PPGEG - Programa de Pós-graduação em Engenharia Geotécnica
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Item Avaliação do regime de fluxo e da poropressão de uma barragem alteada para montante : comparação das observações de campo e da modelagem numérica.(2017) Ribeiro, Artur Bastos; Barbosa, Terezinha de Jesus Espósito; Barbosa, Terezinha de Jesus Espósito; Ferreira, Lucas Deleon; Ribeiro, Saulo Gutemberg SilvaA crescente demanda e a exploração mineral em jazidas com teores de concentração cada vez mais baixos, resultam numa produção maior do material de descarte do rejeito. Os rejeitos são em sua maioria descartados em forma de polpa, com grande volume de água em barragens de contenção. Na indústria da mineração as barragens de rejeito construídas pelo método de montante são as preferidas pela praticidade e pelo fato do material necessário à construção fazer parte do processo de produção. Apesar de não se tratar de solos de formação natural, os conceitos da mecânica dos solos são aplicados no estudo dos rejeitos. O estudo e o monitoramento das estruturas existentes se tornam essenciais para o aperfeiçoamento das técnicas de gestão e contenção de rejeitos na mineração. Os reservatórios de rejeito são estruturas heterogêneas, além de serem dinâmicas com a construção ocorrendo em etapas. A interpretação do comportamento do regime de fluxo e do desenvolvimento das poropressões ao longo da operação é desafiadora, visto que o regime pode ser influenciado por uma série de fatores, tais como: teor de ferro presente, granulometria, segregação hidráulica das partículas, concentração da polpa, taxa de disposição, etc. A proposta desta dissertação é realizar um estudo do regime de fluxo e das poropressões de uma barragem de rejeitos de minério de ferro alteada por montante. Foram avaliadas as características geotécnicas das partículas depositadas no reservatório através de ensaios de laboratório e de campo. A partir da instrumentação instalada e resultados de ensaios geotécnicos de campo, observou-se o comportamento do regime de fluxo. A partir dos parâmetros encontrados foram elaborados uma série de modelos numéricos para observar a influência da variação da permeabilidade da fundação, permeabilidade dos rejeitos, segregação da praia e construção dos alteamentos no regime de fluxo e poropressões. Posteriormente, os resultados dos modelos numéricos foram comparados com as observações de campo, ensaios geotécnicos e piezometria, para avaliação do regime real. Os resultados apresentaram indicativo da existência de fluxo verticalizado em direção a fundação. O modelo da condição 7 apresentou melhores resultados em relação as observações de campo. A condição 3 apresentou os resultados mais distantes.Item Metodologia para prever e reduzir o risco de diluição não planejada em lavras estreitas pelo método Sublevel Stoping. Estudo de caso: Mina Córrego do Sítio, Santa Bárbara/MG.(2017) Costa, Leandro Caio Barbosa; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Pinto, Cláudio Lúcio Lopes; Charbel, Paulo AndréA diluição não planejada ou operacional é um índice de extrema relevância em uma mina de veios estreitos lavrada pelo método sublevel stoping. O seu aumento pode elevar os custos associados ao transporte, tratamento e deposição de rejeito, além de gerar uma sobrecarga nos equipamentos de transporte e na planta de processamento, que podem ter uma capacidade limitada. Portanto, torna-se essencial a definição de estratégias para estimar e reduzir este índice. A previsibilidade da diluição não planejada pode ser obtida por meio de metodologias tradicionais, como o Gráfico de Estabilidade. Entretanto, em ambientes geotécnicos específicos, como lavras em veios estreitos, tal metodologia pode não ser aplicável. Nesse estudo, foram realizadas análises de correlação com 39 atributos de cada realce, de modo a compreender qual é a contribuição de cada um destes na diluição operacional. Tais parâmetros foram correlacionados com a diluição e com a espessura diluída equivalente (Ed), fator definido nessa dissertação. Após essas análises, foi obtida uma equação de regressão linear com 4 variáveis para aplicação no planejamento de mina de curto prazo e uma equação com 2 variáveis para aplicação no planejamento de longo prazo, em que uma quantidade menor de informações sobre o realce encontra-se disponível. Finalmente, foram reunidas possíveis causas para uma diluição não planejada elevada, resumidas em um diagrama de Ishikawa. Tal diagrama pode servir como um manual prático para reduzir a diluição operacional em lavras subterrâneas com características similares. O estudo apresentado foi útil para demonstrar que em ambientes geotécnicos específicos, fatores distintos aos utilizados nas metodologias tradicionais podem contribuir para um acréscimo na diluição operacional.Item Proposta e desenvolvimento de um sistema de monitoramento contínuo de convergência em ambientes subterrâneos.(2017) Gontijo, Alexandre Assunção; Gomes, Romero César; Gomes, Romero César; Lima, Hernani Mota de; Charbel, Paulo AndréEste trabalho visa apresentar um método para a medição de convergência, utilizando sensores óticos em ambientes subterrâneos tais como as cavidades naturais, galerias de mineração e túneis. A metodologia apresentada visa inovar procedimentos de controle de convergência já existentes, proporcionando maior segurança na coleta dos dados e reduzindo a exposição humana em ambientes de elevado risco geotécnico. O sistema é baseado na utilização de um sensor ótico de deslocamento, conectado a um sistema de aquisição de dados, de forma a permitir o monitoramento da convergência em tempo real. A metodologia e os dispositivos adotados estão inseridos no chamado Sistema de Monitoramento de Dinâmica de Rocha (SMDR). Além da exposição e discussão da metodologia proposta, são apresentados os resultados obtidos em três aplicações práticas do SDMR – uma cavidade natural e duas aplicações em minas subterrâneas, comparativamente aos métodos convencionais. Os resultados obtidos demonstram que a tecnologia proposta foi capaz de caracterizar, de forma muito mais detalhada e abrangente, os deslocamentos ocorridos num ambiente subterrâneo.Item Estudos geotécnicos para o projeto de implantação da mina subterrânea de urânio na INB, Caetité - BA.(2017) Rocha, Lívio Alexandre; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Silva, José Margarida da; Freire, Germán Marcelo Martins VinuezaAs Indústrias Nucleares do Brasil (INB), objetivando dar continuidade ao Programa Nuclear Brasileiro, optou pela continuidade da extração do minério de urânio na Mina Cachoeira, localizada no município de Caetité, estado da Bahia, Brasil, por meio de uma mina subterrânea, pois, abaixo da cota 770 m, os estudos de viabilidade mostraram que, devido ao aumento da relação estéril/minério, é inviável a continuidade da extração do mesmo por meio da lavra a céu aberto. Sabendo disso, a INB elaborou um projeto básico de lavra para a Mina Subterrânea Cachoeira (MSB-C) e, a partir de 2009, deu inicio à escavação da rampa de acesso aos corpos mineralizados. Essa rampa avançou em subsolo aproximadamente 480 m. Entretanto, o desenvolvimento da rampa foi paralisado pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) sob a alegação de que o projeto básico de lavra dessa mina não apresentava a completeza necessária em termos da caracterização geomecânica do maciço. Consequentemente, a INB-URA permanece pleiteando as devidas autorizações e licenças perante a CNEN, as quais só poderão ser obtidas por meio da realização de novos estudos geotécnicos. Dessa forma, o objetivo do trabalho aqui apresentado é reavaliar as características geomecânicas do maciço rochoso na área de implantação da MSB-C, a partir da realização de estudos geotécnicos, contemplando as seguintes atividades: revisão dos trabalhos de geologia e geotecnia já realizados na área; descrição geotécnica dos taludes e dos testemunhos de sondagem da Mina Cachoeira; avaliação de resultados de ensaios geotécnicos de laboratório; aplicação do sistema de classificação geomecânica RMR; elaboração de seções geológico-geotécnicas e simulações computacionais das escavações de lavra. Os resultados obtidos a partir dos estudos geotécnicos realizados permitiram obter os parâmetros geomecânicos do maciço rochoso na área de implantação da MSB-C. Além disso, foi feita uma estimativa da magnitude das tensões naturais atuantes no maciço rochoso, sendo essa estimativa um importante dado de entrada para as simulações das condições geotécnicas de lavra. A partir daí, foi possível avaliar o sequenciamento de lavra, a estabilidade das galerias por meio de simulações numéricas e obter uma estimativa dos fatores de segurança associados às principais escavações e estruturas da mina projetada pela INB.Item Elaboração do modelo geomecânico tridimensional para a reavaliação e setorização geotécnica dos realces da Mineração Caraíba.(2016) Freitas, João Paulo Silva de; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Lana, Milene Sabino; Vinueza, GermánEm 1998, a Mineração Caraíba S/A (Jaguarari-BA/Brasil) iniciou o método de lavra VRM (Vertical Retreat Mining) para a mina subterrânea. Essa técnica tem como princípio dividir verticalmente o corpo mineralizado em painéis de 60 a 25 metros de altura e 15 a 20 metros de comprimento. Após a extração de três painéis é deixado um sill pillar horizontal de 25m, visando garantir a estabilidade global da mina. Considerando a elevada profundidade da Mina Caraíba, os estudos geotécnicos são essenciais para garantir ao máximo a vida útil da mina subterrânea. Sendo assim, atualizou-se o banco de dados e seções geotécnicas do departamento de Geotecnia da Mineração Caraíba, adotando como metodologia para a caracterização geotécnica o sistema RMR de Bieniawski (1989), para furos de sondagens e mapeamento de campo, associando essas informações, ao sistema de monitoramento microssísmico da mina subterrânea. Dessa forma foi elaborada uma gama de dados, que resultou em um modelo geotécnico tridimensional da Mina Caraíba, obtendo 7 (sete) sólidos geométricos, discriminados pela caracterização do seu maciço rochoso. Posteriormente, fez-se uso dessas informações para avaliar empiricamente a estabilidade dos realces projetados para o bloco de lavra BL2118 (aproximadamente 1.180m de profundidade), utilizando para tal, o gráfico de estabilidade de Mathews et al. (1981), Potvin (1988) e Nickson (1992). Os resultados nos motivaram a propor novas dimensões para os realces leste/sul e leste/norte desse bloco. Com a nova geometria proposta e o projeto preliminar, realizou-se uma simulação numérica para os dois casos, utilizando o software Examine3D (elementos de contorno) da Rocscience, visando confrontar os fatores de segurança e as tensões induzidas obtidas em cada modelagem, buscando a melhor otimização para a lavra do bloco BL2118. A caracterização geomecânica, os métodos empíricos e a modelagem numérica, apresentados nessa dissertação, para o bloco de lavra BL2118 da Mina Caraíba, apresentaram condições favoráveis para a lavra dos realces com as dimensões propostos, viabilizando geotecnicamente o projeto dimensionado.Item Caracterização geotécnica e análise dos modos de ruptura de taludes operacionais em itabirito compacto.(2014) Menezes, Danielle Aparecida; Lana, Milene SabinoO objetivo deste trabalho é analisar os parâmetros geotécnicos e a probabilidade de ocorrência dos modos de ruptura em taludes operacionais em itabirito compacto nas regiões da Mina Central, Mineração Usiminas, localizada no município de Itatiaiuçu- MG. Foi realizado o mapeamento geológico-geotécnico do maciço rochoso na escala 1:2000, o que permitiu identificar e avaliar as regiões da mina em termos de parâmetros geomecânicos importantes, como o grau de fraturamento, alteração, consistência e litologia. O índice RMR para o maciço rochoso foi obtido a partir dos dados de campo. Em pontos estratégicos da mina foram coletadas amostras para realização de ensaios laboratoriais, a fim de conhecer os parâmetros de resistência da rocha intacta e estimar os parâmetros de resistência do maciço, aplicando o critério de Hoek-Brown. Foram realizadas análises cinemáticas que tiveram como objetivo a determinação das probabilidades de ruptura em cunha, planar e tombamento de blocos nos taludes operacionais em itabirito compacto. Para estes mesmos modos de ruptura foram realizados análises cinemáticas para taludes hipotéticos, variando o azimute (em relação ao bandamento) e o ângulo de mergulho do talude, a fim de subsidiar uma análise rápida da probabilidade de ocorrência de ruptura, para cada situação identificada na mina. Com a consolidação dos resultados pôde-se verificar a alta resistência da rocha intacta; entretanto devido ao grau de fraturamento do maciço rochoso, a sua resistência calculada a partir da classificação RMR é baixa. A partir destes resultados conclui-se que os modos de ruptura dos taludes operacionais estão condicionados pelas descontinuidades, sendo assim o calculo da probabilidade de ruptura dos taludes, através das análises cinemáticas, apresentou boa representatividade das condições de campo.Item Estudo do comportamento geomecânico de pilares esbeltos modelados em rocha dura na bacia do corpo I, Mina Nova – Crixás/GO.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Brandani, Diogo Braga; Assis, André Pacheco deNos dias de hoje o ouro tem motivado grandes investimentos. Tempos de crise são também tempos de oportunidade para o crescimento de empresas de mineração que trabalham na extração deste mineral. A demanda crescente associada à busca por investimentos seguros tem impulsionado o valor agregado desta commodity a preços recordes. Fato tal vem fomentando taxas de extração cada vez maiores e operações mais eficientes que impactam diretamente no controle dos aspectos relacionados à estabilidade do maciço rochoso. A Mina Nova está localizada no noroeste do estado de Goiás e trata-se de uma operação de lavra subterrânea pelo método de câmaras e pilares desde sua abertura em 1995. Ao longo dos últimos anos, informações adicionais permitiram um significativo aumento da reserva da mina, pela descoberta de novos corpos e pelo aumento nas dimensões dos corpos existentes. O Corpo I trata-se da principal reserva da mina e o aumento das reservas em sua porção central resultou na formação de uma região designada como bacia, onde a potência do minério varia de 6 a 20 metros. Por consistir em uma região previamente lavrada com câmaras e pilares, a recuperação da reserva implicaria na exposição de pilares esbeltos (w/h<0,5) que demandam cuidados a fim de garantir a segurança durante a operação e não comprometer a estabilidade local. O trabalho desenvolvido registra as etapas desta lavra na região da bacia do Corpo I, responsável por cerca de sessenta por cento da reserva do corpo na ocasião. Além disto, são apresentados os principais controles geotécnicos utilizados para o monitoramento do comportamento geomecânico. Em relação à lavra, técnicas diferentes das usuais foram adotadas e estudos técnicos foram desenvolvidos a fim de simular o comportamento dos pilares responsáveis pelo suporte de teto. Levantamentos em campo permitiram a definição dos parâmetros médios responsáveis pela resistência do maciço rochoso e das descontinuidades. De forma analítica, foi estudada a condição de estabilidade de 28 pilares a partir da Teoria da Área Tributária. Quando estes resultados são comparados a uma simulação numérica é possível identificar algumas das limitações do método que, entretanto, não invalidam seu uso de maneira preliminar.Item Modelagem computacional de túneis : o caso dos túneis da mina de Fábrica Nova.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2006) Penido, Henrique de Andrade; Figueiredo, Rodrigo Peluci deEsta dissertação de mestrado profissional apresenta um estudo, através de métodos computacionais, do dimensionamento dos suportes dos túneis de Fábrica Nova, realizando comparações entre os resultados das análises, o que foi proposto no projeto e a situação encontrada na obra. Foram realizadas novas análises bidimensionais em elementos finitos e também em diferenças finitas, utilizando-se os códigos comerciais PHASE2 e FLAC, respectivamente. A dissertação apresenta ainda uma revisão bibliográfica sobre propriedades mecânicas e classificações de maciços rochosos e túneis em rochas brandas. São também apresentados e discutidos os códigos comerciais supracitados e os métodos de análise computacional aplicados à modelagem de túneis.