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ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE CÂMARAS E PILARES EM FILÕES SUB-HORIZONTAIS DE TUNGSTÊNIO Vidal Navarro Torres PhD. Eng. de Minas Matilde Costa e Silva PhD.

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1 ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE CÂMARAS E PILARES EM FILÕES SUB-HORIZONTAIS DE TUNGSTÊNIO Vidal Navarro Torres PhD. Eng. de Minas Matilde Costa e Silva PhD. Eng. De Minas International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials Volume 18, Number 1, February 2011, Page 1-8

2 2 Conteúdo Introdução Objetivos Modelação matemática e indicadores de produção Tensão natural ou situação de equilíbrio Extracção e razão de selectividade na produção Colheita de dados Condições geotécnicas e operacionais da mina Dados laboratoriais Modelação numérica Situação do problema e modelação Resultados da distribuição de tensões Resultados das deformações máximas Discussão sobre os resultados obtidos Conclusões

3 3 Introdução O objetivo foi analisar a situação de estabilidade de câmaras e pilares em duas condições: a) ATUAL Câmaras de 5x3x2 m Pilares de 3x3x2 m b) PROPOSTA Câmaras de 4x4x2 m Pilares de 4x4x2 m com corte seletivo de 0,5m de altura na parte central (filão), ficando nesta parte pilar de 3x3x0,5 m

4 Introdução Foi utilizado modelação numérica de diferenças finitas, baseado no critério de rotura de Mohr Coulomb. Para a análise foi utilizado o critério de factor de segurança e os indicadores de produção. A técnica da lavra selectiva proposta é aplicável nas seguintes condições: Filões sub horizontais; Filões com potência < a 1m Sistemas mecanizados, onde é preciso realizar aberturas adequadas para a mobilidade do equipamento usado; Adequado factor de segurança durante o processo de lavra.

5 Condições de equilíbrio de tensões natural Para as condições de equilíbrio de tensões natural se admite que um vetor tridimensional (0, 0, z ) que pode ser expresso por:

6 Razão de extracção e de selectividade O fator de extração para o método atual e, e para o método seletivo e´ : A razão de selectividade para o método actual s, e para o método selectivo proposto, s´: p = pilar c = câmara h = altura do pilar h = altura de corte selectivo p´ = pilar no centro selectivo h´ = altura ou potência do filão

7 Colheita de dados Propriedade da empresa Beralt Tin & Wolfram (Portugal) S. A. Produtora de Tungstênio de toneladas de minério e 1330 toneladas de WO 3 por cada ano. Está localizada a 250 km a noroeste de Lisboa

8 Colheita de dados – Tipo de jazida mineral Norte Granito Filões de W – Sn Falhas Xistos Zona mineralizada Prof: m Estudo: 300 m

9 Colheita de dados – Fase de lavra escolhida para o estudo Fases da lavra: 1ª Fase: Pilares de 11x11x2 m Câmaras de 5x2 m 2ª Fase: Pilares de 11x3x2 m Câmaras de 5x2 m 3ª Fase: Pilares de 3x3x2 m Câmaras de 5x2 m 3ª Fase

10 10 Colheita de dados – 3ª Fase de lavra para o estudo Datos obtenidos mediante ensayos de laboratorio y otros estudios Adicionalmente, a resistência à tração é de 7.6 MPa, coeficiente de Poisson de 0.25, ângulo de fricção interna de 40º e ângulo de dilatância de 4º.

11 Modelação – Métodos de lavra atual e método seletivo Atual Seletivo

12 Modelação – Método actual e método selectivo O elementos foram gerados considerando 3 zonas: Zona superior: 0 a -300 m Zona de lavra: -300 a -302 m Zona inferior: -302 a -350 m Total: 3448 elementos

13 Modelação – Método de rotura Modelo plástico de rotura de Mohor-Coulomb usado por LFAC 3D é baseado na tensão «cut off»: σ1 σ2 σ3σ1 σ2 σ3 Critério de rotura A-B Critério rotura B-C

14 Resultados da simulação Tensões verticais – Corte vertical MPa 12 MPa 8 MPa 6 MPa a) Atual b) Seletivo

15 15 Resultados da simulação Tensões verticais – Corte horizontal no teto a) Atual b) Seletivo

16 16 Resultados da simulação Tensões verticais – Corte horizontal a meia altura do pilar b) Seletivo a) Atual

17 Resultados da simulação Tensões horizontais – Corte vertical b) Seletivo a) Atual

18 RESULTADOS ELEMNTOS FINITOS Desplazamientos – Corte vertical , b) Seletivo a) Atual

19 Resultados da simulação Deslocamentos – Corte horizontal no teto , ,7 b) Seletivo a) Atual

20 Resultados da simulação Desplazamientos – Corte horizontal a media altura del pilar , ,7 b) Seletivo a) Atual

21 Discussão sobre os resultados obtidos Localização no pilar Método atual (MPa)Método seletivo (MPa) ModelaçãoConvencionalModelaçãoConvencional Pilar central Circundante ao pilar Comparação dos resultados da modelação e cálculo convencional Predição do esforço nos pilares para o método actual e seletivo

22 Discussão sobre os resultados obtidos Metodologia, segurança e indicadores de produção Método atual(MPa)Método seletivo (MPa) Modelação Convencio- nal Modelação Convencio- nal Salmon&Munro, Geenwald, Holland&Graddy (medio) Deslocamento máximo(mm) Razão de extracção (e,e´) Razão de seletividade (s, s´) Teor (kg de WO 3 /m 3 ) Comparação do factor de segurança e indicadores de produção

23 Medição de convergências no desmonte AW30 para o método actual

24 Conclusões O fator de segurança nos pilares para a lavra seletiva resulta maior (4.3) do que a lavra atual (1.1); pelo que o método proposto é mais seguro. A seletividade do método proposto é maior (0.29) comparado com o método atual (0.25); o que indica que no método eletivo extrai-se menos estéril. A razão de extração do método atual é maior (0.86) comparado com o método seletivo (0.72); o que significa reduzir em 16.28% a extração da rocha estéril e consequentemente acresce o teor de para kg de WO 3 /m 3, quer dizer em 14.05%. Estes resultados demonstram que o método seletivo é mais seguro, reduz a extração da rocha estéril, aumenta o teor do minério e contribui na proteção ambiental.

25 Muito Obrigado Muchas gracias


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