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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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Previsão da diluição em realces subterrâneos por meio de técnicas de aprendizado de máquina.
(2023) Rodrigues, Caio Oliveira; Santos, Tatiana Barreto dos; Santos, Tatiana Barreto dos; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Silveira, Larissa Regina Costa
Uma das principais metodologias empíricas para avaliar a estabilidade de realces de minas subterrâneas e estimar sua diluição é o Gráfico de Estabilidade de Realces Modificado, proposto por Potvin et al. (1988), que relaciona características do maciço rochoso e a geometria do realce. Seu uso permite estimar a condição de estabilidade da escavação, utilizando um gráfico construído a partir da análise da diluição de 255 realces. Todavia, por se tratar de um método empírico, várias subjetividades estão associadas com o processo de avaliação, e a aplicação da técnica possui restrições de uso, uma vez que não consideram os ambientes geomecânicos das minas subterrâneas brasileiras. O presente trabalho propõe modelos de predição da diluição em realces por meio da aplicação de algoritmo de florestas aleatórias em um banco de dados de uma mina subterrânea de ouro brasileira contendo 26 variáveis de 70 realces de três diferentes mineralizações. A fim de investigar as variáveis que contém maior correlação com a diluição foi utilizado o método de árvores de decisão, que apontou seis variáveis principais deste banco de dados na previsão de diluição, utilizadas para geração dos modelos de florestas aleatórias em três etapas. Primeiramente, foi proposto um modelo validado pelo método da ressubstituição, a ser comparado com os modelos propostos por Costa (2017) a partir do mesmo banco de dados, que revelou superioridade das florestas aleatórias na previsão de diluição em detrimento dos modelos de regressão linear múltipla proposto pelo autor, obtendo-se R2 igual a 0.9161. Em seguida o modelo de florestas aleatórias foi validado por divisão de amostras treino/teste, que obteve valor de R2 igual a 0.3060 no melhor cenário. Por fim, visando aprimorar o modelo, o banco de dados foi dividido em três, cada um referente a um dos corpos mineralizados, e novos modelos foram gerados para cada banco de dados. Esta análise indicou evolução nos valores de acurácia dos modelos, com R2 igual a 0.5465, 0.5295 e 0.4525, contudo, com grande variabilidade das métricas de validação. A importância das variáveis também foi observada nestas últimas análises por florestas aleatórias, indicando grande coerência com os resultados obtidos por meio das árvores de decisão. O estudo foi capaz de definir as principais variáveis do banco de dados na influência de diluição em realces, e propõe modelos de predição de diluição práticos, de fácil utilização e com menos subjetividades que os métodos empíricos, sendo uma excelente ferramenta para auxiliar engenheiros geotécnicos na compreensão e estimativa da diluição operacional.
Uso de dispositivos vestíveis tecnológicos na mineração.
(2022) Silva, Cassiano Emilio da; Silva, José Margarida da; Silva, José Margarida da; Moura, Ralf Luis de; Silva, Saul Emanuel Delabrida; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique
Os vestíveis tecnológicos estão sendo implementados em muitos domínios como no monitoramento da saúde, práticas esportivas, vida cotidiana e também na indústria. As novas proposições de organização e planejamento da industrial estão ficando mais complexas e integradas de tal forma que já se pronuncia o limiar de uma nova revolução industrial, denominada Industria 4.0. A mineração também está em consonância com o progresso e implantação dessas novas tecnologias. A diversidade de dispositivos vestíveis como óculos virtuais, pulseiras, capacetes e outros dispositivos de formas e tamanhos variados quando dotados de tecnologia permitem alcançar novos patamares de interação homem-máquina e processos produtivos. Este estudo se concentra na aplicação de vestíveis tecnológicos aplicados no contexto da mineração, foi buscado uma ampla literatura para entender os diversos aspectos e implicações que dos vestíveis tecnológicos na mineração através da matriz SWOT (Forças, Fraquezas, Oportunidades e Ameaças). A pesquisa indica que os vestíveis tecnológicos já estão em desenvolvimento para o setor mineral. O monitoramento fisiológico mostra-se uma oportunidade interessante de melhoria no ambiente de trabalho especialmente para área e ventilação subterrânea, que se for combinado com a localização que pode auxiliar na tomada de decisão. As ameaças e fraquezas para a implantação dos vestíveis estão no contexto de riscos a privacidade, fraca precisão e número alto de falsos positivos.
Pesquisa operacional aplicada ao dimensionamento de pilares na lavra de minas subterrâneas.
(2021) Dias, Anays Cristina Guimarães; Lana, Milene Sabino; Destro, Elton; Destro, Elton; Silva, José Margarida da; Pinto, Luiz Ricardo
O dimensionamento de câmaras e pilares de minas subterrâneas, ainda hoje, é realizado por uma abordagem simplista. Consiste basicamente em definir, por tentativa e erro, um arranjo no qual a estabilidade dos pilares seja garantida por um fator de segurança utilizando a Teoria da Área Tributária e, ao mesmo tempo, calculando a recuperação. Tendo em vista a dificuldade do dimensionamento, do aproveitamento da jazida e a segurança da escavação, o presente trabalho utiliza técnicas de otimização para o dimensionamento de câmaras e pilares. Para tal, foi implementado no software Lazarus um algoritmo de otimização baseado na metaheurística Iterated Local Search (ILS), tendo como método de Busca Local o procedimento Variable Neighborhood Descent (VND). O aplicativo computacional desenvolvido, chamado de DPM (Dimensionamento de Pilares de Mina), busca maximizar a recuperação da jazida e, ao mesmo tempo, atender a parâmetros geomecânicos e operacionais especificados previamente. O algoritmo foi testado usando dados encontrados na literatura. No primeiro teste, o qual está relacionando a um exemplo ilustrativo, a solução encontrada pelo DPM foi próxima à encontrada pelo modelo de programação matemática não linear utilizando os mesmos parâmetros e dados de entrada. No segundo teste, relacionado a uma galeria da Mina de Urucum, localizada em Corumbá - MS, as dimensões encontradas pelo DPM de 9,96 metros para o pilar e 9,86 metros para o vão aumentariam a recuperação da mina em aproximadamente 27% em comparação com as dimensões utilizadas na mina, as quais são de 15 metros para o pilar e 5 metros para o vão. Esta proximidade e/ou melhoria nas soluções e o atendimento a todos os parâmetros geomecânicos e operacionais corroboram a eficiência das técnicas metaheurísticas e a validação do modelo para dimensionamento de pilares de minas subterrâneas utilizado neste trabalho. Acredita-se que esta metodologia seja útil na fase de avaliação preliminar da estabilidade dos pilares substituindo a abordagem tradicional por tentativa e erro.
Análise via simulação da ventilação em mina subterrânea - estudo de caso mina Córrego do Sítio I.
(2019) Costa, Leandro de Vilhena; Silva, José Margarida da; Silva, José Margarida da; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Souza, Henor Artur de; Candia, Renan Collantes; Torres, Vidal Félix Navarro
A liberação de calor é um dos fatores que influenciam nas taxas de produção e na eficiência operacional na lavra subterrânea. Esse trabalho mostra a análise do calor liberado na mina subterrânea de estudo. São apresentados estudos como a possibilidade de substituir parte da frota por caminhões elétricos que reduziria significativamente a liberação de calor devido a emissão de zero poluentes, mudanças nos procedimentos operacionais e a construção de um poço de exaustão. Esta avaliação é realizada por meio de medições de calor em campo, análise dos bancos de dados e softwares de modelagem. A redução da quantidade de calor na mina melhoraria o sistema de ventilação, o ambiente de trabalho, o que resultaria em condições adequadas de saúde, segurança e eficiência dos funcionários. Estima-se que que a substituição por equipamentos elétricos reduziria em 40% a demanda por ventilação. São investigadas as principais características do sistema de ventilação em uma mina localizada na região central de Minas Gerais usando o método de realce em subníveis (sublevel stoping), com a ideia de analisar seu comportamento específico em termos de particularidades do fluxo de ar e troca de calor. Dados relativos às condições de ventilação subterrânea são coletados de 2017 a 2019. Primeiro, é necessário criar um banco de dados com diversas variáveis impactantes na ventilação e posteriormente analisar qual(is) dela(s) intefere(m) no sistema no curto e médio prazo. A consideração desses fatores resulta em um planejamento de lavra mais eficiente, reduzindo-se gastos e aumentando a produtividade e consequentemente os lucros.
Simulador de mina subterrânea a eventos discretos para apoio à tomada de decisão.
(2017) Souza, Tiago Francioli; Cabral, Ivo Eyer
O objetivo deste trabalho foi demonstrar a utilidade da simulação a eventos discretos, aplicada às operações de mina subterrânea, como ferramenta de apoio à tomada de decisões. Para isso, foi desenvolvido um modelo de simulação de uma mina subterrânea na cidade de Jacobina, utilizando o software Arena. O trabalho foi desenvolvido em 03 fases, construção do modelo, validação do modelo e estudos de mudanças estratégicas sobre o sistema analisado. Após a conclusão, comparando os resultados obtidos aos resultados do sistema real, o modelo foi validado. Com o objetivo de demonstrar que a simulação é ferramenta eficaz para o auxílio à tomada de decisão, simulou-se dois novos cenários, onde foram consideradas hipóteses de mudanças estratégicas no sistema. A partir da análise dos novos cenários, foi possível comprovar que a ferramenta simulação a eventos discretos é muito eficaz para suporte à tomada de decisão em mina subterrânea.
Avaliação das normas reguladoras de mineração para minas subterrâneas no Brasil e da Legislação Mineral Brasileira para segurança em subsolo.
(2017) Martins, Carla Ferreira Vieira; Silva, Margarida da; Silva, Margarida da; Carneiro, Cláudia Aparecida Nonato Gomes; Lana, Milene Sabino
Métodos de sustentação de escavações são continuamente modificados, conhecimentos do comportamento dos maciços rochosos são ampliados e operações como ventilação adquirem novos padrões tecnológicos na busca da segurança cada vez maior do trabalho. Desta forma, faz-se necessário empreender estudos que verifiquem adequabilidade, aplicação e eficiência das normas de trabalho vigentes, bem como avaliar a situação da mineração em termos de segurança. Por outro lado, trabalhos de normatização devem passar por análise da necessidade de correção, atualização ou revisão. Considera-se importante realizar uma análise crítica de duas importantes Normas Reguladoras de Mineração utilizadas em minas subterrâneas por órgãos fiscalizadores (Departamento Nacional da Produção Mineral- DNPM) - NRM-05 e NRM-06, que tratam de sistema de suporte (tratamentos de maciços rochosos) e ventilação respectivamente. Essas análises são realizadas pelos três setores que se relacionam a elas: setor produtivo (empresas de mineração subterrânea e de consultoria), setor fiscalizador/regulador (servidores e fiscais do Departamento Nacional de Produção Mineral) e o setor acadêmico. Também é realizada uma comparação da normatização brasileira para segurança em mineração com a de outros países igualmente experientes em atividades em subsolo, Estados Unidos, Austrália e Chile, analisando também os indicadores de segurança, número de óbitos e taxa de mortalidade obtida nos últimos anos para esses países.
Influência da redistribuição de tensões provocada por realces nas condições de estabilidade de galerias de desenvolvimento.
(2016) Mendonça, Guilherme Alzamora; Lana, Milene Sabino; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Lacerda, Carla Maria Mendes; Silva, José Margarida da
A lavra de minérios a partir de minas subterrâneas requer o desenvolvimento de acessos à jazida, liberação do minério das rochas encaixantes e seu transporte para a superfície. Assim, são necessárias escavações que irão exercer diferentes funções, apresentando variadas dimensões. Os realces de lavra, aberturas das quais se extrai o minério, frequentemente, assumem grandes dimensões, como no caso do método de lavra por subníveis. Tensões induzidas por estas grandes escavações podem afetar as condições de estabilidade de outras escavações de menor porte, principalmente aquelas situadas em sua proximidade. Este trabalho tem como objetivo investigar a influência das tensões induzidas por realces de lavra nas galerias de desenvolvimento secundário de uma mina. Estudos paramétricos, alternando a posição das galerias de desenvolvimento em relação aos realces, foram realizados a fim de avaliar as condições de estabilidade destas aberturas. Para tanto, utilizou-se nas simulações a modelagem numérica, aplicando-se o método dos elementos finitos. Inicialmente, foi assumido um comportamento elástico do maciço rochoso, possibilitando a simulação de um grande número de localizações para as galerias. Os resultados indicaram cenários distintos, desde alguns casos de colapso total das galerias, até casos em que a estabilidade das aberturas se mostrou possível. De posse desses resultados, para aqueles casos em que o maciço apresentou as melhores condições de estabilidade, foram realizadas análises elasto-plásticas do mesmo, a fim de se verificar zonas de plastificação e obter um melhor entendimento da sua condição de estabilidade. A geometria das escavações da Mineração Caraíba, empresa situada no Brasil e que extrai cobre a partir de uma mina subterrânea, foi utilizada nestas análises, com o intuito de se ilustrar uma situação real, em que foram observados problemas de rupturas em suas galerias de desenvolvimento.
Avaliação de estabilidade de escavações em meios descontínuos, a partir de testemunhos de sondagem da mina subterrânea de Vazante/MG.
(2016) Figueiredo, Lucas Torrent; Assis, André Pacheco de; Maia, Karla Cristina Araújo Pimentel; Silva, José Margarida da
Atualmente, a maior parte dos estudos de estabilidade de escavações subterrâneas são compostos por análises do comportamento elasto-plástico dos maciços rochosos, e/ou análise cinemática das possíveis cunhas e blocos formados na parede da escavação. Usualmente, as duas análises são feitas separadamente e os dois métodos se complementam parcialmente, pois a compreensão das interações entre deformações elasto-plásticas do material e a resistência mecânica das descontinuidades não é possível. Por isso, ao longo dos últimos anos, houve uma grande evolução de programas de computador que possam analisar o comportamento mecânico dos maciços rochosos como um todo, tornando possível uma avaliação das interações entre rocha e descontinuidades. Este trabalho apresenta um estudo de caso desenvolvido na Mina Subterrânea de Vazante, em Minas Gerais, onde foram feitos estudos de estabilidade de escavações projetadas em meios descontínuos, por meio de testemunhos de sondagem, ensaios de laboratório e dados levantados in-situ. Os maciços rochosos da região estão relacionados a rochas sedimentares da Formação Vazante, cortadas por Sistemas de Falhas Geológicas, dentre elas a Falha Vazante, onde é encontrado o minério de zinco. Nesse contexto, onde as galerias e realces de lavra são escavados em meios descontínuos, são comuns eventos de rupturas ocasionados pela presença de descontinuidades. O primeiro passo para que se tornasse possível a análise descontínua do maciço rochoso, foi o levantamento das orientações espaciais, arranjo geométrico e características mecânicas das descontinuidades interceptadas nas sondagens rotativas. A orientação espacial se deu através de camadas guia, ou seja, descontinuidades cujas a direção de mergulho e inclinação são conhecidas e pouco variáveis. Já as características mecânicas foram obtidas por correlação com o grau de rugosidade, além da natureza e grau de alteração do material de preenchimento das descontinuidades. Aliando os dados de caracterização das descontinuidades, dados prévios, e a descrição geológica e geotécnica do maciço rochoso como um todo, tornou-se possível o seu modelamento geológico-geotécnico. A partir daí, foram feitas análises por elementos finitos, em meios descontínuos, nas escavações projetadas nos perfis 13225 e 13300, entre os níveis 210 e 345 da mina. Para efeito de comparação e complementação, foram feitas análises cinemáticas de cunhas, assim como análises por elementos finitos em meios contínuos equivalentes. Com base nesses estudos, e nas práticas atualmente adotadas na Mina de Vazante, foram sugeridos sistemas de reforço. Os resultados mostram que a resposta geomecânica dos maciços rochosos, perante os esforços induzidos pelas escavações, é distinta comparando os modelos contínuos com os modelos descontínuos. De forma geral, os modelos contínuos tendem a ser mais conservadores e com zonas de deformação mais amplas, enquanto os modelos descontínuos conseguem mostrar, com mais detalhes, onde ocorrem os desplacamentos, e qual a influência das famílias de descontinuidades na estabilidade das escavações.
Análise das opções de vias de produção e acesso em minas subterrâneas.
(2015) Costa, Leandro de Vilhena; Silva, José Margarida da
Nesta dissertação se analisam as principais vias de escoamento da produção e acesso a minas subterrâneas. Em minas subterrâneas, o transporte de minério afeta significativamente a produção e a lucratividade da empresa. Então otimizar as vias de acessos representa uma maneira de diminuir custos e melhorar a produção. Os principais acessos a corpos subterrâneos são rampas ou poços verticais. Servem tanto para transporte de minério ou de estéril, como passagem de pessoas, equipamentos ou suprimentos. Entre os critérios fundamentais na determinação de qual acesso a ser utilizado estão: profundidade, a taxa de produção e a vida útil. A maioria das informações foi adquirida de fontes internacionais, sendo que no Brasil, os dados foram obtidos por meio de visitas técnicas às empresas de interesse, discussão com profissionais da área e análise de questionários respondidos. Serão detalhados os acessos principais por rampa e poço vertical em minas brasileiras e estrangeiras.
Estudo dos índices operacionais da lavra subterrânea no Brasil.
(2012) Alvarenga, Josmar de Freitas; Silva, José Margarida da
O principal objetivo deste trabalho é analisar a situação dos índices principais da lavra subterrânea e verificar ações das empresas brasileiras em busca de melhorias de tais índices. Considerando o aumento do número de minas subterrâneas e da taxa de produção, faz-se necessário estudar o estágio dessa modalidade no país, envolvendo produtividade, recuperação e diluição na lavra, mostrando exemplos práticos, possibilidades e tendências, envolvendo mecanização, automação, conhecimento em geomecânica e ventilação, técnicas de engenharia e sustentação de escavações. Minas a céu aberto vão se aprofundando, geralmente com diminuição de teor e aumento da relação estéril-minério (REM); por esse motivo a modalidade subterrânea vem crescendo na última década. Porém a viabilidade de mina subterrânea deve ser bem estudada, pois possui custo de lavra geralmente maior. Está cada vez mais difícil diminuir gastos na mineração e a tendência é aumentar receitas, buscando melhorias nos índices operacionais. Para realização do trabalho, foram realizadas: visitas in loco; análise de questionários respondidos por empresas envolvidas; análise de estudos de casos de minas, envolvendo questões ligadas a índices e ações propostas pelas empresas em busca de constante melhoria. Das minas analisadas observa-se que muitas utilizam enchimento para conseguir aumentar a recuperação, além de outras vantagens desta técnica, como melhoria no estado de tensões observada em alguns casos; isso porque nem sempre custos para implementação e operação desta técnica, mesmo com maior recuperação e melhora no estado de tensões, tornam o uso viável. Outras minas optaram por mudança de método de lavra que se adequaria melhor à geometria, mergulho ou dimensões do corpo mineralizado. Percebeu-se que, com ações aplicadas (mudança de método de lavra, seleção e dimensionamento de suportes adequados, melhores técnicas de desmonte de rocha e execução operacional, maior controle geotécnico), conseguiu-se melhora em índices em minas subterrâneas brasileiras. São apresentados conceitos relacionados à influência da recuperação na seleção do método e no planejamento da lavra; aspectos do corpo de minério e dos métodos de lavra subterrânea para recuperação ou perdas de minério; ações empreendidas para melhorar recuperação de minério em algumas minas; viabilidade da utilização de enchimentos e outras ações para melhoria geral dos índices operacionais da lavra subterrânea.

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