Metodologias analíticas e modelagem numérica para a otimização da inclinação de taludes de mineração com base no lucro.

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dc.contributor.advisorGomes, Romero Césarpt_BR
dc.contributor.advisorNapa Garcia, Gian Francopt_BR
dc.contributor.authorCapelli, Renata Bazzarella
dc.contributor.refereeGomes, Romero Césarpt_BR
dc.contributor.refereeAlameda Hernández, Pedro Manuelpt_BR
dc.contributor.refereeAssis, André Pacheco dept_BR
dc.date.accessioned2019-01-31T14:11:21Z
dc.date.available2019-01-31T14:11:21Z
dc.date.issued2018
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractOs desafios associados às análises da estabilidade de taludes de grande porte têm sido crescentes com o avanço da atividade mineradora a céu aberto, principalmente quando a exploração atinge grandes profundidades. Neste cenário, impõe-se, portanto, a adoção de técnicas de análise que assegurem a segurança e a economia das escavações, sem a ocorrência de acidentes e/ou instabilidades nas cavas. Nas últimas décadas, modelos determinísticos foram empregados em larga escala em grandes taludes rochosos de mineração, embora representem um claro distanciamento da realidade do problema pelas incertezas inerentes à variabilidade espacial dos parâmetros geomecânicos adotados. Neste contexto, a evolução das análises para abordagens probabilísticas é bastante natural. A presente pesquisa aplica abordagens probabilísticas para as análises da estabilidade de taludes rochosos de grande porte de uma mina de ferro ainda em operação, visando estabelecer métodos de otimização do ângulo global, de inter-rampa e de banco de uma seção típica da cava. Foram utilizadas duas abordagens objetivando as otimizações: uma por meio de modelagem numérica (com base no programa FLAC3D) e baseada em conceitos de lucro e outra utilizando-se métodos analíticos baseados em valores de referência para os fatores de segurança (FS). Para a quantificação da probabilidade de falha (PF) e dos riscos associados, foram utilizadas simulações de Monte Carlo. Um estudo de sensibilidade foi realizado para se avaliar a influência do custo de falha na função de risco e foi desenvolvido um software, denominado ProBench, para solucionar a otimização dos ângulos de inter-rampas e bancos via metodologias analíticas. Na otimização do ângulo global por simulações numéricas, foi gerada uma superfície de resposta polinomial linear com intuito de se aliviar a carga computacional exigida pelo acoplamento direto das simulações de Monte Carlo. A configuração ótima encontrada para o ângulo global do caso estudado variou, de acordo com os valores dos custos de falha utilizados, entre 31° e 34,5°. Os ângulos ótimos para inter-rampa e banco foram, respectivamente, da ordem e 40° e 47°. Essas geometrias mostraram-se consistentes com a prática observada na mina em estudo e ratificaram o potencial das metodologias aplicadas de forma que estudos de quantificação do risco e do lucro em projetos ótimos de escavação mostram-se possíveis e eficientes no âmbito da prática geotécnica de taludes de mineração.pt_BR
dc.description.abstractenThe challenges related with stability analyses of large slopes has been increasing as response of open sky mining activities, especially when it look into great depths. In this sense, it is therefore necessary the adoption of analysis techniques that ensure safety and economy of excavations, whereas without the occurrence of accidents and/or instabilities in the caves. Although deterministic models were employed in a large scale on large rock mining embankments in the last decades, they represent a clear distance from the problem core for the inherent uncertainties of spatial variability on geomechanical parameters adopted. In this context, the evolution of analytics for probabilistic approaches is assertively natural. The present study apply those probabilistic approaches to stability analyses of a large rock slope in an iron mine that still operates, aiming to stablish methods of optimization of the (i) global, (ii) inter-ramp, and (iii) bank angles of a typical section cave. Were used two approaches as optimizations: the first was based on numerical optimizations (program FLAC3D based) and in profit concept; in the second analysis was used analytical methods based on reference values for safety factors (FS). Monte Carlo simulation was utilized to quantify the fail probability (Pf) and associated risks. A sensibility study was realized to evaluate the influence of cost of failure in the risk function. A software, named ProBench, was developed to solve the optimization of inter-ramp and banks angles via analytic methods. In the global angle optimization, by numerical simulations, was generated a surface of polynomial linear output in order to alleviate the computational load required by the direct coupling of the Monte Carlo simulations. The optimal configuration found for the global angle of the case studied varied, as a direct answer to the values of the failure cost used, between 31° and 34,5°. The optimal angles for the inter-ramp and bank were 40° and 47°, respectively. These geometries were consistent with the practice observed in the mine under study and ratified the potential of the applied methodologies. Then, the studies of risk quantification and profit in optimal excavation projects are possible and efficient in the scope of geotechnical practice of slopes mining.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/10646
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.publisherCAPELLI, Renata Bazzarella. Metodologias analíticas e modelagem numérica para a otimização da inclinação de taludes de mineração com base no lucro. 2018. 116 f. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.pt_BR
dc.rightsabertopt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 30/01/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante.pt_BR
dc.subjectCava a céu abertopt_BR
dc.subjectMinas e mineraçãopt_BR
dc.subjectAnálise de riscospt_BR
dc.subjectGestão de riscospt_BR
dc.titleMetodologias analíticas e modelagem numérica para a otimização da inclinação de taludes de mineração com base no lucro.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
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