Thesis. 1977. M.S.--Massachusetts Institute of Technology. Dept. of Civil Engineering. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND ENGINEERING. / Includes bibliographies. / M.S.

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Devido ao esgotamento de jazidas economicamente lavráveis a céu aberto, migrou-se para a lavra subterrânea. Porém, como isso é uma prática antiga, alguns métodos de lavra subterrânea deixaram de ser economicamente viáveis devido ao aprofundamento da lavra. Um exemplo disso é a lavra de carvão no sul do Brasil, onde jazidas exploradas a céu aberto ou mesmo pelo método de Câmaras e Pilares, começam a vislumbrar seu exaurimento técnico de lavra, por altos custos e baixa produtividade, o que norteia a busca por alternativas econômicas mais lucrativas. Uma destas alternativas é o método Longwall, praticamente desconhecido no Brasil, porém com crescente e não nova intenção de implementação no país. Isso já se refletiu em tentativas de operações e em novos estudos conceituais de viabilidade para o estado do Rio Grande do Sul. Estes fatores justificaram este estudo que teve por objetivo lançar luz sobre a lavra de carvão pelo método de Longwall, de modo a respaldar a sua implementação no Brasil. Sendo assim, o método foi descrito com enfoque em seus principais pontos, tais como, geomecânica e planejamento; além de apresentar estudos conceituais de lavra em dois cenários. O primeiro projeto conceitual apresenta um cenário tradicional objetivando implementação no Rio Grande do Sul; o segundo, tem por objetivo apresentar relativa flexibilidade do método, adaptando-o a um cenário não tradicional. Concluiu-se com este trabalho que fatores como geomecânica e correto planejamento de lavra são imprescindíveis para o sucesso da implementação do método. A partir dos resultados do estudo conceitual I e da versatilidade proposta no estudo II se justifica o aprofundamento nos estudos de operações por Longwall no país. / Due to the exhaustion of economically mining deposits, migrated to the underground mining. However, as this is an ancient practice, some underground mining methods are no longer economically viable due to the deepening of the mining. An example of this is the mining of coal in southern Brazil, where deposits exploited opencast or even by the Room and Pillars, begin to envision your fatigue, mining technical high costs and low productivity, which guides the search for more profitable economic alternatives. One of these alternatives is the Longwall method, virtually unknown in Brazil, but with growing and not new intention of implementation in the country. It already was reflected in attempts to operations and on new conceptual studies of feasibility for the state of Rio Grande do Sul. These factors justify this study that aimed to shed light on the mining of coal by Longwall method, in order to support its implementation in Brazil. Therefore, the method has been described with focus on its key points, such as, geomechanics and planning; In addition to presenting conceptual studies of raging in two scenarios. The first conceptual design features a traditional setting with the objective of implementation in the Rio Grande do Sul; the second aims to introduce on the flexibility method, adapting it to a non-traditional setting. This work concluded that factors like geomechanics and correct planning of mining are indispensable for the successful implementation of the method. From the results of the study and conceptual versatility proposal in study II justification the deepening in the studies of Longwall operations in the country.

A interação entre rocha e metal, na forma de operações como perfuração, escavação e cominuição, dá origem a dois efeitos: um desejado, desagregação da rocha e outro indesejado, desgaste do metal. Como o desgaste, dramaticamente, influencia o desempenho dos equipamentos, é fundamental para estabelecer uma base para equações de predição de taxas de desgaste potencial. Neste contexto, Golovanevskiy e Bearman (2008), propuseram mais um método para avaliação da abrasividade. Este método, ensaio de abrasão por impacto deslizante (Gouging Abrasion Test), é realizado em condições de alta tensão/alto impacto de desgaste e é caracterizado pela maior taxa de remoção de material de todos os modos de desgaste e, portanto, representa o modo mais severo de desgaste abrasivo.O método consiste, basicamente, de uma ponteira cilíndrica com uma ponta cônica de 90º. Esta ponteira, em trajetória pendular, atinge uma amostra de rocha com energia de impacto de aproximadamente 300 joules e velocidade da ordem de 5,2 m/s. Semelhante à metodologia de cálculo de abrasividade Cerchar (CAI), o Gouging Abrasion Index (Gi) é calculado como sendo a média do diâmetro da ponta cônica, após desgaste, em milímetros e multiplicado por 10. Este trabalho verificou a adequabilidade do Gouging Abrasion Test, para um pequeno número de amostras de rocha que representam, qualitativamente, os principais tipos de rocha encontrados no Brasil e a sua correlação com outros ensaios consagrados como resistência à compressão, desgaste Amsler e dureza Knoop. Está análise mostrou alta correlação entre Gi e dureza knoop (R² = 0,94), baixa correlação com desgaste Amsler (R² = 0,41) e nenhuma correlação com resistência à compressão uniaxial. / The rock-metal interaction, like occurs in operations as drilling, excavation and crushing, generates two effects: the desired rock degradation and the undesirable metal wear. As the wear dramatically influences the process performance of the equipment, it is critical to establish a basis for predictive equations to estimate potential wear rates. Following this context, in 2008 Golovanevskiy and Bearman proposed a method for abrasiveness evaluation. The method, Gouging Abrasion Test, employs high-stress load gouging/sliding impact wear and is characterized by the highest material removing rate than all wear modes, therefore representing the most severe type of abrasive wear. The method consists, in a few words, of a steel wear tool with a 90o sharp conical tip. This tip attacks a rock sample in a swinging trajectory with a impact energy of more than 300 joules and a speed around 5,2 m/s. Like the Cerchar Abrasivity Index (CAI) calculation, the Gouging Abrasion Index (Gi) is determined as 10 times de average diameter in millimeters of de conical tip (now flat) after one event of wear. This work intends to improve the knowledge about Gouging Abrasion Test, and evaluates its suitability in a small group of rocks that represents some of the main types to be found in Brazil\'s rock cutting, drilling and crushing works. Its relation to other frequent tests like uniaxial compressive strength, Amsler abrasive wear and Knoop hardness were also verified. The results show high correlation between Gi and Knoop hardness (R2 = 0,94), low correlation with Amsler wear (R2 = 0,41) and no relation to uniaxial compressive strength.

Wear to mining equipment reduces operational efficiency. If wear rates can be predicted, appropriate matching of alloys to the mine' s geologic conditions can aid in improving the operational efficiency. This study addresses rock characteristics which lead to wear. Macroscopic rock tools which lead to wear include sharp edges and comers on rocks. During a rock/equipment interaction, these rock tools cause high point pressures on the surface of the equipment which leads to ductile cutting and gouging of the surface and subsequent removal of metal. Hard mineral grains, or grain tools, produce abrasion as the grains move across equipment surfaces. Grain and rock tools were analyzed for metamorphic, hydrothermally altered, plutonic, and sedimentary rocks from six mines and quarries. Grain tools were examined by petrographic analysis and Knoop microhardness: rock tools by uniaxial compressive tests, density, and rock size. Fourier analysis of rock and mineral shapes and abrasion tests were used to examine the evolution of tools. Prediction of wear rates appears most closely related to uniaxial compressive strength, Knoop microhardness, and quartz content. Uniaxial compressive strength relates to rock tool endurance; Knoop microhardness contrast between mineral grains and matrix/cement influences evolution of tools during surface interactions; quartz content relates to the abrasive capacity of a rock surface.

Abstract not available

Thesis (M.A.)--University of Texas at Austin, 1990. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 96-101).

Thesis (Ph. D.)--West Virginia University, 2003. / Title from document title page. Document formatted into pages; contains xv, 214 p. : ill. (some col.). Vita. Includes abstract. Includes bibliographical references (p. 92-94).

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