Apresentacao slide Projecto de Vias de Acesso MCA 2017

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Divisão De Engenharia
Curso De Engenharia De Minas
 
4O Ano
Turma: A
Tema: Projecto de Vias de Acesso na Mineração Céu Aberto 
Discentes: 		Docente:
Gildo Carlos Mandipezar 	Engo . Rodrigues Mário
Melo Sobrinho Rodrigues
Sónia José Matavele 
Tete, Fevereiro de 2017
I. INTRODUÇÃO
O presente trabalho com o tema projecto de vias de acessos na mineração céu aberto, tem como finalidade abordar de uma forma geral os principais procedimentos, técnicas e normas que norteiam a exequibilidade de um projecto de construção de acessos. O projecto de vias de acesso apresenta várias etapas nomeadamente geométrica (consiste na descrição dos elementos geométricos que compõem os acessos), estrutural (engloba o dimensionamento de um pavimento, que consiste na definição das espessuras das camadas que o compõe), drenagem (direciona as águas superficiais bem como subterrâneas permitindo eficácia dos acessos aumentando a vida útil dos mesmos), construção (seleção do material apropriado para a execução do acesso), manutenção e readequação (conjunto de actividades que garantem a conservação dos acessos minimizando custos).
Quanto a estruturação, o trabalho apresenta elementos pré textuais, textuais e pós textuais. 
 
II. OBJECTIVOS
Geral:
Dissertar em torno do projecto de vias de acesso na mineração céu aberto.
 
Específicos:
Conceitualizar o projecto de vias de acesso;
Descrição dos constituintes principais do projecto das vias de acesso;
Ilustrar os procedimentos que devem ser tomados em consideração na elaboração do projecto de vias de acesso.
PROJECTO DE VIAS DE ACESSO 
Definição
Factores a serem considerados no design de estradas em minas a céu aberto
Seleção do Lay-out da estrada
Alocação
ESTRUTURA DE UM PROJECTO DE VIAS DE ACESSOS DE MINA
Figura 1. Estrutura de um projecto: variáveis de controlo.
1. PROJECTO GEOMÉTRICO 
DISTÂNCIA DE PARADA
DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE
LARGURA DE ESTRADA
RAIO DE CURVATURA
INCLINAÇÃO DE RAMPA
SUPERELEVAÇÃO
INTERCESSAO ENTRE ELEMENTOS GEOMETRICOS
DISTÂNCIA DE PARADA
O tempo total de parada t é composto pelas parcelas relativas à:
Tempo de percepção e reação do operador do camião (t1 1,5 s)
Tempo reação de frenagem do equipamento t2
O tempo t2, quando não disponível pelo fabricante do equipamento, pode ser atribuído conforme os valores da Tabela abaixo, definidos pela SAE:
Natureza da pista
Coeficiente de atrito f de pneus/pista (t/t)
Pavimento concreto
0,90
Terra firme seca
0,55
Terra solta
0,45
Terra firme húmida
0,45
Areia húmida
0,40
Areia seca e terra solta húmida
0,20
Tabela II: Valores de f em função da natureza da pista 
Peso do caminhão (t)
Tempo de reação de frenagem t2(s)
< 45
0,5
45 < t < 90
1,5
90 < t < 180
2,75
> 180
4,5
Tabela I: Tempo de reação de frenagem em função do peso do camião
 
O tipo de material que compõe a estrada, assim como a sua condição (seca, húmida), afectam diretamente o coeficiente de atrito f.
DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE
Figura 3: Configurações geométricas indicando diferentes condições de segurança 
(Mod. Thompson e Visser, 2008).
Onde:
M = afastamento horizontal mínimo [m]
R = raio de curvatura [m]
Dp = distância de parada [m]
Gráfico 1: Afastamento horizontal mínimo
O raio de curvatura e a distância de parada são parâmetros de entrada que podem ser alterados no arquivo “Projeto geométrico Distância de visibilidade I.xls, obtendo-se outros valores de recuo da curva horizontal.
FLUXOGRAMA DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE
Há dificuldade de visibilidade na curva vertical?
Selecionar o gráfico adequado com a distância do operador acima do piso 
Encontrar Dp em função da velocidade, peso do camião e grade da rampa 
 
 
N
Há condição insegura de visibilidade na estrada?
Os parâmetros geométricos curva horizontal e curva vertical garantem adequada distância de visibilidade
 
S
Calcular o comprimento ideal da curva vertical 
S
Há dificuldade de visibilidade na curva horizontal?
N
Calcular o afastamento horizontal mínimo 
S
N
Selecionar a curva de diferença algébrica entre grades 
LARGURA DA ESTRADA
A largura da estrada é determinada pelo tipo de transporte selecionado. A norma regulamentadora NR-22 do Ministério do Trabalho e Emprego determina que a largura mínima da estrada deve ser:
Duas vezes maior que a largura do maior veiculo utilizado em pistas simples e;
Três vezes maior que a largura do maior veiculo utilizado em pistas duplas. 
Gráfico 2 representa a largura mínima da estrada calculada através da equação (7) para uma e duas vias, assim como o que determina a NR-22.
Figura 2. Largura mínima da estrada
Segundo Tannant (2001), a largura de estrada de pista simples é igual da NR-22. No entanto, para vias duplas, ele recomenda que a pista seja mais larga do que a definida pela NR-22. Quando elementos como drenagem e leiras são considerados no layout da estrada, ela deve ser suficientemente larga para acomodar esses elementos, como vem na figura abaixo.
SUPERELEVAÇÃO
Segundo o Departamento Nacional de Infraestruturas de Transportes (DNIT) (Brasil, 2006), define superelevação como a inclinação transversal da pista nas curvas (horizontais) de modo a compensar o efeito da força centrifuga sobre os veículos, assegurando ao tráfego condições de segurança e conforto.
Gráfico 3. Condições limites de superelevação (Mod Visser, 2008)
Exemplo: o gráfico ilustra o cálculo do raio de curvatura mínimo em função da velocidade na curva para coeficiente de atrito igual a 0.20 e superelevação igual a 3%.
Gráfico 5. Condições limite de superelevação.
É importante salientar, que para transporte a velocidades mais altas, o raio de curvatura mínimo de 250 metros com superelevação é desejável. Caso o layout da cava não permita essa configuração, devem ser estabelecidos limites de velocidade mais rigorosos nas rampas de descida.
GRADE (INCLINAÇÃO)
O grade de uma rampa é definido como a sua inclinação vertical em relação a horizontal, geralmente expressa em percentagem. Deve ser mais regular e constante possível de modo a evitar mudanças em intervalos curtos. Grades irregulares provocam altos esforços na troca de transmissão e diminuição da velocidade dos equipamentos de transporte.
LEIRAS DE SEGURANÇA
Tipos 
Procedimentos de construção
É recomendado que a altura da leira padrão corresponda, no mínimo, a 2/3 do diâmetro do pneu do maior equipamento e que seja formada com inclinação 2H:1V.
Exemplo: considerando um camião CAT 793C, cujo o pneu padrão é o 40.00R57 (diâmetro total igual a 3,594 m), a leira convencional terá as seguintes dimensões:
Altura mínima = 2/3 * 3,594 = 2,4 m
Largura da base = 2 * 2,4 = 4,8 m
 
FLUXOGRAMA LEIRAS DE SEGURANÇA
Figura 11. Fluxograma de construção de leiras de segurança
INTERSEÇÃO ENTRE ELEMENTOS GEOMÉTRICOS
São conformações geométricas dos trechos de interseção entre inclinações centrais e laterais de drenagem, assim como em transições para trechos com superelevação.
Figura 12. Conformação entre trechos com diferentes inclinações para direcionamento de drenagem. (Mod. Thompson e Visser, 2008)
INCLINAÇÃO PARA DIRECIONAMENTO DE DRENAGEM
Figura 1: Formas de direcionamento da drenagem (Mod. Thompson e Visser, 2008)
2 PROJECTO ESTRUTURAL
Segundo Hugo (2005), o projeto estrutural é a capacidade de suporte de carregamentos impostos à estrada ao longo da sua vida útil, sem que seja necessário recorrer a manutenções excessivas.
Figura 14: Camadas de um pavimento típico. Adaptada de Tannant e Regensburg (2001).
REVESTIMENTO
O revestimento promove tração, resistência à ação abrasiva do tráfego e ao cisalhamento. O revestimento ideal para a construção de uma estrada de mina deve favorecer os seguintes aspectos:
Adequada trafegabilidade em condições climáticas variadas;
Diminuição de poeira excessiva no período seco;
Diminuição de piso escorregadio no período chuvoso;
Baixo custo e redução da necessidade de manutenção.
 
BASE
A base é uma camada de alta densidade e estabilidade. A sua função principal é distribuir as tensões criadas pelos pneus actuando na camada de revestimento, de tal forma que essas tensões não resultem em excessiva deformação da sub-base. 
SUB-BASE
A sub-base, camada intermediária entre a base e o sub-leito, é geralmente projetada sobre sub-leito de solos extremamente incompetentes. 
SUB-LEITO
O subleito é a camada de fundação. Essa estrutura deve suportar todos os carregamentos aplicados nas camadas superiores. Essa camada pode ser constituída pelo próprio terreno natural (material in situ) ou por rocha ou solo compactados.
Dimensionamento de um pavimento
Consiste em determinar as espessuras das camadas que o constituem (sub-base, base e revestimento), de forma que elas resistam e transmitam ao sub-leito as pressões impostas pelo tráfego, sem levar o pavimento à ruptura ou a deformações e desgastes excessivos.
Figura 15: : Etapas de dimensionamento de pavimento (espessura das camadas)
PROJECTO DE DRENAGEM
Um bom sistema de drenagem é essencial para uma estrada de mina, visto que uma via de acesso implica normalmente na interceptação de águas pluviais de superfície e de águas subterrâneas. 
Figura 16: Valetas de proteção de corte e de aterro para interceptação da água afluente superficial
 
DESCIDA DE ÁGUA
Descidas de água têm como objetivo conduzir águas captadas por outros dispositivos de drenagem pelos taludes de corte e aterro.
Figura 18: Descida da água, caixa coletora, bueiro de greide e outros elementos de drenagem superficial
Elementos de valeta de proteção
As valetas de proteção podem ser triangulares, trapezoidais ou retangulares.  
A
B
C
Figura 17: valetas de proteção de corte
SAIDAS DE ÁGUA
São dispositivos destinados a conduzir as águas coletadas pelas sarjetas ou leiras, lançando-as nas descidas de água. 
Localizam-se na borda da estrada, junto a alargamentos próprios para sua execução, nos pontos baixos das curvas verticais côncavas e algumas vezes, nos pontos de passagem de corte para aterro. 
CAIXA COLECTORA E BUEIRO DE GREIDE
As caixas coletoras são elementos de drenagem construídos junto a bueiros de greide e destinadas a captar as águas que se encontram nas bermas da estrada.
Figura 20. Bueiro de greide e seus elementos (caixa coletora, corpo e boca de saída)
DISSIPADORES DE ENERGIA
São barreiras de proteção que consistem na redução da velocidade das águas para evitar a erosão a jusante das bocas (saidas do bueiros).
Figura 21. Dissipadores de energia
CONSTRUÇÃO
A construção de um pavimento deve levar em conta a escolha dos materiais mais adequados que serão dimensionados para compor as camadas. A investigação do parâmetro resistência ao rolamento é fundamental nessa fase, visto que alterações na camada de revestimento provocam alterações nesse índice. Especial atenção deve ser dada também ao tratamento anti-pó dessa camada, que provoca alteração nas condições do tráfego, nas questões relativas à segurança e saúde ocupacional dos trabalhadores.
RESISTÊNCIA AO ROLAMENTO 
2. SELEÇÃO DE MATERIAL
3. REQUISITOS DE COMPACTAÇÃO
4. TÉCNICAS DE TRATAMENTO CONTRA PÓ
Figura 23: Caminhão pipa. 
Figura 24: Sistema de aspersão fixa.
MANUTENÇÃO E READEQUAÇÃO
É constituída por um conjunto de actividades que são executadas para minimizar os defeitos e, consequentemente, reduzir os custos operacionais dos camiões, assim como prolongar a vida das estradas de acesso de mina.
Tipos de defeitos característicos nas estradas
Defeitos são alterações na superfície da estrada de acesso que influenciam negativamente as suas condições de uso, reduzindo a performance operacional de transporte.
Figura 25. Defeitos comuns em estradas de mina: a) buracos, b) poeira excessiva, c) material solto 
d) “borrachudo”, e) seção transversal inadequada e f) trilhas de rodas. Fotos de diversas minas (2009).
CONCLUSÃO
Para a execução de um projecto de vias de acessos na mina a céu aberto é indispensável o cumprimento de todas as normas e técnicas de construção de estradas, visto que isso minimiza os custos adicionais que futuramente podem surgir devido ao não cumprimento das mesmas. Sabe-se que em todo empreendimento mineiro visa a maximização dos lucros minimizando os custos.
De um modo geral, o projecto de vias de acesso deve englobar aspectos económicos, técnicos e segurança. O sucesso do projecto depende da observância das normas e leis vigentes pela construção de vias na mineração. 
 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BCTRADE, Desenvolvimento de mina a Céu Aberto, 1ª edição, 2012. São Paulo.
SOUZA, J. César, Métodos de lavra à Céu Aberto, Universidade Federal de Pernambuco, 2001.
Manual de Técnica de Construção de Estradas de Mina.
OLIVEIRA FILHO, W. L. et al. Manual de estradas de acesso de mina – convênio Vale/UFOP. Ouro Preto: 2010. Relatório interno.
OBRIGADO 
PELA ATENçÃO DISPENSADA