Aprimoramento de suporte de maciços para minas profundas

 

RESUMO

 

Esse artigo publicado na E&MJ, Engineering and Mining Journal, julho 2021 por Carly Leonida, Editor Europeu, mostra com opiniões e comentários de especialistas e autores internacionais respeitados, as dificuldades enfrentadas na segurança, economia e operação em minas subterrâneas profundas considerando o aspecto da Mecânica de Rochas devido a esforços extremos.

Carly Leonida, Yves Potvin, Justin Roy, Bewick e outros alertam para deficiência das faculdades e universidades no ensino de aspectos advindos de minas subterrâneas profundas considerando método de lavra, esforços no maciço, suportes, economicidade, aumento da taxa de produção, etc de forma a se ter continuidade das operações com economia e segurança para pessoas, equipamentos e longevidade da empresa. Os participantes comentam sobre estudos em desenvolvimento para que sejam supridas essas necessidades.

Entre as soluções encontramos modelagem, monitoramento, suporte com qualidade, quantidade e locais adequados, desenvolvimento de algoritmos computacionais sofisticados e complexos para análises de probabilidade com resultados cada vez mais assertivos.

O artigo considera também um comparativo no uso de concreto projetado entre túneis civis que geralmente usam seções circulares ou formas de ferradura que mantêm o concreto em compressão e galerias de minas que geralmente usam seções quadradas ou retangulares provocando tração favorecendo flexão e rachaduras.

A seguir o texto completo traduzido.

Boa leitura

LP

 

Aprimoramento de suporte de maciços para minas profundas

Julho 2021

 

A consideração mais importante para o desenvolvimento de uma estratégia de controle da rocha é o comportamento do maciço rochoso. (Foto: Golder)

 

A E&MJ analisa os desafios e inovações no projeto e otimização do suporte de maciço para operações em minas profundas

 

Por Carly Leonida, Editor Europeu

 

À medida que as minas se aprofundam cada vez mais, os engenheiros geotécnicos enfrentam um desafio crescente: como manter o pessoal e os equipamentos seguros enquanto suportam as taxas de desenvolvimento e mineração em condições de rocha cada vez mais difíceis?

 

Embora “colocar alguns tirantes ou telas extras” seja uma opção em alguns cenários, é sempre melhor prevenir do que remediar e, adotando uma estratégia que considera o método de lavra e modos de operação ideais, diferentes abordagens de modelagem e monitoramento do maciço rochoso e incorpora elementos como concreto projetado, telas e tirantes quando necessário, as minas serão muito mais seguras, econômicas e capazes de sustentar as operações no futuro.

 

Em profundidade, os maciços rochosos tendem a ser mais frágeis, e muitas vezes falham por fratura da própria rocha. Isso pode ocorrer lentamente na forma de fragmentação (por exemplo, um movimento progressivo da rocha) ou rapidamente na forma de uma explosão de rocha (rock bursting).

 

Dr. Rob Bewick é diretor da Golder (membro do WSP). Bewick lidera a equipe global de mineração profunda da empresa e falou sobre os desafios envolvidos na criação de estratégias de suporte de rochas para operações muito profundas.

 

“Muitos dos sistemas ou metodologias convencionais de projeto de mecânica de rochas foram desenvolvidos a partir da experiência de mineração rasa, onde a própria rocha não fratura”, explicou ele. “Embora existam métodos de avaliação de mineração profunda disponíveis, eles são frequentemente negligenciados. Quando as abordagens de projeto do maciço rochoso são apropriadas, mas não utilizadas, o projeto resultante corre o risco de não ser confiável, comprometendo a segurança da mina, a confiabilidade da produção e o valor das partes interessadas.”

 

O fator mais importante que precisa ser considerado no desenvolvimento de uma estratégia de controle de aberturas é o comportamento do maciço rochoso ou como ele falha. Isso deve ser identificado e os métodos de projeto apropriados para esse comportamento devem ser adotados para que um projeto seguro e confiável seja desenvolvido.

 

Depois disso, uma estratégia de controle de maciço que incorpore os três pilares a seguir pode ser desenvolvida:

 

• Estratégico: inclui aspectos abrangentes que podem ser projetados antecipadamente, como leiaute, sequência de produção, equipamentos, sistemas de monitoramento de toda a mina, etc.

 

• Operacional: aspectos que podem ser controlados pela mina como taxa de lavra, protocolos de reentrada, etc.; e

 

• Tático: aspectos como suporte de maciço, manutenção de suporte proativo, monitoramento local, protocolos de exclusão, etc.

 

“Em 20 de junho de 1984, cerca de 200 trabalhadores estavam no subsolo da mina Falconbridge em Sudbury quando ocorreu um evento sísmico de magnitude 3,5 Richter, provocando uma queda de rochas e prendendo muitos dos mineiros, quatro dos quais perderam a vida”, disse Bewick.

 

“No Canadá, desde este evento, uma equipe de profissionais focada em pesquisa, desenvolvimento e inovação ocorreu para melhorar a compreensão do comportamento do maciço rochoso sob alto estresse e desenvolver estratégias de mitigação que podem ser agrupadas nos principais pilares mencionados acima. Embora as melhorias tenham sido feitas, os principais desafios da fratura progressiva e violenta do maciço rochoso ainda estão presentes.”

 

Andy Thomas, engenheiro responsável por mecânica de rochas, e Jarek Jakubec, líder de prática de mineração e geologia, ambos baseados no escritório da SRK em Vancouver, entraram na conversa.

 

Thomas explicou: “Muitos fatores precisam ser considerados [ao desenvolver uma estratégia de controle de rocha para operações profundas], mas entender a configuração do estresse e sua resposta à mineração são fundamentais. Talvez o principal risco em minas profundas de rocha sã para controle das aberturas seja lidar com os efeitos da sismicidade.”

 

Jakubec concordou: “Existem exemplos recentes notáveis ​​em que as operações enfrentaram problemas significativos de controle de maciço porque a estratégia tradicional de mineração não foi ajustada para os níveis mais profundos. Nesses casos, o problema não era com os recursos dos sistemas ou tecnologia de controle, mas sim com os fundamentos do projeto, como seleção de métodos, leiautes, direção avançada, sequenciamento etc. Embora novas tecnologias e sistemas tenham um papel, esses tipos de considerações fundamentais continuarão a ter mais influência à medida que extraímos mais profundamente.”

 

Aprendendo a projetar para profundidade

 

Uma preocupação com a aceleração atual da mineração profunda é que existem muito poucas universidades e faculdades que ensinam controle de maciço em lavra profunda ou métodos de lavra.

 

“Em geral, o capital humano é limitado na indústria de mineração e o campo de controle de maciço não é diferente, tornando difícil encontrar pessoal qualificado e experiente”, explicou Bewick. “Como resultado, há uma tendência de usar sistemas/metodologias convencionais de projeto de mecânica de rochas para projetar em profundidade. Os projetos de minas baseados nesse pensamento convencional têm o potencial de não apenas, não serem confiáveis, mas também inseguros.”

 

A mineração em realces é um exemplo disso. O método tem uma longa história de aplicação em baixa profundidade, mas agora está sendo usado com mais frequência em operações profundas e de alta tonelagem. Essas operações geralmente encontram massas rochosas maciças com articulações mais moderadas, em vez da rocha altamente articulada normalmente experimentada com operações próximas à superfície. Como resultado, eles podem ser expostos a rupturas frágeis dinâmicas da rocha e riscos associados, como desplacamento de tetos e laterais.

 

Para combater isso, as empresas de mineração estão começando a incorporar o conhecimento e a compreensão de outros métodos de mineração, como a parada aberta de subnível no Canadá e a mineração de recifes profundos na África do Sul, onde a mineração em condições de alto estresse tem sido a norma há mais de 30 anos.

 

Bewick contribuiu para esse movimento por meio de inovações na caracterização de maciços rochosos e na aplicação de abordagens de lavra profunda. Além de ser autor de muitos de seus próprios artigos, ele também é Ph.D. comitê para Justin Roy, que está concluindo sua pesquisa na Universidade da Colúmbia Britânica, patrocinada pela PT Freeport Indonesia.

 

O objetivo da pesquisa de Roy é investigar a resposta dinâmica de rochas maciças, frágeis e nervuradas quando expostas a cargas excessivas por meio de métodos de mineração de blocos e painéis de alta tonelagem. Ele reconhece que a base de experiência de engenharia com lavra de realces nessas profundidades é extremamente limitada e que é necessária uma nova compreensão mecanicista para gerenciar com segurança os perigos e riscos operacionais que essas incertezas impõem.

 

“É importante lembrar que o controle de maciço não se trata apenas de suporte e monitoramento de rocha”, disse Bewick. “Ele engloba os pilares estratégicos, operacionais e táticos [descritos acima] e se um programa baseado nesses elementos for bem desenvolvido e implementado adequadamente, pela minha experiência, mesmo as condições de mineração mais desafiadoras podem ser operadas com segurança.

 

“Quando as minas tiveram que parar de minerar, a causa raiz é frequentemente encontrada no pilar estratégico de controle de maciço. Por exemplo, os leiautes de minas são corrigidos uma vez criados. Se um leiaute de mina promove desafios de mineração profundos, em vez de mitigar os desafios, o gerenciamento das condições por meios operacionais e táticos geralmente não é suficiente.

 

“Se trouxermos essa linha de pensamento de volta aos desafios de conhecimento enfrentados por nossos futuros engenheiros em universidades e faculdades e ao limitado capital humano qualificado disponível, percebemos que aceleração da mineração profunda está superando a capacidade de nossas escolas de fazer modificações no conteúdo do curso para que continue relevante para as necessidades da indústria de mineração.”

 

Mudanças através da tecnologia digital

 

Embora os fundamentos do suporte e reforço do maciço não tenham mudado muito nos últimos 20-30 anos, as tecnologias disponíveis para investigar e monitorar as respostas do maciço avançaram significativamente. Instrumentação melhor e mais confiável, como cabos inteligentes, marcadores inteligentes e sistemas de monitoramento sísmico, fornecem dados excelentes para tomada de decisões e ajustes de estratégia quase em tempo real.

 

“Os desafios são semelhantes, mas estamos mais bem equipados para avaliar e nos preparar para eles”, disse Jakubec. “Houve um avanço significativo em nossa experiência em ambientes de mineração mais profundos, bem como em soluções de engenharia (por exemplo, equipamentos automatizados) para operar neles.

 

“A técnica de levantamento de aberturas subterrâneas por drones está se tornando muito impressionante. A tecnologia está permitindo que os drones operem de forma autônoma e coletem dados de alta qualidade remotamente. Acredito que a robotização e a IA (Inteligência Artificial) desempenharão um papel cada vez maior, eventualmente substituindo pessoas em áreas de alto risco e tornando a mineração mais segura.”

 

A velocidade cada vez maior da computação e a sofisticação dos códigos de modelagem numérica também estão permitindo a modelagem de problemas de mineração cada vez mais complexos. Desde que esses modelos tenham parâmetros de entrada realistas e sejam calibrados com dados de monitoramento contínuo, eles podem ser altamente valiosos para informar e testar estratégias de controle de maciço. O pré-condicionamento do maciço rochoso para induzir o potencial sísmico é outro tópico de pesquisa atual.

 

A equipe da SRK colaborou com a Elexon Mining para avançar sua tecnologia de medição sem fio, Geo4Sight. Esta instrumentação é ideal para configurações de minas subterrâneas profundas.

 

“A perspectiva de incorporar mais instrumentos em medições sem fio para obter ainda mais funcionalidade, por exemplo, instrumentos para monitoramento sísmico, é empolgante”, disse Thomas. “Também estamos envolvidos com um cliente da Europa, avaliando estratégias de mineração mais seguras para níveis profundos de mineração, onde a sismicidade está tornando os atuais layouts de mineração cada vez mais arriscados. A automação do processo de mineração é uma grande parte disso.”

 

Bewick acredita que mudanças disruptivas serão vistas muito em breve no controle de maciço para operações de minerações profundas.

 

“Embora as coisas tenham parecido semelhantes na última década, espero que a progressão das mudanças nos próximos 10 anos seja drasticamente evidente”, disse ele. “Isso porque o contexto da mineração está mudando. Existem mais minas de investimento de capital ultra alto com maior risco relacionado à mecânica de rochas (especialmente em torno dos desafios da mineração profunda) e seu impacto na confiabilidade da produção. A rápida digitalização e simulação do mundo que já está impactando equipamentos, fluxo de materiais e processamento acabará impactando também a mecânica de rochas.”

 

A principal limitação para mudanças na mecânica de rochas hoje é o fluxo de dados; ainda há dados insuficientes relacionados à resposta do maciço rochoso à mineração vinda do subsolo, mas há algumas minas se aproximando ou atingindo o fluxo de dados necessário.

 

“Isso pode e será resolvido com a tecnologia de sensores atuais no mercado”, disse Bewick. "É só uma questão de tempo. Nova tecnologia de sensores, análise de dados, reconhecimento de imagem e visualização ajudarão a mover a mecânica de rochas para o mundo virtual conectado nas minas em operação.”

 

Duas das principais tecnologias que criam a capacidade de mudança são o acesso e a capacidade de computação em nuvem e os algoritmos e plataformas de aprendizado de máquina. Embora os códigos de modelagem atuais não sejam totalmente otimizados para eficiências de computação em nuvem, eles estão em processo de otimização e novas ferramentas estão sendo desenvolvidas especificamente para aproveitar a nuvem que não possui as restrições das ferramentas atuais.

 

Bewick explicou: “Com códigos otimizados para a nuvem e a tecnologia de processamento atual, os modelos atuais que levam semanas para serem executados serão calculados em questão de horas ou minutos. Com o armazenamento em nuvem e computadores virtuais infinitos para alugar, em um único dia, veremos centenas de modelos em escala de mina simulados (em oposição aos poucos que são simulados agora) e projetos baseados em confiabilidade verdadeiros serão desenvolvidos por causa da avaliação probabilística.

 

“Os resultados podem então ser alimentados em ferramentas de simulação de eventos discretos (se uma estrutura acoplada ainda não for desenvolvida) e a resposta das rochas à mineração pode ser usada para projetar, programar e planejar uma mina de maneira mais eficiente e realista, agregando imensa segurança e valor aos interessados. Esta é a vida de curto prazo da simulação convencional na mineração.”

 

A longo prazo, com os fluxos de dados das minas sendo armazenados e analisados, a resposta do maciço à mineração entrará em um ambiente rico em dados, permitindo que o aprendizado de máquina interrompa o setor e torne as simulações convencionais (em alguns casos) redundantes.

 

Bewick acredita que criar um verdadeiro gêmeo digital de cada mina acabará se tornando uma prática comum. O gêmeo será atualizado quase em tempo real e fornecerá previsões de desafios de mineração para melhor gerenciamento de segurança, planejamento e programação de recursos e da cadeia de suprimentos de materiais.

Construindo Conhecimento do Corpo de Minério

 

A mudança também está chegando à coleta de dados e, como o conhecimento do corpo mineral é absolutamente crucial para o gerenciamento de riscos de projetos e minas, isso pode desempenhar um papel importante em melhores estratégias de suporte de maciços.

 

Bewick disse que em breve o registro convencional do núcleo será substituído por conjuntos de dados de treinamento de algoritmo inicial menores para um maciço rochoso com dependência de fotografia do núcleo e dados de varredura para extração de dados quase contínua.

 

“Cada furo de sonda fornecerá dados contínuos rápidos, baratos e completos”, disse ele. “As empresas de consultoria precisam estar preparadas para essa mudança.”

 

Como Jakubec mencionou anteriormente, a avaliação de imagens do ambiente subterrâneo usando LiDAR, fotos e outros tipos de dados de digitalização também fornecerá um ambiente subterrâneo totalmente reconciliado. Isso mudará a classificação e caracterização convencionais na mina.

 

Bewick acredita que essas ferramentas serão usadas para relacionar o ambiente da mineração e resposta do maciço rochoso em tempo quase real e fornecer previsões, tornando desnecessária a necessidade de sistemas de classificação e caracterização convencional após a etapa do projeto.

 

“Mesmo no estágio de projeto, uma vez que as minas tenham fluxo de dados suficiente e correlações tenham sido processadas para formar modelos de resposta de mina comuns aprendidos por máquina com base no tipo de depósito de minério e regras geológicas, o trabalho de simulação de mina pode não exigir mais nenhuma de nossas abordagens convencionais”, ele disse.

 

Atrelado a tudo isso, há um risco significativo de retrocesso na mecânica de rochas; uma transição de experiência está em andamento com muitos líderes de pensamento anteriores se aposentando.

 

“Os sistemas desenvolvidos para mecânica de rochas no passado declararam limitações específicas de aplicabilidade que eram bem conhecidas na época, mas agora correm o risco de serem usadas quando não deveriam ser”, acrescentou Bewick. “Além disso, muitas das universidades e faculdades de hoje não estão acompanhando as necessidades da indústria em relação à transferência de conhecimento de mineração profunda.

 

“Se não tomarmos cuidado, a mudança iminente ou que está acontecendo atualmente pode ficar paralisada devido à perda de nossa história, e passos para trás podem ser dados porque o pensamento convencional de mecânica de rochas é propagado em oposição aos aprendizados e pensamentos de mineração profunda.”

 

Otimizando os Sistemas de Suporte de Maciços

 

Uma instituição educacional com o dedo firmemente no pulso da mineração profunda é o Centro Australiano de Geomecânica (ACG) da Universidade da Austrália Ocidental.

 

Lá, o professor Yves Potvin e sua equipe estão desenvolvendo conhecimentos e ferramentas que podem ser usadas para otimizar os sistemas de suporte de maciços. Embora estes estejam sendo desenvolvidos com as condições padrão de rocha em mente, a pesquisa da equipe será vital para ajudar as minas a equilibrar o custo do suporte de maciço com sua tolerância tanto para segurança quanto para riscos operacionais, pois também buscam corpos de minério mais profundos em condições extremas.

 

A primeira fase do projeto Ground Support Systems Optimization (GSSO) foi concluída em 2019 e seus aprendizados foram compilados em um guia abrangente; O Ground Support for Underground Mines foi publicado em março de 2020, e Potvin está atualmente liderando a fase dois do projeto. Ele se juntou à E&MJ para discutir seus objetivos e lições até agora.

 

“A primeira fase do projeto GSSO começou em 2013”, ele começou. “Ainda havia um boom de mineração após a queda de 2008 e, por causa disso, havia muito pouca tolerância para interrupções de produção em todo o setor. As minas eram muito lucrativas e podiam se dar ao luxo de instalar muito suporte de rocha. Assim, por um período de 10 a 15 anos, houve pouco foco na otimização desse elemento das estratégias para minas profundas.

 

“Percebi que havia muito poucas ferramentas e técnicas de otimização disponíveis para os operadores. A menos que as minas possam demonstrar aos inspetores ou ao ambiente social que podem modificar ou até reduzir o apoio em campo sem comprometer a segurança, elas não serão capazes de otimizar. Foi quando começamos a discutir a possibilidade de desenvolver uma abordagem probabilística para quantificar o risco de falhas”.

 

“Também descobrimos que, quando se trata de projeto de sistemas de suporte de mina, a indústria de mineração depende muito de técnicas de engenharia civil. Então, usamos o projeto para desenvolver um sistema empírico baseado em mineração, para dar às minas uma abordagem de primeira passagem personalizada para seu projeto de suporte de maciço.”

 

Melhorias prováveis

 

A fase dois do GSSO será concluída em setembro de 2021 e tem dois temas principais: primeiro, projetar diretrizes para suporte de maciço em condições extremas e, segundo, desenvolver ainda mais a abordagem probabilística para otimização do sistema identificada na fase um.

 

“O termo ‘condições extremas’ refere-se principalmente ao rompimento de rochas e compressão do maciço”, explicou Potvin. “As minas normalmente gerenciam isso por meio de monitoramento usando sismógrafos e sistemas de suporte de mina 'dinâmicos'. A terceira maneira é reduzir a exposição, usando zonas de exclusão, protocolos e/ou processos autônomos, que afastam as pessoas de áreas onde os eventos sísmicos possam ocorrer.”

 

Atualmente, existem duas maneiras de entender como o suporte de maciço se comportará ou responderá a eventos sísmicos: seja por meio de um teste de queda (um peso pesado é literalmente lançado sobre um elemento do sistema de suporte e sua resposta é medida) ou por meio de detonação para testar o suporte como um sistema completo. Ambas as técnicas são caras e têm limitações.

 

Embora receptiva à pesquisa, a maioria das minas não gosta da ideia de destruir propositalmente um de seus túneis conquistados com tanto esforço, então a proposta da GSSO de usar métodos estatísticos para avaliar a provável resposta do sistema a certas condições da rocha foi bem recebida. No entanto, dada a grande quantidade de massas rochosas de variabilidade natural demonstradas, esta não foi uma tarefa fácil.

 

“Temos que tentar contabilizar essa variabilidade, estimar os tipos de cargas que necessitarão ser sustentadas e a capacidade do sistema de suporte de gerar uma probabilidade de falha”, explicou Potvin.

 

“Se uma mina quer ser muito conservadora, ela usaria todas as condições de pior caso em seu projeto. Se seu apetite por risco é maior, eles usam as melhores condições mas na verdade, eles precisam analisar toda a gama de condições do solo e usar estatísticas para avaliar adequadamente o risco”.

 

O valor dessa abordagem é que ela permite que as minas ajustem os projetos de acordo com sua tolerância ao risco.

 

“O poder dessa abordagem é que, em vez de usar um fator de segurança, que é uma avaliação bastante grosseira, você pode usar todos os seus dados que refletem o que está acontecendo em cada local para tomar decisões informadas”, disse Potvin.

 

A equipe do GSSO gastou muito tempo desenvolvendo novas ferramentas – essencialmente programas de software – que são poderosas, mas fáceis de usar e implementar nos processos atuais. Isso é fundamental para a adoção.

 

“Temos algumas ferramentas sendo testadas agora em minas, mas antes que possamos desenvolvê-las ainda mais e torná-las mais sofisticadas, precisamos fazer com que as pessoas as usem”, disse Potvin. “Ainda não chegamos lá.”

 

Isso significa que haverá uma fase três do GSSO? perguntou E&MJ.

 

“Certamente tentaremos obter uma fase três, sim”, respondeu Potvin. “Precisamos fazer mais alguns trabalhos no componente de ruptura de rocha e nosso trabalho em concreto projetado também merece ser continuado, bem como desenvolver as ferramentas probabilísticas. Levou muito tempo para dar um pequeno, mas importante passo lá.”

 

É muito importante, porque investindo tempo e pesquisa agora para melhorar os sistemas de apoio operacional, estamos, literalmente, fazendo o trabalho de base para operações futuras. Os desafios encontrados só aumentarão à medida que as operações mais profundas se tornarem a norma e, à medida que chegarmos a uma parte mais baixa do ciclo dos metais e os preços caírem, o impulso para a otimização em todas as áreas, incluindo o suporte de maciço, será sentido.

 

'Vendo' a massa rochosa

À medida que as minas se aprofundam e esgotam recursos pouco profundos e de fácil acesso, elas encontrarão condições extremas de maciço com mais frequência. Embora a natureza modular das tecnologias tradicionais de suporte, como tirantes, malha e concreto projetado, permita flexibilidade, tanto na aplicação quanto nos reparos, há a questão do custo e do tempo envolvidos. Em algum momento, aumentar a instalação de suportes mais fortes ou mais camadas de concreto projetado tornará as operações não lucrativas.

 

“A questão é saber onde colocar o suporte”, explicou Potvin. “Você pode colocar muito suporte de rocha em alguns lugares, mas não pode colocá-lo em todos os lugares de uma mina.

 

“Em uma nova mina, se você demorar mais para desenvolver os túneis, a produção pode ser atrasada em, digamos, um ano, o que atrasa sua receita e corrói seu valor presente líquido. Enquanto a mina estiver em operação, o custo de falha no suporte vem se você tiver que interromper a produção para reabilitar túneis ou, pior, sofrer baixas.”

 

Conforme explicado anteriormente, a maneira preferível de resolver isso é através do aprimoramento das técnicas de mineração para reduzir a concentração de tensão dentro do maciço rochoso, no entanto, isso nem sempre é possível, principalmente em operações de longa data, e é aí que os sistemas de monitoramento são fundamentais.

 

Potvin repetiu os pensamentos de Jakubec e Thomas sobre a tecnologia LiDAR; está se mostrando útil para monitorar a deformação de maciços rochosos e, levantamentos regulares abrem a possibilidade de manutenção preventiva em sistemas de apoio no solo. No entanto, há uma ressalva…

 

“Muitas minas usam o LiDAR hoje em dia, mas ainda há lacunas em nosso conhecimento porque ele mede apenas a deformação na superfície”, disse Potvin. “Você realmente não sabe o que está acontecendo dentro da rocha, além das laterais e teto.

 

“Acho que o potencial e para onde a pesquisa deve ir é combinar o LiDAR com instrumentação barata em elementos do sistema de suporte. Por exemplo, se pudermos colocar sensores baratos nos suportes de maciços, juntamente com o LiDAR, podemos chegar a um ponto em que somos realmente bons em manutenção preventiva em termos de suporte no maciço. O trabalho que estamos fazendo com concreto projetado também ajudará.”

 

Concreto projetado para minas (não túneis)

 

Muitas das diretrizes recomendadas com as quais as minas trabalham hoje ao aplicar concreto projetado têm suas raízes nas primeiras diretrizes de engenharia civil. No entanto, as duas indústrias e ambientes são fundamentalmente diferentes.

 

Por exemplo, projetos civis geralmente usam seções transversais de túneis circulares ou formas de ferradura que mantêm o concreto em compressão, enquanto as minas geralmente usam seções transversais quadradas ou retangulares com paredes verticais que mantêm as camadas de concreto projetado em tração. O primeiro é um estado muito mais forte, enquanto o último promove flexão e rachaduras.

 

“Na construção civil, o concreto projetado é frequentemente aplicado em todo perímetro do túnel e até mesmo no piso”, disse Potvin. “Na mineração, frequentemente, paramos no meio das paredes laterais. Algumas vezes há concreto projetado na parte inferior, mas as camadas são mais finas. Simplesmente não há o mesmo nível de controle de qualidade nas aplicações e os mecanismos de deformação são muito diferentes. Então, por que devemos usar a mesma abordagem?

 

“Vale a pena ver como podemos otimizar o concreto projetado para mineração, o quê podemos fazer para torná-lo melhor e possivelmente menos caro”, disse Potvin. “Durante nossas investigações, percebemos que não sabíamos o suficiente para projetar um bom teste, então fizemos alguns modelos. Isso nos permite investigar diferentes espessuras, formas de túneis, diferentes combinações com tirantes etc para tentar entender melhor sua aplicação.

 

“Estamos no ponto agora de resumir os exercícios de modelagem e fazer recomendações. Podemos precisar fazer mais modelagens, mas em breve poderemos projetar um teste para examinar os mecanismos e projetar parâmetros ideais para concreto projetado em minas.”

 

Nota do Tradutor: Em grandes profundidades quando a rocha e o maciço estão submetidos a condições extremas de estresse, normalmente, não é possível estabilizar a movimentação de tetos e laterais com suporte e/ou concreto. Comumente vão-se formando chocos e estes devem ser contidos por tirantes e telas. Ao longo de um período, que será determinado por cada situação, mina, local esses suportes devem ser retirados, em seguida reabilitação da superfície e serem refeitos. Esse procedimento deve ser rotina enquanto for utilizado para apoio e serviços de produção.

 

Fonte: https://www.e-mj.com/features/finessing-ground-support-for-deeper-mines/ em 09/10/2022

Tradução: Luciano Pena, Engenheiro de Minas (UFOP, 1986) com grande experiência em Mecânica de Rocha de minas subterrâneas, incluindo de grandes profundidades.

 

Security is a VALUE

Some time ago a company had the theme of "Labor Safety Week":

                                               "Security is a value."

It happens every year for a week in all companies in Brazil.
Today, analyzing this phrase I see that this idea can apply more than safety in work. I saw that because we all have our values. They are individual and change over time. It does not fit here, analyze whether for better or worse. Simply change. These changes have to do with our mental, cultural development and the environment in which we are inserted. Another thing I learned from a friend is that people do not have virtues or defects, they have characteristics and judgment whether it's virtue or defect depends on the importance and worth of each one that passes through their life.

As Shakespeare, an English writer and playwright, "friends are the family that allowed us to choose." Very well placed, since we always look for people who adapt to our way of acting and thinking. In a way, it is the so-called tribes in which we are inserted.

Invariably these "tribes" have a value in common; Age, philosophy of life, leisure, behavior, school, work, way of thinking, acting and a host of other things. As time goes by, values ​​change in each other and almost always disperse, although some remain, for the most part, few. It may even be that they do not cease to be friends, but not at the same frequency and intensity.

Often we can not understand the behavior of a particular person. It may even be a relative or friend. If we can understand that it is a VALUE for person, we may understand, although it is not our right to agree or disagree.

"OUR VALUE IS WHAT MOVES US AND DEFINES OUR OBJECTIVES"

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Segurança é um VALOR

Há algum tempo uma empresa teve como tema da Semana da Segurança do Trabalho:

                                               "Segurança é um valor".

Hoje, analisando essa frase eu vejo que essa ideia podemos aplicar mais que em segurança do trabalho. Vi que todos temos nossos valores. São individuais e se modificam com o tempo. Não cabe aqui, analisar se para melhor ou pior. Simplesmente modificam. Essas modificações têm a ver com nosso desenvolvimento mental, cultural e o ambiente em que estamos inseridos. Outra coisa que aprendi com um amigo é que as pessoas não têm virtudes ou defeitos, elas têm características e o julgamento se é virtude ou defeito depende da importância e valor de cada um que passa por sua vida.

Como dizia Shakespeare, escritor e dramaturgo inglês, "amigos são a família que nos permitiram escolher". Muito bem colocado, uma vez que sempre procuramos pessoas que se adaptam ao nosso modo de agir e pensar. De certo modo, são as chamadas tribos nas quais estamos inseridos.

Invariavelmente essas "tribos" possuem um valor em comum; idade, filosofia de vida, lazer, comportamento, escola, trabalho, modo de pensar, agir e uma série de coisas mais. À medida que o tempo passa, os valores vão mudando em cada um e quase sempre se dispersam, embora alguns continuem, na maioria das vezes, poucos. Pode até ser que não deixem de ser amigos, mas não na mesma frequência e intensidade.

Muitas vezes não conseguimos entender o comportamento de uma determinada pessoa. Pode até ser que seja um parente ou amigo. Se conseguirmos entender que aquilo é um VALOR para ela, vamos entender, embora não seja nosso direito concordar ou discordar.

"NOSSO VALOR É O QUE NOS MOVE E DEFINE NOSSOS OBJETIVOS"

Escreva, comente...

LP

Aplicação de cordoalhas para suporte de minas subterrâneas ( cable bolt)

O quê é uma cordoalha (cable bolt)?

Uma cordoalha convencional é um cabo flexível que consiste em fios de aço enrolados em torno de um, nos moldes de um cabo de aço como comumente conhecido.

É um cabo metálico flexível, composto normalmente por 7 fios de aço, sendo um central e contornado por outros seis fios em volta. Essa cordoalha é instalada no furo das laterais ou teto com cimento, também denominado graute de acordo com uma malha regular para que se possa dar promover a sustentação de tetos e laterais.

Cordoalhas são uma opção sempre adequada por ser uma equipamento flexível e possibilita a instalação de vários tamanhos independentemente do espaço disponível.

Normalmente são instalados de forma regular para suporte e estabilidade de teto, paredes e laterais de aberturas em superfície ou subterrânea.

Cordoalha é uma forma de suporte muito versátil, desde que seja dobrável o suficiente para se adaptar às pequenas aberturas e longos furos. Some-se a isso, a possibilidade de ser fabricado usando diferentes configurações de aço, desenhos, diâmetros, etc, adaptando melhor sua performance de acordo com as necessidades de projeto.

Não é difícil usar mais de uma cordoalha em um mesmo furo, aumentando sua capacidade de suporte se o diâmetro do furo seja suficientemente adequado. A cordoalha permite outros acessórios adicionais como placas, straps, telas. Cordoalhas podem ser usadas com outros tipos de suporte como concreto, tirantes e tirantes grauteados.

A resistência de suporte da cordoalha é transferida ao maciço rochoso através do graute. O graute utilizado nas aplicações de cordoalha são usualmente cimento Portland e água em proporções adequadas. Algumas minas usam aditivos para incrementar características que facilitem o bombeamento do graute. Outros grautes como resina e concreto têm sido testados para algumas aplicações de suporte. Por outro lado, fibra de vidro tem sido testada para substituição da cordoalha.

Aqui, nossa abordagem considerará cordoalhas de sete fios e cimento convencional.

Comentários:

A cordoalha oferece um misto de flexibilidade e resistência mecânica acima de seus similares. Devido sua flexibilidade, pode ser usada em tamanhos variados. Sua maior vantagem, entretanto, é que independe da altura do teto, podendo ser usada com facilidade em espaços menores que seu comprimento. Isso não acontece com tirantes rígidos que necessitam ser menores que o espaço de manobra e ainda contar com um comprimento necessário para instalação com a utilização de um equipamento (Rock bolt, por exemplo). Seu fornecimento normalmente é feito em bobinas. O comprimento varia de acordo com o diâmetro da bitola. O corte pode ser feito com serra ou maçarico. A diferença vai estar no acabamento. Se for utilizar alguma acessório complementar, a sugestão é que o corte seja feito com serra. A preferência é que seja cortado na própria mina próximo ao local de aplicação de acordo com projetos planejados ou adquiridos segundo um padrão predeterminado. Nesse caso, pode-se baixar o custo mas por outro lado perde-se possibilidade de ajustar o comprimento ao projeto. É uma decisão que depende da política da empresa. Outra questão que não pode deixar de ser levada em consideração é o cuidado com armazenamento e transporte. É de suma importância que a superfície esteja seca sem nenhum tipo de óleo. Isso impede a aderência entre o graute e a cordoalha prejudicando sua resistência comprometendo o fator de segurança esperado.

Vida útil das aberturas subterrâneas

As aberturas subterrâneas necessitam estar abertas enquanto durarem os serviços mineiros.

Basicamente essas aberturas se dividem em

• Temporárias - São aberturas como subníveis que dão acesso à lavra, galerias para sondagem e outras que necessitam permanecer até terminarem o serviço proposto.

• Permanentes - São aberturas que devem existir enquanto a mina estiver em produção e não for definitivamente fechada, tais como rampa, saída de emergência, oficinas, etc

Por quê usar cordoalha?

• Propiciar um ambiente seguro de trabalho
• Aumentar a estabilidade do maciço
• Controlar a diluição de estéril no contorno dos realces

Nos projetos de mineração e construção, segurança é um fator fundamental. Diferentes métodos de suporte como tirantes, telas, chocrete, ou tirante grauteados são normalmente empregados em pequenos vãos de túneis ou galerias para protegem pessoas e equipamentos de pequenos chocos e blocos que  podem cair do teto ou paredes. Para grandes vãos ou realces ativos em minas, a cordoalha pode ser um suporte atrativo por oferecer grande capacidade de carga com opções de comprimento dos cabos. Para se obter a segurança adequada os cálculos devem ser devidamente considerados. Deve ser considerado que telas devem ser usadas para complementar o sistema de suporte para  evitar acidentes com mineiros e equipamentos devido quedas de chocos e pequenos blocos.

Cordoalhas podem atuar em grandes profundidades nos maciços para evitar separação dos blocos ao longo dos planos de fraqueza como juntas e falhas. Para manutenção da continuidade do maciço as cordoalhas atuam na continuidade do maciço promovendo estabilidade no volume geral. Cordoalha restringe danos e custos para efeitos de instabilidade progressiva.

Cordoalhas podem ser instaladas de forma remota em furos para suprir o reforço no contorno do realce de acordo com a diluição planejada. Cordoalhas são a única opção para suporte em rochas e locais inacessíveis para estabilidade de maciço e controle de diluição.

O controle de diluição tem um efeito direto e uma grande influência sobre os custos do realce e lavra, tais como:

• Rocha estéril com pouco ou nenhum valor econômico é transportado
• Britado, moído e processado
• Depositado em barragens de rejeito

Todos  estes itens demandam um alto custo. além do mais o processamento de estéril impossibilita o processamento de minério e comprometendo a produção máxima da planta ou usina.

Comentários:

Cordoalha é um dispositivo de alta resistência à tração e flexível. Isso combina duas boas características técnicas para um suporte adequado para sustentação das cavidades subterrâneas onde é possível atingir grandes comprimentos (maiores que 20 m) em espaços confinados (4 m) e também taludes e cortes a céu aberto. 

Anderson e Grebenc (1995) promoveram uma excelente discussão a respeito das várias formas  de diluição, como podemos ver:

                                  % Diluição = Diluição de estéril (t) + Enchimento posterior (t)   x 100%
                                                                          Massa planejada (t)

                                   % Recuperada = Massa planejada (t) - Minério perdido (t)   x 100%
                                                                          Massa planejada (t)

                                  % Excedente = Material excedente (t)   x 100%
                                                             Massa planejada (t)

Definições dos termos usados por Anderson e Grebenc, 1995, juntamente com alguns arranjos de posicionamento de cordoalhas (cabos).

Comentários:

1.  No caso da % de diluição consideramos que o material seja de baixo teor ou nulo. Devemos, então, considerar esse teor, caso haja, no teor final. Muitas vezes, mesmo sendo o teor maior que zero, consideramos nulo para efeito de cálculo final. O uso do cabo vai evitar que essa detonação atinja essa parte inadequada à produção não planejada. As condições de comportamento do maciço no contato, entre o minério e o estéril deve ser detalhada ao máximo para evitar a contaminação e aumento desnecessário de custos. Em minerações onde não se usam o enchimento posterior, o fator enchimento deve ser considerado zero.
2. A % recuperada é como se fosse o contrário da diluição, onde fica minério que estava previsto para lavra. Pode ser causada por uma malha de cordoalha  muito estreita (adensada), entre os furos entre outros fatores. Também nesse caso, o estudo do maciço deve ser  bem detalhado para se evitar a perda de minério. A depender da situação e quantidade perdida o retorno para recuperação pode ficar inviável por questão de segurança de pessoas, equipamentos, custos e prazos. Normalmente é preferível o risco de diluir e tirar todo minério que perdê-lo para evitar diluição. Essa é uma questão que deve ser discutida com o planejamento estratégico da empresa.
3. A % excedente é originada posteriormente à detonação. São desplacamentos ou desmoronamentos após a detonação, sendo que um dos motivos é a acomodação do realce, vibração de outras detonações e trânsito de equipamentos. A solução desse problema também deve estar prevista no planejamento.

Continua...

Bibliografia:

Cablebolting in Underground Mines - D. jean Hutchinson, Mark S. Diederichs (1996)

Support of Underground Excavations in Hard Rock - E. Hoek, P. K. Kaiser, W. F. Bawden

- Adaptação e comentários pelo autor -

Classificação de Maciços Rochosos

Classificação de Maciços Rochosos

(Rock Mass Classification)

Introdução

Para que possamos ter um embasamento teórico bem fundamentado nos  cálculos de estabilidade de maciços subterrâneos, necessitamos de avaliar as condições rochosas através de algum estudo ou artifício.

Dentre as classificações disponíveis na literatura, usaremos os estudos de Barton e outros (1974) que define o valor denominado Q, Índice de Qualidade de Túneis (Tunnelling  Quality Index).

O índice Q, é calculado a partir de 6 parâmetros que podem ser definidos através de coleta de dados em furos de sonda e mapeamento em taludes, laterais e tetos de galerias de túneis e minas subterrâneas. Estes mapeamentos devem ser rotineiros, sempre que houver aberturas de novas frentes. É importante notar que a qualidade desses dados coletados, dependem de experiência, condições ambientais no local do trabalho, tais como temperatura, luminosidade, visibilidade, limpeza da superfície, instrumentos, etc.

Outro ponto importante é que, para alguns parâmetros, não existe um instrumento para avaliar o número, ou grau a ser utilizado. Como exemplo citamos a rugosidade, Jr, que pode ir de 0,5, o mais desfavorável, até 4,0 que é mais favorável à estabilidade. O valor a ser adotado depende única e exclusivamente da observação do profissional para avaliar a superfície em questão. Pessoas com pouca ou nenhuma experiência em levantamento geotécnico devem ser, invariavelmente, acompanhadas de pessoas experientes, internas ou externas. É também adequado, sempre que possível, retornar às medições iniciais para confirmar ou ajustar a avaliação definida.

No caso de Barton e outros (1974) o valor Q, é definido por seis parâmetros:

Onde:

Q - Índice de qualidade de Túnel, ou maciço (Tunnelling  Quality Index)
RQD - Designação da Qualidade da Rocha (Rock Quality Index)
Jn - Número de Definição de Juntas (Joint Set Number)
Jr - Número de Definição de Rugosidade (Roughness Set Number)
Jw - Número de Definição de Água (Joint Water Reduction Number)
SRF - Fator de Definição de Estresse (Stress Reduction Factor)

Proposição de Barton et al (1974)

 Os valores de Q variam de 0,001 a 1000.

RQD - Designação da Qualidade da Rocha (Rock Quality Designation)

É o índice de qualidade da rocha. Este parâmetro indica a porcentagem de rocha recuperada em pedaços de rocha intactos iguais ou maiores que 10 cm em um determinado trecho perfurado. RQD varia de 10  a 100 cm, que representam a porcentagem correspondente à recuperação, quando usado no cálculo de Q.

Obs: Quando RQD for menor que 10%, usar RQD = 10.

N.T.: O processo descrito acima é característico para furos de sondagem. Toma-se um comprimento, segundo sugerido pela literatura, 200 cm (2 m), e avaliado o comprimento somado dos pedaços iguais ou acima de 10 cm. A porcentagem dessa razão nos indica o RQD. Tem-se que tomar cuidado para identificar quebras mecânicas que acontecem na manobra de sondagem com as descontinuidades naturais.

Descrição geotécnica por furos de sondagem

Descrição geotécnica por mapeamento em galerias e túneis

Para mapeamento de galerias, o RQD pode ser calculado pelo número de famílias de descontinuidade de acordo com a demonstração abaixo:

O valor de RQD deve estar sempre entre 10% e 100%.

N.T.: No caso de mapeamento de galerias, uma das opções é marcar uma linha 200 cm e avaliar as descontinuidades contidas nessa levando-se em consideração as descontinuidades interceptadas  nessa linha em todo mapeamento. A altura dessa linha deve ser padrão e de forma estar a uma altura confortável para avaliação e leitura.

O posicionamento das seções devem ser definidos com antecedência pela equipe responsável e marcadas e identificadas em mapa e no campo. Para galerias de 4,00 m de largura, a escala de 1:500 vejo como adequada, pois terá 8 mm de espessura. É adequado, fazer um mapa de localização para orientação da área mapeada.

Jn -  Número de Definição de famílias de Juntas (Joint Set Number)

Jn é determinado pelo resultado do mapeamento de famílias de juntas no esteriograma e determinado grupo de contorno como mostrado a seguir. Note que a família de juntas deve ser bem desenvolvida como grupo. Por outro lado, deve ser considerado como uma junta aleatória. O valor de Jn varia de 0,5 (sem juntas) a 20 (rocha completamente fraturada)

N.T.: Para se considerar uma família de juntas, estas devem ser persistentes, paralelas e contínuas, independentemente das distâncias entre si. Caso as juntas sejam descontínuas e intermitentes devem ser consideradas como aleatórias.

RQD/Jn - É uma representação básica da "média" do tamanho dos blocos. Os valores limites (ou típicos) de RQD/Jn estão entre 0,5 e 200. Claramente este é um valor básico de índice do tamanho do bloco. Este valor pode, portanto, estimar uma comparação e pode ser usado para uma estimativa de espaçamento empírico de suporte para estabilidade de superfícies.

Jr - Número de Definição de Rugosidade da Superfície

Jr é determinado pela condição de rugosidade ou textura das superfícies principais, definindo sua escala, menor ou maior. Seu valor varia de 0,5 (desfavorável) a 4,0 (favorável).

Para se determinar esse valor precisamos comparar com a tabela abaixo

Ja - É o Número de Alteração da Junta

Ja descreve a condição de alteração e fricção das juntas críticas e os limites de 0,75 (favorável) a 20 (desfavorável).

Jr/Ja representa a integridade de tensão nas juntas da superfície. Isto favorece rugosidade, alterações de descontinuidades das juntas. Quando as rochas são suaves ou lisas (polidas por cisalhamento) e/ou se elas contêm baixo contato de fricçao ou enchimento essas sãos condições favoráveis a estabilidade. Jr/Ja para famílias de juntas criticas devem ser usadas no cálculo de Q. Estas são as famílias de juntas (descontinuidades) que mais causam problemas baseados nos valores de Jr e Ja e também baseados na geometria das juntas. Juntas que fazem um ângulo suave, menor que 35º  com a superfície são mais as mais criticas, seguidos pelas juntas paralelas à superfície. Juntas perpendiculares à superfície da da parede (direção da galeria ou túnel) são as menos críticas.
Em casos onde o deslizamento por gravidade é dominando por descontinuidade, junta inclinadas, maior que 35º com a horizontal são críticas. Portanto, é requerido uma análise para determinar a família em condições críticas.

Jw - É o Fator de Redução da Água

Jw mede o efeito da fraqueza de alterações e os efeitos de pressão devido a pressão de água somente para os casos que seja persistente. Não considere fluxos para situações temporárias como perfuração, por exemplo. Jw varia de 1.0 para escavações secas a 0,05 para escavações com grande fluxo de água e pressão.

N.T. Muitas  vezer o que temos são superfícies úmidas que caem na classe de escavação seca. Em caso de água corrente, deve-se medir na época de situação de pico de fluxo devido considerar a pior estabilidade. No cálculo de estabilidade de aberturas subterrâneas esse fator é desconsiderado e considerado igual a 1,0 para determinação de N' que será usado no ábaco de avaliação. 


SRF - Fator de Redução de Estresse (Stress Reduction Factor)


SFR dimensiona o fraturamento da rocha devido ao excesso de estresse devido à escavação e ajustar o confinamento da estrutura dominante do maciço próximo à superfície (ou em um estágio posterior, o alívio de estresse devido ao desenvolvimento da mina). Influencia Q devido ao alto estresse que "in situ" que pode causar danos de compressão da rocha. O efeito de instabilidade para baixas condições de estresse é também considada. Caso a condição resultar em um alto valor de SRF, então teremos um baixo valor de Q.

Jw/SRF - É um fator complexo que representa o estado de estresse (ou tensões) no maciço rochoso, (como ocorre "in situ) como pode ser alterado pela presença de de água e aberturas de galerias em zonas de fraqueza estrutural.

SRF pode também ser usado para zonas de maior fraqueza onde sua presença é dominante pelo comportamento do maciço e causa instabilidade (perdas de estabilidade) quando escavadas. Use esses fatores (SRF; b) em vez de usar (SRF;a) quando estas zonas de fraqueza influenciam ou interceptam a escavações.

Notas Adicionais

• Para interseções críticas e acesso de rampa e galeria, use 2,0 a 3,0 x Jn para avaliação de Q.
• Quando não tiver testemunho de sondagem, veja como mapear em galerias de desenvolvimento ou túneis.
• Somente juntas bem orientadas e desenvolvidas podem ser consideradas como famílias.
• Famílias de foliação devem ser consideradas somente se tiverem um significado potencial. Em qualquer caso, esta famílias devem ser consideradas como aleatórias.
• Quando determinar Jn, filtrar (selecionar) as famílias de juntas que incluam somente as famílias de espaçamento com distância razoável da escavação proposta. Todas famílias de juntas não podem estar persentes em todos os locais. Delimitar as zonas de projeto baseados em passos convenientes de escavações (p. ex: para cada estope ou banco) ou baseado em mudanças estruturais e obter valores locais (localizados) de Q.
• A família de junta com um mínimo de Jr/Ja pode ser usada sem que a orientação seja favorável à estabilidade (perpendicular ao suporte ou contra-deslizamento). Neste caso, define-se como uma junta crítica. Jr/Ja  relata que a superfície esteja em situação de falha iminente ou inicial.
• Usar SRF;a se a rocha intacta domina a resposta ao estresse. Usar SRF;b se o maciço rochoso contem argila ou zona em grande escala de fraqueza esteja presente. Neste caso, a rocha intacta terá um pequeno papel na resposta ao estresse.

N.T. Jw e SRF são os dois fatores mais difíceis de se determinar na avaliação de Q, uma vez que é necessário determinar o fluxo de água para determinas Jw e  ensaios de laboratório ou até tensões virgens para se determinar o valor de SRF. Muitas vezes, são utilizados valores clássicos de bibliografia internacional ou algum ensaios feitos, onde podemos considerar como proximidade, por empresas  que se dispõem a contribuir com os resultados obtidos.
Para obtenção de N', ou Número de Estabilidade Modificado, o termo Jw/SRF é suprimido e compensado com os fatores A, B e C.

Hoek, E., Kaiser, P. K.,  Bawden, W.F. - Support of Underground Excavations in Hard Rock - Impressão 2000

Hutchinson, D. J., Diederichs, M. S. - Cablebolting in Underground Mines - Impressão 1996

Autor: Luciano Pena, Eng. de Minas
Tradução de ábacos - Luciano Pena
email: lucianopena.em@gmail.com

Avaliação da Diluição em Lavras Subterrâneas Baseada em Mecânica de Rochas

Introdução

A diluição é um dos fatores mais importantes na composição de produção e custos de uma mina. Em mina subterrânea esse fator se torna essencialmente importante uma vez que as operações de transporte e processo de minério são maiores que na mina a céu aberto.

Muitas vezes, principalmente na fase de projeto do  empreendimento, esse valor fica sem base de conhecimento para parâmetros de produção e econômicos. Dados de sondagem podem ser utilizados para classificação geotécnica e auxiliar na definição do índice de diluição.

Ábaco que relaciona Número de Estabilidade Modificado N' e Raio Hidráulico (HR)

Procedimento para identificação do índice de diluição

Calcular a Clasificação de Maciço, Q', ou Q modificado, os parâmetros, A, B e C, comentados nesse blog.

Calcular o Número de Estabilidade Modificado N'.

Avaliar ou simular o Raio Hidráulico (HR) da face do estope.

Com esses dois valores procurar no ábaco o ponto de encontro dos parâmetros.

No artigo para estabilidade de aberturas subterrâneas, nesse blog, temos os valores N', 11,11 e HR, 5,0. 

Conclusão

Considerando o par de valores acima, N' x HR, temos uma expectativa, bem embasada do valor esperado para diluição da ordem de 3%. Este valor é fundamental para os projetos de produção e dimensionamento de frota.

Bibliografia

Hoek, E., Kaiser, P. K.,Bawden, W. F. - Support of Underground Excavations in Hard Rock. 1993

Hutchinson, D. Jean, Diederichs, Mark S. - Cablebolting in Undergroun Mines, 1996

Luciano Pena
Eng. Minas Sr

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