Efeito das tensões dinâmicas produzidas pelos desmontes de rochas no dimensionamento ótimo de pilares de Mina.

Abstract

Na lavra subterrânea, um dos métodos mais utilizados para corpos de minério de baixa inclinação e baixa profundidade relativa é o de câmaras e pilares (C&P). Um dimensionamento ótimo das escavações nesse método envolve uma análise criteriosa das forças que participam ou carregam a estrutura do pilar, bem como, das lajes que compõem o teto dos vãos. O pilar é o principal sistema de suporte natural e, para tanto, deve atender às solicitações de resistência, garantindo a lavra do recurso mineral. O pilar tem tanto o topo quanto sua base sob esforços listostáticos, isto é, tensões normais e cisalhantes; assim também, a estrutura em questão é exposta a tensões dinâmicas provenientes dos desmontes de rochas, durante os estágios de produção mineral. A combinação das tensões litostáticas e dinâmicas configura um estado real de tensões que age na estrutura geotécnica. Uma prática comum no dimensionamento de pilares de mina é desconsiderar as tensões geradas pela onda sísmica, sob alegação que as magnitudes destas tensões não interferem na resistência do pilar. Tal prática aplicada no dimensionamento, que visa encontrar a seção transversal de suporte do pilar, é questionável por envolver subjetividade. Portanto, uma metodologia simplificada induz a erros na avaliação das forças e, a estrutura de sustentação pode trabalhar em condição de fadiga, o que levaria a apresentar porções em fase de coalescência e deformação, situação que evidencia a quebra dos seus parâmetros de resistência. Diante do exposto, foi estudado o problema de dimensionamento de pilares de mina em uma mineradora subterrânea localizada a 350 metros de profundidade e, nesta tese, se propôs identificar e estimar as tensões dinâmicas provenientes dos desmontes de rochas via algoritmos matemáticos, bem como representar o comportamento da onda sísmica no modelo de simulação. Após análises de otimização foi encontrada uma tensão de 4,87 MPa, enquanto, segundo a simulação, o valor da tensão dinâmica foi de 5,28 MPa e, estes valores agem na parede do pilar.