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Mar 24, 2024

Projetos de perfuração e jateamento para furos paralelos e V

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 2449 (2023) Citar este artigo 2264 Acessos 1 Detalhes da Altmetric Metrics A mina Karadon, onde foram realizados estudos de campo, está localizada ao norte

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 2449 (2023) Citar este artigo

2264 acessos

1 Altmétrico

Detalhes das métricas

A mina Karadon, onde foram realizados estudos de campo, está localizada no noroeste da Turquia e é considerada uma mina de carvão altamente gasosa. Explosivos e sistemas de ignição utilizados em minas subterrâneas de carvão são determinados por leis, estatutos, regulamentos e regras estritas. As restrições decorrentes de requisitos legais, tais como restrições aos comprimentos de carga e de escoramento e aos agentes de detonação a utilizar, tornam a utilização de técnicas de detonação de túneis bem conhecidas difícil ou por vezes impossível. Nestes casos, os projetos feitos com as equações apresentadas na literatura devem ser revisados ​​e reorganizados. O objetivo deste estudo é recomendar soluções para as dificuldades de detonação encontradas em minas subterrâneas de carvão gasoso nas quais existem limitações decorrentes de exigências legais. Este estudo resume e analisa as práticas de detonação atualmente empregadas na mina Karadon, juntamente com suas desvantagens. Novos projetos de detonação foram então feitos utilizando os métodos sugeridos na literatura, e esses projetos foram revisados ​​de acordo com as exigências legais. Mantendo a concentração de carga constante em relação ao seu valor original, a carga e as distâncias de espaçamento foram ajustadas. Como resultado deste estudo, constatou-se que o rearranjo mantendo a concentração de carga constante em comparação com o seu valor original é uma solução de engenharia apropriada.

Os explosivos são provavelmente o método mais rentável de escavação de rochas em operações de mineração subterrânea1,2,3. A escavação de túneis e rochas subterrâneas tem dependido em grande parte de métodos de perfuração e detonação nos últimos anos4. A quantidade e o tipo de explosivos, os padrões de perfuração e a sequência de iniciação são críticos para o sucesso da escavação de maciços rochosos5.

A detonação em um túnel ou deriva sempre começa com o "corte" - um padrão de furos projetado para fornecer a linha de deformação mais eficiente - no centro da face ou próximo a ele. Cada explosão cria mais espaço para o seguinte anel de buracos de explosão. É imperativo explodir a seção cortada com sucesso para que toda a rodada seja bem-sucedida. Na mineração e na construção, vários tipos de corte têm sido aplicados, mas eles se enquadram essencialmente em duas categorias: furos paralelos e furos perfurados em ângulos. Hoje, o método de corte de furo paralelo mais comumente usado é o corte de furo grande de quatro seções, enquanto o corte mais comumente usado com furos angulares é o corte em V. Este tipo de corte é eficaz para túneis com uma secção transversal bastante grande e requer menos furos do que um corte paralelo. Quando as primeiras máquinas de perfuração mecanizadas foram introduzidas, o corte paralelo permitiu uma perfuração paralela precisa. A utilização deste tipo de corte também é comum em pequenos túneis com longos círculos.

O tipo de corte escolhido depende não só da natureza física da rocha e da presença de fragilidades e fissuras, mas também do equipamento utilizado, da área da secção transversal e da taxa de avanço preferida. Ao longo dos anos, desde que os explosivos foram usados ​​pela primeira vez para escavar túneis na década de 1860, a detonação de túneis ganhou enorme experiência. Muitos pesquisadores6,7,8,9,10,11,12,13 examinaram o jateamento e propuseram uma variedade de padrões de corte. No que diz respeito aos métodos de corte, Shapiro14 comparou os cortes em V com outros cortes e concluiu que o corte em V proporciona a máxima eficiência de detonação quando o furo tem menos de 2,5 m de profundidade. Chakraborty et al.15 mostraram que cortes paralelos não eram tão produtivos quanto cortes em V em pequenos túneis, e uma relação empírica foi desenvolvida. Em diferentes modelos de detonação, Soroush et al.16 investigaram o efeito e a sensibilidade do diâmetro do furo e da área da face do túnel nos resultados de detonação e apontaram que o corte em V requer mais furos cortados do que o corte paralelo em condições semelhantes. Cardu e Seccatore17 relatam que túneis redondos com furos paralelos tendem a ter maior eficiência de tração do que túneis redondos com furos inclinados. De acordo com Wang et al.18, os cortes em V têm as vantagens de menos furos, fácil fundição de rocha e baixos requisitos de precisão de perfuração. Contudo, a tendência para cortes paralelos surgiu como resultado do desenvolvimento de jumbos hidráulicos com uma ou mais lanças. Além disso, os cortes paralelos não exigem uma mudança no ângulo de alimentação e o avanço não é tão afetado pela largura do túnel19.