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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