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 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
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.
