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

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

Introdução a) ATUAL Câmaras de 5x3x2 m Pilares de 3x3x2 m 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

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.

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

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

Colheita de dados Propriedade da empresa Beralt Tin & Wolfram (Portugal) S. A. Produtora de Tungstênio de 320000 toneladas de minério e 1330 toneladas de WO3 por cada ano. Está localizada a 250 km a noroeste de Lisboa

Colheita de dados – Tipo de jazida mineral Prof: 150 -800 m Estudo: 300 m Norte Granito Filões de W – Sn Falhas Xistos Zona mineralizada

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 3ª Fase: Pilares de 3x3x2 m 3ª Fase

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.

Modelação – Métodos de lavra atual e método seletivo

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

Modelação – Método de rotura Modelo plástico de rotura de Mohor-Coulomb usado por LFAC3D é baseado na tensão «cut off»: Critério de rotura A-B Critério rotura B-C σ1 ≤ σ2 ≤ σ3  

Resultados da simulação Tensões verticais – Corte vertical 6 MPa a) Atual 11 12 84 77 84 b) Seletivo 8 MPa 12 MPa 13 MPa 67 53

Resultados da simulação Tensões verticais – Corte horizontal no teto a) Atual 95 3 6 12 84 77 b) Seletivo 4 8 12 13

Resultados da simulação Tensões verticais – Corte horizontal a meia altura do pilar a) Atual 95 3 6 12 84 77 b) Seletivo 4 8 53 12 13 67

Resultados da simulação Tensões horizontais – Corte vertical a) Atual -1.5 -2.1 -4 -25 b) Seletivo -1.6 -2.4 -3.4 -16 -10

RESULTADOS ELEMNTOS FINITOS Desplazamientos – Corte vertical a) Atual -17.7 -16.9 -13 b) Seletivo -1,0 -15.8 -13.7 -11 -1.0

Resultados da simulação Deslocamentos – Corte horizontal no teto a) Atual -10 -16 -12 -11 -10 b) Seletivo -10 -13,7 -11,4 -11 -10

Resultados da simulação Desplazamientos – Corte horizontal a media altura del pilar a) Atual -16 -15 b) Seletivo -13,7 -12 -12,7

Discussão sobre os resultados obtidos Comparação dos resultados da modelação e cálculo convencional Localização no pilar Método atual (MPa) Método seletivo (MPa) Modelação Convencional Pilar central 77 59.29 53 - 67 45.41 Circundante ao pilar 84 - 95 13 33.36 Predição do esforço nos pilares para o método actual e seletivo

Discussão sobre os resultados obtidos Comparação do factor de segurança e indicadores de produção Metodologia, segurança e indicadores de produção Método atual(MPa) Método seletivo (MPa) Modelação Convencio-nal Salmon&Munro, Geenwald, Holland&Graddy (medio) 1.1 1.6 4.3 2.5 Deslocamento máximo(mm) 17.0 13.0 Razão de extracção (e,e´) 0.86 0.72 Razão de seletividade (s, s´) 0.25 0.29 Teor (kg de WO3/m3) 11.34 12.99

Medição de convergências no desmonte AW30 para o método actual

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 11.34 para 12.99 kg de WO3/m3 , 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.

Muito Obrigado Muchas gracias