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ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS ADILSON CURI JOSÉ MARGARIDA DA SILVA JOSÉ FERNADO MIRANDA Profs. Demin/ Esc. Minas / Univ.

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1 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS ADILSON CURI JOSÉ MARGARIDA DA SILVA JOSÉ FERNADO MIRANDA Profs. Demin/ Esc. Minas / Univ. Fed. Ouro Preto / UFOP / Brasil RESUMO: As estruturas à superfície das minas subterrâneas podem ser danificadas quando tensões, induzidas pelas deformações do terreno em função da subsidência, somam-se às tensões naturais. Genericamente, podem ser propostas duas alternativas para a prevenção e controle dos danos estruturais nestes casos: - condução das operações da lavra subterrânea de tal modo que as deformações, nas estruturas afetadas pela movimentação do terreno, sejam reduzidas a níveis aceitáveis; - aumento da resistência dos elementos das estruturas. As principais medidas de proteção das estruturas que serão apresentadas são: - abertura de trincheiras para alívio das tensões no terreno; - nivelamento das estruturas; - reforço das estruturas com barras e/ou cabos de alta tensão; - reforço das estruturas com vigas de concreto armado; - uso de fundações flexíveis; - uso de juntas de expansão PALAVRAS CHAVE : subsidência, estruturas, lavra subterrânea

2 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Medidas nas operações de lavra: a) Pilares de segurança - os pilares de segurança são pilares de carvão sólido deixados intactos para proteger as estruturas superficiais localizadas diretamente acima. b)Extração parcial - as estruturas superficiais podem também ser protegidas através da utilização de um método de extração parcial como por exemplo os métodos de câmaras e pilares ou de painéis e pilares. c) Extração harmônica - a extração harmônica corresponde à lavra simultânea de duas camadas adjacentes ou de duas faces na mesma camada com o propósito de se induzir deformações superficiais que se compensam mutuamente de tal forma que há uma redução na deformação total resultante a qual será menor que aquela produzida por cada face individualmente. d) Lavra rápida - a deformação máxima devida à tração verificada durante o avanço de uma face de lavra ( t ) é geralmente menor do que a tração final resultante ( máx ), e quanto mais rápida for a lavra menor será menor será t. Além do mais, a tensão de compressão máxima que acompanha o avanço da face é sempre menor do que a tração máxima correspondente, t. Assim, haverá para cada jazida uma relação mínima de lavra característica a qual induzirá uma tração máxima de trabalho menor do que a permitida. (PENG, 1992).

3 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS

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7 a) Pilares de segurança - os pilares de segurança são pilares de carvão sólido deixados intactos para proteger as estruturas superficiais localizadas diretamente acima. b)Extração parcial - as estruturas superficiais podem também ser protegidas através da utilização de um método de extração parcial como por exemplo os métodos de câmaras e pilares ou de painéis e pilares. c) Extração harmônica - a extração harmônica corresponde à lavra simultânea de duas camadas adjacentes ou de duas faces na mesma camada com o propósito de se induzir deformações superficiais que se compensam mutuamente de tal forma que há uma redução na deformação total resultante a qual será menor que aquela produzida por cada face individualmente. d) Lavra rápida - a deformação máxima devida à tração verificada durante o avanço de uma face de lavra ( t ) é geralmente menor do que a tração final resultante ( máx ), e quanto mais rápida for a lavra menor será menor será t. Além do mais, a tensão de compressão máxima que acompanha o avanço da face é sempre menor do que a tração máxima correspondente, t. Assim, haverá para cada jazida uma relação mínima de lavra característica a qual induzirá uma tração máxima de trabalho menor do que a permitida. (PENG, 1992).

8 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS a) Pilares de segurança - os pilares de segurança são pilares de carvão sólido deixados intactos para proteger as estruturas superficiais localizadas diretamente acima. b)Extração parcial - as estruturas superficiais podem também ser protegidas através da utilização de um método de extração parcial como por exemplo os métodos de câmaras e pilares ou de painéis e pilares. c) Extração harmônica - a extração harmônica corresponde à lavra simultânea de duas camadas adjacentes ou de duas faces na mesma camada com o propósito de se induzir deformações superficiais que se compensam mutuamente de tal forma que há uma redução na deformação total resultante a qual será menor que aquela produzida por cada face individualmente. d) Lavra rápida - a deformação máxima devida à tração verificada durante o avanço de uma face de lavra ( t ) é geralmente menor do que a tração final resultante ( máx ), e quanto mais rápida for a lavra menor será menor será t. Além do mais, a tensão de compressão máxima que acompanha o avanço da face é sempre menor do que a tração máxima correspondente, t. Assim, haverá para cada jazida uma relação mínima de lavra característica a qual induzirá uma tração máxima de trabalho menor do que a permitida. (PENG, 1992).

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10 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Detalhes dos canais para alívio das tensões nas paredes

11 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Calçamento ou alavancamento para uma estrutura de madeira

12 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Detalhe do projeto de uma trincheira de compensação

13 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Escoramento de parede de madeira muito inclinada

14 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Placa armada com concreto reforçado

15 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Fundação flexível

16 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Detalhe de um dispositivo de compensação em uma tubulação

17 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS O pilar de uma ponte após ter sido levantado 2 metros

18 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Em áreas sujeitas à subsidência as pontes muito extensas (A) serão subdivididas (B)

19 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Assentamento em uma estrutura devido à escavação proxima

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21 Uso de pilotis para a cimentação de estruturas

22 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS CONCLUSÕES A subsidência é consequência inevitável da lavra subterrânea. Está relacionada a diversos parâmetros e fatores, como dimensões do corpo de minério, profundidade e dimensões das escavações, presença de descontinuidades e de água, tensões, ritmo de lavra, tempo, resistência das rochas encaixantes, entre outros. A principal preocupação que se tem ao abordar a propagação dos movimentos devidos à subsidência é o fato de que muitos trabalhos subterrâneos são feitos em zonas ou regiões com construções na superfície, como metropolitanos e túneis nas zonas urbanas e minas sob vilas ou outras instalações.

23 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS CONCLUSÕES As estruturas são afetadas pelos movimentos induzidos de diversas formas, dependendo essencialmente do tipo e da amplitude ou grandeza do movimento e das características da estrutura. Se as deformações induzidas nas estruturas excederem os valores críticos característicos dos seus elementos constituintes haverá danos nas mesmas. A quantidade e a intensidade dos danos dependerá da capacidade da estrutura de resistir à tensão adicional induzida através das deformações transferidas pelo terreno. No que diz respeito aos métodos de proteção das estruturas, o objetivo que se persegue é aumentar a resistência e / ou reduzir as tensões adicionais nos elementos da estrutura. Após e durante a lavra, as estruturas poderão requerer reparos.

24 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS CONCLUSÕES Quanto às medidas de proteção das estruturas, as deformações superficiais devem ser avaliadas nas áreas onde se encontram as estruturas a serem protegidas. Os valores previstos de tensão e deformação previstos devem então ser comparados com os valores permitidos, em termos de deformações máximas ou resistências máximas admissíveis para os elementos fundamentais das estruturas e suas diversas partes. Baseando-se em tal comparação as medidas de proteção são selecionadas. As principais medidas de proteção das estruturas que serão apresentadas são: - abertura de trincheiras para alívio das tensões no terreno; - nivelamento das estruturas; - reforço das estruturas com barras e/ou cabos de alta tensão; - reforço das estruturas com vigas de concreto armado; - uso de fundações flexíveis; - uso de juntas de expansão.

25 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS REFERÊNCIAS CURI., A. Análise e mitigação do impacto ambiental causado pela subsidência devida a minas subterrâneas. Tese de doutoramento. IST. UTL. Univ. Tec. Lisboa. Lisboa, HARTMAN, H. L. SME Mining Engineering Handbook, 2 ed, p KRATZSCH, HELMUT. Mining Subsidence Engineering. Ed.Springer. Verlag. New York, LITTLEJOHN.G.S, MAY.I.M, CHAPMAN.B.C. An investigation into the behaviour of structures subject to mining subsidence Final Report on ECSC Research Project AD/828. Inglaterra, PENG.S.SYD. Surface Subsiddence Engeneering. Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. Littleton. Colorado,1992. NATIONAL COAL BOARD. Subsidence engineers handbook, 2nd (rev) edn. National Coal Board Dept. London Rede Globo. Cratera de seis metros de diâmetro interdita MG-30, em Nova Lima. Disponivel em g1.com.br, 2012.

26 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Uma cratera de cerca de seis metros de diâmetro e oito de profundidade se abriu na noite deste domingo (30) na MG-30, emNova Lima, na Região Metropolitana deBelo Horizonte.Nova LimaBelo Horizonte

27 ESTRUTURAS SUPERFICIAIS E SUBSIDÊNCIA EM MINAS SUBTERRÂNEAS Uma cratera de cerca de seis metros de diâmetro e oito de profundidade se abriu na noite deste domingo (30) na MG-30, emNova Lima, na Região Metropolitana deBelo Horizonte. A via está interditada. De acordo com o Departamento de Estrada e Rodagem (DER), o desabamento foi provocado por uma antiga mina que passava por baixo da rodovia.Nova LimaBelo Horizonte Segundo o DER, há 15 dias, a empresa responsável pela mina havia comunicado que começariam uma obra para recuperar a estrutura do túnel. A gerente de comunicação da mineradora, Liliane Lana, informou que as obras não haviam começado. A gente, nesses 15 dias, estava se mobilizando com o pessoal técnico com toda a análise de risco para fazer esse tipo de intervenção. Então a gente estava já com tudo pronto para começar, contou Liliane. Ainda de acordo com a mineradora, em uma ação conjunta entre os órgãos responsáveis, a Defesa Civil e engenheiros da empresa a situação da via está sendo avaliada. A rodovia foi interditada pela Polícia Militar Rodoviária e o trânsito foi desviado por dentro do bairro.


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