DSpace

R.I. UFOP >
EM - ESCOLA DE MINAS >
NUGEO - Núcleo de Geotecnia >
PPGEG - Programa de Pós-graduação em Engenharia Geotécnica >
PPGEG - Mestrado profissional (Dissertações) >

Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2459

Título: Caracterização geológico-geotécnica e modos de ruptura do minério hematítico friável nas minas da Vale, Borda Oeste do Quadrilátero Ferrífero - MG
Autor(es): Costa, Teófilo Aquino Vieira da
Orientador(es): Figueiredo, Rodrigo Peluci
Chaves: Geotecnia
Minério hematítico friável (MHF)
Companhia Vale do Rio Doce (CRVD) - minas e mineração
Quadrilátero Ferrífero (MG) - minas e mineração
Mineralogia
Issue Date: 2009
Publicador: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Referência: COSTA, T. A. V. da. Caracterização geológico-geotécnica e modos de ruptura do minério hematítico friável nas minas da Vale, Borda Oeste do Quadrilátero Ferrífero - MG. 2009. 195p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Geotécnica) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2009.
Resumo: Apresentam-se nessa dissertação de mestrado as principais características geológicas e geotécnicas utilizadas para o entendimento do comportamento do maciço rochoso composto pelo Minério Hematítico Friável (MHF), litotipo predominante nas minas de minério de ferro da borda oeste do Quadrilátero Ferrífero - MG. O entendimento dessas características, suas inter-relações nas várias escalas, a utilização de ensaios de laboratório e retroanálises auxiliaram na compreensão dos principais mecanismos de ruptura, da resistência e da deformabilidade desse tipo rochoso. As análises na escala microscópica mostraram que esse litotipo não se comporta homogeneamente e possui forte direção de anisotropia, condicionada, principalmente, pelo alinhamento dos cristais e poros. Ainda devido à variabilidade mineralógica, à porosidade, ao tamanho dos cristais e poros e, principalmente, à trama petrográfica, esse tipo pode ser subdividido em: minério hematítico friável bandado, com alta bimodalidade da porosidade e anisotropia de direção bastante evidenciada; minério hematítico friável foliado, com alta anisotropia de direção e mais baixa porosidade; e minério hematítico friável brechado, com mais baixa anisotropia de direção e alta porosidade. Do mesmo modo, as análises macroscópicas que identificaram diferentes características geológicas, geotécnicas e de comportamento geomecânico contribuíram para a determinação desses três principais subtipos. Os ensaios de laboratório mostraram que os parâmetros de resistência do MHF apresentam certa dispersão, principalmente para os valores de coesão, possivelmente provocada pela anisotropia de direção, que está diretamente associada a diferentes graus de cimentação, forma dos cristais constituintes, variação granulométrica, densidade dos grãos, trama e porosidade, mesmo em uma assembléia mineralógica constituída basicamente por hematitas. A caracterização geotécnica e a classificação geomecânica do maciço de MHF mostram que esse tipo rochoso tem características tanto de rocha quanto de solo, o que dificulta ou, por vezes, impossibilita seu enquadramento nas classificações rotineiramente utilizadas na mineração. As retroanálises realizadas, utilizando métodos de equilíbrio limite e elementos finitos, caracterizaram os principais mecanismos de ruptura e os níveis de deformação envolvidos; as análises paramétricas puderam sugerir os ângulos gerais ideais para vários níveis de altura de taludes e sua deformação. O tipo de ruptura mais comum é a plana circular, com mecanismo por cisalhamento tanto em grande quanto em pequena altura, condicionada pela forte anisotropia de direção. Secundariamente, ocorre ruptura circular pela matriz, quando a condição de anisotropia é favorável à estabilidade do talude. Pode-se ainda esperar, para os grandes taludes, rupturas por acúmulo de tensão na base, causado por alívio ou desconfinamento como sendo um dos possíveis “gatilhos” das rupturas em grande escala. _______________________________________________________________________________________________________________________________________
ABSTRACT: The main typology in Vale iron ore is the friable Hematite, this is a target for the geotechnical engineers to be dealing with the most abundant and one of the types of lower mechanical strength that occur in final open pits. Catastrophic slope failures have occurred in iron ore mines leading to either fatalities or production losses. The due to the stress concentration on slopes toes, which is basically composed of friable Hematite. To address this issue, geotechnical engineers keep a “buttress” of ore at the toe, that constitute a reserve portion. The design is based on Limit Equilibrium Elements analysis and in some cases with the aid of numerical analysis. Parameters are normally derived from geomechnical classification and lab tests. In this work, on the other hand, four approaches were used: petrographic and microstructural analysis of thin sections, testing and characterization of strength in lab samples; geological and geotechnical characterization and back analyses with computational models (finite element and limit equilibrium). Thin sections were analyzed to determine micro-characteristics of the rock and discontinuities and to verify their response upon deformation. About twenty samples of various mines representing the friable hematite were used. Laboratory tests were carried out in blocks of various sizes and different directions, to determine strength and deformability parameters of intact rock, as well physical and chemical parameters of the rock type. Geological and geotechnical characterization was adopted to macroscopically characterize rock types at bench scale. A rock mass classification system adapted to iron ore was also used during mapping. Finally, the data obtained in previous stages were used in computational back analysis using the softwares Phase2 and Slide (Rocscience). This combined approach could best determine deformation and strength parameters and thus promote a more complete and comprehensive understanding of the behavior of such materials during pit excavation. From that, pit design could be optimized so that a maximum amount of hematite could be mined, ensuring the necessary safety.
URI: http://hdl.handle.net/123456789/2459
Appears in Collections:PPGEG - Mestrado profissional (Dissertações)

Files in This Item:

File Description SizeFormat
DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoGeológicoGeotécnica.pdf6,72 MBAdobe PDFView/Open

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

 

Creative Commons SISBIN Valid XHTML 1.0!
DSpace Software Copyright © 2002-2010  Duraspace - Feedback