interpretação do overbreak da rampa fonte · pdf fileinterpretação...

25
INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE GRANDE SUL (MINA CUIABÁ) E SUA INTERAÇÃO COM O SISTEMA DE SUPORTE AUTOR: FELIPE DE BRITO PEREIRA ORIENTADOR: Prof. Dr. Rodrigo Peluci de Figueiredo (UFOP)

Upload: dangthien

Post on 18-Mar-2018

225 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE GRANDE SUL (MINA CUIABÁ)

E SUA INTERAÇÃO COM O SISTEMA DE SUPORTE

AUTOR: FELIPE DE BRITO PEREIRA

ORIENTADOR: Prof. Dr. Rodrigo Peluci de Figueiredo (UFOP)

Page 2: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

MINA CUIABÁ

Page 3: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

OBJETIVO

O presente trabalho propõe estabelecer um estudo do mecanismo de ruptura ao longo da Rampa Fonte Grande Sul, a partir de evidências de campo e levantamentos realizados, contribuindo na: •   Compreensão do mecanismo de ruptura na rampa e sua influência no

overbreak da mesma; •   Validar tecnicamente a necessidade de aplicação de suporte de superfície

como alternativa para evitar progresso do mecanismo de ruptura; •   Verificar a influência da direção do túnel e das suas estruturas geológicas na

formação do buckling; •   Compreender a influência do saneamento mecanizado nas regiões de

buckling e suas consequências para estabilidade da escavação em termos de overbreak;

Page 4: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

AMBIENTE GEOTÉCNICO – MINA CUIABÁ

Exemplos de rupturas f r á g e i s e m t ú n e i s (hachuradas em cinza) c o m o f u n ç ã o d a classificação geomecânica (RMR) e a razão entre a t ensão p r i nc ipa l e a resistência à compressão u n i a x i a l ( R C U ) . Correlacionam-se também ampl i tudes de tensão i n d u z i d a c o m o s parâmetros anter iores (Kaiser et al., 2000)

Page 5: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

MODELO RUPTURA - BUCKLING

Modelo de ruptura em túnel circular sob influência de uma família de fraturas (Bewick e Kaiser, 2009)

Page 6: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

ESTUDO DE CASO – RAMPA FGS

Localização da rampa Fonte Grande Sul (vermelho) em relação ao corpo mineralizado (azul) em visão em planta

Características da rampa FGS estudada: 2676 metros

Page 7: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

ESTUDO DE CASO – RAMPA FGS

Resumo de informações dos níveis da rampa FGS

Page 8: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

ESTUDO DE CASO – RAMPA FGS Informações Interpretadas por setor (20m):

I.  Presença da ruptura do tipo buckling (AVALIAÇÃO QUALITATIVA); II.  Overbreak (AVALIAÇÃO QUANTITATIVA); III.  Foliação Principal; IV.   Clivagem de Crenulação (S3); V.  Direção da escavação

Page 9: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

AVALIAÇÃO QUALITATIVA

Evidência de ruptura por buckling em estágio inicial no Nível 15 da rampa

Estágio elevado de ruptura, iniciado pelo buckling no Nível 13 da rampa FGS e formação de “capela”.

Page 10: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

AVALIAÇÃO QUALITATIVA

Porcentagem de evidência qualitativa do mecanismo de ruptura por nível ao longo da rampa FGS.

Page 11: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

AVALIAÇÃO QUALITATIVA

Relação entre as evidências qualitativas de buckling relacionadas com a presença da estrutura S3 ao longo das porções estudadas.

Page 12: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

AVALIAÇÃO QUANTITATIVA

Exemplo do escaneamento digital realizado do Nível 12 para 13 da rampa em estudo

Page 13: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

AVALIAÇÃO QUANTITATIVA

Resultado quantitativo para o overbreak médio (barras vermelhas), máximo e mínimo por nível de estudo ao longo da rampa FGS.

Page 14: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

AVALIAÇÃO QUANTITATIVA

Relação entre dados de overbreak e ângulo entre anisotropia e eixo do túnel.

Page 15: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

AVALIAÇÃO QUANTITATIVA

Comparativo de overbreak condicionado por nível e o efeito da estrutura S3 para o período de estudo.

Page 16: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

AVALIAÇÃO QUANTITATIVA

Distribuição entre a zona de dano com a p r o f u n d i d a d e d a s regiões de estudo.

Page 17: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

DISCUSSÃO

q   Variabilidade e baixa confiabilidade estatística: •   Ausência de suporte de

superfície; •   Recorrência de utilização de

saneamento mecanizado para adequação operacional;

q   Kaiser (2015) demonstra que a indução de tensões e deformações no maciço durante a vida da mina, provoca um deslocamento da curva característica do maciço, modificando, consequentemente, a condição de estabilidade em relação ao sistema de suporte-reforço previamente instalado.

Movimentação da curva característica do maciço, como consequência das tensões induzidas no maciço (Kaiser, 2015)

Page 18: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

DISCUSSÃO

Evidência de buckling entre os níveis 13 e 14 da rampa Fonte Grande Sul, sem evidência de overbreak devido a presença de suporte de superfície (Pereira, 2014)

Page 19: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

CONCLUSÃO

Page 20: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

CONCLUSÃO

Comparação entre rampa FGS no nível 12 (foto esquerda) e nível 18 (foto direita), ressaltando a diferença de seção entre ambas, devido a influência do saneamento mecanizado e utilização de concreto projetado.

Page 21: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

OBRIGADO E-mail: [email protected]

Page 22: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BARBOSA, E. S. Avaliação do suporte com cabos de aço na Mina Cuiabá (Sabará/

MG). 2008. 203f. Dissertação (mestrado em Geotecnia) – Escola de Minas, Universidade

Federal de Ouro Preto, Ouro Preto.

BEWICK, R.P. Efects of Anisotropic Rock Mass Characteristics on Excavation

Stability. Dissertação de Mestrado – Laurentian University. Sudbury, Ontario – Canada.

2008.

BRADY , B. H.; BROWN, E.T. Rock mechanics for underground mining. 3rd. ed.

Dordrecth: Kluwer Academic Publishers, 2004. 628 p.

CAI, M.; KAISER, P. K. Support function requirements and support element

characteristics. Ground Control in Highly stressed Hard Rock Mines – Deep Mning. (2010)

COETZER, S.; SELLERS, E. Measurement of rock stress at Cuiaba gold mine Brazil.

CSIR Miningtek. 2004. Relatório Interno, p 38.

DIEDERICHS, M.S.; When does brittle failure become violent? Spalling and

Rockburst characterization for deep tunneling projects. Queen’s University, Kingston,

Canada. World Tunnel Congress 2014, Foz do Iguaçu, Brasil.

Page 23: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

ESTUDO DE CASO – RAMPA FGS

EVERITT, R. A. E LAJTAI, E. Z. 2004. The Influence of rock fabric on excavation

damage in the Lac du Bonnett granite. International Journal of Rock Mechanics and

Mining Science, v. 41, p. 1277-1303, 2004.

FIGUEIREDO, R. P. Notas de Aula da disciplina Mecânica das Rochas – Mestrado

Profissinal, Escola de Minas – Núcleo de Geotecnia, 2014.

COETZER, S.; SELLERS, E. Measurement of rock stress at Cuiaba gold mine Brazil.

CSIR Miningtek. 2004. Relatório Interno, p 38.

DIEDERICHS, M.S.; When does brittle failure become violent? Spalling and

Rockburst characterization for deep tunneling projects. Queen’s University, Kingston,

Canada. World Tunnel Congress 2014, Foz do Iguaçu, Brasil.

DIEDERICHS, M.S; CARTER, T.; MARTIN, D. Practical Rock Spall Prediction in

Tunnels. Tunnelling Assciation of Canada, 2007.

Page 24: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

ESTUDO DE CASO – RAMPA FGS

GOODMAN , R. E. Introduction to rock mechanics. 2nd ed. New York: Wiley, 1989. 13

p.

HADJIGEORGIOU, J., POTVIN, Y., Hard Rock Ground Control with Steel Mesh and

Shotcrete. Chapter 8.6. SME Mining Engineering Handbook, 3rd ed. (2011).

HOEK, E.; KAISER, P.K; BAWDEN, W.F. Support of Underground Excavations in

Hard Rock. Funding by Mining Research Directorate and Universities Research

INcentve Fund. 1993.

HUTCHINSON, D. J.; DIEDERICHS, M. S. Cablebolting in underground mines.

Vancouver: BiTech. 1996. 406p.

KAISER, P. K. Deformation-based support selection for Static and Dynamic

Conditions. IMS – Institute of mine seismology Workshop. Laurentian University. (2015)

KAISER, P.K. DIEDERICHS, M. S., MARTIN, C. D., SHARP, J. STEINER, W.

Underground works in hard rock Tunnelling and mining. GeoEng2000. Technomic

Publ. Co. (2000)

KUCHTA, M. E., Quantifying the increase in adhesion strength of Shotcrete applied

to surfaces treated with high-pressure water. SME Annual Meeting, Phonenix,

Arizona, USA. 2002.

Page 25: INTERPRETAÇÃO DO OVERBREAK DA RAMPA FONTE · PDF fileinterpretaÇÃo do overbreak da rampa fonte grande sul (mina cuiabÁ) e sua interaÇÃo com o sistema de suporte autor: felipe

ESTUDO DE CASO – RAMPA FGS

PAKALNIS, R.; Empirical Design Methods – Update 2014. 1st International Conference

on Applied Empirical Design Methods in Mining. Peru. (2014)

PAPWORTH, F.; Design guidelines for the use of fibre reinforced shotrete in

ground support. 27th Conference on Our World in Concrete & Structures – Singapore

Concrete Institute. 2002.

POTVIN Y., STACEY, D., HADJIGEORGIOU., J. Surface Support in Mining. Australian

centre for geomechanics. CSIRO – Curtin University – University of WA. 2004.

SAM, S. Shotcrete for Mining Apllications. UGC International. Degussa Contruction

Chemicals. 2002.

SEYMOUR, J.B., MARTIN, L., CLARK, C., STEPAN, M., JACKSHA, R., PAKALNIS, R.,

ROWORTH, M., CACERES, C. A shotcrete adhesion test system for mining

application. NIOSTIC2 20038056 (2011).

ZDAZINSKY, C. Effect of electronic detonators in underground tunneling

application. The Journal of Explosives Engineering, v.32, p.28-35, 2015.