Avaliação do efeito de escala no estudo da resistência ao cisalhamento de um estéril de minério de ferro.

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Publicada em 13/04/2015

Discente: Christ Jesus Barriga Paria

Resumo:

Pilhas de estéril em mineração são formadas pela disposição de material estéril, conforme a norma, para garantir a estabilidade em longo prazo. Geralmente, na fase de projeto os parâmetros de resistência obtidos em laboratório correspondem a faixas granulométricas diferentes daquelas do estéril disposto nas pilhas. Portanto, faz-se necessário determinar o efeito de escala granulométrica nos parâmetros de resistência. O objetivo principal desta dissertação é estudar o comportamento do estéril em função do efeito de escala granulométrica e aferir as variações nas suas propriedades geotécnicas. Durante o programa experimental foram utilizadas amostras obtidas a partir de ensaios de caracterização física adequados às normas vigentes. A metodologia adotada baseou-se no comportamento de um estéril submetido ao cisalhamento direto e sua relação com os parâmetros de resistência obtidos para várias faixas granulométricas. Com base nesta investigação foram obtidas correlações da granulometria com uma compacidade relativa empírica, que ressaltam a influência destes parâmetros no valor do ângulo de atrito deste estéril. A concordância e a reprodutibilidade dos resultados para as amostras com granulometrias variadas, comprovam e aferem a qualidade das moldagens propostas e realizadas. Não obstante, é evidente que uma reavaliação do diâmetro máximo dos grãos a ser utilizado para uma determinada altura do CP é necessário, o efeito do tamanho do grão durante o cisalhamento foi observado, cujas amostras apresentaram expansibilidade durante o cisalhamento. O efeito de escala na determinação do ângulo de atrito do estéril foi evidente, a dependência entre a granulometria das amostras de estéril e a resistência ao cisalhamento do estéril foi percebida pela tendência do decréscimo do ângulo de atrito com a redução do diâmetro das suas partículas. Ressalta-se que para pilhas dimensionadas a partir de ensaios realizados com granulometrias reduzidas quando comparadas àquelas presentes em campo o projeto caminha no sentido da segurança, pois se projetam estruturas baseadas em parâmetros conservadores. Não obstante, a avaliação do efeito de escala pode colaborar para minimização das áreas de disposição e, assim, em impactos ambientais consideravelmente menores.

Abstract:

Waste rock dumps in a mining, are constructed by the disposal of waste rock material, as the standard to ensure, especially, the stability of the pile in the long term. Generally, in the design phase the strength parameters obtained in the laboratory correspond to different particle sizes of those sterile disposed. Therefore, it is necessary to determine the effect of particle size range in strength parameters. The main objective of this dissertation is to study the waste rock behavior as a function of particle size scale effect and measure the variations in their geotechnical properties. In implementing the experimental program samples were used obtained from physical characterization tests appropriate to current standards. The methodology adopted was based on the behavior of a waste rock sample subjected to direct shear and its relation to the strength parameters obtained for various particle sizes. Based on this research were obtained from particle size correlations with relative compactness known empirically that highlight the influence of these parameters on the value of the friction angle of the waste rock. The execution of shear tests for determining the resistance parameters, showed a consistent tool when applied to granular waste rock. The agreement and the reproducibility of the results for the different specimen with different grain sizes attest and certify the quality of impressions and proposals made. However, it is clear that a revaluation of the maximum grain diameter to be used for a given height of the specimen is required, the effect of grain size during the shear was observed, whose specimen showed expansion during shearing. The scale effect in determining the waste rock friction angle was evident the dependence between particle size of the waste rock specimen and waste rock shear resistance was realized by decreasing the tendency of the friction angle with the reduced diameter of its particles. It is noteworthy that for waste rock dumps designed considering reduced particle size compared to those particles in the field present the project moves towards safety because protrude in conservative parameters based structures. However, the scale effect evaluation can contribute to the minimization of disposal sites and, therefore, in significantly less environmental impact.

Palavras-chave:

Resistência ao Cisalhamento, Estéril de Mineração, Granulometria.

Áreas de Concentração:

- Geotecnia Aplicada à Mineração

Orientadores:

- Hernani Mota de Lima

Outros Participantes:


Nucleo de Geotecnia da Escola de Minas | Campus Universitário Morro do Cruzeiro, S/N | Ouro Preto/MG - 35.400-000
Mestrado Acadêmico / Doutorado - 031 3559-1164
Mestrado Profissional - 031 3559-1508