Efeito das tensões dinâmicas produzidas pelos desmontes de rochas no dimensionamento ótimo de pilares de Mina.

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2023

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Resumo

Na lavra subterrânea, um dos métodos mais utilizados para corpos de minério de baixa inclinação e baixa profundidade relativa é o de câmaras e pilares (C&P). Um dimensionamento ótimo das escavações nesse método envolve uma análise criteriosa das forças que participam ou carregam a estrutura do pilar, bem como, das lajes que compõem o teto dos vãos. O pilar é o principal sistema de suporte natural e, para tanto, deve atender às solicitações de resistência, garantindo a lavra do recurso mineral. O pilar tem tanto o topo quanto sua base sob esforços listostáticos, isto é, tensões normais e cisalhantes; assim também, a estrutura em questão é exposta a tensões dinâmicas provenientes dos desmontes de rochas, durante os estágios de produção mineral. A combinação das tensões litostáticas e dinâmicas configura um estado real de tensões que age na estrutura geotécnica. Uma prática comum no dimensionamento de pilares de mina é desconsiderar as tensões geradas pela onda sísmica, sob alegação que as magnitudes destas tensões não interferem na resistência do pilar. Tal prática aplicada no dimensionamento, que visa encontrar a seção transversal de suporte do pilar, é questionável por envolver subjetividade. Portanto, uma metodologia simplificada induz a erros na avaliação das forças e, a estrutura de sustentação pode trabalhar em condição de fadiga, o que levaria a apresentar porções em fase de coalescência e deformação, situação que evidencia a quebra dos seus parâmetros de resistência. Diante do exposto, foi estudado o problema de dimensionamento de pilares de mina em uma mineradora subterrânea localizada a 350 metros de profundidade e, nesta tese, se propôs identificar e estimar as tensões dinâmicas provenientes dos desmontes de rochas via algoritmos matemáticos, bem como representar o comportamento da onda sísmica no modelo de simulação. Após análises de otimização foi encontrada uma tensão de 4,87 MPa, enquanto, segundo a simulação, o valor da tensão dinâmica foi de 5,28 MPa e, estes valores agem na parede do pilar.

Descrição

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.

Palavras-chave

Minas e mineração - projeto de lavra, Lavra subterrânea - método de câmaras e pilares, Ondas sísmicas, Deformações e tensões - tensões dinâmicas, Simulação - computador

Citação

CANO NUNEZ, Alcides Eloy. Efeito das tensões dinâmicas produzidas pelos desmontes de rochas no dimensionamento ótimo de pilares de Mina. 2023. 133 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mineral) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.

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