Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2010

O dimensionamento de pilares em minas de carvão é fortemente influenciado pelas condições geomecânicas do depósito mineral e pelo método de lavra utilizado. No desmonte de rochas com utilização de explosivos, os danos provocados podem ser significativos e influenciar diretamente no dimensionamento e segurança dos pilares. Essa dissertação tem como meta estudar os danos nos pilares provocados pelo desmonte com explosivos em camadas de carvão tendo como hipótese de estudo que os danos no pilares diminuem em profundidade no interior do pilar, devendo ocorrer aumento na integridade da rocha desde as bordas até o núcleo do pilar. A validade da hipótese de estudo foi vericada em testemunhos de rocha obtidos por sondagem horizontal, nos quais foram feitos ensaios de resistência (carga pontual, tração (brasileiro), compressão uniaxial), ensaios de medição de velocidade ultrasônica e de velocidade de partícula (medição de vibração), além da descrição detalhada dos pedaços de testemunhos com a técnica de avaliação da integridade do maciço denominada . RQD Com a única excessão do ensaio de carga pontual, as outras técnicas utilizadas forneceram resultados úteis e indispensáveis aos cálculos que se fizeram a partir dos parâmetros obtidos com o RQD e vibração (as duas técnicas consideradas fundamentais na dissertação). Nessa dissertação, ficou comprovada a hipótese de estudo e o dano no pilar foi dividido em zonas de rocha com índices de fraturamento decrescente no sentido do núcleo do pilar: uma primeira zona com fragmentação intensa por compressão e duas outras, seguintes, fraturadas por cisalhamento, efeito das ondas sísmicas da detonação do explosivo. Os resultados obtidos nessa dissertação mostraram que os danos no pilar podem ser bem avaliados, que existem zonas distintas de fragmentação, as quais podem ser incorporadas no dimensionamento de pilares. As técnicas utilizadas ( RQD e vibração) foram eficientes na determinação dos danos provocados pelo explosivo, sendo, no entanto, necessário a introdução de modificações na padronização dos ensaios para melhor adaptá-los às condições de amostragem de campo.

O dimensionamento de pilares em minas de carvão é fortemente influenciado pelas condições geomecânicas do depósito mineral e pelo método de lavra utilizado. No desmonte de rochas com utilização de explosivos, os danos provocados podem ser significativos e influenciar diretamente no dimensionamento e segurança dos pilares. Essa dissertação tem como meta estudar os danos nos pilares provocados pelo desmonte com explosivos em camadas de carvão tendo como hipótese de estudo que os danos no pilares diminuem em profundidade no interior do pilar, devendo ocorrer aumento na integridade da rocha desde as bordas até o núcleo do pilar. A validade da hipótese de estudo foi vericada em testemunhos de rocha obtidos por sondagem horizontal, nos quais foram feitos ensaios de resistência (carga pontual, tração (brasileiro), compressão uniaxial), ensaios de medição de velocidade ultrasônica e de velocidade de partícula (medição de vibração), além da descrição detalhada dos pedaços de testemunhos com a técnica de avaliação da integridade do maciço denominada . RQD Com a única excessão do ensaio de carga pontual, as outras técnicas utilizadas forneceram resultados úteis e indispensáveis aos cálculos que se fizeram a partir dos parâmetros obtidos com o RQD e vibração (as duas técnicas consideradas fundamentais na dissertação). Nessa dissertação, ficou comprovada a hipótese de estudo e o dano no pilar foi dividido em zonas de rocha com índices de fraturamento decrescente no sentido do núcleo do pilar: uma primeira zona com fragmentação intensa por compressão e duas outras, seguintes, fraturadas por cisalhamento, efeito das ondas sísmicas da detonação do explosivo. Os resultados obtidos nessa dissertação mostraram que os danos no pilar podem ser bem avaliados, que existem zonas distintas de fragmentação, as quais podem ser incorporadas no dimensionamento de pilares. As técnicas utilizadas ( RQD e vibração) foram eficientes na determinação dos danos provocados pelo explosivo, sendo, no entanto, necessário a introdução de modificações na padronização dos ensaios para melhor adaptá-los às condições de amostragem de campo.

O dimensionamento de pilares em minas de carvão é fortemente influenciado pelas condições geomecânicas do depósito mineral e pelo método de lavra utilizado. No desmonte de rochas com utilização de explosivos, os danos provocados podem ser significativos e influenciar diretamente no dimensionamento e segurança dos pilares. Essa dissertação tem como meta estudar os danos nos pilares provocados pelo desmonte com explosivos em camadas de carvão tendo como hipótese de estudo que os danos no pilares diminuem em profundidade no interior do pilar, devendo ocorrer aumento na integridade da rocha desde as bordas até o núcleo do pilar. A validade da hipótese de estudo foi vericada em testemunhos de rocha obtidos por sondagem horizontal, nos quais foram feitos ensaios de resistência (carga pontual, tração (brasileiro), compressão uniaxial), ensaios de medição de velocidade ultrasônica e de velocidade de partícula (medição de vibração), além da descrição detalhada dos pedaços de testemunhos com a técnica de avaliação da integridade do maciço denominada . RQD Com a única excessão do ensaio de carga pontual, as outras técnicas utilizadas forneceram resultados úteis e indispensáveis aos cálculos que se fizeram a partir dos parâmetros obtidos com o RQD e vibração (as duas técnicas consideradas fundamentais na dissertação). Nessa dissertação, ficou comprovada a hipótese de estudo e o dano no pilar foi dividido em zonas de rocha com índices de fraturamento decrescente no sentido do núcleo do pilar: uma primeira zona com fragmentação intensa por compressão e duas outras, seguintes, fraturadas por cisalhamento, efeito das ondas sísmicas da detonação do explosivo. Os resultados obtidos nessa dissertação mostraram que os danos no pilar podem ser bem avaliados, que existem zonas distintas de fragmentação, as quais podem ser incorporadas no dimensionamento de pilares. As técnicas utilizadas ( RQD e vibração) foram eficientes na determinação dos danos provocados pelo explosivo, sendo, no entanto, necessário a introdução de modificações na padronização dos ensaios para melhor adaptá-los às condições de amostragem de campo.

Pedreiras que sofreram uma extração precária ou sem planejamento no passado, apresentam, atualmente, áreas de riscos operacionais ligadas, sobretudo, à geotecnia dos taludes. Desmontes esculturais são aplicados na indústria mineral visando a melhorias nas questões ambientais e geotécnicas. O objetivo deste trabalho foi aplicar técnicas de desmontes esculturais para solucionar problemas na segurança operacional, os quais são relacionados diretamente com a instabilidade das bancadas. Além disso, identificar a relação da qualidade do maciço rochoso no resultado do desmonte e a viabilidade desse projeto nas questões técnicas e econômicas. Os desmontes experimentais foram aplicados em uma mina de calcário da Região Metropolitana da cidade de São Paulo, modificando a geometria do plano de fogo e o carregamento dos furos. O desempenho dos experimentos foi medido a partir de indicadores de performance, os quais serão relacionados com um mapa de distribuição do RQD da parede da bancada, construído a partir de um mapeamento geomecânico. A viabilidade do projeto foi dimensionada a partir de parâmetros operacionais, de segurança e econômico. As análises mostraram que as regiões que apresentaram o maior valor de RDQ tiveram o melhor resultado no desmonte, comprovando, assim, a influência da qualidade do maciço na qualidade do desmonte. Apesar de o desmonte escultural aumentar o custo anual do empreendimento, os impactos positivos gerados na segurança e na operação são significativos: redução no volume de matacos e na geração de blocos soltos na parede da bancada, menor tempo de carregamento dos caminhões e queda do efeito backbreak. Os resultados dos experimentos também mostram que a aplicação do desmonte escultural pode ser uma solução aos problemas nas áreas de riscos do empreendimento. Com isso, há um aumento na vida útil da cava e o incremento no custo torna-se um investimento no negócio, tornando o projeto viável. / Precarious material extraction or unplanned exploitation of quarries in the past resulted today in many operational problems of entire zones of those sites, mainly because of slopes instability. Contour blasting is applied in mining industry to respond to environmental and geotechnical-related issues. The objective of this work is thus to apply contour blasting techniques to solve problems related to operational safety, which are directly related to slopes instability. The strong impact of rock mass quality on the results of blasting as well as on technical and economic sustainability of the project is also stressed out in this study. Blasting experiments were performed in a calcareous mine in the metropolitan region of São Paulo (Brazil). Parameters such as blasting pattern and hole loading have been modified. The efficiency of those tests was then measured with key performance indicators and compared to the distribution of RQD values at the surface of the slope, which was mapped thanks to a preliminary geomechanical study. The assessment of project sustainability was based on operational, safety and economic parameters. The analysis of the results showed that regions with a higher RQD presented a better blasting efficiency, which proved the importance of the rock mass quality on the blasting quality. In spite of representing a higher annual cost than regular blasting techniques, contour blasting has a significant positive impact on safety and operations: reduction in volume of over rock blocks, decreasing number of loose blocks at the surface of the slope, decreasing duration of truck loading and less backbreak effect. The experimental results thus showed that the application of contour blasting can be a solution in risk-exposed areas of a quarry as it enables to increase the operating life of the site, which turns the higher cost of contour blasting into a durable investment and improves the sustainability of the project.

Pedreiras que sofreram uma extração precária ou sem planejamento no passado, apresentam, atualmente, áreas de riscos operacionais ligadas, sobretudo, à geotecnia dos taludes. Desmontes esculturais são aplicados na indústria mineral visando a melhorias nas questões ambientais e geotécnicas. O objetivo deste trabalho foi aplicar técnicas de desmontes esculturais para solucionar problemas na segurança operacional, os quais são relacionados diretamente com a instabilidade das bancadas. Além disso, identificar a relação da qualidade do maciço rochoso no resultado do desmonte e a viabilidade desse projeto nas questões técnicas e econômicas. Os desmontes experimentais foram aplicados em uma mina de calcário da Região Metropolitana da cidade de São Paulo, modificando a geometria do plano de fogo e o carregamento dos furos. O desempenho dos experimentos foi medido a partir de indicadores de performance, os quais serão relacionados com um mapa de distribuição do RQD da parede da bancada, construído a partir de um mapeamento geomecânico. A viabilidade do projeto foi dimensionada a partir de parâmetros operacionais, de segurança e econômico. As análises mostraram que as regiões que apresentaram o maior valor de RDQ tiveram o melhor resultado no desmonte, comprovando, assim, a influência da qualidade do maciço na qualidade do desmonte. Apesar de o desmonte escultural aumentar o custo anual do empreendimento, os impactos positivos gerados na segurança e na operação são significativos: redução no volume de matacos e na geração de blocos soltos na parede da bancada, menor tempo de carregamento dos caminhões e queda do efeito backbreak. Os resultados dos experimentos também mostram que a aplicação do desmonte escultural pode ser uma solução aos problemas nas áreas de riscos do empreendimento. Com isso, há um aumento na vida útil da cava e o incremento no custo torna-se um investimento no negócio, tornando o projeto viável. / Precarious material extraction or unplanned exploitation of quarries in the past resulted today in many operational problems of entire zones of those sites, mainly because of slopes instability. Contour blasting is applied in mining industry to respond to environmental and geotechnical-related issues. The objective of this work is thus to apply contour blasting techniques to solve problems related to operational safety, which are directly related to slopes instability. The strong impact of rock mass quality on the results of blasting as well as on technical and economic sustainability of the project is also stressed out in this study. Blasting experiments were performed in a calcareous mine in the metropolitan region of São Paulo (Brazil). Parameters such as blasting pattern and hole loading have been modified. The efficiency of those tests was then measured with key performance indicators and compared to the distribution of RQD values at the surface of the slope, which was mapped thanks to a preliminary geomechanical study. The assessment of project sustainability was based on operational, safety and economic parameters. The analysis of the results showed that regions with a higher RQD presented a better blasting efficiency, which proved the importance of the rock mass quality on the blasting quality. In spite of representing a higher annual cost than regular blasting techniques, contour blasting has a significant positive impact on safety and operations: reduction in volume of over rock blocks, decreasing number of loose blocks at the surface of the slope, decreasing duration of truck loading and less backbreak effect. The experimental results thus showed that the application of contour blasting can be a solution in risk-exposed areas of a quarry as it enables to increase the operating life of the site, which turns the higher cost of contour blasting into a durable investment and improves the sustainability of the project.

Esta dissertação estuda o processo de desmonte pelo qual passaram os núcleos residenciais construídos pela Companhia Energética de São Paulo (CESP), através da análise dos casos de Barra Bonita, Bariri e Porto Primavera. Por desmonte, entende-se o desmanche do sistema de gestão do trabalho baseado no modelo que vincula a empresa e as moradias presentes nestes locais. Através desta análise verificou-se que esse processo se deu sob diferentes formas. Em alguns casos ocorreu a alienação e venda a empreendimentos de lazer e turismo; em outros, a cessão das casas à Fundação CESP, para conversão dos espaços em colônias de férias de seus funcionários. Houve ainda a conversão do núcleo em bairros ou mesmo cidades e, em casos mais extremos, a demolição total das habitações. O objetivo principal desta dissertação foi investigar e analisar a configuração espacial dos núcleos residenciais criados pela CESP, bem como as justificativas e características do processo de desmonte desses espaços, estudando e comparando a trajetória dos três antigos núcleos escolhidos como estudos de caso. A confecção da dissertação baseou-se em pesquisa bibliográfica sobre o tema abordado, em levantamentos e sistematização de informações obtidas, através de pesquisas, em documentos de arquivos históricos das empresas do setor elétrico de São Paulo, em arquivos das usinas e dos municípios selecionados e em visitas aos núcleos desativados para coleta de material iconográfico e entrevistas. Verificou-se, através da pesquisa, a adoção de um processo singular de desmonte em grande parte dos núcleos residenciais analisados, nos quais o rearranjo espacial sofrido com a mudança de uso correspondeu à coincidência de intenção da CESP, em se desfazer desses espaços e, de empresas e entidades ligadas ao lazer e turismo, em adquiri-los e convertê-los. / The present dissertation studies the dismount of workers housing from Companhia Energética de São Paulo (CESP) through the analysis of the cases of Barra Bonita, Bariri and Porto Primavera. By dismount is understood the modification of the work management system, which was based on a model where companies and workers housing used to belong to the same system. One of the issues noticed through this investigation was that this process happened in different ways. In some cases, they were alienated and sold to leisure and tourism enterprises; in others, they were yielded to Fundação CESP, in order to be converted into lodges for its workers. There were some where the houses were converted into neighborhoods or cities and, in the most extreme cases, the houses were demolished. The main goal of this research is to investigate and analyze the spatial configuration of the workers housing from CESP as well as the justifications and characteristics of the process of dismount that had occurred in this places, studying and comparing the different destinations from the three cases chosen for a deeper examination. The whole work was based on a bibliographic research about the subject; on systematizations and surveys of information acquired from documents in historical archives to the electrical companies of São Paulo, on records from the hydroelectric factories and cities selected to be analyzed and on visits to the dismounted workers housing in order to collect pictures and make interviews. On a large number of workers housing analyzed was noticed a singular kind of dismount, in which the change on the spatial arrange was related to the CESP intention, on selling them and, to the interest of the leisure and tourism enterprises, in buying and converting them.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8992_1.pdf: 4711278 bytes, checksum: 7ead1b1121c3315da968b251aca4a78b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / As vibrações no terreno (e/ou maciço rochoso) causadas pelas detonações com uso de explosivos nas operações unitárias de desmonte de rochas; seja para mineração, seja para obras civis, são objetos de preocupação quanto aos danos estruturais que possam causar. As vibrações de baixa freqüência com elevada velocidade de pico de partícula apresentam grande risco e devem ser levadas em consideração. Para tanto, visando a predição dos riscos e controle das vibrações, a Lei de Atenuação é capaz de prever níveis de vibração seguros com base em dados de campo monitoramento sismográfico -. O presente trabalho se baseia na análise de Planos de Fogo e medições sismográficas para a obtenção de parâmetros físicos para a elaboração da Lei de Atenuação (específica ao caso de estudo) que relacione de forma satisfatória os valores de cargas máximas por espera, distância dos pontos de detonação às estruturas que devem ser preservadas e a velocidade de pico de partícula atingida em função da detonação de explosivos. A referida lei será ferramenta útil para a comparação, correção e redimensionamento dos Planos de Fogo executados das obras de escavação da Arena Pernambuco, localizada no município de São Lourenço da Mata, Região Metropolitana de Recife/PE

Este trabalho apresenta o estudo da efetividade de barreiras de amortecimento para atenuar a vibração causada pela propagação de ondas sísmicas oriundas de detonações. A barreira consta de uma porção do terreno cujas características de propagação são modificadas artificialmente pela detonação de uma linha de furos com parâmetros idênticos aos dos furos de produção. Os resultados obtidos demonstram a efetividade deste recurso, evidenciado pelo coeficiente de redução entre os valores de vibração gerados em situações com e sem o uso de barreira (0,41) e também através da mudança dos coeficientes da equação de previsão via Distância Escalonada, possibilitando em escala de produção o aumento na carga máxima por tempo de retardo ( 4,9 % à 118,9% ), com redução de custos devido ao menor consumo de retardos por furo ( -5,7 % à - 40,7 % ). / This work shows a study of damping screens effectiveness to attenuate the vibration caused by blast seismic waves. The screen is a portion of the ground which propagation characteristics are artificially changed by one row of blasted holes with the same parameters of the production holes. The achieved results schow the effectiveness, evidenced for the reduction coeficcients between vibration levels generated in situations with and without screens (-41 %) and also by the change of the scaled distance equation coefficients, allowing in production activity the maximum charge per delay increase (4,9 % à 118,9%), with cost reduction due the lower delay per hole consume (-5,7 % à -40,7 %).

Este trabalho apresenta o estudo da efetividade de barreiras de amortecimento para atenuar a vibração causada pela propagação de ondas sísmicas oriundas de detonações. A barreira consta de uma porção do terreno cujas características de propagação são modificadas artificialmente pela detonação de uma linha de furos com parâmetros idênticos aos dos furos de produção. Os resultados obtidos demonstram a efetividade deste recurso, evidenciado pelo coeficiente de redução entre os valores de vibração gerados em situações com e sem o uso de barreira (0,41) e também através da mudança dos coeficientes da equação de previsão via Distância Escalonada, possibilitando em escala de produção o aumento na carga máxima por tempo de retardo ( 4,9 % à 118,9% ), com redução de custos devido ao menor consumo de retardos por furo ( -5,7 % à - 40,7 % ). / This work shows a study of damping screens effectiveness to attenuate the vibration caused by blast seismic waves. The screen is a portion of the ground which propagation characteristics are artificially changed by one row of blasted holes with the same parameters of the production holes. The achieved results schow the effectiveness, evidenced for the reduction coeficcients between vibration levels generated in situations with and without screens (-41 %) and also by the change of the scaled distance equation coefficients, allowing in production activity the maximum charge per delay increase (4,9 % à 118,9%), with cost reduction due the lower delay per hole consume (-5,7 % à -40,7 %).