[pt] O rebaixamento e controle das águas subterrâneas são atividades
implementadas e monitoradas de forma contínua ao longo da vida dos projetos de
mineração subterrânea ou a céu aberto. A implementação apropriada e eficiente
destas atividades depende de estudos hidrogeológicos de grande porte, que
permitem avaliar os sistemas de controle mais adequados. A procura da eficiência
técnico-econômica destes processos demanda análises numéricas de fluxo
tridimensionais de toda a região em estudo, caracterizada por profundas e
complexas estratificações de materiais permeáveis abaixo do lençol freático, como
normalmente abrangem projetos de mineração, onde as soluções analíticas não
podem mais ser aplicadas. O presente trabalho de pesquisa contribui na melhor
compreensão das formulações numéricas que representam o comportamento do
fluxo subterrâneo, através de dois estudos de caso, o primeiro em uma mina
subterrânea e segundo em uma mina superficial. No caso da mina subterrânea
foram incorporadas feições cársticas através de elementos discretos 1D dentro de
um modelo tridimensional de elementos finitos com o intuito de representar
caminhos preferenciais de fluxo. Foram discutidas as vantagens de incorporar tais
feições de forma explicita, quantificando o fluxo que passam por estas, que
alimentam à mina através de conexões diretas com um rio adjacente. Estes
elementos discretos permitem uma representação mais realista do meio
hidrogeológico e ao mesmo tempo, uma avaliação mais aprimorada dos efeitos no
comportamento do fluxo subterrâneo devido à impermeabilização superficial do
rio, como a solução mais coerente para este problema de infiltração. Também foi
elaborado um modelo hidrogeológico conceitual para representar o
comportamento hidrogeológico de uma mina a céu aberto, desenvolvendo uma
sistemática de uso adequado das condições de contorno e de restrição, a calibração
deste modelo e a verificação de diferentes cenários de fluxo, como resultado da
incorporação das diferentes técnicas de controle das águas avaliadas em regime
transiente, que abrange poços de bombeamento, paredes cut-off assim como
ponteiras filtrantes e drenos horizontais. As diferentes técnicas modeladas
mostraram resultados satisfatórios, sendo que arranjos de várias técnicas,
configuradas de forma localizada, resultam ser mais recomendáveis e eficientes
para tratar problemas particulares. / [en] Dewatering and groundwater control are activities continuously
implemented and monitored throughout the duration of underground mining or
open pit projects. The proper and efficient implementation of these activities
depends on large hydrogeological studies, for assessing the most appropriate
control systems. The demand for technical and economic efficiency of these
processes requires three-dimensional flow numerical analysis of the entire study
area, characterized by deep and complex stratifications of permeable materials
below the water table, as usually cover mining projects, where analytical solutions
cannot be applied. The present research contributes to a better understanding of
the numerical formulations that represent the behavior of groundwater flow via
two case studies—the first in an underground mine and the second in a surface
mine. In the case of the underground mine, 1D discrete elements were
incorporated within a finite-three dimensional model in order to represent
preferential flow paths. The advantages of incorporating such features explicitly to
quantify the flow passing through them, that feed the mine through direct
connections with an adjacent river, were discussed. The use of discrete elements
allows for a more realistic representation of the hydrogeological environment and,
at the same time, a more refined assessment of the effects on the behavior of
groundwater flow due to surface sealing of the river, as the most coherent solution
to this infiltration problem. Furthermore, a conceptual hidrogeologic model
representing the hydrogeological behavior of an open pit mine was created,
developing a system of the appropriate use of boundary and constraint conditions,
calibrating the model and verifying different flow scenarios, as a result of the
incorporation of different water control techniques assessed in transient regime,
such as covering pumping wells, cut-off walls as well as wellpoints and horizontal
drains. The different techniques modeled showed satisfactory results, with various
arrangements of techniques configured in a localized form resulting in the most
desirable and efficient treatments for particular problems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:24815 |
| Date | 25 June 2015 |
| Creators | HUGO DAVID NINANYA DE LA CRUZ |
| Contributors | EURIPEDES DO AMARAL VARGAS JUNIOR |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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