Modelação numérica para o dimensionamento de pilares de minas subterrâneas

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Publicada em 14/08/2017

Discente: Maria Isabel Martinez Lopez

Resumo:

O dimensionamento tradicional de câmaras e pilares nas minas tem sido estabelecido convencionalmente por uma abordagem empírica simplificada, que tende a ser muito conservativa por não incluir um conhecimento efetivo do comportamento geomecânico do maciço rochoso, penalizando, assim, as taxas de recuperação do minério explorado. Análises numéricas permitem soluções muito mais otimizadas, a partir da modelação da distribuição de tensões iniciais e induzidas pela escavação, mediante o ingresso de parâmetros de resistência tais como coesão, ângulo de atrito, resistência à compressão da rocha intacta, resistência à tração, entre outros parâmetros, dependendo do critério de ruptura utilizado. No presente trabalho, estes estudos foram aplicados ao caso de uma galeria da Mina de Urucum propriedade da VALE, situada em Corumbá/MG no Brasil, em que o método de lavra adotado é o de câmaras e pilares, com pilares de dimensões 15 m x 15 m x 3,5 m e câmaras de 5 m, e recuperação do minério de 44%, contemplando os seguintes estudos: estimativa das tensões atuantes sobre os pilares com base no método da área tributária e em simulações numéricas realizadas por meio do software FLAC3D; determinação da resistência dos pilares para diferentes geometrias, considerando abordagens empíricas e diferentes simulações numéricas e determinação dos fatores de segurança dos pilares pelos métodos anteriores, estimando-se, assim, geometrias admissíveis e potenciais taxas de recuperação adicionais de minério.

Abstract:

The traditional room and pillar mine design has been conventionally established by a simplified empirical approach, which tends to be very conservative because it does not include an effective knowledge of the geomechanical behavior of the rock mass, consequently limiting the recovery rates of the explored ore. Numerical analysis allows more optimized solutions, using an initial and induced stress modeling distribution, through the input of resistance parameters such as cohesion, friction angle, compressive strength of intact rock, tensile strength, among other parameters, depending on the failure criterion used. In the present work, these studies were applied in an specific gallery of the Urucum Mine, located in Corumbá / MS in Brazil, where the method of mining used is the room and pillar, with pillar dimensions 15m x 15m x 3,5m and rooms of 5m, and ore recovery of only 44%, including the following studies: estimation of the tensions acting on the pillars based by the tributary area method and by numerical simulations using the software FLAC3D; determination of the strength of the pillars in different geometries, considering empirical approaches and different numerical simulations and determination of the safety factors of the pillars by previous methods, estimating admissible geometries and potential additional ore recovery rates. The results obtained were very interesting and indicated a factual possibility of resizing the pillars of the gallery investigated, which would lead to recovery rates up to 80% under certain conditions.

Palavras-chave:

método de câmaras e pilares; métodos numéricos; métodos empíricos; resistência do pilar; fatores de segurança do pilar

Áreas de Concentração:

- Geotecnia

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