Modelo de blocos para dimensionamento prévio de reforço e suporte para escavações subterrâneas.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Aquino, Iure Borges de Moura
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/13129
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Aquino, Iure Borges de MouraLima, Hernani Mota deLima, Elissandra Nascimento de MouraRodrigues, John Kennedy GuedesOliveira Júnior, José Baptista deSilva, José Margarida daLima, Hernani Mota deZingano, André Cezar2021-02-25T17:49:45Z2021-02-25T17:49:45Z2020AQUINO, Iure Borges de Moura. Modelo de blocos para dimensionamento prévio de reforço e suporte para escavações subterrâneas. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Mineral) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2020.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/13129Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Escavação subterrânea em rocha é uma prática comum tanto em obras civis quanto em mineração. Garantir a estabilidade e segurança de uma escavação é fundamental para o bom andamento dos trabalhos. Esta tese apresenta e demonstra a viabilidade da utilização de modelos de blocos de classificação geomecânica – RMR e Sistema Q, estimados a partir de testemunhos de sondagem para o dimensionamento e zoneamento da malha dos sistemas de reforço de escavações subterrâneas e previsão da quantidade e custos com estes dispositivos. Além da comparação dos resultados dos métodos de estimativas por krigagem dos indicadores, krigagem ordinária, interpolação pelo inverso do quadrado da distância e interpolação pelo vizinho mais próximo para a construção de modelos de blocos geomecânicos que representem a qualidade do maciço rochoso. Juntamente com a influência das dimensões dos blocos (2 x 2 x 2 m e 5 x 5 x 5 m) nos resultados finais das estimativas. Os trabalhos de modelagem tridimensional incluíram a descrição geotécnica de testemunhos de sondagem; coleta de dados e confecção dos modelos de blocos das variáveis geomecânicas; e a elaboração do modelo de blocos de dimensionamento de reforço através da análise das dimensões da escavação e qualidade do maciço rochoso. As metodologias de dimensionamento de reforço e suporte de Barton e da Norwegian Road Authority foram utilizadas como exemplo nesta tese. Os dados utilizados neste estudo foram coletados a partir da descrição geotécnica de 39 furos de sonda com uma medida total de 4.015 metros na Mina Fazenda Brasileiro, localizada na cidade de Teofilândia, Estado da Bahia, Brasil. Os resultados permitiram afirmar que a krigagem por indicadores é o método mais indicado para estimativas de variáveis geomecânicas. Em relação às dimensões dos blocos adotados nas estimativas, os resultados obtidos tiveram poucas alterações. Entretanto os modelos com blocos de dimensões (2 x 2 x 2 m) apresentaram maior grau de detalhamento devido a maior variância dos resultados. Por sua vez, os modelos de blocos de dimensionamento de reforço e suporte propostos permitiram realizar o dimensionamento prévio da malha de reforço durante a fase de planejamento ou operação da mina, onde para cada bloco do modelo é calculado e definido o tipo de reforço ou suporte necessário. O dimensionamento prévio da malha de reforço possibilitou uma aplicação direta e específica dos modelos de blocos geomecânicos, em vez de uma utilização somente de representação e zoneamento da qualidade e/ou das características geomecânicas do maciço rochoso. Ademais, o dimensionamento prévio permite a maximização do aproveitamento das informações contidas nos testemunhos de sondagem, demonstrando a eficácia e o pioneirismo da utilização de modelos de blocos de dimensionamento de reforço para escavações subterrâneas, e fornece uma aplicação direta e específica dos modelos de blocos geomecânicos. Os modelos de blocos confeccionados foram validados por meio das técnicas de inspeção visual e validação cruzada. A precisão das estimativas para o zoneamento dos sistemas de suporte para a Mina Fazenda Brasileiro foi verificada pela comparação dos valores do índice do Sistema Q obtidos diretamente das paredes laterais da galeria durante o avanço da escavação.Underground rock excavation is a common practice in both civil works and mining. Ensuring the stability and safety of an excavation is essential for the smooth running of the works. This thesis presents and demonstrates the feasibility of using block models of geomechanical classification - RMR and Q System, estimated from drilling core for design and zoning of support systems for underground excavations and forecasting the quantity and costs with these devices. In addition to comparing the results of the estimation methods by indicator kriging, ordinary kriging, interpolation by the inverse of the square distance and interpolation by the nearest neighbor for the construction of the geomechanical block models that represent the quality of the rock mass. Together with the influence of the dimensions of the blocks (2 x 2 x 2 m and 5 x 5 x 5 m) in the final results of the estimates. The threedimensional modeling work included the geotechnical description of drill cores; data collection and construction of block models of geomechanical variables; and the elaboration of the reinforcement dimensioning blocks model through the analysis of the dimensions of the excavation and quality of the rock mass. The reinforcement and support dimensioning methodologies of Barton and the Norwegian Road Authority were used as an example in this thesis. The data used in this study were collected from the geotechnical description of 39 samples of well cores with a total measurement of 4,015 meters at the Fazenda Brasileiro Mine, located in the city of Teofilândia, State of Bahia, Brazil. The results allowed us to state that kriging by indicators is the most suitable method for estimating geomechanical variables. Regarding the dimensions of the blocks adopted in the estimates, the results obtained had few changes. However, the models with blocks of dimensions (2 x 2 x 2 m) presented a greater degree of detail due to the greater variance of the results. In turn, the proposed reinforcement and support sizing block models made it possible to carry out the previous sizing of the reinforcement mesh during the planning or operation phase of the mine, where for each model block the type of reinforcement or support is calculated and defined required. The previous dimensioning of the reinforcement mesh allowed a direct and specific application of the geomechanical block models, instead of using only the representation and zoning of the quality and / or geomechanical characteristics of the rock mass. Furthermore, the previous dimensioning allows the maximization of the use of the information contained in the drilling testimonies, demonstrating the effectiveness and the pioneering nature of the use of reinforcement dimensioning block models for underground excavations, and provides a direct and specific application of the geomechanical block models. The manufactured block models were validated using visual inspection and cross-validation techniques. The accuracy of the estimates for the zoning of the support systems for the Fazenda Brasileiro Mine was verified by comparing the values of the System Q index obtained directly from the side walls of the gallery during the advance of the excavation.Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 18/01/2021 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessMecânica de rochasMecânica do soloMineração subterrâneaEstabilidade estruturalGeoestatísticaModelo de blocos para dimensionamento prévio de reforço e suporte para escavações subterrâneas.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8924http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/13129/5/license.txt62604f8d955274beb56c80ce1ee5dcaeMD55CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-849http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/13129/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_texttext/html; charset=utf-80http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/13129/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-80http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/13129/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54ORIGINALTESE_ModeloBlocoDimensionamento.pdfTESE_ModeloBlocoDimensionamento.pdfapplication/pdf8495093http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/13129/1/TESE_ModeloBlocoDimensionamento.pdf0a10d8c9dfd78aeb9aef89f97e7bf07aMD51123456789/131292021-02-25 12:49:45.057oai:localhost:123456789/13129RGVjbGFyYcOnw6NvIGRlIGRpc3RyaWJ1acOnw6NvIG7Do28tZXhjbHVzaXZhCgpPIHJlZmVyaWRvIGF1dG9yOgoKYSlEZWNsYXJhIHF1ZSBvIGRvY3VtZW50byBlbnRyZWd1ZSDDqSBzZXUgdHJhYmFsaG8gb3JpZ2luYWwgZSBxdWUgZGV0w6ltIG8gZGlyZWl0byBkZSBjb25jZWRlciBvcyBkaXJlaXRvcyBjb250aWRvcyBuZXN0YSBsaWNlbsOnYS4gRGVjbGFyYSB0YW1iw6ltIHF1ZSBhIGVudHJlZ2EgZG8gZG9jdW1lbnRvIG7Do28gaW5mcmluZ2UsIHRhbnRvIHF1YW50byBsaGUgw6kgcG9zc8OtdmVsIHNhYmVyLCBvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBxdWFscXVlciBwZXNzb2Egb3UgZW50aWRhZGUuCgpiKVNlIG8gZG9jdW1lbnRvIGVudHJlZ3VlIGNvbnTDqW0gbWF0ZXJpYWwgZG8gcXVhbCBuw6NvIGRldMOpbSBvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvciwgZGVjbGFyYSBxdWUgb2J0ZXZlIGF1dG9yaXphw6fDo28gZG8gZGV0ZW50b3IgZG9zIGRpcmVpdG9zIGRlIGF1dG9yIHBhcmEgY29uY2VkZXIgw6AgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZGUgT3VybyBQcmV0by9VRk9QIG9zIGRpcmVpdG9zIHJlcXVlcmlkb3MgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EgZSBxdWUgZXNzZSBtYXRlcmlhbCwgY3Vqb3MgZGlyZWl0b3Mgc8OjbyBkZSB0ZXJjZWlyb3MsIGVzdMOhIGNsYXJhbWVudGUgaWRlbnRpZmljYWRvIGUgcmVjb25oZWNpZG8gbm8gdGV4dG8gb3UgY29udGXDumRvcyBkbyBkb2N1bWVudG8gZW50cmVndWUuCgpjKVNlIG8gZG9jdW1lbnRvIGVudHJlZ3VlIMOpIGJhc2VhZG8gZW0gdHJhYmFsaG8gZmluYW5jaWFkbyBvdSBhcG9pYWRvIHBvciBvdXRyYSBpbnN0aXR1acOnw6NvIHF1ZSBuw6NvIGEgVUZPUCwgZGVjbGFyYSBxdWUgY3VtcHJpdSBxdWFpc3F1ZXIgb2JyaWdhw6fDtWVzIGV4aWdpZGFzIHBlbG8gY29udHJhdG8gb3UgYWNvcmRvLgoKRepositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332021-02-25T17:49:45Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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