Medição de densidade em emulsões explosivas confinadas nos furos de desmonte de rochas

Abstract

O controle dos parâmetros dos explosivos aplicados em desmontes de rochas de minas à céu aberto tem sido um tema de grande interesse ao longo dos anos, com o objetivo de aprimorar a eficácia das detonações. Consequentemente, diversas são as ferramentas concebidas para garantir a aderência às variáveis planejadas desta atividade da mineração. A densidade das emulsões explosivas é um aspecto crucial, pois impacta diretamente na sensibilidade do produto e sua Velocidade de Detonação (Velocity of Detonation, VOD). Os planos de fogo geralmente são elaborados assumindo a densidade medida em condições atmosféricas como confiável, e que os agentes gaseificantes irão performar conforme especificado ao longo do furo. No entanto, as condições de confinamento costumam ser negligenciadas em modelos preditivos, e especificamente para emulsões sensibilizadas quimicamente, estas condições trazem impactos e variações significativas ao longo da coluna explosiva. Esta tese descreve a construção e aplicação de um dispositivo equipado com sensores de pressão, com o intuito de monitorar e aferir a variação de densidade de emulsões explosivas em colunas confinadas. A partir de resultados obtidos no processamento dos dados no Dispositivo de Cálculo de Densidade (DCD), foi possível realizar uma comparação entre a variação de densidade das emulsões explosivas sensibilizadas com nitrito de sódio em diferentes condições, além de equipará-las com a densidade teórica do produto. O dispositivo mostrou-se uma ferramenta eficaz para analisar e verificar as condições das emulsões explosivas, possibilitando a reavaliação dos parâmetros do plano de fogo. Além disto, destaca-se o potencial de criações tecnológicas de baixo custo para melhoria dos processos unitários de operação de mina.

The control of parameters of explosives used in open-pit rock blasting operations has been a topic of great interest over the years, aiming to enhance effectiveness of detonations performance. Consequently, several tools have been devised to ensure adherence to the planned variables of this mining activity. The density of explosive emulsions is a crucial aspect, as it directly impacts the product's sensitivity and VOD. Blast plans are typically developed assuming that the density measured under atmospheric conditions is reliable and that the gaseous agents will perform as specified along the borehole. However, confinement conditions are often neglected in predictive models, and specifically for chemically sensitized emulsions, these conditions bring significant impacts and variations along the explosive column. This thesis describes the construction and application of a device equipped with pressure sensors, aiming to monitor and assess the variation in density of explosive emulsions in confined columns. By processing the data obtained from the DCD, it was possible to compare the density variation of emulsions sensitized with sodium nitrite under different conditions and to equate them with the theoretical density of the product. The device proved to be an effective tool for analyzing and verifying the conditions of explosive emulsions, enabling the reevaluation of blast plan parameters. Additionally, it highlights the potential of low-cost technological creations to improve the unit operations of mining.