Estudo da influência do nível d´agua nas análises de estabilidade dos taludes da Cava da Mina do Andrade

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Publicada em 24/09/2015

Discente: Miguel Paganin Neto

Resumo:

A mineração vivenciou nos últimos anos uma expansão em grande escala devido ao desenvolvimento de novas tecnologias em relação aos métodos de explotação, lavra e beneficiamento mineral. Neste cenário, a engenharia geotécnica vem desempenhando um papel relevante nos empreendimentos mineiros, principalmente nos estudos de análises de estabilidade de taludes. A resolução do binômio entre o máximo aproveitamento econômico e a segurança do empreendimento se tornou uma análise fundamental neste cenário desafiador. O fator de segurança pode ser considerado um bom parâmetro de quantificar e qualificar a segurança de determinada seção representativa de uma análise de estabilidade de taludes. Dentre os fatores a serem considerados nestas análises, podemos citar os ângulos dos taludes individuais, ângulos gerais da cava, alturas de bancadas, dimensões das bermas, parâmetros geotécnicos dos maciços envolvidos e superfícies freáticas. A partir destes fatores, com o auxilio de programas computacionais, podemos realizar diversas análises a fim de obter o fator de segurança mais representativo. A Mina do Andrade apresentou diversos problemas de instabilidade geotécnica nos últimos anos. A grande maioria dos problemas estava relacionada aos Xistos e Quartzitos do Grupo Piracicaba, e acredita-se que o nível freático elevado seja o mecanismo propulsor destes eventos. A proposta deste trabalho consiste na determinação das superfícies freáticas que permitam a obtenção de fatores de segurança considerados aceitáveis e críticos para a cava atual e final de projeto da Mina do Andrade, considerando todos os taludes inseridos nos Xistos e Quartzitos do Grupo Piracicaba. Para isto, foram realizadas análises determinísticas da estabilidade dos taludes a partir de simulações de diversas superfícies freáticas. Os parâmetros necessários para estas análises foram obtidos a partir de campanhas de mapeamento geológico-geotécnico, descrição e caracterização de um acervo representativo de furos de sondagem, modelos geomecânicos, ensaios laboratoriais para a obtenção dos parâmetros geotécnicos e leituras de piezômetros e medidores de níveis d’água. Os resultados obtidos demonstram que os níveis d’água atuais apresentam fatores de segurança abaixo do recomendado e provavelmente variações destes níveis ocasionaram os eventos de instabilidade acima citados. As superfícies obtidas para a cava final de projeto são consistentes e coerentes com as superfícies previstas.

Abstract:

Mining lived in the last years a great expansion in a huge scale. This expansion is due to the development of new technologies related to new methods of exploration, mining and mineral processing. In this new scenery, geotechnical engineering is doing a very important role inside all mining projects, mainly in slope stability studies. The main challenge in this new age for mining is the resolution of the binomial between the best economic planning for the resources and safety. The resolution of this equation became a very important analysis. The safety factor may be considered a good parameter to qualify and quantify the safety of a representative section in a slope stability study. Among the factors to be considered in this kind of study, we can mention the angles of the individual slopes, angles overall, benches heights, widths of catch banks, geotechnical parameters of the massifs and groundwater surfaces. Using the parameters aforecited with an appropriate software, we can make different kinds of analysis to obtain the more representative safety factor of the massif. The Andrade Mine presented several geotechnical instability problems in the last years. The main part of these problems was related to the schists and quartzites of Piracicaba Group and it is believed that the water is the responsible for all events. The main objective of this study is to know and define the phreatic surfaces for the current pit and the final pit that make possible obtain safety factors considered acceptable and critics. The analysis will be made in the slopes inserted in the schists and quartzites belonging to Piracicaba Group. The study considered and made deterministic analysis of slope stability from the simulation of various theoretical phreatic surfaces. All the necessary parameters to this analysis were obtained from many campaigns of geological-geotechnical mapping, description and characterization of a representative group of rocks from drilling campaigns, geomechanical models, laboratory tests (triaxial) to get the geotechnical parameters of rocks and analysis of piezometers to design the underground water surface. The results show that the current water levels have safety factors below the recommended value for temporary slopes. Variations of these levels have probably caused the events of instabilities in the past. The slip surfaces obtained for the final pit are consistent and coherent with the surfaces provided.

Palavras-chave:

1. Engenharia geotécnica. 2. Taludes em rocha. 3. Mecânica de rochas

Áreas de Concentração:

- Geotecnia Aplicada à Mineração

Orientadores:

- Romero César Gomes

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