Estabilidade de Obras Mineiras

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ÍNDICE 
I. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................ 3 
II. OBJECTIVOS ............................................................................................................................... 4 
2.1. Geral ................................................................................................................................... 4 
2.2. Específicos ......................................................................................................................... 4 
III. ESTABILIDADE DAS OBRAS MINEIRAS ............................................................................ 5 
3.1. Sustentação na Mina Subterrânea ............................................................................................. 5 
3.1.1. Conceitos de Sustentamento .............................................................................................. 5 
3.1.2. Tipos de sustentamento e materias usados............................................................................ 6 
3.1.3. Sustentamento usando a madeira ...................................................................................... 6 
3.1.4. Metodologia de cálculo para dimensionamento de escoramento com madeira............. 8 
2.2.2. Sustentamento usando Alvenaria ou betão ..................................................................... 10 
2.2.3. Sustentamento metálicas (aço)......................................................................................... 11 
3.2. DIMENSIONAMENTOS DO SUSTENTAMENTO (SUPORTE) .................................... 12 
3.1 Métodos de convergência – Confinamento............................................................................. 12 
3.2. Suporte primário ...................................................................................................................... 13 
3.2.1. Pregagem ........................................................................................................................... 13 
3.2.2. Redes metálicas................................................................................................................. 15 
3.2.3. Projecção de betão ............................................................................................................ 16 
3.2.4. Esteios ............................................................................................................................... 17 
3.2.5. Esteios de Madeira............................................................................................................ 17 
3.2.6. Esteios Metálicos .............................................................................................................. 18 
3.2.7. Pilhas ................................................................................................................................. 19 
3.2.8. Quadros de Madeira.......................................................................................................... 19 
3.3. Suportes secundários ............................................................................................................... 20 
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3.3. Sustentamento Nos Poços ....................................................................................................... 21 
3.3.1. Conceito de poços ................................................................................................................ 21 
4.2. Revestimento com betão ......................................................................................................... 21 
4.3. A finalidade do revestimento assenta nos seguintes objectivos ........................................... 22 
3.5. Factores Que Influencia No Sustentamento .............................................................................. 22 
3.5.1. Factores geológicos e naturais ............................................................................................. 22 
3.6. Máquinas de escavação de galerias, túneis e sustentação destas obras................................ 23 
3.6.1. Equipamentos de pregagem e por ancoragem .................................................................... 23 
3.6.2. Equipamentos de perfuração e entivação por cambotas metálicas.................................... 23 
IV. CONLUSÃO ............................................................................................................................... 25 
V. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................................... 26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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I. INTRODUÇÃO 
Este presente trabalho é sobre estabilidade de obras mineiras mais concretamente sobre os 
conceitos de sustentamento, os tipos de sustentamento, dimensionamento de equipamentos e 
maquinas usadas para fazer o sustentamento. Este trabalho surgiu na necessidade de nós 
compreender a estabilidade das obras mineiras uma vez que existem vários factores que 
influenciam negativamente para a instabilidade das obras mineiras tais como: Ocorrência de 
condições adversas em termos de geologia estrutural; Ocorrência de excessivas tensões in situ; 
Expansão ou decomposição da rocha por acção da água ou ar; Pressão hidráulica ou percolação 
de água. 
O presente trabalho esta dividida em 5 capítulos: 
No primeiro capitulo esta a introdução onde apresentamos o nosso trabalho dizendo de maneira o 
que se encontra em cada capítulo 
No segundo capitulo esta descrita os objetivos que nos propusemos a cumprir durante o trabalho 
No terceiro capítulo esta apresentado o desenvolvimento do nosso tema, retratando assim sobre a 
estabilidade de obras mineiras, os diversificados tipos de sustentamento e os equipamentos que 
usa-se para implantar estes sustentamentos. 
No quarto capitulo esta a conclusão em que deixamos ficar as nossas ideais sobre a 
aprendizagem adquirida durante a realização do trabalho, também deixamos ficar a importância 
que o trabalho teve para nós. 
Por último apresentamos a bibliografia onde ilustramos todas as fontes que usamos para a 
realização do nosso trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
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II. OBJECTIVOS 
2.1. Geral 
Compreender as técnicas e tecnologias de sustentamento de galerias na mineração subterrânea 
2.2. Específicos 
 Conceituar o sustentamento 
 Ilustrar os tipos de sustentamentos 
 Descrever como são feitos os dimensionamentos dos sustentamentos 
 Descrever os fatores que influenciam na escolha dos sustentamentos 
 Descrever os tipos de equipamentos usados para os sustentamentos 
 
 
 
 
 
 
L2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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III. ESTABILIDADE DAS OBRAS MINEIRAS 
A abertura de uma cavidade subterrânea induz uma alteração no estado de tensão pré-existente 
no maciço, motivando, na maioria dos casos, a necessidade de instalação de sistemas de suporte 
que garantam a estabilidade dessa cavidade. 
O objectivo primordial do projecto de suporte de uma escavação subterrânea consiste na 
utilização da rocha como o principal material estrutural resistente. Assim, deve-se evitar 
deteriorar o maciço no decorrer da escavação, de forma a aplicar o mínimo de elementos 
artificiais de sustentamento. 
No seu estado natural, quando sujeitas a acções de compressão, a maioria das rochas duras são 
bastante mais resistente que o betão e algumas são mesmo tão resistentes como o aço. 
Segundo Hoek e Brown (1980), as principais fontes de instabilidade que ocorrem numa 
cavidade subterrânea são: 
 Ocorrência de condições adversas em termos de geologia estrutural; 
 Ocorrência de excessivas tensões in situ; 
 Expansão ou decomposição da rocha por acção daágua ou ar; 
 Pressão hidráulica ou percolação de água. 
3.1. Sustentação na Mina Subterrânea 
3.1.1. Conceitos de Sustentamento 
Sustentamento é um conjunto das acções, com recurso a elementos estruturais, que venham a 
garantir a estabilidade de escavação, durante o tempo em que ela vai ser utilizada segundo (Júlio 
César). 
De um modo geral pode-se definir que Sustentamento são as técnicas usadas com objectivo de 
contrariar as cargas tensoriais criadas no maciço após as escavações que são responsáveis pelos 
deslizamentos e desabamentos. 
Estes conceitos baseiam-se na aceitação dos seguintes princípios: 
 Sempre que se realiza uma escavação, o maciço envolvente irá deformar-se, sendo as 
deformações verificadas em cada caso, para que se verifique estabilidade, compatíveis 
com o fim a que se destina a escavação. 
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 O período de tempo durante o qual se irá verificar a sua utilização, irá condicionar as 
exigências de características do sustentamento, supondo-se que ao longo desse tempo de 
utilização, o maciço se irá degradar essencialmente devido a efeitos ambientais. 
Muitas rochas manifestam este fenómeno de degradação em espaços de tempo relativamente 
curtos. 
3.1.2. Tipos de sustentamento e materias usados 
Distinguem-se os seguintes tipos de sustentamento: 
 De madeira; 
 De alvenaria ou betão; 
 Vigas metálicas; 
Materiais utilizados para sustentação são: 
 Madeira; 
 Aço; 
 Metais; 
 Rochas; 
 Cimento; 
3.1.3. Sustentamento usando a madeira 
Geralmente a madeira é a de mais uso nas minas para a sustentação e revestimento nas minas 
subterrâneas e em vez quando nos poços. A mais comum é a do tipo pilho, eucalipto, a madeira 
antes de ser usada ela sofre um tratamento primário cujo este tratamento baseia se na aplicação 
de substância em torno do seu corpo de modo a não permitir que certos microrganismos tais 
como insectos não possam deteriora-lo um dos produtos aplicados é (NaF) assim como também 
o óleo queimado é aplicado. 
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Mas em todo caso a madeira não possui uma vida, pois ela pode ser estima em média 4 a 5 anos 
de vida, mas já bem tratada inicialmente ela pode triplicar a sua vida útil. 
 
Figura 1 Sustentamento usando madeira (clean tech mine) 
Fonte: Celso Meque 
i. Vantagens 
 Boa compressão e flexão; 
 Fácil de aquisição; 
 Não exige mão-de-obra tecnicamente qualificada para a sua instalação; 
 Custo de aquisição baixo; 
 Pode ser obtida em grandes quantidades. 
ii. Desvantagens 
 Não apresenta perfis curvos; 
 Sofre flambagem na presença da água; 
 Biocastiorito (combustível); 
 Não se pode instalar em zonas onde há grande abundância da agua, pois ela facilmente 
apodrece em contacto com a mesma; 
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3.1.4. Metodologia de cálculo para dimensionamento de escoramento com madeira 
Para se dimensionar um escoramento do tipo convencional, o primeiro passo consiste em 
determinar-se a carga a ser suportada pelo escoramento. Para tanto se calcula o peso das rochas 
do domo (semi-elipse de pressões) que efectivamente actuam sobre o escoramento. 
São duas as fórmulas empregadas para esse fim: 
 
 
Onde: 
r coeficiente de coesão molecular das rochas do domo 
a flexa maxima da viga 
L largura da galeria 
γ densidade das rochas 
 
Onde 
 angulo de atrito interno das rochas do teto. 
Como se trata de dimensionamento deve-se trabalhar sempre com a hipótese mais desfavorável, 
visando maior segurança. 
Para efeitos de cálculo se considera a carga como uniformemente distribuída sobre a viga: 
q = P / L 
Segundo Protodyaconov as pressões das rochas atuantes sobre galerias horizontais podem ser 
determinadas baseando-se na teoria do arco natural (parabólico): 
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A altura do arco natural “b” é calculada pela fórmula: 
b = a / Fs 
Onde: 
a - meia largura da escavação 
Fs - factor de esforço de Protodyaconov 
Quando há uma diferença entre as densidades das rochas superior à camada e a própria camada, 
faz-se a seguinte correcção desta altura: 
 
Onde: 
γ’ - densidade da rocha do teto (t/m3) 
γ- densidade da rocha escavada (t/m3) 
A área da parábola é calculada por: 
 
corresponde a metade da base da parábola e é calculado por: 
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Onde: 
- ângulo interno de fricção 
 
Pela fórmula podemos calcular o vetor médio, transformando em 
carga uniformemente distribuída. Para isso admite-se que a carga média esteja a uma distância: 
 
2.2.2. Sustentamento usando Alvenaria ou betão 
O concreto projectado foi inventado nos Estados Unidos no início do século 20, e desde então 
tem sido usado como uma camada de protecção para corrosão, fogo e também para revestimento 
e suporte de taludes. Foi usado pela primeira vez como suporte estrutural em 1954, em um túnel 
de desvio de 8m de diâmetro, em uma usina hidroeléctrica austríaca. 
O betão actualmente é empregue com maior frequência na construção civil e em escavações 
subterrâneas. É um material de alta resistência e durabilidade com uma vida útil longa e, apesar 
de ser muito carro. É mais utilizado nas vias principais de acesso e transporte, as estacões e as 
galerias destinadas as salas de equipamentos minérios, depósitos, entre outros; onde a segurança, 
aliada a durabilidade do sistema são factores indispensáveis. 
Nas minas a céu aberto ele pode ser usado para fazer murros de contenção, onde os terrenos não 
são de boa qualidade. 
i. Vantagens 
 Mais duros e uma longa vida ou quase toda vida útil da mina; 
 Obedece aos perfis das galerias ou configurações presentes na afrente de desmonte; 
 Apresenta superfícies regulares, pois este facto possibilita a circulação do ar fresco sem 
criar resistências; 
 Garantem maior estabilidade; 
 Não são combustíveis; 
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ii. Desvantagens 
 Necessitam de mão-de-obra qualificada para a sua instalação; 
 Custo elevado de aquisição; 
 Necessita de uma rocha que apresenta características de adesão para que o betão adira, 
 
Figura 2: Projecção de concreto sobre as paredes de um túnel 
Fonte: B27- Schürzeberg, Alemanha 1991 
2.2.3. Sustentamento metálicas (aço) 
São empregados no subsolo face à sua alta resistência e capacidade de suportar as tensões e 
compressões exercidas pelas galerias. São normalmente usados perfis rígidos robustos tipo I, 
duplo T, trilhos recozidos e outros tipos com sistema articulado. Em galerias com pressões 
maiores, galerias de longa duração e “longwalls” de avançamento, onde a curva de pressões 
exerce na frente e na retaguarda por determinados períodos de tempo, são necessários perfis 
especiais de alto coeficiente de alongamento, que permitem que o teto trabalhe sem fechar a 
galeria. Em geral trabalham com as colectas por fricção que são fortemente apertadas entre si pôr 
chaves e reforçadas com grampos e parafusos (braçadeiras). Esses perfis só se deslocam e 
deslizam mediante enormes pressões do tecto e paredes, permitindo que o sistema trabalhe em 
conjunto com diminuição da secção da galeria, sem fechá-la, até que se acomodem e cessem às 
pressões normais do maciço. Do ponto de vista estrutural, o aço é o material ideal com maior 
durabilidade mesmo em ambientes húmidos e empoeirados. 
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i. Vantagens 
 Não é combustível; 
 Muito resistente, que implica longa vida útil; 
 Possui alta resistência a tracção; 
ii. Desvantagens 
O metal facilmente se oxida na presença da água, maior custo de aquisição, para a sua montagem 
necessita de mão-de-obra tecnicamente qualificada, de difícil manuseio no fundo da mina, na sua 
montagem pode ocorrer riscos de atrito criando faíscas. 
3.2. Dimensionamentos Do Sustentamento (Suporte) 
3.1Métodos de convergência – Confinamento. 
É um método baseado no cálculo analítico de interacção entre o maciço rochoso e os materiais de 
sustentamento. 
É um método de cálculo simples, mas eficiente na maior parte dos casos. Não atendendo à 
geometria de escavação, à anisotropia do comportamento mecânico e das tensões geostáticas, 
permite, no entanto ter em conta factores mais importantes quanto ao equilíbrio do conjunto 
maciço rochoso/sustentamento. 
Esses factores são: 
 Deformabilidade do terreno, isto é, o seu comportamento após a rotura e ao longo do 
tempo; 
 A rigidez do sustentamento; 
 Das dimensões de escavação; 
 A deformação do maciço rochoso antes da colocação do sustentamento. 
O método conduz-nos a um pré-dimensionamento do sustentamento no caso de galerias de 
secção circular a médias e grandes profundidades, com tensões que podem ser consideradas 
homogéneas e isotrópicas. 
Em casos mais complexos, o método fornece orientação na fase de ante-projecto, a quando da 
escolha do tipo de sustentamento e estima a grandeza das deformações. 
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Este método tem sido desenvolvido simultaneamente com o método de escavação conhecido 
como o Novo Método Austríaco (NATM), que na sua generalidade não é mais do que uma 
escavação acompanhada de sustentamento imediato e que conduz à participação efectiva do 
terreno na procura da sua própria estabilidade. 
O objectivo do sustentamento não será na generalidade opor-se à deformação do terreno 
envolvente à escavação, mas sim limitar o desenvolvimento da zona envolvente dita plástica. 
Existem dois (2) tipos de suporte primário (provisório) e Secundário (definitivo). 
3.2. Suporte primário 
Os sistemas de suporte primário (ou provisório) com utilização corrente compreendem pregagens 
e ancoragens, entivação metálica (cambotas), rede metálica (malha sol), chapas metálicas, betão 
projectado, tirantes, chumbadores, madeira, etc. 
Os sustentamentos por pregagens e por ancoragens diferem entre si, fundamentalmente, pela 
dimensão envolvida do maciço a sustentar. Enquanto as pregagens têm a função de suportar 
blocos instáveis, tendo uma função pontual, as ancoragens destinam-se a fornecer ao maciço uma 
acção de Confinamento que permite aproveitar as suas características próprias de sustentação 
(Celada Tamames 1999). 
Para tal são aplicados os seguintes equipamentos ou estruturas para suporte: Pregagens, 
Ancoragens; Cabos; Redes metálicas; Projecção de betão, Quadros de madeira; Esteios de 
madeira e Pilhas; 
3.2.1. Pregagem 
A utilização de pregagens em rocha é tipicamente um método de sustentamento pontual, 
aplicável a maciços autosustentados, em que existam instabilidades apenas em blocos 
esporádicos. As metodologias que incluam uma grande densidade de pregagens, para suportar 
blocos instáveis, dependem perigosamente da execução, não podendo ser projectadas unicamente 
em termos de carga a suportar e número de pregagens por unidade de área. De facto, a qualidade 
deste tipo de suporte está directamente dependente da observação e execução podendo, por 
necessidade, existir no mesmo maciço, zonas com poucas pregagens e zonas com elevada 
densidade destes elementos. Os constrangimentos relativos à aplicação isolada de pregagens, 
pelo que atrás foi referido, vêm reforçar a possível inadequação do zonamento geotécnico 
perante as peculiaridades reais do maciço rochoso, não sendo recomendável a usual adopção de 
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metodologias pré-estabelecidas. Este facto é consubstanciado pela variabilidade do grau de 
fracturação natural e agravado pelas possíveis implicações do método de escavação que, 
frequentemente, induz uma fracturação significativa à rocha que circunda a abertura. 
O recurso frequente às pregagens tem a ver com o facto das mesmas apresentarem as seguintes 
características: 
 Versáteis – podem ser utilizadas em qualquer tipo de geometria de escavações; 
 Simplicidades na instalação - não apresentam nenhuma complicação; 
 Baixo custo – são baratas relativamente ao efeito estabilizante; 
 Racionais – podem ser aplicadas através de mecanização total; 
 Podem ser combinadas com outros sistemas de suporte, como as redes metálicas e O 
betão projectado; 
Segundo Hoeke (1998) Os principais tipos de pregagens, cujas características se 
apresentam, são os seguintes 
 Pregagens cimentadas (barra de aço cimentado); 
 Pregagens de atrito ou Split Set (tubo com rasgo longitudinal e diâmetro superior ao do 
furo que entra à força, promovendo uma acção de atrito); 
 Pregagens do tipo Swellex (tubo em forma de C que abre, por pressão hidráulica, quando 
colocado no furo, promovendo uma acção de atrito). 
Um parafuso de ancoragem também é chamado tirante, cavilha ou parafuso de tecto ( roof bolt) é 
uma estrutura de sustentação que se coloca rigidamente e cravado em um furo previamente 
aberto na rocha a ser sustentada. Os parafusos de ancoragem são ditos como categorias de 
suporte de sustentação suspensos e sua função é de vincular massas descontínuas. 
 
Figura 3: Pregagem cimentada com varão de aço pregagem Split Set 
Fonte: Hoek, 1998 
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Figura 4 Força de atrito provocada pela pregagem Split Set 
Fonte: Catálogo da Ingersoll Rand 
a) Vantagens: 
 Resistências mecânicas aos esforços de tracção e de compressão, 
 Resistindo a elevados momentos de flexão; 
 Elevado módulo de elasticidade e ductilidade; 
 Facilidade de fabrico e modelação; 
 Homogeneidade e fácil controlo de qualidade e actuação em condições favoráveis após o 
seu limite elástico. 
b) Desvantagens: 
 Exige a mão-de-obra especializada para a montagem e instalação das estruturas. 
 Os custos associados, 
 Agravados pelos tratamentos anti-corrosão como a galvanização (Rivas Vargas [149], 
1997). 
3.2.2. Redes metálicas 
As redes metálicas são utilizadas juntamente com ancoragens ou pregagens, cujas cabeças 
servem como elemento de fixação. 
Estes sistemas de suporte são utilizados para evitar a queda de pedras e de blocos 
individualizados, sendo muitas vezes aplicadas em maciços, ou zonas de maciços, com 
fracturação muito intensa. Existem dois tipos de malhas metálicas que são utilizadas no 
sustentamento de cavidades subterrâneas: 
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Rede metálica corrente – é utilizada para suportar pedras ou blocos individualizados, 
dependendo a sua capacidade de carga, do espaçamento dos seus pontos de suporte. Não pode 
ser utilizado com betão projectado porque tem uma malha muito pequena e gera a criação de 
vazios no interior da camada de betão projectado. 
Rede electrossoldada (pode ser galvanizada para minimizar os efeitos da corrosão) – é, 
geralmente, utilizada para reforço do betão projectado, devendo este envolver toda a rede para 
que esta não sofra efeitos de corrosão. 
 
Figura 5: Rede electrossoldada 
Fonte: Hoek, Kaiser e Bawden, 1998. 
3.2.3. Projecção de betão 
O betão projectado, por sua vez, é aplicado com a função de cintagem ou de revestimento, tendo 
nesta segunda aplicação como principais objectivos, regularizar e impermeabilizar os contornos 
das cavidades criadas. A acção de revestimento pode ser necessária em zonas de afluência 
indesejada de águas ou em zonas muito alteradas. 
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Figura 6: projecção de betão 
Fonte: mine-net. blogspot.com. 
3.2.4. Esteios 
Os esteios, também denominados escoras, são colunas de secção transversal relativamente 
pequena que se apertem normalmente contra a superfície a sustentar, para que passem a trabalhar 
à compressão axial. Os esteios podem ser de madeira ou metálicas. 
3.2.5. Esteios de Madeira 
Para a utilização adequada dos esteios de madeira é necessário considerar-se as característicasde 
resistência e de deformabilidade do material. 
As madeiras comuns apresentam, segundo a direcção das suas fibras, resistência a compressão 
(Max) da ordem de 300 a 500 kg/cm2. A carga de ruptura à compressão (Crc) é expressa pelo 
produto de resistência à compressão pela área da secção transversal (S) da peça. 
 
Onde: D- diâmetro do esteio 
 Entretanto as madeiras exibem comportamento oposto quando aquela solicitação se afecta 
perpendicularmente às fibras, neste caso, tanto as resistência a compressão como os módulos de 
elasticidade (E’) são muito menores, situando-se nas faixas de 50 -150 kg/cm2 e 4,5 103 kg/cm2 
respectivamente. Esta característica permite aumentar bastante a compressibilidade dos esteios, 
afim de que os mesmos possam suportar, sem ruptura precoce, maiores deformações dos tectos. 
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Para tanto basta associar aos esteios, uma pequena peça, também de madeira para ser 
comprimida perpendicularmente as suas fibras. 
 
Figura 7: Esteios de madeira 
 (Fonte: mine-net. blogspot.com). 
Os esteios podem se dividir em três grupos, tais como esteios simples, com chapéu e sapatas (ver 
fig.7 a, b, c respectivamente). 
3.2.6. Esteios Metálicos 
Normalmente os esteios metálicos se subdividem em dois principais grupos, que são: rígidos e de 
atrito. 
Rígidos: são apenas barras de aço fundido que apresentam secções adequadas ou configurações 
apropriadas são peças de alta resistência ao peso e encurvatura. 
De atrito: este tipo de esteio apresenta uma haste cilíndrica que pode deslizar no anel de aperto e 
de fixação, e uma cunha fixa no anel de aperto. 
 
 
Figura 8: Esteio metálico de atrito 
Fonte: mine-net. blogspot.com. 
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3.2.7. Pilhas 
Para o aproveitamento o minério a percentagens elevadas, podemos utilizar os restos dos 
dentritos ou de material não económico para o empilhamento, assim servindo de suporte das 
nossas estruturas. O material empregado na sua construção podem ser restos de madeira, 
metálicas, concretas ou pedra. Comummente são constituídas por combinações destes materiais 
(por exemplo, madeira com enchimento de blocos de rocha, etc). 
Também pode dizer que pilhas são estruturas construídas com fragmento de rocha estéril, 
empilhados cuidadosamente para formar um muro fechado de secção quadrada ou rectangular, a 
espessura da parede varia de 0.6-1.2m. 
 
Figura 9 Pilha (fogueira maciça) 
Fonte: mine-net. Blogspot.com. 
3.2.8. Quadros de Madeira 
Estes quadros podem ser construídos de acordo com a configuração da galeria, são feitos para 
galerias horizontais ou semi- inclinadas. 
Podem ser construídos de duas, três ou quatro peças, das quais uma horizontal, denominada 
chapéu, apoia-se sobre uma ou duas peças verticais ou ligeiramente inclinadas, denominadas 
montantes. Se ocorrem fortes pressões no pico da galeria, tendendo a erguê-lo, coloca-se uma 
outra peça horizontal, sapata ou soleira, sobre a qual se apoiam os montantes. 
Se o tecto apresenta-se muito fracturado, torna-se necessário revesti-lo com pranchões apoiados 
nos chapéus de dois ou mais quadros sucessivos, as vezes o revestimento é feito também sobre as 
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paredes laterais e mesmo sobre o piso, se necessário. Note-se que, nestes casos, a estrutura 
desempenha funções de suporte e de revestimento. 
Os pés dos montantes devem ficar alojados em recortes escavados para este fim na rocha de piso, 
de forma a evitar deslizamento por efeito de pressões laterais, tendendo a deslocá-los para 
dentro, com o consequente enfraquecimento da estrutura. A profundidade destes recortes 
depende da dureza da rocha (cerca de 10 cm em rochas mais duras). 
Os montantes podem ser verticais ou ligeiramente inclinados, não mais de 15º à 20º , para não 
favorecer o seu deslizamento. Neste caso, o que se pretende é reduzir o comprimento do chapéu, 
para resistir melhor as pressões do tecto, quando estas são muito acentuadas. 
O espaçamento entre os quadros depende da intensidade das pressões, variando normalmente de 
0.5m a 2.0m. 
Dizer que estes quadros para além de ser de madeira e de aço também existem de alvenaria 
(betão). 
 
Figura 10 esteios metálicos com 3 peças. 
Fontes: mine-net. blogspot.com). 
3.3. Suportes secundários 
O suporte secundário, ou definitivo, de galerias, em geral, uma estrutura de aço ou betão que 
envolve a cavidade do túnel. Este revestimento pode ser aplicado sobre o sistema de suporte 
primário ou directamente em contacto com o terreno, para galerias autoportantes ou 
com elementos de suporte primário descontínuos (pregagens, ancoragens). 
De acordo com (Estefanía Puebla, 1997) a finalidade do revestimento secundário assenta nos 
seguintes objectivos: 
 Função resistente, para assegurar a estabilidade a longo prazo; 
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 Impermeabilização, impedir fluxo de água para o interior da galeria; 
 Estética, conferir a galeria um aspecto regular e uniforme de acabamento final; 
 Funcional, conferir as necessárias características de serviço, no que se refere à melhoria 
da eficiência da ventilação e iluminação. 
Atendendo ao que foi referido a propósito do suporte primário, que pode incluir elementos 
resistentes de alguma magnitude, e tendo em conta o objectivo final da escavação, o 
revestimento final tanto pode ter uma função puramente estética, como essencialmente resistente. 
Em ambos os casos, devem ser levados em consideração, nos cálculos do revestimento, os 
sistemas de suporte primário, com vista a optimizar o suporte global e a minorar os custos. 
De todas as formas, não deve ser esquecido o factor tempo, que pode induzir a deterioração do 
maciço e do suporte primário, através da acção da água e/ou de agentes físico-químicos segundo 
(Estefanía Puebla, 1997). 
3.3. Sustentamento Nos Poços 
3.3.1. Conceito de poços 
Geralmente poços são obras subterrâneas que nos permite a extracção de um produto 
economicamente valioso, que pode ser minério de ouro, água mineral, pois este também pode ser 
uma via de comunicação com o fundo de trabalho servindo também como percurso de evacuação 
dos desaterros. 
Após a abertura de um poço, é necessário revesti-lo, devendo se a questão da segurança da 
própria obra. 
Os métodos de revestimento de um poço geralmente não diferenciam tanto com os acima já 
abordados, estas obras podem ser betonadas, ancoradas, protegidas com redes metálicas, 
pregadas. Pois estes factos são pontuais e aplicam se por cada caso e tipo da rocha que esta sendo 
minerada. 
4.2. Revestimento com betão 
O revestimento com betão geralmente pode ser a forma mais eficaz, isto deve-se o betão de ser 
muito resistente e tem uma vida longa de utilidade, e com este pode-se fazer com que o nosso 
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poço tenha um aspecto agradável e em certos casos liso, podendo assim facilitar o escoamento do 
ar fresco sem criar resistências nos paramentos. 
O revestimento do betão é efectuado de baixo para cima pelos anéis sucessivos que constituem a 
cofragem. O betão misturado na superfície é descido seja graças às bordas especiais com fundos 
que podem se abrir (para evitar a queda), ou seja, graças a tubagens, o betão circular 
praticamente em queda livre, neste caso está fixado na base da tubagem um dispositivo de 
decipação de energia no qual o betão encontra a sua homogeneidade antes de ser revertido 
(colocando) atrás de cofragem. 
Para uma boa protecção das paredes contra as eventuais quedas das rochas destacadas, o 
aparafusamento mais o gradeamento podem ser completados por uma fina camada de betão 
projectada ou betão injectado. 
4.3. A finalidade do revestimento assenta nos seguintes objectivos 
 Função resistente, para assegurar a estabilidade em longo prazo; 
 Impermeabilização,impedir fluxo de água para o interior do túnel; 
 Estética, conferir ao túnel um aspecto regular e uniforme de acabamento final; 
 Funcional, conferir as necessárias características de serviço, no que se refere à melhoria 
da eficiência da ventilação e iluminação (túneis rodoviários) ou da capacidade hidráulica 
(túneis de saneamento ou abastecimento). 
Atendendo ao que foi referido a propósito do suporte primário, que pode incluir elementos 
resistentes de alguma magnitude, e tendo em conta o objectivo final da obra, o revestimento final 
tanto pode ter uma função puramente estética, como essencialmente resistente. Em ambos os 
casos, devem ser levados em consideração, nos cálculos do revestimento, os sistemas de suporte 
primário, com vista a optimizar o suporte global e a minorar os custos. 
3.5. Factores Que Influencia No Sustentamento 
3.5.1. Factores geológicos e naturais 
A natureza e os processos geológicos combinam para governar um aspecto chave de 
desenvolvimento de teto, especialmente com relação a abertura de acessos e locação de 
instalações de superfícies. 
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Vários factores influenciam no desenvolvimento de sustentamento de teto das tais podemos citar: 
 Topografia e tipo de solo; 
 Relações espaciais (forma, tamanho, atitude da jazida, incluindo a profundidade); 
 Considerações geológicas (mineralogia, petrografia, estrutura, génese, gradiente de 
temperatura presença do lençol freático); 
 Propriedades mecânicas das rochas (elasticidade, plasticidade, abrasividade, dureza); 
 Propriedades químicas e metalúrgicas da jazida 
3.6. Máquinas de escavação de galerias, túneis e sustentação destas obras. 
3.6.1. Equipamentos de pregagem e por ancoragem 
Este equipamento de nome “swellex” facilita as pregagens que têm a função de suportar blocos 
instáveis, tendo uma função pontual, e as ancoragens destinam-se a fornecer ao maciço uma 
acção de Confinamento que permite aproveitar as suas características próprias de sustentação 
(Celada Tamames [22], 1997). 
 
 
Figura 11 equipamento de instalação de pregagens de atrito tipo “swellex” e “guarda chuva” com microestacas 
(Fonte: mine-net. blogspot.com) 
3.6.2. Equipamentos de perfuração e entivação por cambotas metálicas 
Os equipamentos de abertura de galerias e túneis do tipo Jumbo também facilitam a entivação 
por cambotas metálicas (costelas, simples perfis), com secções diversas ou outras, constitui um 
método de suporte primário amplamente utilizado em solos e rochas muito fracturadas. Estes 
sustentamentos em aço possuem vantagens significativas, nomeadamente as excelentes 
24 
 
resistências mecânicas aos esforços de tracção e de compressão, resistindo a elevados momentos 
de flexão; elevado módulo de elasticidade e ductilidade; facilidade de fabrico e modelação; 
homogeneidade e fácil controlo de qualidade e actuação em condições favoráveis após o seu 
limite elástico. 
a) As desvantagens destes equipamentos 
 Prendem-se com os custos associados, agravados pelos tratamentos anti-corrosão como a 
galvanização (Rivas Vargas [149], 1997. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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IV. CONLUSÃO 
Neste trabalho abordámos o assunto da estabilidade de obras mineiras sendo aprofundado mais 
afundo sobre os sustentamentos das obras subterrâneas, abrangendo os tipos e dimensionamento 
bem como as maquinas usadas. E concluímos que é bastante importante o sutentamentos das 
subterrâneas para garantir a estabilidades dos mesmo, evitanto os acidentes. 
Cumprimos todos os objetivos que nos tínhamos proposto. 
Este trabalho foi muito importante para o nosso aprofundamento deste tema, pois permitiu-nos 
compreender melhor sobre estabilidade de obras subterraneas e saber o que é necessário para 
instalar os suportes, além de ter-nos permitido aperfeiçoar competências de investigação, 
selecção, organização e comunicação da informação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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V. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
BARTON, N.,(1988),. Previsão do comportamento de aberturas subterrâneas em Maciços 
rochosos, Portugal: Lição Manuel Rocha. Sociedade Portuguesa de Geotecnia. Revista 
Geotecnia, Nº 53. Julho de 1988. pp. 3-48. 
CARLOS, G. V., Apostila de escavação subterrânea. 
CASTELLS,F., & NORIEGA,F.,(1997), Controle de calidad durante la construcción, Manual de 
túneles y obras subterrâneas. 
CEZAR, J.,(2008), Apostila de Lavra Subterrânea. 
CUNHA, A.,(1982), Dimensionamento de estruturas subterrâneas - Problemática das estruturas 
subterrâneas em rocha. 
DA SILVEIRA,T., Segurança das Minas. 
DINIS DA GAMA, C., (1994), Análise de custos de construção de túneis, Lisboa: Seminário de 
Luis,I.G.,(2002) Equipamentos de abertura de túneis e galerias, Madrid: Prentice Hall, Pearson 
Education. 
RIVAS DE LA RIEGA, J. L., (1997), Sostenimiento con hormigón proyetado, Manual de 
túneles y obras subterráneas. 
VIDAL,F., & DA GAMA, C.,(2005), Engenharia Ambiental Subterrânea e Aplicações . 
 RIVAS DE LA RIEGA, J. L., (1997), Sostenimiento con hormigón proyetado, Manual de 
túneles y obras subterráneas. 
 
 
 
 
 
	I. INTRODUÇÃO
	II. OBJECTIVOS
	2.1. Geral
	2.2. Específicos
	III. ESTABILIDADE DAS OBRAS MINEIRAS
	3.1. Sustentação na Mina Subterrânea
	3.1.1. Conceitos de Sustentamento
	3.1.2. Tipos de sustentamento e materias usados
	3.1.3. Sustentamento usando a madeira
	3.1.4. Metodologia de cálculo para dimensionamento de escoramento com madeira
	2.2.2. Sustentamento usando Alvenaria ou betão
	2.2.3. Sustentamento metálicas (aço)
	3.2. Dimensionamentos Do Sustentamento (Suporte)
	3.1 Métodos de convergência – Confinamento.
	3.2. Suporte primário
	3.2.1. Pregagem
	3.2.2. Redes metálicas
	3.2.3. Projecção de betão
	3.2.4. Esteios
	3.2.5. Esteios de Madeira
	3.2.6. Esteios Metálicos
	3.2.7. Pilhas
	3.2.8. Quadros de Madeira
	3.3. Suportes secundários
	3.3. Sustentamento Nos Poços
	3.3.1. Conceito de poços
	4.2. Revestimento com betão
	4.3. A finalidade do revestimento assenta nos seguintes objectivos
	3.5. Factores Que Influencia No Sustentamento
	3.5.1. Factores geológicos e naturais
	3.6. Máquinas de escavação de galerias, túneis e sustentação destas obras.
	3.6.1. Equipamentos de pregagem e por ancoragem
	3.6.2. Equipamentos de perfuração e entivação por cambotas metálicas
	IV. CONLUSÃO
	V. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS