Avaliação geotécnica de lavra subterrânea do corpo Serrotinho da mina Cuiabá através de modelagem numérica tridimensional.

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.