Ideology of Norwegian antagonists – the grading system

A utilização dos métodos gráficos para a avaliação geotécnica está relacionada basicamente a utilização de dois parâmetros de entrada, sendo o primeiro o número de estabilidade modificado (N’), apresentado anteriormente, e o raio hidráulico (RH) da superfície escavada estabelecida. Para determinação deste último, como já apresentado neste trabalho, é necessário conhecer as dimensões geométricas da superfície a ser lavrada, onde o mesmo é obtido pela razão simples entre a área e o perímetro do mesmo.

Hutchinson e Diederichs (1996) definem ainda que é possível utilizar a definição de raio hidráulico para vãos, onde uma dimensão é muito maior que a outra, como rampas de acesso em mineração ou túneis rodoviários. Entretanto esse método foi comcebido para escavações abertas com dimensões finitas, sendo o mesmo recomendado para utilização com tal fim. A Figura 3.8, a seguir, ilustra a o modelo de cálculo definido para a definição do raio hidráulico de uma escavação, onde tal modelo fora aplicado para definição do parâmetro citado a todas escavações avaliadas.

Q' A B C

1. INT 258 E 2 Norte 5.91 Simples 1.0 0.2 2.4 2.8 2. INT 258 C Sul – Bloco 6 13.4 Simples 1.0 0.2 3.3 8.9 3. INT 258 G Norte – Bloco 1 19.7 Simples 1.0 0.25212 3.2 15.9 4. INT 278 C Sul – Bloco 1 4.3 Simples 1.0 0.2 3.0 2.6 5. INT 278 C Sul – Bloco 2 5.18 Simples 1.0 0.2 3.2 3.3 6. INT 278 C Sul – Bloco 3 10.7 Simples 1.0 0.288508 3.0 9.3 7. INT 278 C Sul – Bloco 4 13.5 Simples 1.0 0.251639 2.9 9.7 8. INT 278 C Sul – Bloco 5 13.25 Simples 1.0 0.2 3.2 8.5 9. INT 278 C Sul – Bloco 7 20.97 Simples 1.0 0.2 2.9 12.2 10. INT 278 C Norte – Bloco 4 0.13 Simples 1.0 0.2 5.4 0.1

Fator B Sistema de cabeamento Fator C Fator A Local

N'

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Figura 3.8: Definição do cálculo do Raio Hidráulico (RH). (Adaptado Hutchinson e Diederichs, 1996).

A seguir são apresentados pelas Tabela 3-30 e Tabela 3-31, os valores de raio hidráulico para as escavações lavradas com cabos duplos e simples respectivamente.

Tabela 3.30: Definição de Raio Hidráulico para as áreas com cabos duplos.

Área (m²) Perímetro (m) RH

1. INT 278 C Norte – Bloco 1 419 96 4.36458 Duplo 2. INT 278 C Norte – Bloco 3 446 98 4.55102 Duplo 3. INT 278 G Sul – Bloco 1 502 97 5.17526 Duplo 4. INT 278 G Sul – Bloco 3 283 67 4.22388 Duplo 5. INT 278 G Sul – Bloco 4 285 74 3.85135 Duplo 6. INT 288 C Sul – Bloco 1 975 131 7.44275 Duplo 7. INT 288 C Sul – Bloco 2 976 131 7.45038 Duplo 8. INT 288 C Sul – Bloco 3 671 111 6.04505 Duplo 9. INT 288 C Sul Extensão – Bloco 01 628 117 5.36752 Duplo 10. INT 288 C Norte – Bloco 4 680 110 6.18182 Duplo

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Seguindo a mesma proposta apresentado para o cálculo do RH das áreas onde fora aplicado o cabeamento duplo, na Tabela 3-31 abaixo é possível identificar a definição do parâmetro para as áreas com reforço definido por cabos simples.

Tabela 3.31: Definição de Raio Hidráulico para as áreas com cabos simples.

Área (m²) Perímetro (m) RH

1. INT 258 E 2 Norte 254 79 3.21519 Simples

2. INT 258 C Sul – Bloco 6 606 104 5.82692 Simples 3. INT 258 G Norte – Bloco 1 799 120 6.65833 Simples 4. INT 278 C Sul – Bloco 1 413 90 4.58889 Simples 5. INT 278 C Sul – Bloco 2 628 112 5.60714 Simples 6. INT 278 C Sul – Bloco 3 558 100 5.58 Simples 7. INT 278 C Sul – Bloco 4 570 99 5.75758 Simples 8. INT 278 C Sul – Bloco 5 831 116 7.16379 Simples 9. INT 278 C Sul – Bloco 7 500 92 5.43478 Simples 10. INT 278 C Norte – Bloco 4 684 108 6.33333 Simples

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4 AVALIAÇÕES PARA A ALTERAÇÃO DO SISTEMA DE CABEAMENTO

4.1 – DEFINIÇÃO DA MALHA DE CABEAMENTO

Historicamente, a malha de cabeamento aplicada na Mineração Serra Grande era apresentada como um padrão com cabos dispostos com espaçamento (E) e afastamento (Ā) iguais e definidos por uma distância de 1,5m entre os mesmos. Tal malha era aplicada na empresa em marcação estilo estagiada, ilustrada pela Figura 4-1. A partir de 2014 foram iniciadas estudos de novas metodologias que permitissem alterar a malha de cabeamento sem afetar o objetivo principal deste, que é a manutenção da estabilidade desejada, garantindo segurança e níveis confiáveis dos parâmetros relativos à extração mineral (diluição, recuperação).

Figura 4.1: Malha de cabeamento padrão com afastamento e espaçamento iguais.

Segundo Hutchinson e Diederichs (1996), é possível alterar a malha de aplicação de cabos de aço alterando-se a resistência do sistema com a utilização de cabos duplos ou múltiplos. Na Figura 4-2 pode-se visualizar a proposta apresentada pelos autores citados e a aplicação para a MSG, onde inicialmente utiliza-se uma malha com distância entre cabos e entre linhas de cabos definidas e iguais a 1,5m para a utilização de cabos simples, onde pode-se observar que para a utilização de cabos duplos seria possível elevar esta malha a um padrão quadrado de 2,1 m de

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distância entre cabos e entre linhas de cabos. É importante ressaltar que na condição apresentada abaixo, é utilizado como base o peso específico de 30 KN/m³.

Figura 4.2: Influência do uso da trança dupla na capacidade do sistema de cabo de aço. (Adaptado Hutchinson e Diederichs, 1996).

A fim de confirmar a premissa apresentada pela literatura, foram realizadas simulações com a utilização de dados reais disponíveis, onde com a utilização do software Unwedge (Rocsciense) e do mapeamento de estruturas persistentes foram feitas simulações a fim de verificar a variação do fator de segurança estabelecido pelo programa computacional para a maior cunha provável em um stope de lavra, mediante a alteração da malha de aplicação de cabos de aço, onde foram simuladas situações com aplicação de cabos duplos na malha de 1,5 x 1,5 m², 1,5 x 1,8 m² e 1,5 x 2,0 m², onde os valores se referem respectivamente ao espaçamento e ao afastamento. Tais situações foram assim comparadas com os valores de fator de segurança para a malha com cabeamento simples utilizado na malha de 1,5 x 1,5 m². Nota-se que apesar da recomendação teórica indicar a possibilidade de expandir a malha em ambas as dimensões, na simulação realizada somente foi alterada a distância entre linhas, mantendo o espaçamento entre furos. Uma análise histórica, partindo da mudança do fator de segurança, em função da substituição no padrão anteriormente utilizado (cabos simples, em malha de 1,5 x 1,5 m²), permitiu uma

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quantificação estatística da condição de estabilidade das escavações, em função da variação do fator de segurança (FS), mediante diferentes condições. A análise comparativa foi feita alterando os valores de resistência do sistema de reforço, mediante condição de aplicação de cabos simples ou duplos, e do espaçamento da malha de aplicação, para 26 áreas que já haviam sido anteriormente lavradas com cabos simples. Todos os demais parâmetros de entrada do software em questão foram mantidos, tais como resistência de aderência e parâmetros de resistência da descontinuidade. A análise histórica relatada neste capítulo só considerou áreas relativas à Mina Pequizão, em conformidade com a proposta de tal dissertação.

Os valores de FS foram então coletados e incluídos em um banco de dados (Anexo V), onde foram avaliadas as variações percentuais do FS em função da inclusão de cabos duplos nas malhas definidas neste trabalho.

Avalia-se nas figuras a seguir os valores de variações percentuais no FS em função da alteração do sistema de cabeamento, onde para ambas as figuras apresentadas são comparadas as alterações numéricas percentuais no fator de segurança em comparação ao padrão inicial da malha de cabeamento (E x A de 1,5 x 1,5 m²). Observa-se que os valores de fator de segurança sempre apresentam variações percentuais positivas em todas as análises onde apenas se substituiu os valores de resistência do sistema, mantendo a malha de 1,5 x 1,5 m, ou seja, apenas foram trocados os cabos simples pelos duplos no programa e fornecendo um suporte de maior resistência obteve-se como resultado fatores de segurança maiores, uma condição que já era esperada, como pode-se observar, houve por exemplo uma variação de 0 a 4% em 58% das 26 áreas avaliadas para esta condição. Na condição onde fora também elevado o afastamento entre as linhas de cabos, elevando-se para 1,8 m a distância das mesmas, observa-se que na maioria das análises houve acréscimo no FS, com a maior parcela dos valores percentuais sendo positivos, entretanto pode-se observar que 4% das áreas obtiveram uma variação de -4% a -2%, outras e outras áreas tiveram variações de -2% a 0%, contabilizando 46% das áreas com variações percentuais negativas no FS. Por fim pode-se observar que a variação do afastamento na malha a 2,0 m, mesmo com cabos duplos apresenta uma variação percentual negativa na maioria dos casos, onde em 73% das áreas houve uma variação nula ou negativa da variação do FS mediante a alteração do padrão de cabeamento.

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Figura 4.3: Variação do fator de segurança para malha de 1,5x1,5 com cabos duplos.

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Figura 4.5: Variação do fator de segurança para malha de 1,5x2,0 com cabos duplos.

A fim de encontrar um modelo para utilização de cabos duplos e um espaçamento que não influencie a segurança foi feita uma análise dos valores médios de alterações nos fatores de segurança apresentados pelo software na proposta estudada, onde o resultado é apresentado na Figura 4-6, para tal obteve-se uma equação de segunda ordem representativa da variação do fator de segurança (ΔFS) em função do afastamento em metros, a equação proposta é apresentada abaixo:

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Figura 4.6: Regressão linear representativa para definição de espaçamento ótimo.

A partir de tal análise foi possível definir um espaçamento adequado, que não altere o fator de segurança, ou seja, que tenha um ΔFS=0 para um determinado espaçamento, tal valor é obtido igualando a Equação 4-1 a zero, desta forma obtém-se um afastamento ideal, onde não ocorre a variação do fator de segurança, mantendo-se a proposta de utilização de cabos duplos. Assim tem-se:

ΔFS (%) = -18.121Ā + 33.061 = 0 ∴ Ā=1.82 m

A equação retornou como um valor adequado o afastamento Ā=1,82, que permite uma boa aproximação ao valor de 1,8 m para o afastamento ótimo.