Dimensionamento de suportes para mina subterranea

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ESTUDO DETALHADO DE DIMENSIONAMENTO DE SUPORTES PARA MINAS SUBTERRANEAS.











DIMENSIONAMENTO DE SUPORTES













1. INTRODUÇÃO.

A abertura de cavidades subterrâneas em maciços rochosos, galerias, túneis, painéis de mineração e grandes cavernas para casas de forças subterrâneas, para armazenamento de combustíveis, etc., evoluiu muito nos últimos 20 anos,tanto no aspecto de escavação como no conhecimento e dimensionamento dos suportes necessários para a vida útil da cavidade subterrânea.

Pode-se generalizar que para uma determinada escavação subterrânea, por exemplo um túnel, existirá a possibilidade de se escavar maciços rochosos que necessitem de suportes, de intensidade e tipos variáveis, e outros que não necessitem.

Para esses dois casos,classificamos os maciços rochosos como autoportante e instável, lembrando-se que para uma mesma condição de tensões existentes no terreno o aumento do diâmetro ou o vão livre do túnel poderá exigir suportes no túnel que anteriormente era escavado em maciço rochoso autoportante, bem como a diminuição do diâmetro para as mesmas condições poderá levar a uma redução dos suportes necessários ou até suasupressão.



FIGURA 01 -

Influência da dimensão de um túnel para um mesmo maciço rochoso
























2. MACIÇOS ROCHOSOS

Enquanto os demais materiais usados nas obras são fabricados segundo especificações ou normas, com características físicas e mecânicas definidas, resistência à tração, compressão, módulo de elasticidade etc., os materiais que ageologia do local do empreendimento nos oferece já estão especificados e normalizados pela história geológica do local.

A história geológica é a série de eventos, de origens diversas, que modificaram as rochas, introduzindo alterações mineralógicas, tectônicas e intempéricas, deixando marcas em maior ou menor grau, em função da susceptibilidade do maciço rochoso original e do campo de tensões.Assim, fraturas, falhas, juntas, dobras e as intempéries tornam descontínuo fisicamente um mesmo maciço rochoso, pode-se afirmar que um maciço rochoso é constituído de blocos de rochas com dimensões variadas e são eles com suas propriedades que interferirão na qualidade das escavações, estabilidade, etc.



Figura. 02

Descontinuidades de Maciços Rochosos

Composição de várias condiçõesestruturais possíveis em maciços rochosos.











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3. REVISÃO DE CONCEITOS

Pode-se generalizar que um túnel em rocha é uma estrutura em arco formada por blocos de rocha que suportam um determinado carregamento que foi rearranjado quando se escavou a rocha.

Para que seja possível dimensionar os suportes de uma cavidade subterrâneaé necessário compreender as solicitações que sua abertura provoca no maciço rochoso preexistente e as qualidades e defeitos que o mesmo apresenta.

Como exemplo de um arco de rocha que é sustentado pelo simples contato entre faces dos prismas de rocha, cita-se as pontes construídas pelos romanos na antiguidade por toda a Europa e Ásia, muitas delas intactas até os dias de hoje; figura 03.

Oprincípio básico dessas pontes, arcos romanos, é: a carga que o bloco central da ponte é submetida é transmitido para os encostos da ponte, ou seja o arco é mantido estável pelas forças compressivas entre blocos e entre as ombreiras.

Esse tipo de arco, o qual os blocos não apresentam nenhum material cimentante entre eles, é mantido estável somente pelas características de resistência das facese rugosidade dos blocos, isso quer dizer que o atrito entre os blocos é responsável pela manutenção do arco.

Quando cargas excessivas são impostas poderá ocorrer então a desestruturação do arco pela queda de um bloco e a ruptura da ponte, também a lubrificação da faces dos blocos de rocha pela água poderá diminuir o atrito entre os blocos.

Então, resumindo é preciso uma carga que não seja...
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