Dimens o m 0 0 5 4 13 3 21 8 30 5 38 9 46 7 54 0 60 5 66 4 71 6 76 1 80 0 83 4 86 3 88 7 90 7 92 4 93 9 95 0 96 0 96 8 97 4 0 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 0 85 0 90 0 95 1 00 1 05 1 10 KUZ RAM Projecto Tipo de rocha Desmonte n Propriedades da rocha
89. lar 1 1 Par metros fragmentac o desejados Bloco Ideal Finos 0 8 m 0 6 m 0 2 m Percentagem passados Dimens o m 0 0 8 890 21 5 34 7 47 1 58 1 67 4 75 1 81 3 86 1 89 8 92 7 94 8 96 3 97 4 98 2 98 8 99 2 99 4 99 6 99 8 99 8 99 9 0 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 0 85 0 90 0 95 1 00 1 05 1 10 Propriedades da rocha Factor rocha KUZ RAM Projecto Tipo de rocha Desmonte n Santos Teixeira Quartzito Tipo de rocha Quartzito Peso espec fico 2 7 M dulo de elasticidade 58 GPa Dados do esquema de furac o M dulo de deformac o 209 MPa Triangular ou quadrada 1 Di metro de furac o 89 Comprimento da carga 7 4 Descontinuidades Dist frente 3 5 Espacamento 0 3 m Espacamento 4 Inclinagao 79 Precis o de furac o 0 1 Direc o da inclina o 285 Altura da bancada 9 2 Bloco in situ 0 03 Direc o de mergulho da face 8 Carga especifica 0 17 Carga especifica 0 45 Explosivos Carga por furo 57 55 Densidade 1 3 Forca relativa 195 ANFO Vel detonac o nominal 5600 m s Vel detonac o efectiva 5600 m s Forca explosiva 1 95 35 kg ton kg m kg furo Curva granulom trica Curva granulom trica 120 100 80 60 40 Percentagem passados 20 0 0 4 0 6 0 8 Dimens o 1 2 Previs o da fragmentac o
90. m xima dos blocos menor que 1 1 m Curva granulom trica a a E 5 0 6 Dimens o Figura 49 Grafico do SPLIT Desktop do rebentamento de rocha numero 43 A an lise com SPLIT Desktop apresenta uma curva com um inicio acentuado que termina na horizontal por volta dos 0 70 A dimensdo maxima dos blocos de pouco mais de 0 70 aparentemente de acordo com que observado Curva granulom trica Percentagem passados 0 6 Dimens o Figura 50 Grafico rebentamento rocha numero 43 92 Analisando as duas curvas verificamos que se mant m quase paralelas embora SPLIT Desktop termine antes do 0 8 A dimens o maxima no SPLIT Desktop um pouco mais de 0 7 aceitando se este valor tendo em conta o que se visualizou na pilha Apresenta mais de 50 de blocos de dimens o inferior 0 23 enquanto o simulador Kuz Ram indicava um de 0 34 Quadro 27 Percentagem de passados do rebentamento 43 0 0 4 9 12 4 20 8 38 2 29 6 46 6 38 1 55 5 46 2 64 7 53 7 73 2 60 5 80 4 66 6 85 8 72 0 90 2 76 7 93 4 80 7 96 6 84 1 98 7 87 0 99 9 89 5 100 0 91 5 93 2 94 6 95 7 96 6 97 3 97 9 Analisando quadro anterior verificamos que a avaliac o SPLIT Desktop mostra 90 2 de blocos
91. m 8 de Abril de 2010 http www univ ab pt Consultado em 03 de Outubro de 2010 http www geotecnia unb br Consultado em 14 de Janeiro de 2010 115 ANEXOS 1 CURVAS GRANULOMETRICAS DO SPLIT DESKTOP Size Distribution C E u c spur Size Distribution Percent Passing Size m Pur image Analysis Systems Soft Size Distribution 100 80 60 40 Percent Passing 20 Mp Lal mape System Service Size Distribution Percent Passing Size m Seu Dial image Analysis Systems Software Service Size Distribution 100 80 60 40 Percent Passing 20 Size Distribution 100 80 60 40 Percent Passing 20 Size Distribution Percent Passing Size m Size Distribution Percent Passing Size m image mice 2 VALORES DE CALCULO KUZ RAM CURVA GRANULOMETRICA KUZ RAM Projecto Tipo de rocha Desmonte n Propriedades da rocha Factor rocha Tipo de rocha Quartzito Peso especifico 2 7 M dulo de elasticidade 58 GPa Dados do esquema M dulo de deformac o 209 MPa Triangular ou quadrada Di metro de fura o Comprimento da carga Descontinuidades D
92. m s com di metros de furo de 250 mm mas com di metros de fura o inferiores a 25 mm a detona o n o est vel Assim conclu mos que o ANFO apresenta maiores vantagens quando usado em di metros de fura o de maior di metro em maci os sem humidade O ANFO apresenta uma impermeabilidade extremamente baixa por isso caso o seu carregamento seja realizado em furos com gua necess rio encamisar o furo protegendo o assim da gua Olofsson 2002 2 3 Acess rios de tiro Todos os acess rios de tiro utilizados no caso em estudo s o do tipo n o el ctricos mais propriamente do sistema NONEL Nonelectric Blast Initiation System Este sistema vantajoso quando aplicado em diagramas de fogo em que o comprimento largamente excede a largura como no desmonte em valas pois o desmonte fica extremamente limitado com detonadores de el ctricos devido ao seu limitado n mero de tempos Este sistema permite um n mero ilimitado de tempos consistindo num detonador no fundo do furo com uma temporiza o de 475 milissegundos outras temporiza es est o dispon veis e um ligador na superf cie de cada furo com temporiza es de 17 25 42 e 67 milissegundos outras temporiza es est o dispon veis 20 A temporizac o por furo a soma do detonador no fundo do furo o ligador na superficie do mesmo Assim como a diferenca de tempo entre o detonador o ligador significativa o perigo de corte de liga es
93. metro do furo maior ser o calibre do material desmontado 13 Controlo de vibra es utilizando as boas t cnicas de inicia o as vibra es provocadas no maci o rochoso ser o tanto maiores quanto maior for o di metro do furo di metro do explosivo Controlo das projec es quanto maior o di metro maior ser a concentra o de carga no furo como tal aumentar o perigo de projec es no caso de desvio de fura o ou mau tamponamento Altura da bancada o aumento da altura da bancada obriga para se reduzirem os desvios de fura o excepto quando a perfura o feita com martelo de fundo de furo o uso de material de perfura o a o de maior di metro o que implica um maior di metro de furo Gomes et al 2004 2005 e Inclina o dos furos A execu o de furos verticais mais f cil de realizar do que furos inclinados mas o risco de se obter irregularidades na base da bancada e de resultar num corte incompleto elevado Se j existe uma base irregular devido a desmontes anteriores com furos verticais eles v o continuar ao longo de todas as fiadas porque o corte na base feito por ngulos rectos A figura 3 mostra um desmonte com irregularidade na segunda fiada e que continua para as seguintes Furos verticais Inclina o 1 2 Figura 3 Com furos inclinados os rap s desaparecem ap s uma ou duas fiadas Langefors Kihlstr m 1967 14 Como os furos inclinados
94. midade existindo inclusive 3 rebentamentos onde as curvas praticamente coincidem rebentamentos n 34 35 e 37 Nos restantes rebentamentos verifica se uma diferen a no di metro m dio dos blocos de cerca de 0 1 m O m todo de avalia o SPLIT Desktop d indica o de blocos de menor dimens o De um modo geral tamb m se verifica que o simulador Kuz Ram indica a exist ncia de blocos com dimens o ligeiramente acima de 1 1 m em todas as curvas analisadas enquanto na an lise SPLIT Desktop esse valor situa se geralmente abaixo de 1 m s o ultrapassando nos rebentamentos 37 e 40 Pelo facto da curva Kuz Ram se desenvolver em patamar na fase superior indicando uma pequena quantidade de blocos de dimens o superior a 1 m leva nos a concluir que a diferen a relativa entra as duas curvas n o tem um significado elevado nos resultados do rebentamento De qualquer modo de real ar que a curva Kuz Ram tem pouca varia o na dimens o m xima dos blocos independentemente da dimens o do bloco in situ As varia es mais significativas no desenvolvimento de diferentes curvas s o s observadas na percentagem de blocos de maior dimens o que vai aumentando sempre que aumenta a dimens o do bloco in situ O simulador Kuz Ram est estruturado de modo a desenhar uma curva completa em todas as situa es avaliadas pelo que as diferen as de resultados em fun o dos modelos de rebentamento utilizados s podem ser avaliadas no relat rio a
95. mstr m 2001 Quartzito 209 58 276 Granito 154 48 313 Micaxisto 104 39 374 Estes factores apresentam uma elevada import ncia no desenvolvimento do c lculo provocando altera es significativas no resultado final 39 Descontinuidades Realiza se um estudo das descontinuidades atrav s da t cnica de amostragem linear que consiste em colocar uma fita graduada em faces expostas do macico e registar algumas caracter sticas geom tricas e mec nicas de todas as descontinuidades por ela intersectadas como se pode verificar na figura 16 Figura 16 T cnica de amostragem linear a Descontinuidade interceptada b descontinuidade persistente espacamento d espacamento principal e familia principal f fam lia secundaria Latham 2006 Ao realizar o estudo das descontinuidades foi elaborado o seguinte quadro com todos os par metros do macico rochoso como demosntra o exemplo do levantamento do macico em estudo do desmonte n mero 31 40 Quadro 7 Exemplo do levantamento das descontinuidades do maci o em estudo GEOMEC NICA FICHA DE LEVANTAMENTO N 1 Data 04 11 2009 Coordenadas do Ponto de Origem da Fita O Orienta o do Perfil N314E da Scanline Tipo Ligeiramente alterada Localiza o 41 Alterac o Class w2 Litologia Quartzito Tipo de descontinuidade Diaclase Dist ncia
96. nador e o cartucho de explosivo que o primeiro a entrar at ao fundo do furo Ap s esta opera o insere se no furo a restante carga de fundo constitu da por emuls o encartuchada e consequentemente carrega se com o ANFO a granel at ao tamponamento desejado Este trabalho repetido para todos os furos com a excep o de furos com gua estes devem ser carregados com cartuchos at o furo n o conter gua ou at se obter o tamponamento desejado 12 2 1 4 Par metros geom tricos O prop sito do desmonte em bancada facilitar a fracturac o e deslocar a massa de rocha para ser carregada Existem v rios par metros que influenciam a fragmentac o no desmonte em bancada sendo os mais importantes as propriedades do macico e a geometria do diagrama de fogo Descrevo as terminologias do diagrama de fogo que se apresentam na figura seguinte Espacamento Nivel da bancada 7 Dist frente Frente livre Altura da P d bancada 447775 Figura 2 Geometria do desmonte em bancada Latham et al 2006 e Di metro do furo A escolha do di metro do furo depende muito do volume pretendido a desmontar num determinado per odo de tempo Para um dado equipamento de perfurac o quanto maior for o di metro do furo praticado maior ser a produc o em de rocha desmontada A escolha do di metro do furo condicionada por v rios factores tais como Fragmentac o pretendida quanto maior o di
97. nciado uma fragmenta o de 0 19 m enquanto o rebentamento 40 evidenciou um de 0 22 m Outra an lise poss vel a compara o entre os rebentamentos 33 e 50 com cargas espec ficas tipo de explosivo e reas desmontadas por furo significativamente diferentes No caso do desmonte 33 foi utilizada a emuls o a rea desmontada foi de 4 x 3 5 m a carga espec fica 0 338 kg m e resultou um de 0 25 m J o desmonte 50 utilizou ANFO uma rea desmontada de 4 3 x 3 7 uma carga espec fica de 0 305 kg m3 e produziu um Kso de 0 19 m Conclui se tamb m que as altera es introduzidas no conte do da carga de coluna por exist ncia de gua nos furos n o dever ter interferido significativamente com o resultado dos rebentamentos uma vez que os rebentamentos n 35 onde se utilizou emuls o e o rebentamento n 37 onde se utilizou o ANFO apresentam valores id nticos do Kso Perante estes dados poder se concluir que a fragmenta o obtida nos diversos rebentamentos se encontra condicionada pela geologia particular de cada local e grau de fractura o n o tendo nos casos analisados sido encontrado um padr o de comportamento associada carga espec fica tipo de explosivo rea desmontada por furo ou presen a de gua nos furos Durante a investiga o relativa fragmenta o foi tamb m analisado o comportamento das vibra es no tipo de maci o rochoso em que se realizaram os rebentame
98. nexo curva A utiliza o do software SPLIT Desktop para avalia o da fragmenta o dos rebentamentos de rocha com explosivos parece ser um m todo adequado embora para que os resultados sejam mais fi veis seja necess rio realizar um razo vel n mero de fotografias quer da parte superior da pilha quer da parte interior durante a fase de movimenta o 107 E ainda possivel concluir que o simulador Kuz Ram quando obtidos os dados reais das circunst ncias particulares de cada rebentamento pode ser um bom indicar da previs o de fragmentac o O trabalho n o foi conclusivo quanto variac o da fragmentac o decorrente da variac o da carga espec fica De facto porque a recolha de dados decorreu em ambiente de produ o as altera es introduzidas aos diferentes rebentamentos originaram sempre circunst ncias diferentes N o existem por isso dois rebentamentos completamente iguais o que para um trabalho de an lise uma situa o desfavor vel Os rebentamentos n 34 e 35 com cargas espec ficas diferentes 0 37 e 0 32 kg m respectivamente apresentam um Kso de 0 22 m nos dois modelos de an lise Outro exemplo interessante a compara o entre os rebentamentos n 50 e 40 com cargas espec ficas respectivamente de 0 30 e 0 37 kg m O rebentamento 50 foi o que utilizou menor carga espec fica de todos os realizados e uma rea desmontada superior aos restantes tendo na an lise com SPLIT Desktop evide
99. no desmonte n mero 35 no qual s usado emuls o os valores s o mais elevados logo esperada a melhor qualidade na fragmenta o neste desmonte A velocidade de detonac o nominal e efectiva s o exactamente iguais porque n o existem dados para o diferenciar como tal a forca relativa e explosiva consequentemente igual 5 6 1 Fragmentac o No quadro que se segue apresenta se a identifica o temporal as caracter sticas geom tricas e a quantidade de explosivo de cada desmonte de rocha Quadro 12 Quadro resumo das caracter sticas do desmonte de rocha 04 11 2009 3 700 00 06 01 2010 2 672 46 08 01 2010 2 699 82 13 01 2010 3 357 08 29 01 2010 4 087 44 04 02 2010 4 489 98 18 03 2010 3 120 15 14 04 2010 2 359 84 O espa amento e o afastamento apresentam pequenas varia es resultantes dos ajustes que necess rio realizar para corresponder aos requisitos da obra no que respeita m xima dimens o dos blocos resultantes da fragmenta o com explosivo A altura da bancada mostra mais flutua o de desmonte para desmonte mas ainda assim a diferen a n o muito acentuada visto n o ser um desmonte realizado na banqueta superior onde necess rio ajustar o comprimento do furo de acordo com a varia o do terreno 70 A quantidade de explosivo apresenta varia es significativas pelas seguintes raz es diferente altura do furo presen a de gua no fu
100. ntos 108 coeficiente de dissipacdo da tem um comportamento irregular Contudo existem cinco rebentamentos onde foi possivel obter um valor de K entre 18 e 26 em resultado de velocidades de vibrac o da part cula entre 2 42 mm s e 9 25 mm s A carga espec fica destes cincos rebentamentos variou entre 0 32 e 0 37 kg m Curiosamente o menor valor de velocidade de vibrac o foi obtido carga especifica mais elevada corresponde tamb m ao menor valor Daqui conclui se que a carga especifica mais elevada podera ser a que melhor comportamento possuiu para contrariar a resist ncia da rocha o efeito de confinamento Outras das conclus es reconhecidas o facto de alguns dos maiores valores de estarem associados a rebentamentos com ANFO A irregularidade dos valores registados para o coeficiente s pode ser encontrada nas condi es geol gicas locais ou na din mica do rebentamento que por utilizar o ANFO com baixa velocidade de detonac o e eventualmente prejudicado pela exist ncia de gua poder ter conduzido a uma detonac o lenta de baixa press o no interior do furo com mau aproveitamento da energia para fragmentar a rocha e consequentemente uma maior transmiss o de energia ao macico rochoso 109 8 REFERENCIAS 8 REFERENCIAS Albert o A amp Martisn P 2006 Estratos Calc rios da Pedreira Poty Paulista PE Publicado na Internet no endereco http www unb br Bernardo
101. o Pinho Leal Recarei corrupc o de Recar do nome pr prio de homem que hoje se escreve e pronuncia Ricardo 5 2 Enquadramento Regional O Concelho de Paredes situa se numa das regi es mais pr speras e de valor paisag stico de Portugal o Vale do Sousa O Concelho de Paredes constitu do por 24 Freguesias e insere se no do Distrito do Porto regi o Norte e sub regi o do T mega Possui cerca de 157 quil metros de rea e 85 428 habitantes O concelho circunscrito a Norte por Pa os de Ferreira a Leste por Lousada e Penafiel a Sudoeste por Gondomar e a Oeste Valongo figura 21 No que diz respeito a acessibilidade podemos referir que este concelho atravessado por enumeras estradas municipais nacionais e pelas auto estradas A4 Porto Vila Real e A41 Ermida Lousada tamb m atravessado pela via ferrovi ria do Douro 5 3 Enquadramento geogr fico da zona em estudo O trecho 2 N A32 A41 Aguiar de Sousa da A41 IC25 apresenta uma extens o com cerca de 14 8 quil metros inserindo se nos concelhos de Vila Nova de Gaia na freguesia de Lever Gondomar na freguesia de Medas e Covelo e em Paredes na freguesia de Aguiar de Sousa e Recarei figura 26 5 Cai Varzi N Legenda NUT Ill T mega gt NUT Ill Grande Porto 47 4 NC M Freguesias Vila Nova 3 44 KT V N G de 12 y er nera 2 Medas Gondomar v M 4 Gaia
102. o a sua geometria permite as ondas podem aglomerar se ou sobrepor se as reflectidas chegando a medir se maiores valores de amplitude da vibra o em pontos mais afastados Bernardo et al 2005 O tipo de estrutura n o interfere directamente com o nivel de vibrac o mas sem duvida abalada por ela pois a qualidade da construc o est directamente ligada ao nivel de danos que ir sofrer quando solicitada por uma dada vibrac o Contudo os efeitos das vibra es n o dependem s da dist ncia e do tipo da estrutura mas tamb m da litologia dos terrenos de funda o sobre os quais as estruturas assentam Figura 25 1 M A All in AM y Detona o Figura 25 Efeito da litologia do terreno de funda o nas velocidades vibrat rias Bernardo et al 2005 Em vigor encontra se desde 1983 a NP2074 Norma Portuguesa que estabelece de modo conservador os limites de vibra o aceit veis em fun o do tipo de constru o e de terreno de funda o com um m ximo admiss vel de 60 mm s Esta norma estabelece o valor limite para a velocidade da vibra o de pico atrav s de tr s factores tipo de constru o tipo de terreno de funda o e a periodicidade di ria das solicita es Gama D 998 Bernardo P et al 2005 H no entanto correntes discordantes quanto forma como a norma est estabelecida pois ela n o incorpora a frequ ncia ondula
103. o desvio da perfura o H a altura da bancada m o comprimento total de carga m 3 4 4 Equa o de Tidman A equa o desenvolvida por Tidman Formula 4 permite determinar a energia do explosivo e dada por Formula 4 2 D VOD x RWS VOD 4 Onde Er a energia relativa por massa efectiva do explosivo VOD a velocidade de detona o efectiva do explosivo medida em campo VOD a velocidade de detona o nominal do explosivo m s RWS representa a energia relativa por massa comparada ao ANFO 37 3 4 5 Factor da rocha Este factor A desenvolvido por Lilly em 1986 e actualizado por Cunningham em 1987 func o duma classificac o geomec nica Quadro 4 Classifica o geomec nica para obten o do factor da rocha Cunningham 1983 Morais e Gripp 2004 Fi vel Maci o rochoso Fracturado Maci o Maci o fracturado JPS JPA lt 0 10m Espa amento das descontinuidades m 0 10 a MS MS a DP Blocos acima da dimens o desejada da britagem prim ria m Par metros da malha de perfura o m Horizontal Mergulhando para fora da face livre Direc o perpendicular face livre Direc o de mergulho com rela o frente livre Mergulhando para dentro da face Influ ncia da densidade densidade da rocha intacta g cm RDI 25d 50 se lt 50 GPa E 3 gt 50 GPa UCS 5
104. o elemento da equipa imediatamente antes de detonar depois do equipamento e pessoal se encontrar fora do per metro de seguran a O per metro de seguran a v ria de zona para zona conforme se a localiza o de habita es ou outros elementos a proteger Neste trabalho a dist ncia de seguran a encontra se entre os 500 m e os 300 m conforme a exist ncia de caminhos de serventia na zona onde era necess rio colocar elementos da equipa de seguran a com a dist ncia m nima garantida A orienta o das descontinuidades relativamente ao posicionamento e temporiza o dos furos do rebentamento tem uma grande influ ncia na qualidade da fragmenta o podendo essa direc o ser vantajosa ou prejudicial de boa pr tica tentar explorar esta situa o o mais intensamente poss vel para dai conseguir a melhoria dos resultados tirando partido das condi es geol gicas de cada local a rebentar Apesar da fam lia principal ser relativamente perpendicular frente livre existe uma s rie de descontinuidades horizontais vis veis na frente de desmonte sendo estas mais evidenciadas em algumas das frentes e em geral a sua quantidade determinante para a qualidade da fragmenta o 72 e An lise da fragmenta o do rebentamento numero 31 Quadro 14 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha ALTURA A EXPLOSIVO CARGA DATA REBENTAMENTO ESPASAMENTO AFASTAMENTO MEDIA por ruro EXPLOSIVO BA
105. o espec fica tipo de diagrama de fogo sequ ncia de inicia o inclina o da fura o qualidade da fura o e a dimens o do desmonte a nica maneira de obter o resultado esperado optimizar os desmonte de rocha caso a caso Mesmo trabalhando no mesmo local como neste caso em que os desmontes de rocha s o sequenciais obtivemos qualidades de fragmenta o diferentes de rebentamento para rebentamento revelando se assim de grande import ncia esta avalia o pelo t cnico respons vel de modo a obter uma fragmenta o ideal A avalia o da fragmenta o n o uma tarefa f cil na medida em que n o existe uma regra consensual de aplica o generalizada Normalmente aceite a regra emp rica de que a medi o deve ser realizada a partir da medi o dos blocos de m dia e grande dimens o Tudo come a com uma visita ao campo apoiado com documenta o geol gica para da retirar se uma primeira ideia de como se pode realizar o trabalho de desmonte J no escrit rio importante a elabora o cuidada do plano de fogo com os elementos j recolhidos em campo Na execu o dos trabalhos no campo necess rio controlar e assegurar que todos os par metros calculados s o aplicados com o maior rigor para que n o existam discrep ncias nos valores finais previstos Se por algum factor o resultado n o o esperado pode resultar em trabalho extra como a fragmenta o secund ria detona o de pequenas cargas explosivas c
106. o para ultrapassar essa irregularidade com efic cia mas como imposs vel de prever em todos os momentos a qualidade do maci o Todos estes poss veis acontecimentos levam a que a velocidade de avan o m dia seja reduzida diminuindo assim o rendimento do equipamento Como vemos a qualidade da fragmenta o depende n o s da quantidade de explosivo consumida mas tamb m das descontinuidades mais propriamente do bloco tridimensional que essas descontinuidades formam Em maci os com descontinuidades muito juntas o tamanho m dio do bloco menor portanto ser necess rio utilizar maior energia explosiva para obter a fragmenta o pretendida Em maci os com descontinuidades mais abertas os fragmentos de rochas s o libertados do maci o rochoso em vez de serem fragmentados sendo evidente que a onda de choque respons vel por tal liberta o e a press o de gases pode ser pobremente utilizada para alargar as fracturas causadas pela onde de choque Chakraborty A K 2004 Em seguida descrevem se alguns dos par metros considerados mais relevantes para a descri o do maci o rochoso e For a compress o e for a de trac o A for a de trac o 8 a 10 vezes inferior for a de compress o pelo que para que a rocha parta necess rio que a for a de tens o seja ultrapassada No quadro 1 est o listadas as for as de tens o e compress o para diferentes tipos de maci os Quadro 1 For a a compress o e a t
107. o um bloco de grandes dimens es Em segundo se a imagem possui elevado ru do devido ao ngulo da imagem da textura da rocha etc o SPLIT Desktop pode dividir este fragmento em fragmentos mais pequenos Em terceiro algumas part culas que s o delimitadas n o s o finos nem fragmentos como as bolas para servir de escala como vemos na figura 12 direita O SPLIT Desktop possui um conjunto de ferramentas para estas situa es O programa faz a avalia o das imagens escala as e delimita as mas cabe ao utilizador dar o ajuste final imagem para que esta seja um retrato rigoroso da realidade 3 3 6 An lise da dimens o Com os fragmentos j delimitados estamos prontos para seguir para o pr ximo passo que consiste em usar as caracter sticas dos fragmentos para calcular a distribui o granulom trica Estas caracter sticas incluem a rea e dimens es de cada fragmento e a rea das regi es de vazios O segundo passo determinar uma distribui o realista do material fino Aqui temos duas op es a distribui o de Schumann e a distribui o de Rosin Rammler Cada uma delas tem dois par metros desconhecidos sendo este par metros determinados atrav s de dois pontos conhecidos da distribui o granulom trica 33 A parte da curva que aparece cinzento referente estimativa de finos como se pode verificar na figura 14 size cm finer 0 010 2 08 0 020 Quando linha 100 0 muda
108. ocal e alguma informa o sobre descontinuidades da regi o onde se inseriu a obra Pretendia se que este estudo pudesse ajudar a desenvolver altera es nos diagramas de fogo de modo a adaptar se as exig ncias da obra no seu dia a dia A segunda fase centrou se essencialmente no acompanhamento do trabalho de campo para a recolha de dados espec ficos relativos aos desmontes de rocha como fura o planos de fogo entre outros Em terceiro lugar realizou se uma manipula o da informa o obtida que se dividiu em duas partes por um lado criar atrav s dos trabalhos desenvolvidos por Kuznetsov 1973 Cunningham 1983 Lilly 1986 Sarma 1994 e Djordjevic 1999 uma simula o da fragmenta o pr desmonte e por outro lado e baseado numa an lise ptica da pilha de desmonte com o aux lio de um modelo criado pela empresa Split Engineering LLc avaliar a fragmenta o p s desmonte Os m todos pticos t m limita es n o avaliam a granulometria fina mas executam uma previs o dos finos e a an lise requer que sejam obtidas v rias fotografias ao logo do processo de carga e transporte para minimizar o erro induzido pelos blocos superficiais Por ltimo fez se uma an lise dos dois m todos relacionando os seus resultados de forma a verificar se os dois podem ser usados em simult neo conseguindo assim informa o mais fi vel e correcta No decorrer deste trabalho e durante a recolha de informa o pr tica outro tema despertou
109. odos Para este trabalho foram avaliados oito rebentamentos de rocha aleatoriamente identificados no quadro e com n meros n o sequenciais representando cada n mero um plano de fogo realizado em obra A numerac o n o seguida porque nem sempre poss vel avaliar todos os desmontes em dias consecutivos Para avaliar os par metros das vari veis que s o inseridas no Kuz Ram foi elaborado um quadro quadro 11 para melhor analisar os valores Os dados aqui apresentados foram pesquisados em v rias fontes trabalho sobre a mat ria sites de fabricantes de explosivos etc para tentar inserir todos os dados pedido pelo programa Alguns desses derivam de m dias e outros no levantamento realizado das descontinuidades Quadro 11 Par metros das vari veis do Kuz Ram 13 01 2010 29 01 2010 04 02 2010 18 03 2010 14 04 2010 69 O espacamento e bloco in situ apresentam dados regulares excepto no desmonte n mero 34 que apresenta um valor superior porque existe um dist ncia entre duas descontinuidades muito superior ao normal provavelmente por uma descontinuidade vertical quase paralela a frente A direcc o e inclinac o s o iguais na sua evoluc o de valores com valores m dios pr ximos dos valores pr ticos unit rios A densidade e a forca explosiva est o ligados directamente com a quantidade do tipo de explosivo gasto pois quanto maior o consumo de emuls o maiores s o os valores obtidos Como se comprova
110. onte delimitada SPLIT Net Manual de instru es online em WWW spliteng Com i e ete re RO E DOT RR E OR EHI I et 35 Figura 16 T cnica de amostragem linear a Descontinuidade interceptada b descontinuidade persistente c espacamento d espacamento principal e fam lia principal f fam lia secund ria Latham 2006 rn A AER ese NC ER asia 40 Figura 17 Curva granulom trica pelo 2 43 Figura 18 Liga o entre o tamanho dos blocos do desmonte e a carga espec fica Langefors e Kihlstr m 1967 tte tee tete t et eee de e RR ER 44 Figura 19 Curvas de distribuicdo dos blocos por classe de acordo com a percentagem de volume total desmontado Kendall 1983 45 Figura 20 Monograma de determina o da percentagem da dimens o dos blocos Kendall 1983 46 Figura 21 Perfura o especifica para as diferentes alturas de bancada e di metro do furo Kendall Figura 22 Quantidade de explosivo necess rio de acordo com a altura da bancada di metro do furo e carga espec fica Kendall 1983 7777 48 Figura 23 Relacionamento entre a altura da bancada distancia frente e o di metro do furo Kendall 1983 A el as 48 Figura 24 Atenua o das vibra es com a dist ncia Bernardo P et al 2005
111. ontroladas reduzindo o tamanho dos blocos para que estes sejam transport veis e rap s detona o de cargas reduzidas no fundo da bancada de eleva es an malas resultantes do desmonte que acontecem devido a m perfura o que al m de diminuir o rendimento de toda a maquinaria adjacente resulta num custo financeiro elevado 2 1 Desmonte em bancada A defini o de fragmenta o pode ser subjectiva dependendo do uso a que se destina considerando se ainda que a fragmenta o desejada depende da utiliza o prevista sendo comum pensar se que equipamentos de grandes dimens es s o utilizados para transportar blocos de grandes dimens es No entanto n o com esse objectivo que se adquire grandes equipamentos mas sim para transportar grandes volumes de material tendo em aten o que a fragmenta o ideal aquela que n o necessita de tratamentos p s desmonte A rocha transportada para o britador prim rio deve ter dimens o tal que permita rentabilizar ao m ximo este sector Assim para se conseguir o maior aproveitamento do britador prim rio os blocos n o devem exceder 75 da sua menor abertura Olofsson 2002 poss vel influenciar a fragmenta o mas n o poss vel calcular com certeza absoluta o resultado que se vai obter No desmonte em bancada a fragmenta o pode ser afectada pelos seguintes aspectos 2 1 1 Geologia Embora a geologia exer a elevada influ ncia na fragmenta o o controlo dos seus
112. os que se obt m na pilha de desmonte comprovadas em experi ncias de trabalhos de renome Langefors e Kihlstr m descrevem uma dessas experi ncias realizadas Malmgren e Berglundque Eles fizeram a contagem dos blocos que apareciam na pilha com dimens o superior a 40cm com desmontes de uma s fiada Chegando seguinte conclus o com 10 milissegundos obt m se fragmentos de dimens es m dias com 20 milissegundo consegue se fragmentos grandes e pequenos e com 30 milissegundos fragmentos na sua maior parte grandes Conseguindo melhores resultados com a temporizac o de 10 milissegundos Outra experi ncia realizada por Mecir e Valek demonstra que no intervalo de 15 a 300 milissegundos a fragmentac o melhor com tempos menores 22 Com dist ncias a frente pequenas e tempos iguais ou superiores a 20 milissegundos n o se obt m um intervalo de tempo elevado mas sim um intervalo suficiente para a deslocac o da rocha A experi ncia obtida em pedreiras de calc rio com dist ncias a frente ente 5 a 8 m diz nos que a melhor fragmentac o conseguida com tempos entre 20 a 40 milissegundos obtendo se uma fragmentac o constante ao longo da pilha Se a geometria de furac o for cuidada consegue se dentro de certos limites controlar o tamanho dos blocos de modo a n o ultrapassar a capacidade do equipamento de carregamento Janelid traduziu para um quadro quadro 3 a relacdo do consumo de explosivo dos desmontes com tempos instant neo
113. provocam um maior aproveitamento da energia do explosivo uma menor fric o na base da bancada uma maior quantidade de rocha pode ser extra da com o mesmo n mero de furos mais compridos Consegue se assim um aumento na ordem dos 10 a 15 o que o mesmo que dizer que a dist ncia frente poder ser aumentada cerca de 5 a 7 5 para uma inclina o de 2 1 ou 3 1 A qualidade do paramento ap s desmonte tamb m uma mais valia pois diminui a sobre quebra aumentando assim a qualidade da pr xima furac o A diminuic o deste efeito consider vel como se v na figura 4 Furos verticais Inclinac o 1 2 Figura 4 Redu o da quebra com furos inclinados Langefors e Kihlstr m 1967 Na maior parte dos casos para se conseguir uma melhor fragmenta o deve distribuir se a carga espec fica o mais poss vel por metro c bico tendo no entanto o cuidado para n o se provocar sub carga para n o produzir projec es nem originar consumo excessivo de explosivo e Altura da bancada A altura de bancada poder em certos casos ser limitada por especifica es de projecto devendo no entanto atender s seguintes condi es Alturas maiores quanto maiores os di metros de fura o maiores as concentra es de carga por isso mais dif cil controlar as projec es maiores os danos e mais irregulares ser o os taludes finais de escava o Maiores desvios de fura o d o origem a maiores irregularidades nos p
114. rac o de v rias rochas Olofsson 2002 2 000 3 600 100 300 M rmore 1 500 1 900 150 200 Calc rio 1 300 2 000 170 300 e Densidade Rochas com elevada densidade necessitam de explosivo com maior pot ncia explosiva e de uma maior quantidade de explosivo para vencer a sua resist ncia e Velocidade de propaga o A velocidade de propaga o varia com o tipo de maci o Para uma escolha eficaz do tipo de explosivo para um determinado maci o rochoso deve se ter em conta o seguinte crit rio A imped ncia do explosivo a utilizar dever ser a mais pr xima da imped ncia ac stica do maci o rochoso produto da velocidade de propaga o s smica no maci o pela densidade da rocha que o constitui Gomes et al 2004 2005 e Dureza Um maci o mais mole absorve mais a for a do explosivo e se o carregamento for excessivo dificilmente vamos ter projec es por outro lado se o carregamento for diminuto consegue se a fragmenta o pretendida Em maci os duros um carregamento irregular resulta em blocos de grandes dimens es porque a rocha encontra se encaixada sendo dif cil a sua extrac o Mas se o carregamento for excessivo existe uma grande probabilidade de ocorr ncia de projec es e de onda a rea e Estrutura A estrutura deve ser documentada antes de se realizar o plano de fogo A direc o inclina o espa amento das descontinuidades etc devem ser registados antes de se realizar a fur
115. racter sticas do rebentamento de rocha 91 Quadro 27 Percentagem de passados do rebentamento 43 93 Quadro 28 Parte do quadro resumo das caracter sticas do rebentamento de rocha 93 Quadro 29 Percentagem de passados do rebentamento 50 96 Quadro 30 Quadro resumo das caracter sticas do desmonte de rocha 100 Quadro 31 Parte do quadro resumo da norma 2074 0 101 Quadro 32 Adaptado do quadro resumo das caracter sticas do sism grafo vibracord VX Proyectos 5 15 2008 102 iNDICE DE FORMULAS Formula 1 Equa o de Kuznetsov ccccccesssssssececececessecneeeceecessesaaeceeecscessesasaesescesseeaaeaeeeeseesseseaaeaeess 36 Formula 2 Equa o de 36 Formula 3 ndice de uniformidade de Cunningham tennis 37 Formula 4 Equa o de 37 Formula 5 Equa o do tamanho m dio dos fragmentos essere 38 Formula 6 Equa o de Langefors 53 Formula 7 Equa o de vibra o da 2074 101 xxi NDICE DE ANEXOS Anexo 1 CURVAS GRANULOM TRICAS DO SPLIT DESKTOP Anexo 2 VALORES DE C LCULO KUZ RAM E CURVA GRANULOM TRICA Anexo 3 REGISTOS DE
116. ri ncia para o realizar Assim consegue se reduzir tempo de treino e produ o quando se utiliza o SPLIT Desktop Depois de se realizar o thresholding o SPLIT Desktop detecta automaticamente os fragmentos usando um conjunto de algoritmos que se baseiam em quatro passos Filtro do gradiente An lise das sombras Algoritmo da divis o Algoritmo de watershed O resultado da delineac o autom tica uma imagem bin ria que contem part culas brancas num fundo negro A figura 13 a imagem que resulta da delimitac o da imagem da pilha de desmonte num dos desmontes estudados Figura 13 Imagem da pilha de desmonte delimitada As zonas negras cont m finos que s o pequenos demais para serem individualmente delimitados mas que possuem uma elevada import ncia para se estimar a quantidade de finos 32 3 3 5 Controlo da delimita o Na maior parte das imagens da pilha de desmonte existe um instante em que o algoritmo do SPLIT Desktop n o delimita os fragmentos com precis o Seja devido a falta de luz elevada quantidade de finos na imagem ou por a resolu o da imagem ser baixa o SPLIT Desktop necessita de uma delimita o manual para ultrapassar este problema usando as ferramentas que o programa tem disposi o para estes casos Existem tr s casos em que necess rio editar a imagem Primeiro se existe grande quantidade de finos na imagem o SPLIT Desktop confunde os finos e traduz estes com
117. ro que afecta directamente o tipo de explosivo a usar e a exist ncia ou n o de infra estruturas e equipamento nas imedia es do desmonte Como de prever esta situa o influencia a quantidade de explosivo total do desmonte de rocha em fun o do n mero de furos da cada rebentamento Por ltimo temos a carga espec fica que nos indica a quantidade de explosivo utilizado para desmontar um metro c bico de rocha Este valor apresenta varia es entre as 300 e 400 gramas por metro c bico As altera es introduzidas no que respeita ao tipo e quantidade de explosivo utilizado em cada rebentamento est o resumidos quadro 13 Quadro 13 Quadro resumo das caracter sticas do desmonte de rocha 1400 2347 5 2550 33575 1687 5 2490 1195 2300 325 150 2400 2000 1925 Verifica se que existe uma variac o significativa da quantidade de explosivo gasto em cada desmonte fundamentalmente devido variac o do n vel de gua nos furos em cada operac o de desmonte No limite n o poss vel utilizar ANFO como acontece no desmonte n mero 35 em que todos o furos foram carregados com emuls o encartuchada A utiliza o de um revestimento de pl stico imperme vel ao longo do furo para al m de ser um custo adicional aumentar o tempo da opera o de carga do explosivo tempo esse que incompat vel com o ciclo de trabalho previsto para a obra Pk 10 600 Pk 10 575 252 210 168 126 84 42 0 277 235 193 1
118. rsit rio que culmina neste mestrado Ao Eng Rui Silva pela ajuda e troca de impress es sobre cartografia aplicada Finalmente minha m e esposa fam lia e Sara que conjuntamente me encaminharam sempre numa direc o de satisfa o profissional e pessoal Palavras chave Desmonte com explosivos fragmentacdo an lise granulom trica Resumo Neste trabalho faz se uma an lise comparativa entre dois m todos de classificac o da fragmentac o tendo a parte pr tica sido baseada num caso concreto de uma obra rodovi ria que foi realizada em Recarei Paredes e que foi acompanhada pelo signat rio do presente trabalho por nela estar profissionalmente envolvido O acompanhamento dos desmontes dependeu da disponibilidade possu da bem como das condi es atmosf ricas Este estudo abordou numa primeira fase a caracteriza o geol gica e o levantamento das orienta es das descontinuidades dos locais em estudo numa fase posterior avaliar e aplicar todos os dados recolhidos nos m todos em estudo O objectivo principal demonstrar a rela o que existe entre os dois m todos de avalia o da fragmenta o para assim validar a sua utiliza o conjunta no caso de ela ser poss vel Portanto o acompanhamento dos desmontes com explosivos fundamental para a recolha de informa o necess ria e caracteriza o do plano de fogo para melhor perceber e mostrar o conte do dos resultados finais Este trabalho requer as
119. rtado e profundo com vertentes de grande inclina o e elevadas e Orio Sousa que se desenvolve de Nordeste para Sudoeste com um percurso algo flexuoso aprofundou um vale relativamente apertado e profundo com vertentes muito declivosas 5 5 2 Litoestratigrafia As unidades geol gicas relevantes ao longo do tra ado correspondem essencialmente a Ordov cico e Grauvaques do Sobrido Em termos litol gicos esta forma o constitu da por xistos e grauvaques de cor cinzenta escura negra algo ardos feros em geral mic ceos com matriz seric tica qu rtzica e argilosa Refere se ainda que esta forma o cortada por numerosos fil es de quartzo Os Grauvaques do Sobrido dever o ocorrer cerca dos quil metros 6 425 e 6 475 e Xistos de Valongo Trata se de uma forma o constitu da por xistos cinzentos escuros argilosos ardos feros e por vezes muito fossil feros Faz parte desta forma o a faixa de xistos ardos feros amplamente explorados em diversas louseiras O tra ado intersectar os Xistos de Valongo desde o quil metro 10 925 at ao fim do trecho em estudo e ainda num pequeno tro o entre o quil metro 6 475 e o quil metro 6 750 67 e Quartzitos xistos argilosos intercalados Trata se de quartzitos de gr o fino com intercalac es de bancadas gresosas por vezes conglomer ticas mas com elementos de pequenas dimens es e de xistos argilosos duros azulados e fossiliferos 5 5 3 Zonografia
120. s e temporizados Quadro 3 Adaptado do consumo de explosivo em gramas por tonelada de explosivo valores anuais Langefors e Kihlstr m 1967 Instant neo 1947 48 1948 89 Estes dados s o referentes tamb m a uma pedreira de macico calc rio com bancadas de altura entre 15 a 20m com 5m de dist ncia a frente espacamento de 6m e tempos entre 20 a 25 milissegundos A efici ncia do explosivo subiu na ordem dos 10 quando se temporiza os furos em compara o com os instant neos com o inconveniente do aumento em 10 no n mero de blocos que necessitaram de desmonte secund rio mas o consumo de explosivo baixou cerca de 43 sendo aceit vel o aumento de blocos para desmonte secund rio 23 Neste caso em concreto a temporiza o utilizada 25 milissegundos a primeira fiada 42 milissegundos para as seguintes como demonstram as figuras que se seguem 5 Q 552 o gt o 05 DA SO lt gt lt gt SN DI c V gt Sy 25 Ae Figura 9 Intervalos de tempo muito curtos intervalos de tempo perfeitos Olofsson 2002 A figura 10 mostra o tipo de liga o usada sendo denomina por liga o por linhas consistindo em ligar de maneira corrida todos os furos da mesma linha ao longo do seu espa amento com uma temporiza o de 25 milissegundos entre cada furo Para fazer a liga o de cada linha ao longo da dist ncia a frente utilizou se no caso em estudo 42 milisseg
121. s partes foi utilizada 34 determinar a curva granulom trica real as outras tr s cada um dos programas referidos A comparac o real entre eles entre outros detalhes pode ser consultada na an lise efectuada por Lui e Tran 1996 Recentemente as mesmas imagens foram usadas na nova vers o do SPLIT Desktop tendo as maiores altera es sido detectadas nos finos Estes resultados apresentam se na figura 15 A demonstra o de cima linear linear e a debaixo logaritmica linear a distribui o de Schumann foi utilizada para os finos Estas demonstrac es juntas mostram que o SPLIT Desktop consegue uma precis o elevada tanto nos finos como nos fragmentos quando comparado com a curva granulom trica real Biere Results Split Test 3 Split Test 1 Split Test 2 un mlz 200 250 Percent Less Than 100 Sieve Results Bn split Test 3 a Split Test 1 z Split Test 2 B 40 a 20 0 0 1 1 Sizo 100 Figura 15 Imagem da pilha de desmonte delimitada SPLIT Net Manual de instru es online em www spliteng com 3 4 2 As caracter sticas das rochas as propriedades dos explosivos e as mud veis geom tricas do plano de fogo s o articuladas usando um conjunto de cinco equa es que comp em o modelo de fragmentac o Kuz Ram 35 3 4 1 Equa o de Kuznetsov A relac o entre o tamanho m dio do fragmento e a energia de detonac o aplicada por
122. sinal s smico pelo que normalmente feita filtragem do sinal 58 4 2 Teoria vibrat ria As vibra es s o uma forma de energia que percorre o maci o e podem afectar estruturas Alguma da energia libertada pelo desmonte propaga se em todas as direc es do furo como uma onda s smica com diferentes frequ ncias A energia que deriva desta onda s smica amortecida pela dist ncia e a onda com mais frequ ncia amortecida mais rapidamente concluindo assim que a frequ ncia dominante derivada do desmonte mais intensa a curtas dist ncia do que a longas dist ncias e depende dos seguintes factores e Carga cooperante e Confinamento do local do desmonte e Caracter sticas do maci o e Dist ncia ao rebentamento A escolha do correcto m todo de desmonte do equipamento de fura o e da correcta temporiza o pode ser controlada para minimizar os efeitos das vibra es As vibra es s o um aglomerado de ondas s smicas e consiste em diferentes tipos de ondas e Ondas de compress o s o as ondas mais r pidas a percorrer o maci o e as part culas da onda movimentam se na mesma direc o que as ondas de propaga o A densidade do material muda com o passar da onda e Onda transversais move se atrav s do ngulo m dio da onda de propaga o mas mais lenta que a onda de compress o Esta onda muda a forma do material e n o a densidade e Onda de Rayleigh a onda superficial que desaparece rapidamente com
123. t ria Esta parte como j comprovada de extrema import ncia sendo necess rio consider la no contexto da maioria dos crit rios vigentes a n vel internacional Bernardo P et al 2005 quadro 9 55 Quadro 9 Quadro resumo da norma 2074 Solos incoerentes soltos areias emisturas areia seixo solos coerentes moles e muito moles v lt 1000 m s a 0 5 Constru es que exigem cuidados especiais Monumentos e outro patrim nio hist rico sens vel hospitais habita es antigas centro hist ricos dep sitos de gua e chamin s em alvenaria etc 0 5 IA 3 1 0 2 5 mm s 3 0 7 1 8 mm s Constru es correntes Como edif cios de habita o em alvenaria edif cios industriais menos recentes etc B 1 0 IA 3 1 0 3 0 7 5 0 3 5 mm s mm s Constru es refor adas Como edif cios com estrutura de bet o armado edif cios industriais de constru o recente etc B 3 0 IA 3 1 0 15 0 mm s 3 0 7 10 5 mm s Solos coerentes solos incoerentes compactos areias e misturas areia seixo uniformes e bem graduadas 1000 m s lt lt 2000 m s 1 0 Constru es que exigem cuidados especiais Monumentos e outro patrim nio hist rico sens vel hospitais habita es antigas centro hist ricos dep sitos de gua e chamin s em alvenaria etc B 0 5 Constru es correntes Como edif cios de habit
124. teger das vibra es Assim o sism grafo era colocado no encontro da passagem superior mais pr xima permitindo com isto uma leitura consistente e v lida para todos os desmontes Esta localizac o foi mantida fixa para todos os rebentamentos para melhor avaliar os resultados obtidos 102 O sism grafo esta localizado numa direc o contraria direc o do desmonte isto est situado no lado contrario ao movimento do desmonte aproximadamente no eixo da via de rodagem e Orienta o das descontinuidades Quanto a organizac o das descontinuidades podemos dizer que a familia principal encontra se perpendicular a frente de desmonte tipo de em si tamb m proporciona uma boa atenua o ou dificulta a passagem das ondas vibrat rias porque apesar de estarmos presenca de um quartzito este apresenta se muito fracturado e com sinais de alterac o Assim pode se dizer que se existe uma situac o vantajosa que permite aumentar a carga instant nea sem nunca ultrapassar o limite admiss vel para o tipo de estrutura que se pretende proteger As ondas vibrat rias possuem como j descrito dificuldade em atravessar zonas com descontinuidades funcionando estas como uma barreira natural e reduzindo ou atenuando a sua intensidade 6 1 Avalia o dos resultados O valor limite de velocidade e vibra o para o caso estudado situava se em 60 mm s determinado nas seguintes condi es rocha e solos coerentes rijos
125. tuada devido ao clima e pastoreio intensivo levando expans o para as encostas ngremes atrav s de um trabalho rduo de constru o de terra os e socalcos moldando e alterando lentamente a paisagem secular Figura 28 Figura 28 Extracto da carta geol gica escala 1 50000 9 D Penafiel 5 5 Geologia localizada zona em estudo 5 5 1 Geomorfologia Geomorfologicamente o trecho 2 insere se numa zona de rochas xisto grauv quicas e quartz ticas sendo o relevo t pico da morfologia destes maci os A rea apesar de relativamente aplanada constitu da por v rios vales onde se encaixam linhas de gua pouco profundas que se ramificam o que oferece regi o uma morfologia caracter stica representada por uma s rie de cabe os de formas relativamente arredondadas e de vales apertados 66 Sobressai no trecho em estudo a crista quartz tica das Serras do Casti al e das Flores orientada segundo a direc o NNW SSE e intercalada nos xistos e grauvaques Esta crista atinge cotas superiores a 300 m O entalhamento dos cursos de gua que ocorrem ao longo do trecho originou uma rede de drenagem organizada controlada estruturalmente pela rede de fracturas e pela xistosidade com alguns dep sitos aluvionares em regra delgados e de reduzida espessura Os principais cursos de gua que atravessam estes materiais s o os rios Douro e Sousa e Orio Douro que se desenvolve de Este para Oeste originou um vale ape
126. uiu para contrariar a resist ncia da rocha e o efeito de confinamento Outras das conclus es reconhecidas o facto de alguns dos maiores valores de estarem associados a rebentamentos com ANFO A irregularidade dos valores registados para o coeficiente K s pode ser encontrada nas condi es geol gicas locais ou na din mica do rebentamento que por utilizar o ANFO com baixa velocidade de detonac o e eventualmente prejudicado pela exist ncia de gua poder ter conduzido a uma detonac o lenta de baixa press o no interior do furo com mau aproveitamento da energia para fragmentar a rocha e consequentemente uma maior transmiss o de energia ao macico rochoso 104 7 CONCLUSOES 7 CONCLUS ES O estudo da fragmenta o resultante do rebentamento com explosivos uma mat ria complexa pelo elevado n mero de vari veis envolvidas Foi inten o deste trabalho compreender de que modo a fragmenta o natural condiciona a fragmenta o resultante de um rebentamento com explosivos e como segundo objectivo comparar dois modelos de avalia o de fragmenta o um por previs o com base em dados conhecidos simulador Kuz Ram e outro por aplica o pr tica de um m todo de avalia o com digitaliza o de imagens para formula o de uma curva granulom trica SPLIT Desktop Quando analisada a percentagem de blocos com a dimens o m dia Kso os modelos de previs o e avalia o da fragmenta o mostram possuir alguma proxi
127. ultado menos representativos Palangio amp Palangio 2005 Em 1987 foi desenvolvido o primeiro sistema de an lise ptica que ofereceu as vantagens de velocidade e facilidade de uso Palangio amp Palangio 2005 3 2 modelo Kuz Ram O modelo Kuz Ram muito simplista pois tenta calcular um conjunto de par metros atrav s de um conjunto de factores emp ricos Este modelo n o tem em conta a fragmenta o proveniente de desmontes anteriores que provocam o impacto no corte do desmonte que cria fissuras na nova frente criada Portanto parte do pressuposto que a maioria da rocha entre furos partir pelas descontinuidades o que pode resultar num erro na estimativa da curva granulom trica 3 2 1 Avalia o pr desmonte A avalia o pr desmonte definida atrav s de qualquer factor vari vel da rocha ou maci o rochoso que seja pass vel de ser medido que foi determinado ou possa ter um efeito potencial na fragmenta o por desmonte Esses factores dividem se em propriedades do maci o e desmontes consecutivos O estudo da fragmenta o deve ser realizado com um elevado conjunto de amostragens de modo a ganhar influ ncia em v rios factores 27 e Propriedades do maci o A rocha tem propriedades f sicas e mec nicas que podem ser enumeradas e avaliadas numericamente Muitos destes atributos afectam o desmonte e consequente o seu resultado A composi o do maci o e a exist ncia de falhas fendas e zonas de fr
128. undos Pk 10 600 Pk 10 575 252 210 168 126 84 42 0 a NN 277 235 193 151 109 67 25 302 260 218 176 134 92 50 327 285 243 201 159 117 75 352 310 268 Me 226 184 142 100 377 335 293 Mk 251 209 wk 167 Me 125 402 360 318 276 234 192 150 427 Mk 385 Wk 343 ME 301 259 217 175 452 410 34 368 326 284 242 200 477 435 393 351 309 267 225 Figura 10 Liga o e temporiza o Os detonadores s o com j referido de 475 milissegundos que somando as temporiza es superficiais d tempo suficiente para iniciar todos os ligadores ou para oferecer uma consider vel para evitar cortes acidentais 3 METODOLOGIAS E TECNICAS UTILIZADAS 3 METODOLOGIAS E T CNICAS UTILIZADAS 3 1 Introdu o De acordo com o que ficou j devidamente salientado a distribui o granulom trica uma componente essencial para se verificar o n vel de fragmenta o Antigamente a nica forma de controlar essa granulometria era parar a produ o e recolher manualmente as amostras pass las por um conjunto de telas classificando os fragmentos e posteriormente construir a curva granulom trica da amostra Este m todo lento pesado penoso e impratic vel para fragmentos com dimens es com tamanho elevado mesmo classificando atrav s de uma serie de peneiro que oferece uma maior precis o o tamanho da amostra relativamente pequena tornando os res
129. unidade de volume de rocha isto a raz o de carga foi desenvolvida por Kuznetsov em 1973 como uma func o do tipo de rocha Esta equac o foi alterada por Cunningham Formula 1 em 1983 e apresenta se da seguinte forma e 0 633 X K x gra 415 Er 1 Onde Xso o tamanho m dio de part cula cm A factor da rocha K a carga espec fica kg m a massa do explosivo utilizado kg E representa a energia relativa em massa do explosivo comparada ao ANFO ANFO 100 3 4 2 Equa o de Rosin Rammler A distribuic o da dimens o dos fragmentos apresentada pela equac o de Rosin Rammler Formula 2 P 100x 1 UE 2 Onde o tamanho da malha da peneira Xso 6 o tamanho m dio de part cula n ndice de uniformidade P a percentagem de material passante no peneiro de tamanho X 36 3 4 3 Indice de uniformidade de Cunningham O ndice foi desenvolvido por uma componente pr tica de campo por Cunningham Formula 3 em 1987 e que correlaciona todos os par metros geom tricos do plano de fogo como se demonstra 0 5 8 2 i 8 600 E 3 B o afastamento CL o comprimento da carga de fundo 5 o espa amento CL o comprimento da carga de coluna m D o di metro furo mm bs o valor absoluto referente BCL CCL L W
130. uturas utiliza es neste campo No quadro seguinte apresentam se os valores que foram considerados para o c lculo da transmissibilidade do maci o em estudo Os registos das vibra es podem ser consultados do anexo 3 0s rebentamentos com explosivos deste estudo s o os que forma utilizados para a avalia o da fragmenta o partilhando assim das mesmas caracter sticas Como do conhecimento geral as vibra es atenuam se com a dist ncia e variam de acordo com a carga por tempo e com o tipo de maci o Os dois primeiros podem ser considerados como control veis mas as caracter sticas geol gicas s o inerentes a cada local de rebentamento podendo apresentar altera es significativas em locais muito pr ximos Utilizando a f rmula de Langefors consegue se calcular o factor de transmissibilidade da rocha sendo necess rio conhecer os seguintes dados a carga instant nea por tempo a dist ncia da fonte emissora at ao receptor da vibra o e a velocidade de vibra o A carga instant nea a carga por furo se cada furo possuir um tempo diferente para rebentamento As dist ncias que aqui se apresentam s o medidas entre o local do rebentamento com explosivos e do local onde est colocado o sism grafo Os registos de vibra o s o realizados por aparelhos certificados com calibra es peri dicas 99 Quadro 30 Quadro resumo das caracter sticas do desmonte de rocha 46 Do 007 Ev

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