Influência das propriedades petrofísicas na fragmentação de rochas graníticas por detonação com explosivos

Abstract

A Anisotropia da Susceptibilidade Magnética (ASM) é um método utilizado em geologia para a determinação do magnetismo das rochas. Todas as rochas apresentam características magnéticas, podendo ser divididas em três grupos principais. O parâmetro que permite classificar a rocha quanto às suas propriedades magnéticas é a susceptibilidade magnética (k), que é adimensional. Se k apresenta valor muito baixos, negativos, na ordem de 10-6 SI a rocha é classificada de diamagnética. Se o valor de k é positivo e com valor na ordem de 10-5 SI a 10-4 SI, a rocha é dita paramagnética. Se k tem um valor positivo e de ordem de 10-3 SI a 100 SI a rocha é ferromagnética. No presente estudo a rocha estudada foi o granito, que têm na sua constituição normalmente quartzo, feldspato e uma menor quantidade de micas (biotite, moscovite). As diferenças na classificação do granito devem-se à presença de alguns minerais na sua constituição que irão fazer com que o valor de k varie. Os granitos ferromagnéticos são caracterizados pela existência de magnetite na sua constituição, que faz com que o valor de k seja tão elevado. Os granitos paramagnéticos têm um valor de k baixo, mas positivo, devido à presença de micas na sua constituição (biotite, moscovite ou ambas), que contêm óxidos de ferro que fazem com que k seja positivo).

Foram realizados ensaios de ASM para cinco amostras cilíndricas retiradas de diferentes granitos em forma de blocos paralelepipédicos. Dos mesmos blocos foram retiradas amostras em forma paralelepipédica para realização dos ensaios de fragmentação por aplicação de carga explosiva de cordão detonante de 6 g/m. Em cada amostra foi feito no centro um furo vazante, para colocação da carga explosiva, cuja velocidade de detonação é de aproximadamente 7000 m/s. É feita a interpretação visual dos resultados obtidos da fragmentação do granito e estabelecida uma relação com os resultados da medição da ASM. O índice de fracturas está associado ao parâmetro P, grau de anisotropia (expresso em percentagem), sendo tanto maior quanto maior essa percentagem. Um maior tamanho de grão conduz a uma maior fragmentação e irregularidade dos tamanhos dos fragmentos.

Abstract

The Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) it’s a technique used in geology to determine rocks magnetism. All kinds of rocks have magnetic characteristics, which can be divided into three main groups. The parameter that allows classifying rocks about their magnetic properties it’s the magnetic susceptibility (k), which is dimensionless. If k presents really low negative values, around 10-6 SI, the rock is classified as diamagnetic. If k presents a positive value around 10-5 SI to 10-4 SI, the rock is called paramagnetic. If k presents a positive value around 10-3 SI to 100 SI, then the rock is ferromagnetic. In the present study, the analysed rock was the granite, which generally has in its constitution quartz, feldspar and a little bit less of mica (biotite and muscovite). The differences in the classification of the granite are due to the presence of some minerals in its constitution, which will make that k value varies. The ferromagnetic granites are characterized by the existence of magnetite in its constitution, which causes such a high k value. The paramagnetic granites have a low k value, but positive, because of the presence of mica in its constitution (biotite, muscovite or both), which contains iron oxides, which will make the k value positive.

There were made some AMS tests on five cylindrical samples taken from different granites in form parallelepiped blocks. Of the same blocks were taken samples in form parallelepiped in order to perform fragmentation tests by applying the charge of detonating cord of 6 g/m each sample. Each sample was done in a center bore tide, for placing the explosive charge, whose detonation velocity is approximately 7000 m / s. It’s made visual interpretation of the results obtained from the fragmentation of the granite and established a relationship with the measurement results of the ASM. The rate of fractures is associated with the P, degree of anisotropy (expressed as a percentage), being greater the higher the percentage. A larger grain size leads to greater fragmentation and irregularity of the sizes of the fragments.