Pesquisa operacional aplicada ao dimensionamento de pilares na lavra de minas subterrâneas.

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Data
2021
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Resumo
O dimensionamento de câmaras e pilares de minas subterrâneas, ainda hoje, é realizado por uma abordagem simplista. Consiste basicamente em definir, por tentativa e erro, um arranjo no qual a estabilidade dos pilares seja garantida por um fator de segurança utilizando a Teoria da Área Tributária e, ao mesmo tempo, calculando a recuperação. Tendo em vista a dificuldade do dimensionamento, do aproveitamento da jazida e a segurança da escavação, o presente trabalho utiliza técnicas de otimização para o dimensionamento de câmaras e pilares. Para tal, foi implementado no software Lazarus um algoritmo de otimização baseado na metaheurística Iterated Local Search (ILS), tendo como método de Busca Local o procedimento Variable Neighborhood Descent (VND). O aplicativo computacional desenvolvido, chamado de DPM (Dimensionamento de Pilares de Mina), busca maximizar a recuperação da jazida e, ao mesmo tempo, atender a parâmetros geomecânicos e operacionais especificados previamente. O algoritmo foi testado usando dados encontrados na literatura. No primeiro teste, o qual está relacionando a um exemplo ilustrativo, a solução encontrada pelo DPM foi próxima à encontrada pelo modelo de programação matemática não linear utilizando os mesmos parâmetros e dados de entrada. No segundo teste, relacionado a uma galeria da Mina de Urucum, localizada em Corumbá - MS, as dimensões encontradas pelo DPM de 9,96 metros para o pilar e 9,86 metros para o vão aumentariam a recuperação da mina em aproximadamente 27% em comparação com as dimensões utilizadas na mina, as quais são de 15 metros para o pilar e 5 metros para o vão. Esta proximidade e/ou melhoria nas soluções e o atendimento a todos os parâmetros geomecânicos e operacionais corroboram a eficiência das técnicas metaheurísticas e a validação do modelo para dimensionamento de pilares de minas subterrâneas utilizado neste trabalho. Acredita-se que esta metodologia seja útil na fase de avaliação preliminar da estabilidade dos pilares substituindo a abordagem tradicional por tentativa e erro.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Lavra subterrânea, Pesquisa operacional, Otimização metaheurísticas, Teoria da área tributária
Citação
DIAS, Anays Cristina Guimarães. Pesquisa operacional aplicada ao dimensionamento de pilares na lavra de minas subterrâneas. 2021. 67 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.