As técnicas de perfilagem geofísica são amplamente utilizadas na indústria de petróleo e vem se tornando cada vez mais importante no setor mineiro. Em aplicaçções bem sucedidas, elas podem ser usadas para substituir a análise laboratorial de determinadas variáveis cujo custo muitas vezes é elevado. Por meio delas, podem ser determinadas as propriedades físicas e químicas de camadas de carvão, parâmetros importantes na elaboração do planejamento de lavra, bem como no controle e processamento do minério. Preferencialmente, a análise laboratorial é realizada em amostras obtidas a partir de recuperação de testemunhos de sondagem. Por outro lado, a perfilagem geofísica pode ser muito vantajosa, ajudando a resolver problemas relacionados com a perda de testemunho durante a perfuração. Além disso, ela pode ser aplicada em furos de desmonte que não possuem amostras intactas para análise, diminuindo o custo de investigação. Este trabalho estuda a possibilidade de controlar os parâmetros de qualidade de carvão por meio de perfilagem geofísica em furos de desmonte. Para isto, foram realizadas coletas de amostras de testemunho de sondagem (furos de exploração), perfilagem destes com gama natural e resistividade, bem como de furos de desmonte em áreas testes lavradas em um depósito de carvão conhecido. Os materiais provenientes destas áreas testes foram monitorados e regularmente amostrados até a chegada à correia transportadora de alimentação da usina e os parâmetros físicos e químicos foram determinados em laboratório. Estabelecendo-se um modelo de regressão para estimar os parâmetros de qualidade de carvão (teor de cinza e densidade), com base nos registros geofísicos de perfilagem dos furos de exploração e análises de testemunhos, foi possível prever seus valores (para uma dada camada de carvão do depósito) por meio de perfilagem geofísica de furos de desmonte. Os resultados obtidos demonstram que é possível visualizar e estimar a qualidade do carvão que alimenta a usina com a ajuda dos métodos geofísicos e de modelos de calibração. Os modelos mostram que existe uma boa correlação entre o conteúdo radiométrico do carvão, que é expressa pela gama natural, e seus parâmetros de qualidade. O erro relativo das estimativas para teor de cinzas não excedeu ± 13%. Foi feita a reconciliação entre massa lavrada, ROM (Run of Mine), e a calculada por meio da perfilagem geofísica, obtendo-se, também, erros da ordem de ± 10%. / The geophysical logging techniques are widely used in the petroleum industry and are becoming more important in the mining sector. In successful cases, they can be used to replace laboratory analysis which can be very expensive. Through these techniques, the physical and chemical properties of coal seams, important parameters required in mine planning, control and processing can be determined. Normally, the laboratory analysis is performed on samples obtained from the recovery of core samples during drilling. However, borehole logging can be very advantageous to help solve problems associated with low core sample recovery. It can also be applied in blasting holes. This dissertation investigates the possibility of controlling the quality parameters of coal by means of geophysical logging in blasting holes. Therefore, core drilling samples were recovered and collected in boreholes for exploration and these holes were also logged with natural gamma and resistivity probes. These two set of of data were checked for correlation and a regression model was derived. These regression model provides the means to obtain a physical and/or chemical estimation from the geophysical readings. Blasting holes in the same deposit, located in the area of study, were also geophysically logged as these holes do not provide intact cores for lab analysis The mined coal from these areas of study was tracked until arriving at the conveyor belt, feeding the plant where it was sampled. Establishing a model to estimate the quality parameters of coal (ash content and density), based on records of geophysical logging of boreholes for exploration, recovery and laboratory analyses of core samples, it was possible to predict the values of these materials (for a given coal seam of the deposit) through geophysical logging of blasting holes which were once present in the area, where they were extracted. The results show that it is possible to forecast and estimate the quality of the coal that feeds the plant with the aid of geophysical logging and calibration models obtained. The tools show that there is a good correlation between the radiometric content of coal, which is expressed by natural gamma, and the quality parameters of coal. The relative error of the estimates for ash content did not exceed ± 13%. In the end, the reconciliation process between the mass extracted, ROM (Run of Mine), and that calculated by using estimates based on geophysical logging was also conducted. The relative error of the estimates in respect to the mass extracted did not exceed ± 10%.

As técnicas de perfilagem geofísica são amplamente utilizadas na indústria de petróleo e vem se tornando cada vez mais importante no setor mineiro. Em aplicaçções bem sucedidas, elas podem ser usadas para substituir a análise laboratorial de determinadas variáveis cujo custo muitas vezes é elevado. Por meio delas, podem ser determinadas as propriedades físicas e químicas de camadas de carvão, parâmetros importantes na elaboração do planejamento de lavra, bem como no controle e processamento do minério. Preferencialmente, a análise laboratorial é realizada em amostras obtidas a partir de recuperação de testemunhos de sondagem. Por outro lado, a perfilagem geofísica pode ser muito vantajosa, ajudando a resolver problemas relacionados com a perda de testemunho durante a perfuração. Além disso, ela pode ser aplicada em furos de desmonte que não possuem amostras intactas para análise, diminuindo o custo de investigação. Este trabalho estuda a possibilidade de controlar os parâmetros de qualidade de carvão por meio de perfilagem geofísica em furos de desmonte. Para isto, foram realizadas coletas de amostras de testemunho de sondagem (furos de exploração), perfilagem destes com gama natural e resistividade, bem como de furos de desmonte em áreas testes lavradas em um depósito de carvão conhecido. Os materiais provenientes destas áreas testes foram monitorados e regularmente amostrados até a chegada à correia transportadora de alimentação da usina e os parâmetros físicos e químicos foram determinados em laboratório. Estabelecendo-se um modelo de regressão para estimar os parâmetros de qualidade de carvão (teor de cinza e densidade), com base nos registros geofísicos de perfilagem dos furos de exploração e análises de testemunhos, foi possível prever seus valores (para uma dada camada de carvão do depósito) por meio de perfilagem geofísica de furos de desmonte. Os resultados obtidos demonstram que é possível visualizar e estimar a qualidade do carvão que alimenta a usina com a ajuda dos métodos geofísicos e de modelos de calibração. Os modelos mostram que existe uma boa correlação entre o conteúdo radiométrico do carvão, que é expressa pela gama natural, e seus parâmetros de qualidade. O erro relativo das estimativas para teor de cinzas não excedeu ± 13%. Foi feita a reconciliação entre massa lavrada, ROM (Run of Mine), e a calculada por meio da perfilagem geofísica, obtendo-se, também, erros da ordem de ± 10%. / The geophysical logging techniques are widely used in the petroleum industry and are becoming more important in the mining sector. In successful cases, they can be used to replace laboratory analysis which can be very expensive. Through these techniques, the physical and chemical properties of coal seams, important parameters required in mine planning, control and processing can be determined. Normally, the laboratory analysis is performed on samples obtained from the recovery of core samples during drilling. However, borehole logging can be very advantageous to help solve problems associated with low core sample recovery. It can also be applied in blasting holes. This dissertation investigates the possibility of controlling the quality parameters of coal by means of geophysical logging in blasting holes. Therefore, core drilling samples were recovered and collected in boreholes for exploration and these holes were also logged with natural gamma and resistivity probes. These two set of of data were checked for correlation and a regression model was derived. These regression model provides the means to obtain a physical and/or chemical estimation from the geophysical readings. Blasting holes in the same deposit, located in the area of study, were also geophysically logged as these holes do not provide intact cores for lab analysis The mined coal from these areas of study was tracked until arriving at the conveyor belt, feeding the plant where it was sampled. Establishing a model to estimate the quality parameters of coal (ash content and density), based on records of geophysical logging of boreholes for exploration, recovery and laboratory analyses of core samples, it was possible to predict the values of these materials (for a given coal seam of the deposit) through geophysical logging of blasting holes which were once present in the area, where they were extracted. The results show that it is possible to forecast and estimate the quality of the coal that feeds the plant with the aid of geophysical logging and calibration models obtained. The tools show that there is a good correlation between the radiometric content of coal, which is expressed by natural gamma, and the quality parameters of coal. The relative error of the estimates for ash content did not exceed ± 13%. In the end, the reconciliation process between the mass extracted, ROM (Run of Mine), and that calculated by using estimates based on geophysical logging was also conducted. The relative error of the estimates in respect to the mass extracted did not exceed ± 10%.

As técnicas de perfilagem geofísica são amplamente utilizadas na indústria de petróleo e vem se tornando cada vez mais importante no setor mineiro. Em aplicaçções bem sucedidas, elas podem ser usadas para substituir a análise laboratorial de determinadas variáveis cujo custo muitas vezes é elevado. Por meio delas, podem ser determinadas as propriedades físicas e químicas de camadas de carvão, parâmetros importantes na elaboração do planejamento de lavra, bem como no controle e processamento do minério. Preferencialmente, a análise laboratorial é realizada em amostras obtidas a partir de recuperação de testemunhos de sondagem. Por outro lado, a perfilagem geofísica pode ser muito vantajosa, ajudando a resolver problemas relacionados com a perda de testemunho durante a perfuração. Além disso, ela pode ser aplicada em furos de desmonte que não possuem amostras intactas para análise, diminuindo o custo de investigação. Este trabalho estuda a possibilidade de controlar os parâmetros de qualidade de carvão por meio de perfilagem geofísica em furos de desmonte. Para isto, foram realizadas coletas de amostras de testemunho de sondagem (furos de exploração), perfilagem destes com gama natural e resistividade, bem como de furos de desmonte em áreas testes lavradas em um depósito de carvão conhecido. Os materiais provenientes destas áreas testes foram monitorados e regularmente amostrados até a chegada à correia transportadora de alimentação da usina e os parâmetros físicos e químicos foram determinados em laboratório. Estabelecendo-se um modelo de regressão para estimar os parâmetros de qualidade de carvão (teor de cinza e densidade), com base nos registros geofísicos de perfilagem dos furos de exploração e análises de testemunhos, foi possível prever seus valores (para uma dada camada de carvão do depósito) por meio de perfilagem geofísica de furos de desmonte. Os resultados obtidos demonstram que é possível visualizar e estimar a qualidade do carvão que alimenta a usina com a ajuda dos métodos geofísicos e de modelos de calibração. Os modelos mostram que existe uma boa correlação entre o conteúdo radiométrico do carvão, que é expressa pela gama natural, e seus parâmetros de qualidade. O erro relativo das estimativas para teor de cinzas não excedeu ± 13%. Foi feita a reconciliação entre massa lavrada, ROM (Run of Mine), e a calculada por meio da perfilagem geofísica, obtendo-se, também, erros da ordem de ± 10%. / The geophysical logging techniques are widely used in the petroleum industry and are becoming more important in the mining sector. In successful cases, they can be used to replace laboratory analysis which can be very expensive. Through these techniques, the physical and chemical properties of coal seams, important parameters required in mine planning, control and processing can be determined. Normally, the laboratory analysis is performed on samples obtained from the recovery of core samples during drilling. However, borehole logging can be very advantageous to help solve problems associated with low core sample recovery. It can also be applied in blasting holes. This dissertation investigates the possibility of controlling the quality parameters of coal by means of geophysical logging in blasting holes. Therefore, core drilling samples were recovered and collected in boreholes for exploration and these holes were also logged with natural gamma and resistivity probes. These two set of of data were checked for correlation and a regression model was derived. These regression model provides the means to obtain a physical and/or chemical estimation from the geophysical readings. Blasting holes in the same deposit, located in the area of study, were also geophysically logged as these holes do not provide intact cores for lab analysis The mined coal from these areas of study was tracked until arriving at the conveyor belt, feeding the plant where it was sampled. Establishing a model to estimate the quality parameters of coal (ash content and density), based on records of geophysical logging of boreholes for exploration, recovery and laboratory analyses of core samples, it was possible to predict the values of these materials (for a given coal seam of the deposit) through geophysical logging of blasting holes which were once present in the area, where they were extracted. The results show that it is possible to forecast and estimate the quality of the coal that feeds the plant with the aid of geophysical logging and calibration models obtained. The tools show that there is a good correlation between the radiometric content of coal, which is expressed by natural gamma, and the quality parameters of coal. The relative error of the estimates for ash content did not exceed ± 13%. In the end, the reconciliation process between the mass extracted, ROM (Run of Mine), and that calculated by using estimates based on geophysical logging was also conducted. The relative error of the estimates in respect to the mass extracted did not exceed ± 10%.

Campanhas de amostragem são indispensáveis para o desenvolvimento da pesquisa e do planejamento de lavra. A perfilagem geofísica é um método de amostragem indireta, que vem se mostrando muito eficaz com o desenvolvimento de novas tecnologias para medições de grandezas físicas. Com baixo custo de operação e versatilidade de manuseio a perfilagem geofísica pode ser realizada concomitantemente com as operações de lavra, proporcionando reposta imediata do parâmetro medido. No entanto os métodos geofísicos de prospecção, por serem indiretos, não apresentam uma grande precisão e devido a isso os dados obtidos por perfilagem geofísica não podem ter a mesma importância que as informações obtidas por testemunhos de sondagem. O conceito de informação primária e secundária vem sendo amplamente discutido e aplicado devido à necessidade de uma melhoria do conhecimento do atributo geológico principal, desde que o mesmo se correlacione com algum outro parâmetro secundário. A redução de custos via aproveitamento de informações secundárias e métodos alternativos de amostragem também são fatores que influenciam essa aplicação Por este motivo, essa dissertação levanta o tema da aplicação de perfilagem geofísica de poço em depósitos de carvão para obtenção de informações secundárias. Concomitantemente a isso foram aplicadas metodologias capazes de combinar informações adquiridas por perfilagem geofísica, ou por um outro método, a um banco de dados obtido por amostragem com recuperação de testemunho. Concluiu-se que independente do método empregado para incorporação de informação secundária, as estimativas apresentam melhorias significativas quando comparadas com as estimativas sem a contemplação de informações secundárias. Conseqüentemente a aplicação de perfilagem pode ser uma ferramenta de extrema importância e confiável para obtenção de informação secundária e também para melhoria do planejamento de lavra para curto prazo.

Submitted by Júlio Leão Brandão (jlbrandao@ufba.br) on 2018-08-21T16:44:33Z No. of bitstreams: 1 Dissert_Victor_Koehne_final.pdf: 41205493 bytes, checksum: 697711c5d1d92aa01956bacc668308fb (MD5) / Approved for entry into archive by NUBIA OLIVEIRA (nubia.marilia@ufba.br) on 2018-08-29T14:51:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissert_Victor_Koehne_final.pdf: 41205493 bytes, checksum: 697711c5d1d92aa01956bacc668308fb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T14:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert_Victor_Koehne_final.pdf: 41205493 bytes, checksum: 697711c5d1d92aa01956bacc668308fb (MD5) / A inversão completa da forma de onda (FWI - do inglês full-waveform inversion) é atualmente uma das principais ferramentas para determinar modelos de velocidades da subsuperfície com alta resolução. Nessa dissertação, a FWI no domínio do tempo é introduzida e desenvolvida sob a ótica da implementação, na seguinte sequência: modelagem sísmica, migração reversa no tempo (ou reverse time migration, RTM) e FWI. É mostrado que a RTM, do ponto de vista computacional, equivale a duas modelagens sísmicas, ou três modelagens se for usada a implementação com borda efetiva. A abordagem da FWI como um problema iterativo que visa minimizar o resíduo dos dados sísmicos mostra que o gradiente de cada iteração é, pelo método adjunto, equivalente à RTM do resíduo. Dessa maneira, usando RTM com borda efetiva e um método de estimação do passo, é mostrado que uma iteração da FWI é computacionalmente equivalente a quatro modelagens sísmicas. Como se sabe, a modelagem é um processo muito intensivo computacionalmente, e dentre as formas eficientes de resolver esse problema se destaca o uso de computação paralela. Nessa dissertação, se escolheu a paralelização utilizando placas gráficas (ou graphics processing unit, GPU) que possui alta capacidade de cálculo de pontos flutuantes, porém baixa eficiência na transferência de dados. Tais características se adequam muito bem ao problema de extrapolação de campos de onda no tempo, em especial no cálculo do Laplaciano da equação da onda acústica em cada ponto do modelo, que correspondem a quase todo o tempo computacional da modelagem, custo esse que, paralelizado em GPU, mais que compensa as transferências de memória CPU-GPU inerentes ao problema. A GPU, todavia, tem uma restrição de memória, tipicamente variando entre 2, 5 e 12 GB. Nessa dissertação, então se focou em técnicas que permitem a economia de memória em troca de processamento. Dentre essas implementações, destaca-se o uso de borda efetiva na RTM e o uso do método de expansão rápida (REM), que permite extrapolação a maiores intervalos de tempo, reduzindo o número total de amostras temporais que precisam ser armazenadas e transferidas na memória do equipamento utilizado. A implementação em GPU também permitiu testar em tempo hábil alguns dos fatores mais importantes que influenciam a FWI. Foram testados, numa malha regular: quatro operadores de modelagem - diferenças finitas (DF), pseudo-espectral (PS), REM-DF e REMPS-; as condições de borda absorvedora taper e perfectly matching layer (PML); e os métodos de inversão conjugado gradiente não linear (CGNL) e L-BFGS. Os resultados desses testes permitiram selecionar os melhores critérios para execução da FWI em modelos de velocidades sintéticos, porém de geologia complexa. O uso da metodologia multiescala, essencial para evitar convergência a mínimos locais, associado a uma modelagem extra para obtenção de um passo adequado, permitiu a obtenção de resultados finais de alta resolução para os três modelos testados. / Full-waveform inversion (FWI) is nowadays one of the main tools for estimating high resolutionsubsurfacevelocitymodels. Inthisdissertation, time-domainFWIisintroducedfroman algorithmic point of view: seismic modeling, reverse time migration (RTM), and FWI. It is shown that RTM, from a computational point of view, is equivalent to two seismic modeling processes, or three if the effective boundaries implementation is used. The approach of FWI as an iterative problem (which aims to minimize the seismic data residue) shows that the gradient of each iteration, using the adjoint-state method, is equivalent to the RTM of the residue. In this manner, using RTM with effective boundaries and a step length estimation method, it is shown in this thesis that one iteration of FWI is computationally equivalent of four seismic modelling processes. Itisknownthatseismicmodelingisahighlyintensivecomputationalprocess, andamong the techniques to mitigate this cost the use of parallel computing stands out. In this dissertation we chose the parallelization using the graphics processing unit (GPU) which has high floating point computation capability, but low efficiency in data transfer. These characteristics fit very well to the problem of wave field extrapolation in time, especially in the calculation of the Laplacian of the acoustic wave equation at each point of the model, whose computational costs in GPU more than compensates the data transfers inherent to the problem. The GPU, however, has a memory constraint, typically ranging from 2, 5 and 12 GB. In this thesis, we then focused in techniques that allowed memory savings in exchange of processing. Among these implementations, we highlight the use of effective boundaries in RTM and the rapid expansion method (REM) for time extrapolation, which allows marching at longer time steps, reducing the total time samples that need to be stored and transferred. The GPU implementation also enabled to test in a timely manner some of the most important factors influencing FWI. We tested, in a regular grid: four modeling operators finite-differences (FD), pseudo-spectral (PS), REM-FD, REM-PS -; the absorbing boundary conditions taper and perfectly matching layer (PML); and the inversion methods L-BFGS and non-linear conjugate gradient (NLCG). The results of these tests allowed to select the best criteria for FWI execution in synthetic velocity models of complex geology. The use of the multiscale methodology, essential to avoid convergence to local minima, in conjunction with an extra modeling step to ensure an efficient step length, allowed achieving final results of high resolution for the three tested models.

Campanhas de amostragem são indispensáveis para o desenvolvimento da pesquisa e do planejamento de lavra. A perfilagem geofísica é um método de amostragem indireta, que vem se mostrando muito eficaz com o desenvolvimento de novas tecnologias para medições de grandezas físicas. Com baixo custo de operação e versatilidade de manuseio a perfilagem geofísica pode ser realizada concomitantemente com as operações de lavra, proporcionando reposta imediata do parâmetro medido. No entanto os métodos geofísicos de prospecção, por serem indiretos, não apresentam uma grande precisão e devido a isso os dados obtidos por perfilagem geofísica não podem ter a mesma importância que as informações obtidas por testemunhos de sondagem. O conceito de informação primária e secundária vem sendo amplamente discutido e aplicado devido à necessidade de uma melhoria do conhecimento do atributo geológico principal, desde que o mesmo se correlacione com algum outro parâmetro secundário. A redução de custos via aproveitamento de informações secundárias e métodos alternativos de amostragem também são fatores que influenciam essa aplicação Por este motivo, essa dissertação levanta o tema da aplicação de perfilagem geofísica de poço em depósitos de carvão para obtenção de informações secundárias. Concomitantemente a isso foram aplicadas metodologias capazes de combinar informações adquiridas por perfilagem geofísica, ou por um outro método, a um banco de dados obtido por amostragem com recuperação de testemunho. Concluiu-se que independente do método empregado para incorporação de informação secundária, as estimativas apresentam melhorias significativas quando comparadas com as estimativas sem a contemplação de informações secundárias. Conseqüentemente a aplicação de perfilagem pode ser uma ferramenta de extrema importância e confiável para obtenção de informação secundária e também para melhoria do planejamento de lavra para curto prazo.

Campanhas de amostragem são indispensáveis para o desenvolvimento da pesquisa e do planejamento de lavra. A perfilagem geofísica é um método de amostragem indireta, que vem se mostrando muito eficaz com o desenvolvimento de novas tecnologias para medições de grandezas físicas. Com baixo custo de operação e versatilidade de manuseio a perfilagem geofísica pode ser realizada concomitantemente com as operações de lavra, proporcionando reposta imediata do parâmetro medido. No entanto os métodos geofísicos de prospecção, por serem indiretos, não apresentam uma grande precisão e devido a isso os dados obtidos por perfilagem geofísica não podem ter a mesma importância que as informações obtidas por testemunhos de sondagem. O conceito de informação primária e secundária vem sendo amplamente discutido e aplicado devido à necessidade de uma melhoria do conhecimento do atributo geológico principal, desde que o mesmo se correlacione com algum outro parâmetro secundário. A redução de custos via aproveitamento de informações secundárias e métodos alternativos de amostragem também são fatores que influenciam essa aplicação Por este motivo, essa dissertação levanta o tema da aplicação de perfilagem geofísica de poço em depósitos de carvão para obtenção de informações secundárias. Concomitantemente a isso foram aplicadas metodologias capazes de combinar informações adquiridas por perfilagem geofísica, ou por um outro método, a um banco de dados obtido por amostragem com recuperação de testemunho. Concluiu-se que independente do método empregado para incorporação de informação secundária, as estimativas apresentam melhorias significativas quando comparadas com as estimativas sem a contemplação de informações secundárias. Conseqüentemente a aplicação de perfilagem pode ser uma ferramenta de extrema importância e confiável para obtenção de informação secundária e também para melhoria do planejamento de lavra para curto prazo.

Este estudo apresenta a comparação e discussão entre registros de perfilagem geofísica obtidos por três sondas elétricas que medem resistividades de litologias. Uma análise detalhada foi feita para detectar qual destas sondas utilizadas proporciona a melhor opção em termos de identificação das camadas de carvão e resolução vertical. As sondas elétricas utilizadas foram: guard log (GLOG), single point resistance (SPR) e induction log (IND). Para auxiliar na comparação entre esses diferentes perfis, outros dois registros geofísicos importantes foram incluídos: radiação gama natural (GN) e optical televiewer (OPTV), os quais ajudaram a identificar os estratos de carvão. No caso específico do OPTV, quando a situação é favorável, ele permite identificar os estratos de carvão e verificar a resolução vertical dos demais registros, em função da excelente resolução vertical. As imagens produzidas pelo OPTV podem, nas circunstâncias adequadas, servir como testemunho digital, para complementar ou mesmo substituir as amostras de sondagem com recuperação de testemunhos. Neste estudo, foram analisados dados obtidos em 4 depósitos de carvão diferentes: Área B3, Calombo, Cerro e Seival. Todos os depósitos de carvão acima citados situam-se no estado do Rio Grande do Sul (RS) - Brasil. Ao todo, 15 furos foram apresentados e discutidos. Destes, 13 são furos de sondagem com recuperação de testemunhos, enquanto que os dois restantes são furos de desmonte. As descrições geológicas dos 13 furos de sondagens são as informações principais utilizadas como parâmetro de controle nas comparações entre os perfis geofísicos, enquanto que as imagens OPTV serviram como uma alternativa para verificar a resolução vertical dos perfis elétricos. Ao final das análises, verificou-se que o dispositivo guard-log (GLOG) tende a ter o melhor desempenho no aspecto de identificação litológica, demonstrando uma capacidade superior em relação aos demais arranjos em termos de resolução vertical. Estatisticamente, ele apresentou as estimativas de espessuras mais próximas em valor, em relação às espessuras proporcionadas pelas descrições geológicas de testemunhos de sondagem. / This study presents a comparison and discussion between the geophysical logs obtained by three electrical probes that measure resistivity of lithologies. A detailed analysis was carried out to detect which of these probes, provides the best option in terms of identification of coal seams and vertical resolution. The electrical probes used were guard log (GLOG), single point resistance (SPR) and induction log (IND). To aid the comparison between the different logs, two other important geophysical logs were included: natural gamma radiation (GN) and optical televiewer (OPTV), which helped to identify the coal seams. In the specific case of OPTV, when the situation is favorable, it identifies the coal seams and check the vertical resolution of the other logs, in function of its excellent vertical resolution. The images produced by OPTV can serve, in appropriate circumstances, as digital core sample to complement or even replace the diamond drill core samples recovery. In this study, analyzed data were obtained from four different coal deposits, which are: B3 Area, Calombo, Cerro and Seival. All the coal deposits mentioned above are located in the state of Rio Grande do Sul (RS) - Brazil. In all, 15 boreholes were presented and discussed. Out of these, 13 are boreholes with recovered core samples, while the remaining two are blastholes. The geological descriptions of the 13 boreholes are the main information used as a control parameter in comparisons against the geophysical logs, while OPTV images served as an alternative to verify the vertical resolution of the electric logs. At the end of the analysis, it was found that the guard-log probe (GLOG) tends to have better performance in the aspect of lithological identification, demonstrating a greater capacity in comparison with the other in terms of vertical resolution. Statistically, it presented the closest estimated value in relation to the coal seams thickness provided by geological description of the recovered core samples.

Este estudo apresenta a comparação e discussão entre registros de perfilagem geofísica obtidos por três sondas elétricas que medem resistividades de litologias. Uma análise detalhada foi feita para detectar qual destas sondas utilizadas proporciona a melhor opção em termos de identificação das camadas de carvão e resolução vertical. As sondas elétricas utilizadas foram: guard log (GLOG), single point resistance (SPR) e induction log (IND). Para auxiliar na comparação entre esses diferentes perfis, outros dois registros geofísicos importantes foram incluídos: radiação gama natural (GN) e optical televiewer (OPTV), os quais ajudaram a identificar os estratos de carvão. No caso específico do OPTV, quando a situação é favorável, ele permite identificar os estratos de carvão e verificar a resolução vertical dos demais registros, em função da excelente resolução vertical. As imagens produzidas pelo OPTV podem, nas circunstâncias adequadas, servir como testemunho digital, para complementar ou mesmo substituir as amostras de sondagem com recuperação de testemunhos. Neste estudo, foram analisados dados obtidos em 4 depósitos de carvão diferentes: Área B3, Calombo, Cerro e Seival. Todos os depósitos de carvão acima citados situam-se no estado do Rio Grande do Sul (RS) - Brasil. Ao todo, 15 furos foram apresentados e discutidos. Destes, 13 são furos de sondagem com recuperação de testemunhos, enquanto que os dois restantes são furos de desmonte. As descrições geológicas dos 13 furos de sondagens são as informações principais utilizadas como parâmetro de controle nas comparações entre os perfis geofísicos, enquanto que as imagens OPTV serviram como uma alternativa para verificar a resolução vertical dos perfis elétricos. Ao final das análises, verificou-se que o dispositivo guard-log (GLOG) tende a ter o melhor desempenho no aspecto de identificação litológica, demonstrando uma capacidade superior em relação aos demais arranjos em termos de resolução vertical. Estatisticamente, ele apresentou as estimativas de espessuras mais próximas em valor, em relação às espessuras proporcionadas pelas descrições geológicas de testemunhos de sondagem. / This study presents a comparison and discussion between the geophysical logs obtained by three electrical probes that measure resistivity of lithologies. A detailed analysis was carried out to detect which of these probes, provides the best option in terms of identification of coal seams and vertical resolution. The electrical probes used were guard log (GLOG), single point resistance (SPR) and induction log (IND). To aid the comparison between the different logs, two other important geophysical logs were included: natural gamma radiation (GN) and optical televiewer (OPTV), which helped to identify the coal seams. In the specific case of OPTV, when the situation is favorable, it identifies the coal seams and check the vertical resolution of the other logs, in function of its excellent vertical resolution. The images produced by OPTV can serve, in appropriate circumstances, as digital core sample to complement or even replace the diamond drill core samples recovery. In this study, analyzed data were obtained from four different coal deposits, which are: B3 Area, Calombo, Cerro and Seival. All the coal deposits mentioned above are located in the state of Rio Grande do Sul (RS) - Brazil. In all, 15 boreholes were presented and discussed. Out of these, 13 are boreholes with recovered core samples, while the remaining two are blastholes. The geological descriptions of the 13 boreholes are the main information used as a control parameter in comparisons against the geophysical logs, while OPTV images served as an alternative to verify the vertical resolution of the electric logs. At the end of the analysis, it was found that the guard-log probe (GLOG) tends to have better performance in the aspect of lithological identification, demonstrating a greater capacity in comparison with the other in terms of vertical resolution. Statistically, it presented the closest estimated value in relation to the coal seams thickness provided by geological description of the recovered core samples.

o processo de avaliação de um depósito mineral é compreendido de duas grandes etapas: a coleta e análise de amostras que fornecerão informações importantes que servirão de base para as estimativas e a estimativa propriamente dita, onde serão aplicados métodos matemáticos aos dados obtidos pela amostragem. Ambas as etapas apresentam diversos problemas e empecilhos. Em relação à amostragem, o método usualmente aplicado é a perfuração rotativa com recuperação de testemunhos. Este método possui um custo bastante elevado, podendo um furo de poucos metros custar centenas de dólares e levar dias para ser feito. Outro problema associado com este método é a probabilidade de não se ter uma elevada recuperação do material, isto é, perda de material durante a execução da perfuração. Já na etapa de análise do material recuperado, uma das dificuldades mais freqüentes é a impossibilidade de se avaliar a flutuabilidade do valor estimado, ou seja, geralmente se estima um valor de atributo para a amostra e se considera esse valor único e real para ela, porém, sabe-se que, com análise em laboratório, é impossível se estimar o valor exato do atributo de uma amostra e, portanto, deve-se realizar uma série de análises e efetuar o calculo da média e desvio padrão do valor do atributo da amostra, porém, muitas vezes não se tem material físico (amostras) disponível para um grande número de análises. Quanto à avaliação do depósito, o principal problema está relacionado á impossibilidade de se considerar essa flutuabilidade do valor do atributo das amostras no momento da estimativa. A grande maioria dos métodos de estimativa usada para avaliação de depósitos carece de mecanismos que permitam a incorporação da incerteza do valor do atributo. Portanto, os objetivos desse trabalho foram: (i) encontrar uma maneira de aprimorar a coleta de informações de um depósito mineral e em contrapartida facilitar a estimativa da flutuabilidade do valor dos atributos das amostras e (ii) encontrar um método de avaliação de depósitos que permita a incorporação dessa incerteza do valor das amostras. Para solucionar os problemas apresentados pela amostragem, esta dissertação apresenta a perfilagem geofísica como uma ferramenta versátil e de fácil manuseio em campo, que permite a obtenção de um grande número de informações de caráter indireto e por meio de ferramentas matemáticas ainda permite o cálculo da flutuação do valor do atributo. Em relação à avaliação de depósitos, será utilizada a krigagem dos indicadores, método de estimativa não linear que permite a incorporação da incerteza dos valores dos atributos de uma maneira rápida no momento do cálculo das áreas de interesse. Descobriu-se que a aplicação da perfilagem geofísica foi bastante eficiente e prática contanto que a equipe responsável tenha o conhecimento das ferramentas utilizadas e como é a interação entre a ferramenta e o meio geológico. A eficácia do método geoestatístico foi comprovada através da comparação do resultado da krigagem dos indicadores que incorporou dados secundários provenientes da perfilagem geofísica com o resultado de uma estimativa usualmente feita em avaliação de depósitos baseada somente em dados primários (sondagem com recuperação de testemunhos). / The process of evaluation of a mineral deposit is constituted of two great stages: the collection and analysis of samples that will supply important information, which it will be the base for the evaluation and the estimating of the deposit where they will be applied mathematical methods on the data obtained from the sampling. 80th stages present several problems and difficulties. In relation to the sampling, the method usually applied it is the rotary drilling with ore recovering. This method is expensive, a hole of few meters will probably cost hundreds of dollars and take days to be done. Another problem associated with this method is the probability of not having a high recovery of the material, that is, materialloss during the execution of the drilling. About the analysis of the recovered material, one of the most frequent difficulties is the impossibility of evaluating the floatability of the estimated value, in other words, is usually estimated an attribute value for the sample and it is considered unique and real value for it, however, it is known that, with laboratory analysis, it is impossible to obtain the exact value of the attribute of a sample and, therefore, it should be done a series of analyses to calculate the average and standard deviation of the value of the attribute of the sample, however, most of times a great quantity of physical material (samples) are not available for a great number of analyses. For the evaluation of the deposit, the main problem is related to the impossibility of considering that floatability of the value of the attribute of the samples in the moment of the estimate. The great majority of the estimate methods used for evaluation of deposits lacks of mechanisms that allow the incorporation of the uncertainty of the value ofthe attribute. Therefore, the objectives of this research project are: to find a way to optimize the collection of information of a mineral deposit and in consequence to facilitate the estimate of the floatability of the value of the attributes of the samples and to find a method of evaluation of deposits that allow the incorporation of that uncertainty of the value of the samples. To solve the problems presented by the sampling, this dissertation presents the borehole logging as a versatile tool and of easy to handle in the field, which allows to obtain a great number of information with indirect features and it allows the calculation of the floatability of the value of the attribute through mathematical tools. In relation to the evaIuation of the deposits it will be use the indicator kriging. A non-linear method that allows the incorporation of the uncertainty of the values of the attributes in a fast way in the moment of the calculation of the areas of interest. It was discovered that the application of the borehole logging with indirect methods was quite efficient and practice as long as the responsible team has the knowledge of the use of the tools and about the interaction between the logging results and the geologicaI formations. The effectiveness of the geostatistic method was proven through the comparison of the result of the indicator kriging executed with secondary obtained with borehole logging with the result of an estimate done usuaIly in evaluation of deposits based only in primary data (survey ore recovery).