Aula 14_ SUPORTE DE MINA SUBTERRÂNEA

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Lavra Subterrânea
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 Define-se como suporte ou ancoragem, os 
meios utilizados para evitar a queda, trazendo 
reforço estrutural.
 No caso de minas subterrâneas são utilizados 
para estabilizar as galerias.
 Reforços são as técnicas ou tecnologias pelas 
quais melhoram a resistência e a 
impermeabilidade da rocha.
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 SUPORTE:
◦ Conjunto de elementos resistentes que se 
empregam para controlar a deformabilidade e 
contrariar os fenômenos de ruptura localizada 
em aberturas subterrâneas.
 O principal objetivo no projeto de um suporte 
subterrâneo é ajudar o maciço a se auto-
suportar.
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 Sustentação ou escoramento é o nome que se 
dá às técnicas que se valem de metal, concreto 
ou madeira, destinados a aumentar a segurança 
das cavidades.
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 Um suporte deve atender várias demandas 
entre as quais, segundo o DNPM, pode-se 
citar:
1. Segurança dos trabalhos em subsolo;
2. Utilização segura das instalações da mina;
3. Minimização dos danos na superfície;
4. Continuidade do processo produtivo.
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 Se um sistema de suporte for seguro, 
econômico e atender às condições de produção 
requeridas, então é bem sucedido.
 Segundo o DNPM, não haverá necessidade de 
suporte nos casos em que as aberturas são 
autossustentáveis, em abatimentos de teto 
controlados e no uso de enchimentos.
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 Embora sejam utilizados como sinônimos 
possuem significados diferentes:
◦ Reforço é utilizado internamente, ou seja, 
dentro maciço rochoso (rock bolt e cable bolt)
◦ Suporte é utilizado na face da escavação, ou 
seja, externo ao maciço rochoso (Shotcrete)
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Podem ser: 
 contínuos ou descontínuos;
 provisórios ou definitivos;
 compreensíveis ou rígidos.
 Podem ainda ser permanentes ou temporários.
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 Concreto projetado e pranchões de madeira são 
exemplos de suportes contínuos.
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 Suportes descontínuos são utilizados para 
controlar os esforços na periferia da escavação.
 Meio no qual inibe o deslocamento de um bloco.
 Pilares naturais, esteios, pilhas, quadros e arcos 
constituem suportes descontínuos.
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 São dispositivos de sustentação apoiados em 
encaixes no piso da escavação e em um 
chapéu de grande área no teto.
 Como exemplo chumbadores que são 
instalados sem proteção.
 A carga só começa a atuar quando o maciço de 
solo ou a estrutura solicitar, reagindo aos 
esforços produzidos nos mesmos.
 Tirantes pouco usados.
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 São pecas pré moldadas no local na perfuração.
 A instalação e a fixação da armação metálica são feita 
através de injeção de calda de cimento sob pressão.
 Podem ser moldados in loco que são elementos 
estruturais constituídos por barras, feixe de barras, 
cabos, fibras de vidro ou outros materiais que atendam 
as especificações do projeto.
 Pode ser trabalhado a tração, compressão, flexão ou 
cisalhamento.
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 Sistemas de atirantamento com ou sem auxilio 
de outros métodos.
 As fixações por tirante podem ser por coquilha 
(mecânica) ou resina (aderência)
 São aqueles que estão permanente sob carga, 
independente dos esforços atuantes no solo ou 
na contenção, caracterizam por ser tirantes 
protendidos.
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 Ancoragens internas apresentam ser fáceis de 
serem instaladas, têm custo relativamente baixo 
e proporcionam redução significativa da seção 
escavada, facilitando o tráfego de homens e 
máquinas e a ventilação.
 Sendo apresentado dois tipos mecânico e 
químico.
 Pode ser realizada através de cartuchos a base 
de cimento e resina, sistema cable bolt.
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 E um sistema que consegue a união da bucha 
metálica ao suporte rígido através de uma 
expansão da mesma.
 Atuação se da logo após a sua instalação.
 Uso limitado a rochas duras.
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 Preço mais acessível.
 Instalação com maior facilidade.
 E um suporte que e limitado na parte de 
corrosão não apresentando um anti-corrosivo 
podendo gerar problemas futuros na sua 
estrutura ou seja e mais indicado para projetos 
a curto prazo.
 Vida útil projetada de aproximadamente 2 anos.
 Suporte provisório.
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 Suporte de uso imediato em rochas mais resistentes.
 O seu comprimento se da de 1,2 a 1,8m
 A sua capacidade de carga alcançada e de 10tf, com 50 
cm de coluna.
 Apresenta uma vantagem relativa ao split –set, sendo 
um suporte que possa ser pré-tensionado.
 E um suporte que apresenta um valor maior na sua 
aquisição, mas seu custo global apresenta ser mais 
barato, devido apresenta um ciclo operacional com 
menor tempo.
 A pressão da água não afeta o suporte na sua função e 
necessário um diâmetro com maior exatidão.
 Pode ser aplicado com telas.
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 A capacidade do equipamento de carga e de 7 a 
11tf.
 Os diâmetros usuais são 16, 17, 19, 21e 
25mm.
 O Hydrabolt e instalado com o próprio 
equipamento da mina, gerando um melhor 
aproveitamento no ciclo da mina.
 O equipamento se encontra com comprimentos 
de 1,5 a 4m.
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 Funciona por aderência do aço ao suporte.
 Melhoria da rugosidade através da interação 
química dos compostos ativos que agem na 
adesão. 
 A ancoragem química consiste em dois tipos de 
adesivos que são misturados durante a 
aplicação, podendo ser por capsula ou por 
injeção.
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 A utilização dos cartuchos de cimento ganhou campo 
face às dificuldades na injeção da argamassa no furo, 
após a colocação do tirante, no método convencional. O 
cartucho utilizado é fornecido na forma de um pó pré-
dosado à base de cimento, envolvido por uma película 
especial e permeável.
 Apresentam se para mesma rocha e mesmo 
comprimento.
 Possui ancoragem de três a cinco vezes maior que 
ancoragem mecânica puntual do tipo split-set .
 Percebe –se que se tornou uma ferramenta de grande 
valia neste difícil contexto subterrâneo, tornando uma 
solução moderna em vista aos outros sistemas.
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 Instalação simples não sendo exigido com rigor 
no controle do diâmetro do furo.
 Barra de aço permanente, com proteção contra 
corrosão.
 Não e afetada por vibrações e choques.
 Tempo de cura atingido, podem ser protendidos 
em caso de necessidade.
 Sua aplicação não altera o dia a dia do trabalho 
subterrâneo.
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 Deve se obedecer o tempo de cura de 2 horas.
 Armazenamentos adequado do material.
 Tempo limitado para estocagem do material 
sendo aproximadamente 6 meses.
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 São anéis de 3,175mm e 2,413 mm e resistem 
à média de 0,08t/mm “grauteado”. 
 As perdas de resina para as fraturas simuladas 
aumentam com a dimensão do anel.
 A resina de pega rápida (PR) tem tempo de 
pega de 1 a 1,5 min e a de pega lenta(PL), 12 
min. O torque, para alcançar o efeito viga, é 
dado após o tempo de pega da resina PR.
 São utilizados em poços principais.
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 O método combina-se a dois fatores:
 Apresentar-se a prática de comprimentos maiores de 
suporte.
 Se colocar um suporte, tão logo quanto possível, após 
a lavra ou abertura das escavações.
 Torna se um elemento chave para o controle do maciço 
para alargamentos .
 O graute e uma argamassa autoadensável e não retrátil, 
na qual e injetada junto ao cabo , que faz com que 
ocorra um menor tempo de cura.
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 Baixo custo 
 Alta capacidade de ancoragem.
 Alta capacidade de resistência a corrosão.
 Instalação em qualquer cumprimento.
 E dado sua instalação em aberturas provisórias 
ou permanentes, estreitas e de pequenas 
alturas. 
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 Amplamente utilizado em suporte de rochas em túneis e 
escavações subterrâneas (Mpunzi et al. 2015).a 
obtenção de uma curva carga–deslocamento;
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 Composto por uma mistura de cimento, 
agregados, areia, vários tipos de aditivos 
e água.
 O material é aplicado na superfície da 
rocha sendo jogado em alta velocidade 
na forma de spray
 Pode o método ser a seco ou a úmido
 Fatores que 
Influenciam na 
interação maciço 
Shotcrete
◦ Rugosidade do teto
◦ Carga na rocha
◦ Zonas danificadas
◦ Descontinuidades◦ Parafusos (rock bolt)
◦ Espessura da camada
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◦ Propriedades mecânica das rochas
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 O tipo de suporte de teto utilizado em cada mina 
varia de acordo com o maciço rochoso, 
presença ou não de fluidos, entre outros fatores.
 Cada caso deverá ser analisado para a escolha 
mais assertiva
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 Quando um corpo sólido está sujeito a forças 
que tendem a comprimir, esticar ou cisalhar o 
mesmo, ele se deforma e desloca no sentido da 
deformação.
 Se relaciona à tendência do deslocamento 
relativo das partículas de um corpo em relação 
as forças externas
 A deformação volumétrica é pequena antes do 
pico de tensão
 Aumenta de forma significativa depois do pico
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 A deformação dilatante após a falha do maciço rochoso 
é a principal responsável pela deformação do túnel 
escavado (Song & Lu 2001)
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 medição da resistência 
da ancoragem, através 
de teste no qual o 
deslocamento do 
dispositivo de 
ancoragem é medido 
como função da carga 
aplicada ao tirante, o 
que resulta na 
obtenção de uma 
curva carga–
deslocamento;
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 medição do deslocamento relativo entre um 
ponto no interior do maciço e um ponto no 
perímetro escavado;
 Aplicação de extensômetros simples ou 
múltiplos.
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 Baseado na análise de 212 casos históricos 
 Avalia numericamente a qualidade do maciço 
rochoso usando os seguintes parâmetros:
◦ QD, número de famílias de juntas;
◦ Ruosidade das juntas;
◦ Grau de alteração;
◦ Preenchimento das juntas, fluxo interno d’água e 
condições de tensões.
 Determina o tipo de suporte necessário para um 
túnel, a partir da relação entre a classificação do 
maciço, a dimensão do vão e sua finalidade 
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 Q=[RQD/Jn] x x[Jr/Ja] x [jv/SRF]
 RQD= designa a qualidade da rocha 
 Jn= Influência do número de famílias de 
descontinuidades 
 Jr= influência da rugosidade das paredes 
 Ja= influência da alteração das paredes 
 Jv= influência da ação subterrânea 
 SFR= influência do estado de tensões
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 RQD (Rock Quality Designation).
 Resistência à compressão simples(puntiforme)
 A classificação geomecânica é baseada no 
princípio da atribuição de pesos aos seis 
parâmetros que Bieniawski considerou 
contribuírem mais significativamente para o 
comportamento dos maciços rochosos:
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◦ resistência à compressão uniaxial da rocha intacta ou 
índice de compressão puntiforme; 
◦ RQD (“Rock Quality Designation”); 
◦ espaçamento entre as descontinuidades; 
◦ condição das descontinuidades;
◦ Padrão das descontinuidades.
◦ influência da água subterrânea; 
◦ orientação das descontinuidades;
◦ Valor Variável de 0 a 100.
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 O somatório dos pesos atribuídos a cada um destes 
parâmetros constitui um índice 
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