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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
metadata.dc.title: Análise global de estabilidade de taludes e setorização de cava em uma mina de mármore
Autor(es): Dal Bosco, Lucas Luiz
Primeiro Orientador: Cordova, Diogo Peixoto
Resumo: A análise global de estabilidade de taludes de uma mina a céu aberto é um processo indispensável para a mineração. Ela se faz útil em todas as etapas mineiras, desde o projeto da cava, explotação do recurso mineral e do período pós-fechamento onde ocorre a recuperação ou preparação da cava, de acordo com o uso futuro pensado. A finalidade principal da análise de estabilidade é proporcionar segurança e economicidade para o empreendimento, buscando afastar a possibilidade de ruptura nos taludes. Este trabalho tem por objetivo principal aplicar a análise de estabilidade de talude em uma mineração de mármore a céu aberto, em atividade, almejando a aplicação e integração de métodos geotécnicos, com softwares específicos, a partir de dados obtidos em etapas de campo, através do levantamento aerofotogramétrico com uso de VANT (veículo aéreo não tripulado). A partir de observações e dos dados obtidos, a cava foi dividida em quatro setores: Mármore Cinza (zona 1), Mármore Branco (zona 2), Mármore Rosa (zona 3) e Estéril (zona 4), definidos de acordo com a inclinação do talude, orientações das descontinuidades e variações litológicas. Após a setorização foram produzidos estereogramas para cada setor da cava, onde foi realizada a análise cinemática para visualizar o cumprimento ou não das condições geométricas para geração de rupturas em cunha, planares ou de tombamento. Para os casos de cumprimento das condições, foram realizadas análises do fator de segurança, visando analisar se há estabilidade dos taludes naquelas condições. No total, apenas em dois casos da cava as condições geométricas para ruptura foram cumpridas, porém em apenas uma delas o fator de segurança (FS) ficou abaixo de 1,3, quando exposta a condições extremas de pluviosidade. Foram ainda realizadas simulações para nove orientações diferentes de talude, utilizando os ângulos de inclinação de 80º e 90º, a fim de analisar a variação no FS e entender as orientações mais suscetíveis a ruptura. Como resultado das simulações, notou-se que taludes que mergulhem para sul são os mais propensos a formarem pontos de instabilidade, principalmente por tombamento, devido ao fato de que a foliação da rocha mergulha para o mesmo sentido e serve como plano base de ruptura. A união destas análises obtidas em cada setor, permitiu verificar globalmente a estabilidade da cava. As contribuições deste trabalho aplicam-se no uso de ferramentas atuais para análise de estabilidade de taludes em uma mina, como também no seu uso para taludes de corte de estrada e de construções civis que envolvam talude de material rochoso. Além disso, o trabalho contribui localmente para futuras análises de estabilidade em outras minas de mármore da região, com a utilização da ferramenta tecnológica VANT, a qual agiliza o processo de levantamento, sem interferir nas operações mineiras, permitindo o levantamento em áreas pouco seguras ou de difícil acesso. Da mesma forma os resultados também podem ser utilizados para análise de estabilidade em futuras expansões da cava em seus diferentes setores.
Abstract: A global slope stability analysis of an open pit mine is an indispensable process for mining. It is necessary in all mining stages, from the design of the pit, production of the mineral resource to the closure period, where the recovery or preparation of the pit occurs, according to the future intended use. The main purpose of the stability analysis is to provide security and economics for the company, avoiding the possibility of slope failures. The main goal of this work is to apply the slope stability analysis in an active marble open pit mine, aiming at the application and integration of geotechnical methods, with specific software, from data obtained in field stages through the aero photogrammetric survey using UAV (unmanned aerial vehicle). From the observations and data obtained, the pit was divided into four sectors: Gray Marble (zone 1), White Marble (zone 2), Pink Marble (zone 3) and Waste (zone 4), defined according to slope orientation, discontinuities and lithological variations. After the sectorization, stereograms are produced for each sector, where the kinematic analysis was performed to visualize whether or not the geometric conditions were met to generate wedge, planar or toppling failures. For the case of the conditions were met, safety factor analysis was performed in each one, aiming to analyze if there is stability of the slopes under those conditions. In total, just in two cases of the pit the geometric conditions were met, but only one of them, the safety factor (SF) was below 1,3, when exposed to extreme rainfall. Simulations were performed for nine different slope orientations, using the inclination angles of 80° and 90°, in order to analyze the variation in safety factor and to understand the orientations most susceptible to failure. As a result of the simulations, it was noted that slopes whose dip direction is south are most likely to minor failure, mainly by toppling, due to the fact that the rock foliation dip to the same orientation and serves as failure base plane. The union of these analysis obtained in each sector, allows to check the global stability of the mine. The contributions of this work apply to use of current tools for stability slope analysis in a mine, as well as its use for road cutting slopes or any other civil constructions involving rock slope. In addition, this work contributes locally to future stability analysis in other marble mines in the region, using the UAV technology, which streamlines the collection process, without interfering with mining operations, in addition, allowing the survey in unsafe areas or with access problems. It is expected that this work will yield results that may suggest specific improvements in the geometry of the slopes of a certain sector of the pit. With this, a factor of safetysuitable for each type of failure mechanism observed, will be defined. In the same way the results can also be used for stability analysis in future expansions of the pit in its different sectors.
metadata.dc.subject: Estabilidade de taludes
Estereogramas
Aerofotogrametria
Análise cinemática
Slope stability
Stereograms
Aero photogrammetry
Kinematic analysis
CNPQ: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
metadata.dc.publisher: Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Caçapava do Sul
metadata.dc.identifier.citation: DAL BOSCO, Lucas Luiz. Análise global de estabilidade de taludes e setorização de cava em uma mina de mármore. 2019. 92f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Geologia) - Universidade Federal do Pampa, Caçapava do Sul, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.identifier.uri: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5299
metadata.dc.date.issued: 2019
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