Perfuratriz

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Perfuratriz

  1. 1. Centro Técnico de Educação Profissional Curso Técnico em MineraçãoPerfuração de Rocha: Classificação das Perfuratrizes Professor Márcio Greick Miraí – MG Maio – 2012
  2. 2. Centro Técnico de Educação Profissional Curso Técnico em MineraçãoPerfuração de Rocha: Classificação das Perfuratrizes Trabalho apresentado pelo aluno Thiago de Meira Rezende ao professor Márcio Greick da disciplina Pesquisa e Lavra II. Miraí – MG Maio - 2012
  3. 3. Resumo Este trabalho desenvolve uma pequena e enriquecedora análise referente àclassificação das perfuratrizes no que diz respeito à área da mineração, incluindo a suautilização perante as diversas rochas.
  4. 4. Abertura de um túnel em rocha, em 1850. A mão do homem foi gradativamente substituída pela máquina e,consequentemente, introduziram-se as perfuratrizes e aperfeiçoaram-se as brocas,adaptando-as de acordo com o tipo de trabalho específico na área da mineração.
  5. 5. Perfuração de Rocha As rochas duras necessitam de explosivos para serem desmontadas e,consequentemente, exploradas. Para inserir o explosivo na rocha, é necessário existirfuros adequados. Sendo que tais furos são concretizados com equipamentosdenominados perfuratrizes. Objetivos Amostras geológicas; Determinação das propriedades físicas; Identificação mineralógica; Escavação ( explosivos ). Classificação das Perfuratrizes As perfuratrizes usadas na escavação de rocha são classificadas em: Percussivas,Rotativas, Percussivo- rotativas e Furo- abaixo. Perfuratrizes Percussivas São aquelas que reproduzem o trabalho manual de perfuração em rochacaracterizada por dois movimentos distintos e independentes: golpeamento da broca,seguido de uma pequena rotação da mesma. Produzindo um giro da broca imediatamente a cada golpe. Sendo que o giro éconstituído de um pequeno arco de círculo considerado descontínuo. O acionamento das perfuratrizes percussivas é realizado através de arcomprimido. Entretanto para a realização de pequenos trabalhos, existem asperfuratrizes leves, acionadas por motor a gasolina e, consequentemente, constituindo-
  6. 6. se de um conjunto único e portátil. Sabendo-se que as mesmas não comportariam odeslocamento de um compressor de ar. Os compressores de ar destinados a fornecer o ar comprimido podem serestacionários ou portáteis. São estacionários quando montados sobre bases rígidas e dedifícil deslocamento e, na maioria dos casos, movidos por motor elétrico. São portáteisquando montados sobre rodas de pneus e utilizam normalmente motor diesel e sãorebocáveis. Funcionamento das Perfuratrizes Percussivas Um equipamento que transmite percussões ou batidas sucessivas na partesuperior da broca. No intervalo entre duas percussões sucessivas, ocorre uma rotação depequeno arco de círculo. 1- Furo de limpeza
  7. 7. 2- Tubo para limpeza: água ou ar 3- Tubo para limpeza com ar 4- Pistão 5- Canal de ar para limpeza extra 6- Câmara do cilindro, traseira 7- Válvula oscilante 8- Válvula de controle 9- Punho de broca 10- Exaustão 11- Câmara do cilindro frontal dianteiroA perfuratriz percussiva possui três sistemas:  Percussão – As percussões sobre a broca são produzidas por um pistão que se movimenta dentro de um cilindro acionado, alternadamente, para cima e para baixo por impulsão provocada pela entrada de ar comprimido numa extremidade e saída na outra. A entrada e saída são controladas por válvula.  Sistema de rotação – A cada golpe do pescoço do pistão contra o punho da broca corresponde a uma rotação de um pequeno arco de círculo. Ocorre quando o fluxo de ar comprimido entra na câmara inferior e impulsiona a cabeça do pistão para cima, que por sua vez movimenta um sistema de catraca causando o giro da broca. É importante ressaltar que uma rotação completa corresponde a 11 percussões do pistão contra o punho de broca.  Sistema de limpeza – O processo de limpeza destina-se a remover os resíduos de rocha produzidos pelo avanço da perfuração. A água ou ar de limpeza percorre a perfuratriz, segue através de um orifício central da broca e sai pela extremidade, removendo os detritos através do espaço entre a superfície externa da haste da broca e a do furo. Nas escavações subterrâneas utilizam-se a limpeza com água visando a eliminar a formação de poeira e nas escavações a céus aberto utilizam-se a limpeza por ar comprimido.
  8. 8. Perfuratrizes Percussivo- rotativa Apresentam rotação contínua e um sistema independente de percussão sobre abroca. Os acionamentos da rotação e da percussão ficam fora do furo. O sistemaindependente de rotação pode girar as hastes em qualquer sentido, permitindo conectá-las ou desconectá-las. Perfuratrizes Rotativas
  9. 9. Transmitem à broca somente movimento de rotação contínuo. Não ocorre,portanto, percussões. A demolição da rocha no furo é realizada por rotação da broca quetrabalha sob a ação de uma pressão constante. O equipamento é montado sobre umaplataforma ou carreta para permitir facilidade de locomoção. As rochas são demolidas mediante corte, abrasão ou esmagamento. Sendo que asperfuratrizes rotativas, na maioria dos casos, destinam-se a furos de grandesprofundidades como as atividades para prospecção geológicas, poços artesianos eexploração de poços petrolíferos. Sendo aplicadas também na perfuração de rochas para posterior introdução deexplosivos, quando se usa furos de grande diâmetro com explosivos a granel.
  10. 10. Perfuratrizes de Furo- abaixo Possuem o acionamento do movimento de rotação fora do furo e o de percussãodentro do furo.
  11. 11. As perfuratrizes de furo- abaixo foram desenvolvidas para evitar a dissipação deenergia provocada pelos outros tipos de perfuratrizes. A perfuratriz furo- abaixo opera como rotação contínua provida de um motorindependente, geralmente hidráulico, situado na superfície. O fluxo de ar comprimidodesce pelo interior das hastes até atingir a perfuratriz. Seu funcionamento apresentamuita semelhança com a perfuratriz percussiva.
  12. 12. Vantagens: Não ocorre dissipação de energia; Rendimento é maior para a mesma quantidade de ar comprimido.Desvantagens: A velocidade é menor; A ruptura ou travamento do colar pode significar perda total da perfuratriz; A vida útil das pastilhas é menor; Não trabalha bem em rocha muito fraturada ou na presença de água. Avanços Para que ocorra um trabalho efetivo de demolição da rocha e conseqüentedesenvolvimento da perfuração é necessário que seja exercido um esforço sobre aperfuratriz. É esse detalhe, aliado à percussão e rotação que faz progredir o furo. Nas perfuratrizes percussivas que são leves, o esforço pode ser executadofisicamente pelo operador da perfuratriz, sendo transmitido à broca e à sua extremidadeonde está a pastilha. Nos serviços de escavação a céu aberto, os sistemas de avanços desenvolvidosforam:  Pneumático – É acionado por ar comprimido, onde um conjunto de pistão cilíndrico é ligado à perfuratriz, sendo o esforço sobre ela produzido pelo deslocamento do pistão contra o cilindro apoiado em um ponto fixo.
  13. 13. O esforço é exercido fisicamente pelo operador da perfuratriz. Sem a aplicação desse esforço, ou quando insuficiente, a perfuratriz fica saltitando na perfuração, improdutivamente. Avanço de Corrente – Neste sistema, o esforço sobre a perfuratriz é exercido mecanicamente por uma corrente ligada a ela, tracionada no sentido de provocar pressão da perfuratriz contra a broca e desta contra a rocha. Principais componentes: estrutura de suporte, placa deslizante, motor, corrente e roda dentada.
  14. 14.  Avanço de Parafuso – Neste tipo de avanço o esforço sobre a perfuratriz é exercido mecanicamente por um longo parafuso que substitui a corrente do avanço de corrente. A perfuratriz é presa por meio de parafusos numa placa deslizante que pode se deslocar ao longo da estrutura de suporte. A placa deslizante possui na base uma rosca, penetrada pelo parafuso do avanço que gira por ação de um motor a ar comprimido, situado na extremidade superior da estrutura de suporte. Avanços Utilizados Os utilizados na escavação a céu aberto são os avanços de corrente, adotados nosequipamentos de perfuração com locomoção própria. Sendo que muitos equipamentosoperam em diferentes tipos de exploração de rocha, sendo por isso necessário conhecê-los. Locomoção das Perfuratrizes A sequência das perfurações exige o deslocamento das máquinas após aconclusão de um furo. No processo subseqüente, o furo é carregado com explosivos edetonados. Enquanto a perfuratriz deverá estar em um local abrigado, onde não sejaatingida pelos efeitos da detonação. O deslocamento das perfuratrizes manuais é feito, no caso de pequenospercursos, manualmente ou sobre um caminhão, em longas distâncias. Locomoção Manual As perfuratrizes manuais são operadas e deslocadas manualmente na sequênciade furos, assim como para abrigar a máquina durante a detonação do explosivo. Odeslocamento para novas frentes de escavação, quando distantes, é realizado através deveículo. Quando as frentes são próximas, poderá ser efetuado manualmente e cadatrabalhador carrega nos ombros a perfuratriz que opera. Locomoção Tracionada As perfuratrizes que não são movimentadas manualmente utiliza uma estruturade suporte denominada chassi, sobre a qual é montada a perfuratriz com um sistema deavanço. Composto de rodas de borracha maciça ou pneumáticos e uma barra de tração e,consequentemente, o equipamento pode ser deslocado com facilidade, tracionando-ocom veículo ou trator, no caso de trajetos longos e manualmente a curta distância.
  15. 15. A locomoção tracionada permitiu o desenvolvimento de perfuratrizes maiores ede maior produção. Locomoção Própria A perfuratriz é montada sobre uma unidade tratora especialmente projetada econstruída para maior eficiência do trabalho. A unidade tratora é quase sempre deesteiras, o que assegura a possibilidade de caminhar em terrenos difíceis. Pode seracionada por ar comprimido ou sistemas hidráulicos. Pode-se empregar compressor dear portátil, mas neste caso o mesmo é engatado à traseira da máquina para odeslocamento. Associação de Perfuratriz, Avanço e Locomoção Esta associação pode ser vista na perfuratriz manual ou nos conjuntos deperfuração que recebem os nomes de bencher, wagon-drill ou perfuratriz sobre trator. Perfuratriz Manual São as perfuratrizes percussivas. O esforço para o avanço da perfuração éefetuado pelo operador que, com os braços, aplica uma força, transmitida à broca,através do punho da perfuratriz. Bencher Associação de avanço pneumático e de uma perfuratriz percussiva resultou numequipamento específico para perfurações verticais descendentes ou de pequenainclinação denominado bencher. O equipamento leve pode ser utilizado em terrenosíngremes freqüentes no início do recorte do maciço rochoso. Deve ser previamentefixado na rocha para permitir o funcionamento do sistema de avanço. O mesmoapresenta a vantagem de reduzir a mão-de-obra já que apenas um operador pode cuidarde duas unidades simultaneamente.
  16. 16. Wang-drill Associação da perfuratriz de um avanço de corrente e de uma estrutura desuporte dotada de duas ou quatro rodas com pneus e uma barra de tração. Além da facilidade de deslocamento proporcionada pela estrutura sobre pneus ede poder ser tracionado por um trator, soma-se o fato de permitir o emprego deperfuratrizes pesadas inclusive do tipo de furo-abaixo. Neste caso o motor de rotaçãofica preso à placa deslizante do avanço de corrente. Outra vantagem do wangon-drill sobre as perfuratrizes manuais e benchers é ade poder produzir perfurações inclinadas em ângulos que variam geralmente de 40 grausaté a vertical. Sendo muito importante quando se tem em vista, muitas vezes, aconveniência de atacar a escavação com face de bancada inclinada.
  17. 17. Perfuratriz sobre trator ou automotiva A perfuratriz sobre trator apresenta tração própria. O tipo de maior aceitaçãopara os trabalhos gerais de escavação de rocha a céu aberto tem a unidade tratoraespecialmente construída para receber o avanço e a perfuratriz. É um trator de esteiras,acionado por motor a ar comprimido. Este equipamento possibilita perfurações em diversos ângulos e na horizontal.Por ser dotado de esteiras permite seu deslocamento em terrenos íngremes edesfavoráveis. Lubrificador de Linha É um dispositivo que adiciona óleo ao ar comprimido. Trata-se de um pequenoreservatório de óleo, atravessado pelo ar comprimido, permitindo atomização do óleo esua incorporação ao ar.
  18. 18. Operação de Perfuratriz Manual Iniciar o furo com o ar aberto pela metade; Embocar o furo na perpendicular ao plano da rocha; Apontar na direção desejada e abrir o ar totalmente; Manter o furo alinhado; Usar mais de um jogo de brocas para que com o uso alternado as mesmas resfriem. Operação de Bencher Executar com perfuratriz manual um furo de 20cm x 1 ¼ para introduzir o chumbador de ancoragem; Martelar a cabeça do chumbador e apertar o parafuso para fixar a cunha; Colocar o bencher sobre o chumbador e operá-lo. Operação das Perfuratrizes Automotivas O embocamento deve ser lento e cuidadoso; Após perfurar a extensão correspondente à primeira haste, desacoplá-la do punho e introduzir a segunda haste. Manter sempre o punho limpo. Manutenção das Perfuratrizes Para todos os equipamentos e instalações, há três tipos de manutenção:  Corretiva – É aquela que é efetuada após o dano ou quebra.  Preventiva – É efetuada antes de qualquer sintoma, baseada exclusivamente em dados históricos.  Preditiva – Baseia-se em previsão baseada em sintomas apresentados. Necessita de inspeções periódicas para se decidir sobre providências. Brocas Composta por dois grupos:  Brocas Integrais – São aquelas em que as partes componentes constituem uma peça única. Torça-se a broca para atingir diferentes profundidades. Seu uso se restringe às perfuratrizes manuais. As partes principais da broca integral são: superfície de impacto, furo de limpeza, punho, colar, haste e coroa.  Brocas de Extensão – São aquelas que variam a profundidade da perfuração pela adição de segmentos de aço rosqueados. Estes segmentos são chamados
  19. 19. de hastes. O termo haste é também empregado para designar uma parte da broca integral. São utilizadas nas perfuratrizes rotativas, rotativo- percussivas e de furo- abaixo. Os componentes da broca de extensão são: punho, haste, luva e coroa. Compressores de Ar O ar comprimido é usado em quase todos os tipos de equipamentos deperfuração, proporcionando todos os trabalhos necessários. Os compressores de ar são máquinas que aspiram o ar da atmosfera,comprimindo-o, reduzindo, portanto, o seu volume e aumentando a pressão.Dependendo do tipo de serviço usam-se compressores portáteis ou estacionários. Tipos de Compressores de Ar Em escavação de rocha os compressores usados podem ser de pistão e rotativos. O acionamento dos compressores pode ser por motor diesel ou elétrico. O ar, antes de entrar no compressor, passa por um filtro para reter as partículasem suspensão que poderiam danificar os mecanismos do compressor. Compressores de Pistão São os mais antigos e de manutenção mais simples. O sistema que comprime o ar consta de girabrequim, biela ou braço do pistão, pistão e cilindro. O cilindro dispõe de uma válvula de admissão e uma de exaustão. Através da válvula de admissão, o pistão aspira ar da atmosfera para dentro do cilindro. Esse volume de ar é comprimido quando o pistão inverte seu movimento e retorna, reduzindo gradativamente o volume da câmara do cilindro que contém o ar. Atingida uma determinada pressão, a válvula de exaustão se abre permitindo a saída do ar comprimido para o reservatório de ar do compressor. Compressores Rotativos ou Tipo Parafuso Neles, a energia de rotação, transmitida a dois parafusos que giram em sentidos opostos é transformada em energia de pressão.
  20. 20. Os parafusos ou rotores se encaixam, sendo um chamado de macho e o outro de fêmea. Não há válvulas de admissão e de exaustão porque o fluxo de ar é contínuo para dentro da câmara onde estão os rotores. Referências Bibliográficashttp://pt.scribd.com/doc/63990184/Apostila-Perfuratrizhttp://www.ufsm.br/engcivil/Material_Didatico/TRP1002_Mat_para_infraentrutura_de_transp/notas_de_aula/Perfuratrizes.pdfhttp://pt.scribd.com/doc/51559268/APOSTILA-DE-PERFURACAO-DE-ROCHAShttp://pt.scribd.com/cleberf_1/d/33917616-Maquinas-perfuratrizeshttp://www.ebah.com.br/content/ABAAABVvAAL/perfuracao-nocoes-basicas Fim!

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