Abertura de Poço
e
Abertura de túnel
Abertura de Poço de exploração.
Poço ou Shaft é abertura
aproximadamente vertical, conectando
a superfície aos trabalhos e...
Tipos de poços
• Pocos vertical (vertical shaft);
• Poço inclinado (inclined shaft).
Comparação entre poço vertical
e poço inclinado
O custo de execução da abertura é maior no poço
vertical, para mesma exten...
Projeto e localização de poços
Localização dos poços é factor importante nos custos
de produção e desenvolvimento;
O númer...
Sistema de três e quatro poços
Em sistemas de quatro poços, as funções são as
seguintes: um poço de produção e entrada de ...
Maquinas usadas na abertura de um
poço.
Os equipamentos mais comuns são as carretas de
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Jumbos
Automação da operação
Unindo informações sobre o posicionamento da máquina
e sobre os parâmetros de geometria da ha...
Perfuração otimizada
Eliminar a interferência do operador no momento da
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Custo da sobre-escavação
Essa necessidade, segundo ele, tornou a precisão das
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Métodos de perfuração de poços
Há basicamente dois tipos de métodos de perfuração
de poços:
 Método percussivo.
 Método ...
Esquema de método rotativo.
Completação de um poço
Define-se como completação o conjunto de serviços
efectuados no poço desde o momento no qual a broc...
Perfuração de poços de petróleo
A perfuração de um poço de petróleo é realizada
através de uma sonda. As rochas são perfur...
Equipamentos da Sonda de
Perfuração
Todos os equipamentos de uma sonda são agrupados nos
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Colunas de Perfuração
Durante a perfuração é necessária a concentração de
grande quantidade de energia na broca para corta...
Brocas
As brocas são equipamentos que tem a função de
promover a ruptura e desagregação das rochas ou
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Fluídos de Perfuração
São misturas complexas de sólidos, líquidos, produtos
químicos e por vezes até gases. Podem assumir
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Plataformas marítimas
Para a exploração de petróleo no mar são utilizadas
técnicas semelhantes utilizadas em terra. As pri...
Abertura de túnel
Abertura de túnel
Túneis são obras dinâmicas, onde propriedades
geotécnicas, sequências de escavação e suporte
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Método de Escavação em Materiais
Duros (Rochas)
Método Tradicional
Para túneis escavados em rochas, a não ser nos casos
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Escavação com Galerias
Em túneis bastante largos, pode ser vantajoso
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Perfuração das rochas
Existem diversos equipamentos para a perfuração, e
a seleção do tipo mais adequado depende da:
a) na...
Padrões de perfuração
Quando os explosivos colocados em furos em torno
dessa cavidade (cunha) são disparados, o quebrament...
Princípios de Projecto
Solos moles podem ser comparados a líquidos
altamente viscosos, com um tempo de auto – suporte
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A determinação da secção do
túnel
A sua seleção é influenciada por vários fatores,
dependendo do objetivo do túnel:
1. Gab...
Ventilação
A ventilação dos túneis é necessária por várias razões:
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Maquinas usadas para abertura de
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Exemplo da TBM
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(hard rock)
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TBMs - Solo mole
Em solo macio, existem dois tipos principais de
TBMs:
 Máquina de Equilíbrio para Pressão da
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Sistemas de Back-up
Os mecanismos de apoio localizados no back-up
podem incluir: transportadores ou outros sistemas para
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Tunelamento urbano e túneis
perto da superfície
O Tunelamento Urbano tem como desafio especial o
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Método Mecânico
Perfurar de rochas para abertura de túneis
mecanicamente é antigo. As vantagens do método,
quando comparad...
Novo Método Austríaco de
Túneis
A principal característica no NATM é o uso de uma
camada delgada de chumbadores que é apli...
Princípios para uso do novo método
Austríaco de túneis.
Quando uma cavidade é aberta pelo avanço do túnel,
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Abertura de poço

  1. 1. Abertura de Poço e Abertura de túnel
  2. 2. Abertura de Poço de exploração. Poço ou Shaft é abertura aproximadamente vertical, conectando a superfície aos trabalhos em subsolo ou seja para atingir varios horizontes em locais do trabalho na mineração subterrânea.
  3. 3. Tipos de poços • Pocos vertical (vertical shaft); • Poço inclinado (inclined shaft).
  4. 4. Comparação entre poço vertical e poço inclinado O custo de execução da abertura é maior no poço vertical, para mesma extensão e mesma área de seção transversal. Porém para atingir uma dada profundidade, o poço vertical torna-se menos longínquo, embora determine uma maior extensão das travessas. Com relação ao fator de capacidade específica, este é maior no poço vertical que consequentemente afeta na velocidade do tráfego (mais veloz).
  5. 5. Projeto e localização de poços Localização dos poços é factor importante nos custos de produção e desenvolvimento; O número de poços e o diâmetro depende diretamente da escala de produção da mina e do tamanho do corpo de minério. Existem sistemas de mina com dois, três ou mais poços. Em sistemas de dois poços, a localização pode ser na parte central do corpo de minério. O primeiro poço tem função de transporte de minério, pessoal e material; o segundo tem função de ventilação.
  6. 6. Sistema de três e quatro poços Em sistemas de quatro poços, as funções são as seguintes: um poço de produção e entrada de ar, outro poço de transporte de pessoal e material e entrada de ar e dois poços de ventilação. Os poços de produção, transporte de pessoal e material geralmente são centralizados em relação ao depósito do minerio.
  7. 7. Maquinas usadas na abertura de um poço. Os equipamentos mais comuns são as carretas de perfuração de frentes em desenvolvimento (jumbos) e leques de lavra (fandrills), carregadeiras rebaixadas (LHD) e convencionais.
  8. 8. Jumbos Automação da operação Unindo informações sobre o posicionamento da máquina e sobre os parâmetros de geometria da haste de perfuração, Morales diz que o sistema oferece subsídios para que a operação seja totalmente automatizada. Paulo Sérgio Ribeiro, ressalta que tais recursos de automação podem ser complementados pela tecnologia Túnel Profile. O sistema realiza um escaneamento tridimensional a laser das dimensões do túnel, antes e depois da perfuração, estabelecendo parâmetros de comparação que ajudam a definir a quantidade de concreto projetado necessária para conter as paredes após a escavação.
  9. 9. Perfuração otimizada Eliminar a interferência do operador no momento da perfuração, deixando por conta do equipamento todas as ações na execução da malha de furos, também figura como uma preocupação da Sandvik nessa área. Segundo Armando Bernardes Junior, gerente de contas especiais da Sandvik Mining e Construction, o Laser Profiler é uma resposta da empresa a essa necessidade. “Trata-se de uma tecnologia capaz de medir com precisão o perfil do poço escavado”, ele sintetiza.
  10. 10. Custo da sobre-escavação Essa necessidade, segundo ele, tornou a precisão das perfurações uma preocupação constante nas obras de poços, pois as construtoras perceberam que isso reduz significativamente a sobre-escavação. “Se há escavação desnecessária, é preciso aumentar a incidência de atirantamento e as paredes do poço precisam ser revestidas com concreto. Isso significa custo adicional com materiais e com equipamentos mobilizados nesses serviços”, diz Bernardes Junior.
  11. 11. Métodos de perfuração de poços Há basicamente dois tipos de métodos de perfuração de poços:  Método percussivo.  Método rotativo.
  12. 12. Esquema de método rotativo.
  13. 13. Completação de um poço Define-se como completação o conjunto de serviços efectuados no poço desde o momento no qual a broca atinge a base da zona produtora ocorre a cimentação do revestimento de produção. A completação consiste em transformar o poço perfurado em uma unidade produtiva. O poço passa a produzir o bem mineral gerando receitas e ganhos.
  14. 14. Perfuração de poços de petróleo A perfuração de um poço de petróleo é realizada através de uma sonda. As rochas são perfuradas pela acção rotativa de uma broca existente na extremidade de uma coluna de perfuração. Os fragmentos de rocha são removidos pela acção de um fluído de perfuração ou lama injectados por bombeamento na coluna de perfuração.
  15. 15. Equipamentos da Sonda de Perfuração Todos os equipamentos de uma sonda são agrupados nos chamados “sistemas” de uma sonda, descritos a seguir:  Sistema de sustentação de cargas;  Sistema de geração e transmissão de energia;  Sistema de movimentação de cargas:  Sistema de rotação;  Sistema de circulação;  Sistema de segurança do poço;  Sistema de monitoração;
  16. 16. Colunas de Perfuração Durante a perfuração é necessária a concentração de grande quantidade de energia na broca para cortar as diversas formações rochosas. Essa energia, em forma de rotação e peso aplicados sobre a broca, é transferida às rochas para promover sua ruptura e desagregação em pequenas lascas. Consta dos seguintes componentes: tubos pesados, comandos e tubos de perfuração.
  17. 17. Brocas As brocas são equipamentos que tem a função de promover a ruptura e desagregação das rochas ou formações. Podem ser: Sem partes móveis – a inexistência de partes movei e rolamentos diminui a possibilidade de falha dessas brocas. Com partes móveis – podem ter de um a quatro cones, sendo as mais utilizadas as brocas tri cônicas pela sua eficiência e menor custo inicial. Possuem estrutura cortante e rolamentos.
  18. 18. Fluídos de Perfuração São misturas complexas de sólidos, líquidos, produtos químicos e por vezes até gases. Podem assumir aspectos de suspensão, dispersão coloidal ou emulsão, dependendo do estado físico dos componentes. Tem a função de limpar o fundo do poço dos cascalhos gerados e transportá-los até a superfície, exercer pressão hidrostática sobre as formações, resfriar e lubrificar a coluna de perfuração e a broca.
  19. 19. Plataformas marítimas Para a exploração de petróleo no mar são utilizadas técnicas semelhantes utilizadas em terra. As primeiras sondas marítimas eram as mesmas sondas usadas em terra só que adaptadas a uma estrutura que permitisse perfurar em águas rasas. No entanto diante da necessidade de perfurar cada vez mais em águas profundas, novas técnicas foram surgindo orientado para sanar dessas necessidades.
  20. 20. Abertura de túnel
  21. 21. Abertura de túnel Túneis são obras dinâmicas, onde propriedades geotécnicas, sequências de escavação e suporte imediato interagem entre si, definindo a velocidade de avanço da escavação, enquanto se cria o produto final (estrutura subterrânea), na qual o factor de segurança situa.
  22. 22. Método de Escavação em Materiais Duros (Rochas) Método Tradicional Para túneis escavados em rochas, a não ser nos casos daqueles extremamente curtos (cerca de 200m de comprimento), são normalmente estabelecidas, para a construção, duas ou mais frentes de escavação.  Métodos de Avanço;  Escavação Total;  Escavação por Galeria Frontal e Bancada
  23. 23. Escavação com Galerias Em túneis bastante largos, pode ser vantajoso desenvolver um túnel menor, chamado galeria, antes da escavação total da frente.
  24. 24. Perfuração das rochas Existem diversos equipamentos para a perfuração, e a seleção do tipo mais adequado depende da: a) natureza topográfica do terreno; b) profundidade necessária dos furos; c) dureza da rocha; d) o grau de fraturamento da rocha; e) dimensões da obra; f) disponibilidade de água para a perfuração.
  25. 25. Padrões de perfuração Quando os explosivos colocados em furos em torno dessa cavidade (cunha) são disparados, o quebramento da rocha por furos será aumentado devido à presença dessa cavidade. Em furos executados para um turno de avanço , é prática usual perfurar um certo número de furos que se inclinem em direção a um ponto comum ou a uma linha comum, próxima do centro da frente, para produzir um cone inicial ou cunha. Os explosivos são detonados nessas cavidades, inicialmente com espoleta instantânea; em seguida, outros furos são disparados a intervalos progressivos, usando-se espoletas de tempo.
  26. 26. Princípios de Projecto Solos moles podem ser comparados a líquidos altamente viscosos, com um tempo de auto – suporte limitado quando escavados. Este fato leva às mais importantes regras ou requisitos do NATM (novo método Austríaco)
  27. 27. A determinação da secção do túnel A sua seleção é influenciada por vários fatores, dependendo do objetivo do túnel: 1. Gabarito dos veículos; 2. Tipo, resistência, conteúdo de água e pressões do solo; 3. O método de escavação; 4. O material e a resistência do revestimento do túnel; 5. A necessidade de usar 1 ou 2 sentidos de circulação.
  28. 28. Ventilação A ventilação dos túneis é necessária por várias razões: a) fornecimento de ar puro para os trabalhadores; b) remoção de gases produzidos pelos explosivos; c) remoção da poeira causada pela perfuração, explosão e outras operações. O volume de ar requerido para ventilar um túnel depende do número de operários, da frequência de explosões. Cada trabalhador necessita cerca de 200 a 500 pés cúbicos/minuto.
  29. 29. Maquinas usadas para abertura de túneis É uma máquina usada para escavar os túneis, com uma secção transversal circular através de uma variedade de solo e de estratos de rochas. Elas podem furar através de pedras duras, areia, e os diâmetros do túnel pode variar de um metro (feito com micro-TBM) a quase 16 metros até à data. Túneis menores que um metro ou mais de diâmetro, são tipicamente feitos através do método de trincheiras ou perfuração direccional horizontal ao invés túnel boring machine (TBM).
  30. 30. Tunnel Boring Machines são usadas como uma alternativa para perfuração e detonação (D & B) de pedras e minerações convencionais do solo. Vantages do túnel boring machine. Limita a perturbação do terreno circundante, produzindo uma parede do túnel suave. Isto reduz significativamente o custo do revestimento do túnel, e os torna adequados para uso em áreas densamente urbanizadas.
  31. 31. Exemplo da TBM
  32. 32. Tunel boring machine Rocha dura (hard rock) Em pedra dura, tanto o blindado ou a TBMs tipo aberta podem ser usados. Todos os tipos de TBMs hard rock ou TBM de rochas duras, escavam rocha usando cortadores de disco montado na cabeça do cortador. Os cortadores de disco criam tensões de compressão de fracturas na rocha, fazendo com que a parte cortada vá para longe da rocha na frente da máquina, chamada de face do túnel.
  33. 33. TBMs - Solo mole Em solo macio, existem dois tipos principais de TBMs:  Máquina de Equilíbrio para Pressão da Terra (EPB)  Lodo Shield (SS).
  34. 34. Sistemas de Back-up Os mecanismos de apoio localizados no back-up podem incluir: transportadores ou outros sistemas para a remoção de sujeira, dejetos, condutas, eventualmente salas de controlo, sistemas eléctricos, de despoeiramento, ventilação e mecanismos de transporte de segmentos pré-moldados.
  35. 35. Tunelamento urbano e túneis perto da superfície O Tunelamento Urbano tem como desafio especial o de exigir que a superfície do solo não seja perturbada. Isto significa que o abatimento da terra deve ser evitada. O método normal de fazer isso no solo mole é manter as pressões do solo durante e após a construção do túnel. Há alguma dificuldade em fazer isto, especialmente nos estratos variados (por exemplo, perfuração através de uma região onde a parte superior da face do túnel é a areia molhada e a porção inferior é rocha dura).
  36. 36. Método Mecânico Perfurar de rochas para abertura de túneis mecanicamente é antigo. As vantagens do método, quando comparadas com as dos métodos convencionais (tradicional), são evidentes, vejamos: a) segurança b) Overbreak c) menor número de trabalhadores d) Avanço rápido e) Danos de explosões
  37. 37. Novo Método Austríaco de Túneis A principal característica no NATM é o uso de uma camada delgada de chumbadores que é aplicada à uma superfície da rocha adjacente. Tão cedo seja possível após aplicado, esse revestimento em concreto projectado aberto é fechado no fundo por meio de um “ïnvert” (arco invertido). Se necessário, um revestimento permanente pode ser instalado uma vez atingido o equilíbrio.
  38. 38. Princípios para uso do novo método Austríaco de túneis. Quando uma cavidade é aberta pelo avanço do túnel, o estado de tensões na massa rochosa é perturbado e elevados esforços são induzidos na vizinhança da cavidade. Consequentemente, diferenças de tensões podem surgir as quais frequentemente excedem a resistência da massa rochosa adjacente. Os danos à rocha são mais ainda acentuados pelo desmonte a fogo, e como resultado disso a rocha tende a fracturar na vizinhança da abertura.

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