Lavra subterrânea, Elementos finitos, Dimensionamento de Realces, Diluição.

Esta tese tem como objetivo geral analisar de forma quantitativa do efeito do tempo na instabilidade e diluição não planejada dos realces provenientes do método de lavra subterrâneo de aberturas por subníveis, utilizando modelagem numérica, via método dos elementos finitos. O método de lavra subterrânea de Aberturas por Subníveis é um dos mais difundidos na mineração subterrânea, no qual, a diluição não planejada é um dos parâmetros mais importantes a serem considerados, na recuperação do minério. A diluição não planejada está ligada diretamente a estabilidade das escavações, exigindo uma boa gestão e controle para um dimensionamento adequado dos realces. A previsão da diluição não planejada consiste em determinar, numericamente, os desplacamentos pós desmontes ocorridos nas paredes dos realces durante o tempo em que o mesmo permanece exposto sem aplicação de qualquer tipo de suporte. A abordagem numérica aqui adotada consiste na aplicação de um modelo elasto-viscoplástico com formulação para o método dos elementos finitos, com a capacidade de simular o comportamento do maciço rochoso dependente do tempo, no entorno dos realces de lavra. Na simulação foi utilizado o código de elementos finitos CODE BRIGTH, com critério de plastificação de Mohr-Coulomb, plasticidade tipo associada e a lei bilinear de amolecimento, onde a coesão e o ângulo de atrito efetivo são reduzidos, linearmente, com a ocorrência de deformações plásticas desviadoras. O modelo viscoplástico é o de Perzyna, com estrutura baseada na teoria da plasticidade e efeitos viscosos apenas no regime plástico. Para avaliação da aplicabilidade do modelo foi analisado um caso sintético e dois casos reais, totalizando 22 cenários de simulação. Os modelosrepresentam seções bidimensionais perpendiculares às aberturas, localizadas no centro do realce, onde os desplacamentos foram obtidos através de indicadores de instabilidades das paredes dos realces. O caso sintético foi elaborado para compreender o comportamento dos indicadores de instabilidade ao longo do tempo, e mostrou a evolução dos indicadores em função dos parâmetros de entrada do modelo, constatando que o mesmo pode ser facilmente calibrado a condições reológicas conhecidas do maciço rochoso. O segundo caso foi elaborado a partir de uma situação real de desplacamento ocorrido no teto de um realce da Mina de Zinco da Nexa, com registro da evolução dos desplacamentos realizados pela mineração em um período de sete meses. Sua simulação demostrou alguns limites de aplicabilidade do modelo. O terceiro caso trata-se da abertura do realce do bloco 9140 localizado na cota 420 da mina de Vazante, a 268,5 metros da superfície, com diluição medida de 43,3% na parede suspensa do realce. Os resultados obtidos pela simulação se mostraram bastantes coerentes com os dados reais de diluição ocorridos no realce. Dois indicadores de instabilidade foram analisados, as regiões de baixo confinamento e os deslocamentos horizontais, apresentando valores da diluição bem próximos dos valores reais, com um acréscimo na diluição não planejada de 2,2%, para cada mês de exposição. De acordo com os resultados das simulações, o modelo elasto-viscoplástico utilizado se mostrou consistente na proposta de capturar as deformações, ao longo do tempo, nos realces de lavra subterrânea, com fácil adequação dos parâmetros, coerência com dados reais e teorias do comportamento reológico das rochas. Sendo uma boa ferramenta na avaliação da estabilidade das paredes do realce ao longo do tempo.