AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE BROCAS USADAS NAS MINAS DE CARVÃO USANDO SINAIS DE FORÇA VELOCIDADE E CORRENTE

Abstract

Durante o processo de extração de carvão, se realizam dois tipos de perfurações, as que servem para colocar barra de fixação no teto e os furos para colocar explosivos. Essas perfurações são executadas usando brocas, cujos bits são ligas de carbeto de tungstênio. A geologia das minas tem diferentes composições, devido as camadas de rocha, material mineral e terra é heterogênea, por isso, nas perfurações se aplica diferentes tipos de esforços, em função das exigências dos materiais. Esta pesquisa tem como objetivo estudar os parâmetros de velocidade de rotação e tangencial, força de corte e de avanço, consumo de energia e desgaste de brocas usadas nas minas de carvão. Para avaliar alguns parâmetros de perfuração, foi desenvolvido uma bancada de ensaios, utilizando uma furadeira de 3,8 HP, instalando sensores de força, velocidade e de corrente. Como corpo de prova, foi utilizado tijolo maciço de argila, cuja resistência a compressão varia de 8,3 MPa a 18,7 MPa. Os ensaios consistiram na perfuração dos corpos de prova com diferentes velocidades e cargas, extraindo-se informação para calcular o rendimento de cada processo de operação, assim como o consumo de energia e o desgaste das ferramentas. A bancada forneceu informação para calcular a potência consumida e a útil, para isso se adaptou os modelos matemáticos propostos para o cálculo de velocidade e força. Os resultados determinam os melhores parâmetros de velocidade e força de avanço, assim como monitorar o desgaste. As brocas do tipo pastilha de Φ 26 e 29 mm seus rendimentos foram baixos, entre 20 a 25%, e o consumo mínimo de corrente elétrica foi de 0,82 A, incrementando-se em muitos casos com redução do rendimento para algumas carga e velocidades de rotação. A broca do tipo borboleta de Φ 42 mm teve até 80% de rendimento enquanto a de Φ 45 mm seu melhor desempenho foi em 33%, mas seu menor consumo de corrente foi 0,78 A.