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Análise da aplicabilidade do recurso "sistema de juntas" na modelagem por elementos finitos de maciço rochoso foliado.
(2021) Duarte, Andyara Pinto; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Gomes, Guilherme José Cunha; Aquino, Iure Borges de Moura
Visto a complexidade do estudo da mecânica das rochas em maciços rochosos anisotrópicos foliados escavados em profundidade, estre trabalho propõe a discussão da aplicabilidade da utilização de um sistema de juntas na representação do caráter foliado de um maciço Xistoso, localizado a 1250 metros de profundidade em uma mineração de Ouro de grande porte no Quadrilátero Ferrífero – MG, Brasil. Para isso são instrumentadas seções de uma escavação orientadas em direções distintas para medição de deslocamentos de pontos em seu entorno. Os resultados são confrontados com resultados obtidos por modelagem numérica de um maciço nas mesmas condições. Nas simulações o caráter foliado do maciço é representado por um sistema de juntas. Nessa análise, verifica-se a compatibilidade entre a dimensão de deslocamentos obtidos em campo e calculados em modelo e entre o posicionamento das zonas de maior deslocamento no entorno da escavação obtidos em campo e calculados em modelo quando utilizado um sistema de juntas. É discutida a eficácia de dois softwares (Phase2 e Adonis) distintos quando utilizado um sistema de juntas na representação do maciço foliado e a influência de cada parâmetro de entrada referente às juntas nos resultados de modelo e são indicados valores que melhor se aplicam a realidade de campo. Em síntese, a utilização de um sistema de juntas para representação do caráter foliado do maciço aproxima o modelo da realidade indicando as regiões afetadas pelo caráter anisotrópico da rocha enquanto apresenta valores de deslocamentos maiores que os observados em campo. Entende- se que a localização relativa dos maiores deslocamentos no entorno de escavações é altamente influenciada pela inclinação das juntas se dando principalmente onde o plano de foliação tangencia a escavação, e pelos parâmetros rigidez e ângulo de atrito entre elas. A diminuição do ângulo de atrito e dos valores de rigidez entre as juntas favorece a correspondência entre as regiões de maior deslocamento notadas na instrumentação e aquelas simuladas. Além disso, foi comprovada a possibilidade de utilização do Software gratuito Adonis 3.0 em modelos semelhantes.
Análise da viabilidade econômica de um projeto de lavra em razão da presença de cavidades naturais subterrâneas.
(2014) Aquino, Iure Borges de Moura; Lima, Hernani Mota de
As cavidades naturais subterrâneas despertam a curiosidade da humanidade desde a pré história e até os dias atuais influenciam no nosso cotidiano. As cavernas são vazios formados por algum evento natural dentro de uma estrutura rochosa, com ou sem abertura identificada e, que de alguma forma, possa ser penetrável pelo homem. A legislação voltada para a proteção e conservação de cavernas é recente, com seus últimos desdobramentos ocorridos entre os anos de 2008, publicação do Decreto 6.640, e 2009, publicação da Instrução Normativa nº 02 do Ministério de Meio Ambiente. A mineração causa considerável impacto nas cavernas, quando na área de uma jazida. Dentre eles, destacam desde a supressão de cavidades, ou impactos na estabilidade física e bioespeleológica das mesmas. Por outro lado, a legislação atual, causa considerável impacto nas reservas lavráveis quando da ocorrência de cavidades na área. Este trabalho tem como objetivo demonstrar como as cavidades naturais podem interferir na viabilidade econômica de um projeto de mineração. E, com base na legislação de proteção às cavidades naturais, realizar um estudo de forma a verificar o nível de influência que as cavidades podem ter sobre viabilidade econômica de um projeto de mina. Para realização desse estudo, três cenários de cava foram adotados para uma jazida hipotética. Os resultados demonstram o impacto da legislação na viabilidade de um projeto de mina e na reserva lavrável, para o três cenários considerados e reforçam a necessidade de pesquisas para conciliar a necessidade de preservação de cavidades naturais subterrâneas com a atividade de mineração.
Analysis of the economic feasibility of a mining project due to the presence of natural underground cavities.
(2015) Aquino, Iure Borges de Moura; Lima, Hernani Mota de
The legislation for the protection and conservation of caves is recent in Brazil. In 2008, the Decree 6.640 was enacted and in 2009, the Normative Instruction Nº 2 by the Brazilian Environment Ministry (MMA, Portuguese acronyms) was published. Mining operations cause a significant impact on the caves when they are present in or next to the mineral body. The impacts include the suppression of cavities and impacts on physical and bio-speleological stability of the caves. On the other hand, the actual legislation causes a significant impact on the mineable reserves when cavities are pres¬ent. This article aims to assess the impact of the natural cavities on the feasibility of a mining project, based on the federal legislation, as well as to propose alternatives to combine mining activity with cave protection. For this research, three scenarios of open pit for a hypothetical ore body were considered for the assessments. This paper presents the results achieved for the three and comments on the necessity of researches to conciliate the conservation of the natural underground cavities with the mining activities.
Classificação geomecânica prévia do maciço rochoso do entorno de escavações subterrâneas usando modelos de blocos estimados por krigagem dos indicadores. Estudo de caso : mineração fazenda brasileiro – Bahia/Brasil.
(2021) Aquino, Iure Borges de Moura; Rolo, Roberto Mentzingen; Zingano, André Cezar; Lima, Hernani Mota de
Um modelo tridimensional que represente a qualidade e características geomecânicas do maciço rochoso a ser escavado pode ser utilizado para classificação geomecânica prévia do maciço rochoso do entorno de escavações subterrâneas, contribuindo para o aumento da segurança nas atividades em subsolo, subsidiando nas tomadas de decisão dos projetos de lavra, dimensionamento das escavações, definição da malha dos sistemas de reforço e suporte e identificação antecipada de possíveis áreas ou regiões com risco geológico. Com o objetivo de melhorar a segurança nas atividades em subsolo, além de difundir e popularizar o uso de métodos de interpolação espacial para representação da continuidade espacial da qualidade do maciço rochoso e de variáveis geomecânicas através de métodos geoestatísticos. Este artigo demonstra a metodologia para classificação geomecânica prévia, com base nas metodologias do RMR e Sistema Q, do maciço rochoso do entorno de futuras escavações subterrâneas usando modelos de blocos estimados por krigagem dos indicadores. Os dados utilizados são provenientes de descrição geotécnica de testemunhos de sondagem. O RMR e Sistema Q são parâmetros geomecânicos amplamente utilizados em projetos de engenharia para o dimensionamento de escavações e sistemas de reforço. Os modelos estimados foram validados através de inspeção visual e validação cruzada.
Comparação de métodos de interpolação espacial para construção de modelos blocos geomecânicos a partir de descrição geomecânica de testemunhos de sondagem.
(2021) Aquino, Iure Borges de Moura; Rolo, Roberto Mentzingen; Zingano, André Cezar; Lima, Hernani Mota de
A construção de modelos tridimensionais que representem a qualidade e as características geomecânicas do maciço rochoso a ser escavado pode ser elaborada por meio da utilização de técnicas de interpolação espacial. Este artigo tem como objetivo comparar os resultados das estimativas realizadas por meio de krigagem por indicadores com os resultados das estimativas realizadas por krigagem ordinária, interpolação pelo inverso do quadrado da distância e interpolação pelo vizinho mais próximo para a construção de modelos de blocos geomecânicos que representem a qualidade maciça do rochoso via RMR. Além da verificação da influência das dimensões dos blocos (2 x 2 x 2 m e 5 x 5 x 5 m) nos resultados finais das estimativas, a krigagem por indicadores é um método de estimativa de variáveis geomecânicas amplamente utilizado e referenciado na bibliografia. É um método indicado para estimativas de variáveis categóricas e não aditivas, visto que as variáveis geomecânicas visuais ou descritas são definidas como qualitativas de forma categóricas, não contínuas e não aditivas e que pertencem a um intervalo de classificação. A carência de estudos de comparação entre os resultados das estimativas por krigagem por indicadores e demais métodos de estimativas utilizando o mesmo banco de dados motivou este trabalho. O método de krigagem por indicadores apresentou melhores resultados para estimativa do RMR, se firmando como um dos mais adequados para as estimativas de variáveis geomecânicas em comparação aos demais métodos utilizados neste estudo. Os dados para a elaboração deste artigo são provenientes de descrição geotécnica de testemunhos de sondagem subterrânea em leque de 39 furos de sonda com metragem total de 4015 metros da Mina Fazenda Brasileiro, localizada no município de Teofilândia/BA.
Modelo de blocos para dimensionamento prévio de reforço e suporte para escavações subterrâneas.
(2020) Aquino, Iure Borges de Moura; Lima, Hernani Mota de; Zingano, André Cezar; Lima, Hernani Mota de; Lima, Elissandra Nascimento de Moura; Rodrigues, John Kennedy Guedes; Oliveira Júnior, José Baptista de; Silva, José Margarida da
Escavação subterrânea em rocha é uma prática comum tanto em obras civis quanto em mineração. Garantir a estabilidade e segurança de uma escavação é fundamental para o bom andamento dos trabalhos. Esta tese apresenta e demonstra a viabilidade da utilização de modelos de blocos de classificação geomecânica – RMR e Sistema Q, estimados a partir de testemunhos de sondagem para o dimensionamento e zoneamento da malha dos sistemas de reforço de escavações subterrâneas e previsão da quantidade e custos com estes dispositivos. Além da comparação dos resultados dos métodos de estimativas por krigagem dos indicadores, krigagem ordinária, interpolação pelo inverso do quadrado da distância e interpolação pelo vizinho mais próximo para a construção de modelos de blocos geomecânicos que representem a qualidade do maciço rochoso. Juntamente com a influência das dimensões dos blocos (2 x 2 x 2 m e 5 x 5 x 5 m) nos resultados finais das estimativas. Os trabalhos de modelagem tridimensional incluíram a descrição geotécnica de testemunhos de sondagem; coleta de dados e confecção dos modelos de blocos das variáveis geomecânicas; e a elaboração do modelo de blocos de dimensionamento de reforço através da análise das dimensões da escavação e qualidade do maciço rochoso. As metodologias de dimensionamento de reforço e suporte de Barton e da Norwegian Road Authority foram utilizadas como exemplo nesta tese. Os dados utilizados neste estudo foram coletados a partir da descrição geotécnica de 39 furos de sonda com uma medida total de 4.015 metros na Mina Fazenda Brasileiro, localizada na cidade de Teofilândia, Estado da Bahia, Brasil. Os resultados permitiram afirmar que a krigagem por indicadores é o método mais indicado para estimativas de variáveis geomecânicas. Em relação às dimensões dos blocos adotados nas estimativas, os resultados obtidos tiveram poucas alterações. Entretanto os modelos com blocos de dimensões (2 x 2 x 2 m) apresentaram maior grau de detalhamento devido a maior variância dos resultados. Por sua vez, os modelos de blocos de dimensionamento de reforço e suporte propostos permitiram realizar o dimensionamento prévio da malha de reforço durante a fase de planejamento ou operação da mina, onde para cada bloco do modelo é calculado e definido o tipo de reforço ou suporte necessário. O dimensionamento prévio da malha de reforço possibilitou uma aplicação direta e específica dos modelos de blocos geomecânicos, em vez de uma utilização somente de representação e zoneamento da qualidade e/ou das características geomecânicas do maciço rochoso. Ademais, o dimensionamento prévio permite a maximização do aproveitamento das informações contidas nos testemunhos de sondagem, demonstrando a eficácia e o pioneirismo da utilização de modelos de blocos de dimensionamento de reforço para escavações subterrâneas, e fornece uma aplicação direta e específica dos modelos de blocos geomecânicos. Os modelos de blocos confeccionados foram validados por meio das técnicas de inspeção visual e validação cruzada. A precisão das estimativas para o zoneamento dos sistemas de suporte para a Mina Fazenda Brasileiro foi verificada pela comparação dos valores do índice do Sistema Q obtidos diretamente das paredes laterais da galeria durante o avanço da escavação.
Previous classification of rock mass surrounding underground excavations and rock support design using block models.
(2021) Aquino, Iure Borges de Moura; Renó, Rodolfo; Rolo, Roberto Mentzingen; Zingano, André Cezar; Lima, Hernani Mota de
The creation of tridimensional models that represent the quality and geomechan- ical characteristics of the rock mass to be excavated can be made by using spatial inter- polation techniques. The aim of this research is to improve the safety in underground activities, as well as to spread and popularize the use of spatial interpolation methods to represent both the spatial continuity of the quality of the rock mass and the geome- chanical variables through geostatistical methods. This article presents and demon- strates the viability of using Q-System block models estimated from the borehole data for previous classification of the rock mass surrounding the underground excavation and rock support design. The block model for the support design of galleries is justified because it allows to previously forecast the kind and quantity of support necessary for the stability of the excavation, as well as the costs with these devices, besides increas- ing the safety in the operations. Techniques of indicator kriging and ordinary kriging were used to build the Q-System index block model. The model was validated through the techniques of visual inspection and cross validation. The data used in this study were collected from the geotechnical description of 39 borehole core samples with a total measurement of 4,015 meters in Fazenda Brasileiro Mine, located in the town of Teofilândia, Bahia State, Brazil.

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