Análise das tensões in situ em ambiente de lavra subterrânea - Mina Cuiabá – Sabará/MG.

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Publicada em 12/12/2013

Discente: Isabela Ribeiro Trópia

Resumo:

O estudo das tensões in situ realizado na presente dissertação foi conduzido a partir da norma publicada pela International Society of Rock Mechanics (ISRM) no ano de 2012 em que sua metodologia se baseia em diversas etapas a serem seguidas para consolidação de um modelo de tensões in situ para uma dada região. A mina Cuiabá localizada na região norte do Quadrilátero Ferrífero tem suas atividades de lavra subterrâneas datadas desde o ano 1985 e serviu de modelo para aplicação da norma uma vez que várias informações sobre tensão estavam disponíveis. Foram utilizados neste estudo dados geológicos, topográficos, testemunhos de sondagem, furos de ventilação, parâmetros de laboratório e resultados de ensaios de tensão in situ. Diversos métodos para estimativa das tensões in situ foram considerados sendo ensaio de sobrefuração como método direto e as ocorrências de discing e as quebras em escavações circulares como indiretos. A primeira etapa da dissertação seguiu com a análise dos dados regionais que contribuíram para entendimento e classificação preliminar do campo de tensões em que a mina está inserida. Os litotipos e a estrutural da área foram analisados, além do resultado de ensaios de compressão uniaxial e condições dos maciços rochosos. Foram levantados 35 furos de ventilação da mina entre os níveis 7 e 15 sendo que parte destes apresentam quebras diametralmente opostas ao longo de suas paredes. Foi verificada a possibilidade de estas quebras serem indicadores da orientação das tensões como breakouts clássicos. Ensaios de sobrefuração foram realizados no ano de 2004 nos níveis 12 e 14 da mina nas profundidades 800m e 933m, respectivamente. O resultado dos ensaios foi considerado na interpretação dos dados de campo dos furos de ventilação em modelagem numérica 3D. Os furos de sondagem na mina Cuiabá tem registrado diversos intervalos com a ocorrências de discings em suas rochas de caráter rúptil desde 2008. Detalharam-se diversas características dos discings que incluem forma, espessura, distribuição espacial e outras com intuito de que estes fossem empregáveis no conhecimento das tensões in situ. Todos os dados foram interpretados e validados para consolidar o conhecimento do campo de tensões da mina.

Abstract:

ABSTRACT: The In Situ stress study carried out in this thesis was based on the fifth suggested method published by the International Society of Rock Mechanics (ISRM) in 2012 whoser methodology is based on many stages to be followed in order to build the In Situ stress model of a site. The Cuiaba mine, located in the north part of the Quadrilátero Ferrífero area, has its underground mining activities since 1985 and was considered to employ the suggested method since many stress data was available. Geological data, information about topography, drilling cores, ventilation boreholes, laboratory tests and In Situ stress measurements were considered in this study. Different methods were used to estimate In Situ stress, overcoring was the direct method, discing and damage in circular boreholes, were the indirect ones. On the first part of thesis, regional data was analyzed in order to understand the geology of the site and to give a preliminary idea of the field stress where the Cuiabá mine is located in. Lithology and structural data were analyzed, besides uniaxial compression test results and the rockmass conditions. It was collected data from 35 ventilation boreholes located between the 7th and 15th level. In some of them diametral failures ocurred in the excavation walls what led the study to carry out in this thesis. It was suggested the possibility of considering this failures as stress indicators like breakouts. In 2004, overcoring measurements were conducted in the 12th and 14th levels, at 800 and 933m deep. The stress measurements results were considered in the 3D numerical modeling of the ventilation borehole failures. The Cuiaba drilling cores have indicated discing cases in brittle rocks since 2008. Discing parameters were detailed which included shape, thickness, location and others in order to employ them for the In Situ Stress knowledge of the site. All data was interpreted and validated to build the mine field stress.

Palavras-chave:

Deformações e tensões; Mineração subterânea; Lavra substerânea

Áreas de Concentração:

- Geotecnia Aplicada à Mineração

Orientadores:

- Rodrigo Peluci de Figueiredo

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