DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas
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Resultados da Pesquisa
Item Controle de vibrações geradas pelo desmonte de rochas em estruturas geotécnicas.(2022) Oliveira Junior, Itamar Luiz de; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Morais, Juarez Lopes de; Silva, Valdir Costa eO número de restrições relacionadas a questões ambientais e de segurança é cada vez maior nos dias de hoje em todos os setores da indústria, e na mineração, não é diferente. Devido às recentes tragédias ocorridas com o rompimento das barragens de Fundão, em Mariana, e da Barragem I, na Mina Córrego do Feijão, em Brumadinho, houve uma grande preocupação com o impacto de certas atividades ocorridas dentro das mineradoras. O desmonte de rochas com explosivos é considerado uma das mais críticas e, ao mesmo tempo, essencial em algumas minas devido à resistência do maciço rochoso encontrado na região, porém, se realizado de forma inadequada, pode acarretar em diversos efeitos secundários não desejados: excesso de vibrações no entorno do desmonte, sobrepressão atmosférica, ruído, ultralançamento de fragmentos de rocha, presença de matacões na pilha fragmentada, aumento dos custos do desmonte, etc. Este trabalho visa controlar as vibrações provenientes das detonações em estruturas críticas (barragens, cavidades, diques, taludes e estruturas de construção civil), alterando os parâmetros do plano de fogo ao mesmo tempo que melhora a fragmentação, em uma mina de minério de ferro localizada na região central de Minas Gerais. Para controle das vibrações serão realizados os monitoramentos dos desmontes com sismógrafos e construídas as leis de atenuação em direção a cada região crítica. Por fim os resultados serão comparados com os resultados reais. Como base para esse trabalho será utilizado o software específico de simulação de desmontes, que permite a simulação em 4D (3D + tempo) das vibrações, fragmentação, ultralançamento, etc. A comparação entre as vibrações simuladas e reais se mostrou aderente de acordo com o método de distância escalonada para raiz quadrada, de acordo com os coeficientes K e Alfa encontrados para cada direção. A separação das cargas explosivas nos furos com a utilização de decks intermediários realizados com detritos de perfuração se mostrou uma forma eficaz de redução da carga máxima por espera, o uso de detonadores eletrônicos também se mostrou eficaz no controle da dispersão dos tempos de retardo e consequentemente no controle da carga máxima por espera.Item Estado de fraturamento e fragmentação de maciços rochosos.(2020) Lopes, Paulo Filipe Trindade; Luz, José Aurélio Medeiros da; Luz, José Aurélio Medeiros da; Silva, José Margarida da; Santos, Tatiana Barreto dos; Sousa, Wilson Trigueiro de; Silva, Valdir Costa eCominuição é o termo genérico usado para descrever a progressiva redução no tamanho do minério. Este processo pode ser interpretado como uma integração entre as etapas de perfuração, desmonte, carregamento, transporte, britagem e moagem. Do ponto de vista matemático, esta sucessiva redução do tamanho médio das partículas pode ser descrita através de uma distribuição granulómetrica. O objetivo deste trabalho é conectar os conceitos de fraturamento e fragmentação de maciços rochosos, aplicado ao contexto da mineração, utilizando métodos ultrassônicos para avaliação de microfraturamento, técnicas de estatística multivariada para análise de dados e modelos de regressão e modelagem matemática aplicada. Como resultado final, estes objetivos foram alcançados.Item Adequação do índice de blastabilidade de modelos de fragmentação ao desmonte de rochas em pedreiras de brita.(2020) Quaglio, Osvail André; Silva, José Margarida da; Silva, José Margarida da; Morais, Juarez Lopes de; Silva, Valdir Costa e; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Destro, EltonA construção civil é um dos principais parâmetros para avaliação de desenvolvimento da sociedade moderna, sendo reflexo da evolução humana em termos de tecnologia e bem-estar comum. Um dos insumos mais importantes, intrínsecos a essa indústria, são os agregados, utilizados na produção de concreto, lastro de rodovias, enrocamentos, pavimentação, entre outros. A escarificação do maciço rochoso, para a obtenção da matéria prima, em geral, é feita com auxílio de explosivos e procura produzir material dentro de faixa granulométrica pré-definida, otimizando operações subsequentes de cominuição, gerando o produto final de acordo com especificações técnicas exigidas pelo mercado. Pela natureza dos trabalhos, isso nem sempre é possível, sendo gerados, muitas vezes, blocos de rocha com granulometria maior do que a faixa esperada (matacões), acarretando custos e riscos relativos a equipamentos e pessoal. A geração excessiva de finos pode reduzir as metas de produção nas etapas subsequentes de beneficiamento do material, tornando o processo menos eficiente. Alguns métodos de cálculo são descritos na literatura para estimar o resultado do desmonte com a predição de curva granulométrica teórica resultante, o que permite melhor planejamento e simulação das variáveis geométricas do desmonte em função dos resultados esperados. No entanto, esses cálculos apresentam erros associados às diversas variáveis envolvidas, tendo como principal fator a incerteza na definição das características físicas do maciço rochoso como o módulo de Young e a presença de descontinuidades, que influenciam a ação dos explosivos. No presente trabalho foi realizada adequação dos modelos de cálculo de blastabilidade Kuz-Ram, KCO e Kuz-Ram modificado, de modo a aproximar a curva estimada do desmonte às curvas teóricas dos modelos citados, com utilização de ajustes propostos no fator de rocha (A) e índice de uniformidade de partículas (n). Os trabalhos foram realizados em duas pedreiras de brita do interior de São Paulo, Pedreira Mogiana e Pedreira Nogueirense. A escolha se dá devido à semelhança na litologia e no método de produção das pedreiras e variação na geração de matacões, em média, 24% e 16% de matacões, respectivamente. Os estudos aqui apresentados convalidaram a Técnica de Excitação por Impulso (TEI) para a determinação do módulo de Young, com custos de 90% e tempo de execução 80% inferiores em relação ao método de compressão uniaxial (tensão x deformação) e a fotoanálise por meio do software WipFrag para a definição da curva estimada de distribuição de partículas. Em relação ao fator de rocha A, foram reduzidos os erros em 44% e 24% (D50). Os ajustes das curvas de distribuição granulométrica teórica reduziram os erros em 18% e 21% para as partículas finas (em n20), abaixo da média e 20% e 23% para as partículas acima da média (em n80), para as Pedreiras Mogiana e Nogueirense, respectivamente.Item Análise dinâmica via MEF das vibrações induzidas pelo desmonte de rochas.(2019) Zorzal, Caroline Belisário; Nogueira, Christianne de Lyra; Lima, Hernani Mota de; Nogueira, Christianne de Lyra; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Silva, Valdir Costa eDesmonte de rochas por explosivos é a técnica mais usada na mineração para extração de rochas. Apesar de ser considerado um dos métodos mais rápidos e econômicos para se fragmentar e extrair rochas in situ, apenas uma parcela reduzida da energia gerada pelos explosivos é efetivamente utilizada na fragmentação. A energia remanescente é responsável pela geração de efeitos indesejáveis, tais como, as vibrações sísmicas do terreno. No que se refere à estabilidade e integridade do maciço rochoso e das estruturas adjacentes ao desmonte, esta vibração sísmica é o efeito mais crítico. A predição de velocidades de pico de partícula para desmontes de rocha por explosivos é fundamental para o entendimento e controle dos níveis de vibrações gerados e seus efeitos nas estruturas adjacentes. No entanto, a resposta de maciço rochoso aos esforços gerados por vibrações precisa ser melhor compreendida para que os níveis aceitáveis de vibrações sejam estimados com precisão. Esse estudo propõe avaliar as vibrações geradas por desmontes por meio de uma abordagem numérica. Com base numa formulação em deslocamento, foi implementado, dentro do programa ANLOG, um módulo de análise dinâmica tensão-deformação, via método dos elementos finitos, a fim de estimar as variações dos campos de deslocamento, velocidade e tensão induzidos por detonações. O módulo desenvolvido apresenta resultados satisfatórios para problemas de propagação de ondas elásticas quando comparados aos resultados obtidos analitica e numericamente disponíveis na literatura especializada. Os valores de velocidade de pico de partícula gerados a partir de desmonte de rochas por explosivos obtidos com o ANLOG apresentam boa concordância com valores estimados por meio de métodos empíricos e também com resultados numéricos disponíveis na literatura especializada.