Apostila EXPLOSIVOS e ACESSÓRIOS

Perfuração erfuração e Desmonte (Parte (Parte 02) 02)

Explosivos •

Denição Explosivos são substâncias ou misturas, em qualquer estao f!sico, que, quano submetios a uma causa t"rmica ou mecânica sucientemente en"r#ica (calor, atrito, impacto etc$) se transformam, total ou parcialmente, em #ases, em um intervalo e tempo muito curto, espreneno consier%vel quantiae e calor$

Explosivos •

Denição Explosivos são substâncias ou misturas, em qualquer estao f!sico, que, quano submetios a uma causa t"rmica ou mecânica sucientemente en"r#ica (calor, atrito, impacto etc$) se transformam, total ou parcialmente, em #ases, em um intervalo e tempo muito curto, espreneno consier%vel quantiae e calor$

Explosivos Ingredientes de um explosivo (a) Explosivo básico (ou explosivo base) " um s&lio ou l!quio que, submetio a uma aplicação suciente e calor ou c'oque, esenvolve uma reação exot"rmica extremamente r%pia e transformase em #ases a altas temperaturas e presses$ Exemplo t!pico e explosivos b%sico " a nitro#licerina *+-./+, escoberta em 134 pelo qu!mico italiano 5scanio 6obrera$ •

Explosivos (b) Os combustíveis e oxidantes são aicionaos ao explosivo b%sico para favorecer o balanço e oxi#7nio na reação qu!mica e etonação$ . combust!vel (&leo iesel, serra#em , carvão em p&, parana, sabu#o e mil'o, pal'a e arro8 etc$) combina com o excesso e oxi#7nio a mistura explosiva, e forma que previne a formação e . e .29 o a#ente oxiante (nitrato e am:nio, nitrato e c%lcio, nitrato e pot%ssio, nitrato e s&io etc$) asse#ura a completa oxiação o carbono, prevenino a formação e *.$

Explosivos 5 formação e ., .2 e *. " inese;%vel, pois al"m e altamente para o ser 'umano, especialmente em trabal'os subterrâneos, esses #ases reu8em a temperatura a reação entemente, iminuem o potencial ener#"tico e a eci7ncia o explosivo$

Explosivos

(c) os antiácidos #eralmente são aicionaos para incrementar a estabiliae o prouto ? estoca#em, exemplo@ carbonato e c%lcio, &xio e 8inco$

Explosivos () os depressores de chama (cloreto e s&io) normalmente são utili8aos para minimi8ar as possibiliaes e fo#o na atmosfera a mina, principalmente nas minas one ocorre a presença o #%s metano (#risu)$

Explosivos (e) os agentes controladores de densidade e sensibilidade iviemse em@ químicos (nitrito e s&io, %cio n!trico) e mecânicos (micro esferas e viro)$ o controle o p o explosivo utili8amse a cal e o %cio n!trico$

Explosivos (f) os agentes cruzadores (cross linAin#) são utili8aos ;untamente com a #oma #uar para ar uma forma e #el nas lamas e evitar a mi#ração os a#entes controlaores a ensiae$ Exemplo@ icromato e s&io$

*onceitos sobre Detonaçes Combustão, Defagraão e Detonaão! Bualquer mat"ria ao ser excitaa por calor, impacto ou ona e c'oque, poe apresentar as se#uintes reaçes@ •

*onceitos sobre Detonaçes

•

" Combustão# processo lento e liberação e ener#ia (calor), normalmente, a velociae e reação " e al#uns mmCs$

*onceitos sobre Detonaçes •

 Defagraão# Decomposição qu!mica por transfer7ncia t"rmica$ 5 reação atin#e velociaes e etonação variano e 100 a 1-00 mCs, poeno atin#ir uma pressão e etonação e -0 Pa e temperaturas na faixa e 120 a 220 F*$

*onceitos sobre Detonaçes •

 Detonaão# Decomposião $uímica produzida por uma onda de cho$ue $ 5 reação atin#e velociaes e etonação variano e 2 a  AmCs, poeno atin#ir presses e etonação e - a 1- GPa e temperaturas na faixa e 22+0 a 3-00 F*$

*lassicação os Explosivos

•

este texto iscutiremos apenas os explosivos qu!micos, por serem os mais utili8aos pelas mineraçes e obras civis$ % tr7s tipos e explosivos comerciais@

*lassicação os Explosivos •

%a& altos explosivos, isto ", explosivos caracteri8aos pela eleva!ssima velociae e reação (1-00 a /000 mCs) e alta taxa e pressão (-0$000 a 3 mil'es e psi)$ .s altos explosivos serão prim%rios quano a sua iniciação se er por c'ama, centel'a ou impacto$ 6ecun%rios quano, para sua iniciação, for necess%rio um est!mulo inicial e consier%vel #rane8a$ Exemplo e altos explosivos@ HH, inamites, #elatinas9

Dinamite

'('

)elatina

*lassicação os Explosivos •

%b& baixos explosivos, ou eIa#rantes, caracteri8amse por uma velociae e reação muito baixa (poucas uniaes e mCs) e presses no m%ximo e -0$000 psi$ Exemplo@ p&lvora$

*+lvora

*lassicação os Explosivos

•

%c& gentes detonantes são misturas cu;os in#reientes não são classicaos como explosivos$ Exemplo@ 5J., lama, 5J. Pesao, emulses$

(-O

Hipos e Explosivos .'O/ E0*.O/I1O/ (I'4O).ICE4I(

CO2

3/E

DE

1) Explosivos nitroglicerinados

.s altos explosivos possuem composição qu!mica a nitro#licerina$

na

sua

Hipos e Explosivos Dinamite simples •

Kesultante a mistura@ itro#licerina L 6erra#em L .xiante L Estabili8ante$ *omo se v7, a serra#em substitui o Aiesel#u'r como absorvente e nitrato e s&io ", em #eral, o oxiante usao$ *omo estabili8ante, ou anti%cio, usase o carbonato e c%lcio, com cerca e 1M$ 5 inamite simples prou8 boa fra#mentação$ Em contrapartia, apresenta um alto custo e #era #ases t&xicos$

Diagrama da dinamite: A. Material absorvente poroso misturado à nitroglicerina B. Capa cilíndrica que envolve o material explosivo C. Ponta do detonador. D. Cabo elétrico que se concecta a ponta do detonador

Hipos e Explosivos Dinamites amoniacais •

. alto custo a inamite simples e as qualiaes inese;%veis ;% citaas permitiram o esenvolvimento as inamites amoniacais$ 5s inamites amoniacais são similares em composição, ?s inamites simples, mas a nitro#licerina e o nitrato e s&io são parcialmente substitu!os por nitrato e am:nio$

Hipos e Explosivos Gelatinas •

5 #elatina tamb"m foi escoberta por 5lfre obel, em 1-$ 5 #elatina " um explosivo bastante enso e textura pl%stica, pareceno uma #oma e mascar, constitu!a e nitro#licerina L nitrocelulose L nitrato e s&io$ 6ão utili8aas apenas em casos especiais$ Geram #ases nocivos$ Hem #rane velociae e etonação, prou8 boa fra#mentação e &timo aensamento no furo$

Hipos e Explosivos Gelatinas amoniacais •

5s #elatinas amoniacais t7m formulaçes semel'antes ?quelas as #elatinas, por"m o nitrato e am:nio substitui, parcialmente, a nitro#licerina e o nitrato e s&io$ Essas #elatinas foram esenvolvias para substituir as #elatinas, com maior se#urança no manuseio e custo menor e proução, por"m menos resistentes ? %#ua$

Hipos Semigelatinas •

e Explosivos

*onstituem um tipo intermei%rio entre as #elatinas e as inamites amoniacais, combinano a baixa ensiae as amoniacais com a resist7ncia ? %#ua e a coesão as #elatinas, em #rau mais atenuao$ 5s composiçes são semel'antes ?quelas as #elatinas amoniacais, com variaçes nas proporçes e nitro#licerina, nitrato e s&io e nitrato e am:nio, este em porcenta#ens mais altas$ .s #ases variam e excelentes a pouco t&xicos$ Existem iversas variantes comerciais$

*orcentagem dos ingredientes dos altos explosivos

Hipos e Explosivos )E('E/ DE'O(('E/ 5& gentes Explosivos /ecos a& ANFO (Ammonium Nitrate e Fuel Oil) Entre os explosivos secos ou #ranulaos, '% um universalmente con'ecio, formao pela mistura pura e simples e nitrato e am:nio (/3,-M) e &leo iesel (-,-M) enominao 5J., si#la esta resultante os voc%bulos in#leses 5mmonium itrate e Juel .il$ 5s proporçes acima, consieraas ieais, foram eterminaas pelos americanos Nee e 5Are, em 1/--$ 5 #ura mostra os explosivos #ranulaos ensacaos$

Hipos e Explosivos  ANFO (Ammonium Nitrate e Fuel Oil)

5s maiores vanta#ens o 5J. são@ ocupar inteiramente o volume o furo, #rane insensibiliae aos c'oques, poucos #ases t&xicos e reução o preço #lobal o explosivo (O6 0,30CA#)$ 5s maiores esvanta#ens@ falta e resist7ncia ? %#ua, baixa ensiae (0,#Ccm+) e necessiae e um iniciaor especial$

Hipos e Explosivos .utros explosivos #ranulaos, fabricaos por iferentes proutores, naa mais são o que formulaçes similares ? o 5J., com aição e outros in#reientes, explosivos ou sensibili8antes, combust!veis (&leo queimao, serra#em, pal'a e arro8 etc$) oxiantes e absorventes$ 5 Qale fabrica, em Rtabira, inas Gerais, explosivo #ranulao constitu!o e &leo queimao, pal'a e arro8 e nitrato e am:nio$

Hipos e Explosivos Condi6es de armazenamento .s explosivos secos evem ser arma8enaos, urante um ano, em paios com boa ventilação e umiae aequaa para que não ten'am os seus esempen'os comprometios$ •

Hipos H ipos e Explosivos Explosivos )E('E/ E0*.O/I1O/ 72IDO/ Emulsões

. interesse em explosivos em emulsão euse no in!cio a "caa e 40$ Explosivos em emulsão são o tipo <%#uaem&leo <%#uaem &leo== ( water-inmicro#ot!culas e oil)$ Eles consistem e micro#ot!culas solução oxiante supersaturaa entro e uma matri8 e &leo$

Hipos H ipos e Explosivos Explosivos )E('E/ E0*.O/I1O/ 72IDO/ Emulsões

Para maximi8ar o renimento ener#"tico, enquanto minimi8a custos e proução e preço e vena, o oxiante entro as micro#ot!culas consiste principalmente e nitrato e am:nio$

Hipos e Explosivos

)E('E/ E0*.O/I1O/ 72IDO/  ANFO pesado

S a blena#em a emulsão com o 5J. ou itrato e am:nio$

Hipos e Explosivos )E('E/ E0*.O/I1O/ 72IDO/  ANFO pesado

5 ensiae o 5J. Pesao resultante situa se na faixa e 1,00 a 1,++ #Ccm +$ 5 resist7ncia ? %#ua o 5J. pesao " moeraa$

Hipos e Explosivos )E('E/ E0*.O/I1O/ 72IDO/  ANFO pesado

Para uma blena#em e 5J.CEmulsão@ 40C30, a uma ensiae e 1,++ #Ccm +, o 5J. pesao passa a apresentar resist7ncia ? %#ua, por"m a escorva m!nima e iniciação eve apresentar uma massa acima e 3-0 #$

Hipos e Explosivos .amas %/lurries& e *astas Detonantes

Desenvolvias e patenteaas nos Estaos Onios a 5m"rica, representam v%rios anos e pesquisa e r$ elvin 5$ *ooA e $ E$ Jorman$ 5 lama explosiva foi etonaa com sucesso, pela primeira ve8 em e8embro e 1/-4, na ina ob NaAe, em Nabraor, *ana%$

Hipos e Explosivos

5s pastas são superiores ao 5J., apresentam boa resist7ncia ? %#ua, toavia são bem mais caras$ *om a introução as emulses no mercao internacional, o consumo e lama vem ecaino$

Composião básica da lama

5cess&rios e Rniciação ais *omuns Estopim

. estopim e se#urança, ou estopim, conu8 c'ama com velociae uniforme a um tempo e queima constante e 130 s (T 10 s) por metro, para i#nição ireta e uma car#a e p&lvora ou etonação e uma espoleta simples$

5cess&rios e Rniciação ais *omuns Estopim

*onstitu!a e um nUcleo e p&lvora ne#ra, envolvia por materiais t7xteis que, por sua ve8, são envolvios por material pl%stico ou outro, visano sua proteção e impermeabili8ação$

5cess&rios e Rniciação ais *omuns Espoleta

5 espoleta simples consta e um tubo, e alum!nio ou cobre, com uma extremiae aberta e outra fec'aa, conteno em seu interior uma car#a etonante constitu!a por uma car#a c'ama prim%ria, ou e i#nição, cu;o explosivo " a a8ia e c'umbo Pb (+)2, e uma car#a b%sica e PEH  Hetranitrato e pentaeritritol (*232.4)$


5 ra8ão estas uas car#as " evio ao fato e que a a8ia e c'umbo " um explosivo fulminante que poe ser iniciao ? custa e uma fa#ul'a$ 5 a8ia e c'umbo, uma ve8 iniciaa pela fa!sca o estopim, fa8 etonar a car#a e PEH$


.s tipos mais comuns as espoletas encontraas no mercao são o tipo n$F 4 (massa e 0,+2- # e PEH e 0,+ # e misto iniciaor) e a n$F  (massa e 0,- # e PEH e 0,+ # e misto iniciaor)$ 5 c%psula e cobre s& " usaa para casos particulares, porque a presença e umiae conteno #%s carb:nico, a a8ia e c'umbo poe se transformar em a8ia e cobre, que " muito mais sens!vel e, portanto, mais peri#osa$

5cess&rios e Rniciação ais *omuns Espoletado

Hem como naliae e facilitar os trabal'os e etonação, por eliminar os inconvenientes o corte imperfeito o estopim e o amol#amento inaequao a espoleta simples$ Hem como principal benef!cio o #an'o e tempo$

5cess&rios e Rniciação ais *omuns Cordel Detonante

. corel etonante " um acess&rio e etonação consistino, essencialmente, e um tubo e pl%stico com um nUcleo e explosivo e alta velociae  nitropenta (*-3.12)  e e materiais iversos que l'e ão connamento e resist7ncia mecânica$


. corel etonante " usao para iniciar car#as explosivas simultaneamente, ou com retaros em lavra a c"u aberto eCou subsolo$ 5 sua velociae e etonação " e, aproximaamente, 000 mCs$ uito embora a alta velociae e viol7ncia e explosão, o corel etonante " muito se#uro no manuseio e imperme%vel$


Qanta#ens o corel etonante em relação ?s espoletas el"tricas@ a) 5s correntes el"tricas não o afetam$ b) Permite o carre#amento as minas em re#ime escont!nuo, com o uso e espaçaores$ c) S muito se#uro, pois, não etona por atrito, calor, c'oques naturais ou fa!scas$ ) Detona toos os cartuc'os, ao lon#o os quais est% em contato$


5 iniciação o corel se fa8 com espoletas simples ou instantâneas, rmemente xaas ao lao o corel etonante com ta aesiva, e com sua parte ativa, isto ", o funo, voltao para a ireção e etonação$


Exemplos e #ramaturas os coreis etonantes mais utili8aas@ P10 (10 #Cm e itropenta T 10M), P- (- #Cm e itropenta T 10M), P+ (+ #Cm e itropenta T 10M)$ • • •

5cess&rios e Rniciação ais *omuns 4etardos

. retaro " um ispositivo criao para fornecer uma iferença e tempo entre ois se#mentos e uma li#ação etonaa simultaneamente9 ori#inano uma seq>7ncia e etonação os furos em um plano e fo#o$ 5 utili8ação e retaros numa etonação proporciona os se#uintes efeitos@


4etardos entre linhas# . uso e retaros entre lin'as facilita o lançamento o material, propiciano uma pil'a e material mais baixa e espal'aa9 . al!vio criao entre a lin'a a frente e a lin'a e tr%s, mel'ora o arranque o funo o furo, iminuino o sur#imento e rep" e problemas e ultraquebra9 5 iferença e tempos entre os furos provoca uma iminuição na ona e c'oque, ispersaa no maciço roc'oso, iminuino a vibração o terreno$ •

•

•


4etardos entre 8uros de uma mesma linha# el'ora a fra#mentação9 Diminuição a vibração o terreno9 Diminuição o lançamento 'ori8ontal • • •

5cess&rios e Rniciação ais *omuns 4etardo

. retaro e corel " um tubo met%lico, revestio e pl%stico, iniciao em um os extremos pelo corel, ao passar pelo ispositivo, sofre uma quea e velociae, enquanto queima o misto e retaro$

4etardos 3idirecionais


Herminaa esta queima, ele etona o corel na sua extremiae$ .s retaros e corel, enominaos

.s conectores e superf!cie e milise#unos (6 *onectors) vem substituino o retaro e superf!cie, tipo osso e cac'orro, evio a sua faciliae na amarração os furos$

5cess&rios e Rniciação ais *omuns Tuo de c!o"ue # tipo nonel

. sistema não el"trico e iniciação, com lin'a silenciosa foi esenvolvio por P$ 5$ Person, nos laborat&rios a empresa itro obel, na 6u"cia, entre 1/4 e 1/4$ *onsiste basicamente e uma espoleta comum, não el"trica, conectaa a um tubo e pl%stico transparente, altamente resistente, com iâmetro externo e interno e + mm e 1,- mm, respectivamente$


. tubo pl%stico cont"m, em m"ia, uma pel!cula e PEH pulveri8aa e 20 m#Cm e tubo ou 20 #CAm, que, ao ser iniciaa, #era uma ona e c'oque, causaa pelo calor e expansão os #ases entro o tubo, que se propa#a com uma velociae, aproximaamente, e 2000 mCs$


Essa reu8ia car#a explosiva, #eraora a ona e c'oque, que se esloca atrav"s o tubo, não c'e#a a afetar o lao externo o mesmo, por"m, inicia a espoleta instantânea ou e retaro$


. sistema oferece inUmeras vanta#ens quano comparao a outros acess&rios$ Entre elas, baixo ru!o, " insens!vel ? corrente el"tricas e parasitas, não estr&i parte a coluna e explosivo entro o furo, iferentemente o corel, seu tubo não etona nen'um tipo e explosivo comercial, permite a iniciação pontual, contribuino para iminuir a car#a por espera$


Esse sistema apresenta a se#uinte esvanta#em em relação ao corel etonante@ quano a coluna e explosivos encartuc'aos pere o contato, a epener o <5ir Gap=, al#uns cartuc'os poem não ser iniciaos$

5cess&rios e Rniciação ais *omuns 3ooster %4e8orador&

*ar#a explosiva estinaa a iniciar explosivos bombeaos e baixa sensibiliae (Granulaos, Emulses e 5J. Pesao) ou furos conteno explosivos encartuc'aos com iâmetro superior a +=$ . Vooster possui car#a pirot"cnica constitu!a e itro Penta e HH (-0C-0 e 40C30)$

5cess&rios e Rniciação ais *omuns Detonador Eletr9nico

5compan'ano a evolução tecnol&#ica, o mercao esenvolveu o 6istema e Ketaro Eletr:nico que consiste e uma espoleta e retaro eletr:nico, f%cil e usar, pro#ram%vel, para too tipo e esmonte em mineração e na construção civil, poeno ser usao tanto em obras a c"u aberto como subterrâneas$


. etonaor eletr:nico apresenta o mesmo laWout e iâmetro e uma espoleta el"trica e retaro convencional$ 5 #rane iferença resie em que caa espoleta poe ter seu tempo e retaro pro#ramao iniviualmente$


*ont"m, em m"ia, /0 m# e PEH (Hetra itrato e Penta Eritritol), como car#a e base, e /0 m# e a8ia e c'umbo, como car#a prim%ria, ponte e o e alta resist7ncia (inIamaor) e um circuito eletr:nico que cont"m um microc'ip inteli#ente e ois capacitores eletr:nicos  um para asse#urar a autonomia o etonaor e o se#uno para iniciar o inIamaor$


Real para uso nos altos explosivos comerciais sens!veis ? espoleta, poeno tamb"m, ser usao para a etonação e boosters$ . etonaor eletr:nico " imune ? eletriciae est%tica, a sinais e r%io e ? etonação pr"matura$


.s etonaores eletr:nicos apresentam os se#uintes benef!cios aos esmontes e roc'as@ alta precisão no tempo e retaro (T + ms)9 toos etonaores são i7nticos, poeno os tempos e retaro serem pro#ramaos livremente e a qualquer instante9 o sistema permite a etecção e poss!veis fal'as nas li#açes, su#erino meias e correção9 • •

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5cess&rios e Rniciação ais *omuns Detonador Eletr9nico •

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por não ser necess%ria a utili8ação e retaros e superf!cie, ocorre uma reução consier%vel nos custos com acess&rios e iniciação9 reução o n!vel e vibração e ultralançamento os fra#mentos roc'osos, em função a #rane precisão que evita a sobreposição os tempos e retaro9 reução o n!vel e ru!o e pulso e ar, pela iniciação ser el"trica9 mel'or fra#mentação a roc'a em função a precisão e a #rane faixa e tempo e retaro (e 1 at" 4000 ms) e a possibiliae e escol'a o tempo e retaro pelo usu%rio9

5cess&rios e Rniciação ais *omuns Detonador Eletr9nico •

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se#uro, por ser insens!vel a car#as est%ticas e eletroma#n"ticas9 aumento a eci7ncia o explosivo, pela iniciação ser pontual9 reução a necessiae e estoque e espoletas, visto que toas são i7nticas$ 5 pro#ramação o tempo e retaro " feita urante o carre#amento os furos$

Osano espoletas el"tricas E/CO41 . primeiro passo para o uso aequao e uma espoleta el"trica " o seu escorvamento$ Escorvar a espoleta " o ato e coloc%la entro o cartuc'o e explosivo, e maneira que este possa ser etonao pela espoleta$ Oma boa escorva exi#e que a c%psula se;a introu8ia no cartuc'o e maneira que não possa sair$ •

Osano espoletas el"tricas

•

. cartuc'o escorvao est% pronto para o carre#amento$ S aconsel'%vel que a escorva se;a carre#aa no funo o furo e tal proceimento " inispens%vel quano se usa espoletas e retaro$

Apostila EXPLOSIVOS e ACESSÓRIOS

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