Navegando por Autor "Lana, Milene Sabino"
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Item Algoritmo para agrupamento de descontinuidades em famílias baseado no Método Fuzzy K-Means.(2015) Klen, André Monteiro; Lana, Milene SabinoO agrupamento de descontinuidades em famílias nem sempre é uma tarefa trivial, particularmente quando se utiliza apenas o diagrama de frequência de polos, método clássico. Este, em alguns casos, apresenta caráter subjetivo, uma vez que o tamanho da área da célula de contagem, a sobreposição entre os agrupamentos e a presença de outliers dificultam a definição visual das famílias. Nestes casos, é útil a aplicação de métodos numéricos em conjunto com o método clássico. Para isso, este trabalho propõe um algoritmo baseado no método Fuzzy K-means que permite agrupar as descontinuidades em famílias sem a influência das fontes de erro do método clássico. Além disso, o trabalho traz, como principais contribuições, um novo método de inicialização do Fuzzy K-means, fundamentado na distribuição de probabilidades de Fisher para dados esféricos, que torna o algoritmo insensível a escolha dos centros iniciais, adaptação de quatro medidas de validação do Espaço Euclidiano para o Espaço Esférico a fim de auxiliar na definição do número de famílias e critérios para identificação de outliers e da região de sobreposição. Os resultados do algoritmo se mostraram satisfatórios quando comparados ao método clássico e aos principais métodos numéricos, utilizando, como referência, cinco conjuntos de fraturas estudados na literatura e aplicados por diversos autores para validação das técnicas numéricas de agrupamento de descontinuidades.Item Análise das zonas plastificadas da Rampa Fonte Grande Sul (Mina Cuiabá) via modelagem numérica.(2017) Pimenta, Lívia Maria Vasconcelos; Peluci, Figueiredo Rodrigo; Peluci, Figueiredo Rodrigo; Lana, Milene Sabino; Napa Garcia, Gian FrancoEscavações subterrâneas profundas estão submetidas a um alto nível de tensões e, a depender das características de resistência e feições estruturais do maciço rochoso, são formadas zonas plastificadas no entorno da abertura, as quais podem comprometer sua estabilidade. Especificamente para escavações realizadas em rochas metamórficas foliadas/xistosas, o mecanismo de iniciação e progressão das rupturas está intrinsicamente relacionado à presença dessa feição estrutural, sendo esse um relevante aspecto a ser compreendido. Nesse contexto, esse estudo teve como objetivo avaliar os potenciais fatores que influenciaram a formação e contribuíram para variabilidade das zonas plastificadas que ocorrem entre os níveis 12 e 15 da Rampa Fonte Grande Sul (Mina Cuiabá, Sabará-MG), escavada em um maciço rochoso foliado. A partir de imagens de escaneamento 2-D da região, inicialmente foi medida a extensão da zona plastificada em 17 pontos no entorno de 124 seções, demonstrando-se que as tensões induzidas por bifurcações adjacentes à rampa contribuem para a alta a variabilidade do padrão (extensão/orientação) das zonas plastificadas. Restringindo a análise a 39 seções isoladas, distantes ao menos 15 m de escavações secundárias, constatou-se que o padrão das zonas plastificadas é altamente influenciado pela direção da escavação. Essa tendência foi comprovada por modelagens numéricas bidimensionais (Phase²) e tridimensionais (RS3), as quais evidenciaram que a anisotropia do maciço rochoso e sua orientação relativa ao eixo da escavação afeta o padrão das zonas plastificadas no entorno da escavação. Tendo em vista que dentre os fatores avaliados nas análises numéricas (profundidade, resistência do maciço, tensão in situ) a anisotropia foi aquele que demonstrou afetar mais fortemente o padrão médio das zonas plastificadas, as modelagens considerando o maciço rochoso isotrópico (critério de Hoek Brown) apresentaram limitações em reproduzir precisamente o padrão real das rupturas da rampa, sendo esse problema satisfatoriamente contornado através do uso da ferramenta de juntas ubíquas.Item Análise de agrupamentos aplicada à setorização geotécnica de minas a céu aberto.(2020) Nazareth, Ana Flávia Delbem Vidigal; Lana, Milene Sabino; Lana, Milene Sabino; Pereira, Tiago Martins; Klen, André MonteiroEsta pesquisa objetiva aplicar a análise estatística multivariada de agrupamentos (clustering), através do algoritmo de agrupamento k-Protótipos, a um banco de dados geológico-geotécnico dos taludes de uma mina de minério de manganês, visando estudar a estrutura espacial dos dados, e propor uma nova setorização geotécnica da cava. O banco de dados consiste em um levantamento de parâmetros geológico-geotécnicos medidos diretamente em diversos pontos da mina, estruturado em vinte e oito variáveis. A metodologia utilizada foi composta de um estudo teórico e prático da análise multivariada de agrupamentos, em paralelo a um pré-tratamento do banco de dados para adequá-lo à realização da análise, realização de estatísticas descritivas dos dados e construção de gráficos auxiliares. Após estas etapas foi realizada a modificação da função kproto( ), do pacote clustMixType, em linguagem R, obtendo-se a função kproto.modif( ). Em seguida foi aplicada a técnica de agrupamentos ao banco de dados por meio do software R e do algoritmo de agrupamentos k-Protótipos (função kproto.modif( )), variando o número de grupos k e os pesos dados à cada variável. A relação entre as variáveis é expressa pela distância Euclidiana ao quadrado, para quantificar a distância entre as variáveis numéricas, e a distância a partir do coeficiente de similaridade de Jaccard, para as variáveis nominais. Os diferentes resultados de agrupamentos obtidos foram validados por meio da análise de variância multivariada (MANOVA), pelo uso de 100 sementes aleatórias iniciais do algoritmo e escolha do melhor resultado, e pela sobreposição dos pontos de cada grupo ao mapa geológico da mina. A identificação das estruturas de agrupamentos é seguida pela plotagem das mesmas no mapa em planta da mina (segundo as coordenadas espaciais de cada observação do banco de dados) e, posteriormente, pela subdivisão da área de investigação, e culmina na regionalização ou mapeamento da classificação no plano, definindo os setores geotécnicos propostos. As regiões são subdivisões da área do mapa que são espacialmente contíguas e relativamente homogêneas em suas propriedades geológico-geotécnicas, indicadas pela densidade espacial de pontos de um mesmo grupo. Foram propostos 7 setores geotécnicos para as regiões de domínio de maciços rochosos da mina. Cada setor proposto foi descrito segundo suas propriedades geológicas, mecânicas e estruturais. Observou-se uma grande aderência da setorização proposta à geologia da mina, indicando a representatividade prática dos resultados de agrupamentos obtidos e da setorização proposta.Item Análise de estabilidade tridimensional e estudo de sensibilidade dos parâmetros condicionantes da ruptura de um talude de cava.(2020) Oliveira, Davidson Miguel Avelar de; Lana, Milene Sabino; Lana, Milene Sabino; Santos, Tatiana Barreto dos; Magalhães, Fábio SoaresA identificação das zonas suscetíveis à instabilização de um talude de cava é imprescindível para o gerenciamento e operação de minas a céu aberto. Neste sentido, este trabalho destina-se ao estudo dos parâmetros condicionantes da ruptura combinada que ocorreu no setor norte de uma cava de uma mina a céu aberto. A ruptura global combinada é caracterizada por uma camada superior de solo, rocha intemperizada, na qual exerce uma tensão atuante em dois planos de famílias de falha, que se interceptam formando uma cunha. As principais rochas no talude de estudo são: Granodiorito, Quartzo-Biotita Xisto, Xisto Grafitoso e o Minério Sílico-Carbonatado. Entre os anos de 2013 a 2019 foram realizados cerca de 5014 pontos de levantamentos geológicos na cava de estudo. Estes dados foram tratados em conjunto com dados de ensaios e testes de campo para definição dos parâmetros geomecânicos. Adotou-se nas análises de estabilidade o critério de resistência de Hoek-Brown para o maciço rochoso, BartonBandis para as descontinuidades e Mohr-Coulomb para as rochas intemperizadas. Posteriormente, foram realizadas análises de estabilidade cinemática e por equilíbrio limite tridimensional com os parâmetros de resistência médios definidos. O resultado de fator de segurança (F.S.), definido com os parâmetros médios, apresentou valor muito próximo ao mínimo aceitável proposto por diversos autores na literatura, F.S.>1,3. Tendo em vista que a ruptura global é um fato concretizado, foram realizadas análises para definição dos parâmetros condicionantes da ruptura. Para esta condição os parâmetros das descontinuidades foram reduzidos progressivamente por fatores percentuais de redução. As análises cíclicas de estabilidade foram encerradas quando encontrou-se F.S.=1,0, e, então, determinou-se neste cenário os parâmetros das descontinuidades condicionantes da ruptura. A condição de susceptibilidade de ocorrência da ruptura do tipo cunha foi avaliada por meio de análises cinemáticas para condição de ângulo de atrito médio e para condição de ângulo de atrito determinado na condição de ruptura. Neste contexto, os resultados apontam um aumento considerável da probabilidade de falha cinemática. Por fim, foram realizados estudos de sensibilidade de inclinação de retaludamento do talude, correspondente à condição estável.Item Análise de risco geotécnico em taludes rochosos de mina com uso de técnicas estatísticas multivariadas e de aprendizado de máquina.(2019) Santos, Tatiana Barreto dos; Lana, Milene Sabino; Klen, André Monteiro; Canbulat, Ismet; Lana, Milene Sabino; Carneiro, Cláudia Aparecida Nonato Gomes; Charbel, Paulo André; Pereira, Thiago Martins; Destro, EltonO controle do perigo e risco de rupturas em taludes rochosos é uma preocupação em taludes urbanos, rodoviários e de minas. O risco geotécnico é definido matematicamente pela probabilidade da ocorrência da ruptura do talude vezes as consequências adversas desta. É de conhecimento da comunidade geotécnica que a probabilidade de ruptura em taludes rochosos está relacionada às características da rocha intacta e das descontinuidades presentes nos maciços rochosos. Quanto às consequências associadas às rupturas em empreendimentos mineiros pode-se citar: as perdas econômicas e humanas. Os sistemas de análise de risco utilizados normalmente são essencialmente qualitativos e carecem, muitas vezes, de embasamento estatístico. Este trabalho propõe metodologias de análise de perigo e risco baseado no uso de técnicas de estatística multivariada e de aprendizado de máquina. Sistemas de análise de perigo e risco foram propostos. O sistema de análise de perigo foi construído utilizando análise de componentes principais e análise discriminante, com taxa de erro igual a 11,36%. Por fim um gráfico de análise de perigo foi gerado utilizando a distância de Mahalanobis. O sistema de análise de risco foi construído utilizando regressão logística e árvores de classificação. A técnica de regressão logística foi utilizada para gerar uma função de predição capaz de se determinar a probabilidade de que um talude de mina seja estável ou não. A função apresentou taxa de erro igual a 7,95%. A técnica de árvores de decisão foi utilizada para gerar um sistema em que se determina os níveis de consequências adversas da ruptura. A árvore gerada apresentou taxa de erro igual a 18,18%. Por fim foi proposta uma matriz de risco. O sistemas de análise de perigo e risco propostos podem igualmente serem aplicados em taludes rochosos de mina de qualquer natureza. Para obtenção dos sistemas de análise de perigo e risco foi utilizado um banco de dados de 88 taludes de mina localizados em diversos países do mundo. Ambos os sistemas propostos são fáceis de serem utilizados e aplicados de forma expedita em empreendimentos mineiros de grande a pequeno porte.Item Análise do posicionamento de equipamentos de sismografia em cavidades naturais subterrâneas.(2018) Pereira, Naia Guimarães; Lima, Hernani Mota de; Silva, José Margarida da; Lima, Hernani Mota de; Lana, Milene Sabino; Sousa, Wilson Trigueiro deO uso de explosivos pela indústria da mineração é responsável por impactos gerados em áreas no entorno dos empreendimentos. A energia gerada pela detonação dos explosivos tem como efeito secundário a propagação de ondas, geradas pela dissipação de parte dessa energia, nos terrenos próximos. Essa propagação gera vibrações nas partículas que compõem o terreno e podem causar efeitos e danos inesperados à sua estrutura. O efeito dessas ondas sísmicas em cavidades naturais subterrâneas vem sendo discutido em razão da necessidade de se preservar o patrimônio biológico, geológico e espeleológico dessas cavidades. Tal preocupação tomou maior vulto em áreas com presença de cavidades naturais subterrâneas, principalmente, as de formações ferríferas onde há sobreposição com áreas potenciais de extração de minério. A legislação estabelece a preservação um raio mínimo de 250 m do entorno das cavidades como fator de proteção às mesmas. Esse raio, entretanto, pode bloquear quantidades significativas de reservas lavráveis. Diante disso, estudos tem sido realizados de forma a garantir um equilíbrio entre a preservação das cavidades naturais subterrâneas e a continuidade das atividades extrativas. Esse trabalho complementa estudos já realizados envolvendo cavidades em formações ferríferas e teve por objetivo um estudo sismográfico relacionado a alocação de equipamentos de sismografia em diferentes posições relativas às cavidades naturais de forma a criar um modelo de comportamento para fins de otimizar a instalação de sismógrafos e facilitar a previsão do comportamento das cavidades frente às ondas sísmicas. Três cavidades naturais em duas áreas diferentes foram objeto do estudo. Essas áreas foram caracterizadas do ponto de vista geológico e geotécnico com base em relatórios técnicos disponíveis e nas cavidades foram instalados equipamentos de sismografia em diferentes pontos. Os parâmetros relativos as ondas sísmicas foram aferidos e, posteriormente, usados como base para os testes estáticos realizados. Para construção de um banco de dados mais robusto, dados de VPP foram simulados a partir das equações geradas nos resultados das regressões lineares. Os testes estatísticos permitiram concluir que em decorrência das dimensões reduzidas das cavidades naturais em formações ferríferas o acoplamento dos equipamentos, interno ou externo, não interfere nos valores aferidos de VPP. Sendo assim, não há necessidade de se instalar os equipamentos no interior das cavidades, eliminando os riscos de danos as cavidades, bem como colaborando com a segurança operacional.Item Análise tensão-deformação aplicada a verificação de parâmetros elásticos provenientes de correlações geomecânicas e medidas de deslocamento.(2020) Brandão, Ingrid Neves; Lana, Milene Sabino; Lana, Milene Sabino; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Cacciari, Pedro PazzotoO setor de mineração tem sido palco de muitas transformações nos últimos anos e a busca pela melhor compreensão do comportamento geotécnico dos materiais continua crescente. O avanço tecnológico tem proporcionado novos estudos, e novas formas de conhecimento. As soluções por Equilíbrio Limite são as análises mais corriqueiras na rotina de avaliação da estabilidade de taludes e atendem satisfatoriamente as demandas, porém algumas solicitações necessitam não somente do entendimento das equações de equilíbrio de momentos e forças, mas também das deformações que o maciço possa estar submetido, principalmente porque o setor mineral caminha para cenários de lavras mais profundas. Por outro lado, as análises por tensão-deformação exigem a entrada de parâmetros não somente de resistência, mas também de parâmetros elásticos das rochas em questão e o entendimento das tensões iniciais. Os parâmetros elásticos, assim como os parâmetros de resistência são obtidos via de regra através de ensaios geotécnicos de laboratório e/ou a partir de correlações geomecânicas. Mas em se tratando de rochas brandas de minério de ferro, há uma dificuldade intrínseca na amostragem, no ensaio e na interpretação dos resultados. Aliado ao avanço de novas tecnologias, tem sido prática comum na maioria das minas a céu aberto o emprego do monitoramento geotécnico através do equipamento RADAR que utiliza do princípio de interferometria para medidas de deslocamento nas superfícies dos taludes. Essa dissertação apresenta uma estimativa de parâmetros elásticos e tensões in situ utilizando modelagem numérica pelo método de tensão-deformação através da calibração dos resultados utilizando o deslocamento medido pelo RADAR em um evento que causou a mobilização de cinco bancos de 10m de altura cada em uma mina a céu aberto.Item Análise tensão-deformação e por equilíbrio limite do mecanismo de tombamento de blocos.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Pereira, Luana Cláudia; Lana, Milene SabinoOs mecanismos de ruptura por tombamento são movimentos devidos à força que causam momento, originando rotação e/ou flexão de colunas ou de blocos de rocha, originadas pela interceptação de diferentes famílias de descontinuidades. Tais mecanismos são divididos em três grupos principais: tombamento flexural, tombamento de blocos e bloco-flexural. Para o tombamento de blocos foi desenvolvida uma metodologia de análise, via equilíbrio limite, tendo por base a proposta clássica de Goodman & Bray (1976), onde se calcula um fator de segurança para um conjunto de blocos. Aplicou-se a metodologia a três taludes distintos, onde nota-se em campo a presença de tal mecanismo. Os três taludes analisados foram: um talude na entrada do bairro Vila Aparecida, em Ouro Preto, cuja litologia é um xisto; um talude em gnaisse, na cidade de Itabirito, próximo ao Acesso II; e o outro na Rodovia dos Inconfidentes no Km 45, próximo à lanchonete Jeca Tatu, também na cidade de Itabirito, cuja litologia é um quartzito. Fez-se um levantamento geológico-geotécnico em todos os taludes visando à obtenção de parâmetros de resistência e deformabilidade dos maciços. Entretanto, encontrou-se dificuldade em estabelecer quais valores deveriam ser utilizados, diante das incertezas e da falta de correlações confiáveis entre as equações e os métodos empíricos. Realizaram-se análises de estabilidades, tanto via equilíbrio-limite quanto via tensão-deformação para os taludes estudados. Compararam-se os resultados obtidos pelas análises numéricas e pela metodologia proposta e chegou-se a conclusão que esta responde bem à realidade em campo, apesar das suas simplificações, sendo sua principal vantagem a facilidade de uso, já que a mesma foi implementada em planilha Excel.Item Análise tridimensional de estabilidade para ruptura rotacional global de taludes de mina.(2022) Drumond, Lucas Bianchetti; Santos, Tatiana Barreto dos; Santos, Tatiana Barreto dos; Santos, Allan Erlikhman Medeiros; Lana, Milene SabinoEventos que envolvem instabilidade de taludes infelizmente são costumazes na mineração, podendo causar ferimentos ou morte de trabalhadores. Além disso, tais incidentes podem representar grande impacto financeiro ao empreendimento, devido à falta de alimentação da planta de beneficiamento mineral e os custos de reparação local. Em casos extremos, podem levar ao encerramento precoce das atividades minerárias e diluição do minério, além de perda de licenças de operação. Rupturas de taludes ocorrem a depender das características das descontinuidades, da rocha intacta e do maciço rochoso, além da geometria do talude adotada no projeto de uma mina. Faz-se necessário então conhecer as propriedades mecânicas do maciço rochoso, descontinuidades e da rocha intacta que compõem a estrutura, além dos possíveis modos e mecanismos de ruptura. O método de equilíbrio limite é uma das possíveis técnicas para análise de estabilidade de um talude, fazendo uso de geometria representativa, propriedades de resistência tanto do maciço quanto das descontinuidades, além de informações pertinentes ao local, como o nível de água, para a determinação de um fator de segurança. Desta forma, este trabalho apresenta análises de estabilidade de taludes, bidimensional e tridimensional, aplicadas em uma mina a céu aberto de manganês, por meio do método de equilíbrio limite. A análise tridimensional utilizou-se do modelo de blocos geomecânico da mina, um ponto a se destacar devido a ampla utilização destes modelos dentro de rotinas operacionais de mineração, graças a sua versatilidade. Ressalta-se também, a importância da qualidade dos dados inseridos no modelo, que quanto mais fidedignos forem, mais próximo este estará da realidade. A partir destas análises, percebe-se a similaridade entre os resultados obtidos e a importância das análises tridimensionais, que permitem a visualização da extensão lateral, peso e volume das rupturas hipotéticas obtidas e pode balizar análises mais detalhadas no modelo.Item Analytical method for calculating the volume of rock blocks using available mapping data field.(2016) Lopes, Paulo Filipe Trindade; Lana, Milene SabinoThe occurrence of potentially unstable rock blocks in rock masses is very common. These blocks are delimited by discontinuity planes and can have various shapes, depending on the orientation of the discontinuities which form them. Discontinuity planes are breakouts of the rock material continuity created due to geological events which took place during the rock mass formation throughout geologic periods. These planes normally present a geometrical pattern. They form families of discontinuity which are defined as plane sets that have similar orientation in tridimensional space. The behavior of rock masses is extremely dependent on block size. As discussed by Hoek (1983) rock masses may behave as a pseudo-continuum in case of block size is very small in relation to the excavation size. Palmström (1995) also discussed the influence of block size in geomechanical behavior of rock masses. Estimates of block volume were used in the geomechanical index RMi, proposed by Palmströn, as a measure of the degree of jointing of a rock mass. Palmströn proposed empirical methods for volume calculation based on geomechanical parameters, such as the volumetric count jointing index and the RQD. This author explained that block volume is also an expression of the overall geometry of the rock mass, as it is a three-dimensional measure. The calculation of the volume of rock blocks is also essential for stability analysis and support design. Equilibrium limit methods have been used to analyze stability of rigid blocks in excavations in rock masses. Body forces must be considered in this analysis and the most important is the block weight which is primarily the function of the block dimension. Calculation of rock block volume is not trivial because the block geometry is three dimensional in most of the situations. Although blocks are considered regular solids they might assume many different shapes, depending on the number of discontinuity planes which form them. Tetrahedral and complex polyhedral blocks are examples of these shapes. In this paper, an analytical solution to calculate the volume of rock blocks is presented. It was developed for tabular, prismatic and tetrahedral blocks and further extended to apply in polyhedral blocks. In addition, statistical distributions for rock block volumes are also presented. They can provide a model of rock mass structure (pseudo-continuum or an array of discrete blocks) by the knowledge of typical block sizes.Item Aplicabilidade das classificações geomecânicas e retroanálises para estimação de propriedades dos maciços rochosos.(2015) Santos, Tatiana Barreto dos; Lana, Milene SabinoOs maciços rochosos são constituídos de porções de rocha intacta e descontinuidades, sendo a segunda a principal responsável pela diminuição da resistência dos maciços rochosos. Ferramentas como as classificações geomecânicas são imprescindíveis para estimação de seus parâmetros de resistência. O trabalho propõe a análise geotécnica e classificação geomecânica de três maciços rochosos com propriedades de resistência diferenciadas. Foram selecionados um maciço de rocha competente e dois maciços de rocha branda com graus de alteração distintos. Para calibração dos valores de resistência obtidos foi feito uso de retroanálises de ruptura. Após calibração desses parâmetros, o trabalho discute os diversos métodos de classificação e obtenção de parâmetros e a influência do tipo de maciço, se competente ou brando, no levantamento, classificação, obtenção de parâmetros e análise de estabilidade. Notou-se que quanto mais alterado o maciço se apresentou mais difícil se mostrou o levantamento geotécnico. Na obtenção de resistência à compressão uniaxial, o teste martelo de geólogo se apresentou simples e eficiente e o teste de carga pontual forneceu valores razoáveis; o teste com o esclerômetro de Schmidt forneceu valores com desvio relativamente grande em relação à média, gerando incertezas, e os valores obtidos nem sempre se inseriram nas faixas sugeridas pelo teste o martelo de geólogo. O RQD é um índice de utilização questionável, a equação de correlação que forneceu valores mais razoáveis foi a equação proposta por Palmström (1989). No entanto as faixas de RQD possíveis para determinado maciço, obtidas pelo ábaco de Palmström (1989), se mostraram muito grandes. Os métodos que se mostraram mais susceptíveis a incertezas foram o RMR, GSI e o sistema – Q; o RMi apresentou-se mais confiável por ter mais parâmetros quantitativos do que qualitativos. As equações de correlação entre propriedades mecânicas e as classificações nem sempre retornaram bons resultados, como validado pelas retroanálises.Item Aplicação de métodos de agrupamento para definição de famílias de descontinuidades.(2009) Lana, Milene Sabino; Leite, Leonardo de Freitas; Cabral, Ivo EyerEste trabalho teve como objetivo a aplicação de métodos numéricos e clássicos de agrupamento para definição de famílias de descontinuidades, com vistas à sua utilização em estudos de estabilidade de taludes rochosos. Em geral se utilizam métodos clássicos, que implicam no emprego de diagramas de densidade de pólos para a definição desses conjuntos. Entretanto podem ocorrer dúvidas na interpretação das famílias de descontinuidades formadas, principalmente quando a freqüência das diversas famílias de descontinuidades é muito distinta. Nesses casos a utilização de métodos numéricos para definição das famílias, associados aos métodos clássicos para interpretação, validação e representação das famílias é interessante, pois os dois se complementam. Os dados utilizados para demonstrar a aplicação do método proposto foram obtidos através de vários levantamentos geotécnicos realizados em um talude de mina, ao longo de encosta urbana e num talude de rodovia, onde foram medidas as atitudes das descontinuidades. Programas desenvolvidos em linguagem FORTRAN foram utilizados para agrupamento das famílias de descontinuidades. Os valores médios de atitude para cada família e seus parâmetros de dispersão também foram obtidos pelo ajuste dos dados a uma função de distribuição de probabilidades. Observações de campo demonstraram que o método apresenta bons resultados na definição das famílias de descontinuidades.Item Aplicação de métodos estatísticos e geoestatísticos no estudo de famílias de descontinuidades.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Leite, Leonardo de Freitas; Lana, Milene SabinoA definição das famílias de descontinuidades em maciços rochosos através de métodos de projeção hemisférica e de métodos numéricos é discutida. Diagramas de densidade são utilizados para análise dos seguintes efeitos: número de pólos, área da célula de contagem utilizada, erros provenientes do viés de amostragem e efeitos da freqüência relativa dos pólos. Foram realizados levantamentos geotécnicos na encosta Morro do Curral - Ouro Preto - MG para determinação das atitudes das descontinuidades. Os dados produzidos neste levantamento foram utilizados para discutir os efeitos acima citados nos diagramas de densidade e definir as famílias de descontinuidades a partir de métodos numéricos mais rigorosos. Foram utilizados métodos gráficos de representação por permitirem uma rápida visualização das superfícies de descontinuidades. Apertinência ou não da utilização de métodos numéricos de agrupamento para classificação das famílias de descontinuidades é discutida. Programas desenvolvidos em linguagem FORTRAN foramutilizados para uma definição mais precisa acerca das famílias de descontinuidades. Comparações entre diagramas de densidade e métodos numéricos mais rigorosos foram realizadas. A aplicação de métodos geoestatísticos no estudo das famílias de descontinuidades é discutida. A krigagem das indicatrizes foi utilizada de forma a verificar a qualidade dos métodos de definição de famílias. A probabilidade de ocorrência de uma dada família de descontinuidades em um determinado domínio foi estimada por krigagemdas indicatrizesItem Aplicação do sistema de avaliação de perigo “Rockfall Hazard Rating System” (RHRS) aos taludes da BR-356/rodovia dos Inconfidentes, MG.(2016) Silva, Leonardo Carvalho da; Lana, Milene Sabino; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Gomes, Guilherme José Cunha; Lana, Milene SabinoTaludes rochosos são superfícies potencialmente instáveis e diante deste perigo, é necessário se conhecer locais onde rupturas em potencial possam causar danos aos usuários de rodovias e sua infraestrutura. Esse fator, somado a dificuldade de investigações e analises de centenas de quilômetros de rodovias, fez com que países desenvolvidos trabalhassem em sistemas de classificação de taludes que pudessem ser obtidos através de investigações de campo e cálculos simplificados. Essas classificações buscam identificar e classificar locais de perigo, que demandem intervenções urgentes ou estudos detalhados futuros, possibilitando às agências ou departamentos de estradas uma ação direcionada às intervenções nestes locais. Esta pesquisa tem por objetivo a aplicação do sistema de avaliação de perigo em taludes rochosos “Rockfall Hazard Rating System” (RHRS) ao longo da BR-356 / Rodovia dos Inconfidentes, nos trechos entre os municípios de Ouro Preto, MG e Itabirito, MG. Ao todo, oito taludes foram analisados e cada um deles recebeu uma determinada pontuação quanto aos aspectos geométricos do segmento rodoviário e características geológico-geotécnicas do maciço. Essa pontuação, chamada de fator de queda de blocos (FQB), corresponde ao somatório de oito parâmetros analisados, que são eles: altura do talude, efetividade da área de captação, risco médio ao veículo, distância de visibilidade, largura da pista, características geológicas, tamanho do bloco e condições climáticas. Com a aplicação do sistema, foi possível adequá-lo a realidade dos taludes encontrados nas rodovias mineiras, bem como propor medidas prioritárias mitigadoras de situações críticas em cada trecho, além de um plano de atuação prioritária com base nos valores obtidos pelo sistema de avaliação de taludes.Item Applicability of geomechanical classifications for estimation of strength properties in Brazilian rock masses.(2017) Santos, Tatiana Barreto dos; Lana, Milene Sabino; Santos, Allan Erlikhman Medeiros; Silveira, Larissa Regina CostaMany authors have been proposed several correlation equations between geomechanical classifications and strength parameters. However, these correlation equations have been based in rock masses with different characteristics when compared to Brazilian rock masses. This paper aims to study the applicability of the geomechanical classifications to obtain strength parameters of three Brazilian rock masses. Four classification systems have been used; the Rock Mass Rating (RMR), the Rock Mass Quality (Q), the Geological Strength Index (GSI) and the Rock Mass Index (RMi). A strong rock mass and two soft rock masses with different degrees of weathering located in the cities of Ouro Preto and Mariana, Brazil; were selected for the study. Correlation equations were used to estimate the strength properties of these rock masses. However, such correlations do not always provide compatible results with the rock mass behavior. For the calibration of the strength values obtained through the use of classification systems, stability analyses of failures in these rock masses have been done. After calibration of these parameters, the applicability of the various correlation equations found in the literature have been discussed. According to the results presented in this paper, some of these equations are not suitable for the studied rock masses.Item Avaliação das normas reguladoras de mineração para minas subterrâneas no Brasil e da Legislação Mineral Brasileira para segurança em subsolo.(2017) Martins, Carla Ferreira Vieira; Silva, Margarida da; Silva, Margarida da; Carneiro, Cláudia Aparecida Nonato Gomes; Lana, Milene SabinoMétodos de sustentação de escavações são continuamente modificados, conhecimentos do comportamento dos maciços rochosos são ampliados e operações como ventilação adquirem novos padrões tecnológicos na busca da segurança cada vez maior do trabalho. Desta forma, faz-se necessário empreender estudos que verifiquem adequabilidade, aplicação e eficiência das normas de trabalho vigentes, bem como avaliar a situação da mineração em termos de segurança. Por outro lado, trabalhos de normatização devem passar por análise da necessidade de correção, atualização ou revisão. Considera-se importante realizar uma análise crítica de duas importantes Normas Reguladoras de Mineração utilizadas em minas subterrâneas por órgãos fiscalizadores (Departamento Nacional da Produção Mineral- DNPM) - NRM-05 e NRM-06, que tratam de sistema de suporte (tratamentos de maciços rochosos) e ventilação respectivamente. Essas análises são realizadas pelos três setores que se relacionam a elas: setor produtivo (empresas de mineração subterrânea e de consultoria), setor fiscalizador/regulador (servidores e fiscais do Departamento Nacional de Produção Mineral) e o setor acadêmico. Também é realizada uma comparação da normatização brasileira para segurança em mineração com a de outros países igualmente experientes em atividades em subsolo, Estados Unidos, Austrália e Chile, analisando também os indicadores de segurança, número de óbitos e taxa de mortalidade obtida nos últimos anos para esses países.Item Avaliação de metodologias alternativas de estimativa para variáveis composicionais em depósitos multivariados.(2020) Pereira, Amanda de Barros; Cabral, Ivo Eyer; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Cabral, Ivo Eyer; Lana, Milene Sabino; Capponí, Luciano NunesObter estimativas consistentes com a realidade do depósito é a base para o sucesso de um empreendimento mineiro. Hoje em dia, devido as especificações do mercado, há a necessidade em conhecer não apenas o elemento principal metal/mineral minério, mas também os múltiplos elementos que interferem na unidade de processamento e, consequentemente, no produto final. Os dados que provêm de um depósito mineral com múltiplas variáveis constituem os chamados dados composicionais, definidos por um vetor de variáveis possivelmente correlacionadas, cuja soma é uma constante, geralmente 100%. A estimativa desses dados está condicionada em satisfazer os balanços de massa e as relações estequiométricas nas diferentes faixas granulométricas, porém as metodologias clássicas da geoestatística desconsideram esta questão ou reproduzem essas condições por meio de simplificações, além de serem extremamente trabalhosas quando envolvem um grande número de variáveis. Essas deficiências motivam a busca por soluções alternativas que produzam resultados consistentes e que sejam de fácil implementação na indústria mineral. Neste trabalho foi avaliada a implementação de quatro combinações de métodos: (I) krigagem ordinária utilizando o variograma da variável principal para todas as variáveis; (II) simulação por bandas rotativas de cada variável com seu respectivo variograma; (III) decomposição em fatores MAF e simulação por bandas rotativas das variáveis com os respectivos variogramas e; (IV) transformações em razões logarítmicas ilr, decomposição em fatores MAF e simulação por bandas rotativas das variáveis com os respectivos variogramas. As metodologias foram aplicadas em um banco de dados real de um depósito multivariado de ferro nos teores de Fe, SiO2, Al2O3, PF e Resto (variável artificial) recuperados na fração +8.00mm (G1). Os resultados foram avaliados de acordo com as reproduções das características estatísticas e continuidade espacial, correlações, fechamento do balanço das espécies químicas, medidas de incerteza apropriadas e praticidade operacional. No caso deste trabalho, a metodologia IV foi a única que apresentou uma solução acabada para o problema, apesar das outras três terem apresentado alguns aspectos vantajosos. No entanto, para viabilizar sua aplicação no mercado da mineração, é necessário investimento das empresas em desenvolvimento de softwares e treinamentos para os usuários.Item Avaliação do perigo de queda de blocos em taludes urbanos e ferroviários e simulação de sua trajetória.(2017) Silveira, Larissa Regina Costa; Lana, Milene Sabino; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Lana, Milene Sabino; Souza, Leonardo Andrade de; Sobreira, Frederico GarciaO crescimento desordenado da população faz com que áreas com problemas de instabilidade de encostas sejam ocupadas, sendo assim, movimentos de massa, como queda de blocos, podem causar perdas de vidas e bens materiais. Neste trabalho, foi feita uma análise de perigo de queda de blocos, utilizando três metodologias diferentes, sendo duas adaptadas com base em um método já divulgado. Em todas as metodologias foram inseridos parâmetros ligados à caracterização geotécnica dos maciços rochosos, bem como indícios de atividade do evento, impacto das influências externas, como sismos e precipitação e sua intensidade, relacionada ao volume de blocos. Além desses parâmetros, tanto a metodologia original quanto a primeira adaptação consideraram as características relacionadas com o ambiente geomecânico regional, no caso, tipo de formação, deformações em larga escala e movimentos de massa no pé do talude. A primeira adaptação modificou os parâmetro relacionados aos tipos de formação e às influências externas, considerando sismos não tectônicos e também a faixa de precipitação local na análise. A segunda adaptação manteve as mudanças relacionadas às influências externas e substituiu o ambiente geomecânico pela geometria e características do talude e da área de captação de blocos. Como estudos de casos, três taludes foram selecionados, são eles: o talude do bairro Cabanas, na cidade de Mariana; um talude em corte para a passagem da linha do Trem da Vale, em Ouro Preto e um talude no bairro Vila Aparecida, também em Ouro Preto. A metodologia original de análise de perigo classificou o talude da linha do trem como de muito baixo perigo; os demais foram classificados como de baixo perigo. As duas metodologias adaptadas classificaram o talude da linha do trem como de perigo muito baixo quando a precipitação era mínima e alto quando a precipitação era alta. Os demais taludes foram classificados como de baixo perigo na primeira adaptação. A segunda adaptação testada mostrou que dois setores do talude do bairro Cabanas e o talude da Vila Aparecida são potencialmente mais problemáticos devido à proximidade da encosta com a área habitada, fato que foi reforçado após a simulação das trajetórias prováveis dos blocos para estimar seu alcance.Item Caracterização geotécnica e análise dos modos de ruptura de taludes operacionais em itabirito compacto.(2014) Menezes, Danielle Aparecida; Lana, Milene SabinoO objetivo deste trabalho é analisar os parâmetros geotécnicos e a probabilidade de ocorrência dos modos de ruptura em taludes operacionais em itabirito compacto nas regiões da Mina Central, Mineração Usiminas, localizada no município de Itatiaiuçu- MG. Foi realizado o mapeamento geológico-geotécnico do maciço rochoso na escala 1:2000, o que permitiu identificar e avaliar as regiões da mina em termos de parâmetros geomecânicos importantes, como o grau de fraturamento, alteração, consistência e litologia. O índice RMR para o maciço rochoso foi obtido a partir dos dados de campo. Em pontos estratégicos da mina foram coletadas amostras para realização de ensaios laboratoriais, a fim de conhecer os parâmetros de resistência da rocha intacta e estimar os parâmetros de resistência do maciço, aplicando o critério de Hoek-Brown. Foram realizadas análises cinemáticas que tiveram como objetivo a determinação das probabilidades de ruptura em cunha, planar e tombamento de blocos nos taludes operacionais em itabirito compacto. Para estes mesmos modos de ruptura foram realizados análises cinemáticas para taludes hipotéticos, variando o azimute (em relação ao bandamento) e o ângulo de mergulho do talude, a fim de subsidiar uma análise rápida da probabilidade de ocorrência de ruptura, para cada situação identificada na mina. Com a consolidação dos resultados pôde-se verificar a alta resistência da rocha intacta; entretanto devido ao grau de fraturamento do maciço rochoso, a sua resistência calculada a partir da classificação RMR é baixa. A partir destes resultados conclui-se que os modos de ruptura dos taludes operacionais estão condicionados pelas descontinuidades, sendo assim o calculo da probabilidade de ruptura dos taludes, através das análises cinemáticas, apresentou boa representatividade das condições de campo.Item Classificação de maciços rochosos por meio de técnicas da estatística multivariada e inteligência artificial.(2021) Santos, Allan Erlikhman Medeiros; Lana, Milene Sabino; Pereira, Tiago Martins; Lana, Milene Sabino; Klen, André Monteiro; Cabral, Ivo Eyer; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Parizzi, Maria GiovanaA presente pesquisa tem como objetivo a proposição de novos modelos para classificação de maciços rochosos brasileiros, baseados no sistema RMR. O banco de dados utilizado possui informações dos parâmetros básicos para obtenção do sistema Rock Mass Rating (RMR). Os modelos propostos são baseados em técnicas da estatística multivariada e técnicas de inteligência artificial. A seleção das variáveis foi feita a partir da análise fatorial. Os modelos de classificação foram treinados por meio de dois tipos de aprendizagem, a supervisionada e a não supervisionada. O processo de aprendizagem se baseia na identificação de padrões no comportamento das variáveis do banco de dados, estabelecendo modelos preditivos no processo de aprendizagem supervisionada e modelos descritivos na aprendizagem não-supervisionada. Portanto, na aprendizagem supervisionada a variável classe (target) deve ser fornecida ao algoritmo, já na aprendizagem não-supervisionada o algoritmo irá indicar os grupos (clusters) com base no comportamento das variáveis, posto isso os clusters são grupos constituídos de amostras similares, com variáveis com comportamento semelhante. Nos métodos supervisionados foram utilizadas as técnicas de redes neurais artificiais, naïve Bayes, random forest e máquinas de vetores de suporte. Para o modelo por aprendizagem não supervisionada foi utilizado o algoritmo partitioning around medoids. A utilização destes métodos quantitativos reduz a subjetividade dos sistemas propostos. O resultado da análise fatorial permitiu a identificação de três fatores comuns, Fator 1, relacionado à resistência e à alteração da rocha; Fator 3, relacionado ao grau de fraturamento do maciço rochoso e Fator 2, relacionado à condição e presença de água no maciço. Assim, a partir da análise fatorial foi feita a seleção das variáveis para o sistema de classificação. Posto isso, um número menor de variáveis foi utilizado, o que difere do sistema de classificação RMR. Os modelos treinados por aprendizagem supervisionada se adequaram à solução do problema abordado, com excelente desempenho para modelos preditivos, apresentando altas taxas de acurácia, precisão e eficácia. Os valores médios de acurácia dos modelos treinados foram de 0,81; 0,89; 0,87 e 0,89 para naïve Bayes, random forest, redes neurais artificiais e máquinas de vetores de suporte, respectivamente. Estes resultados mostraram a possibilidade de definir as classes do RMR com um número menor de variáveis, e que as variáveis selecionadas são realmente os parâmetros mais importantes para determinar a qualidade do maciço rochoso. O modelo treinado pela aprendizagem não supervisionada indicou a formação de 7 grupos, rotulados a partir da V interpretação dos valores das variáveis em cada grupo em conjunto com o valor da variável Pontuação. Os grupos formados foram a Classe A com maciços com resistência alta, pouco alterado, pouco fraturado e seco; Classe B com maciços com resistência média, pouco alterado, com fraturamento médio e seco; Classe C com maciços com resistência alta, pouco alterado, com fraturamento médio e molhado; Classe D com maciços com resistência baixa, muito alterado, pouco fraturado e seco; Classe E com maciços com resistência média, alteração média, com fraturamento médio e molhado; Classe F com maciço com resistência baixa, alteração alta, pouco fraturado e molhado; por fim a Classe G com maciço com resistência baixa, alteração alta, muito fraturado e molhado. O trabalho apresenta novas abordagens para lidar com sistemas de classificação de maciços rochosos, diminuindo a subjetividade, aumentando a seletividade dos parâmetros, reduzindo a dimensionalidade de bancos de dados geotécnicos e otimizando a aplicação de sistemas de classificação. Embora a matemática das técnicas aplicadas seja complexa, os resultados são de fácil interpretação e aplicação. Assim, acredita-se na confiabilidade dos modelos preditivos propostos, além da possibilidade de otimização por meio da utilização de bases de dados mais amplas.