Atirantamento contra raios - reforço de rochas deluxe
À medida que as operações de mineração subterrânea se aprofundam na busca de minério, surgem novas dificuldades no que diz respeito ao reforço de rochas em condições de solo cada vez mais difíceis; no entanto, agora existe um novo processo disponível.
1. O desafio
O reforço de rochas se tornou o gargalo no processo de perfuração e perfuração de túneis de desmonte. As perfuratrizes para atirantamento de rochas mecanizadas geralmente são muito eficientes na instalação de tirantes e malha. No entanto, com operações de mineração mais profundas, o aumento das tensões nas rochas geralmente leva a uma maior fratura da rocha, o que leva a dificuldades em atirantamento. Em operações subterrâneas da LKAB no norte da Suécia, pode levar até oito horas ou mais para que tirantes que receberam calda de cimento curem e possam manter cargas de massa de rochosa. Com o solo cada vez mais fraturado, a instalação desses tirantes que receberam calda de cimento está se tornando mais difícil de alcançar com valores de produtividade aceitáveis.
Em operações subterrâneas da LKAB no norte da Suécia, pode levar até oito horas ou mais para que tirantes que receberam calda de cimento curem e possam manter cargas de massa de rochosa. Com o solo cada vez mais fraturado, a instalação desses tirantes que receberam calda de cimento está se tornando mais difícil de alcançar com valores de produtividade aceitáveis.
"Começamos um projeto na mina LKAB em Malmberget com o objetivo principal de tornar o processo de atirantamento de rochas duas vezes mais rápido que os sistemas de atirantamento existentes da LKAB", afirma Peter Bray, Gerente de Produto da Epiroc.
"Recebemos uma lista em branco e discutimos um amplo escopo de ideias. Em seguida, reduzimos as melhores abordagens que poderiam fornecer resultados razoáveis dentro de um prazo razoável."
"Recebemos uma lista em branco e discutimos um amplo escopo de ideias. Em seguida, reduzimos as melhores abordagens que poderiam fornecer resultados razoáveis dentro de um prazo razoável."
"Começamos um projeto na mina LKAB em Malmberget com o objetivo principal de tornar o processo de atirantamento de rochas duas vezes mais rápido que os sistemas de atirantamento existentes da LKAB."
2. A solução
Uma solução existente para parafusos que receberam calda cimento é substituir a calda de cimento por cartuchos de resina, o que resulta em um tempo de ajuste substancialmente mais rápido. Mas os cartuchos são difíceis de instalar em terreno fraturado. E se você pudesse injetar a resina com o parafuso já instalado?
"Estabelecemos uma parceria com fornecedores de resina para desenvolver um tipo de resina bombeável com tempos de ajuste rápidos e consistência semelhante a catchup para evitar que a resina escorra do furo do parafuso", afirma Peter Bray.
Em paralelo com o trabalho de resina, um tipo existente de tirante - um tirantes autoperfurantes, ou Self Drilling Anchor (SDA) - passou por modificações para permitir o bombeamento da resina. O parafuso SDA é essencialmente um tubo de aço oco com uma broca soldada na extremidade. Ele age como um aço de perfuração durante a instalação e como um parafuso quando instalado na rocha.
Um grande obstáculo a ser superado durante o desenvolvimento do sistema de resina bombeável foi encontrar uma solução para lavar os elementos do misturador de resina e permitir o uso repetido dos misturadores sem entupimento. Depois de vários testes, uma solução simples foi descoberta que proporcionou uma lavagem robusta e confiável, mantendo um sistema fechado sem liberação de resina não misturada. Por fim, todos os aspectos do projeto estavam funcionando em harmonia.
"Estabelecemos uma parceria com fornecedores de resina para desenvolver um tipo de resina bombeável com tempos de ajuste rápidos e consistência semelhante a catchup para evitar que a resina escorra do furo do parafuso", afirma Peter Bray.
Em paralelo com o trabalho de resina, um tipo existente de tirante - um tirantes autoperfurantes, ou Self Drilling Anchor (SDA) - passou por modificações para permitir o bombeamento da resina. O parafuso SDA é essencialmente um tubo de aço oco com uma broca soldada na extremidade. Ele age como um aço de perfuração durante a instalação e como um parafuso quando instalado na rocha.
Um grande obstáculo a ser superado durante o desenvolvimento do sistema de resina bombeável foi encontrar uma solução para lavar os elementos do misturador de resina e permitir o uso repetido dos misturadores sem entupimento. Depois de vários testes, uma solução simples foi descoberta que proporcionou uma lavagem robusta e confiável, mantendo um sistema fechado sem liberação de resina não misturada. Por fim, todos os aspectos do projeto estavam funcionando em harmonia.
3. O resultado
Uma máquina Epiroc Boltec E modificada realizou um teste de campo de quatro meses na mina de minério de ferro subterrâneo Malmberget da LKAB, entre maio e agosto de 2018, com a máquina sendo operada durante doze horas. Os resultados obtidos foram muito promissores. "Melhoramos a produtividade em 64% em comparação com as soluções de calda de cimento existentes, o que era bastante aceitável para a LKAB. Os operadores sentiram que a produtividade melhoraria ainda mais quando tivessem mais experiência com a máquina", afirma Peter Bray.
Uma das principais vantagens do sistema de resina bombeável é que ele requer significativamente menos limpeza e manutenção em comparação com as máquinas de calda de cimento, que precisam de limpeza várias vezes por turno.
"É uma manutenção muito baixa. No final do turno, o operador simplesmente desligou a Boltec e se afastou. Eles adoraram a máquina e ficaram muito chateados quando o teste de campo terminou", diz Peter Bray.
A resina bombeável com parafusos SDA também foi testada com perfuração de extensão de até 15 metros no comprimento total do parafuso, com excelentes resultados. O atirantamento por extensão aumenta ainda mais a flexibilidade do sistema, substituindo potencialmente o atirantamento do cabo em rochas de condições precárias.
"Em algumas condições de rocha, esta máquina fornece a melhor solução disponível", afirma Peter Bray.
"É uma manutenção muito baixa. No final do turno, o operador simplesmente desligou a Boltec e se afastou. Eles adoraram a máquina e ficaram muito chateados quando o teste de campo terminou", diz Peter Bray.
A resina bombeável com parafusos SDA também foi testada com perfuração de extensão de até 15 metros no comprimento total do parafuso, com excelentes resultados. O atirantamento por extensão aumenta ainda mais a flexibilidade do sistema, substituindo potencialmente o atirantamento do cabo em rochas de condições precárias.
"Em algumas condições de rocha, esta máquina fornece a melhor solução disponível", afirma Peter Bray.
