ESTIMATIVA DO COMPORTAMENTO

MECÂNICO DA

CAMADA DE CARVÃO BONITO EM

MINAS SUBTERRÂNEAS

DE SANTA CATARINA

DEMIN – UFRGS

Mariana Stein

Sarah R. Guazzelli

André Cezar Zingano

Jair Calos Koppe

SUMÁRIO

• Introdução

• Objetivo

• Estudo de caso

• Conclusões

INTRODUÇÃO

• O método de lavra utilizado nas minas de carvão de Santa Catarina é câmaras e pilares

• Algumas camadas de carvão são desconhecidas do ponto de vista Geomecânico

• Neste trabalho será tratado de uma camada específica, a Camada Bonito

• Esse trabalho tem o objetivo de demonstrar a metodologia aplicada para a caracterização geomecânica da Camada Bonito, apresentando e discutindo os resultados encontrados, e fazer uma análise da correlação entre esses resultados

METODOLOGIA

• Para determinação da resistência do maciço rochoso é necessário conhecer as características geomecânicas do mesmo.

• Neste estudo foi utilizado a classificação RMR (Rock Mass Rating)

• A classificação RMR é dividida em duas etapas: Caracterização geomecânica e Ensaios de compressão

• A Caracterização geomecânica compreende na análise de três propriedades:

RQD (Rock Quality Designation)

Qualidade das fraturas

Espaçamento das fraturas

• Ensaios de compressão

Dois ensaios são realizados: ensaio a compressão uniaxial e ensaio a compressão triaxial

Eles têm como objetivo determinar a resistência da rocha e obter as propriedades elásticas da rocha

Ambos os ensaios foram realizados com base na norma ASTM

• O RMR é baseado nos seguintes parâmetros geomecânicos do maciço rochoso:

Resistência a compressão uniaxial da rocha RQD (%); Espaçamento entre fraturas; Qualidade das fraturas em termos de abertura e

preenchimento; Presença de Água. Ajuste decorrente da atitude das descontinuidades

para cada tipo de escavação a ser considerada

• Por fim, para determinar a resistência do maciço rochoso, a qual se difere da resistência da rocha intacta, utiliza-se o Critério de Ruptura ( Hoek Brown)

• O Critério de Hoek Brown utiliza os seguintes parâmetros: Resistência a compressão uniaxial A constante mi determinada por Hoek-Brown Classificação GSI(Geological Strength Index)

(RMR-5)

Estudo de caso

• A caracterização estrutural e os ensaios foram realizados para cinco zonas distintas que estão contidas na área que compreende os municípios Treviso e Lauro Müller.

• Elas foram classificadas em região A, B, C, D e E.

• Foram utilizados testemunhos de sondagem que amostraram a camada Bonito correspondente a cada região.

Zona Nº de furos de

sondagem

Nº de corpos de

prova

A 3 17

B 2 13

C 2 6

D 3 13

E 1 10

Análise dos ensaios de compressão

• Os ensaios de compressão triaxial de carvão foram realizados em 59 corpos de prova. A partir destes ensaios foi gerado um gráfico de dispersão em função da tensão de ruptura maior , pela tensão de ruptura para visualizar alguma possível correlação entre os ensaios

• A partir desses ensaios triaxiais e da formula

(Hoek Brown)

• Determinou-se a resistência Uniaxial dos 11 furos em estudo

• Para poder afirmar que o maciço rochoso terá um comportamento similar ou não a da rocha intacta, foi proposto uma análise do GSI em conjunto com os ensaios realizados.

• O RMR leva em consideração as propriedades estruturais presentes no testemunho de sondagem.

• Para cada furo de sondagem existe um RMR relativo ao mesmo.

Zona Furo

Resistênci

a UCS

(MPa)

Rocha Intacta Maciço Rochoso

GSI Resistênci

a (MPa) GSI

Resistênci

a (MPa)

A

1 29.2 100 27.09 57 4.76

2 25.88 100 24.01 59 4.44

3 38.60 100 35.81 57 6.29

B 1 43.09 100 39.97 55 6.68

2 36.80 100 34.14 55 5.71

C 1 16.33 100 15.14 38 1.69

2 23.14 100 21.46 47 2.70

D

1 30.29 100 28.09 49 4.07

2 23.43 100 21.73 35 2.25

3 38.85 100 36.04 43 4.53

E 1 40.74 100 37.79 33 3.72

• Valores médios da resistência do maciço variam entre 4 e 5 MPa

• Entretanto a resistência máxima e mínima do maciço rochoso correspondem a 6.68 e 1.69 Mpa respectivamente

CONCLUSÃO

• A resistência da rocha intacta da camada Bonito apresenta uma característica quase uniforme para a região em estudo

• Entretanto a resistência da rocha in-situ varia conforme a quantidade e qualidade das descontinuidades

• Ficou demonstrada a importância da caracterização geomecânica do maciço rochoso

• A camada Bonito passa a outro nível de conhecimento, onde ao se juntar todas as informações já coletadas pode-se analisar criticamente os dados e obter um comportamento em função da própria natureza do maciço.

• Portanto, não se pode afirmar que a camada de carvão Bonito é desconhecida.

AGRADECIMENTOS

• LPM

• Subminas

• Ao professores

maristein@gmail.com