O carvão mineral Candiota tem elevado teor de cinzas e baixo rank, portanto não apresenta aplicação na metalurgia e sua utilização fica destinada à geração de energia. No entanto, carvões sub-betuminosos apresentam grande potencial de utilização na extração de ácidos húmicos (AH), cuja pesquisa se intensificou nas últimas décadas. No presente trabalho o carvão Candiota foi utilizado para extração alcalina de ácido húmico, o qual foi caracterizado de acordo com suas propriedades físico-químicas e superficiais. Os AHs são moléculas orgânicas de alto peso molecular e possuem atributos de polieletrólito. A caracterização do AH em pH alcalino mostrou grande quantidade de carga superficial negativa e baixa turbidez em suspensão. O AH apresentou a melhor condição para atuação como defloculante pelo mecanismo eletroestérico, devido à conformação estendida de sua molécula em pH alcalino, contrastando com a forma aglomerada em pH ácido, como comprovado pela análise microestrutural em MEV. A avaliação do AH como defloculante foi realizada em suspensão de alumina (60 % em massa). A quantidade ótima de AH foi determinada na curva de defloculação (viscosidade em função da concentração de defloculante), de modo que a adição de 0,016 % de AH (em pH 11) foi suficiente para obtenção de viscosidade baixa e adequada para os estudos reológicos. Nas curvas de fluxo e de viscosidade, a suspensão defloculada com AH mostrou comportamento pseudoplástico e levemente tixotrópico. O comportamento reológico em cisalhamento constante foi considerado adequado para baixas taxas de cisalhamento, e as propriedades da suspensão em repouso mostraram uma excelente estabilidade coloidal. De maneira geral, o comportamento do AH na defloculação foi similar ao do defloculante comercial poliacrilato de sódio utilizado no presente estudo a fim de se comparar os dados obtidos. Ambos defloculantes apresentaram efetiva redução e estabilização da viscosidade da suspensão. Os resultados sugerem uma barbotina adequada para processamento por colagem com características similares às utilizadas industrialmente. Como comprovação, foi realizada a colagem em molde de gesso. Após sinterização a 1600°C, a peça obtida não apresentou falhas visíveis, e a caracterização tecnológica mostrou que a dispersão e estabilização da suspensão promoveram uma microestrutura homogênea e com alta densificação (98,7 % do valor teórico). / The Candiota coal is a low rank and high ash content material, so it does not present application in metallurgy and its use is destined to the generation of energy. However, sub-bituminous coal present great potential for the use in humic acid extraction (HA), whose research was intensified in the last decades. In the present work the Candiota coal was used as raw-material for alkaline extraction of humic acid, which was characterized according to its physicochemical and superficial properties. AHs are organic molecules of high molecular weight and attributes of polyelectrolyte. The characterization of HA at alkaline pH showed large amount of negative surface charges and low turbidity in suspension. The HA presented the best condition for deflocculation of ceramics suspensions by the electroesteric mechanism, due to the extended configuration of its molecule at alkaline pH, in contrast to the agglomerated form at acidic pH, as evidenced by microstructural analysis in SEM. The evaluation of HA as a deflocculant was performed in alumina suspensions (60 % by weight). The optimal amount of HA was determined in the deflocculation curve (viscosity x deflocculant concentration), so that the addition of 0.016 % HA (at pH 11) was sufficient to obtain low and suitable viscosity for the rheological studies. In the flow and viscosity curves, the suspension deflocculated with HA showed a pseudoplastic and slightly thixotropic behavior. The rheological behavior at constant shear was considered suitable for low shear rates and the properties of the slurry at rest showed an excellent colloidal stability. In general, the behavior of the HA on deflocculation was similar to the commercial deflocculant sodium polyacrylate, used in the present study in order to compare the obtained data. Both deflocculants presented effective reduction and stabilization of the suspension viscosity. The results suggest that the slurry is suitable for processing by slip casting method with characteristics similar to industrially processed slurries. After sintering at 1600 °C, the cast piece showed no visible defects, and the technological characterization showed that the dispersion and stabilization of the suspension promoted a homogeneous microstructure with high densification (98.7 % of theoretical value).

O carvão mineral Candiota tem elevado teor de cinzas e baixo rank, portanto não apresenta aplicação na metalurgia e sua utilização fica destinada à geração de energia. No entanto, carvões sub-betuminosos apresentam grande potencial de utilização na extração de ácidos húmicos (AH), cuja pesquisa se intensificou nas últimas décadas. No presente trabalho o carvão Candiota foi utilizado para extração alcalina de ácido húmico, o qual foi caracterizado de acordo com suas propriedades físico-químicas e superficiais. Os AHs são moléculas orgânicas de alto peso molecular e possuem atributos de polieletrólito. A caracterização do AH em pH alcalino mostrou grande quantidade de carga superficial negativa e baixa turbidez em suspensão. O AH apresentou a melhor condição para atuação como defloculante pelo mecanismo eletroestérico, devido à conformação estendida de sua molécula em pH alcalino, contrastando com a forma aglomerada em pH ácido, como comprovado pela análise microestrutural em MEV. A avaliação do AH como defloculante foi realizada em suspensão de alumina (60 % em massa). A quantidade ótima de AH foi determinada na curva de defloculação (viscosidade em função da concentração de defloculante), de modo que a adição de 0,016 % de AH (em pH 11) foi suficiente para obtenção de viscosidade baixa e adequada para os estudos reológicos. Nas curvas de fluxo e de viscosidade, a suspensão defloculada com AH mostrou comportamento pseudoplástico e levemente tixotrópico. O comportamento reológico em cisalhamento constante foi considerado adequado para baixas taxas de cisalhamento, e as propriedades da suspensão em repouso mostraram uma excelente estabilidade coloidal. De maneira geral, o comportamento do AH na defloculação foi similar ao do defloculante comercial poliacrilato de sódio utilizado no presente estudo a fim de se comparar os dados obtidos. Ambos defloculantes apresentaram efetiva redução e estabilização da viscosidade da suspensão. Os resultados sugerem uma barbotina adequada para processamento por colagem com características similares às utilizadas industrialmente. Como comprovação, foi realizada a colagem em molde de gesso. Após sinterização a 1600°C, a peça obtida não apresentou falhas visíveis, e a caracterização tecnológica mostrou que a dispersão e estabilização da suspensão promoveram uma microestrutura homogênea e com alta densificação (98,7 % do valor teórico). / The Candiota coal is a low rank and high ash content material, so it does not present application in metallurgy and its use is destined to the generation of energy. However, sub-bituminous coal present great potential for the use in humic acid extraction (HA), whose research was intensified in the last decades. In the present work the Candiota coal was used as raw-material for alkaline extraction of humic acid, which was characterized according to its physicochemical and superficial properties. AHs are organic molecules of high molecular weight and attributes of polyelectrolyte. The characterization of HA at alkaline pH showed large amount of negative surface charges and low turbidity in suspension. The HA presented the best condition for deflocculation of ceramics suspensions by the electroesteric mechanism, due to the extended configuration of its molecule at alkaline pH, in contrast to the agglomerated form at acidic pH, as evidenced by microstructural analysis in SEM. The evaluation of HA as a deflocculant was performed in alumina suspensions (60 % by weight). The optimal amount of HA was determined in the deflocculation curve (viscosity x deflocculant concentration), so that the addition of 0.016 % HA (at pH 11) was sufficient to obtain low and suitable viscosity for the rheological studies. In the flow and viscosity curves, the suspension deflocculated with HA showed a pseudoplastic and slightly thixotropic behavior. The rheological behavior at constant shear was considered suitable for low shear rates and the properties of the slurry at rest showed an excellent colloidal stability. In general, the behavior of the HA on deflocculation was similar to the commercial deflocculant sodium polyacrylate, used in the present study in order to compare the obtained data. Both deflocculants presented effective reduction and stabilization of the suspension viscosity. The results suggest that the slurry is suitable for processing by slip casting method with characteristics similar to industrially processed slurries. After sintering at 1600 °C, the cast piece showed no visible defects, and the technological characterization showed that the dispersion and stabilization of the suspension promoted a homogeneous microstructure with high densification (98.7 % of theoretical value).

O carvão mineral Candiota tem elevado teor de cinzas e baixo rank, portanto não apresenta aplicação na metalurgia e sua utilização fica destinada à geração de energia. No entanto, carvões sub-betuminosos apresentam grande potencial de utilização na extração de ácidos húmicos (AH), cuja pesquisa se intensificou nas últimas décadas. No presente trabalho o carvão Candiota foi utilizado para extração alcalina de ácido húmico, o qual foi caracterizado de acordo com suas propriedades físico-químicas e superficiais. Os AHs são moléculas orgânicas de alto peso molecular e possuem atributos de polieletrólito. A caracterização do AH em pH alcalino mostrou grande quantidade de carga superficial negativa e baixa turbidez em suspensão. O AH apresentou a melhor condição para atuação como defloculante pelo mecanismo eletroestérico, devido à conformação estendida de sua molécula em pH alcalino, contrastando com a forma aglomerada em pH ácido, como comprovado pela análise microestrutural em MEV. A avaliação do AH como defloculante foi realizada em suspensão de alumina (60 % em massa). A quantidade ótima de AH foi determinada na curva de defloculação (viscosidade em função da concentração de defloculante), de modo que a adição de 0,016 % de AH (em pH 11) foi suficiente para obtenção de viscosidade baixa e adequada para os estudos reológicos. Nas curvas de fluxo e de viscosidade, a suspensão defloculada com AH mostrou comportamento pseudoplástico e levemente tixotrópico. O comportamento reológico em cisalhamento constante foi considerado adequado para baixas taxas de cisalhamento, e as propriedades da suspensão em repouso mostraram uma excelente estabilidade coloidal. De maneira geral, o comportamento do AH na defloculação foi similar ao do defloculante comercial poliacrilato de sódio utilizado no presente estudo a fim de se comparar os dados obtidos. Ambos defloculantes apresentaram efetiva redução e estabilização da viscosidade da suspensão. Os resultados sugerem uma barbotina adequada para processamento por colagem com características similares às utilizadas industrialmente. Como comprovação, foi realizada a colagem em molde de gesso. Após sinterização a 1600°C, a peça obtida não apresentou falhas visíveis, e a caracterização tecnológica mostrou que a dispersão e estabilização da suspensão promoveram uma microestrutura homogênea e com alta densificação (98,7 % do valor teórico). / The Candiota coal is a low rank and high ash content material, so it does not present application in metallurgy and its use is destined to the generation of energy. However, sub-bituminous coal present great potential for the use in humic acid extraction (HA), whose research was intensified in the last decades. In the present work the Candiota coal was used as raw-material for alkaline extraction of humic acid, which was characterized according to its physicochemical and superficial properties. AHs are organic molecules of high molecular weight and attributes of polyelectrolyte. The characterization of HA at alkaline pH showed large amount of negative surface charges and low turbidity in suspension. The HA presented the best condition for deflocculation of ceramics suspensions by the electroesteric mechanism, due to the extended configuration of its molecule at alkaline pH, in contrast to the agglomerated form at acidic pH, as evidenced by microstructural analysis in SEM. The evaluation of HA as a deflocculant was performed in alumina suspensions (60 % by weight). The optimal amount of HA was determined in the deflocculation curve (viscosity x deflocculant concentration), so that the addition of 0.016 % HA (at pH 11) was sufficient to obtain low and suitable viscosity for the rheological studies. In the flow and viscosity curves, the suspension deflocculated with HA showed a pseudoplastic and slightly thixotropic behavior. The rheological behavior at constant shear was considered suitable for low shear rates and the properties of the slurry at rest showed an excellent colloidal stability. In general, the behavior of the HA on deflocculation was similar to the commercial deflocculant sodium polyacrylate, used in the present study in order to compare the obtained data. Both deflocculants presented effective reduction and stabilization of the suspension viscosity. The results suggest that the slurry is suitable for processing by slip casting method with characteristics similar to industrially processed slurries. After sintering at 1600 °C, the cast piece showed no visible defects, and the technological characterization showed that the dispersion and stabilization of the suspension promoted a homogeneous microstructure with high densification (98.7 % of theoretical value).

As camadas de carvão de idade Permiana da Formação Rio Bonito de Candiota constituem o maior depósito do país. Atualmente são mineradas duas camadas, denominadas “Camada Candiota Superior” e “Camada Candiota Inferior”. As outras camadas, S1-S9 (camadas superiores) e I1-I5 (camadas inferiores), não são explotadas. O objetivo deste trabalho foi realizar um detalhamento das camadas inferiores, superiores e Banco Louco do depósito, utilizando como metodologia a aplicação dos conceitos de sedimentologia e estratigrafia de sequências; petrologia do carvão (descrição dos litotipos, análise da reflectância da vitrinita e análise de macerais) e análises químicas (imediatas, elementares, poder calorífico e difração de raios X). Foram identificados quatro sistemas deposicionais na área: leque aluvial, fluvial, laguna-barreira e marinho raso. A partir da base, a sucessão de litofácies compreende conglomerados matriz-suportado e arenitos grossos, sugerindo um ambiente típico para sistemas de leques aluviais e fluviais, com camadas de carvão pouco desenvolvidas (camadas inferiores). As principais camadas de carvão (espessas e contínuas) ocorrem no subambiente lagunar, no final do Trato de Sistemas Transgressivo da seqüência 2. As camadas superiores desenvolvem-se no Trato de Sistemas de Nível Alto e Trato de Sistemas de Nível Baixo, sendo tipicamente finas e descontinuas. Em seguida ocorrem sedimentos marinhos no topo da seção (Formação Palermo), sobrepostos à sucessão portadora de carvão. Os resultados das reflectâncias da vitrinita das camadas analisadas indicam um rank de carvão sub-bituminoso C (Rrandom= 0,36% - 0,47%), com evidências de alguns valores anômalos baixos relacionados ao alto conteúdo de matéria mineral. A análise dos litotipos determinou o litotipo fosco (durênio) predominante. A composição dos macerais é altamente variável, com algumas camadas extremamente ricas em macerais do grupo da inertinita (fusinita, semifusinita, inertodetrinita). A petrologia juntamente com a estratigrafia de seqüências mostra que as características do carvão são controladas pelo ambiente deposicional. Os resultados da análise elementar apresentam teores médios em peso das amostras de 28,3% para o carbono, 2,8% para o hidrogênio, 0,6% para o nitrogênio, 1,9% para o enxofre total e 20,3% para o oxigênio. A matéria volátil apresenta em média 43,6% em peso (d.a.f.) classificando as camadas de carvão como sub-bituminoso A. O poder calorífico calculado em uma base seca e livre de cinzas (d.a.f.) obteve valor médio de 5588 cal/g, classificando as amostras como sub-bituminoso B. Através da difração de raios X a mineralogia é constituída principalmente por quartzo, caolinita e ilita. As camadas de carvão analisadas são ricas em cinzas, utilizando os critérios do International Classification of in-Seam Coals (1998), a maioria das camadas é classificada como carvões de categoria muito inferior, entretanto, as camadas S4, I1, I4 e I5 são classificadas como rochas carbonosas (>50% em peso de cinza). Conforme dados da CRM, a usina termelétrica Presidente Médici pode operar com até 53% % em peso de cinzas e 2,0 de enxofre total. Assim sendo, as camadas S3, S6, S7, S8, S9, BL, I3 e I4 atenderiam as exigências de teor de cinzas e enxofre total máximo e exigido pela termelétrica. / The Candiota Coalfield, RS, is the largest coal deposit in the country, with coal seams developed in the Permian age the Rio Bonito Formation. Currently two seams are mined, called "Seam Candiota Superior" and "Seam Candiota Inferior". The other seams, S1-S9 (upper seams) and I1-I5 (lower seams) have not being mined so far. The aim of the present study was a characterization of the lower and upper seams of the deposit using methods of sequence stratigraphy and sedimentology, coal petrology (coal lithotypes, vitrinite reflectance, maceral analyses), and chemical characterization (proximate analysis, ultimate analysis, calorific value determination and x-ray diffraction). Sedimentological analyses identified four depositional systems in the area: alluvial fan, fluvial, lagoon-barrier and shallow marine. From the base, the succession of lithofacies comprises matrix-supported conglomerates and coarse grained sandstones, suggesting a typical environment for systems dominated by alluvial fans and river, with poorly developed coal seams (lower seams). The main coal seams (continuous, thick) occur in a lagoon-type subenvironment at the final stage of a transgressive systems tract of sequence 2. The upper seams developed in a Highstand Systems Tract and Lowstand Systems Tract, and are typically thin and discontinuous. Marine sediments occur at the top of the section (Palermo Formation), overlapping the coal-bearing strata. The results of the vitrinite reflectance measurements of the coal seams indicate a rank of sub-bituminous C (Rrandom = 0.36 - 0.47%), with evidence of some anomalous low values related to the high content of mineral matter. The dominant lithotype in the coal seams is durain. The maceral composition is highly variable, with some seams extremely rich in the maceral group inertinita (fusinite, semifusinite, inertodetrinite). The petrology along with the sequence stratigraphic interpretation show that the characteristics of the coal seams are controlled by depositional environment. Results from elemental analysis show that the average content (wt.%) were: 28.3% carbon, 2.8 % hydrogen, 0.6% for nitrogen, 1.9% for total sulfur and 20.3% for oxygen. The average volatile matter content obtained from proximate analyses is 43.6 wt% (daf), classifying the seams as sub-bituminous A. The average calorific value calculated on an dry, ash-free basis (daf) is 5588 cal /g, classifying the samples as sub-bituminous B. Based on results from x-ray diffraction the mineralogy consists mainly of quartz, kaolinite and illite. The coal seams are rich in ashes, ranging from 32,0 to 62,3 wt%, with most seams according to the International Classification System ranked as very low quality coals. Seams such as S4, I1, I4 and I5 are classified as carbonaceous rocks (> 50 wt.% ash). According to data from CRM, the President Medici power plant in Candiota can operate with coal containing of up to 53% wt% ash and 2,0 wt% total sulfur. Thus, coal seams S3, S6, S7, S8, S9, BL, I3 and I4 meet the requirements of maximum ash and total sulphur contents for combustion in the power plant.

As camadas de carvão de idade Permiana da Formação Rio Bonito de Candiota constituem o maior depósito do país. Atualmente são mineradas duas camadas, denominadas “Camada Candiota Superior” e “Camada Candiota Inferior”. As outras camadas, S1-S9 (camadas superiores) e I1-I5 (camadas inferiores), não são explotadas. O objetivo deste trabalho foi realizar um detalhamento das camadas inferiores, superiores e Banco Louco do depósito, utilizando como metodologia a aplicação dos conceitos de sedimentologia e estratigrafia de sequências; petrologia do carvão (descrição dos litotipos, análise da reflectância da vitrinita e análise de macerais) e análises químicas (imediatas, elementares, poder calorífico e difração de raios X). Foram identificados quatro sistemas deposicionais na área: leque aluvial, fluvial, laguna-barreira e marinho raso. A partir da base, a sucessão de litofácies compreende conglomerados matriz-suportado e arenitos grossos, sugerindo um ambiente típico para sistemas de leques aluviais e fluviais, com camadas de carvão pouco desenvolvidas (camadas inferiores). As principais camadas de carvão (espessas e contínuas) ocorrem no subambiente lagunar, no final do Trato de Sistemas Transgressivo da seqüência 2. As camadas superiores desenvolvem-se no Trato de Sistemas de Nível Alto e Trato de Sistemas de Nível Baixo, sendo tipicamente finas e descontinuas. Em seguida ocorrem sedimentos marinhos no topo da seção (Formação Palermo), sobrepostos à sucessão portadora de carvão. Os resultados das reflectâncias da vitrinita das camadas analisadas indicam um rank de carvão sub-bituminoso C (Rrandom= 0,36% - 0,47%), com evidências de alguns valores anômalos baixos relacionados ao alto conteúdo de matéria mineral. A análise dos litotipos determinou o litotipo fosco (durênio) predominante. A composição dos macerais é altamente variável, com algumas camadas extremamente ricas em macerais do grupo da inertinita (fusinita, semifusinita, inertodetrinita). A petrologia juntamente com a estratigrafia de seqüências mostra que as características do carvão são controladas pelo ambiente deposicional. Os resultados da análise elementar apresentam teores médios em peso das amostras de 28,3% para o carbono, 2,8% para o hidrogênio, 0,6% para o nitrogênio, 1,9% para o enxofre total e 20,3% para o oxigênio. A matéria volátil apresenta em média 43,6% em peso (d.a.f.) classificando as camadas de carvão como sub-bituminoso A. O poder calorífico calculado em uma base seca e livre de cinzas (d.a.f.) obteve valor médio de 5588 cal/g, classificando as amostras como sub-bituminoso B. Através da difração de raios X a mineralogia é constituída principalmente por quartzo, caolinita e ilita. As camadas de carvão analisadas são ricas em cinzas, utilizando os critérios do International Classification of in-Seam Coals (1998), a maioria das camadas é classificada como carvões de categoria muito inferior, entretanto, as camadas S4, I1, I4 e I5 são classificadas como rochas carbonosas (>50% em peso de cinza). Conforme dados da CRM, a usina termelétrica Presidente Médici pode operar com até 53% % em peso de cinzas e 2,0 de enxofre total. Assim sendo, as camadas S3, S6, S7, S8, S9, BL, I3 e I4 atenderiam as exigências de teor de cinzas e enxofre total máximo e exigido pela termelétrica. / The Candiota Coalfield, RS, is the largest coal deposit in the country, with coal seams developed in the Permian age the Rio Bonito Formation. Currently two seams are mined, called "Seam Candiota Superior" and "Seam Candiota Inferior". The other seams, S1-S9 (upper seams) and I1-I5 (lower seams) have not being mined so far. The aim of the present study was a characterization of the lower and upper seams of the deposit using methods of sequence stratigraphy and sedimentology, coal petrology (coal lithotypes, vitrinite reflectance, maceral analyses), and chemical characterization (proximate analysis, ultimate analysis, calorific value determination and x-ray diffraction). Sedimentological analyses identified four depositional systems in the area: alluvial fan, fluvial, lagoon-barrier and shallow marine. From the base, the succession of lithofacies comprises matrix-supported conglomerates and coarse grained sandstones, suggesting a typical environment for systems dominated by alluvial fans and river, with poorly developed coal seams (lower seams). The main coal seams (continuous, thick) occur in a lagoon-type subenvironment at the final stage of a transgressive systems tract of sequence 2. The upper seams developed in a Highstand Systems Tract and Lowstand Systems Tract, and are typically thin and discontinuous. Marine sediments occur at the top of the section (Palermo Formation), overlapping the coal-bearing strata. The results of the vitrinite reflectance measurements of the coal seams indicate a rank of sub-bituminous C (Rrandom = 0.36 - 0.47%), with evidence of some anomalous low values related to the high content of mineral matter. The dominant lithotype in the coal seams is durain. The maceral composition is highly variable, with some seams extremely rich in the maceral group inertinita (fusinite, semifusinite, inertodetrinite). The petrology along with the sequence stratigraphic interpretation show that the characteristics of the coal seams are controlled by depositional environment. Results from elemental analysis show that the average content (wt.%) were: 28.3% carbon, 2.8 % hydrogen, 0.6% for nitrogen, 1.9% for total sulfur and 20.3% for oxygen. The average volatile matter content obtained from proximate analyses is 43.6 wt% (daf), classifying the seams as sub-bituminous A. The average calorific value calculated on an dry, ash-free basis (daf) is 5588 cal /g, classifying the samples as sub-bituminous B. Based on results from x-ray diffraction the mineralogy consists mainly of quartz, kaolinite and illite. The coal seams are rich in ashes, ranging from 32,0 to 62,3 wt%, with most seams according to the International Classification System ranked as very low quality coals. Seams such as S4, I1, I4 and I5 are classified as carbonaceous rocks (> 50 wt.% ash). According to data from CRM, the President Medici power plant in Candiota can operate with coal containing of up to 53% wt% ash and 2,0 wt% total sulfur. Thus, coal seams S3, S6, S7, S8, S9, BL, I3 and I4 meet the requirements of maximum ash and total sulphur contents for combustion in the power plant.

Taludes escavados em filitos muitas vezes estão sujeitos à instabilidade, principalmente quando há outras famílias de descontinuidades presentes na estrutura. Este problema está presente na mina de Candiota, onde foi identificado, em um dos taludes, potencialidade para ruptura por tombamento. Este trabalho aborda uma discussão sobre métodos analíticos e numéricos aplicado a tombamento primário, com objetivo de avaliar o fator de segurança do talude em estudo por meio de método numérico por elementos finitos, utilizando o Phase2 da Rocscience, e métodos analíticos. Também são apresentadas doze simulações para avaliar se o movimento de tombamento em modelagens numéricas obedece a um efeito de escala. Com uso de métodos numéricos dois modelos foram construídos: um contínuo equivalente e outro contínuo (mas com as descontinuidades inseridas no modelo). No modelo com as descontinuidades a rocha foi tratada como elástica por meio do critério de Hoek-Brown e as descontinuidades foram tratadas como elasto-plásticas por meio do critério de Mohr-Coulomb. Os resultados das modelagens da mina de Candiota foram semelhantes e mostraram fatores de segurança em níveis de estabilidade, sendo que no modelo contínuo (mas com descontinuidades inseridas) se observou de forma mais clara as tensões cisalhantes induzidas nas descontinuidades quando ocorre o movimento de tombamento. O uso dos métodos analíticos mostrou-se ineficientes para o problema apresentado. Os resultados das doze modelagens sugerem que o aumento do espaçamento das descontinuidades influencia nos fatores de resistência dos taludes e na forma do movimento de tombamento. / Slopes in phyllites are often subject to instability, especially when there are other families of discontinuities in the structure. This problem is present in Candiota mine, which was identified in one of the slopes potential to toppling. This work show a discussion of analytical and numerical methods applied to toppling, to evaluate the slope safety factor being studied by numerical method finite element using the Phase2 of Rocscience, and analytical methods. Also shown are twelve simulations to evaluate if the toppling in numerical modeling follows a scaling effect. With use of numerical methods two models were built: an equivalent continuous and another solid (but with discontinuities inserted in the model). In the model with the discontinuities the rock was treated as elastic by the Hoek-Brown criterion and discontinuities were treated as elastic-plastic by the Mohr-Coulomb criterion. The results of Candiota mine were similar and showed safety factors in stability levels, and in the continuous model (with discontinuities) was observed more clearly the shear stress induced in discontinuities when the movement of overturning occurs. The use of analytical methods proved inefficient for the problem presented. The results of the twelve modeling suggests increasing the spacing of the discontinuities of slope influences the resistance factor and the form of the toppling movement.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study analyzes the impacts of rural settlements territorialization in the Candiota County, located in the south region of the Rio Grande do Sul. The topic starts from the territorial occupation of Rio Grande do Sul state that begins with regional differences, one side the great property in the south region and another one, the small property in north-northeast region of the state. The modernization process in agriculture, from 1960, amplifies the socialeconomical difference causing the increase of the rural exodus, land and income concentration. Consequently, begins social movements in the rural areas, which demanded land distribution and agrarian structure modification. In the end of the decade of 1980, it establishes rural settlements in Candiota causing a reduction in the agrarian concentration and increasing the social-economical dynamism in the rural area of the County. In 2006, Candiota has twenty and five rural settlements with 693 families. They had modified and generate a new dynamics in the County. / Este estudo tem como objetivo analisar os impactos da territorialização dos assentamentos rurais no município de Candiota, localizado na região sul do Rio Grande do Sul. A discussão inicial parte do processo de ocupação territorial do Rio Grande do Sul, na qual se inicia as diferenças regionais, de um lado a grande propriedade na região sul do estado e de outro a pequena propriedade na parte norte-nordeste do estado. O processo de modernização na agricultura, a partir de 1960, agravou as desigualdades socioeconômicas causando o aumento do êxodo rural, concentração de terras e renda. Esse processo levou ao surgimento de movimentos sociais no campo, que reivindicavam a distribuição de terras e a desconcentração fundiária. No fim da década de 1980, começa a se implementar assentamentos rurais em Candiota ocasionando uma diminuição na contração fundiária e aumentando o dinamismo socioeconômico no espaço rural do município. Em 2006, Candiota conta com vinte e cinco assentamentos com 693 famílias que alteraram e geram uma nova dinâmica no município.

Taludes escavados em filitos muitas vezes estão sujeitos à instabilidade, principalmente quando há outras famílias de descontinuidades presentes na estrutura. Este problema está presente na mina de Candiota, onde foi identificado, em um dos taludes, potencialidade para ruptura por tombamento. Este trabalho aborda uma discussão sobre métodos analíticos e numéricos aplicado a tombamento primário, com objetivo de avaliar o fator de segurança do talude em estudo por meio de método numérico por elementos finitos, utilizando o Phase2 da Rocscience, e métodos analíticos. Também são apresentadas doze simulações para avaliar se o movimento de tombamento em modelagens numéricas obedece a um efeito de escala. Com uso de métodos numéricos dois modelos foram construídos: um contínuo equivalente e outro contínuo (mas com as descontinuidades inseridas no modelo). No modelo com as descontinuidades a rocha foi tratada como elástica por meio do critério de Hoek-Brown e as descontinuidades foram tratadas como elasto-plásticas por meio do critério de Mohr-Coulomb. Os resultados das modelagens da mina de Candiota foram semelhantes e mostraram fatores de segurança em níveis de estabilidade, sendo que no modelo contínuo (mas com descontinuidades inseridas) se observou de forma mais clara as tensões cisalhantes induzidas nas descontinuidades quando ocorre o movimento de tombamento. O uso dos métodos analíticos mostrou-se ineficientes para o problema apresentado. Os resultados das doze modelagens sugerem que o aumento do espaçamento das descontinuidades influencia nos fatores de resistência dos taludes e na forma do movimento de tombamento. / Slopes in phyllites are often subject to instability, especially when there are other families of discontinuities in the structure. This problem is present in Candiota mine, which was identified in one of the slopes potential to toppling. This work show a discussion of analytical and numerical methods applied to toppling, to evaluate the slope safety factor being studied by numerical method finite element using the Phase2 of Rocscience, and analytical methods. Also shown are twelve simulations to evaluate if the toppling in numerical modeling follows a scaling effect. With use of numerical methods two models were built: an equivalent continuous and another solid (but with discontinuities inserted in the model). In the model with the discontinuities the rock was treated as elastic by the Hoek-Brown criterion and discontinuities were treated as elastic-plastic by the Mohr-Coulomb criterion. The results of Candiota mine were similar and showed safety factors in stability levels, and in the continuous model (with discontinuities) was observed more clearly the shear stress induced in discontinuities when the movement of overturning occurs. The use of analytical methods proved inefficient for the problem presented. The results of the twelve modeling suggests increasing the spacing of the discontinuities of slope influences the resistance factor and the form of the toppling movement.

As camadas de carvão de idade Permiana da Formação Rio Bonito de Candiota constituem o maior depósito do país. Atualmente são mineradas duas camadas, denominadas “Camada Candiota Superior” e “Camada Candiota Inferior”. As outras camadas, S1-S9 (camadas superiores) e I1-I5 (camadas inferiores), não são explotadas. O objetivo deste trabalho foi realizar um detalhamento das camadas inferiores, superiores e Banco Louco do depósito, utilizando como metodologia a aplicação dos conceitos de sedimentologia e estratigrafia de sequências; petrologia do carvão (descrição dos litotipos, análise da reflectância da vitrinita e análise de macerais) e análises químicas (imediatas, elementares, poder calorífico e difração de raios X). Foram identificados quatro sistemas deposicionais na área: leque aluvial, fluvial, laguna-barreira e marinho raso. A partir da base, a sucessão de litofácies compreende conglomerados matriz-suportado e arenitos grossos, sugerindo um ambiente típico para sistemas de leques aluviais e fluviais, com camadas de carvão pouco desenvolvidas (camadas inferiores). As principais camadas de carvão (espessas e contínuas) ocorrem no subambiente lagunar, no final do Trato de Sistemas Transgressivo da seqüência 2. As camadas superiores desenvolvem-se no Trato de Sistemas de Nível Alto e Trato de Sistemas de Nível Baixo, sendo tipicamente finas e descontinuas. Em seguida ocorrem sedimentos marinhos no topo da seção (Formação Palermo), sobrepostos à sucessão portadora de carvão. Os resultados das reflectâncias da vitrinita das camadas analisadas indicam um rank de carvão sub-bituminoso C (Rrandom= 0,36% - 0,47%), com evidências de alguns valores anômalos baixos relacionados ao alto conteúdo de matéria mineral. A análise dos litotipos determinou o litotipo fosco (durênio) predominante. A composição dos macerais é altamente variável, com algumas camadas extremamente ricas em macerais do grupo da inertinita (fusinita, semifusinita, inertodetrinita). A petrologia juntamente com a estratigrafia de seqüências mostra que as características do carvão são controladas pelo ambiente deposicional. Os resultados da análise elementar apresentam teores médios em peso das amostras de 28,3% para o carbono, 2,8% para o hidrogênio, 0,6% para o nitrogênio, 1,9% para o enxofre total e 20,3% para o oxigênio. A matéria volátil apresenta em média 43,6% em peso (d.a.f.) classificando as camadas de carvão como sub-bituminoso A. O poder calorífico calculado em uma base seca e livre de cinzas (d.a.f.) obteve valor médio de 5588 cal/g, classificando as amostras como sub-bituminoso B. Através da difração de raios X a mineralogia é constituída principalmente por quartzo, caolinita e ilita. As camadas de carvão analisadas são ricas em cinzas, utilizando os critérios do International Classification of in-Seam Coals (1998), a maioria das camadas é classificada como carvões de categoria muito inferior, entretanto, as camadas S4, I1, I4 e I5 são classificadas como rochas carbonosas (>50% em peso de cinza). Conforme dados da CRM, a usina termelétrica Presidente Médici pode operar com até 53% % em peso de cinzas e 2,0 de enxofre total. Assim sendo, as camadas S3, S6, S7, S8, S9, BL, I3 e I4 atenderiam as exigências de teor de cinzas e enxofre total máximo e exigido pela termelétrica. / The Candiota Coalfield, RS, is the largest coal deposit in the country, with coal seams developed in the Permian age the Rio Bonito Formation. Currently two seams are mined, called "Seam Candiota Superior" and "Seam Candiota Inferior". The other seams, S1-S9 (upper seams) and I1-I5 (lower seams) have not being mined so far. The aim of the present study was a characterization of the lower and upper seams of the deposit using methods of sequence stratigraphy and sedimentology, coal petrology (coal lithotypes, vitrinite reflectance, maceral analyses), and chemical characterization (proximate analysis, ultimate analysis, calorific value determination and x-ray diffraction). Sedimentological analyses identified four depositional systems in the area: alluvial fan, fluvial, lagoon-barrier and shallow marine. From the base, the succession of lithofacies comprises matrix-supported conglomerates and coarse grained sandstones, suggesting a typical environment for systems dominated by alluvial fans and river, with poorly developed coal seams (lower seams). The main coal seams (continuous, thick) occur in a lagoon-type subenvironment at the final stage of a transgressive systems tract of sequence 2. The upper seams developed in a Highstand Systems Tract and Lowstand Systems Tract, and are typically thin and discontinuous. Marine sediments occur at the top of the section (Palermo Formation), overlapping the coal-bearing strata. The results of the vitrinite reflectance measurements of the coal seams indicate a rank of sub-bituminous C (Rrandom = 0.36 - 0.47%), with evidence of some anomalous low values related to the high content of mineral matter. The dominant lithotype in the coal seams is durain. The maceral composition is highly variable, with some seams extremely rich in the maceral group inertinita (fusinite, semifusinite, inertodetrinite). The petrology along with the sequence stratigraphic interpretation show that the characteristics of the coal seams are controlled by depositional environment. Results from elemental analysis show that the average content (wt.%) were: 28.3% carbon, 2.8 % hydrogen, 0.6% for nitrogen, 1.9% for total sulfur and 20.3% for oxygen. The average volatile matter content obtained from proximate analyses is 43.6 wt% (daf), classifying the seams as sub-bituminous A. The average calorific value calculated on an dry, ash-free basis (daf) is 5588 cal /g, classifying the samples as sub-bituminous B. Based on results from x-ray diffraction the mineralogy consists mainly of quartz, kaolinite and illite. The coal seams are rich in ashes, ranging from 32,0 to 62,3 wt%, with most seams according to the International Classification System ranked as very low quality coals. Seams such as S4, I1, I4 and I5 are classified as carbonaceous rocks (> 50 wt.% ash). According to data from CRM, the President Medici power plant in Candiota can operate with coal containing of up to 53% wt% ash and 2,0 wt% total sulfur. Thus, coal seams S3, S6, S7, S8, S9, BL, I3 and I4 meet the requirements of maximum ash and total sulphur contents for combustion in the power plant.

Taludes escavados em filitos muitas vezes estão sujeitos à instabilidade, principalmente quando há outras famílias de descontinuidades presentes na estrutura. Este problema está presente na mina de Candiota, onde foi identificado, em um dos taludes, potencialidade para ruptura por tombamento. Este trabalho aborda uma discussão sobre métodos analíticos e numéricos aplicado a tombamento primário, com objetivo de avaliar o fator de segurança do talude em estudo por meio de método numérico por elementos finitos, utilizando o Phase2 da Rocscience, e métodos analíticos. Também são apresentadas doze simulações para avaliar se o movimento de tombamento em modelagens numéricas obedece a um efeito de escala. Com uso de métodos numéricos dois modelos foram construídos: um contínuo equivalente e outro contínuo (mas com as descontinuidades inseridas no modelo). No modelo com as descontinuidades a rocha foi tratada como elástica por meio do critério de Hoek-Brown e as descontinuidades foram tratadas como elasto-plásticas por meio do critério de Mohr-Coulomb. Os resultados das modelagens da mina de Candiota foram semelhantes e mostraram fatores de segurança em níveis de estabilidade, sendo que no modelo contínuo (mas com descontinuidades inseridas) se observou de forma mais clara as tensões cisalhantes induzidas nas descontinuidades quando ocorre o movimento de tombamento. O uso dos métodos analíticos mostrou-se ineficientes para o problema apresentado. Os resultados das doze modelagens sugerem que o aumento do espaçamento das descontinuidades influencia nos fatores de resistência dos taludes e na forma do movimento de tombamento. / Slopes in phyllites are often subject to instability, especially when there are other families of discontinuities in the structure. This problem is present in Candiota mine, which was identified in one of the slopes potential to toppling. This work show a discussion of analytical and numerical methods applied to toppling, to evaluate the slope safety factor being studied by numerical method finite element using the Phase2 of Rocscience, and analytical methods. Also shown are twelve simulations to evaluate if the toppling in numerical modeling follows a scaling effect. With use of numerical methods two models were built: an equivalent continuous and another solid (but with discontinuities inserted in the model). In the model with the discontinuities the rock was treated as elastic by the Hoek-Brown criterion and discontinuities were treated as elastic-plastic by the Mohr-Coulomb criterion. The results of Candiota mine were similar and showed safety factors in stability levels, and in the continuous model (with discontinuities) was observed more clearly the shear stress induced in discontinuities when the movement of overturning occurs. The use of analytical methods proved inefficient for the problem presented. The results of the twelve modeling suggests increasing the spacing of the discontinuities of slope influences the resistance factor and the form of the toppling movement.