Dimensionamento ótimo de realces abertos/câmaras inclinadas e pilares via programação matemática não-linear.

Abstract

Ainda hoje o dimensionamento de vãos e pilares em minas subterrâneas consiste em se definir, por tentativa e erro, um arranjo no qual a estabilidade dos pilares seja garantida por um fator de segurança (FS) previamente arbitrado. Para um dado arranjo, calculamse as tensões médias atuantes nos pilares (pela teoria da área tributária) e a resistência dos mesmos por alguma fórmula empírica existente. Caso o FS seja satisfeito, a recuperação decorrente do arranjo geométrico proposto é então determinada, não sendo geralmente ótima. Neste trabalho é estudada a utilização de uma metodologia de dimensionamento alternativa inicialmente proposta por Figueiredo & Curi (2003, 2004) onde um problema padrão de Programação Matemática é formulado com o objetivo de maximizar a recuperação respeitando, entretanto, as restrições de segurança dos pilares e os requisitos de estabilidade e tecnológicos/operacionais dos vãos. Como a recuperação, a resistência dos pilares e de suas fundações, a dimensão dos vãos, etc. são funções, via de regra, não lineares dos parâmetros geométricos do arranjo, temse em questão um problema particularmente intrincado de programação não-linear. Utilizando-se fórmulas de resistência consagradas, são apresentados exemplos de solução para arranjos realistas aplicados à lavra por Realces Abertos e por Câmaras e Pilares inclinados. Resultados de estudos paramétricos são relatados, comparando a recuperação por meio da metodologia usualmente utilizada e a metodologia de dimensionamento ótimo proposta. Têm-se, ainda, os resultados avaliados via modelos numéricos por elementos de contorno.