EM - Escola de Minas

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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.

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    Rheology of mine tailings deposits for dam break analyses.
    (2021) Chácara, Débora Magalhães; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de
    This article deals with the rheology of tailings deposits related to dam break analysis. The material used was a fine tailings from iron ore processing. Geotechnical and rheological characterization of these tailings were performed. The rheological characterization consisted of rotational and oscillatory tests. It was observed that the rheological properties depend on material solids content and sample preparation method. Furthermore, the material showed viscous or viscoplastic fluid behavior, depending on the solids content. The results of the rheological tests were used as input in numerical flow simulations using Flow-3D® software. Failure of a hypothetical tailings deposit was simulated, with different scenarios. Relationships between traveled distance (range, spreading), speed, and time of arrival of the flow wave versus rheological properties were determined. It was found that tailings runs are also strongly influenced by the solids content and deposit stress history (formation), resulting in different flow types ranging from mudflood, through mudflow, and even landslide. A major finding was that in the Flow-3D® analyses, the deposit volume mobilized, and the output hydrograph are parts of the solution, and not premises or a model to follow (e.g. design breach).
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    Large strain consolidation analyses of fine tailings disposal in mining pits.
    (2020) Pinho, Mariana Queiroz; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de
    Herein, three-dimensional analyses of large strain consolidation applied to tailings disposal in mining pits is studied. The main goal is to estimate filling time and, accordingly, the capacity of the pit. Other useful results, such as dry density profiles and water pore pressure generation are also obtained. Two different slimes from the iron ore beneficiation are considered: a low plastic silt-clay material, and a 10 times more permeable silt-like soil. The consolidation constitutive relationships were obtained by performing HCT tests (Hydraulic Consolidation Test). The analyses were carried out using an algorithm that produces approximate solutions of the three-dimensional analysis using the computer program CONDES0. Two types of analyses were performed limiting the exact solution, one called upper bound and the other, lower bound. For purposes of this study, sensitivity analyses were also performed, including "instantaneous" consolidation, double drainage, and varying tailings production. Simulations of the co-disposal of the two different slimes were also addressed, where simultaneous rising and sharing of the tailings during reservoir occupation were sought by trial and error. In addition, prediction of the deposit surface profile in the long-term run was included. It was obtained from the filling of the pit with the Slime 01 for the lower bound 1054 days and for the upper bound, 1219 days. By comparing the slimes, Slime 02 offers the greater capacity. In the scenario of co-disposition, Slime 01 occupies 43% of the area and Slime 02, 57% of the area of the pit. Having already analyzed scenarios with constant and variable production of Slime 01 a greater capacity of the pit was obtained for a constant production. Finally, there is a small difference in the pit capacity when the analyses are made considering the impermeable base and the permeable base.
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    Impact of methods used to reconstitute tailings specimens on the liquefaction potential assessment of tailings dams.
    (2019) Corrêa, Mariana Martins; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de
    The aim of this research is to investigate the liquefaction susceptibility of silt sandy mining tailings by experimental laboratory techniques. The main aspect analyzed is how techniques of sample reconstitution impact the results obtained in static undrained triaxial tests. Different methods of sample preparation are reviewed, such as moist tamping (MT), air and water pluviation, and a newly developed one called the Slurry Deposition (SD) method. This research highlights the importance of the "fabric" or particle structural arrangement associated with the various specimen preparation techniques when liquefaction potential assessment is of concern. Two series of undrained static triaxial tests were performed on specimens prepared according to MT and with SD techniques on specimens in the loose and very loose state. Results have demonstrated that MT specimens have shown the whole spectrum of liquefaction resistance (total liquefaction, limited liquefaction, and no liquefaction) on increasing density, while the SD campaign has shown only liquefaction resistance even in the overlapping intermediate densities with the MT series, where the latter has shown liquefaction, although limited. This scientific study critically discusses the risk of taking laboratory results of replicated soil elements that may not correspond to the reality.
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    Numerical solution for consolidation and desiccation of soft soils.
    (2002) Yao, Daniel T. C.; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Cai, Xiao Chuan; Znidarcic, Dobroslav
    The consolidation and desiccation behaviour of soft soils can be described by two time-dependent nonlinear partial differential equations using the finite strain theory. Analytical solutions do not exist for these governing equations. In this paper, we develop efficient numerical methods and software for finding the numerical solutions. We introduce a semi-implicit time integration scheme, and show numerically that our method converges. In addition, the numerical solution matches well with the experimental result. A boundary refinement method is also developed to improve the convergence and stability for the case of Neumann type boundary conditions. Interface governing equations are derived to maintain the continuity of consolidation and desiccation processes. This is useful because the soil column can undergo desiccation on top and consolidation on the bottom simultaneously. The numerical algorithms has been implemented into a computer program and the results have been verified with centrifuge test results conducted in our laboratory.
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    Determination of the soil water retention curve using the flow pump.
    (2015) Menezes, Luciana Portugal; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Silva, Cláudio Henrique de Carvalho
    A curva de retenção de água no solo é uma função característica do solo neces¬sária para a resolução de problemas geotécnicos com fluxo em solos não saturados. Os ensaios, para determinação direta dessa propriedade, são, em geral, custosos e demorados, fazendo com que seja muito difundido o uso de bancos de dados de cur¬vas de retenção para diferentes tipos de solos, classificadas a partir de propriedades¬-índice, tais como granulometria e densidades. Esse expediente, ainda que possível para estudos preliminares, não se apresenta suficiente para um problema específico. Nesse sentido, apresenta-se um método para obtenção da curva de retenção em labo¬ratório com o auxílio da bomba de fluxo. Foi feita a implantação de um sistema para a realização desse ensaio, que, juntamente com procedimentos e alguns resultados, tem os detalhes descritos no artigo. A avaliação geral da técnica foi a mais positiva possível, fazendo crer aos autores que o uso a bomba de fluxo, nessa aplicação, seja bastante promissor.
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    Waste disposal using a spreader and conveyor belt method.
    (2015) Nunes, Diego dos Ramos; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Silva, José Margarida da
    In the search for opportunities to decrease operational costs in iron ore mining, waste disposal by conveyor belt has been considered as an alternative. In this work, this form of waste dump is investigated by means of the construction of a test pile and the assessment of geotechnical characteristics such as shear strength and in situ densities. Results were compared with two other dumps built by the traditional methods of bench and layer. The overall conclusion of this research shows that densities are 10% lower and shear strengths measured by a penetrometer are ten times lower in comparison with the other dumps. Therefore, a good understanding of this method and a thorough discussion of the project parameters are suggested before construction.
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    Monitoramento de poropressões construtivas.
    (2012) Penna, Lorena Romã; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de
    Em obras de terra, onde as poropressões construtivas são condicionantes de projeto, é fundamental o uso de instrumentação de campo, de forma a se evitarem incidentes ou riscos à segurança das estruturas. Nesse contexto, apresentam-se, no artigo, testes de laboratório e de campo com uma sonda piezométrica conhecida como Levelogger®, originalmente usada para medir pressão de fluidos em tanques e que foi adaptada para uso em solos. Esse instrumento foi, depois, usado com sucesso numa aplicação prática de obra geotécnica. Ambos os testes foram realizados de forma ino¬vadora e o Levelogger® provou ser uma excelente opção para medição de poropressões em eventos que demandam tempo de resposta rápido e facilidade de operação.
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    Diagnosis about iron ore mine haul roads in the Quadrilátero Ferrífero – Itabira Complex case.
    (2014) Reis, Maíra dos Santos; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Oliveira, Ely; Pena, Gladsney
    Embora as estradas de mina sejam apenas apoio para as atividades de mineração, seu papel pode ser bastante significativo em qualquer esforço de otimização do transporte na lavra a céu aberto realizado com caminhões. Em 2009, um inventário sobre as condições de projeto, construção e manutenção dessas estruturas em minas no Quadrilátero Ferrífero foi realizado através de uma parceria entre uma grande empresa de mineração e a UFOP. Embora as condições das vias pudessem ser consideradas, em geral, satisfatórias, vários pontos com potencial de melhoria foram observados. Essa parceria foi retomada recentemente com bases ampliadas, para uma atualização, porém com uma abordagem quantitativa e em uma mina representativa daquele universo. O relato desse diagnóstico com comentários de como se pode fazer mais e melhor para as estradas de mina é apresentado nesse trabalho.
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    Classificação de pilhas de estéril na mineração de ferro.
    (2011) Aragão, Giani Aparecida Santana; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de
    O artigo apresenta uma proposta canadense de classificação de pilhas de estéril do ponto de vista da sua estabilidade física. O método baseia-se na avaliação ponderada e semiquantitativa de fatores-chave que podem afetar a estabilidade. Seu resultado permite atribuir uma determinada classe à pilha de acordo com o potencial de instabilidade. Essas classes definem um nível de esforço recomendado para investigação, projeto, construção e monitoramento da pilha. Para a verificação da eficácia do sistema de classificação, foi realizado um estudo de caso diante da realidade da mineração de ferro, na cidade de Nova Lima, Minas Gerais. A execução desse trabalho envolveu uma pesquisa documental e um posterior trabalho de campo, a fim de se aplicar, as informações coletadas sobre as pilhas no sistema de classificação. O trabalho mostra, também, inovações introduzidas pelos autores sobre o uso do sistema de classificação como meio de atestar a qualidade do manejo das pilhas e de identificar condicionantes de um projeto. O sistema de classificação mostrou que se trata de uma ferramenta muito útil, tanto no planejamento, como também na avaliação de todas as fases da vida de uma pilha.
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    Estudos experimentais do processo de ressecamento de um rejeito fino de mineração.
    (2003) Silva, Daviély Rodrigues; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de
    O estudo do ressecamento de um rejeito fino de mineração exposto as condições climáticas naturais e deixado drenar num área-teste é o objeto desse trabalho. Na área-teste, o material foi depositado sob a forma de lama e a camada formada instrumentada e monitorada durante a fase de ressecamento. A utilização de uma estação meteorológica e as considerações de um modelo hidrológico de evaporação potencial foram muito importantes para a determinação da condição de contorno da superfície. No monitoramento das variáveis do solo, uma técnica considerada de ponta no Brasil foi utilizada para medir diretamente o teor de umidade volumétrica, a técnica do TDR (Time Domain Reflectometry). Os resultados da pesquisa podem ser usados para a determinação de propriedades constitutivas de ressecamento e também na calibração de um modelo numérico para descrição do comportamento do material.