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Title: Avaliação geotécnica de lavra subterrânea do corpo Serrotinho da mina Cuiabá através de modelagem numérica tridimensional.
Authors: Barbosa, Karina Jorge
metadata.dc.contributor.advisor: Vieira, Fernando Manuel Castanheiro da Cruz
Keywords: Geotecnia - métodos de simulação
Mineração subterrânea
Estabilidade estrutural
Issue Date: 2011
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: BARBOSA, K. J. Avaliação geotécnica de lavra subterrânea do corpo Serrotinho da mina Cuiabá através de modelagem numérica tridimensional. 2011. 201 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Geotécnica) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.
Abstract: Nesta dissertação, vários desenhos de layout de lavra, aplicáveis aos ambientes de mineração subterrânea de ouro na Mina Cuiabá, Brasil, são avaliados por meio de modelagem numérica tridimensional, a partir do emprego do Método de Elementos de Contorno, implementado em MAP3D. Para isso, expõem-se cenários técnicos, conceitos, argumentos, justificativas e metodologias que substanciam a avaliação do risco geotécnico das múltiplas variantes do método sublevel-stoping propostas. Assim, pretende-se testar as condicionantes de desenho dos layouts, segundo princípios e critérios geotécnicos estabelecidos. Determinam-se as condições de instabilidade nos pilares e no hangingwall dos realces. As análises numéricas consideram as características mecânicas do maciço rochoso nas áreas de interesse, incluindo a natureza tridimensional do corpo de minério. As diferenças nas propriedades de resistência do hangingwall e footwall (material relativamente mais brando) com relação ao corpo de minério (material mais duro) são levadas em consideração; bem como o estado das tensões pré-lavra e o aumento dessas tensões face ao aprofundamento da lavra. Os modelos numéricos aplicados são calibrados com base em medições e observações de campo que incluem: dados geotécnicos de classificação do maciço que expressam a sua qualidade e integridade mecânica; resultados de medições da tensão in situ (orientação e magnitude); observações visuais no campo das respostas do maciço face ao avanço da lavra; resultados de laboratório; e a contribuição dos profissionais da área de geotecnia da mina. Produzem-se análises e demonstra-se a aplicabilidade de critérios que inferem o risco de instabilidade por representação probabilística de fatores de risco geotécnico, espacialmente distribuídos nos domínios de análise. Identificam-se os limites de confiabilidade dos modelos simulados. Analisam-se os resultados para todas as variantes estudadas do método sublevel-stoping, considerando-se: os impactos da profundidade de lavra na estabilidade dos pilares rib e sill; as consequências de induzir maior rigidez no sistema de pilares; os impactos de aumentar os vãos de lavra; e ainda os impactos de lavrar em ambientes geotécnicos distintos, relativamente mais complexos. Em última análise, apresenta-se esta dissertação como uma contribuição que apóia a proposição de integrar de forma mais abrangente as metodologias de modelagem numérica nas atividades de planejamento e desenho de mina.
metadata.dc.description.abstracten: Various layout designs applicable to the underground gold mining environments at the Cuiaba Mine, Brazil, are evaluated by means of a tridimensional numerical modeling approach, using a Boundary Element Method implemented within MAP3D. This dissertation presents the arguments, technical scenarios, justifications, concepts and methodologies that support an evaluation of geotechnical risk of multiple sublevel stoping models proposed for such mine. The intention is to test the constraints of the sublevel layout against pre-established geotechnical criteria and guidelines. The instability conditions across pillars and stope hangingwall strata are determined. The numerical analyses took into consideration the rock mass characteristics in the areas of interest, including the tridimensional nature of the orebody. The different strength properties of hangingwall and footwall rock materials, relatively weaker, with respect to the strength of the ore material (more hard), were taken into consideration; as well as the pre-mining stress environment and the variation of field stress with respect to depth. Numerical models are calibrated using data from field measurements and the information collected from field observations, which include: rock mass classification data that express the quality and integrity of the rock mass; in situ stress measurement results (prevalent orientation and magnitude); results from laboratory rock testing; field observations of rock mass responses to mining; and lastly from the knowledge provided by the geotechnical practitioners operating daily at the mine concerned. Data analyses are produced while demonstrating the applicability of methodologies and criteria that infer risk of instability through probabilistic representations of risk factors spatially distributed within the domains of interest. The limits of accuracy of simulated models are referred. The modelling results for all layout options of the sublevel stoping method are analyzed, including: the impact of the depth of mining to the stability of rib and sill pillars; the consequences of augmenting the stiffness of the pillar system; the impacts of increasing the mining spans; as well as the impacts of stoping in geotechnical more complex hangingwall strata. Lastly, this dissertation is presented as a contribution supporting a proposition that there is need to integrate more widely the numerical modeling methodologies into the activities of mine planning and mine design.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3123
Appears in Collections:PPGEG - Mestrado profissional (Dissertações)

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