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EXPLORAÇÃO SUBTERRÂNEA DE MÁRMORES

1. Entulhamento com Rejeitados para Melhoria do Comportamento de Pilares Esteios Disserta o apresentada U T L Instituto Superior T cnico para obten o do grau de doutor em Engenharia de Minas Lisboa SILV RIO A 1975 Ensaios In Situ no Dom nio dos T neis em Maci os Rochosos Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 15 Dezembro de 1975 pp 43 76 192 BIBLIOGRAFIA SINHA R S 1989 Underground Structures Design and Instrumentation Developments in Geotechnical Engineering 59 A Elsevier SOFIANOS A KAPENIS A P ROGAKIS C 1998 Voussoir Beam Analysis of an Underground Marble Quarry Mechanics of Jointed and Faulted Rock Rossmanith Ed Balkema Rotherdam pp 515 520 STACEY T R PAGE C H 1986 Practical Handbook for Underground Rock Mechanics Series on Rock and Soils Mechanics Vol 12 1986 Ed Trans Tech Publications TAMAMES T CELADA 1997 Dise o del Sotenimiento de T neles Manual de T neles y Obras Subterr neas Ed L pez Jimeno Entorno Gr fico S L Madrid pp 448 474 VALLIAPPAN S 1997 Impact of Computational Methods in Rock Engineering Part 1 Finite Element Method International Society for Rock Mechanics News Journal Vol 4 n 3 September 1997 pp 6 7 VINT M C 1998 Cartografia Geol gica Prospec o e Explora o dos M rmores V Congresso
2. Os principais p los de explora o de m rmore distribuem se pela cordilheira alpina pelos Alpes sendo o mais importante a It lia Na India tamb m existe m rmore na cordilheira dos Himalaias As principais variedades de m rmore dos maiores pa ses produtores anteriormente referidos podem ser observadas no respeitante sua colora o no quadro seguinte Quadro 3 2 Principais variedades de m rmores do mundo adaptado de Bradley 1999 CORES DOS M RMORES Pa ses Brancos Rosas Cinzentos Amarelos Verdes Azul cielo Brasi Afyon yellow EUA Imperial Vermont danby green macae IRES O O Jugosl via Bianco sivec Nam bia White savana Norwegian Norego Nopean rose Branco Rosa Azul lagoa Portugal o Verde viana estremoz portugal Ruivina l Marmara Salom Turquia white Supren Z mbia Rosawest Bardiglio Cipollino Bianco a a une PAS E It lia carrara Giallo siena A l Blu venato Verde issorie Statuario e Verdi issogne amd EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Relativamente a m rmores coloridos rosa creme verde etc Portugal deve ser dos pa ses que apresenta maiores reservas dado que todos os outros grandes produtores de m rmores como a It lia a Gr cia e a India exploram sobretudo m rmores brancos e ou acizentados A exporta o assume muita import ncia em pa ses como a It lia Gr cia e Portugal ao passo que na India o mercado in
3. 1 967 em que a resist ncia compress o Se NOS eA laborat rio uniaxial de um cubo de rocha em que OES Rochas duras Ensaios de 7 Holland 1973 Pr Carv o em que o a resist ncia compress o MPR uniaxial de um cubo de rocha em que WA 1 6 0 79 6 Salamon amp W 0 66 Ea p Ensaios in situ Carv o Munro 1967 em que a resist ncia compress o uniaxial do material que constitui o pilar Wo o 0 0 64 0 36 Bieniawski Fs Aplic vel a pilares 1 967 em que a resist ncia compress o GO WM entre 0 5 e Ensaios in situ uniaxial do material que constitui o pilar determinada num cubo de rocha em que WH 1 Hardy amp ETN E Ensaios in situ em que a resist ncia compress o Agapito 1977 uniaxial do provete de material que Betuminosos constitui o pilar e com para pilares quadrados Vo W o Volume do Pilar Xistos Vos wW H Volume do Provete Par metros W Largura do pilar H Altura do pilar W Largura do provete H Altura do provete Resist ncia do pilar A 6 ANEXOS ANEXO V METODOLOGIA DE DIMENSIONAMENTO DOS DESMONTES POR C MARAS E PILARES Uma metodologia que pode ser adoptada para dimensionar os desmontes subterr neos de m rmore consta das seguintes etapas baseado em Bieniawski 1987 1 Estudar a informa o ornamental geot cnica dispon vel atendendo caracteriza
4. Amplitude da Rugosidade mm Coeficiente de rugosidade da diaclade IRC Comprimento do perfil m fonte Barton e Choubey 1977 in Hoek 1998 adaptado de Barton 1982 in Hoek 1998 Figura 5 32 M todos de determina o do valor de JRC coeficiente de rugosidade das descontinuidades Segundo Barton 1988 o ngulo de atrito de uma descontinuidade pode ser obtido com base na sua rugosidade atrav s da seguinte f rmula O n da JRC og E em que O ngulo de atrito residual depende das caracter sticas das superf cies da descontinuidade Na Figura 5 33 apresenta se a t tulo de exemplo e de acordo com estudos realizados por Hoek e Brown 1980 a varia o da resist ncia das descontinuidades existentes em provetes de rocha em fun o do n mero e da sua posi o em rela o tens o principal At aqui s se analisaram descontinuidades planas ou rugosas mas h necessidade de estudar tamb m as diaclases preenchidas com material e ou com gua Para o primeiro caso a resist ncia ao core pode ser estudada utilizando o valor do ngulo de atrito relativo aos materiais de preenchimento obtido atrav s de ensaios laboratoriais ou consultando os quadros com valores para materiais de preenchimento espec ficos dispon veis na bibliografia No segundo caso deve ser tida em considera o a d
5. Esquemas ilustrativos da ventila o insuflante e aspirante Como regra em geral as explora es subterr neas de m rmores partem de um flanco de encosta ou de uma explora o a c u aberto sempre que os mesmos n o avancem demasiado para o interior da jazida durante os trabalhos iniciais e que a circula o de ar seja boa e evidentemente que a presen a de equipamentos a diesel n o seja muito frequente dispens vel a utiliza o de ventila o artificial Caso contr rio quando a atmostera se apresenta viciada ou polu da deve ser instalada ventila o artificial que melhore essa situa o Geralmente a ventila o insuflante a mais utilizada nas explora es de m rmore em subterr neo em virtude de n o existirem grandes concentra es de gases ou poeiras nas frentes de desmonte De acordo com a legisla o mineira portuguesa o caudal de ventila o natural ou artificial dever ser suficiente para fornecer no m nimo 50 l s de ar fresco por cada homem presente no turno mais numeroso utiliza o de equipamentos a diesel faz acrescer ao valor anterior 35 s por cada CV de pot ncia dos equipamentos a diesel que funcionem no espa o subterr neo Para explora es j em labora o os caudais existentes podem ser estudados com base em avalia es in situ atrav s de equipamentos pr prios anem metros Na fase de projecto e para dimensionar o sistema de ventila o necess rio devem ser considerados
6. essencialmente para mostrar as caracter sticas geol gicas sob o ponto de vista da explora o Por outro lado a fractura o da rea dever ser apresentada num mapa de fractura o que ser til para estudar a blocometria do material a explorar e a estabilidade dos desmontes Com estes mapas deve ser estabelecido um zonamento ornamental do jazigo Levantamento geot cnico devem ser apresentadas as propriedades geomec nicas das v rias litologias presentes no jazigo atrav s de resultados de ensaios laboratoriais e as caracter sticas da fractura o que compartimenta o maci o sob o ponto de vista geot cnico As tens es preexistentes no maci o rochoso na zona de abertura da galeria em subterr neo devem ser conhecidas devendo os seus valores ser apresentados Toda esta informa o deve ser interpretada devendo ser definido o modelo geomec nico do maci o atrav s de um zonamento geot cnico Esse zonamento pode ser apresentado atrav s de cortes ou de blocos diagrama SAS es EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES J C lculo de Reservas devem ser apresentadas as reservas existentes no jazigo atendendo aos tr s tipos de n veis de reservas definidos internacionalmente ou seja reservas certas prov veis e poss veis em fun o dos estudos geol gicos efectuados 6 Zonamento Ornamental Geot cnico com base na caracteriza o geol gica e geot cnica efectuada deve ser elaborado um zonamento ornament
7. o recolhida ao longo do avan o da explora o O mesmo sucede no estudo da compartimenta o do maci o que permite a determina o da blocometria dispon vel para explora o a qual poder ser maximizada com as informa es recolhidas durante os avan os da explora o Numa primeira fase normalmente til realizar uma galeria piloto tal como foi referido em cap tulos anteriores a qual deve penetrar no maci o tanto quanto poss vel de modo a recolher o maior n mero de informa o do jazigo mineral Estes novos dados recolhidos durante o avan o dos trabalhos na galeria podem ser do seguinte tipo e Qualidade da rocha ao longo da galeria e Comportamento estrutural das litologias com qualidade ornamental e Fractura o do maci o blocometria e Comportamento geomec nico do maci o resist ncia e deforma o e Condi es de estabilidade necessidade de sustimento 136 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO N Estas informa es permitem actualizar o projecto de engenharia com vista optimiza o do desenho dos desmontes inicialmente apresentados s entidades competentes inclu dos no Plano de Lavra com os objectivos seguintes e Incrementar a recupera o do material de boa qualidade e Melhorar a seguran a dos trabalhos e Definir com mais rigor os m todos de sustimento a utilizar O recurso galeria piloto apresenta v rias vantagens dada a sua reduzida dimens o um
8. A limita o da concentra o de mon xido de carbono hidrocarbonetos xidos de enxofre e nitrog nio motivado pelo funcionamento dos equipamentos a diesel deve ser realizada dado que estes compostos s o nocivos para o organismo humano Os sistemas de ventila o a adoptar numa explora o subterr nea podem ser de dois tipos Ventila o natural quando a circula o do ar se faz naturalmente sem instala o de ventilador sendo a mesma suficiente para satisfazer as necessidades de ar em face dos par metros anteriormente referidos Ventila o artificial quando se torna necess ria a instala o de ventiladores para promover a circula o do ar de modo a satisfazer as necessidades Dentro desta classe podem ser definidos dois tipos de ventila o 143 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Ventila o insuflante injectado ar fresco directamente na frente o que evita a contamina o do ar que chega zona de desmonte Ventila o aspirante criada uma depress o na frente que faz com que o ar existente nas cavidades de desmonte aflu a frente Possui a desvantagem de fazer chegar zona de desmonte ar j contaminado Na Figura 6 16 ilustram se os dois tipos de ventila o artificial que se podem utilizar em explora es subterr neas de m rmore Ventilador Ventilador Poeiras e gases de escape A Ventila o insuflante B Ventila o aspirante Figura 6 1 6
9. EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5 1 PROGRAMA GLOBAL DE ACTIVIDADES At h bem pouco tempo a abertura de uma pedreira baseava se essencialmente em conhecimentos emp ricos dos locais em an lise n o sendo frequente a realiza o de quaisquer estudos geol gicos e de avalia o de reservas Para iniciar a explora o realizavam se apenas sanjas e destapagens que eventualmente permitiam averiguar sobre a qualidade do m rmore existente superf cie Ora este m todo enferma de problemas pelo facto de n o permitir estudar a continuidade da jazida em profundidade do ponto de vista da qualidade da rocha e da sua fractura o Por este motivo muitas pedreiras foram abandonadas numa fase inicial de explora o sem que o material extra do cobrisse os custos e investimentos realizados N Actualmente assiste se a uma mudan a de atitude no que respeita ao recurso geologia e geomec nica motivada essencialmente pela aprendizagem com os erros do passado descoberta por parte da ind stria das rochas ornamentais de novos m todos de prospec o aplic veis aos m rmores como s o as sondagens e os m todos geof sicos bem como o aparecimento no Anticlinal de um maior n mero de t cnicos qualificados que se posicionaram ao lado dos empres rios t m contribu do para um maior apoio nas decis es Esta mudan a de atitude evidenciada pela maior fr
10. Explora o Subterr nea de M rmores Avalia o estrat gica Congresso Internacional do M rmore do Alentejo para o S culo XXI 7 e 8 de Outubro de 1999 Vila Vi osa 186 BIBLIOGRAFIA GOURRY J C GRANDJEAN G ABRAHAM O 1996 Geophysical Imagery of Small Scale Fractures European Journal of Environmental and Engineering Geophysics n 1 pp 187 199 GRANDJEAN G GOURRY J C 1996 GPR Data Processing for 3D Fracture Mapping in a Marble Quarry Thassos Greece Journal of Applied Geophysics n 36 Elsevier Science B V Amsterdam pp 19 30 GRASSO P MAHTAB A FERRERO A M PELIZZA S 1991 The Role of Cable Bolting in Ground Reinforcement ATTI Proceedings of Soil and Rock Improvement In Underground Works Milano 18 20 Marzo Societ Italiana Gallerie Vol 1 GRECO O FORNARO M OGGERI C 1999 Underground Dimension Stone Quarrying rock mass structure and stability 99 International Symposium on Mining Science and Technology 29 31 August 1999 Beijing GROSSMAN N F 1983 Amostragem e M todo ISM in Desenvolvimentos Recentes no Dom nio da Mec nica das Rochas Laborat rio Nacional de Engenharia Civil Lisboa 1983 pp 73 89 GROSSMAN N F 1983 Descontinuidade in Desenvolvimentos Recentes no Dom nio da Mec nica das Rochas Laborat rio Nacional de Engenharia Civil Lisboa 1983 pp 163 197 GROSSMAN
11. NT UNIVERSIDADE T CNICA DE LISBOA T CNICO INSTITUTO SUPERIOR T CNICO EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Aspectos Geolt cnicos HUMBERTO JORGE PALMA GUERREIRO Licenciado Disserta o para a Obten o do Grau de Mestre em Georrecursos Area de Geotecnia ORIENTADOR Carlos A J V Dinis da Gama Professor Catedr tico IST UTL J RI Carlos A J V Dinis da Gama Professor Catedr tico IST UTL Jos A Sim es Cortez Professor Catedr tico FE UP Rui T da Silva Couto Professor Associado IST UTL Maria Matilde M O C H Costa e Silva Professora Auxiliar IST UTL Julho de 2000 mem ria do meu Pai Os que se enamoram da pr tica sem cuidar da ci ncia s o como navegadores que entram no navio sem leme nem b ssola e que nunca t m a certeza para onde est o indo LEONARDO DA VINCI S C XV e XVI AGRADECIMENTOS Um trabalho deste tipo nunca poderia ser realizado sem a colabora o de diversas pessoas e entidades s quais n o queria deixar de agradecer pela import ncia que assumiram no desenvolvimento do mesmo Come aria por agradecer com um carinho especial Maria todo o incentivo compreens o e aux lio que me prestou na elabora o deste trabalho sem os quais n o teria sido poss vel a sua concretiza o Gostaria tamb m de agradecer a toda a minha fam lia e em especial minha m e pelo apoio constante que me proporcionaram durante
12. cavidades c rsicas etc Observa o visual dos testemunhos e medi o l Orienta o dos estratos com b ssola Observa o visual dos testemunhos e medi o l DA A l Aao Espessura das litologias das varia es litol gicas com fita m trica Observa o visual dos testemunhos e medi o i o Blocometria de espa amento de fracturas com fita m trica Elementos para o c lculo de reservas espessura das litologias com qualidade ornamental Tratamento dos dados das litologias e da blocometria Determina o das propriedades f sico mec nicas e geomec nicas o o E v etc dos tipos de rochas interceptadas Realiza o de ensaios f sico mec nicos sobre os testemunhos de sondagens Uma das vantagens das sondagens como foi indicado no quadro anterior a possibilidade de realizar ensaios mec nicos sobre os testemunhos Os ensaios mais comuns a realizar nestas circunst ncias s o 66 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES No campo e Escler metro martelo de Schmidt e Carga pontual No laborat rio e Compress o uniaxial E v 6 e Compress o triaxial b e c e Resist ncia flex o 6 por flex o e Resist ncia trac o m todo indirecto ensaio Brasileiro o e Deslizamento de diaclases dy e ca Com a realiza o destes ensaios poss vel estimar as propriedades geomec nicas dos materiais rochosos existentes no jazigo mineral
13. de instala o de fil es ENE WSW c E Vila Vi osa Devonico xistos Sil rico mistos Sil rico Rochas extrus vas metamortisadas C mbrico m rmores i O tac Pr C mbrico e xistos ATIRA Drs Tra a 1 Pd gii uu c Rochas Intrusivas E Tectonizadas Estremoz Marinela S Louren o Barro Branco S Marcos Figura 4 4 Distribui o da fractura o em v rias zonas do Anticlinal adaptado de Ladeira 1981 35 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES No m rmore a tractura o influenciada pela homogeneidade Assim quanto mais homog neo e fino for o m rmore maiores s o as probabilidades de o encontrar mais fracturado Caso este apresente intercala es de rocha pel tica intercala es de xisto e ou gr o m dio menor ser a fractura o presente em virtude destas caracter sticas lhe permitirem uma maior deforma o quando da instala o de tens es evitando a sua rotura Lopes 1995 4 1 3 PRINCIPAIS N CLEOS DE EXPLORA O No Anticlinal de Estremoz o m rmore existente apresenta se intercalado entre os metadolomitos na base metadolomias e os metavulcanitos e xistos negros no topo tal como j toi referido No flanco NE do Anticlinal os m rmores apresentam se pouco dobrados com orienta o NW SE inclinando 70 a 80 para NE possuindo uma espessura de cerca de 150 m Silva 1989 No flanco SW as camadas apresentam s
14. es de perigo As fracturas mais penalizantes para a estabilidade do pilares s o as que os atravessam lado a lado Na Figura 6 11 apresentam se algumas situa es pass veis de ocorrer nos desmontes de jazigos marm reos devido presen a de descontinuidades nos pilares 138 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Redu o da resist ncia do pilar ESG ORLO o FED EO E TG E ni ESTO Urna TO DA aR y SEO os ERAS NO ot SS a os Dos Elias o DI SO EA PALA o EO O Eau O S merda eS y Pra o er D poA w Gaste DA IA Gs ON ha re OS ET BA GER SAAE S B SO UA TO Sri es Oan OAOE d o LO abri O o dO Zona de At E O E 5 fraqueza Pilara a OR Zona de Zona de la o fraqueza C D KEE AAS ANE A GO LD IO TS AO ERR O RT NE Sosa e ERR A E A O ERAS RISADA Sa oia do esa os EO ISO o ADS r O Cia IRD dera PPC o ore NE Ua o Figura 6 11 Poss veis posi es de descontinuidades nos pilares adaptado de Page et al 1983 6 2 2 1 3 Factor de Seguran a A incerteza que est presente na estimativa dos par metros de resist ncia do maci o rochoso normalmente diferentes dos par metros que se obt m atrav s das pequenas amostras de rocha ensaiadas em laborat rio e nos erros que se cometem ao assumir determinadas hip teses para resolver os problemas de dimensionamento dos desmontes implica a utiliza o de um factor de seguran a Obert Duvall e Merrill 1960 Esse factor de seguran a
15. extremamente til no estudo de pisos e frentes da pedreira quer a c u aberto quer em subterr neo podendo ser aplicado superf cie ou em furos ZA PROSPEC O COM SONDAGENS A realiza o de sondagens assume se como um m todo extremamente importante para o estudo geol gico de jazigos de rocha ornamental uma vez que proporciona uma informa o directa do material existente em profundidade Apesar disso n o deve ser esquecido que um testemunho de sondagem n o mais do que uma linha recolhida do maci o e que em zonas de complexidade geol gica elevada n o permite tirar conclus es com elevado grau de certeza Comparativamente com os m todos de prospec o geof sica as sondagens apresentam v rias vantagens pelo facto de proporcionarem testemunhos do material existente em profundidade De facto as informa es dadas pelos m todos geof sicos s permitem a identifica o de alguns fen menos geol gicos penalizantes zonas de Tractura o cavidades c rsicas etc e nada informam sobre a qualidade do material As principais informa es provenientes dos testemunhos de sondagens apresentam se sintetizadas no Quadro 5 7 Quadro 5 7 Principais informa es a recolher dos testemunhos de sondagem MEIO DE AN LISE INFORMA ES OBTIDAS e Tipos de litologias sua qualidade ornamental Observa o visual dos testemunhos Fractura o e blocometria Fen menos geol gicos falhas fil es
16. gua 4 5 l min Velocidade de corte M rmore do Anticlinal x 3m h Outros m rmores 4 5 8 m h Fornaro e Bosticco 19946 Profundidade do corte 1 5 a 2 m Altura do corte 3 a 4 5 m Ro adora diamantada Cinta diamantada que promove o corte da rocha a qual desliza sobre a lan a devido a um fen meno de aqua planning Dados gua 120 I min Velocidade de corte M rmore do Anticlinal 1 a 1 5 mZ h Outros m rmores x 2 5 a 3 5 m h Profundidade do corte 2 1 m AS EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NO CORTE M quina de fio diamantado utilizada para A velocidade de corte depende dos seguintes factores cortar a rocha A ferramenta cortante o fio Estado das p rolas diamantadas Dureza da rocha Pot ncia da m quina de fio Comprimento do fio a utilizar diamantado o qual n o faz parte integrante da m quina Este fio passado por dentro dos furos previamente executados na bancada a desmontar O core poss vel dado o Velocidades de corte t picas m quinas com 59 kW tehsiongmenio e p mevimento der rolagao do io M rmore Italiano 7 a 9 m h Pingarim 1989 in Fornaro e Bosticco 1994b M rmore do Anticlinal mais duro 4 a 7 m h que a m quina lhe confere Esta m quina permite a realiza o de cortes horizontais verticais e obl quos a qualquer inclina o Normalmente as p rolas que comp em o fio s o separadas atrav s No desm
17. marm reos destacam se os seguintes e S smicos s smica de retrac o e El ctricos e Eleciromagn ticos O m todo a utilizar depende do objectivo que se pretende atingir Neste contexto apresenta se no quadro seguinte uma breve descri o dos v rios m todos referidos Quadro 5 6 M todos de prospec o geof sica aplic veis a maci os marm reos seus objectivos e principais caracter sticas S smica de Aplic vel na detec o de espessuras de Baixo custo com bons resultados refrac o altera o e de solos de cobertura at 20 m de profundidade Aplic vel na detec o de falhas M todos el ctricos fracturas cavidades c rsicas e posi es Alcance da ordem dos 100 m do n vel fre tico de profundidade Possui um alcance que varia entre 35 e 100 m Para maci os marm reos apresenta bons resultados para profundidades da ordem dos 10 m Igual ao m todo el ctrico podendo M todos utilizar geo radares para detec o de electromagn ticos perfis de reflex o de ondas electromagn ticos As principais vantagens da utiliza o de m todos geof sicos na fase preliminar de prospec o de uma pedreira de rocha ornamental residem no seguinte e S o relativamente econ micos e Geralmente a obten o de dados e sua interpreta o pode ser realizada em pouco tempo e Revelam se pouco destrutivos De seguida passam se a descrever os principais m todos de prospec o geof sica que podem
18. o dos trabalhadores em mat ria de seguran a e higiene no trabalho 8 Defini o do modo de funcionamento dos servi os de seguran a higiene e sa de no trabalho 9 Plano de exames m dicos adoptado pela empresa medicina do trabalho 10 Identifica o da zona dos primeiros socorros e dos meios existentes quer materiais quer humanos VI Ambiente Caracteriza o da situa o de refer ncia e avalia o dos principais impactes a causar com a abertura da explora o ao n vel da paisagem flora fauna qualidade da gua qualidade do ar entre outros 2 Interpreta o ambiental descri o de medidas a adoptar ao n vel da recupera o ambiental da rea medida que se avan a com a explora o apresentando mapas ilustrativos no caso da vegeta o ou outras ac es opera es de aterro etc que se achem necess rias A 5 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES ANEXO IV F RMULAS EMP RICAS PARA DETERMINA O DA RESIST NCIA DE PILARES DE ROCHA baseado em Bieniawski 1987 Brady e Brown 1985 e em Silva 1995 TIPO DE TIPO DE ROCHA AUTOR EQUA O VALIDADE INVESTIGA O k W p O Holland amp Hp A equacao e yaligg Ensaios de V rios tipos de para pilares com pi Gaddy 1964 maeke SAD Snie W entre 2 e 8 laborat rio rocha di metro ou o lado do provete c bico ensaiado em laborat rio We O O A FR p Obert amp Duvall re qua pdoe valida Ensaios de para valores de W H
19. Factor de seguran a maior que 1 3 para taludes tempor rios com risco reduzido de acidente Factor de seguran a maior que 1 5 para taludes permanentes com um significativo risco de acidente RATS Taludes de rocha com descontinuidades verticais Desabamento de colunas de rocha separadas por plano de fracturas paralelos ou quase paralelos face do talude Altura do talude ngulo e orienta o Inclina o e orienta o estrutural das fracturas Presen a de gua no talude Potenciais ac es s smicas An lises de equil brio limite em modelos simplificados de blocos s o teis para estimar aptid o para tombamentos e deslizamentos Modelos de elementos discretos representando uma geometria simplificada do talude podem ser utilizados para estudar os mecanismos de rotura por tombamento N o existe nenhum crit rio geralmente aceit vel para o caso da rotura por tombamento embora o potencial de queda seja bvio A monitoriza o dos taludes a nica forma de determinar o comportamento do talude e estudar a efic cia das medidas preventivas instaladas continua EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES PROBLEMAS A RAMETROS PA M TODOS DE AN LISE CRIT RIO DE ACEITABILIDADE T PICOS CRITICOS Pedras soltas nos taludes de rocha Escorregamento rolamento ou queda de pedras ou blocos de rocha do talude Geometria do talude Presen a de pe
20. O SUBTERR NEA DE M RMORES V EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NO CARREGAMENTO E TRANSPORTE Grua Derrice utilizada para extrair da pedreira no caso desta ter alguma profundidade geralmente mais de 30 m os blocos de rocha comercializ veis e por vezes alguns escombros Serve ainda para movimentar equipamentos de um piso para outro grua possui uma lan a da ordem dos 30 m podendo extrair cargas da ordem das 20 a 30 ton dependendo da inclina o da lan a Existem gruas com maiores capacidades Estes equipamentos podem ser comandados por controlo remoto S o constitu dos por estruturas met licas bem apoiadas em sapatas ou atrav s de espias com estruturas de ferro ou de cabos de a o respectivamente Os elementos de esfor o utilizados s o cabos de a o que suportam o peso da carga so AD es ANEXO VII ANEXOS PRINCIPAIS CAUSAS DE INSTABILIDADE NOS DESMONTES DE M RMORE EM SUBTERR NEO PROBLEMAS A RAMETROS PA m 2 E lt L Z lt m A N Q Q O E E gt CRIT RIO DE ACEITABILIDADE T PICOS CRITICOS adaptado de Hoek 1998 T neis pouco profundos em rocha fracturada Quedas por gravidade ou deslizamento de cunhas ou blocos definidos pela intersec o de fracturas Orienta o inclina o e resist ncia ao cisalhamento das descontinuidades estruturais do maci o rochoso Forma e orienta o da escava o Capacidade e sequ ncia de instala o do sistema
21. Principais par metros geol gicos e geot cnicos a estudar nos testemunhos de sondagem 0 Quadro 5 9 Metodologia de an lise de testemunhos de sondagem ci items eeeeee een ee sera eeanara 71 Quadro 5 10 Classifica o dos maci os rochosos em termos geomec nicos em fun o do RQD o 71 Quadro 5 11 Meios e informa es envolvidas na defini o do modelo geoestrutural do jazigo marm reo 73 Quadro 5 12 Caracter sticas dos materiais que comp em o jazigo marm reo e suas varia es que interv m no processo dezondmenlo omamentol grs ne essas sen Ein ae Ep da Da a 4 Quadro 5 13 Proposta de classifica o qualitiva das zonas ornamentais e exemplos de materiais com aptid o OInRameEntalrque as sdh oze mean A au E O O a a A 75 Quadro 5 14 Ac es a desenvolver e resultados a obter com a realiza o dos ensaios in situ 77 Quadro 5 15 Ac es a desenvolver e resultados a obter com a realiza o dos ensaios laboratoriais 86 Quadro 5 16 Ac es a desenvolver e resultados a obter com a realiza o do estudo das descontinuidades 93 Quadro 5 17 Coeficientes de deforma o horizontal Cx e vertical Cz em torno de galerias para materiais el sticos com diferentes de coeficientes de Poisson de acordo com Tincelin iiiiiiiiiiiii 104 Quadro 5 18 Tens es cr ticas para cavidades rectangulares com cantos arredondados em fun o do n
22. Sectores tectono estratigr ficos da zona Ossa Morena em Portugal adaptado de Reynaud e Vint m 1994 As forma es que integram a zona em estudo ou seja o Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa e segundo Gon alves 1974 s o as que se apresentam no Quadro 4 1 A idade da forma o dos m rmores calc rio cristalino ainda motiva diverg ncias entre os v rios autores que t m vindo a estudar esta zona dada a aus ncia de f sseis Carvalhosa et al 1987 divide as forma es do Anticlinal nas seguintes unidades geol gicas Proteroz ico Superior Forma o dos mares Ma C mbrico Inferior Forma o dolom tica de Estremoz dEs Ordov cico 2 Complexo vulcano sedimentar de Estremoz S l rico Xistos com liditos 33 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Quadro 4 1 Forma es geol gicas presentes no Anticlinal de Estremoz adaptado de Gon alves 1974 DA BASE PARA O TOPO Xistos negros e xisto arenito grauvac ides Com intercala es por vezes de quartzitos negros e liditos Este conjunto encontra se fortemente dobrado e aflora na parte axial do Anticlinal Designam se por xistos dos mares Pr C mbrico PE superior Conglomerado de base silificado em elementos que podem atingir os 40 cm de di metro Assentam em discord ncia com os xistos dos mares Afloram nos flancos do Anticlinal Calc rios cristalinos de gr o fino e muito xistificados na parte in
23. adora de bancada pode substituir o corte com fio diamantado o que apresenta vantagens em termos de seguran a evitando por outro lado o elevado ru do caracter stico da opera o de perfura o necess ria passagem do fio diamantado efectuada com a perturadora e os martelos pneum ticos Em termos de seguran a e mais uma vez de extrema import ncia evitar a acumula o de fumo e de poeiras no interior das cavidades devido circula o de m quinas ou a opera es de pertura o Para resolver esta situa o h que dimensionar as redes de ventila o e se necess rio instalar ventiladores capazes de manter o ar no interior da galeria em condi es respir veis e adquirir equipamentos que poluam o menos poss vel Isto poder passar futuramente pela utiliza o de um maior n mero de equipamentos movidos a energia el ctrica evitando os gases resultantes da combust o do gas leo Nos equipamentos a diesel deve ser dada prefer ncia a equipamentos munidos com catalisadores que convertem os hidrocarbonetos n o queimados e o mon xido de carbono em di xido de carbono e gua Tamb m a ilumina o fundamental para a seguran a devendo esta ser assegurada de modo a permitir a realiza o das opera es em condi es de visibilidade suficiente Para se conseguir uma boa ilumina o que promova a seguran a no interior da explora o subterr nea deve ser tida em considera o a ilumina o adequada das
24. adora e acr scimo nos custos de manuten o dos outros equipamentos utilizados na explora o a c u aberto e na explora o subterr nea em simult neo Aquisi o de ferramentas espec ficas para o subterr neo poleias colch es hidr ulicos etc Para abrir uma explora o subterr nea deve ser efectuado um estudo de pr viabilidade que dever englobar a an lise de um conjunto de par metros tais como condi es geomortol gicas unidades litol gicas padr o de fractura o estrutura geol gica do jazigo mineral condi es log sticas valor no mercado dos produtos extra dos entre outros A realiza o de um estudo de pr viabilidade de explora o pode ser uma ferramenta adequada para avaliar a situa o do jazigo mineral e prever a sua viabilidade econ mica Este estudo deve englobar os aspectos apresentados no Anexo ll Caso o estudo de pr viabilidade produza resultados interessantes pode se avan ar para o estudo de viabilidade o qual segue as linhas deste embora englobando um conjunto de dados mais precisos baseados em estudos de pormenor do maci o marm reo em superf cie e em profundidade devendo este seguir as fases apresentadas no cap tulo 5 1 4 2 5 APROVEITAMENTO DO ESPA O SUBTERR NEO O aproveitamento do espa o subterr neo deixado pela actividade extractiva tem cada vez mais procura para diversas actividades tais como e Armazenamento de combust veis l quidos e Armazenamento de al
25. ao contr rio das pregagens constituem elementos de suporte activo devido ao facto de poderem ser tensionadas exercendo uma ac o de suporte independentemente da movimenta o dos elementos a suportar Estas s o tamb m conhecidas por m todos de sustimento suspenso e utilizam se com muita frequ ncia para melhorar o auto sustimento do maci o e evitar a queda de blocos mais ou menos individualizados suporte do peso do bloco Na aplica o de ancoragens numa determinada escava o torna se necess rio estudar um conjunto de par metros caracter sticos deste meio de sustimento e que s o 1 Inclina o depende da orienta o do estado de tens o e ou da exist ncia de diaclases ou de outras superf cies de baixa resist ncia 2 Comprimento dever ser estabelecido de acordo com a inclina o dada e com a espessura da zona tfracturada que se pretende suster 167 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 3 Tens o inicial de aperto ou de montagem depende das caracter sticas de deformabilidade e de resist ncia do terreno O valor da tens o inicial deve ser inferior resist ncia trac o da respectiva haste 4 Tens o m xima admiss vel valor de tens o a que a ancoragem ficar sujeita na sua vida til dever ter em conta a resist ncia da haste 5 Espa amento determinado fundamentalmente de acordo com as caracter sticas mec nicas dos terrenos da resist ncia ao escorregamento das
26. cie da zona pl stica em redor de uma escava o circular de eixo horizontal e raio igual a 3 abera no terreno caracterizado por um estado de tens o em que P 2 e Q 1 sendo k o valor a partir do qual a rocha rompe dando origem a fractura o forma o da zona pl stica Para diferentes valores de k iguais a 1 2 e 4 poss vel analisar a forma e extens o da superf cie limite da zona pl stica Figura 5 37 Varia o dos raios pl sticos em torno de uma galeria circular de raio igual a 3 aberta num terreno em que P 2Q adaptado de Mendes 1985 108 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Pode se constatar que quanto maior for o k mais dificilmente a rocha cede e portanto a zona pl stica aparece mais reduzida expandindo se para o interior do maci o proporcionalmente com o inverso da resist ncia apresentada pela rocha k Ap s a abertura da escava o mesmo nos casos em que os maci os podem ser considerados como el sticos as deforma es resultantes raramente s o instant neas sendo sempre necess rio um certo tempo at que as dimens es da cavidade estabilizem normalmente algumas horas ou dias O estudo da deforma o devido abertura de uma escava o no interior de um maci o rochoso geralmente complexo Para isso recorre se com frequ ncia a m todos num ricos com aux lio de computadores Se o maci o a estudar se puder considerar como el stico e nunca abandonar este dom nio
27. o e a inclina o de um plano ires 57 Fig ra 5 3 Informa o a recolher deum plano de tract rdissnne iei a E E E E E E 58 Figura 5 4 M todo construtivo da projec o de igual red n rcriiitesiii riisi edeni ad aea iaoe ti na 59 Figura 5 5 M todo constructivo da projec o de igual ngulo assis agia Caio ls 59 Figura 5 6 Representa o de um plano de fractura na projec o estereogr fica de igual ngulo 3g Figura 5 7 Exemplos dos resultados obtidos com o tratamento computacional das atitudes levantadas RUMOS de do ea e a a RR RR a E 60 Figura 5 8 Resultados da utiliza o do programa COMPART para estudo da blocometria existente num determinado volume de maci o em fun o da sua compartiMenta O ss sssssssiresrresrrrrrrrrrrerrrerrrerrren 62 Figura 5 9 Compara o entre os resultados obtidos na prospec o atrav s do m todo electromagn tico de geo rodar e q sivacdo Teal ear o dn O e a DA a ER E RS 65 Figura 5 10 Pormenor do tubo amostrador utilizado na recolha de testemunhos de sondagem ciiiiiis 68 Figura 5 11 Sistema de orienta o dos testemunhos de sondagem comercializado pela Atlas Copco Craelius 68 Figura 5 12 Algumas regras b sicas de planeamento das sondagens ss sssiissssissriussiirssrirsrrrrsrrrrerrrrsrrrrsrrrrren 69 Figura 5 Caso praco de determina o do ROD sse a a a aa aal 70 Figura 5 14 Exemplo de um zonamento o
28. o projectado s utilizado no caso da dimens o das part culas individualizadas ser reduzida Rotura de pilares e Pregagens e Ancoragens e Cintagem cintas met licas com pregagens an is de bet o etc O dimensionamento dos elementos de suporte poder numa primeira fase ser realizado atrav s de m todos emp ricos ex classifica o de Bieniawski e classifica o de Barton no entanto o seu desempenho dever ser complementado por m todos anal ticos e quando poss vel atrav s de programas computacionais de an lise num rica Para dimensionar os sistemas de suporte artificial a utilizar como complemento dos pilares esteios sugere se no Anexo IX uma metodologia que poder ser aplicada para atingir os objectivos pretendidos nesta etapa do projecto da explora o subterr nea de m rmores sendo tamb m apresentadas v rias regras e f rmulas teis de dimensionamento de alguns tipos de suporte estudados Dada a especificidade do maci o marm reo do Anticlinal Estremoz Borba Vila Vi osa atendendo heterogeneidade geomec nica que apresenta nomeadamente devido presen a de dobras e fractura o intensa ser de prever a ocorr ncia pontual de instabilidades o que motiva o dimensionamento de sistemas de sustimento artificiais que podem passar pela aplica o de pregagens ou ancoragens por consolida es ou mesmo por cintagem de pilares Numa fase de projecto Plano de Lavra deve contabilizar s
29. o realizada do jazigo marm reo zonas explor veis sua distribui o no jazigo e propriedades geomec nicas das mesmas 2 Definir a forma dos desmontes atendendo s reas e volumes existentes com condi es de serem explorados em subterr neo com base na classifica o das zonas ornamental geot cnicas 3 Com base nas caracter sticas geot cnicas m dias das zonas explor veis determinar o v o m ximo admiss vel sem suporte em cada uma caso exista mais do que uma pelas classifica o geomec nicas de Bieniawski e de Barton e comparar os valores obtidos com as duas classifica es 4 Aplicar o m todo da rea tribut ria a cada zona de caracter sticas geot cnicas diferentes estudando as atrav s de gr ficos que relacionem a Area Tribut ria a Taxa de Recupera o o Factor de Seguran a e a Resist ncia do Pilar de modo a estudar a melhor dimens o a dar aos pilares e s c maras em fun o do equil brio entre a seguran a e a recupera o Notas Para realizar este estudo a resist ncia dos pilares deve ser estimada por v rias f rmulas das apresentadas no Anexo IV com especial destaque para a f rmula de Holland Gaddy que a mais conservativa Deve ser assumido um valor adequado para o factor de seguran a Fs atendendo ao caso em estudo lavra subterr nea de m rmores Assim F deve assumir um valor que n o permita a indu o de fractura o no maci o rochoso em virtude do estado de tens o
30. sendo os mais aplicados os que se baseiam nas classifica es geomec nicas Estes m todos ser o apresentados no cap tulo 5 3 4 4 1 quando forem estudadas as classifica es geomec nicas de Bieniawski e de Barton 5 3 4 4 DISTRIBUI O DE TENS ES EM REDOR DE CAVIDADES A cria o de vazios nos maci os rochosos como o caso das explora es subterr neas de m rmore impossibilita a transmiss o de tens es na zona das cavidades motivando a 100 5 GGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES concentra o de tens es nos contornos das mesmas Assim o estado de tens o perturbado podendo as tens es instaladas produzir trabalho deformando o terreno em torno do vazio Para estudar o comportamento do maci o rochoso relativamente abertura de escava es necess rio conhecer os seguintes aspectos e Estado de tens o preexistente no terreno e Caracter sticas mec nicas das rochas e Caracter sticas das descontinuidades e Forma da escava o Para a an lise deste problema existem v rios m todos de c lculo que ser o objecto de estudo mais detalhado no cap tulo 5 3 4 5 nomeadamente os M todos Anal ticos cl ssicos considera os s lidos infinitos ou semi infinitos cont nuos e puramente el sticos ou elasto pl sticos e os M todos Num ricos para estudo de maci os intensamente compartimentados e pouco comprimidos Os m todos anal ticos permitem estudar v
31. sticas geol gicas e geot cnicas do Anticlinal que podem interessar para a abertura de uma explora o subterr nea sendo apresentados os principais n cleos de explora o de m rmores existentes nesta estrutura Enquadrado no principal objectivo deste trabalho nomeadamente no referente aos aspectos geot cnicos envolvidos na metodologia de estudo proposta s o apresentadas as v rias fases que englobam a caracteriza o geol gica e geomec nica da jazida sendo descritos e explicados os v rios m todos de caracteriza o utilizados quer do ponto de vista te rico quer pr tico No que diz respeito caracteriza o geol gica s o apresentados os v rios tipos de estudo desde os levantamentos de campo passando pelos m todos de prospec o geof sica e acabando na an lise de testemunhos de sondagens mec nicas Para o estudo geomec nico do maci o s o apresentados os ensaios que podem ser realizados quer laboratoriais quer in situ e os resultados a obter com cada um deles Para a defini o do modelo geomec nico s o apresentados v rios aspectos te ricos assentes na Teoria Matem tica da Elasticidade nomeadamente o comportamento dos maci os sujeitos abertura de cavidades S o ainda aflorados alguns aspectos relacionados com a deformabilidade e resist ncia dos maci os rochosos bem como a contribui o das descontinuidades que compartimentam o maci o para estas duas propriedades Como m todos de estudo do ma
32. 1854 o fio helicoidal pelo franc s Eug ne Chevalier na forma curiosa de uma m quina para serrar a pedra Como normal nas novas tecnologias os aperfei oamentos surgem naturalmente por parte de outros cientistas tendo aparecido na exposi o internacional de Paris 1855 uma m quina de fio helicoidal que entusiasmou os industriais do m rmore EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES EA is ta ie Er N r e AA Saia AD NS o CEL RS ON TAA E REI Da E G Di T qu Gg E mou E dead REA A a O SD p Am VAO Pas wti p 15 J Si Do add e S Rio Figura 2 1 Resultado da utiliza o da p lvora no desmonte de m rmores adaptado de Capuzzi et al s d Apesar disso a grande difus o do fio helicoidal na extrac o do m rmore s foi definitivamente aceite em 1897 quando o engenheiro italiano A Monticolo introduziu a poleia penetrante que permitia talhar o m rmore Esta t cnica promovia o corte da rocha gra as tens o que nela exercida pelo fio helicoidal em movimento linear e mistura de gua e areia siliciosa abrasivo que adicionada no sulco conduzindo desagrega o da rocha na espessura correspondente ao di metro do fio tal como se pode observar na Figura 2 2 DIAMETRO vE 446 mm Voiaj o E q memo ao h Les A Esquema de funcionamento do fio helicoidal B Aditivos a aplicar para promover o corte
33. 5 000 Com base nestes mapas devem ser descritos os seguintes aspectos a Estradas de acesso pedreira b Avila ou cidade mais pr xima que pode oferecer servi os b sicos Cc Linhas el ctricas linhas de gua etc d Caminhos de ferro caso existam 2 Levantamento topogr fico Descri o da topografia e apresenta o do levantamento escala 1 1000 ou 1 500 dependendo da morfologia da rea onde est implementada a pedreira Descri o do mapa apresentado 3 Levantamento geol gico Apresenta o de um mapa geol gico de localiza o escala 1 50000 para enquadramento regional e de outro escala 1 10000 da pedreira com a delimita o das unidades litol gicas e representando os fen menos geol gicos mais importantes falhas fil es estruturas fracturas etc Com base na informa o colhida e no mapa geol gico devem ser realizados os seguintes estudos a An lise das litologias em termos da sua aptid o ornamental e das suas varia es incluindo poss veis defeitos comercialmente penalizantes b Estudo da fractura o identifica o das principais fam lias e sua distribui o espacial no jazigo c Apresenta o dos logs de sondagem e dos resultados atingidos com outros m todos de prospec o ex geof sicos d Representa o do modelo geoestrutural do jazigo mineral a 3D ou a 2D atrav s de cortes geol gicos Finalmente deve produzir se um mapa geol gico detalhado escala 1 1000 ou 1 500
34. A rea dos planos de escorregamento P Peso da cunha T Tensionamento das ancoragens y e O est o representados na figura seguinte A IS Ancoragens Figura Al Aplica o de ancoragens para evitar a queda de blocos individualizados fonte Hoek e Brown 1980 Ent o a for a requerida s ancoragens de P F seny cos tgda C cos O tada F send em que F deve estar situado entre 1 5 e 2 Nota no caso de cunhas de tecto n o se contabiliza a resist ncia por atrito dado que esse atrito n o mobilizado nas quedas Na utiliza o de ancoragens e de acordo com a experi ncia Long 1961 in Hoek e Brown 1980 til seguir as seguintes regras Comprimento m nimo da ancoragem e O dobro do espa amento e Tr s vezes a largura dos blocos cr ticos e inst veis definidos pelo espa amento entre fracturas e Para v os at m o comprimento da ancoragem dever ser igual a metade do v o e Para v os entre 18 e 30 m o comprimento da ancoragem dever ser igual a um quarto do v o e Para escava es com alturas superiores a 18 m o comprimento da ancoragem nas paredes hasteais dever ser igual a um quinto da altura da parede Espa amento m ximo de ancoragens Pelo menos de e Metade do comprimento da ancoragem e 1 5 vezes a largura dos blocos cr ticos e inst veis definidos pelo espa amento das fracturas no maci o rochoso e Com malhas met licas o
35. ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA 4 1 1 LOCALIZA O O Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa situa se no Alentejo mais propriamente no distrito de vora Possui forma el ptica com cerca de 40 km no eixo maior e 7 km no eixo menor e est orientado segundo NW SE come ando em Sousel e acabando no Alandroal tal como se pode observar na figura seguinte Viana do Castelo a SOUSEL Veiros In Ameizial J ta GA e Vimieiro 4 ESTREMOZ Terrugem Coimbra Castelo Branco Vila Vi osa a ALANDROAL O Santar m em NY BO Antictinal de Estremoz E 10 km o Figura 4 1 Localiza o geogr fica do Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa Em termos de coordenadas geogr ficas esta estrutura est localizada a uma latitude entre 38 44 N e 38 51 N e uma longitude variando entre 7023 W e 7 36 W As povoa es mais importantes desta faixa marm rea s o Estremoz Vila Vi osa Borba Rio de Moinhos e Bencatel O Anticlinal apresenta cotas que variam entre 300 m nas zonas mais baixas e 500 m nos locais mais altos sendo frequentes cotas em torno dos 400 m No que respeita s vias de comunica o esta zona atravessada por v rias estradas e caminhos que ligam as povoa es existentes Como principais vias de comunica o para o exterior destacam se a Auto estrada A6 Lisboa Elvas e a Estrada Nacional n 4 bem como uma linha de caminho de ferro que se encontra desde algum tempo inactiv
36. C lculo de reservas Caracter sticas ornamentais e factores penalizantes Variedades comerciais de rocha C lculo de reservas Reservas de gua dispon veis Necessidade de bombagem Medidas de preven o da contamina o das guas Defini o de caracter sticas de qualidade da rocha resist ncia etc e dos tipos e variedades ocorrentes na jazida Caracteriza o dos res duos com vista ao seu aproveitamento Nesta fase do estudo deve ser elaborada uma carta geol gica estrutural da jazida integrando as informa es recolhidas durante as anteriores etapas de prospec o As caracter sticas f sicas qu micas e mec nicas dos materiais com qualidade ornamental devem ser conseguidas atrav s de dados existentes na bibliografia ou da realiza o de ensaios caso o material n o se encontre estudado ou exista necessidade de complementar os dados dispon veis Os resultados sintetizados neste modelo geoestrutural ser o utilizados nas fases seguintes do estudo do jazigo mineral 7a EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5242 ZONAMENTO ORNAMENTAL Para al m do zonamento ornamental que se poder realizar para efeitos de ordenamento do territ rio com base em crit rios espaciais e geol gico geot cnicos importa tamb m considerar o zonamento do recurso escala da pedreira para que seja poss vel planear e gerir o jazigo marm reo dispon vel tanto em termos da sua qualidade como ao n
37. DE CAMPO Depois da an lise da geologia regional atrav s da bibliografia o estudo dever avan ar para uma caracteriza o mais detalhada das condi es espec ficas do local interessado na abertura da N explora o com vista sua avalia o e integra o no projecto de engenharia Nesta actividade dever o ser realizadas as ac es que constam do Quadro 5 3 e obtidos os resultados nele apresentados Quadro 5 3 Ac es a desenvolver e resultados a obter com o levantamento de campo ETAPA 1 1 PROSPEC O GEOL GICA Informa es sobre a geologia local Superf cie Cartografia 1 1000 ou 1 500 Avalia o preliminar da aptid o ornamental das litologias Levantamento da estrutura geol gica 1 1 2 Levantamento Levantamento da fractura o de Campo Estudo das litologias presentes Ne no Avalia o preliminar da blocometria Elabora o de cartografia de pormenor Interpreta o preliminar da estrutura De acordo com o quadro anterior as principais tarefas a realizar durante o levantamento de N campo destinam se identifica o das litologias presentes nos afloramentos e na pedreira a c u aberto caso exista ao levantamento de descontinuidades e de outros acidentes tect nicos determina o das principais fam lias de fracturas orienta o de falhas e de fil es etc e realiza o de cartografia de detalhe escala 1 1000 ou 1 500 Estes levantamentos devem ser realizados p
38. DE M RMORES Aspectos Geot cnicos RESUMO O recurso a m todos de explora o subterr nea de m rmores no Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa actualmente uma realidade Neste trabalho enquadra se e analisa se a necessidade de utiliza o da lavra subterr nea naquela regi o e as potenciais vantagens da mesma apresentando para termo de compara o outros n cleos mundiais onde este tipo de desmonte praticado desde h longa data A explora o subterr nea apresenta quando abordada de um modo emp rico alguns perigos manifestados em situa es de instabilidade dos desmontes situa es de inseguran a e redu o da blocometria dispon vel para explora o sobretudo no Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa em virtude da sua complexidade geol gica O presente trabalho tem como principal objectivo o estudo de uma metodologia de actua o para a abertura de uma explora o subterr nea de m rmores no Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa que fuja aos padr es emp ricos at aqui utilizados nas explora es a c u aberto dando um maior destaque s quest es geot cnicas e de engenharia envolvidas A metodologia proposta engloba tr s fases de actua o Na primeira ser caracterizado o jazigo marm reo sob o ponto de vista ornamental e geot cnico qual se segue uma fase de dimensionamento dos desmontes e de planeamento dos avan os estudando os meios e opera es necess rias produ o e
39. Fgura 2 2 Aspectos do Tunciondamento d io helicodal ua ue a ERG a a a a a 6 Figura 2 3 Aspectos do funcionamento da m quina de fio diamantado ssss ssssissssiusssiissrirssriursrirssrrresrrrserrrrssrn 7 Figura 2 4 Localiza o das principais jazidas de rochas ornamentais em Portugal sssssssiissssusssusssrressrrrssrresrrrrrssrn 9 Figura 2 5 Aspecto dos cortes realizados pelos Romanos ses renamasimensereriani co unas via catia unas do daras Ceni es seram dr cen in ce ran deo 10 Figura 2 6 M todo de desmonte em subterr neo utilizado na antiguidade na zona de Portodoro It lia 11 Explora o de M rmores Figura 3 1 Tipos de cortes em fun o da direc o em rela o vergada ss sssisssisssissirssirssrrsrrrsrrrsrrrsrrrerreerrren 16 Figura 3 2 Defini o da galeria de entrada com o canal desmontado i crise erre eres 20 Figura 3 3 Derrube de uma talhada na zona de rebaixo da explora o ss cssmenasvarenansataess cotar ssaenaasderarns des casirantas os 20 Figura 3 4 Representa o comparativa do m todo de desmonte Sotto Tecchia cci eee eeereeerree 20 Figura 3 5 Fluxograma das fases e opera es de desmonte de m rmores a c u aberto 21 Figura 3 6 Distribui o dos principais n cleos de explora o subterr nea de rochas ornamentais em lt lia 27 Figura 3 7 Ilustra o do m todo de desmonte por c mara
40. Fs definido como o quociente entre a tens o de rotura e a tens o de trabalho ou actuante no elemento resistente ou seja O r Factor de Seguran a Fs O a em que o Resist ncia do elemento Tens o actuante no elemento Atendendo express o anterior tem se que Fs lt 1 ROTURA Fs gt 1 gt SEGURAN A Segundo Parker 1973 o factor de seguran a uma medida da ignor ncia da ind stria a qual pode custar vidas e acarretar elevados custos financeiros para a empresa Quanto maior o valor do factor de seguran a maior a garantia de que a estrutura n o sofrer ru na Apesar disso e sendo necess rio preservar a seguran a dos trabalhadores e a protec o dos equipamentos o valor do F deve ser estabelecido adoptando como crit rio o equil brio entre a seguran a e a recupera o da jazida de modo a atingir os objectivos quer da seguran a quer da viabilidade econ mica da explora o Na engenharia de minas ao contr rio da engenharia civil interessa apenas manter a estabilidade das galerias durante o tempo necess rio para extrair o min rio existente Por este motivo utilizam se geralmente coeficientes de seguran a perto da unidade enquanto que a engenharia civil utiliza coeficientes de seguran a muito superiores Esta filosofia n o pode ser aplicada a toda a ind stria extractiva como o caso das explora es subterr neas de m rmore uma vez que nesta actividade as cav
41. Hoek 1998 e Di metro da barra de a o 17 28 mm e Resist ncia trac o de 12 7 ton Ancoragens com Resina Utilizado para maci os ou zonas de maci os fracos Resina em cartuchos preenche o furo totalmente Barra de a o de refor o colocada no interior dos cartuchos por fura o Com a press o a resina sai dos cartuchos e mistura se com um catalisador que promove o seu endurecimento em poucos minutos varia com o tipo de resina Funciona para v rios tipos de rocha Ancoragem forte Pode ser tensionada ap s poucos minutos m dia de cerca de 3 minutos SAJO s ANEXOS e Tempo de vida curto por causa da resina que se deteriora com as condi es de temperatura pode n o durar mais de 6 meses e O comportamento da interface resina barra deve ser testada previamente antes de se aplicar as ancoragens e Dados pr ticos Stillborg 1984 in Hoek 1998 Barra de a o 20 mm o Resist ncia trac o da barra 18 ton Di metro do furo 32 mm Resina cartuchos de resina de poliester com 60 minutos de tempo de cura 6 Ancoragens Mec nicas e Rela o gua cimento entre 0 35 a 0 4 para a instala o e O cabo resiste ao deslizamento devido press o de confinamento do cimento e do coeficiente de atrito entre o cabo de a o e o cimento e S o utilizadas para comprimentos grandes da ordem das dezenas de metros 7 Redes Met licas A malha electrossoldada t pica para usar com
42. M todo dos elementos fronteira M todo dos elementos discretos Para se conseguir uma an lise fundamentada necess rio possuir uma boa caracteriza o do maci o rochoso nomeadamente em termos do material rochoso que o constitui e acima de tudo atrav s da defini o da sua compartimenta o Ora esta tarefa nem sempre f cil podendo mesmo ser irrealiz vel dadas as heterogeneidades que os maci os rochosos apresentam 5 3 4 5 1 M todos Anal ticos No m todo de formula o el stica utilizam se as express es da Teoria Matem tica da Elasticidade admitindo as seguintes simplifica es e cavidade tem uma forma circular sem revestimento e O terreno considerado para efeito de c lculo como cont nuo homog neo e is tropo e O problema analisado bidimensionalmente O estudo das tens es em redor de uma galeria circular atrav s deste m todo utiliza as f rmulas apresentadas anteriormente no cap tulo 5 3 4 4 Com essas equa es poss vel determinar a magnitude das tens es e deforma es que ir o ocorrer ap s a abertura da cavidade bem como a sua distribui o na periferia da escava o Este m todo te rico s permite tirar conclus es qualitativas devido aos enormes problemas que encontra para validar a sua aplica o embora apresente a vantagem de conseguir explicar 113 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES cientificamente determinadas situa es o que permite av
43. N F 1987 As Descontinuidades nos Maci os Rochosos Caracteristicas Geom tricas e Influ ncia da Deformabilidade dos Maci os Laborat rio Nacional de Engenharia Civil amp D Programa de Investiga o Lisboa GROSSMAN N F 1999 A Determina o In Situ da Deformabilidade dum Maci o Rochoso Ingenium Revista da Ordem dos Engenheiros 2 S rie N 34 Fevereiro 1999 pp 78 82 GUERREIRO H LEIT O A PEREIRA S 1998 Sector das Pedras Naturais Manual de Preven o IDICT S rie Informa o T cnica n 8 Lisboa HARTMAN H L 1987 Introductory Mining Engineering University of Alabama Ed John Wiley amp Sons Inc Alabama HARTMAN H L 19924 SME Mining Engineering Handbook Society for Mining Metallurgy and Exploration Inc 2nd Edition Volumel Littleton Colorado HARTMAN H L 1992b SME Mining Engineering Handbook Society for Mining Metallurgy and Exploration Inc 2nd Edition Volume2 Littleton Colorado HOEK E 1991 When is a Design in Rock Engineering Acceptables Proceedings of the 7 International Congress on Rock Mechanics International Society For Rock Mechanics Volume 3 A A Balkema pp 1485 1497 HOEK E 1998 Rock Engineering Course Notes HOEK E BRAY J W 1977 Rock Slope Engineering Revised second edition The Institution of Mining and Metallurgy London 187 E
44. a realiza o desta tese Ao meu orientador Prof Carlos Dinis da Gama agrade o os constantes ensinamentos que me vem dando deste o tempo da licenciatura a confian a que depositou neste trabalho e as sugest es que proferiu contribuindo para um direccionamento adequado do estudo e para o seu enriquecimento Aos meus colegas e amigos M rio Bastos e Pedro Bernardo ao meu amigo Pedro Silva Lopes e ao meu sogro Jos Br s Sobreiro agrade o a amizade com que acompanharam o trabalho e a disponibilidade que mostraram na sua leitura avan ando com sugest es importantes para a sua melhoria Sofia agrade o a preciosa ajuda que me deu relativamente aos aspectos ligados com a abordagem geol gica do Anticlinal de Estremoz e a constante amizade demonstrada A todos os restantes colegas do CEVALOR agrade o a compreens o e constantes incitamentos que me deram com especial destaque para o Jos Oliveira o Nuno Bonito e a Sandra Lopes Ao CEVALOR agrade o com muita sinceridade a abertura que mostraram relativamente ao meu interesse em concluir o mestrado e a possibilidade que me deram de continuar ligado a este Centro com uma palavra de destaque para a Eng S nia Pereira que me apoiou na realiza o deste estudo facultando o acesso a informa es e a meios indispens veis sua elabora o As empresas Pl cido Jos Sim es Rosa Portugal e Solubema deixo aqui uma palavra de apre o por me terem possibilitado o acesso
45. adaptado de Hoek and Brown 1980 O espa amento entre fracturas da mesma fam lia um espa amento aparente dado que o plano onde se est a fazer o levantamento piso ou frente da pedreira raramente perpendicular ao plano das fracturas Este espa amento aparente pode ser determinado do seguinte modo e L n em que e espa amento aparente unidades de comprimento L comprimento do levantamento unidades de comprimento n n mero de fracturas existentes da mesma fam lia bo EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES W N F1 N75 W 70 NE F3 Subhorizontal F2 N50 W Subvertical F4 N40 W 30 SW A Projec o dos p los dos planos de B Diagrama de isodensidades de C Projec o dos planos das principais fractura no hemisf rio inferior da rede fractura o representado no hemisf rio fam lias de fracturas no hemisf rio de Schmidt inferior da rede de Schmidt inferior da rede de Wulf Figura 5 7 Exemplos dos resultados obtidos com o tratamento computacional das atitudes levantadas numa pedreira No campo o par metro pr tico mais utilizado denominado frequ ncia de tractura o e vem dado por f 1 e Caso se pretendesse determinar o espa amento verdadeiro e entre fracturas da mesma fam lia ter se ia que aplicar a seguinte express o e e cos o sen P em que a ngulo entre a normal s fracturas no plano de observa o e a horizontal B ngulo entre o plano que
46. and geotechnical point of view this is followed by the dimensioning of the quarry and the planning of the advance operations studying the means and the operations required to the underground production of marbles and finally the requirements for artificial support and for monitoring activities of the cavities for stability control are analyzed PALAVRAS CHAVE M rmores Desmontes Subterr neo Prospec o Geotecnia Geomec nica Projecto Produ o C maras e Pilares Estabilidade Monitoriza o KEY WORDS Marbles Exploitation Underground Exploration Geotechnics Geomechanics Design Production Rooms and Pillars Stability Monitoring SIMBOLOGIA A lista que se apresenta em seguida visa definir a simbologia utilizada ao longo do trabalho de modo a facilitar a leitura e a compreens o do texto SIMBOLOGIA Cq RMR RQD Ve SIGNIFICADO Coes o coes o das descontinuidades espa amento aparente entre fracturas espa amento verdadeiro entre fracturas m dulo de elasticidade din mico m dulo de elasticidade do maci o frequ ncia de fractura o factor de seguran a profundidade altura da c mara altura do pilar ndice do ensaio de carga pontual dimens o m dia do bloco unit rio ndice volum trico resist ncia compress o das paredes das descontinuidades coeficiente de rugosidade das descontinuidades par metros do crit rio de rotura de Hoek Brown Rock Tunne
47. apresentados adiante cap tulo 6 2 2 5 3 4 4 3 Classifica o Barton ou de NGI A classifica o de Baron et al tamb m conhecida como NGI Norwegian Geotechnical Institute foi apresentada em 1974 e prop e a determina o das caracter sticas dos maci os rochosos com base no calculo do ndice Q Rock Tunnelling Quality Index que dado pela seguinte f rmula RQD J J Qae ty Jo J SRF em que RQD T representa a estrutura do maci o rochosos quanto blocometria J grau de fractura o do maci o J r Te representa a rugosidade e as caracter sticas de atrito das paredes das descontinuidades ou dos seus materiais de enchimento J estado das descontinuidades segundo a rugosidade J grau de altera o e preenchimento das descontinuidades J SRF representa a tens o actuante sendo um factor emp rico complexo J condi es hidrogeol gicas SRF Stress Reduction Factor Conhecendo os v rios par metros caracter sticos do maci o rochoso anteriormente apresentados poss vel estimar o valor do ndice Q o qual permite analisar a estabilidade da escava o e definir o tipo de suporte a utilizar com vista a evitar situa es de instabilidade Para dimensionar os tipo de suporte a utilizar ser necess rio determinar um outro par metro D Equivalent Dimensions que dado por V o da Escava o Di metro ou Altura m E m ESR
48. as principais manifesta es de rotura est o ligados aos seguintes aspectos e Assentamentos superficiais e Rotura nas superf cies das frentes de desmonte e Deslizamento de taludes por descompress o ou por desprendimento de blocos e Colapso dos elementos de suporte por carregamento excessivo No Anexo VII apresentam se com mais detalhe as principais causas de instabilidade que se podem registar em pedreiras subterr neas de m rmore Para poder prever essas situa es de instabilidade necess rio colocar instrumentos adequados em locais pr prios que permitam prever situa es de colapso antes destas acontecerem de modo a poder actuar preventivamente 157 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES As grandezas a medir e os equipamentos que podem ser utilizados para a monitoriza o e instrumenta o das cavidades subterr neas de m rmores encontram se descritos no Quadro 7 2 Quadro 7 2 Grandezas a medir e equipamentos a utilizar na monitoriza o de cavidades GRANDEZA A MEDIR APARELHO LOCAL DE INSTALA O ILUSTRA O Medi o de tens es no maci o e nos pilares Medi es de carga nas ancoragens Deslocamentos superf cie Converg ncias deforma o do contorno da escava o Controlo da abertura e deslocamento relativo de fracturas Deslocamentos no interior do maci o Deslocamentos horizontais internos N vel fre tico Microfractura o C lulas de press o t
49. c XIX Este m todo necessitava de um estudo exaustivo das fracturas que constitu am planos de corte favor veis atendendo ao m todo de desmonte utilizado Os cortes a favor segundo a linha da maior declive da camada de m rmore denominados cesurae eram efectuados com camartelos e cunhas ao longo das diaclases at profundidade necess ria de modo a individualizar os blocos atrav s de cortes em forma de V Depois de individualizados os blocos eram removidos com o aux lio de alavancas de ferro e cunhas de madeira O aspecto dos cortes realizados nas explora es do tempo dos Romanos pode ser observado nas fotografias apresentadas na Figura 2 5 Figura 2 5 Aspecto dos cortes realizados pelos Romanos fonte Museu do M rmore em Carrara It lia As ferramentas utilizadas na poca eram essencialmente cunhas cinz is camartelos marretas p s picaretas e enxadas As cunhas e os camartelos eram utilizados para abrir as fracturas 10 2 RESENHA HIST RICA naturais enquanto as marretas e os cinz is eram usados para efectuar cortes ou ranhuras que conduziam divis o das massas desmontadas em blocos de dimens es comerciais Existiam ainda outras t cnicas utilizadas tais como o enchimento de ranhuras previamente realizadas na rocha com gua cujo congelamento e consequente aumento de volume promovia a fractura o e individualiza o do bloco Em alguns casos eram utilizadas cunhas de made
50. cnicas da rocha condicionam o tipo de uso a dar ao material bem como os meios de aplica o do mesmo Estas caracter sticas s o as seguintes Ge 3 EXPLORA O DE M RMORES e Petrografia define as caracter sticas da g nese da rocha e dos minerais que a constituem bem como as rela es rec procas entre eles na estrutura da rocha Estas informa es s o de extrema utilidade na preven o de altera es do material varia es de cor altera o da resist ncia etc Os dados petrogr ficos devem ser interpretados conjuntamente com a informa o mineral gica e qu mica dispon vel Estudos a realizar an lise macrosc pica e microsc pica e Composi o mineral gica descreve os tipos e as caracter sticas dos minerais que constituem a rocha Permite avaliar o comportamento da rocha sobre determinadas condi es sendo indispens vel para perceber e prever altera es est ticas varia es de cor manchas etc Estudos a realizar an lise por difractometria de raio X e Composi o qu mica define o tipo e percentagem dos elementos qu micos presentes na rocha Fornece informa es importantes relativamente possibilidade de usar a rocha em determinadas condi es ambientais agentes mete ricos polui o excrementos de aves etc Estudos a realizar an lises qu micas diversas e Propriedades f sico mec nicas para poder utilizar uma rocha em termos ornamentais necess rio conhece
51. compromisso entre os seguintes aspectos 164 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE e Simplicidade e Robustez e Efic cia e Baixo custo Os m todos de sustimento podem ser classificados de acordo com as suas caracter sticas do seguinte modo baseado em Mendes 1985 a Intervalo de tempo em que exercem fun es Sustimentos provis rios desempenham uma ac o durante intervalos de tempo curtos tais como alguns dias ou meses principal fun o resistir ac o do peso de blocos de rocha mais ou menos individualizados ou controlar as ac es motivadas pelos campos de tens es instalados na vizinhan a dos vazios Sustimentos definitivos aplicados para exercerem uma ac o em per odos correspondentes vida til do vazio S o necess rios caso as cavidades venham a ser reutilizadas para outros fins devendo a estabilidade manter se com factores de seguran a elevados b Continuidade Sustimentos descont nuos elementos mais ou menos individualizados uns dos outros exercendo ac es sobre zonas localizadas Sustimentos cont nuos elementos interligados de modo a exercerem uma ac o conjunta sobre o contorno da cavidade utilizados em maci os muito fracturados No caso dos sustimentos definitivos cont nuos estes sistemas englobam tamb m o chamado revestimento que permite conferir aos contornos do maci o rochosos caracter sticas de impermeabilidade e ao mesmo tempo regulari
52. contorno de cavidades de sec o rectangular em fun o da rela o entre a tens o vertical e tens o horizontal adaptado de Obert Duvall e Merrill 1960 105 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES As tens es cr ticas em redor de uma cavidade rectangular inclinada tal como se mostra na Figura 5 40 pode ser analisada no Quadro 5 18 de acordo com os estudos efectuados por Panek em 1951 4 Oy Figura 5 40 Cavidade rectangular inclinada adaptada de Obert Duvall e Merrill 1960 Quadro 5 18 Tens es cr ticas para cavidades rectangulares com cantos arredondados em tun o do ngulo de inclina o com a horizontal adaptado de Obert Duvall e Merrill 1960 ne E K KB k 1 ds Trac o E E RT Conpnuzo os los So MNA o o o a O O RE o os s f or a f a Coe a E E BE Aus ncia de tens es cr ticas de trac o De acordo com Duvall 1948 in Mendes 1985 as sec es podem ser hierarquizadas em fun o da maior estabilidade de acordo com o campo de tens es preexistente tal como se pode observar na Figura 5 41 106 5 CGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Formas pass veis de utilizar na explora o subterr nea de m rmores v DIJO 4 Maior componente do campo de tens es preexistente O ls 1 2 3 4 CD o Co Co Estado hidrost tico 5 7 8 Figura 5 41 Formas de cavidades hierarquizadas em fun o da maior
53. cunhas tombamento direc es preferenciais de escorregamentos de blocos etc Esta projec o estereogr fica gerada atrav s do processo apresentado na Figura 5 5 Para representar os dados neste tipo de projec o necess rio identificar o hemisf rio onde esta efectuada hemisf rio Sul ou Norte uma vez que a informa o aparece nos dois hemisf rios tal como se pode observar na Figura 5 6 Projec o de Igual rea Projec o de Igual ngulo Figura 5 4 M todo construtivo da Figura 5 5 M todo constructivo projec o de igual rea da projec o de igual ngulo adaptado de Hoek e Brown 1980 adaptado de Hoek e Brown 1980 O tratamento deste tipo de informa o qualquer que seja a projec o pode ser realizado com recurso a programas computacionais permitindo resultados do tipo dos que se apresentam na Figura 5 Esfera de refer ncia Projec o Estereogr fica do Polo Projec o Estereogr fica do C rculo Maior S Yf 7z 69 Polo fi Circulo maior C rculo Maior C Representa o do plano atrav s A C rculo e p los que definem a B Projec o do c rculo e do polo no hemisf rio do tra o do c rculo e do polo na orienta o e a inclina o de um plano inferior projec o estereogr fica de igual ngulo hemisf rio Sul ou inferior Figura 5 6 Representa o de um plano de fractura na projec o estereogr fica de igual ngulo
54. da explora o de modo a que esta se encaminhe para estas naturalmente e Bombagem de gua para tanques de decanta o para poder ser regenerada e reutilizada 146 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO e Exist ncia de dep sitos de armazenamento de gua limpa regenerada e proveniente das chuvas de capta es ou de outras fontes furos de sondagem etc Afluentes e Condu o da gua que aflui explora o para caixas de armazenamento a partir das quais bombeada para tanques de decanta o ou directamente para linhas de gua superficiais de modo a n o promover o reencaminhamento para o interior da explora o e capacidade de bombagem instalada deve prever situa es de cheias pelo que deve existir no m nimo uma bomba suplente para entrar em funcionamento nessas situa es e A capacidade de bombagem deve ser projectada com dados recolhidos em estudos efectuados no local ou em pedreiras vizinhas analisando a situa o destas em rela o pedreira na qual se pretende abrir a explora o subterr nea diferen a de n vel de base Qualidade da gua e Evitar o contacto da gua com elementos contaminantes nomeadamente leos ou outros poluentes que podem contaminar os aqu feros da regi o Estabilidade e Condu o da gua nas zonas perif ricas da explora o de modo a minimizar a infiltra o na rea da explora o subterr nea e Bombagem da gua em zonas estrat
55. da rocha q p p p Figura 2 2 Aspectos do funcionamento do fio helicoidal adaptado de Capuzzi et al s d Com o fio helicoidal era tamb m poss vel realizar cortes horizontais dependendo das necessidades de desmonte Nos casos em que s existiam duas faces livres e n o se podia criar outra atrav s do aparecimento de uma superf cie de fractura utilizava se a t cnica do fio helicoidal para definir a terceira face livre abre 2 RESENHA HIST RICA O fio helicoidal come ou a perder o prest gio que detinha com o aparecimento em 1978 da m quina de fio diamantado que com os melhoramentos sucessivos se tornou num equipamento de corte de m rmore em todas as direc es cortes verticais horizontais e inclinados com excelentes rendimentos Capuzzi et al s d A ferramenta cortante que equipa a m quina de fio diamantado composta por um cabo de a o onde s o distribu das p rolas diamantadas devidamente espa adas por espa adores met licos e molas Esta tecnologia pode ser utilizada para fazer os cortes nas bancadas ou para esquartejar os blocos Ni as Figura 2 3 Aspectos do funcionamento da m quina de fio diamantado adaptado de Capuzzi et al s d Hoje em dia a m quina de fio diamantado ainda se encontra bastante difundida na ind stria extractiva das rochas ornamentais e em especial na dos m rmores Apesar disso tem vindo a ser not ria a substitui o desta t cnica
56. de tens es resultantes da cria o das cavidades mineiras DX Uma primeira aproxima o na aus ncia de informa o sobre o estado de tens o existente DX admitir que o mesmo fun o do peso do terreno sobrejacente de altura h admitindo que este homog neo is tropo e cont nuo Deste modo vem V o Yh e 0 x yh l v As tens es horizontais 0 como se observa atrav s das f rmulas anteriores s o fun o do coeficiente de Poisson v e da tens o vertical 0 E usual substituir o Pe o o Q em que as duas componentes principais que definem o estado de tens o est o relacionadas pelo coeficiente K K Q_ v P dl v e Para v 0 5 valor m ximo K 1 o que reflecte o estado de tens o hidrost tico 0 O e Para v 0 25 valor t pico dos maci os rochosos K Y o que reflecte um estado de tens o geoest tico 0 40 0 e O 0 e Para v O valor m nimo K 0 o que reflecte a presen a de um terreno desconfinado o 0 0 e 0 0 Esta abordagem baseada na teoria matem tica da elasticidade pode ser til para estimar o estado de tens o in situ mas n o concebe a exist ncia de estados de tens o em que as componentes horizontais sejam superiores s verticais o que na realidade se verifica Segundo Buck 1956 in Mendes 1985 o relevo influ ncia o estado de tens o originando o aparecimento de tens es horizontais superiores s verticais perto da sup
57. de informa o necess ria e as vari veis que v o ser medidas de acordo com os dados geol gicos e os m todos de desmonte 2 programa o da instala o e leitura do equipamento n o foi adequadamente definida Os instrumentos s o instalados tardiamente e ou n o se podem obter leituras devido a dificuldades de acesso 3 Inexperi ncia da equipa para reconhecer situa es de perigo ao n vel do comportamento do maci o rochoso 4 N o realizada uma avalia o e interpreta o imediata no campo durante as leituras Este atraso impede em muitos casos que se actue preventivamente e muitas vezes os resultados da interpreta o n o s o os mais correctos dada a falta de informa o das condi es de campo 5 Avaria dos equipamentos durante as opera es de desmonte 6 Instrumenta o inadequada A responsabilidade da entidade contratada n o est bem definida o que resulta no n o cumprimento da periodicidade das leituras e na sua interpreta o fora do tempo 8 Conten o de custos que resulta numa prec ria recolha de informa o an lise e interpreta o de resultados Para que estes aspectos n o sucedam deve estar se atento e incorporar na fase de projecto as medidas correctas que garantam o atingir dos objectivos propostos 7 2 1 ACTIVIDADES E RESPONS VEIS Durante a monitoriza o dos desmontes devem ser realizadas v rias actividades as quais ser o levadas a cabo por uma equipa que ter a
58. diferen as espec ficas deve cumprir um conjunto de requisitos legais e normativos em vigor com vista minimiza o dos acidentes de trabalho e das doen as profissionais Assim devem ser projectadas v rias medidas de entre as quais se salientam as seguintes Servi os de seguran a higiene e sa de no trabalho que assegurem o acompanhamento dos trabalhos a este n vel auxiliando na sinaliza o a instalar na adop o de medidas de protec o colectiva e individual na an lise dos riscos inerentes actividade na informa o e sensibiliza o dos trabalhadores para os riscos a que est o expostos e que avaliem a aptid o cl nica dos trabalhadores para o cargo que desempenham entre outras Sinaliza o adequada de informa o nome da pedreira n mero de licenciamento respons vel t cnico etc de perigo queda de objectos etc de obriga o uso de capacete uso de botas etc e de emerg ncia localiza o do estojo de primeiros socorros posicionamento de extintor etc Medidas e equipamentos de protec o colectiva em detrimento das medidas de protec o individual sempre que tal seja poss vel Equipamentos de protec o individual para os trabalhadores de modo a que estes fiquem protegidos dos riscos parasitas existentes no seu posto de trabalho ex queda de pedras das paredes ou tecto etc Um socorrista por cada 20 trabalhadores e dispor de estojos e equipamentos de primeiros socorr
59. dos dados geol gicos recolhidos no levantamento de superf cie por exemplo com o Norte 4 Tra agem da geratriz que indica o Norte na superf cie do testemunho 5 An lise da orienta o estrutural das litologias presentes 6 Levantamento das fracturas anotando a profundidade a que se encontram espa amento a sua inclina o e orienta o atrav s da linha de maior declive do plano pelo m todo apresentado na ilustra o 7 An lise da superf cie das descontinuidades em termos da sua rugosidade da altera o do preenchimento e da presen a de gua 8 Determina o da recupera o conseguida do RQD dos tro os sem fracturas com mais de 50 cm e do ndice de fractura o linear caracter stico do testemunho 9 Constru o do log de sondagem contendo todas essas informa es 10 Interpreta o dos resultados do ponto de vista geol gico atrav s da constru o de cortes geol gicos Atendendo ao valor do RQD o maci o rochoso pode ser classificado em termos geomec nicos do modo como se apresenta no quadro seguinte Quadro 5 10 Classifica o dos maci os rochosos em termos geomec nicos em fun o do RQD fonte Deere e Miller 1966 Qualidade do Maci o a pa a 095 Muitomav mau 25 50 Mw 50 75 75 90 90 100 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Segundo Palmstr m 1982 o RQD pode ser determinado com base numa superf cie onde estejam expost
60. e Forma do provete e Dimens es do provete e Volume de rocha mobilizado e T cnicas de ensaio utilizadas A utiliza o das propriedades das rochas no que concerne resist ncia e detormabilidade deve ser precedida de um conhecimento sobre o m todo como estes valores foram determinados por forma a validar a sua utiliza o no estudo 5 3 1 ENSAIOS IN SITU A caracteriza o geomec nica do maci o rochoso onde se insere o jazigo marm reo assume particular import ncia para o dimensionamento dos desmontes em subterr neo Para isso existem v rios ensaios que podem ser realizados in situ e que possibilitam a obten o de resultados importantes sobre as propriedades geomec nicas do maci o rochoso No Quadro 5 14 apresentam se esses ensaios bem como os resultados que podem ser alcan ados com os mesmos Quadro 5 14 Ac es a desenvolver e resultados a obter com a realiza o dos ensaios in situ ETAPA 1 2 CARACTERIZA O GEOMEC NICA ACTIVIDADE AC ES MEIOS RESULTADOS A OBTER Resist ncia compress o unixial das f rochas Ensaio com escler metro martelo de Schmidt Ensaio de carga pontual M dulo de elasticidades do maci o 1 2 1 Ensaios rochoso In Situ Informa o sobre os valores das tens es actuantes no terreno na zona de abertura da galeria nomeadamente a tens o vertical e as tens es horizontais Ensaios para determina o do estado de tens o preexistente Nos cap tulos s
61. e ainda definir o programa de monitoriza o das cavidades O zonamento ornamental geot cnico permite ainda estimar custos e benef cios o que se revela importante para a elabora o do estudo de viabilidade econ mica da explora o subterr nea Quadro 5 21 Sobreposi o do zonamento ornamental e geot cnico com vista an lise da explorabilidade do jazigo marm reo em subterr neo ZONA ORNAMENTAL ZONA Geot cnica CONDI ES RO CARINHA DA ZONA Muito boa ou Boa Excelentes condi es para explorar Razo vel Boas condi es para explorar Excelente Qualidade 5 i den Ornamental M eve ser analisada com cuidado a explora o da jazida Boa Muito m N o existem condi es para explorar Muito Boa Excelentes condi es para explorar Boa Boas condi es para explorar Boa Qualidade Deve ser analisada com cuidado a explora o da jazida Muito m N o existem condi es para explorar Ornamental Razo vel ou m Boa ou muito Boa Boas condi es para explorar Deve ser analisada com cuidado a M dia Qualidade Razo vel 2 e explora o da jazida Ornamental S E M ou muito m N o existem condi es para explorar Deve ser analisada com cuidado a Boa ou muito boa o E explora o da jazida Razo vel m ou muito m Fraca Qualidade Ornamental N o existem condi es para explorar Muito boa boa Sem Qualidade razo vel m ou N o existem condi es para
62. e assegurar a estabilidade das cavidades ser importante que a direc o de avan o da explora o tenha em considera o a fractura o e a atitude das camadas marm reas 18 A filosofia de avan o dos trabalho subterr neos dever preliminarmente contemplar a escava o de uma galeria piloto atrav s da qual se possa recolher mais informa o geol gica e geomec nica de modo a optimizar o projecto de engenharia realizado Por sua vez o avan o dos desmontes dever ser definido em fun o do zonamento ornamental geot cnico 19 A prospec o do jazigo dever ser cont nua mesmo durante os trabalhos de alargamento da explora o a partir da galeria experimental com recurso a mapeamentos litologias descontinuidades etc a ensaios in situ escler metro macacos planos de pequena rea etc entre outros 20 Todo o ciclo produtivo deve ser estudado desde os equipamentos aos recursos humanos passando pelas opera es principais e auxiliares Dentro destas ltimas devem ser estudadas com algum pormenor para o caso em an lise as necessidades de ventila o a ilumina o dos trabalhos e a drenagem das guas As condi es de trabalhos nos desmontes subterr neos devem tamb m ser consideradas nomeadamente no que diz respeito s medidas e equipamentos de seguran a e higiene no trabalho 179 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 21 O equipamento mais importante na explora o na fase de entr
63. e r pido O conjunto de dados que resultam das medi es poder ser utilizado para definir um modelo por exemplo atrav s do M todo dos Elementos Finitos e calibr lo de modo a poder prever o comportamento do maci o no futuro atrav s de retroan lise Este comportamento pode ser facilmente representado atrav s de perfis dos desmontes que nos informam da distribui o de tens es dos deslocamentos e dos poss veis pontos de rotura e que generalizam a informa o obtida com a monitoriza o Para as grandezas a medir poder o por ventura ser estimados valores limites a partir dos quais se entra numa situa o de alarme No entanto a estimativa destes valores n o f cil dada a complexidade dos par metros geol gico geot cnicos envolvidos pelo que a interpreta o das medi es deve basear se essencialmente nos seguintes aspectos e Acompanhamento geol gico geot cnico da explora o e Estudo do comportamento das curvas deslocamento tempo velocidades e acelera es dos deslocamentos 161 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES e Compara o entre os valores obtidos para os v rios locais monitorizados e Compara o com os resultados dos modelos anal ticos e num ricos aplicados escava o na fase de projecto 7 3 CONTROLO DA ESTABILIDADE A abertura de uma cavidade subterr nea num maci o rochoso induz uma altera o do estado de tens o preexistente podendo resultar na necessidade
64. em qualquer ponto da vizinhan a da sec o da cavidade poss vel estudar a sua deforma o com base na Teoria Matem tica da Elasticidade Segundo os c lculos efectuados por Tincelin 1955 in Mendes 1985 os coeficientes de deforma o segundo o eixo XX e o eixo ZZ para materiais com diferentes coeficientes de Poisson podem ser observados no Quadro 5 17 Quadro 5 17 Coeficientes de deforma o horizontal Cx e vertical Cz em torno de galerias para materiais el sticos com diferentes de coeficientes de Poisson de acordo com Tincelin fonte Mendes 1985 Sinal significa expans o no sentido do vazio Sinal significa contrac o no sentido do maci o De acordo com o quadro anterior as deforma es totais podem ser calculadas segundo os dois eixos XX e ZZ pelas seguintes f rmulas Aa Cx Pa a Cz E Sendo P tens o vertical E m dulo de elasticidade a raio da galeria Cx e Cz coeficientes do quadro anterior Quadro 5 17 A forma da sec o da cavidade muito importante para a estabilidade do maci o No caso de uma explora o mineira ela est condicionada por v rios factores tais como Odo 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES e Geometria da jazida e Dimens o dos equipamentos a instalar e Rendimento da explora o e Estabilidade e seguran a As sec es circulares s o muito est veis para campos de tens o hidrost tico
65. em Hoek 1998 1 Pregagens Cimentadas Podem ser utilizadas em substitui o das ancoragens N o podem ser tensionadas ao contr rio das ancoragens O tensionamento deste sistema fun o do movimento da rocha As barras de ferro podem ser substitu das por cabos com melhoria ao n vel da flexibilidade e resist ncia abras o A barra ou cabo deve ser colocado depois do furo estar cheio de cimento Rela o gua cimento na ordem dos 0 3 a 0 35 Dados pr ticos de acordo com os testes efectuados por Stillborg 1994 in Hoek 1998 e Barra de a o 20 mm de di metro e Resist ncia trac o da barra de a o 18 ton e Di metro do furo 32 mm e Rela o gua cimento de 0 35 origina 11 dias de tempo de cura 2 Pregagens de Atrito ou SPLIT SET O tubo apresenta um rasgo longitudinal que permite o ajuste da pregagem ao furo O furo realizado com di metro inferior ao do tubo de modo a gerar a ac o de atrito O prato que fica na cabe a da ancoragem vai ser respons vel pela gera o de cargas que contrariam o peso dos blocos evitando assim que estes caiam A press o radial desenvolvida pelo tubo da pregagem vai ser cada vez mais forte medida que o tempo passa e que se registam movimentos no maci o O tubo colocado por press o num furo de di metro inferior ao seu di metro gerada uma for a radial devido compress o do tubo promovendo uma pregagem por atrito a todo o comprimento do fu
66. em algumas opera es devido ao aparecimento da ro adora Esta permite gra as a sucessivos desenvolvimentos realizar cortes horizontais e verticais podendo ser utilizada no desmonte quer a c u aberto quer em subterr neo assumindo neste ltimo um papel de destaque relativamente m quina de fio diamantado As caracter sticas e modo de funcionamento desta ltima ser o abordadas ao longo deste trabalho 2 2 EXPLORA O DE ROCHAS ORNAMENTAIS EM PORTUGAL Em Portugal a explora o de m rmores data do tempo dos Romanos comprovar este facto destacam se os vest gios existentes da actividade extractiva desse povo na zona de Vila Vi osa As bases e os capit is das colunas do Templo de Diana em vora constituem uma prova da explora o de m rmores no s c Il da era Crist A utiliza o dos m rmores Portugueses teve uma evolu o natural ao longo dos tempos comprovada pelas in meras obras e monumentos espalhados pelo Alentejo desde o tempo dos Romanos at per odos mais recentes da monarquia Portuguesa Pal cio de Vila Vi osa EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES A utiliza o do m rmore de Estremoz vem j da antiguidade estando a nome da vila directamente ligado a este recurso Segundo Crespo in Costa 1992 o nome da vila de Estremoz resulta de dois topon micos estr str que significa brilhante e m s que significa pedras No estrangeiro tamb m aparecem ind cios da import
67. em subterr neo prendem se fundamentalmente com os seguintes aspectos e Exist ncia de zonas com material de excelente qualidade sob elevadas coberturas de material est ril solos e m rmore de fraca aptid o ornamental e reas licenciadas de reduzidas dimens es o que inviabiliza o alargamento da pedreira e a remo o das camadas superficiais sem interesse comercial e Alguma press o ambiental relativamente aos impactes na paisagem causados pelas cortas e principalmente pelas escombreiras Na Figura 4 6 apresentam se a t tulo ilustrativo alguns potenciais casos em que a lavra subterr nea poderia ser utilizada com sucesso no Anticlinal w E o o o ey o o o o ao DR o o Rebaixo A Explora o profunda B Explora o superficial Rebaixo C Explora o por baixo das instala es de apoio D Explora o por baixo de uma escombreira Figura 4 6 Exemplos de situa es onde se poderia recorrer explora o subterr nea 43 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES A aplica o da lavra subterr nea ao Anticlinal carece de estudos preliminares que devem ser efectuados visando o bom aproveitamento da jazida a garantia de viabilidade da explora o e a presen a de estabilidade durante o seu avan o quer se parta de uma explora o a c u aberto que constituir o caso mais frequente quer se estude a explora o do m rmore profundo 4 2 3 VANTAGENS E DESVA
68. estabilidade indicando as formas a considerar na explora o subterr nea de m rmores Esquerda quando PQ Direita quando P Q adaptado de Mendes 1985 Como tem sido referido ao longo deste estudo os maci os rochosos possuem superf cies de descontinuidades que lhes diminuem a resist ncia ex diaclases falhas fil es etc Estes fen menos influenciam a distribui o das tens es instaladas no maci o Nas figuras seguintes poss vel observar para o caso de uma galeria com sec o rectangular alongada em que o estado de tens o apresenta P 4 e Q 1 a distribui o das tens es de corte e as traject rias de tens o perturbadas pela presen a de uma descontinuidade superf cie de menor resist ncia Superficie de menor resist ncia Fiza T A E Superficie de CON T an menor resistencia ii Figura 5 42 Distribui o das tens es de corte junto de uma cavidade rectangular alongada na presen a de uma descontinuidade fonte Mendes 1985 Figura 5 43 Distribui o das traject rias de tens o para uma cavidade rectangular alongada na presen a de uma descontinuidade fonte Mendes 1985 A abertura de uma escava o num maci o rochoso pode motivar a instala o de um arco de press o que define uma zona aliviada de tens es na qual o peso do terreno tem possibilidade de se manifestar para o interior da cavidade A probabilidade de defini o de um arco de press o sobre
69. explora o a c u aberto em po o altura em que se iniciou a primeira explora o em subterr neo Na explora o a c u aberto a altura das bancadas vari vel n o devendo ir al m dos 6 m de altura de acordo com a legisla o actualmente em vigor para esta zona As v rias fases e opera es que comp em o desmonte a c u aberto encontram se apresentadas no fluxograma da Figura 3 5 sendo a descri o e ilustra o das mesmas apresentadas nos quadros seguintes FASES DO DESMONTE OPERA ES 1 Prepara o 1 1 Decapagem 1 2 Desmonte das Cabe as ou Lapi s 1 3 Abertura de Caixas e Canais 2 1 Perfura o 2 3 Derrube 2 4 Esquartejamento 3 Remo o e 3 1 Remo o dos Transporte 1 Blocos Comercializ veis 3 2 Remo o dos Escombros Figura 3 5 Fluxograma das fases e opera es de desmonte de m rmores a c u aberto 21 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Quadro 3 6 Fase de prepara o do desmonte a c u aberto 1 Prepara o Descri o Ilustra o Equipamentos Desmatagem e 3 a TE s a o Se P E a To P carregadora remo o da terra a E ra E desmatagem superficial que cobre BA ms E E Escavadora desmatagem e total ou parcialmente a e Pos T remo o e carregamento de massa mineral de ES sis 4 terras modo a aceder io EA a Dumpers transporte de mesma E ua materiais Aspecto das cabe a
70. explorar Ornamental muito m 121 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Na Figura 5 51 poss vel observar o resultado de um zonamento ornamental geot cnico de um jazigo marm reo adoptando a metodologia anteriormente referida e os zonamentos parciais apresentados em cap tulos anteriores Regi EN d 30 invtaa es de Apai Nao 7 ERG gt tir y Pd E Identifica o das Zonas Ornamental 10 Geot cnicas 15 Zona Zona E0 N o Explorar Zona El Analisar com Cuidado Zona E2 Explorar 25 35 40 45 50 55 65 70 E aa Legenda o 5 M rmore Azul 4 a A M rmore Creme 85 S z H rmore Rosa 90 44 Dolomito 95 La P m 400 A a AR agir Escala horizontal igual vertical Figura 5 51 Exemplo do resultado da sobreposi o dos zonamentos ornamental e geot cnico para obter o zonamento ornamental geot cnico final 122 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO 6 1 PROGRAMA DE ACTIVIDADES Atendendo ao Quadro 5 1 referente ao programa global de actividades a desenvolver no mbito da metodologia em estudo para abertura de uma explora o subterr nea de m rmores mostram se na Figura 6 1 as actividades a desenvolver na fase 2 relativa aos trabalhos de RESULTADOS O E RESULTADOS DA FASE 1 eocoooooooooo o 2 1 M TODO DE 2 1 2 Dimensionamento DESMONTE dos Desmontes 2 1 3 Pro
71. frentes de trabalho e das vias de circula o e facultar aos trabalhadores fatos reflectores quando tal se justifique Relativamente queda de blocos deve ser realizado um adequado saneamento das frentes de desmonte e ou instalar sustimento adequado com vista a evitar acidentes A este n vel deve ainda ter se aten o a fen menos de sobre extrac o que podem resultar numa diminui o da sec o 151 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES dos pilares e numa consequente redu o da sua capacidade de suporte o que poderia colocar em causa a continuidade dos trabalhos e principalmente a seguran a dos trabalhadores No que diz respeito aos equipamentos de protec o individual que devem ser facultados e utilizados pelos trabalhadores s o os seguintes e Capacete e Botas com biqueira de a o e Botas imperme veis com bigueira de a o e Luvas e Fato imperme vel e Protectores auriculares equipamentos de perfura o e M scaras perfura o a seco e Barras reflectoras nos fatos de trabalho e culos de protec o dos olhos perfura o e coloca o de pregagens e ancoragens e Outros equipamentos de acordo com o trabalho que o oper rio exercer N No que concerne seguran a e higiene o empres rio deve conhecer e cumprir a lei em vigor devendo para isso ser auxiliado pelos t cnicos de seguran a e higiene da empresa O respons vel t cnico deve realizar os trabalhos respeitando as
72. geral orienta es NE SW e ENE WSW Na Figura 4 3 apresenta se a correla o entre estas unidades e as descritas por Gon alves 1974 Plistoc nico e que foram apresentadas no quadro anterior verificando se que existe uma d vida sobre a idade de forma o do m rmore C mbrico ou Ordov cico Xistos negros xn liditos 1 e vulcanitos b sicos basaitos alcalinos A e tilgide na base Lacuna COMPLEXO VULCANO SEDIMENTAR DE ESTREMOZ VSE m rmores ca xistos e caicoxistos cx vulcanitos cidos tv e b sicos basaltos alcalinos 2 e rachas f lsicas peralcatinas 6 Lacuna 7 silicifica o FORMA O DOLOM TICA GD catc rios dolom ticos vulcanitos cidos v O E EE DRE GSE RES CRE EE O e congtomerados na base O Hroty pd AT Dr a a e o O DAS E EEE So Es pi da ci ESS Ec Li tY 4 Discord ncia FORMA O DE MARES Ma xistos negros ixn chertes negros ch 8 grauvaques g VENDEANO S RIE NEGRA Figura 4 3 Unidades estratigr ticas do Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa fonte Oliveira et al 1991 34 4 CARACTERIZA O DO ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA 4 1 2 2 TECT NICA O Anticlinal de Estremoz e de acordo com Carvalhosa et al 1987 foi afectado por duas fases de dobramentos seguidas de ac es de cisalhamento devido Orogenia Herc nica A primeira fase de dobramentos F1 conduz
73. in cio da explora o 125 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Outra situa o que condiciona bastante os trabalhos de avan o podendo originar grandes perdas de tempo e danos no equipamento consiste em atravessar locais comprimidos devido a dobras ou outros fen menos que podem prender a ferramenta de corte e por vezes danific la Esta ocorr ncia deve ser salvaguardado com base no conhecimento das tens es preexistentes e atendendo ao modelo geoestrutural da jazida estrutura em anticlinal em sinclinal etc Durante os avan os numa fase inicial deve se entrar no interior do maci o atrav s de uma galeria piloto com as dimens es permitidas pelo equipamento de corte de m rmore em subterr neo ro adora Essa galeria prolonga se no maci o marm reo at uma profundidade adequada fun o das caracter sticas do jazigo mineral e da rea existente para explorar podendo em m dia rondar os 20 a 30 m sendo fun o das condi es de seguran a e ventila o A realiza o preliminar desta galeria ir permitir a recolha de informa o mais concreta sobre o jazigo marm reo em termos geol gicos e geomec nicos e tamb m relativamente ao m todo de desmonte com vista maximiza o do rendimento da explora o S depois de realizada essa galeria piloto se dever proceder ao alargamento lateral dos trabalhos de desmonte Para esse fim poder o ser utilizadas duas t cnicas distintas as quais se apresentam
74. j vem sendo praticada noutros pa ses h bastante tempo nomeadamente na lt lia e nos Estados Unidos da Am rica tendo sido adoptada em muitos casos devido s caracter sticas geol gicas da massa mineral No nosso pa s at h pouco tempo este tipo de explora o de rochas ornamentais era apenas praticado nas lousas em Valongo pr ximo do Porto embora utilizando um m todo de desmonte muito espec fico fun o das caracter sticas da jazida EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Devido a um conjunto de factores econ micos e s caracter sticas geol gicas e geot cnicas de determinadas zonas do maci o marm reo do Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa tamb m conhecido como Anticlinal de Estremoz a explora o de m rmores em subterr neo presentemente uma realidade nesta regi o A aplica o deste m todo ao Anticlinal de Estremoz apresenta algumas particularidades que motivam um estudo mais aprofundado nomeadamente o dimensionamento dos desmontes e a manuten o da sua estabilidade Dadas as caracter sticas espec ficas do Anticlinal em termos da geologia com a presen a de dobramentos frequentes e de zonas de fractura o intensa revestem se de extrema import ncia os estudos preliminares que permitir o elaborar o projecto de engenharia Para isso devem ser utilizados os conhecimentos adquiridos noutros locais onde tal m todo j utilizado embora com os devidos ajustes motivados pelas caracter s
75. lia i f 1 e f frequ ncia de fracturas aleat rias que n o pertencem a nenhuma fam lia Com base nos valores determinados para estes par metros poss vel inferir a blocometria existente embora condicionada pela quantidade e qualidade dos dados recolhidos Atrav s dos dados levantados pode se determinar o volume m dio de blocos expect veis num determinado volume da jazida antes de esquadrejados Esse volume pode ser determinado pela seguinte f rmula Grossman 1987 Va o X p X 3 l cos a cos B cos t 2 cosa cos B cos t em que e espa amento m dio da primeira fam lia de descontinuidades e espa amento m dio da segunda fam lia de descontinuidades es espa amento m dio da terceira fam lia de descontinuidades o ngulo formado entre as orienta es m dias da segunda e terceira fam lias de descontinuidades B ngulo formado entre as orienta es m dias da primeira e terceira fam lias de descontinuidades t ngulo formado entre as orienta es m dias da primeira e segunda fam lias de descontinuidades Note se que quando a B t 90 tem se Vg e x e x 3 Atrav s dos dados recolhidos tamb m poss vel estudar a blocometria com o aux lio de programas computacionais ex COMPART Para um determinado volume do maci o marm reo no qual foram estudadas as fracturas presentes pode se analisar a forma a dimens o e a curva granulom trica
76. lica de carga Figura 5 44 Arco de press o que se pode formar num maci o estratificado fonte Mendes 1985 N A figura anterior mostra que medida que se vai definindo a separa o f sica dos estratos do tecto o peso do terreno sobrejacente vai sendo transferido para a rocha virgem em torno dos extremos da cavidade Isto incrementar as tens es de corte instaladas podendo levar ru na da escava o No que diz respeito explora o subterr nea de m rmores h a possibilidade de ocorr ncia de aluimentos superf cie em forma de chamin se n o existir um adequado dimensionamento dos desmontes em fun o da caracteriza o geol gico geomec nica do maci o e da sua compartimenta o Estes fen menos podem ocorrer se existirem sistemas de diaclasamento favor vel tais como a presen a de falhas verticais ou de fil es ou outros fen menos que promovam o deslocamento de parte do material sobrejacente escava o para o seu interior 5 3 4 4 1 Classifica es Geomec nicas A utiliza o de classifica es geomec nicas tem por objectivo classificar o maci o rochoso no que respeita ao seu comportamento geomec nico em fun o de um determinado conjunto de par metros A utiliza o desta ferramenta deve ser realizada com cuidado e aplicada correctamente exigindo conhecimento e experi ncia por parte de quem aplica As classifica es podem ser utilizadas fundamentalmente em fases preli
77. na Figura 6 3 Galeria piloto Galeria piloto Desmonte da Talhada Desmonte da Talhada A Avan o lateral B Avan o frontal Figura 6 3 T cnicas de alargamento da galeria piloto A utiliza o de uma ou outra t cnica depender das caracter sticas do jazigo mineral nomeadamente da orienta o da fractura o das camadas de m rmore e do espa o de manobra necess rio para os desmontes Nos avan os da explora o e quando se planeia a intercep o entre duas galerias deve utilizar se um contra ataque de B dirigido a A tal como sugere Isaacson 1958 in Mendes 1985 de acordo com o apresentado na Figura 6 4 com o objectivo de minimizar a indu o de fractura o no maci o evitando situa es de instabilidade No caso da intercep o ter de ser feita segundo um ngulo agudo o que traz problemas ao n vel da concentra o de tens es na cunha entre as duas galerias e n o sendo poss vel realizar a jun o segundo um ngulo recto tamb m dever ser realizado um contra ataque ver Figura 6 4 126 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO l S la la ds Figura 6 4 M todo de jun o de duas galerias em subterr neo fonte Isaacson 1958 in Mendes 1985 6 2 2 DIMENSIONAMENTO DOS DESMONTES O dimensionamento dos desmontes s deve ser realizado depois do maci o marm reo ter sido observado medido e analisado Para efectuar este dimensionamento utiliza
78. na periferia da cavidade o ponto de equil brio deve ser atingido dentro da fase el stica da curva caracter stica do maci o rochoso Este m todo de c lculo apresenta limita es importantes que se prendem com o facto de ser dif cil o estudo de sec es n o circulares o que reduz o seu campo de aplica o na explora o subterr nea de m rmores na qual as cavidades assumem regra geral formas rectangulares 5 3 4 5 2 M todos Num ricos Com o aparecimento dos computadores o tratamento de problemas mais complexos e com elevado volume de dados foi facilitado e o tempo de estudo reduzido Foi assim poss vel come ar a utilizar os m todos de an lise num rica M todo dos elementos finitos M todo dos elementos fronteira M todo das diferen as finitas M todo dos elementos discretos etc no dimensionamento e estudo do comportamento dos desmontes Apesar da indiscut vel utilidade dos computadores a sua aplica o a casos mineiros nomeadamente geomec nica deve ser realizada com cuidado devendo interpretar se os resultados do processamento por computador e ter uma capacidade cr tica quanto sua validade relativamente realidade em estudo Esta preocupa o fundamental uma vez que se est trabalhar com maci os rochosos os quais s muito raramente podem ser considerados como homog neos cont nuos e is tropos Segundo Hoek 1998 os m todos de an lise num rica anteriormente apresen
79. no conhecimento da press o qual as fracturas ocorrem e da direc o de fractura o o estado de tens o in situ pode ser estimado Dos m todos anteriormente referidos o M todo dos Macacos Planos ou SFJ Small Flat Jack um dos mais aplicados em maci os marm reos pela sua simplicidade e adeguabilidade pelo que lhe ser dado maior destaque O procedimento do ensaio encontra se descrito e ilustrado na Figura 5 21 O n mero de rasgos que se efectuam s o fun o das direc es segundo as quais se pretende estudar o valor da tens o preexistente Normalmente s o realizados tr s rasgos um horizontal para determina o de o e dois verticais para determina o de o e o Os rasgos verticais devem ser orientados em fun o da direc o a dar s galerias subterr neas Depois de se dar a liberta o de tens es passadas mais de 24 horas introduz se o macaco plano no rasgo o qual pressurizado at restituir a situa o inicial antes da liberta o de tens es A fase de pressuriza o realizada por patamares registando se sempre os valores medidos no elong metro e a press o aplicada O gr fico resultante da representa o dos valores de deslocamento em fun o da press o vai permitir determinar a tens o existente no maci o rochoso Para se obterem bons resultados com este ensaio necess rio que a superf cie a ensaiar se apresente regular e que os rasgos sejam realizados suficientemente dista
80. nomenclatura normalmente utilizada em programas computacionais para processar os dados recolhidos no campo apesar da maioria dos programas actualmente existentes aceitarem os dois modos NORTE Direc o do plano o on 30 para W Direc o da linha de maior declive ds a ns q Direc o do plano Inclina o do plano Figura 5 3 Informa o a recolher de um plano de fractura Os dados das atitudes das fracturas levantados no campo devem ser posteriormente tratados e interpretados atrav s da sua representa o em projec o estereogr fica Para o efeito existem dois tipos de projec es que podem ser utilizados e Projec o de igual rea rede de Schmidt Esta rede em geral preferida pelos ge logos pois permite representar atrav s de pontos todas as medi es efectuadas o que possibilita a identifica o das fam lias principais zonas mais povoadas na rede e a realiza o de estat sticas dos dados estruturais curvas de isodensidades de fractura o Esta projec o gerada pelo m todo apresentado na Figura 5 4 e Projec o de igual ngulo rede de Wulf Este tipo de representa o muito utilizada pelos engenheiros uma vez que permite constru es geom tricas que resultam em solu es para os problemas em 58 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES estudo possibilitando analisar situa es de instabilidade forma o de
81. o FEM Na figura seguinte apresenta se o tipo de resultados a obter com o BEM 117 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 9 5 5 Contornos da tens o principal m nima fe PN Contornos da tens o r Pos principal m xima Traject rias Principais HAT de Tens es NINE Figura 5 48 Tens es e deforma es em torno de escava es rectangulares estudadas atrav s do m todo dos elementos fronteira fonte Hoek e Brown 1980 Com o m todo dos elementos discretos o terreno modelado por meio de blocos que se encontram em contacto uns com os outros representando o maci o rochoso compartimentado pelas v rias fam lias de fracturas Os blocos podem ser r gidos ou deform veis e para cada incremento de tempo podem obter se deslocamentos velocidades e acelera es dos mesmos Os par metros fundamentais deste m todo s o o ngulo de atrito e a coes o que caracterizam a resist ncia ao corte das diaclases Este m todo exige uma grande pot ncia do c lculo e s modeliza adequadamente os maci os rochosos formados por rochas de boa qualidade e compartimentado por diaclases bem definidas Na Figura 5 49 apresentam se modela es realizadas com este m todo Ne DEIXE GRAY SK date o DO r EX NANA VR NL N EI EE e a ERR AE SR OESS ENE Aa Za da h ay AVE ED em 2 me Rh 5 lt TEEPE RE A a 7 SAE ASN nabira IAR PAS a EVENT np Ea di he E
82. o da carga no ensaio brasileiro e respectiva f rmula de determina o da resist ncia trac o da rocha la g l e 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5 3 2 6 ENSAIO DE DESLIZAMENTO DE DIACLASES Praticamente todos os maci os rochosos possuem descontinuidades com maior ou menor frequ ncia A baixas profundidades nas quais as tens es s o reduzidas o comportamento do maci o controlado pelo deslizamento das descontinuidades Assim para analisar a estabilidade dos blocos de rocha necess rio compreender os factores que controlam a resist ncia ao corte das descontinuidades que os separam Hoek 1998 Para determinar os par metros de resist ncia das descontinuidades usual realizar ensaios de corte Para tal coloca se a amostra numa caixa pr pria na qual fixada com a aplica o de cimento Essa caixa constitu da por duas metades que possuem a capacidade de deslizar uma sobre a outra sendo o plano de deslizamento coincidente com o plano de descontinuidade ver Figura 5 2 A G Diaclase Ee tro Ensaio n 3 Ensaio n 2 Ensaio n 1 Semi caixa superior tT C 0 tg p Provete 0 2L minimo o mm minimo Solicita o de corte c coes o 4 ngulo de atrito Superficie a testar Semi caixa inferior Equipamento e procedimento de ensaio Laborat rio B Resultados do ensaio coes o c e ngulo de de Geomec
83. o indirecta atrav s da medi o da inclina o aparente em duas superf cies de atitude conhecida aproximadamente normais entre si Bagley 1959 e Ragan 1973 in Costa 1992 Esta metodologia muito utilizada nas pedreiras que apresentam paredes verticais De acordo com a Sociedade Internacional de Mec nica das Rochas ISRM o n mero adequado de medi es da atitude de fracturas que possibilita ap s tratamento a obten o de bons resultados pode variar de 80 a 300 ISRM 1978 dependendo da dimens o do maci o da dispers o de atitudes detectadas e do detalhe requerido Segundo Costa 1992 para as pedreiras do Anticlinal e atendendo sua dimens o um n mero de medi es vari vel entre 100 e 150 aceit vel A Levantamento da direc o de uma B Levantamento da inclina o de uma camada camada de xisto de xisto Figura 5 2 Utiliza o da b ssola para medir a direc o e a inclina o de um plano ESTAR EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Atendendo figura anterior e de acordo com a Figura 5 3 a informa o que se recolhe de um plano de fractura nomeadamente a sua atitude direc o e inclina o do plano pode ser representada de v rios modos e N30W 20 SW em que N30W representa a direc o e 205W a inclina o e 240 20 em que 240 representa a direc o da linha de maior declive em rela o ao norte azimute e 20 a inclina o da linha de maior declive A segunda
84. ordenamento aliadas ao facto das jazidas de boa qualidade aflorantes serem cada vez mais escassas e as que existem encontram se por baixo de unidades litol gicas com pouco ou nenhum valor ornamental ou de infra estruturas industriais instala es escombreiras e outros Assim e apesar da quase totalidade das pedreiras actuais serem a c u aberto dadas as caracter sticas aflorantes da jazida a partir de agora pelas condicionantes anteriormente apresentadas novas solu es t m que ser encontradas para a explora o deste precioso recurso Dentro do leque poss vel a explora o em subterr neo assume se como uma alternativa a considerar que poder ser respons vel pela viabiliza o de zonas que de outro modo n o seriam poss veis de explorar certo que os pre os de venda do produto que se praticam actualmente n o permitem pensar em realizar a lavra subterr nea em recursos de menor qualidade A este facto est tamb m associada a elevada fractura o da jazida em algumas zonas que traria certamente problemas de estabilidade Mesmo assim haver certamente um campo de aplica o vasto para este m todo de lavra que possibilitar o incremento de receitas mesmo a partir da explora o a c u aberto em actividade permitindo fazer face ao exigente mercado que dificilmente viabilizar o alargamento das explora es com espessuras elevadas de recobrimento mais de 20 m de material de fraca qualidade ornamental como acontec
85. os seguintes aspectos Fornaro e Bosticco 19944 e Geometria das escava es e N mero e tamanho das entradas e Localiza o das aberturas em rela o morfologia do terreno e Condi es climat ricas no exterior e N mero de trabalhadores e N mero e tipo de equipamentos poluentes que operam no interior 144 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO Na Figura 6 17 apresenta se o exemplo de um ventilador insuflante instalado numa pedreira subterr nea Figura 6 17 Ventilador insuflante instalado na entrada de uma explora o subterr nea de rochas ornamentais fonte Fornaro e Bosticco 19944 6 3 1 2 2 Ilumina o A ilumina o deve ser outra das preocupa es a ter em conta na fase de projecto de uma explora o de m rmores em subterr neo de modo a garantir a realiza o dos trabalhos em seguran a No que concerne a esta opera o deve garantir se uma distribui o uniforme da luz no interior dos trabalhos atendendo s caracter sticas reflectoras das paredes e ch o das galerias Fornaro e Bosticco 19944 Os trabalhos a realizar no interior das cavidades podem ser considerados como tarefas visuais ligeiras que n o exigem grande esfor o pelo que a ilumin ncia a instalar deve centrar se na ordem dos 120 250 lux de acordo com a norma DIN 5035 Nas zonas de passagem onde n o se realizam trabalhos estes valores podem baixar para a ordem dos 30 60 lux Os sistemas que ge
86. que como se ter oportunidade de estudar no cap tulo 5 3 s o de extrema import ncia para determinar as caracter sticas geomec nicas do maci o rochoso interessado na explora o e por conseguinte contribuir para o dimensionamento dos desmontes A realiza o de sondagens permite ainda atrav s dos testemunhos recuperados estudar o polimento da rocha intersectada com qualidade ornamental Para isso corta se a carote ao meio na direc o longitudinal e procede se ao polimento da face cortada As principais desvantagens das sondagens consistem no seu elevado custo e no facto de se tratar de uma amostragem pontual carecendo a sua interpreta o de cuidados particulares pelo que deve ser analisada por t cnicos habilitados ge logos engenheiros de minas ou outros 5 2 3 2 1 Equipamentos Para realizar as sondagens existem diversos equipamentos dispon veis sondas sendo seleccionados em fun o da profundidade que se pretende atingir da natureza dos materiais a perfurar e da t cnica que se pretende utilizar As sondas para prospectar m rmores s o normalmente rotativas e equipadas com coroas diamantadas que promovem a fragmenta o da rocha As coroas localizam se na extremidade da coluna de varas tamb m conhecidas como hastes de perfura o na qual est tamb m instalado o tubo amostrador que recebe a amostra medida que o furo avan a em profundidade Na Figura 5 10 apresenta se um pormenor deste tubo amostrado
87. regras de seguran a e responder a par do empregador pelos acidentes que possam ocorrer na explora o Os trabalhadores devem cooperar nesta mat ria e respeitar as regras de seguran a internas da empresa utilizando os equipamentos de protec o individual e funcionando como elementos activos de seguran a Por fim os t cnicos de seguran a e higiene internos ou externos dever o informar o empregador e o respons vel t cnico para as suas obriga es legais recomendando medidas de preven o de riscos e acompanhando a sua efic cia Devem ainda dialogar com os trabalhadores sobre as quest es de seguran a que se colocam e sensibiliz los para a conduta correcta a tomar nas diversas situa es de risco com que se deparam 152 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE PROGRAMA DE ACTIVIDADES Com base no Quadro 5 1 referente ao programa global de actividades a desenvolver no mbito da metodologia que vem sendo apresentada neste estudo para abertura de uma explora o subterr nea de m rmores poss vel observar na Figura 7 1 as actividades a desenvolver na fase 3 dessa mesma metodologia respeitante aos trabalhos de monitoriza o dos desmontes e de controlo da estabilidade do maci o marm reo ETAPAS DO ESTUDO RESULTADOS RESULTADOS e DAS FASES 1 e2 3 1 MONITORIZA O IDENTIFICA O DOS LOCAIS A MONITORIZAR ESCOLHA DOS EQUIPAME
88. resultados ser aferidos atrav s da aplica o de m todos anal ticos M todo da rea Tribut ria Numa fase final do projecto dada a conservatividade do m todo da rea tribut ria dever o ser utilizados modelos num ricos ex M todo dos Elementos Finitos entre outros capazes de simular o comportamento do maci o durante as v rias fases da escava o Completada esta an lise devem ent o definir se os par metros geom tricos dos desmontes bem como os seus avan os os quais devem ser determinados fazendo cumprir os quatro princ pios da explora o mineira Seguran a Economia Bom Aproveitamento do Jazigo e Respeito pelo Ambiente 16 O factor de seguran a considerado para o dimensionamento dos desmontes deve contemplar a redu o da resist ncia dos pilares naturais durante as fases de rebaixo salvaguardando situa es de fractura o do jazigo mineral diminui o da blocometria e de instabilidade dos desmontes devendo ainda atender possibilidade de um uso futuro do espa o subterr neo 17 A escolha do local de entrada em subterr neo dever ser alvo de um estudo pormenorizado de modo a garantir a continuidade dos trabalhos qualidade ornamental e estabilidade do maci o e maximizar as receitas com vista a conseguir um retorno mais ou menos r pido do investimento efectuado aquisi o da ro adora de galeria e de outros equipamentos Para se poder maximizar o rendimento em termos de blocos comercializ veis
89. rias situa es simples que se revelam bastante teis para compreender o comportamento de outras mais complexas considerando um terreno cont nuo homog neo e is tropo submetido a um campo de tens es tal que o P tens o vertical o 0 Q tens o horizontal em que P y h e Q KP com K com v coeficiente de poisson K coeficiente de press o lateral do terreno em repouso Y peso espec fico dos terrenos subjacentes h profundidade a que se encontra a galeria e para v rios estados de tens o K 0 estado de tens o axial terreno desconfinado K 1 3 estado de tens o geoest tico v 0 25 K 1 estado de tens o hidroest tico tens es verticais iguais s horizontais 0 6 Ap s a abertura da escava o o estado de tens es preexistente modificado na periferia da mesma sendo caracterizado por duas componentes normais uma radial 6 e uma tangencial 69 O valor destas componentes de tens o varia com a dist ncia periferia da escava o Essa varia o pode ser estudada na Figura 5 36 para uma galeria circular e por aplica o da Teoria Matem tica da Elasticidade para o caso de um estado de tens o hidroest tico ou seja P Q admitindo o maci o como homog neo is tropo e el stico 101 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES a F i L r ajr 2a r 3a r da r 5a r 6a h J ho a Zona pl stica al Taa 7 rzcrl6a me e A l
90. rmores tendo como regi o alvo o Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa foi poss vel retirar as seguintes conclus es 1 A extrac o de m rmores na regi o do Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa vem j de longa data desde o tempo dos Romanos apesar do seu desenvolvimento s ter come ado a assumir maior express o na segunda metade do s c XX 2 At h cerca de tr s anos atr s a totalidade das explora es no Anticlinal eram realizadas atrav s do m todo de desmonte a c u aberto por degraus direitos altura em que se iniciou a primeira explora o subterr nea no n cleo de explora o da Vig ria 3 A explora o subterr nea de m rmores no Anticlinal apareceu devido necessidade de maximizar o aproveitamento da jazida em zonas cuja explora o se mostra sem viabilidade econ mica atrav s do m todo do c u aberto 4 escassez de jazigos aflorantes de f cil explora o no Anticlinal cada vez maior o que motiva o alargamento dos desmontes a c u aberto atrav s de galerias subterr neas capazes de extrair m rmore que doutro modo n o seria poss vel de explorar dados os grandes investimentos para remover elevadas espessuras de camadas est reis superficiais com fraca ou nenhuma aptid o ornamental O mesmo se passa quando se detectam zonas de m rmore com qualidade ornamental por baixo de escombreiras instala es de apoio ou outros que na maioria dos casos s o por si s factores qu
91. ser utilizados na prospec o de m rmores S smica de Refrac o Este m todo consiste no estudo da propaga o de ondas s smicas no terreno A velocidade de propaga o destas ondas s o fun o do tipo de material da estrutura do material da composi o da densidade e da presen a de gua e de vazios entre outros 269 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Os dois tipos principais de ondas s smicas s o Ondas longitudinais prim rias ou P as part culas vibram segundo a mesma direc o de propaga o da onda S o ondas de compress o nas quais a velocidade maior que nos outros tipos de ondas podendo transmitir se nos meios l quidos Ondas transversais secund rias ou S as part culas vibram perpendicularmente direc o de propaga o da onda S o ondas de corte e a sua velocidade menor n o se propagando em meios l quidos Os estudos s smicos necessitam de uma fonte de energia martelo explosivos etc de detectores geofones e de um equipamento de grava o dos dados sism grato Atrav s do registo sismogr fico poss vel determinar as velocidades de propaga o das ondas P e S nos materiais atravessados V e V9 bem como as profundidades de contacto Geoconsult 1995 A partir das velocidades das ondas s smicas V e V podem se estudar as propriedades do terreno tais como o grau de fractura o e de altera o e ainda o m dulo de elasticidade e o coefici
92. seu cargo a responsabilidade da monitoriza o No fluxograma da Figura 7 1 apresentam se de um modo esquem tico as diversas actividades que devem ser consideradas na fase de projecto e que devem ser realizadas pela equipa respons vel pela monitoriza o e instrumenta o dos trabalhos de desmonte de m rmore 155 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Fase Aspectos a ter Plano de em conta durante a Instrumenta o elabora o do projecto de engenharia relativo abertura da explora o Periodicidade das Respons vel pela Monitoriza o subterr nea de Leituras m rmores e que dever o ser futuramente ajustados durante a Estabelecimento de explora o da jazida Crit rios de Alarme Respons vel T cnico da Pedreira Recolha de Dados Fase 2 Actividades tabelas de leitura relativas ao trabalho de campo ap s o in cio dos trabalhos de Tratamento de Dados desmonte compara o com os crit rios de alarme v Avalia o Anormal Informar o Respons vel T cnico Informar de Imediato o Respons vel T cnico Febo Relat rio Verifica o dos Dados Anormal Normal lo Rigoroso com B Sem Alarme Contro g Reavalia o gt gt gt Aumento da Periodicidade de Leituras l Com Alarme l I l l Tomar Medidas Urgentes I Instala o de suportes Figura 7 2 Fluxograma das actividades de monitoriza o dos desmontes Atendendo figura
93. tamb m influencia a carga exercida sobre os pilares do modo ilustrado na Figura 6 8 131 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES O 0 2 04 0 6 0 5 1 0 e AA LIA AM Pilares Figura 6 8 Varia o na carga dos pilares Figura 6 7 Varia o da carga sobre o pilar com a recupera o adaptado de Brady e Brown 1985 devido ao aumento das dimens es de um desmonte em que a taxa de recupera o de 5 e o m dulo de elasticidade do maci o qu druplo do dos pilares adaptado de Mendes 1985 Atendendo Figura 6 8 constata se que os pilares centrais s o os que sofrem maior carga e que se regista um aliviar de tens o sobre os pilares pr ximos destes tamb m percept vel pela mesma figura que num desmonte de c maras e pilares medida que se aumenta o v o m ximo global da explora o aumenta o n mero de pilares abandonados a tens o actuante incrementada nos pilares centrais O valor m ximo da tens o actuante o nos pilares centrais de uma explora o deste tipo pode ser calculado para um dado valor da taxa de recupera o pelo m todo da rea tribut ria que foi apresentado no cap tulo anterior No esquema da figura anterior h que ter em considera o que o aumento dos desmontes pode levar a um aumento significativo do e consequentemente ao aparecimento de roturas nos pilares centrais e ao incremento de carga nos pilares vizinhos que de acordo com as caracter sticas de d
94. tia Sci SSIS ED a E a Pod MONO OCS GE APIICA C O serras a a Aa a RA Ag 8 TEND NCIAS DA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES iii 8 1 PERSPECTIVAS DE EVOLU O TECNOL GICA nannan raie ii a a e a A 8 2 CRESCENTE INFLU NCIA DOS CONSTRANGIMENTOS AMBIENTAIS ciiiiititeereen 8 3 RISCOS INERENTES ABORDAGEM EMP RICA ce ires re 8 4 A ENGENHARIA E A GEOMEC NICA COMO VIAS DE PROGRESSO NO SECTOR ci O ICO E D E cn e aa O DO DADO O DOR aa AD SRD CR O O DR RR BIBLIOGRAFIA asigassa sas siasa ae e eE S aU DAE Sho SEE LENA CL da SAD RAE aaa ANEXOS ANEXO Explora o Subterr nea de Lousas Valongo ANEXO Il Conte do do Estudo de Pr Viabilidade ANEXO Ill Aspectos a Considerar na Elabora o do Plano de Lavra ANEXO IV F rmulas Emp ricas para Determina o da Resist ncia de Pilares de Rocha ANEXO V Metodologia de Dimensionamento dos Desmontes por C maras e Pilares ANEXO VI Equipamentos Utilizados na Explora o Subterr nea de M rmores ANEXO VII Principais Causas de Instabilidade nos Desmontes de M rmore em Subterr neo ANEXO VIII Caracter sticas de Alguns Sistemas de Sustimento ANEXO IX Metodologia de An lise e Dimensionamento do Sustimento a Aplicar EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES NDICE DE FIGURAS Resenha Hist rica Figura 2 1 Resultado da utiliza o da p lvora no desmonte de m rmores iiiii cisternas errar ces 6
95. valores dos par metros de resist ncia da rocha nomeadamente o ngulo de atrito e a coes o c tal como se pode observar na Figura 5 24 n volvente de rotura ar 0 g A Prensa que permite realizar o ensaio de B Envolvente de Mohr para tr s ensaios de compress o simples equipada com a c lula de Hoek compress o triaxial com valores de o diferentes e Laborat rio de Geomec nica do IST respectivos par metros de resist ncia c e q Figura 5 24 Equipamento para realizar o ensaio de compress o triaxial simples e par metros a estudar 5 324 RESIST NCIA FLEX O Os ensaios que permitem determinar a resist ncia flex o s o muitas vezes utilizados para avaliar a resist ncia trac o das rochas embora estes ensaios originem valores de resist ncia trac o inferiores aos determinados pelo m todo brasileiro que ser estudado no cap tulo seguinte Este facto motiva que estes ensaios s devam ser utilizados para fornecer uma medida aproximada desta propriedade O equipamento utilizado para a realiza o destes ensaios pode ser observado na Figura 5 25 A Este tipo de ensaio consiste em aplicar uma carga ao provete na direc o diametral ou segundo a direc o da sua menor espessura e no centro de dois apoios sobre os quais o provete colocado ver Figura 5 25 B Conhecida a dist ncia entre os apoios a carga respons vel pela rotura e as dimens es do provete pode se determinar a
96. 188 BIBLIOGRAFIA LOPES J L 1995 Caracteriza o Geol gico Estrutural do Flanco Sudoeste do Anticlinal de Estremoz e Suas Implica es Econ micas Disserta o apresentada ao D G F C U L para obten o do grau de mestre em Geologia Din mica Interna D G F C U L Junho MAHTAB M A BOLSTAD D D ALLDREDGE J R SHANLEY R J 1972 Analysis of Fracture Orientations for Imput Structural Models of Discontinuous Rock Bureau of Mines Report of Investigations United States Departement of The Interior MAHTAB M A LAMB D W SAMBEEK L L V GILL J D 1979 National Strategic Crude Oil Storage in The Weeks Island Dome Salt Mine Part Geotechnical Evaluation Journal of Energy Resources Technology Vol 101 June 1979 pp 82 86 MAHTAB M A HANSEN F D SAMBEEK L L V GNIRK P F 1979 National Strategic Crude Oil Storage in The Weeks Island Dome Salt Mine Part Il Rock Mechanics Evaluation Journal of Energy Resources Technology Vol 101 June 1979 pp 87 92 MAHTAB M A XU S GRASSO P 1994 Quantification of The Effective Coulomb and the Hoek Brown Parameters of the Pre Reinforced Rock Mass in Geomechanics 93 Strata Mechanics Numerical Methods Water Jet Cutting Mechanical Rock Disintegration Proceedings of the International Conference Geomechanics 93 Hradec Ostrava Czech Republic 28 30 September A A Balkema Rotterdam Bro
97. 5 As fun es desempenhadas pelo sustimento est o interdependentes das caracter sticas do maci o rochoso nomeadamente das caracter sticas de resist ncia ngulo de atrito interno e coes o e do estado de tens o instalado Alguns maci os rochosos possuem em determinados casos capacidade de originar auto suporte n o sendo necess rio a aplica o de qualquer m todo externo Obviamente que tal situa o s sucede em determinadas situa es e dependente das caracter sticas dos maci os rochosos da dimens o da galeria e do prop sito da mesma A utiliza o do sustimento artificial com o objectivo de evitar a tfractura o extremamente dif cil pois este s pode ser colocado ap s a abertura do vazio e nesse momento apesar da resposta do terreno n o ser instant nea podem j ter ocorrido fen menos de fractura o No entanto e apesar do que foi referido os sustimentos t m um papel importante na fractura o pois podem evitar a sua propaga o para o interior do maci o se forem colocados logo ap s a abertura das cavidades Se o estado de tens o for tal que n o se consiga evitar a converg ncia da cavidade e a 162 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE fractura o correspondente devem ser instalados elementos de sustimento capazes de se deformarem e acompanharem as converg ncias dos contornos da galeria Assim de acordo com o tipo de solicita o e objectivos diversos tipos de
98. 5 35 49045 5055 60 A Dureza de Schmidt Martelo L Dureza de Schmidt Martelo L A baco para determina o da resist ncia B baco para determina o do m dulo de compress o 6 adaptado de Hoek 1998 elasticidade E adaptado de Miller 1965 in Stacey e Page 1986 Figura 5 16 bacos que correlacionam o valor da dureza de Schmidt R com a resist ncia compress o e m dulo de elasticidade da rocha para um martelo de Schmidt do tipo L 79 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5 3 1 2 ENSAIO DE CARGA PONTUAL O ensaio de carga pontual um ensaio simples de determina o da resist ncia compress o de rochas intactas ou alteradas Este ensaio pode ser realizado no campo dado que o equipamento geralmente port til sobre amostras de rocha n o estandardizadas tamb m denominadas amostras de m o o que constitu efectivamente a sua grande vantagem Trata se de um equipamento relativamente leve de f cil transporte e simples de utilizar embora deva ser utilizado por pessoas com algum conhecimento das regras de ensaio de modo a que os resultados sejam representativos O ensaio consiste na coloca o da amostra entre dois mbolos c nicos medindo de imediato a dist ncia entre ambos D Posteriormente aplicada uma carga atrav s de uma bomba hidr ulica cujo aumento conduz o material rotura A carga respons vel pela rotura P do material registada num man metro de me
99. 6 a 18 de Abril 1980 Comiss o Cultural de Engenharia de Minas Lisboa PAGE C H HAINES A ESTERHUIZEN G S 1983 Geotechnical Investigation Design Criteria for a Room and Pillar Flourspar Mine Proceedings 5 Congress of International Society for Rock Mechanics Section D Melbourne pp 61 65 PALMSTR M A 1982 The Volumetric Joint Count A Useful and Simple Measure of the Degree of Rock Jointing Proceedings 4 Congress International Engineering Geology Delhi 5 pp 221 228 PALMSTR M A 1997 Collection and Use of Geological Data in Rock Engineering International Society for Rock Mechanics News Journal Vol 4 n 2 Spring 1997 pp 21 25 PANDOLFI D amp O 1995 La Cava Belforte Grafica Livorno PANDOLFI D amp O 1997 La Cava vol 2 Graphin s r l Sarzana PARKER J 1973 Practical Rock Mechanics For Miners E MJ Publication PATTON F D 1966 Multiple modes of Shear Failure in Rock Proceedings of 1 Congress of International Society for Rock Mechanics Lisbon pp 509 513 PELIZZA S GAMA C D MAHTAB A PEILA D 1994 Reuse of Abandoned Underground Mine ITU 40 th Anniversary Symposium Instambul 1 3 December 1993 PETERSON T R 1978 Tunnels and Shafts in Rock Engineering and Design Engineer Manual n 1110 2 2901 Department of the Army Corps of Engineers Office of the Ch
100. A O SUBTERR NEA DE M RMORES FORNARO M BOSTICCO L 1995b Underground Stone Quarrying In Italy lts Origins The Present Day and Prospect Part 4 Editrice Promorama SRL Marmo Macchine International N 9 Aprile Giugno pp 64 87 FORNARO M B STICCO L BIOLATTI 1995 The Environmental Advantages and Operating Results of Underground Quarrying of an Ornamental Stone Comunica es do 1 Congresso Internacional da Pedra Natural Feira Internacional de Lisboa 15 17 Junho de 1995 Lisboa pp 105 112 FORNARO M BOSTICCO L 1998 Le Cave Sotterranee di Pietra in ltalia Bulletim GEAM Geoingegneria Ambientale e Mineraria Marzo n 1 pp 21 26 FORNARO M FERRARESE P FIORA L PRIMAVORI P 1999 La Coltivazione dei Marmi Verdi Della Valle D Aosta Aspetti giacimentologici tecnici ed economici Marmo Macchine n 146 2 Bim pp 168 230 GALVIN J M HEBBLEWHITE B K SALAMON M D G 1996 Australian Coal Pillar Performance International Society for Rock Mechanics News Journal Vol 4 n 1 Fall 1996 pp 33 38 GAMA C D 1976 C lculo Expedito da Estabilidade de T neis e de suas Necessidades de Suporte VI Simp sio Brasileiro de Minera o Agosto de 1976 GAMA C D 1989 Analysis of Marble Fractures Induced by Stress Concentrations at Quarries Estratto da Ati del Congresso Internazionale di Geoingegneri
101. APACITEIT CA DO MARMORE aico a a a 14 Dodi Caracter cos ET CIS aa N a a a ic 14 DZ A QracCienscAS PECNICOS daurrean 16 A POTO E E TEE E E OO TONAT OTET 17 3 3 CARACTER STICAS DAS PEDREIRAS suecas eaieadmacdasi Dane enoun noo oa r ror r r P rOn P aaa a 18 Sds FAS DO DESMO NTE A CENABERTO onien O A NEN 21 3 5 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES ciiie rrenan 24 Dede MancipolSINUCICOS MONGI S peniana ol ion lho agia a 24 So Melodeo de DE ON Caia E A E 27 Sed la Comoros CPIS er a ssa Do Dr a 29 dz Ze renies Condi sintonia a a ELE RD EP E a dc 31 4 CARACTERIZA O DO ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA i 32 4 1 O ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA ssnenui na ese iss DD AU aa saga gone luada 32 dao ALOCO ZOE OA E E A 32 Aa CCC OO a a T T E E E E 33 Akale Esroigidhidiasns a a a RR RA oi RA Dn Ge Bl Toone aro OD O CC td E ES a 35 dolo Fino pasN cieos de ExXDlORa O s quadris asia rosie a E RS 36 AA PropnedadesSeo Mecanicas ad es tag sabor io da ER AR a ud raca pn ie 37 dko Dados FS OS COS moei a a a a S 37 do Panapa Condicionalismos a EXpIOra O sss asente AS ANES 38 4 2 APLICABILIDADE DA EXPLORA O SUBTERR NEA NO ANTICLINAL eiiirne 40 4 21 Caracteristicas Gerais Exploracao SUDISMANCO enia Si asi abnt S E 40 4 2 2 Condi es de Aplicabilidade no Anticlinal s eesssnseeeeesssssnnneesessssrrieeessssrrrreeesssn 42 42o Vantagens e DevyonagenS assi aLaLAis sa a e De a a aO 44 Mudo J
102. An lise da viabilidade do jazigo mineral confrontando as caracter sticas ornamentais com as geot cnicas 3 Estudo dos custos inerentes ao m todo de desmonte e ao ciclo produtivo adequados ao caso em estudo atrav s de uma an lise custo benef cio 4 An lise dos custos associados instrumenta o e ao suporte artificial previsto os quais podem inviabilizar a explora o EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Atendendo ao exposto no quadro anterior poss vel verificar que devem ser feitas algumas reflex es durante o estudo medida que se v o recolhendo informa es com vista tomada de decis o sobre a continua o ou a paragem dos trabalhos de prospec o A fase 1 do referido programa que ser objecto de estudo ao longo do cap tulo 5 compreende as actividades apresentadas no fluxograma da Figura 5 1 ETAPAS DO ESTUDO FASE l ACTIVIDADES 1 1 1 Consulta da Bibliografia RESULTADOS 1 1 2 Levantamento 1 1 PROSPEC O de Campo GEOL GICA 1 1 3 Prospec o em Profundidade DEFINI O DO MODELO GEOESTRUTURAL 1 2 1 Ensaios Laboratoriais y 1 2 CARACTERIZA O 1 2 2 Ensaios GEOMEC NICA In Situ IL 1 2 3 Estudo das Descontinuidades DEFINI O DO MODELO GEOMEC NICO GEOT CNICO ZONAMENTO e RESULTADOS gt ORNAMENTAL e DAFASE x Figura 5 1 Fluxograma da fase 1 prospec o geol gica e caracteriza o geome
103. As cavidades subterr neas apresentam benef cios econ micos caso possam ser utilizadas ap s a explora o do recurso o que no caso do Alentejo poder ser equacionado nomeadamente ao n vel de e Armazenamento de l quidos vinhos e Armazenamento de alimentos queijos e Armazenamento de materiais e Deposi o de res duos Para tal necess rio garantir a estabilidade das cavidades durante e ap s a sua explora o Uma vez que os m todos utilizados no desmonte n o s o destrutivos e que as paredes e pisos ficam regulares a reutiliza o do espa o n o seria dif cil Apesar disso essa possibilidade para as cavidades marm reas dever ser alvo de estudo espec fico tendo em conta a sua finalidade e as condi es que apresentam sem esquecer a situa o do jazigo marm reo relativamente a futuros trabalhos de desmonte 4 2 6 LICENCIAMENTO Para abrir uma pedreira quer seja a c u aberto quer seja em subterr neo um dos projectos que necess rio apresentar entidade licenciadora de acordo com a legisla o Portuguesa denominado de Plano de Lavra Este projecto de engenharia consiste na descri o dos resultados dos trabalhos de prospec o e sua integra o na programa o detalhada dos trabalhos de explora o dando as orienta es para os trabalhos de extrac o e a previs o da evolu o espa o temporal dos mesmos faseamento da lavra Trata se de um instrumento muito importante quer do po
104. Coupled Methods International Society for Rock Mechanics News Journal Vol 4 n 3 September 1997 pp 8 9 BENVENUTI S BICCI A BRADLEY F 1996 Il Georader Nello Studio della Fratturazione dei Giacimenti do Roccia Ornamentale Marmo Macchine N 128 2 Bim pp 58 69 182 BIBLIOGRAFIA BERNARDO P M 1995 Dimensionamento e Simula o de Redes de Ventila o Mineira Disserta o para obten o do grau de mestre em Mineralogia e Planeamento Mineiro Instituto Superior T cnico Junho BERNARDO P M GAMA C D 1998 Contribui o para o Estudo de Alternativas de Desmonte Subterr neo de M rmores Caso do Anticlinal Borba Estremoz Vila Vi osa XII Encontro Nacional do Col gio de Engenharia de Minas Funchal 28 de Novembro a 1 de Dezembro de 1998 BIENIAWSKI Z T 1969 In Situ Large Scale Testing of Coal Proceedings of a Conference by British Geotechnical Society May 13 14 London BIENIAWSKI Z T 1976 Rock Mass Classification in Rock Engineering Proceedings of the Symposium on Exploration far Rock Engineering Vol 1 Cape Town South Africa BIENIAWSKI Z T 1978 Determining Rock Mass Deformability Experiences from Case Histories International Journal of Rock Mechanics Mining Science amp Geomechanics Abstract 15 pp 237 247 BIENIAWSKI Z T 1987 Strata Control in Mineral Engineering Student Editio
105. Custos elevados e investimento consider vel no piso de entrada em subterr neo b Constrangimentos geom tricos nos desmontes devido necessidade de manter a estabilidade c Necessidade de um conhecimento pormenorizado das caracter sticas geol gico geot cnicas do jazigo mineral d Necessidade de ventila o e ilumina o artificiais em alguns casos Ap s tr s anos de experi ncia ao n vel da explora o subterr nea de m rmores no Anticlinal e de acordo com Gomes 1999 foi detectado que este m todo n o ser por certo o m todo de desmonte por excel ncia de explora o de m rmores no Anticlinal pelo menos no presente dado o relevo plano do Anticlinal e a morfologia do jazigo Apesar disso constitui uma excelente alternativa em determinadas situa es ocorrentes em algumas pedreiras da regi o em que a jazida marm rea apresenta condi es favor veis a este tipo de lavra semelhantes s apresentadas no cap tulo anterior 4 2 4 ASPECTOS ECON MICOS A explora o em subterr neo necessita de alguns investimentos que podem passar a elevados no caso de se estar a abrir uma nova explora o ou seja sem partir de uma j existente a c u aberto Fornaro e Bosticco 1995b O investimento a realizar est relacionado essencialmente com os seguintes aspectos e Estudos de prospec o e caracteriza o do jazigo mineral e Estudos t cnicos e econ micos e Aquisi o de alguns equipamentos esse
106. Dezembro de 1975 pp 79 134 OBERT L DUVALL W MERRILL R H 1960 Design of Underground Openings in Competent Rock Bulletin 587 Bureau of Mines United States Government Printing Office 190 BIBLIOGRAFIA OBERT L DUVALL W 1967 Rock Mechanics and Design of Structures in Rock John Wiley amp Sons New York OLIVEIRA J T OLIVEIRA V M PI ARRA J M 1991 Tra os Gerais da Evolu o Tectono Estratigr tica da Zona de Ossa Morena em Portugal Cuadernos Lab Xeol gico de Laxe Coru a Vol N 16 pp 221 250 OLIVEIRA R 1975 T neis Prospec o Geol gica e Geot cnica Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 15 Dezembro pp 137 151 OLIVEIRA R 1977 Cartografia Geol gica de T neis Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 20 Junho Julho pp 111 119 OLIVEIRA R 1986 Estudos Geol gicos e Geot cnicos para o Projecto de T neis Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 46 Mar o pp 9 20 OLIVEIRA R 1986b Geologia de Engenharia e Mec nica das Rochas Conceitos Fundamentais Metodologia de Estudo de Maci os Rochosos Il Simp sio Sul Americano de Mec nica das Rochas Porto Alegre Brasil Outubro de 1986 pp 203 214 ORDEM DOS ENGENHEIROS 1984 Engenharia do M rmore Registo do Ciclo de Palestras Pain is Lisboa 1
107. E M RMORES lA especiais de maci os marm reos cont nuos e homog neos poder acontecer como o caso da pedreira subterr nea de Danby nos E U A e mesmo nestes existe sempre alguma incerteza associada No Anticlinal de Estremoz estes estudos s o obviamente mais complicados dada a complexidade geol gica da zona pelo que o grau de certeza e de defini o da jazida depende essencialmente das caracter sticas geol gicas do local em estudo da quantidade de informa o dispon vel e dos meios a utilizar nessa an lise t cnicas de an lise n mero de sondagens direc es profundidades etc O programa de prospec o a adoptar para o estudo de um terreno ou de uma pedreira em explora o depende do seu objectivo No caso da prospec o se realizar num terreno virgem o objectivo ser o conhecimento do jazigo mineral existente com vista abertura de uma pedreira Para o caso de uma pedreira em explora o os objectivos da prospec o podem ser variados alargar aprofundar melhorar seleccionar materiais etc No estudo de um maci o marm reo com vista abertura de uma explora o subterr nea deve ser seguido um programa de actividades que apesar de se basear nos mesmos m todos de estudo de uma pedreira a c u aberto apresenta no entanto algumas particularidades das quais se destaca a necessidade de garantir a estabilidade das cavidades de desmonte O programa global desse estudo que faz parte da m
108. ES PILARES QUADRADOS Defini o dos Par metros ver figura anterior A rea total ou tribut ria W Largura da rea total A rea a desmontar Comprimento da rea total As rea do pilar W Largura do pilar o Tens o aplicada actuante no pilar L Comprimento do pilar o Tens o vertical Wo V o das c maras o Resist ncia do pilar e Taxa de recupera o y Peso espec fico do terreno sobrejacente F Factor de seguran a h Profundidade da escava o Depois de realizado o dimensionamento dos desmontes em fun o do factor de seguran a e da resist ncia dos pilares deve ser verificado se o v o das c maras determinado ou n o seguro por aplica o da teoria das vigas encastradas Esta an lise deve ser aplicada a maci os estratificados com base nas seguintes f rmulas Obert Duvall e Merrill 1960 2a 0 YF 2a O ad y P a F s existe ac o do peso pr prio OU Vs ac o do peso pr prio e de for as exteriores em que Vs e Vs V os seguros do tecto a Espessura da laje de cobertura o Resist ncia trac o da laje que forma o tecto F Factor de seguran a y Peso espec fico do material P Press o externa devida ao ar gua etc Comparando o v o seguro Vs fun o da espessura da laje das caracter sticas do material que a forma e do factor de seguran a admitido com o v o V das c mar
109. Especialidade de Geologia de Engenharia pela Universidade Nova de Lisboa Faculdade de Ci ncias e Tecnologia Lisboa 184 BIBLIOGRAFIA COSTA C BARROS R LAMBERTO V LOPES L VINT M C 1998 M rmores de Estremoz Geologia Prospec o Explora o Valoriza o e Ordenamento da Jazida V Congresso Nacional de Geologia Livro Guia das Excurs es Instituto Geol gico e Mineiro Novembro Lisboa pp 191 200 CORTEZ A SIM ES 1962 O Uso de Explosivos no Desmonte da Lousa Revista Engenharia n 31 Associa o da Faculdade de Engenharia do Porto Porto pp 44 48 CRESPO A 1991 Novas Tecnologias Para Extrac o de Rochas Ornamentais Rochas amp Equipamentos n 24 4 trimestre pp 122 136 CUNHA A P FERNANDES J G 1980 Observa o de Obras Subterr neas Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 28 Mar o pp 63 90 DAVIS G H REYNOLDS S J 1996 Structural Geology of Rocks and Regions John Wiley amp Sons INC DAVIS J L ANNAN A P 1989 Ground Penetrating Radar for High Resolution Mapping of Soil and Rock Stratigraphy Geophisical Prospecting n 37 pp 531 551 DEERE D MILLER R P 1966 Engineering Classification of in situ Rock Technical Report AFWL TR64 144 Air Force Weapons Laboratory Kirtland AFB New Mexico DEERE D PECK R B MONSEES J E PAR
110. Est o a ser realizados estudos importantes quer no campo da melhoria do rendimento da cinta diamantada atrav s da optimiza o da composi o diamantada utilizada quer no que diz respeito cria o de lubrificantes ecol gicos que possam ser aplicados na ro adora de cadeia Outro equipamento que tamb m possui um papel importante na explora o subterr nea de m rmore e que ir sofrer importantes desenvolvimentos a m quina de fio diamantado sobretudo em termos das condi es de seguran a Uma das alternativas que j se vem aplicando para o fio diamantado tradicional utilizado nos m rmores constitu do por molas e espa adores o cabo plastificado que evita a projec o de p rolas e outras pe as no caso da rotura do mesmo Al m disso os sistemas de paragem autom tica em caso de rotura do cabo bem como diversas protec es est o a ser estudadas para melhorar a seguran a deste equipamento A adop o de m quinas escavadoras e carregadoras el ctricas que j existem no mercado poder ser uma das tend ncias futuras a aplicar na lavra subterr nea de m rmores embora a longo prazo quando as explora es a c u aberto come arem a dar lugar a explora es subterr neas desenvolvidas e profundas A escolha do equipamento para utilizar em subterr neo deve ser baseada em crit rios n o s economicistas mas tamb m que contemplem as quest es ambientais e de seguran a as quais ir o assumir um papel i
111. Esta opera o que consiste em dividir a talhada desmontada em blocos de dimens es transport veis quando n o feita naturalmente atrav s das fracturas presentes tem que se recorrer a equipamentos Os equipamentos utilizados nesta fase s o geralmente a m quina de fio diamantado ou o martelo pneum tico e guilhos guilha o V EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NO CARREGAMENTO E TRANSPORTE P carregadora utilizada para Carregar e movimentar blocos Carregar empilhar e remover escombros Auxiliar no derrube de talhadas Movimentar m quinas e equipamento Constru o de rampas de acesso para os v rios pisos da pedreira Este equipamento apresenta em geral capacidades de carga superiores a 15 ton e uma pot ncia m dia da ordem dos 250 300 CV Escavadora girat ria utilizada nas seguintes opera es e Derrube de talhadas e Remo o de por es de rocha da frente e Constru o de caminhos e Remo o de escombros e Fragmenta o de escombros quando equipada com martelo hidr ulico As vers es mais comuns de escavadoras girat rias nas pedreiras apresentam pot ncias da ordem dos 300 CV Dumper ou cami o de pedreira utilizados essencialmente para transportar escombros desde a frente at escombreira S o carregados pelas p s carregadoras ou pelas escavadoras girat rias Apresentam geralmente uma capacidade m dia de carga da ordem das 20 ton embora possa variar Ai EXPLORA
112. Excavation Support Ratio 110 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES O ESR pode ser determinado atrav s desta classifica o com base no tipo e fun o da galeria para o caso das cavidades para explora o de m rmore ou seja cavidades mineiras permanentes o valor de ESR de 1 6 Com base nesta classifica o Barton e os seus colaboradores estabeleceram as express es que permitem calcular o comprimento adequado das ancoragens L a aplicar e o m ximo v o que n o necessita de suporte Essas express es s o as seguintes Barton et al 1980 in Hoek 1998 2 0 15B L ERROS e M ximo v o sem suporte 2 ESR Q ESR em que L comprimento da ancoragem B V o da cavidade ESR Para as cavidades marm reas assume o valor de 1 6 Segundo Grimstad e Barton 1993 in Hoek 1998 a press o permanente do tecto no suporte pode ser estudada pela seguinte f rmula tecto a 2h8 3J Por sua vez o m dulo de elasticidade do maci o rochoso E pode ser estimado empiricamente atrav s desta classifica o com base na express o avan ada por Barton et al 1980 in Hoek 1998 E 25 logio Q Comparando as f rmulas de c lculo de E dadas pelas classifica es de Bieniawski e de Barton poss vel observar atrav s do gr fico da Figura 5 45 o comportamento de cada uma delas Q da Classifica o de Barton 0 01 0 04 1 0 4 0 10 40 100 400 RM
113. Instituto Superior T cnico Hidromineira Consultores de Minas e Geomec nica Lda Lisboa MENDES F MELLO 1995 A Seguran a Estrutural em Engenharia de Minas Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 74 Julho de 1995 pp 1 13 MOURA A C FERREIRA N 1995 Aspectos Metodol gicos do Estudo e Caracteriza o de Maci os Gran ticos tendo em Vista a sua Explora o para a Produ o de Rochas Ornamentais e Industriais Comunica es do 1 Congresso Internacional da Pedra Natural Feira Internacional de Lisboa 15 17 Junho Lisboa pp 255 262 MIRANDA A M FIGUEIREDO P R SILVA L F 1989 Tecnologia de Sondagens Curso FSE ADIST MIRANDA A M 1991 A fractura o dos Maci os de Rochas Ornamentais e a sua Import ncia T cnico Econ mica Revista Rochas amp Equipamentos n 24 pp 64 79 MIRANDA A M 1995 Caracteriza o Geol gica e Geot cnica de Pedras Naturais Comunica es do 1 Congresso Internacional da Pedra Natural Feira Internacional de Lisboa 15 17 Junho Lisboa pp 61 62 MUGE F COSTA L 1984 Planeamento de um Desmonte a C u Aberto Utilizando Algoritmos de C lculo Autom tico Boletim de Minas n 21 2 Abril Junho Lisboa pp 79 87 NUNES J M 1975 Elementos para uma Hist ria da Constru o de Galerias Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 15
114. KER H W SCHMIDT B 1970 Design of Tunnel Support Systems Proceedings 49th Annual Highway Research Board Washington D C DEL SOLDATO M PINTUS S 1985 Historical Geological Study of Extraction Activities and Techniques in Eastern Liguria Lunigianese Academy of Science vols XLV XLVII La Spezia DIXON J D MAHTAB M A GRASSO P 1993 Potential of Spiral Mining for Excavating Storage Caverns in Salt Seventh Symposium on Salt Vol Elsevier Science Publishers B V Amsterdam pp 305 312 FERREIRA M J 1976 M todos Modernos de Dimensionamento de T neis Equacionamento Geral Modelos Experimentais Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 16 Fevereiro Mar o pp 3 47 FORNARO M BOSTICCO L 19949 Underground Stone Quarrying In Italy lts Origins The Present Day and Prospect Part 1 Ed Promorama SRL Marmo Macchine International n 6 Luglio Settembre pp 28 54 FORNARO M BOSTICCO L 1994b Underground Stone Quarrying In Italy lts Origins The Present Day and Prospect Part 2 Editrice Promorama SRL Marmo Macchine International N 7 Ottobre Dicembre pp 22 51 FORNARO M BOSTICCO L 19954 Underground Stone Quarrying In Italy lts Origins The Present Day and Prospect Part 3 Editrice Promorama SRL Marmo Macchine International N 8 Jennaio Marzo pp 32 56 185 EXPLOR
115. NTAGENS A lavra subterr nea apresenta algumas vantagens relativamente ao desmonte a c u aberto No Quadro 4 5 que se apresenta de seguida est o sintetizadas as principais diferen as entre ambos os m todos Quadro 4 5 Compara o entre os desmontes em subterr neo e a c u aberto SUBTERR NEO C U ABERTO Trabalha se mesmo em condi es M s condi es de trabalho em situa es atmosf ricas adversas climat ricas adversas Movimenta o mais dif cil dos detritos e dos blocos Espa o de trabalho mais reduzido Mais espa o para trabalhar e para a movimenta o de equipamentos Geralmente os blocos que resultam do desmonte s o irregulares e tem que sofrer esquadrejamento antes de sa rem da pedreira Permite a explora o directa de blocos esquadrejados prontos a expedir para a transforma o Em condi es de trabalho diurnas n o necessita de ilumina o N o necessita de ventila o Evita a remo o de partes superficiais da necess rio explorar as zonas superficiais do jazida sem interesse ornamental maci o com fraca aptid o ornamental N o necessita de elementos de sustimento na Necessita de elementos de suporte l maior parte dos casos Maiores impactes ambientais paisagem ru do flora fauna etc e maior produ o de escombros Necessita de ilumina o e a em grande parte dos casos Menores impactes ambientais e menor produ o de escombros Para al m das c
116. NTOS A INSTALAR E DEFINI O DA PERIODICIDADE DAS LEITURAS 4 3 2 CONTROLO DA ESTABILIDADE IDENTIFICA O DAS POS VEIS NECESSIDADES DE SUPORTE ARTIFICIAL TIPOS DE SISTEMAS A APLICAR E SUAS CONDI ES DE APLICA O DEFINI O DOS SISTEMAS DE MONITORIZA O E DE CONTROLO DE ESTABILIDADE ACTIVIDADES 3 1 1 Actividades e Respons veis 3 1 2 Grandezas a g Medir e Equipamentos 3 1 3 Plano de Medi es 3 1 4 Interpreta o de Resultados 3 2 1 Identifica o das Causas de Instabilidade 3 2 2 M todos de Sustimento 3 2 3 Condi es de Aplica o gt e RESULTADOS DA FASE 3 Figura 7 1 Fluxograma da fase 3 monitoriza o e controlo da estabilidade do estudo para abertura de uma explora o subterr nea de m rmores 158 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 7 2 MONITORIZA O A monitoriza o dos desmontes reveste se de grande import ncia nas explora es mineiras subterr neas dado ser necess rio manter as condi es de seguran a e estabilidade pois como tem sido mencionado ao longo deste estudo ao escavar o maci o as condi es preexistentes alteram se e o estado de tens o em redor da cavidade modifica se Os resultados dessa altera o podem e devem ser avaliados para que n o existam surpresas desagrad veis no que concerne estabilidade do maci o Para tal deve ser realizado um conjunto de actividades com vista defini o do tip
117. Na opera o de rebaixamento do piso procede se do mesmo modo tal como apresentado anteriormente no cap tulo 3 4 para o c u aberto recorrendo opera o de perfura o corte com fio diamantado e derrube de talhadas podendo utilizar a ro adora de bancada para a 142 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO realiza o dos cortes de levante Na figura seguinte apresenta se o aspecto de uma explora o subterr nea que se encontra em fase de rebaixamento Entrada em Galeria Figura 6 15 Explora o subterr nea do Anticlinal de Estremoz em fase de rebaixamento 6 3 1 2 OPERA ES AUXILIARES As opera es auxiliares s o aquelas que n o interv m directamente no processo produtivo mas que interferem indirectamente com este Deste conjunto de opera es ser o seguidamente apresentadas aquelas que assumem elevada import ncia nos desmontes em subterr neo nomeadamente a ventila o a drenagem e a ilumina o 6 3 1 2 1 Ventila o A ventila o dos desmontes de m rmore em subterr neo deve ser estudada com vista a proporcionar aos trabalhadores atmosferas adequadas que permitam uma boa renova o do ar de modo a evitar a presen a de fumos produzidos pelos equipamentos p s carregadoras escavadoras girat rias e dumpers Contudo dada a predomin ncia de equipamentos el ctricos no desmonte ro adora e m quina de fio diamantado n o necess rio um sistema de ventila o muito potente
118. Nacional de Geologia Livro Guia das Excurs es Instituto Geol gico e Mineiro Novembro Lisboa pp 201 206 WEST G 1991 The Field Description of Engineering Soils and Rocks Geological Society of London Professional Handbook Open University Press Milton Keynes Philadelphia 193 ANEXOS ANEXOS ANEXO EXPLORA O SUBTERR NEA DE LOUSAS Informa es sobre a explora o subterr nea das lousas de Valongo Ilustra o Geologia As lousas s o exploradas nos xistos silt ticos pertencentes ao Complexo Xisto Grauv quico do Ordov cico do Anticlinal de Valongo Tratam se de xistos ardos feros homog neos de cor cinzenta Estes xistos assumem uma direc o NW SE inclinando para NE A xistosidade apresenta se segundo planos subverticais M todo de Desmonte Camada de Ard sia em Explora o O m todo utilizado nas Lousas em Valongo conhecido por garraf o foi iniciado no Plant id s culo XIX e consiste na abertura de uma cavidade de entrada em subterr neo em po o Es Ro adora com cerca de 5 m x 6 m de rea na qual se iniciam os trabalhos at uma profundidade de cerca de 25 m A partir dessa profundidade a Camada de Ard sia em Explora o explora o come a a alargar podendo chegar aos 100 m de comprimento por 15 m de largura e atingir profundidades de cerca de Fotografia 130 m Entre explora es adjacentes deixa se um maci o de protec o de cerca de 5 m caso perte
119. ORAVECZ K I 1976 Rock Mechanics In Coal Mining Coal Mining Research Controlling Council The Chamber of Mines of South Africa SALAMON M D G 1983 The Role of Pillars in Mining Rock Mechanics in Mining Practice Ed Budavari The South African Institute of Mining and Metallurgy Joannesburgh SCHOLEY J INGLE D G 1989 Monitoring Tunnel Support by Convergence Measurement Geotechnical Instrumentation in Practice Purpose Performance and Interpretation Proceedings of The Conference Geotechnical Instrumentation in Civil Engineering Projects The Institution of Civil Engineers Thomas Telford London pp 495 506 SERAFIM J L PEREIRA J P 1983 Consideration of the Geomechanical Classification of Bieniawski Proceedings of International Symposium on Engineering Geology and Underground Contruction Volume 1 Il Lisbon pp 33 44 SHEOREY P R 1993 Design of Coal Pillar Arrays and Chain Pillars Comprehensive Rock Engineering Principles Practice and Projects Volume 2 Pergamon SILVA C G 1989 M rmores da Regi o de Estremoz Borba Vila Vi osa Caracteriza o Minero Petrogr fica Geoqu mica e Geomec nica Contribui o para o Conhecimento da sua Alterabilidade Fractura o e Blocometria Disserta o apresentada U T L Instituto Superior T cnico para obten o do grau de doutor em Engenharia de Minas Lisboa SILVA M C 1995
120. Pedra O que foi o que o que ser s Comunica es do 1 Congresso Internacional da Pedra Natural Feira Internacional de Lisboa 15 17 Junho Lisboa pp 9 14 BARTON N R BANDIS S C 1982 Effects of Block Size on the Shear Behaviour of Jointed Rock 23 U S Symposium on Rock Mechanics Berkeley pp 739 760 BARTON N R LIEN R LUNDE J 1982 Estimation of Support Reguirements for Underground Excavations Underground Mining Methods Handbook Society of Mining Engineering Hustrulid W A Editor pp 1540 1555 BARTON N R 1988 Previs o do Comportamento de Aberturas Subterr neas em Maci os Rochosos Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 53 Julho de 1988 pp 7 49 BARTON N R BANDIS S C 1990 Review of Predictive Capabilities of JRC JCS Model in Engineering Practice Proceedings of International Symposium on Rock Joints Leon Norway pp 603 610 BARTON N R 1998 NMT Support Concepts for Tunnels in Wear Rocks Tunnels And Metropolises Negro Jr amp Ferreira Balkema Rotterdam BASTOS M 1998 A Geotecnia na Concep o Projecto e Execu o de T neis em Maci os Rochosos Disserta o para obten o do grau de mestre em Georrecursos rea de Geotecnia Instituto Superior T cnico Junho BEER G 1997 Impact of Computational Methods in Rock Engineering Part 2 Boundary Element and
121. R 10 40 Em 10 Serafim e Pereira 1983 E Bieniawski 1978 Em 2 RMR 100 M dulo de Elasticidade in situ Em GPa RMR da Classifica o de Bieniawski Figura 5 45 Previs o do m dulo de elasticidade do maci o rochoso com base nas f rmulas de c lculo dadas pelas classifica es geomec nicas adaptado de Hoek Kaiser e Bawden 1998 111 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5 3 4 4 4 Compara o entre as duas Classifica es Segundo Hoek 1998 as classifica es de Bieniawski e Barton et al incorporam dados geol gicos geom tricos e par metros de engenharia chegando a um valor quantitativo para a qualidade do maci o rochoso A diferen a entre as duas classifica es reside no facto de utilizarem diferentes par metros e de atribu rem pesos diferentes para par metros id nticos Comparando as classifica es de Bieniawski e a classifica o de Barton verifica se que Bieniawski d uma maior nfase orienta o e inclina o das descontinuidades enquanto que Barton et al n o engloba a orienta o das fracturas mas sim a sua rugosidade e altera o propriedades estas que est o associadas resist ncia ao corte do maci o rochoso As classifica es geomec nicas possibilitam uma aproxima o emp rica relativamente ao suporte e s caracter sticas do maci o as quais devem ser alvo de cr ticas por parte dos engenheiros de acordo com a informa o geol gic
122. S DECIOS E ONON OSes aa ra spo a do A O a es a AR 45 4 2 5 Aproveitamento do Espa o Subterr neo ap seios pda geadas assa DA assa 47 dos ICE CIO O O tda an ado EAN ER ER E 46 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 50 Sola PROGRAMA GLOBAL DE ACTIVIDADES ainsi east N na e O E 50 5 27 PROSPECCAO GEOLOGICA a iasTi sai ao ALI DA CUSTA Sai ALSO OPUS Da 53 dd Con io osBio OGRO ia de it a ia a 53 de LevOniomenio De CAMPO sssr a ia UA ne 54 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Fale Estudo dos ologi dS RR RREO DR PR RR RR A 54 5 2 2 2 Estudo da Fracivrdc o BIO Come idas Sataz ad d ba6 Brad dd qa E rr ic a a a a 56 20 Pope cdo Em Pron dad Eiere e T it Sin 62 Feos ke Pros peccdo Ceol C horiee EE EN E E 63 DZ Prospec ccd Como onddoen S aeia A 66 AoA lis Eou POIM NIOS saran ar di ca aa ia ala ndo oa adm ia a od dr 67 I2 0 2 2 acert cS TECNICOS enaa a a aa ar a 69 5 2 9 2 3 Analise dos Testemunhos asirieni a ae aaaea 69 32A Mda eoa DO eiaei a E a E E A A 72 Asle Beini dO enean 22 o A 72 2 Jondamento Omnanentd cucian a T 74 24 Calculo de Reena aiue a a T a a ANN 76 Dios CARACTERIZA O GEOMEC NICA mesata n A a IN 77 osle EROSIO eee a N a RO A a 7 7 5 3 1 1 Escler metro Marelo de Schmidt eeeessseeeecrsserrresersrrsrrsrrsrrssrreresrrerrsrreers 78 Dol Ensaios Cdra PONVOR ana ras inica tiara is tera para ind ada dias ra tato a ina 80 5 3 1 3 Medi o do Estado de ensaO siso aria
123. XPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES HOEK E BROWN E T 1980 Underground Excavation in Rock The Institution of Mining and Metallurgy London HOEK E KAISER P K BAWDEN W F 1998 Support of Underground Excavations in Hard Rock A A Balkema Rotterdam Brookfield HUDSON J A 1993 Comprehensive Rock Engineering Principles Practice amp Projects Volume 4 Excavation Support and Monitoring Pergamon Press Ltd HUGGENBERGER P MEIER E PUGIN A 1994 Ground Probing Radar as a Tool for Heterogeneity Estimation in Ravel Deposits Advances in a data processing and facies analysis Journal of Applied Geophysics n 31 Elsevier Science B V Amsterdam pp 171 184 ISRM 1972 Suggested Methods for Determining the Uniaxial Compressive Strength of Rock Materials and the Point Load Strength Index Comission on Standardization of Laboratory and Field Tests Committee on Laboratoty Tests Document No 1 Par 2 ISRM 1978 Suggested Methods for the Quantitative Description of Discontinuities in Rock Masses International Journal of Rock Mechanics Mining Science amp Geomechanics Vol 16 pp 135 140 JAEGER J 1960 Shear Failure of Anisotropic Rock Geology Magazine Volume 97 pp 65 72 JIMENO C L 1995 La Explotaci n de Canteras Subterr neas Realidad o Ficci ne Jornada T cnica sobre Canteras Subterr neas Barcelona J
124. a Em termos geogr ficos as cartas que apresentam a zona do Anticlinal s o as folhas n 426 440 e 441 da Carta Militar escala 1 25 000 dos Servi os Cartogr ficos do Ex rcito lt 39 4 CARACTERIZA O DO ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA O Anticlinal de Estremoz encontra se cartografado nas cartas geol gicas 36D Redondo e 36B gicos de Portugal escala 1 50 000 Recentemente foram gicas tem ticas do Anticlinal escala 1 10 000 por parte do Instituto Geol gico e Mineiro o que constitui um avan o importante no conhecimento geo cartografia do Anticlinal Estremoz dos servi os Geo publicadas cartas geo gico e na 4 1 2 GEOLOGIA 4 1 2 1 ESTRATIGRAFIA O Anticlinal de Estremoz integra se no Maci o Hisp rico mais propriamente na zona de Ossa Morena no sector tectono estratigr ftico de Estremoz Barrancos tal como se mostra na Figura 4 2 su Cs ie Tree Anticlinal de Estremoz re rt ka Legenda Cobertura sedimentar Teicidrie l Faixa blastomilonitica R li Sector de Alter do Chao Elvas zoma Sector de Estremoz Barrancos i a Anticlinal de Estremoz EO b Sinclinal de Terena Sector de Montemor Ficalho a Sinclinal de Cabrela b S ries proterozoicas migmatizadas urna Maci o de Beja a Sub sector de Santa Suzana Odivelas MIRA Ofiolito de Beja Acebuches Granitoides Indiferenciados Z R P Figura 4 2
125. a o do comprimento do v o das c maras com vista sua optimiza o Depois de definida a dimens o adequada dos pilares a altura das cavidades e os v o das c maras n o esquecendo que essa defini o deve atender ao bom aproveitamento do jazigo marm reo economia e seguran a dos trabalhos evitando a tractura o do maci o ser conveniente estudar simultaneamente a poss vel contribui o da presen a de fracturas nos pilares para a redu o da sua resist ncia e a espessura do pilar soleira a deixar entre n veis de explora o caso tal situa o se verifique Para o dimensionamento de um desmonte por c maras e pilares para explora o subterr nea de m rmores sugere se a utiliza o da metodologia apresentada no Anexo V 6 2 3 PROSPEC O DURANTE O AVAN O Durante o avan o dos desmontes o respons vel t cnico pela explora o dever elaborar relat rios peri dicos dos quais devem constar as informa es geol gicas e geomec nicas que se v o recolhendo Todos os fen menos novos que apare am devem ser fotografados mapeados e estudados com vista a uma futura optimiza o do Plano de Lavra e da lavra caso tal se justifique Na aus ncia do respons vel t cnico da pedreira e quando se registe o aparecimento de novas informa es durante avan os dever ser o encarregado a registar essa ocorr ncia O zonamento ornamental geot cnico inicialmente realizado pode ser complementado com a informa
126. a Torino 27 30 Settembre 1989 pp 805 810 GAMA C D BASTOS M 1994 An lisis Volum trico de Macizos Rocosos Fracturados para Optimizar la Extracci n de Rocas y Minerales Revista INGEOPRES n 6 Fevereiro GAMA C D 1995 Aspectos Geot cnicos no Desenho de Pedreiras Subterr neas Revista Rochas e Equipamentos N 38 2 trimestre pp 108 128 GAMA C D 1996 Correlation Between Rock Mass Classes Convergence Rates and Support Densities for Underground Coal Mine Excavations in Prediction and Performance in Rock Mechanics and Rock Engineering Proceedings of the ISRM International Symposium Eurock 96 Torino Italy 2 5 September 1996 A A Balkema Rotterdam Brookfield pp 825 830 GAMA C D 1997 Ru dos e Vibra es Ligados Utiliza o dos Explosivos e Equipamentos 1 Semin rio de Auditorias Ambientais Internas Lisboa 9 e 10 de Dezembro GAUTIER J M GRUNEISEN P MASSA D RUHLAND M 1973 Fracturation et Analyse Tectonique sur Carottes de Sondage Etude Methodologigue Appliqu e au Champ D Hassi Messaoud Nord Bulletin Sci G ol n 26 2 3 Strasbourg pp 115 159 GEOCONSULT 1995 Manual de T neles Ed Geoconsult Ingenieros Consultores S A Madrid GON ALVES F 1974 Not cia Explicativa da Folha 36 B Estremoz da Carta Geol gica de Portugal Servi os Geol gicos de Portugal GOMES A PARREIR O 1999
127. a bem como os principais n cleos mundiais onde se exploram m rmores para fins ornamentais O recurso m rmore enquanto rocha ornamental apresentado em termos das suas principais caracter sticas assim como os v rios tipos de explora es em fun o da sua forma e localiza o As opera es que incorporam o ciclo de produ o do desmonte de m rmore em pedreiras a c u aberto descrito e apresentado de um modo simples e sint tico 1 INTRODU O Os principais n cleos de explora o subterr nea de m rmores s o tamb m referidos com especial destaque para a maior pedreira subterr nea mundial localizada nos Estados Unidos da Am rica mais propriamente no estado de Vermont e para as explora es subterr neas de Carrara em It lia Para estes dois n cleos ser o apresentadas as suas principais caracter sticas nomeadamente geol gicas de geometria dos desmontes e produtivas entre outras Com o objectivo de enquadrar a necessidade de avan ar com a explora o subterr nea no Anticlinal s o apresentadas algumas considera es em termos das condi es geol gicas de aplicabilidade das vantagens e desvantagens em rela o ao m todo de desmonte a c u aberto e alguns aspectos econ micos e de licenciamento das explora es S o ainda descritos os v rios m todos mineiros subterr neos pass veis de serem aplicados na explora o de m rmores E ainda realizada uma descri o das principais caracter
128. a prospec o geol gica se necess rio atitude Estudo das caracter sticas das Mapas de fractura o das frentes descontinuidades que influenciam o 2D e blocos diagrama 3D comportamento geomec nico do com a representa o das maci o espa amento continuidade descontinuidades do maci o abertura rugosidade preenchimento Caracteriza o das v rias condi es hidr ulicas fam lias de descontinuidades em Mapeamento das fracturas por termos das suas propriedades de observa o directa fotografia ou acordo com as recomenda es filmagem da ISRM 1 2 3 Estudo das Descontinuidades As superf cies de descontinuidade podem ser classificadas em termos geomec nicos do seguinte modo Mendes 1985 a Superf cies de descontinuidade que pela sua frequ ncia de ocorr ncia pequena dimens o ou pequena varia o de propriedades mec nicas embora influenciando as propriedades do maci o n o impedem o estudo atrav s da mec nica dos meios cont nuos ex planos de xistosidade superf cies de descontinuidade ao n vel dos cristais ou juntas de sedimenta o entre leitos de rocha id ntica etc b Superf cies de descontinuidade que obrigam ao recurso mec nica dos meios descont nuos para o estudo dos maci os rochosos ex diaclases falhas etc e que s o respons veis pela compartimenta o do maci o Os maci os rochosos podem ser considerados homog neos quanto compartimenta o quando
129. a Konf a q s Aag a ARS A RS ay dp HA a P E REPEAT RNA VER A E gica RE A Traject rias de tens es B Deslocamentos dos blocos Figura 5 49 M todo dos elementos discretos fonte Geoconsult 1995 A utiliza o dos m todos de an lise num rica extremamente til e indispens vel para complementar o estudo realizado com base nas classifica es geomec nicas emp ricas e com os c lculos anal ticos no sentido de os validar e de os optimizar no que respeita geometria das galerias dos m todos de sustimento a utilizar etc No caso de explora o subterr nea de m rmores no Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa como a experi ncia acumulada ainda praticamente nula torna se obrigat rio o recurso a este tipo de m todo de an lise durante a fase de projecto e mesmo depois dos trabalhos se iniciarem de modo a garantir a estabilidade do 118 5 CGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES maci o e consequentemente a seguran a dos trabalhos A este n vel podem ser realizadas simula es para v rias geometrias de desmontes no sentido de avaliar o seu desempenho relativamente preserva o da blocometria do recurso marm reo evitando o aparecimento de pontos de rotura que podem alterar a viabilidade econ mica da pedreira 5 3 4 6 ZONAMENTO GEOT CNICO O zonamento geot cnico tem como finalidade a defini o de zonas do maci o com id nticas respostas geot
130. a SDS a ED 124 6 2 1 Selec o da Abertura e do Avan o dos Desmontes iiiii sitema 124 6 2 2 Dimensionamento dos Desmontes assudardaienaatecudcu Elie do rd de aa pa 127 BD Melododa Area TIDUR dsensenni i ne N s 127 O22 l eB do ME TOdo ae a E E RR 127 0 2 2 2 Componamenio dos Pilares sa pisa n E T S 130 OD als TACTO dE AN eee R E OTE ES 134 6 2 2 2 M todos Num ricos ea ad cabana do a bd o a ade ad 135 Oizo FORECO DUGE O ANVAN Oresa a 136 O CO DEPRODUIC O sua eia te S a O e S 136 NDICES Bos Deinicoodas Perac ES a sasipas carona ssa Gras fEuEa Es a da Aa ara Gao aled perac es UNN Ss dci ea o ii SR di RR A Gesk 27 Operaco oes URANO San a aii a Oro ele e VaI C Oe E E E EEE E ET E A Oa a A a O kon Drenden eeni RR RR e E Ora Delicado dos RECU OS aa aa a a a a Orle EGUDOMEN O Senner aa a Ciao REU OS TUMON e E a e Oo SCUOTE I E eea E E E A a 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE Zale PROGRAMA DE ACIVIDADES santidade da ab A cad A oa a Fo AMNONITORE O copa oa sa na a a Re Podia NCINIQADES E RESPONSE sonia nina done Gaia Sad RS a 7 2 2 Grandezas a Medir e Equipamentos ganda gabsso DE Sant ado au as ata sdlonb aa E So SE Das saa edaa Po ano Ce NIEQICOR aa RONDA a aa Cal Race Cp ERR a a Wood Ierpreta o ae RESDNaODOS casa nad a aah OE A Rasa aaa Load CONTROLO DA EST ABINDADE SS costas nba aa ENO ada o SR 7 3 1 Identifica o das Causas de Instabilidade suisar Tra cad eg ae a NO Medos de Sumen siri
131. a da rocha para diferentes estados de tens o coes o c e ngulo de atrito interno Figura 5 29 Envolvente de Mohr Coulomb e par metros de resist ncia da rocha adaptado de Mendes 1985 De acordo com esta teoria de rotura todos os estados de tens o que ultrapassam a envolvente originam a rotura do material e por outro lado todos os que estiverem abaixo reflectem estabilidade Junto do eixo do t e quando n o existem elevadas tens es de confinamento a envolvente de Mohr Coulomb substitui se muitas vezes por uma recta com a equa o apresentada na Figura 5 29 B Mendes 1985 O crit rio de rotura de Hoek Brown foi formulado para ser aplicado no seu caso geral a maci os fracturados para estimar a sua resist ncia Este crit rio baseia se no conhecimento das condi es de fractura o existentes e nas caracter sticas das superf cies das descontinuidades que individualizam os blocos Hoek e Brown 1980 Este crit rio definido pela seguinte express o geral I a O 6 6 6 lm s OG em que o tens o efectiva m xima na rotura o tens o m nima efectiva na rotura O4 resist ncia compress o uniaxial da rocha intacta m valor de Hoek Brown da constante m para o maci o rochoso s constante que depende das caracter sticas do maci o rochoso a constante que depende das caracter sticas do maci o rochoso Para amostras de rocha intacta a express o do crit rio de Hoek B
132. a dispon vel Segundo Celada Tamames 1997 estas aproxima es possuem algumas defici ncias das quais se destacam e N o permitem a quantifica o dos coeficientes de seguran a do sustimento e N o consideram o efeito da forma da galeria e N o quantificam o efeito na envolvente motivada pela escava o como a subsid ncia e a altera o do estado de tens o Na ind stria extractiva subterr nea de rochas ornamentais estas classifica es podem ser utilizadas para classificar o maci o do ponto de vista geomec nico e averiguar sobre a estabilidade das galerias a criar Os resultados dever o ser utilizados como uma primeira abordagem recorrendo posteriormente a m todos de c lculo anal ticos e a programas computacionais de an lise num rica que permitem verificar a adequabilidade da solu o estudada e a sua optimiza o Segundo Hoek e Brown 1980 ambas as classifica es apresentadas s o simples e de extrema utilidade para a tomada de decis o embora a classifica o de Bieniawski n o deva ser utilizada para maci os rochosos muito fracos alterados e comprimidos uma vez que dif cil de aplicar Nestes casos deve ser utilizada a classifica o de Barton No caso das explora es de m rmores no Anticlinal de Estremoz qualquer uma delas pode ser utilizada embora a classifica o de Bieniawski possa ser mais adequada uma vez que foi desenvolvida para t neis escavados pr ximos da superf cie e em maci
133. a estabilidade de escava es subterr neas As fases de aplica o do FEM para o estudo do comportamento do maci o rochoso envolvido na abertura de uma cavidade mineira s o as seguintes adaptado de Geoconsult 1995 A Cria o do modelo e Pode ser efectuado em 3D ou 2D sendo o 3D muito complexo e o 2D f cil de utilizar e interpretar e Cria o da malha que deve atender aos seguintes aspectos Os elementos devem ser tanto menores quanto maior se preveja a varia o de tens es e deslocamentos em cada zona Os elementos devem ser o mais regular poss vel 116 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES O tamanho da malha deve ser tal que existam duas a tr s vezes a dimens o da cavidade em torno da mesma Podem utilizar se simetrias para simplificar o estudo B Introdu o dos dados e s cargas actuantes s o o peso do terreno ou outras que se detectem no local em estudo e Dentro das fases de estudo deve ser considerada uma fase O que representa as condi es do terreno antes da abertura da escava o e s caracter sticas da rocha s o introduzidas com base nos valores obtidos em ensaios laboratoriais e O crit rio de rotura a utilizar deve ser escolhido em fun o do tipo de terreno modelo el stico elastopl stico ou visco pl stico C Obten o dos resultados e Os resultados a obter s o do tipo Distribui o de tens es principais de corte e o
134. a explora o dever conter as seguintes informa es a Identifica o dos principais riscos para a estabilidade as principais causas de instabilidade existentes no caso em estudo devem ser identificadas com base nos estudos geol gicas e geot cnicos realizados e na geometria dos desmontes previamente estabelecida b Definir as grandezas a medir em fun o desses riscos devem ser previstos estudos que nos informem sobre a converg ncia dos contornos das cavidades dos poss veis deslocamentos superf cie dos deslocamentos relativos das fracturas e do desempenho dos elementos de sustimento press es nos pilares e cargas nas ancoragens e nas pregagens entre outros como o caso dos movimentos internos do maci o na laje de cobertura que de acordo com as condi es do maci o marm reo se considerem necess rios monitorizar 159 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES c Definir os locais de instala o dos equipamentos os locais onde devem ser instalados os equipamentos podem ser pontos isolados ex ancoragem ou dispostos segundo perfis de monitoriza o com vista a uma maximiza o da informa o d Definir os equipamentos a utilizar em cada local os tipos de equipamento devem ser definidos em fun o das grandezas que se pretendem monitorizar de acordo com a lista apresentada no cap tulo anterior e Estabelecer a periodicidade das leituras para cada equipamento a periodicidad
135. a explorar A explora o pode ser efectuada num nico piso ou em v rios pisos cuja altura e n mero s o fun o essencialmente da possan a da camada a explorar e ou do grau de fractura o presente na jazida devendo respeitar as regras de seguran a e a legisla o vigente Assim tem se e Camada a explorar pouco possante explora se num piso nico e Camada a explorar muito possante explora se em v rios pisos e Fractura o intensa altura do piso maior e Fractura o pouco frequente altura do piso menor 18 3 EXPLORA O DE M RMORES Quadro 3 5 V rios tipos de pedreiras atendendo forma e localiza o geomortol gica da explora o TIPOS DE ARIANTE DESCRI ILUSTRA EXPLORA O di e MONTANHA A lavra come a a partir de um n vel na Flanco de encosta de um monte ou montanha e evolui Encosta para n veis superiores ou inferiores aproveitando a topografia do terreno Avan o 4 Sem qualidade M rmore C u Aberto Pe Oon A lavra come a a partir da superf cie do i Pit terreno e descendente originando a forma o de po os M rmint A explora o realiza se atrav s da abertura MONTANHA Flanco de de galerias subterr neas sendo neste caso PRE nanda encosta o acesso jazida efectuado na encosta de um monte ou montanha M rmore Subterr neo PLAN CIE O acesso jazida realizado atrav s de Profundidade uma rampa ou po o vert
136. a vez que minimiza os custos de estabiliza o durante a fase inicial dos desmontes A prospec o deve continuar durante o avan o dos desmontes mesmo ap s o alargamento da galeria piloto com vista optimiza o do m todo de desmonte quer em termos t cnicos quer econ micos prospec o a efectuar nessa fase de explora o deve recorrer aos seguintes m todos a Observa o das frentes de desmonte e Estudo das litologias presentes mapeamento geol gico das frentes e Mapeamento das fracturas grau de fractura o e suas caracter sticas orienta o espa amento continuidade etc e Grau de altera o e Caudais de gua e Individualiza o de blocos ou cunhas hasteais e tectos e Outros que se considerem necess rios b Estudo com o Martelo de Schmidt e Caracteriza o mec nica do maci o em causa estudo das frentes pilares etc e Verificar se os par metros de c lculo assumidos para o dimensionamento dos desmontes est o dentro da margem de seguran a considerada c Sondagens mec nicas e Estudo das litologias a encontrar nos avan os boa ou m qualidade ornamental e Estudo da fractura o presente nos avan os e Estimativa da blocometria e Caracteriza o geomec nica dos materiais rochosos e das diaclases atravessadas pela sondagem com recursos a ensaios mec nicos sobre as carotes resist ncia e deformabilidade d Medi o das tens es In Situ e An lise de pos
137. aboratoriais que podem ser utilizados para caracterizar a rocha existente no maci o N marm reo com vista abertura de uma explora o subterr nea e os resultados que deles se podem obter podem ser vistos no Quadro 5 15 Quadro 5 15 Ac es a desenvolver e resultados a obter com a realiza o dos ensaios laboratoriais ETAPA 1 2 CARACTERIZA O GEOMEC NICA Informa es sobre as propriedades geomec nicas das rochas e das descontinuidades que constituem a Ensaios din micos jazida Compress o uniaxial simples M dulo de elasticidade e Compress o triaxial coeficiente de Poisson din micos 1 2 2 Ensaios Resist ncia flex o Resist ncia compress o uniaxial Laboratoriais Ensaio brasileiro Coes o e ngulo de atrito da rocha Ensaio de deslizamento de Resist ncia flex o descontinuidades Resist ncia trac o Coes o e ngulo de atrito das descontinuidades presentes em cada litologia A informa o obtida no ensaios laboratoriais deve complementar os resultados dos ensaios in situ no sentido de possibilitar a defini o de um ou v rios modelos de comportamento do maci o rochoso em fun o das suas caracter sticas geol gicas e geomec nicas Os resultados dos ensaios laboratoriais a realizar sobre amostras quer de sondagens quer de m o n o podem ser directamente utilizados na caracteriza o do maci o rochosos sem que sejam ajustados escala devida uma vez que estes re
138. acionais 2777 tempo Investimento Investimento ue amm me Taer Custo de fecho abanono das explora es abandono da explora o Figura 4 7 Perfis t picos de cash flows em pedreiras adaptado de Jimeno 1995 De modo a optimizar economicamente o m todo de desmonte este deve ser estudado do ponto de vista dos seguintes factores e Tempo de corte minimizar fun o do equipamento e do tipo de sequ ncia de corte a realizar e Volume a desmontar maximizar dimens o da galeria estabilidade do maci o qualidade da rocha e Custos de desmonte minimizar uso de m quina de fio diamantado em certos cortes Comparativamente com os custos do c u aberto a lavra subterr nea incrementar estes custos no caso de passagem a lavra mista nos seguintes pontos M o de Obra Necess rio um operador para a ro adora e um ajudante 46 4 CARACTERIZA O DO ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA Energia Consumo de energia por parte da ro adora e de gas leo por parte da m quina que auxiliar a ro adora no transporte derrube e remo o do m rmore Fio Diamantado e outras Ferramentas de Corte Maior consumo de fio diamantado devido aos cortes posteriores da talhada em subterr neo Custos adicionais na aquisi o das ferramentas cortantes que equipam a ro adora Equipamento Aquisi o ou aluguer da ro adora para a lavra subterr nea Outros Manuten o da ro
139. ada em subterr neo a ro adora de galeria Na fase de rebaixo do piso de entrada utilizam se as t cnicas de desmonte a c u aberto com especial destaque para o recurso m quina de fio diamantado e ro adora de bancada cortes de levante 22 O controlo da estabilidade dos desmontes deve ser previsto na fase de projecto quanto a poss veis sistemas de suporte artificiais a aplicar pontualmente forma o de cunhas intercep o de fil es alterados etc e aos instrumentos de monitoriza o a instalar em fracturas deslocamentos pilares tens es e contornos das cavidades deforma es entre outros 23 O respons vel t cnico da explora o dever subscrever o projecto de engenharia Plano de Lavra e dever ser o respons vel pelo seu cumprimento acompanhando de perto os trabalhos orientando a sua execu o com o aux lio do encarregado realizando os trabalhos de prospec o de monitoriza o e de estabiliza o durante os avan os Estes trabalhos poder o ter o apoio de outros t cnicos habilitados nos quais este respons vel delegue essas fun es O respons vel t cnico deve estar presente na explora o e deve lhe caber todas as decis es de actua o ao n vel das actividades de estabiliza o e de monitoriza o devendo recorrer a especialistas em casos complexos 24 Para que o m todo de explora o subterr nea seja acreditado necess rio recorrer ao conhecimento cient fico para a tomada
140. ado p s carregadoras uma Ac bancada m quina de fio diamantado p No derrube s o utilizados colch es hidr ulicos carregadora e escavadora girat ria O n mero de trabalhadores situa se em Actualmente o trabalho de lavra realizado por Trabalhadores ni l m dia entre os 5 6 por pedreira 13 14 trabalhadores As talhadas apresentam dimens es m dias de 6x3 2x2 m na entrada em galeria e de aproximadamente 5x2x10 m nas opera es de rebaixo Equipamentos Na ordem dos 6x3x2 5 m no desmonte em galeria No rebaixo podem apresentar maiores dimens es Dimens es das Talhadas Dimens es dos As dimens es dos blocos definem volumes Os blocos extra dos apresentam as seguintes Blocos de cerca de 8 9 m dimens es m dias 3x1 6x2 m Recupera o A recupera o m dia das pedreiras de A recupera o atingida na pedreira apresenta M dia Carrara situa se entre os 60 e 80 um valor m dio de 75 adia snis O rendimento apresenta valores na ordem sdi dos 25 30 chegando excepcionalmente Apresenta valores da ordem dos 30 35 Edi aos 40 Produc o A produ o m dia nas pedreiras pa subterr neas varia entre as 5000 10000 Situa se na ordem dos 400 m m s ton ano Os sistemas de sustimento mais utilizados Sistemas de para al m dos pilares esteios e dos Utilzam pregagens do tipo Swellex com v rios Sustimento pared es s o com alguma frequ ncia as comprimentos pregagens os cabos e as re
141. ado de tens o adaptado de Geoconsult 1995 preexistente adaptado de Mendes 1985 Figura 5 21 Metodologia e equipamentos para determina o do estado de tens o in situ atrav s do m todo dos macacos planos O conhecimento do estado de tens o preexistente no maci o rochoso antes de iniciada uma escava o possibilitado por este ensaio reveste se de extrema import ncia para a manuten o da estabilidade da mesma e para o dimensionamento dos sistemas de sustimento a utilizar Este m todo de estudo de tens es in situ pode ser utilizado tamb m para analisar a evolu o das tens es a que est o sujeitos os pilares dos desmontes subterr neos em fun o do tempo A principal desvantagem do m todo dos macacos planos reside na dificuldade de medir tens es de trac o 5 3 2 ENSAIOS LABORATORIAIS Os ensaios de laborat rio podem ser efectuados sobre amostras de m o recolhidas no local pedreira ou terreno ou sobre provetes preparados a partir de testemunhos de sondagem A selec o das amostras a ensaiar deve ser realizada atendendo a que estas devem permitir e Avaliar as caracter sticas mec nicas das v rias litologias presentes no maci o bem como das descontinuidades que lhes est o associadas com o objectivo de zonar o maci o e Correlacionar os dados obtidos nos ensaios in situ com as caracter sticas das rochas ensaiadas em laborat rio 85 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Os ensaios l
142. adoptar m todos de prospec o em profundidade Durante a observa o das frentes e dos afloramentos devem ser estudadas as v rias litologias presentes e registada a sua atitude e possan a No Quadro 5 4 sintetizam se os principais dados a retirar do estudo das litologias do Anticlinal de Estremoz com vista avalia o da qualidade do jazigo em termos de explora o Quadro 5 4 Informa es a recolher nas litologias do Anticlinal de Estremoz TIPO DE MATERIAL LITOLOGIAS INFORMA ES A RECOLHER Atitude da camada direc o e Metavulcanito Xisto inclina o ocorre geralmente superf cie Possan a Continuidade Comportamento estrutural possibilidade de dobras ou outros fen menos M rmore Brech ide ocorre entre o m rmore e o metavulcanito Estudo de fen menos de altera o Sem Aptid o M rmore Dolomitizado e Dimens o da rea dolomitizada Ornamental Dolomito Secund rio ocorre formando bolas no meio do m rmore claro Orienta o do fen meno Continuidade Dolomito Prim rio Atitude da camada direc o e limita a base do m rmore inclina o Atitude Fil es doleriticos Penig Grau de altera o Continuidade Cor branco creme rosa azul etc o PED Textura presen a de vergada tipo e dimens o Dimens o do gr o Intercala es penalizantes calcite quartzo etc Atitude da camada Com Aptid o Ornamental Possan a Continuidade Fractura o M
143. ais em particular que conduziram naturalmente ao avan o cient fico e tecnol gico O desenvolvimento da ci ncia e da tecnologia permitiu a cria o de melhores condi es de trabalho aos oper rios das pedreiras como ali s se ter passado em muitos outros ramos da actividade industrial De destacar tamb m as preocupa es ecol gicas que come aram a ganhar voz no final s culo XX e que t m e continuar o a ter uma posi o de relevo contra a vis o meramente tecnocrata e economicista da explora o de recursos naturais De facto assumem cada vez maior import ncia a defesa do ambiente a preserva o da natureza e da paisagem o bem estar e a qualidade de vida das pessoas Neste contexto a explora o de rochas ornamentais necess ria constru o dever progressiva mas rapidamente adaptar se a estas novas exig ncias O cumprimento destas e de outras normas tais como a seguran a e higiene no trabalho e a satisfa o do mercado permitir a qualquer empresa uma concorr ncia leal e um lugar est vel no exigente mercado dos nossos tempos A legisla o ambiental cada vez mais exigente a competitividade dos mercados e o aparecimento de novas tecnologias t m contribu do para uma mudan a de mentalidade e para o aparecimento de um novo marco na evolu o da actividade extractiva E neste contexto que aparece a explora o subterr nea de m rmores em Portugal A explora o subterr nea de m rmores
144. al em 1995 Separata do Vol 33 n 3 do Boletim de Minas Instituto Geol gico e Mineiro Lisboa MARTINS O R 1996b Explora o Subterr nea de M rmores Separata do Vol 33 n 1 do Boletim de Minas Instituto Geol gico e Mineiro Lisboa 189 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES MARTINS O R 1997 Rochas Ornamentais Produ o Nacional e Com rcio Externo de Portugal em 1996 Separata do Vol 34 n 3 do Boletim de Minas Instituto Geol gico e Mineiro Lisboa McCANN D 1992 Rock Mass Assessment Using Geophysical Methods Engineering in Rock Masses F G Bell Butterworth Heinemann Oxford MELLETT J S 1995 Ground Penetrating Radar Applications in Engineering Environmental Managemenet and Geology Journal of Applied Geophysics n 33 Elsevier Science B V Amsterdam pp 157 166 MENDES F MELLO 1968 Mec nica das Rochas Associa o de Estudantes do Instituto Superior T cnico Lisboa MENDES F MELLO 1974 Condicionalismos e Problemas da Ind stria de Constru o e Rochas Ornamentais Mem ria MI 18 Universidade de Luanda MENDES F MELLO 1983 Objectivos do Projecto de T neis em Rocha Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 38 Julho de 1983 pp 45 56 MENDES F MELLO 1985 Geomec nica Aplicada Explora o Mineira Subterr nea Universidade T cnica de Lisboa
145. al geot cnico que permita a identifica o das zonas com explorabilidade em subterr neo quer em termos de qualidade e blocometria do m rmore quer ao n vel da qualidade geomec nica do maci o rochoso Dimensionamento dos desmontes Com base nos dados geol gicos e geomec nicos devem ser dimensionados os desmontes definido o local de abertura da explora o subterr nea e planeados os avan os Para tal deve recorrer se a m todos anal ticos M todo da Area Tribut ria ou outros e num ricos M todo dos Elementos Finitos M todo dos Elementos Fronteira etc apresentando argumentos que validem as solu es encontradas IV Plano de trabalhos Meios a utilizar neste plano devem ser apresentadas as seguintes informa es a M todo de desmonte Opera es unit rias Opera es auxiliares ventila o ilumina o esgotos etc Equipamentos utilizados b Recursos humanos necess rios e sua fun o c Defini o dos trabalhos de monitoriza o a efectuar e dos instrumentos a aplicar referindo a periodicidade das medi es para cada um d Identifica o das principais causas de instabilidade que se podem verificar durante os desmontes em subterr neo definindo os sistemas de suporte artificial pass veis de aplicar em cada uma delas 2 Faseamento da lavra projectar os avan os da explora o numa base espa o temporal estimando produtividades taxas de recupera o e rendimentos com
146. almente a uma maior preserva o das caracter sticas do jazigo mineral durante a sua explora o Com estes equipamentos o recurso a explosivos para desmonte de rocha s realizado em situa es muito espor dicas e em trabalhos preparat rios Assim a evolu o tecnol gica tamb m respons vel pela mudan a dos m todos de desmonte permitindo um aumento consider vel da produtividade e do rendimento das explora es Os principais factores que devem ser estudados para a abertura de uma explora o subterr nea e que podem determinar a sua viabilidade s o os seguintes e Forma da jazida e Caracter sticas geol gicas da jazida e Fractura o e Caracter sticas estruturais da jazida e Caracter sticas geomec nicas do maci o e Estado de tens o in situ e Dimens es poss veis para as cavidades e Recupera o da jazida e Rendimento Numa explora o subterr nea de rochas ornamentais e durante a fase de projecto de engenharia devem ser considerados os seguintes aspectos e M todo de explora o e Equipamento mineiro e Acessos e Ventila o e Ilumina o e Drenagem e Ritmos de produ o e Rentabilidade econ mica e Uso do espa o subterr neo Atendendo situa o de explora o existente os acessos aos desmontes subterr neos que se pretendem iniciar podem ser do seguinte tipo e Explora o a c u aberto utilizados os acessos do c u aberto e acessos e
147. an os importantes em rela o ao empirismo que ainda norteia muitas decis es Mendes 1985 Por sua vez o m todo das curvas caracter sticas permite analisar o comportamento atrav s do estudo das tens es detorma es da superf cie do volume escavado e do sustimento aplicado na massa rochosa As hip teses de partida do m todo de curvas caracter sticas s o as seguintes Geoconsult 1995 e Considera se uma sec o plana do problema supondo um comportamento com simetria cil ndrica em deforma o plana e cavidade considerada circular com sustimento colocado em torno do seu contorno e O terreno cont nuo homog neo e is tropo sendo o estado de tens es tamb m is tropo com uma tens o inicial igual a 6 e Para o terreno em estudo s o v lidos os seguintes crit rios de rotura el stico elastopl stico perfeito elastopl stico fr gil e meio puramente coesivo 6 0 e Para os sustimentos s o v lidos todos ou alguns dos seguintes elementos anel de bet o projectado ancoragens cabos pregagens e redes met licas A base do m todo consiste em representar a curva de converg ncia do terreno e a curva de confinamento do sustimento no mesmo diagrama de o tens o radial em fun o de deforma o do contorno tal como se mostra na Figura 5 46 O Press o do sustimento O p tens o in situ diem Deslocamento el stico do maci o Or Press o critica do sustimen
148. aneiro de 1995 JIMENO C L 1996 Manual de Rocas Ornamentales Prospecci n Explotaci n Elaboraci n y Colocaci n Entorno Grafico S L 2 Edici n Madrid KARMIS P GOURRY J C PICCOLO M GAZZANO J BOI M GALANAKIS D MASTROYIANNIS D 1995 A New Approach to the Exploration and Exploitation of Ornamental Stones Via Modern Geophysical Techniques Comunica es do 1 Congresso Internacional da Pedra Natural Feira Internacional de Lisboa 15 17 Junho Lisboa pp 237 246 LADEIRA F L 1978 M rmores Separata do Vol 14 n 4 do Boletim de Minas Direc o Geral de Minas e Servi os Geol gicos Lisboa LADEIRA F L 1981 Rela o das Fracturas dos M rmores Alentejanos com outras Estruturas Boletim da Sociedade Geol gica de Portugal Vol XXII 1980 1981 Lisboa LAMBERTO V 1997 Contribui o da Estat stica Espacial Multivariada para o Zonamento das Rochas Ornamentais de Estremoz Disserta o apresentada U N L Instituto Superior T cnico para obten o do grau de mestre Lisboa LEITE A S 1957 Ind stria de M rmores e Cantarias Relat rio 0 2 do Il Congresso da Ind stria Portuguesa LNEC 1994 Escava o de Maci os Rochosos ICT Curso de Promo o Profissional Geotecnia Lisboa LNEC 1994 Escava o de Maci os Rochosos Anexos ICT Curso de Promo o Profissional Geotecnia Lisboa
149. anterior poss vel verificar que durante a fase de projecto se devem tentar identificar as grandezas a avaliar os locais a monitorizar e os equipamentos a utilizar com vista defini o de um plano de instrumenta o Este plano ser futuramente ajustado em fun o dos fen menos presentes nas cavidades pelo respons vel t cnico da explora o e pelo respons vel pela monitoriza o que podem ser a mesma pessoa Tamb m na fase de projecto devem ser sugeridas periodicidades de medi o para cada instrumento e definidos crit rios de alarme para os v rios tipos de causa de rotura presentes no maci o rochoso Na fase de campo devem ser seguidos os passos indicados no fluxograma devendo o respons vel t cnico da explora o ser informado permanentemente dos resultados obtidos Para tal dever o ser elaborados relat rios peri dicos e sempre que surja uma situa o anormal este deve ser 156 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE chamado de imediato explora o para se inteirar da situa o e dialogar com a equipa respons vel pela monitoriza o com vista a decidir sobre as medidas a tomar O planeamento da monitoriza o dos trabalhos de desmonte deve ser da responsabilidade de um engenheiro com experi ncia em tais actividades devendo esse planeamento ser discutido com o respons vel t cnico pela explora o Estes trabalhos poder o ser efectuados por t cnicos especializados nesta rea asse
150. aplica o de tens es c Possibilitar a projec o mesmo que aproximada do comportamento escala do maci o rochoso contendo v rias fam lias de descontinuidades Sobe 5 GGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Se um maci o rochoso se encontra compartimentado por superf cies que lhe diminuem a continuidade e que permitem movimentos de reajustamento das posi es relativas dos blocos por elas formados h necessidade de analisar a resist ncia dessas superf cies de descontinuidade pois esta condiciona a resist ncia global do pr prio maci o De acordo com Jaeger 1960 as condi es que motivam o deslizamento das diaclases atendendo Figura 5 31 podem ser traduzidas pela seguinte inequa o r 2 c ostgd je 1 tgb tgB sen2p 1 O20 73 em que C coes o 4 ngulo de atrito tens o principal m xima tens o principal m nima B ngulo que o plano da Figura 5 31 Representa o do plano descontinuidade faz com o de descontinuidade adaptado de Hoek e Brown 1980 Plano de descontinuidade A resist ncia das descontinuidades tamb m pode ser determinada custa de m todos emp ricos como por exemplo atrav s da aproxima o realizada por Patton que foi posteriormente estudada por Barton e seus colaboradores 1990 uma vez que a equa o proposta inicialmente apesar de simples n o traduzia a realidade Assim foi proposta a segui
151. ar o fio diamantado Este equipamento utiliza uma haste com cabe a cortante de WIDIA Pode ser utilizado manualmente ou montado sobre uma estrutura pr pria lll EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NO DERRUBE Colch es pneum ticos ou hidr ulicos podem ser met licos de forma quadrada com um metro de lado e espessura milim trica os quais s o cheios de gua atrav s de uma bomba el ctrica de alta press o colch es hidr ulicos Existem ainda modelos em PVC dispon veis no mercado neste caso cheio de ar com dimens es maiores colch es pneum ticos Estes colch es podem ser utilizados para destacar os blocos da frentes corte posterior durante a fase de escava o em galeria e para derrubar ou afastar as talhadas na fase de rebaixamento da escava o subterr nea A 10 ANEXOS lll EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NO DERRUBE Macacos hidr ulicos trata se de uma caixa com um piston que quando conjugada hidraulicamente atrav s de uma bomba el ctrica empurra a rocha promovendo a sua queda Os macacos hidr ulicos s o apenas utilizados na fase de rebaixamento para derrubar as talhadas raramente tem aplica o durante a fase de escava o em galeria No derrube podem ainda ser utilizadas as p s carregadoras e as girat rias para remover os blocos afastar ou mesmo e derrubar as talhadas quer seja na fase de escava o em galeria quer nas opera es de rebaixo IV EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NO ESQUADREJAMENTO
152. aracter sticas enumeradas anteriormente a lavra subterr nea de m rmores possui ainda v rias vantagens e desvantagens que se passam a enumerar 1 Vantagens a Aproveitamento de meios das explora es a c u aberto equipamento acesso ao jazigo mineral etc Os equipamentos a utilizar em subterr neo s o os mesmos do c u aberto com excep o da m quina de abertura de galerias ro adora Este facto traz algumas vantagens nomeadamente e Trabalhos similares no c u aberto e no subterr neo e Maior experi ncia na opera o e manuten o dos equipamentos e Maior rentabiliza o dos equipamentos utilizados e Maior capacidade de produ o por unidade de capital investido b Lavra selectiva possibilitando explorar as zonas de melhor material e deixar para suporte natural pilares esteios as zonas em que o material se apresente com pouca 44 4 CARACTERIZA O DO ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA ou sem aptid o ornamental o que origina um maior rendimento e uma menor produ o de escombros c N o se altera a paisagem nem a fisiografia do terreno em torno das cavidades d O ru do originado pelas actividades de desmonte de rocha s o atenuados para o exterior e N o s o necess rios trabalhos de reabilita o dos terrenos superficiais na zona de subterr neo f Recupera o de material de qualidade que de outro modo n o seria explorado com viabilidade econ mica 2 Desvantagens a
153. as determinado pelo m todo da rea tribut ria pode concluir se que caso Vs seja superior a V se est em seguran a Caso contr rio deve se redimensionar as c maras e os pilares de modo a obter um v o seguro para as 129 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES c maras inferior ao valor de Vs A f rmula de Vs utilizada geralmente para analisar o v o das c maras do piso de entrada em subterr neo enquanto que a f rmula de Vs permite dimensionar os pilares soleira a deixar entre pisos O dimensionamento das c maras e dos pilares pode ser realizado atrav s de gr ficos tais como os que se mostram na Figura 6 6 constru dos pelas f rmulas anteriormente apresentadas atendendo s caracter sticas dos materiais que ir o constituir os pilares naturais e a laje de tecto Com base nesses gr ficos pode se estudar a melhor solu o integrando todas a vari veis em conjunto 1 00 E 1 00 i o E 0 82 EEE 4 Ls o F o 0 75 Lsm a 0 75 FS 15 S FS 2 O L 6m i i D L 7m i i FS 3 0 50 n 0 50 j pezi FS 6 o 0 25 om q 0 25 o 0 00 RR 0 00 o 9 10 15 20 O 50 100 150 Explica o Os gr ficos lt e foram elaborados atrav s das 1 50 g
154. as as descontinuidades do maci o tal como uma frente de desmonte em fun o do n mero de descontinuidades por unidade de volume e de acordo com a seguinte f rmula RQD Ss Sd 5 RQD 100 para 1 4 5 em que ndice volum trico apresentado no cap tulo 5 2 2 2 corresponde ao somat rio do n mero de descontinuidades por unidade de comprimento para todas as fam lias de fracturas conhecidas c Tro os sem fracturas de comprimento maior ou igual a 50 cm representa o destes tro os no log da sondagem permite ter uma ideia do grau de penaliza o da blocometria dispon vel para explora o uma vez que de acordo com a experi ncia a menor dimens o do bloco comercial n o dever ser inferior a 50 cm para que as opera es de transforma o possam ser economicamente vi veis d ndice de fractura o linear Este ndice pode ser calculado dividindo o n mero de fracturas encontrado num determinado comprimento pelo valor desse comprimento Este pode ser determinado por tro os ou por furos de sondagem atendendo somente s fracturas da mesma fam lia ou contemplando para o c lculo todas as fracturas encontradas No caso de contemplar s fracturas da mesma fam lia este ndice representa a frequ ncia de fractura o f introduzida no cap tulo 5 2 2 2 A semelhan a do que acontece com o estudo das litologias a prospec o da fractura o do jazigo mineral realizada no levantamento de campo por me
155. as atitudes m dias das suas fam lias de fracturas e as correspondentes densidades m ximas de compartimenta o s o aproximadamente constantes ao longo do mesmo Nos maci os marm reos de elevada resist ncia s o as superf cies de descontinuidade que devem ser estudadas de modo a garantir a sua estabilidade durante a abertura da explora o subterr nea Para realizar este estudo h necessidade de efectuar uma an lise exaustiva das descontinuidades complementando o trabalho realizado na fase 1 1 prospec o geol gica Assim devem ser mapeadas as fracturas com recurso a fotografias se necess rio indicando o seu posicionamento e orienta o bem como outras caracter sticas que at agora n o tinham assumido muita import ncia como o caso da rugosidade da abertura do preenchimento e das condi es hidr ulicas De acordo com v rios autores as descontinuidades que compartimentam o maci o rochoso devem ser estudadas utilizando os m todos sugeridos pela ISRM 500 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5 3 4 MODELO GEOMEC NICO 5 3 4 1 DEFINI O O modelo geomec nico do maci o rochoso deve incluir toda a informa o dispon vel de modo a traduzir o comportamento do mesmo em termos de resist ncia e deformabilidade A correcta defini o deste modelo muito importante para as fases de dimensionamento e planeamento dos desmontes devendo a sua constru o que pode basear se num zonamento geot cnico atende
156. as diferentes verificou se que a resist ncia compress o diminu a at ao cubo de aresta 1 5 m e que a partir dessa dimens o a resist ncia compress o mantinha se praticamente constante com o aumento da dimens o do cubo tal como se pode observar na Figura 5 23 Te lkgem 0 50 0 75 1 00 1 25 1 50 175 z 00 ARESTA DO PROVETE C BICO im Figura 5 23 Varia o da resist ncia compress o com a dimens o do provete de acordo com os estudo realizados por Bieniawski numa mina de carv o Sul Africana adaptado de Bieniwaski 1969 in Mendes 1985 Id ntico comportamento poss vel registar quando se analisa a varia o da resist ncia compress o das rochas em fun o da esbeltez do provete ou seja medida que se aumenta a raz o entre a sua altura e o seu di metro DZ COMPRESS O TRIAXIAL O ensaio de compress o triaxial consiste em carregar um provete cil ndrico de rocha com uma certa tens o lateral o aumentando a tens o axial 6 at rotura do provete Este procedimento deve ser repetido para um m nimo de tr s valores diferentes de 05 Representando os c rculos de 88 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Mohr correspondentes rotura do material para tr s ou mais situa es distintas no diagrama 6 7 poss vel definir a resist ncia da rocha com base na curva tangente a todos os c rculos de rotura Com base nesta envolvente retiram se os
157. axial simples e par metros a estudar 89 Figura 5 25 Equipamento para realizar o ensaio de resist ncia flex o e respectiva f rmula de c lculo 90 Figura 5 26 Aplica o da carga no ensaio brasileiro e respectiva f rmula de determina o da resist ncia draco dO TOCA ssa ARA a PI ab A Ra a a a a da N a 90 Figura 5 27 Procedimento do ensaio de deslizamento de diaclases e determinana o dos par metros de resistencia do conre das QIACIASES irren ees a TA E GA 9 Figura 5 28 Comportamento das descontinuidades planares e rugosas durante o deslizamento 92 Figura 5 29 Envolvente de Mohr Coulomb e par metros de resist ncia da rocha ss ssssissssisessissrrrrsrrrrrrrrrsrereen 95 Figura 5 30 Condi es de aplica o do crit rio de rotura de Hoek Brown e seus resultados iiitittes 96 Figura 5 31 Representa o do plano de descontinuidade leia pala E a EAR 97 Figura 5 32 M todos de determina o do valor de JRC coeficiente de rugosidade das descontinuidades 98 Figura 5 33 Representa o das curvas de resist ncia de provetes de rocha com multiplas descontinuidades em fun o do seu posicionamento em rela o direc o da carga ires 99 Figura 5 34 Comportamento do maci o rochoso atrav s do diagrama tens es deforma es iiicitettm 99 Figura 5 35 V rios m todos de determina o do m dulo de elasti
158. c nica do estudo para abertura de uma explora o subterr nea de m rmores 59 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5 2 PROSPEC O GEOL GICA A prospec o geol gica tem como principal objectivo a defini o do modelo geoestrutural do jazigo marm reo com vista identifica o e caracteriza o das zonas com potencial ornamental Esta etapa da metodologia proposta engloba tr s actividades que ser o descritas nos cap tulos seguintes 5 2 1 CONSULTA DA BIBLIOGRAFIA A consulta da bibliografia dispon vel sobre a zona em an lise e explora es similares constitui o primeiro passo a realizar e tem como objectivo o reconhecimento preliminar do local A recolha bibliogr fica deve recorrer a determinados meios e produzir resultados tal como se mostra no Quadro 5 2 Quadro 5 2 Ac es a desenvolver e resultados a obter com o estudo da bibliografia ETAPA 1 1 PROSPEC O GEOL GICA ACTIVIDADE AC ES MEIOS RESULTADOS Geologia regional Informa es gerais sobre a geologia local l Cartografia 1 50 000 a Livros e revistas da especialidade 1 10 000 Publica es de semin rios e congressos Cartas geol gicas 1 1 1 Consulta da NS ra a fale De Geomorfologia Bibliografia ER Tect nica Not cias explicativas das cartas Estratigrafio geo a Fractura o Fotografias a reas e Consultas pessoais Hidrogeologia Outras informa es Nesta fase deve te
159. ci o rochoso s o apresentadas as classifica es geomec nicas actualmente mais utilizadas nomeadamente a classifica o de Bieniawski e a classifica o de Barton e ainda os v rios m todos de an lise num rica presentemente dispon veis em programas computacionais M todo das Diferen as Finitas M todo dos Elementos Finitos M todo dos Elementos Discretos entre outros Com base na caracteriza o geol gica e geomec nica do maci o marm reo proposta uma metodologia de zonamento do maci o atendendo a factores ornamentais e geot cnicos com vista a orientar o dimensionamento dos desmontes e o seu avan o futuro Para dimensionar os desmontes s o apresentados m todos anal ticos M todo da Area Tribut ria e m todos de an lise num rica que podem ser utilizados em conjunto para optimizar os par metros geom tricos das cavidades nela EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES No sentido de definir o m todo de desmonte mais adequado a cada caso com base nas caracter sticas geol gicas geomec nicas e ornamentais do maci o devem conhecer se bem as v rias opera es que comp em o ciclo produtivo bem como as opera es auxiliares necess rias ao desmonte Para isso apresentam se com algum detalhe as opera es referidas n o esquecendo as normas de seguran a e higiene no trabalho que devem ser cumpridas e a necessidade de realizar trabalhos de prospec o durante o avan o dos desmontes com vista a
160. cidade com base no diagrama Tens ocs derna O E ca E Rodo Da SU RO OE 100 Figura 5 36 Comportamento das tens es em redor de uma galeria circular ssssssssisssrisssrissrirssrirrsrrrssrrrrsrrrn 102 Figura 5 37 Varia o dos raios pl sticos em torno de uma galeria circular de raio igual a 3 aberta Um een em QUE a E E E E O a E EE EE A 103 Figura 5 38 Varia o da tens o tangencial no contorno de uma escava o quadrada sssssssssssrssirerrrsrrrerresrn 105 Figura 5 39 Concentra o de tens es tangenciais no contorno de cavidades de sec o rectangular em fun o da rela o entre a tens o vertical e tens o horizontal ccis cics ereereererer era eran eee ereareraneea 105 Figura AO Caridace re canguiarincinada sussa ncaad Ega Aang LT E A RE A a 106 Figura 5 41 Formas de cavidades hierarquizadas em fun o da maior estabilidade indicando as formas a considerar na explora o subterr nea de m rmores sssssssisssirssrssrresrresrresrresrrrerreerrrerrren 107 Figura 5 42 Distribui o das tens es de corte junto de uma cavidade rectangular alongada na presen a duma Descon VIA pari nie RE E AANEEN ET OE E EAA 107 Figura 5 43 Distribui o das traject rias de tens o para uma cavidade rectangular alongada na presen a deruma deSconinvIddd E sara E DA E N 107 Figura 5 44 Arco de press o que se pode formar num maci o estratificado is iss eeeeereeeeo 108 Fi
161. cnicas a curto e a longo prazo Oliveira 19864 Esta t cnica tem sido muito utilizada nos projectos de constru o de t neis e pode tamb m ser til no dimensionamento de desmontes de rochas ornamentais em subterr neo A sua aplica o ao caso da explora o subterr nea de m rmores ir permitir quando confrontada com o zonamento ornamental zonas com interesse do ponto de vista ornamental definir zonas com caracter sticas ornamental geot cnicas id nticas que poder o ser classificadas quanto sua explorabilidade permitindo um adequado desenho e dimensionamento dos desmontes A utiliza o desta t cnica exige a disponibiliza o de informa o mais ou menos pormenorizada da geologia e da caracteriza o geomec nica do maci o A integra o destes dados numa base espacial permite atingir os objectivos desta metodologia cujos resultados poder o ser alvo de actualiza o medida que se vai recolhendo mais informa o atrav s da prospec o cont nua que dever ser efectuada durante o avan o dos trabalhos de explora o Na elabora o do zonamento deve tentar se representar as caracter sticas do maci o rochoso atrav s do menor n mero de zonas geot cnicas poss veis de modo a n o tornar complexa a interpreta o e a sobreposi o destas com o zonamento ornamental No Figura 5 50 apresentam se de um modo n o exaustivo os par metros que podem ser utilizados para definir as zonas geot cnicas bem como um exemp
162. comprimidos em que o coeficiente de Poisson do 102 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES terreno apresenta valores pr ximos 0 5 valor m ximo Nestas condi es o estado de tens o numa primeira aproxima o pode ser considerado hidroest tico Para um estado de tens o em que QxzP as f rmulas que regem as tens es radiais 6 e tangenciais Go s o para qualquer ponto da rocha circundante da galeria de coordenadas r 0 as seguintes p quaiq p g g 2 4 2 2 a PQ a P Q af I P Q P Q a z EJER gt cos 20 e O isca S a a Oa 1 semelhan a do que se analisou anteriormente para o estado de tens o hidroest tico tamb m neste caso a tens o m xima de corte to quando existe forma o da zona pl stica fractura o em torno da escava o assume valores m ximos no limite da mesma r c A express o que d a dist ncia do limite da superf cie da zona pl stica em rela o ao eixo da galeria c em fun o do ngulo 0 a seguinte k 2 8 op raS e and C 2 6 C 2 em que k valor da tens o de corte te G6 6 2 a partir da qual o terreno na vizinhan a da escava o entra em escoamento pl stico c dist ncia do centro da escava o ao limite da zona pl stica 0 ngulo com a horizontal do ponto a estudar a raio da escava o P o tens o vertical Q o tens es horizontais Na Figura 5 37 apresentam se os contornos da superf
163. cont m a direc o de inclina o verdadeira e o plano de observa o O estudo do grau de continuidade de determinada fam lia de fracturas pode ser importante para o estudo da blocometria da pedreira e da estabilidade dos taludes da explora o Esta caracter stica pode ser avaliada atrav s da observa o num determinado volume da continua o das fracturas analisando as suas termina es Uma vez na posse das informa es suficientes relativas s caracter sticas f sicas e geom tricas das fracturas recolhidas durante o levantamento de campo poss vel avaliar preliminarmente a blocometria dispon vel para explora o Os blocos definidos pela compartimenta o do maci o marm reo apresentam duas caracter sticas importantes sob o ponto de vista da explora o nomeadamente Dimens o fun o do espa amento do n mero de fracturas e da sua continuidade Forma fun o do n mero de fam lias de fracturas e da sua orienta o 60 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES O c lculo da dimens o m dia do bloco unit rio que representa a blocometria existente no jazigo marm reo pode ser realizado atrav s dos seguintes m todos Dimens o m dia do bloco unit rio l e e es 3 sendo e e e es espa amentos das tr s principais fam lias ndice Volum ftrico l Et pode E n fracturas m sendo 1 frequ ncia de fracturas da fam
164. cral pois permite avaliar de um modo simples e r pido os deslocamentos relativos nos contornos das cavidades Trata se de um m todo que fornece informa o preciosa sobre a estabilidade dos desmontes devendo por esse facto ser utilizado desde o in cio da explora o Outros m todos importantes s o os que permitem o controlo das fracturas e dos deslocamentos que podem ocorrer superf cie devendo ser instalados numa fase inicial dos desmontes mal se detectem descontinuidades potencialmente causadoras de instabilidade Para escolher os equipamentos a instalar devem ter se em considera o as suas principais caracter sticas em fun o do local onde se pretendem instalar devendo a escolha recair atendendo aos seguintes requisitos Pinto 1987 e Versatilidade e Adequa o dimens o e dura o dos desmontes e Precis o e Sensibilidade e Robustez atendendo ao local de instala o e Tempo de resposta e Pre o mais baixo LD PLANO DE MEDI ES O plano de medi es tamb m conhecido como plano de observa o dever ser definido na fase de projecto podendo ser objecto de altera o depois de iniciados os trabalhos Esta defini o dever ser efectuada por pessoas habilitadas para tal devendo o respons vel t cnico da explora o tomar parte nesta fase O plano deve ser projectado atendendo aos princ pios da economia e da seguran a Este plano que far parte integrante do Plano de Lavra d
165. cterizado pela exist ncia de galerias rectas e paralelas embora existam por vezes variantes do m todo em que este paralelismo n o existe em virtude das caracter sticas do jazigo mineral Os pilares que normalmente s o deixados podem ser de sec o rectangular ou quadrada Em muitas explora es Italianas no entanto utilizada uma variante do m todo de c maras e pilares no qual se formam c maras de grandes dimens es separadas por pilares barreira ao inv s da malha regular de pilares apresentada anteriormente na Figura 3 7 30 3 EXPLORA O DE M RMORES 3 5 2 2 FRENTES CORRIDAS Al m do m todo de c maras e pilares existem outros m todos que poderiam eventualmente ser estudados com vista sua utiliza o na explora o subterr nea de m rmores tal como o M todo das Frentes Corridas caracterizado por possuir frentes de desmonte compridas sendo a estabilidade garantida atrav s de elementos de suporte artificial pilares de madeira cimento m rmore ou outros ou do entulhamento das cavidades Dadas as caracter sticas deste m todo a sua aplica o s poder ser til no caso de explora es profundas e com grandes dimens es Na figura seguinte poss vel observar uma ilustra o do m todo das frentes corridas Pilares de Madeira Cimento ou Marmo para suster o tecto 3 Rebaixo Figura 3 8 Ilustra o do m todo de desmonte por frentes corridas adaptado de Hartman 1987 A aplica
166. da n o existe uma grande experi ncia acumulada pelo que ser necess rio adquirir maior conhecimento sobre os seus campos de aplica o Hoek 1998 Estas duas classes de an lise podem ser combinadas para darem origem a modelos h bridos capazes de minimizar as desvantagens e maximizar as vantagens de cada m todo As grandes diferen as existentes entre os m todos de dom nio e os m todos de fronteira s o as que constam do Quadro 5 19 Quadro 5 19 Principais diferen as entre os m todos de an lise num rica de fronteira e de dom nio baseado em Hoek 1998 M TODOS DE DOM NIO M TODOS FRONTEIRA inda l Discretiza o somente da fronteira da Divis o do maci o em elementos E escava o As fronteiras do problema tem que ser consideradas longe da escava o devido gera o de resultados err ticos Considera o maci o rochosos como infinito e cont nuo O operador necessita de alguma ue P aR J Experi ncia do operador reduzida experi ncia Permite incorporar as propriedades mec nicas do maci o rochoso e das descontinuidades que o compartimentam Faz a modela o de sustimentos aplic veis i i sli ao maci o sustimentos aplicados Conclus o mais completo Conclus o mais simples N o permite incorporar algumas propriedades do maci o Dos m todos de an lise num rica referidos o m todo dos elementos finitos FEM Finit Elements Method actualmente o mais utilizado na an lise d
167. dades o que tem conduzido degrada o do recurso por concentra o de tens es junto dos taludes acabando por induzir fractura o no m rmore Para resolver tais problemas ter que se adoptar novas solu es que podem passar pelas seguintes medidas Alargar a rea das cortas atrav s da jun o de explora es cont guas e definir degraus nos taludes Adoptar novos m todos de desmonte ex m todo de explora o subterr nea para o caso em que o alargamento n o seja poss vel 4 2 APLICABILIDADE DA EXPLORA O SUBTERR NEA NO ANTICLINAL 4 2 1 CARACTER STICAS GERAIS DA EXPLORA O SUBTERR NEA Como se referiu anteriormente cap tulo 3 3 uma explora o subterr nea pode derivar de uma explora o em profundidade ou em flanco de encosta Outro caso menos vi vel actualmente dados os elevados investimentos que tal explora o necessitava ser o desenvolvimento de uma explora o subterr nea de m rmores a grande profundidade a partir de um po o ou rampa esta situa o n o ser dada tanta import ncia neste estudo uma vez que o estado actual das explora es no Anticlinal e atendendo legisla o vigente que considera os m rmores um recurso do dom nio privado levar naturalmente expans o das explora es atrav s do m todo subterr neo a partir das cortas existentes Os principais factores que podem estar na base da decis o de expans o das explora es a c u aberto atrav s do d
168. dado e assentar em crit rios rigorosos nomeadamente e Estudar as zonas onde a incerteza maior Sondar zonas com caracter sticas geol gicas complexas e controversas Maximizar a recolha de informa o com cada sondagem Evitar realizar sondagens paralelas s camadas ver Figura 5 12 A Estudar o maci o na zona de abertura da galeria para in cio da explora o subterr nea paralelamente ao eixo da galeria Neste caso deve tentar localizar se o furo de modo a que a intercep o deste com as camadas de m rmore n o fique em zonas que possam penalizar o valor comercial dos blocos a extrair aparecimento de furos nos blocos com qualidade ornamental Se poss vel este deve ficar coincidente com o plano de corte do m rmore no desmonte em subterr neo ver Figura 5 12 B Sondagem Corte do canal ds Contorno da l Galeria Locais a prospectar Fractura o Local da entrada em subterr neo Local da entrada em subterr neo A A sondagem deve recolher a maior informa o B A sondagem deve evitar furar os potenciais blocos a poss vel extrair da galeria Figura 5 12 Algumas regras b sicas de planeamento das sondagens Atendendo aos crit rios enumerados deve ser definido o plano de sondagens e as suas caracter sticas t cnicas nomeadamente e N mero de sondagens e Localiza o de cada sondagem e Inclina o e Direc o e Di metro do furo e da carote e Comprimento pr
169. daptado de Fornaro e Bosticco 1998 TAXA DE RECUPERA O RENDIMENTO PRODU O EM BLOCOS ANUAL m ANO 28 PROBLEMAS EXISTENTES NA EXPLORA O Problemas geomec nicos falhas fracturas e outros perda de qualidade necessidade de controlo do auto suporte do estrato do tecto Problemas na jazida falhas fracturas falta de homogeneidade inclus es etc Estabilidade das c maras no contacto com o calcoxisto Fracturas persistentes Reservas limitadas do m rmore de melhor qualidade Necessidade de controlo da cavidade e de consolida o progressiva Varia o de qualidade do material desenho cor etc Presen a de tectos falsos cavidades c rsicas Estabilidade das cavidades mais antigas e controlo geot cnico dos novos desmontes Falhas e fracturas no tecto dos desmontes Fen menos c rsicos Acesso ao fundo Possan a insuficiente do tecto e consequentes fen menos de subsid ncia Varia o da qualidade comercial Controlo da estabilidade da escava o Interfer ncia entre as cavidades e os tectos Varia o na qualidade do material granulometria litologia etc 3 EXPLORA O DE M RMORES lA Na lavra subterr nea de m rmores a viabilidade econ mica da explora o fortemente influenciada pela blocometria dispon vel o que impede partida o recurso a m todos de desmonte que assentem na t cnica de desabamento dada a indu o d
170. de decis o com especial destaque para a geologia e para a geomec nica de modo a que as decis es tomadas neste tipo de lavra sejam fundamentadas O empirismo que norteou a maior parte das decis es nas explora es a c u aberto at aos dias de hoje n o pode ser utilizado no caso das explora es subterr neas pois a sua aplica o pode trazer danos bastante graves que poderiam por em causa o desenvolvimento da lavra subterr nea de m rmores no Anticlinal de Estremoz 25 Para que o desenvolvimento do sector possa ser uma realidade num futuro pr ximo para al m da implementa o de novas t cnicas de desmonte e do avan o das tecnologias ser necess rio progredir nos seguintes campos e Continuar a estudar em pormenor as reservas do Anticlinal de Estremoz caracterizando as do ponto de vista econ mico Para isso fundamental o papel do Instituto geol gico e Mineiro IGM na elabora o de cartografia geol gica tem tica do Anticlinal a escalas cada vez maiores e Planear adequadamente as reas de explora o e a lavra nas pedreiras com vista optimiza o do aproveitamento do recurso este n vel ser importante o papel da Direc o Regional da Economia e Melhorar a legisla o em termos de explora o e ordenamento da zona dos m rmores Para isto poder contribuir o PROZOM Plano Regional de Ordenamento da Zona dos M rmores e Criar condi es para a entrada de quadros t cnicos qualificados no s
171. de instala o de sistemas de suporte que garantam a estabilidade do vazio criado Nesta fase do estudo em que se devem definir os elementos de sustimento a utilizar dever atender se ao indicado no Quadro 7 4 no que respeita s actividades a realizar e aos resultados a obter Quadro 7 4 Ac es a desenvolver e resultados a obter com o controlo da estabilidade ETAPA 3 2 CONTROLO DA ESTABILIDADE ACTIVIDADES AC ES MEIOS RESULTADOS A OBTER Defini o da metodologia de 3 2 1 Identifica o das estabiliza o do maci o Causas de Instabilidade TEP us Identifica o das situa es Estudo das condi es de causadoras de instabilidade 3 2 2 M todos de instabilidade presentes nos Sustimento desmontes Levantamento dos tipos de 3 2 3 Condi es de sustimento artificial existentes Dimensionamento dos m todos Aplica o naire cado de sustimento a empregar e defini o dos tempos de aplica o desses mesmos sustimentos Escolha dos tipos de sustimento a utilizar em cada caso Num projecto de lavra subterr nea de m rmores imprescind vel para dimensionar os desmontes analisar a capacidade de auto suporte do maci o Nos maci os rochosos a capacidade de auto suporte do terreno pouco influenciado pelos elementos de sustimento sendo o seu papel principal controlar as ac es de peso do material descomprimido situado entre as periferias da escava o e o arco de press o Mendes 198
172. de presentes na explora o subterr nea de m rmores os principais problemas que aparecem est o relacionados com quedas de blocos planares essencialmente nas frentes de desmonte e em cunha nas paredes e tecto das cavidades e com a rotura de pilares naturais pilares esteios ou pilares barreira e pilares soleira Ambas as situa es podem resultar em danos graves embora a rotura de pilares assuma uma import ncia maior no que concerne continua o da explora o pois pode conduzir ru na das cavidades enquanto a queda de blocos normalmente assume um car cter pontual Para evitar estes fen menos deve conhecer se o maci o rochoso bem como as fontes de instabilidade resultantes da presen a das cavidades mineiras que segundo Hoek e Brown 1980 s o as descritas no Quadro 7 5 Quadro 7 5 Principais causas de instabilidade de cavidades subterr neas em maci os rochosos adaptado de Hoek e Brown 1980 FONTES DE INSTABILIDADE CAUSA CONSEQUENCIA MEDIDAS Condi es geol gicas Orientar convenientemente os Cs o Falhas fracturas Queda de blocos adversas desmontes e aplicar sustimentos Elevada concentra o de E Adoptar uma forma de sec o tens es nos Tens es de desmonte favor vel ao contornos das N elevadas estado de tens o e instalar cavidade que i i sustimento apropriado podem levar rotura Estado de tens o in situ Expans o ou decomposi o Fil es zonas de da rocha p
173. de produ o e com os aspectos com ele relacionados ETAPA 2 2 CICLO DE PRODU O ACTIVIDADE AC ES MEIOS RESULTADOS A OBTER Identifica o das condi es operacionais necess rias para se iniciar a explora o Levantamento das condi es acessos electricidade fornecimento de 2 2 1 Defini o das log sticas gua Opera es Levantamento dos Equipamentos e ferramentas necess rios equipamentos existentes Defini o da sequ ncia de opera es 2 2 2 Defini o dos Estudo das opera es a com identifica o dos equipamentos Recurso A ferramentas consum veis e recursos humanos necess rios Estudo dos equipamentos Higiene cursos homanos ilumina o e ventila o dos desmontes necess rios Defini o das necessidades ao n vel de instala es de apoio medidas de seguran a e higiene e ambientais 6 3 1 DEFINI O DAS OPERA ES 6 3 1 1 OPERA ES UNIT RIAS A explora o de rocha em subterr neo pode ser realizada fundamentalmente em duas situa es distintas quando existe uma explora o a c u aberto a partir da qual se entra em subterr neo em terreno plano e outra em que se inicia a explora o em flanco de encosta Podem surgir ainda v rios tipos de explora o mista mesmo em flanco de encosta embora seja mais dif cil o aparecimento de uma explora o em subterr neo num terreno plano sem existir previamente um c u aberto o que se prende essencialmente com quest es
174. de suporte Podem ser utilizadas t cnicas de projec o estereogr fica projec o na rede de Wulf ou m todos anal ticos que permitem a visualiza o das cunhas que se formam no maci o rochoso circundante escava o A an lise de equil brio limite das cunhas criticas usada para estudar o modo de rotura o factor de seguran a e a necessidade de suporte O factor de seguran a incluindo os efeitos de refor o dever exceder 1 5 para o escorregamento de cunhas hasteais e 2 0 para a queda de cunhas e blocos tecto A sequ ncia de instala o do suporte cr tica e as cunhas e blocos devem ser identificados e suportados antes de serem totalmente individualizadas pela escava o Taludes de rocha com descontinuidades Deslizamento planar ou em cunha ao longo de um plano de fractura ou ao longo da linha de intersec o dos planos de duas fam lias de descontinuidades Altura do talude ngulo e orienta o do mesmo Inclina o e orienta o estrutural das fracturas Presen a de gua no talude Potenciais ac es s smicas Sequ ncia da escava o e instala o dos suportes An lises de equil brio limite que determinam modos deslizantes tridimensionais s o usadas para estudos param tricos do factor de seguran a A an lise probabil stica baseada na distribui o das orienta es estruturais e da resist ncia ao corte s o teis para algumas aplica es
175. des met licas da Dorme as OE ER IMPERIAL QUARRY o m E DANBY VERMONT USA Esquemas e Fotografias E preas AN E h E Sem Escala Al m dos n cleos anteriormente apresentados existem a n vel mundial outras zonas onde se exploram rochas ornamentais em subterr neo mesmo m rmores embora com menor significado No que respeita ao m rmore existem explora es em subterr neo em estado inicial noutras regi es do mundo como o caso da Gr cia e de Portugal Em Portugal o Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa come ou a ser explorado em subterr neo h sensivelmente tr s anos existindo neste momento cerca de cinco explora es com lavra subterr nea Na ustria e na Noruega tamb m existem explora es subterr neas de rochas ornamentais e tal como no caso Portugu s e Grego este tipo de explora o encontra se numa fase inicial Nestes pa ses n o existe ainda um grande conhecimento adquirido que permita a recolha de informa es quer em termos do desempenho enquanto unidade extractiva quer em termos de problemas de estabilidade ou outros que possam ocorrer com vista sua extrapola o para situa es similares 26 3 EXPLORA O DE M RMORES A It lia assume actualmente um papel de protagonismo na ocorr ncia de explora es subterr neas de rochas ornamentais As principais regi es onde estas aparecem encontram se representadas na Figura 3 6 Da an lise dessa figura pode observar se qu
176. di o directa das diaclases das falhas conhecidas por cabos dos fil es vulgo cabos reais entre outros pode ser complementada em profundidade pelo estudo dos testemunhos ou carotes de sondagem O estudo da fractura o em profundidade no Anticlinal de Estremoz reveste se de extrema import ncia uma vez que o comportamento detectado superf cie pode variar em profundidade para os v rios aspectos fam lias existentes orienta es espa amento abertura rugosidade enchimento e percola o Al m disso de salientar que esta influencia os seguintes aspectos Dimens o dos blocos a extrair M todo de desmonte a utilizar Rendimento da explora o Direc o de avan o das frentes Forma dos blocos dispon veis para explora o 5 2 4 MODELO SEOESTRUTURAL 5 2 4 1 DEFINI O O modelo geoestrutural do jazigo marm reo tal como o nome indica deve conseguir representar a estrutura do mesmo e constitui o resultado de toda a prospec o geol gica No Quadro 5 11 72 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES apresentam se alguns meios que podem ser utilizados para definir o modelo geoestrutural bem como as informa es que deve conter Quadro 5 11 Meios e informa es envolvidas na defini o do modelo geoestrutural do jazigo marm reo baseado em Costa 1992 ASPECTOS A AC ES OENAR INFORMA ES A ENGLOBAR IMPLICA ES Perfil de alt
177. diamantado M TODO B RO ADORA FIO DIAMANTADO 1 CORTES Descri o Ilustra o 1 Realiza o do corte horizontal de base 2x6m com a ro adora 2 Realiza o de um corte horizontal do topo a uma altura de 3 m at 4 5 m em rela o ao corte anterior com as mesmas dimens es tamb m com a ro adora 3 Execu o de tr s cortes verticais com profundidades de 2 m podem tamb m ser de 1 5 m e altura entre 3 e 4 5 m dependendo da altura fixada para a galeria com a ro adora Dois dos cortes delimitam a talhada e um deles distanciado de cerca de 1 m de um dos lados define o canal Cortes horizontais H verticais V e posteriores P adaptado de Bradley 1999 4 Realiza o do primeiro corte posterior do canal com a m quina de fio diamantado 5 Remo o do m rmore constituinte do canal com o recurso p carregadora ou escavadora 6 Execu o do corte posterior da massa de maior dimens o com a m quina de fio diamantado Corte Posterior Remo o da massa utilizando as fracturas naturais Caso contr rio n o seja poss vel procede se primeiro a uma divis o da massa em blocos transport veis com recurso Corte posterior com fio diamantado m quina de fio diamantado adaptado de Fornaro Bosticco e Biolatti 1995 A grande vantagem desta t cnica m todo B relativamente ao m todo anterior m todo reside no facto de se individualizarem totalmente os blocos sem rec
178. dida Na Figura 5 17 encontra se apresentado o ensaio de carga pontual Figura 5 17 Equipamento do ensaio de carga pontual Laborat rio do CEVALOR O ndice de carga pontual Is dado pela seguinte f rmula P Is D2 MPa em que P carga aplicada que origina a rotura do provete MN D dist ncia entre os dois mbolos no in cio da carga m Como se referiu anteriormente os provetes podem n o ser cil ndricos Nestes casos o valor de D vem dado por D em que D 4A r e A DW tal como se ilustra na Figura 5 18 Para a realiza o deste ensaio deve ter se em aten o que o comprimento do provete deve possuir 1 5 vezes o seu di metro para que os resultados possam ser fi veis Hoek e Brown 1980 Do mesmo modo devem desprezar se os ensaios em que os provetes n o rompam por planos diametrais aplica o da carga ou seja quando apenas lascam Mendes 1985 80 Figura 5 18 Determina o de D em provetes n o ci 0 3 W lt D lt W 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES carga pontual fonte Mendes 1985 w N Wi NN W ME E ndricos para o c a o gt t j j f x o TT Tarolo Equivalente culo do Is no ensaio de Para determinar a resist ncia compress o da rocha 6 o valor de Is deve ser corrigido para o Isso relativo a um provete de di metro de 50 mm Essa correc o pode ser efectuada at
179. diminui o da resist ncia dos pilares devido ao aumento da sua altura esbeltez Assim um dimensionamento realizado com o objectivo de desmontar muito material no piso de entrada em galeria pode revelar se inadequado no caso de existir m rmore de qualidade nos pisos inferiores Deste modo deve se tentar realizar um dimensionamento racional baseado em dados cient ficos de modo a conseguir um bom aproveitamento do jazigo mineral Caso se detecte que a dimens o dos pilares grande relativamente ao v o das c maras definido com o decorrer dos trabalhos de desmonte em fun o das informa es geol gicas e geomec nicas recolhidas sempre poss vel diminuir a sua sec o atrav s da realiza o de desmontes parciais dos pilares O contr rio que perigoso ou seja pretender se avan ar com o rebaixo da explora o quando foram deixados pilares com sec o insuficiente para suportar as tens es existentes O sucesso de uma explora o para al m da qualidade do jazigo fun o do correcto dimensionamento dos desmontes por parte de t cnicos especializados baseado nos dados cient ficos que foram apresentados ao longo deste trabalho Para que o projecto de engenharia elaborado cientificamente para uma determinada explora o subterr nea possa ser cumprido importante um acompanhamento permanente do respons vel t cnico sendo necess rio um di logo cooperante entre o respons vel t cnico e o
180. do e escuro azul e ruivina N cleo bastante s o em termos de fractura o Metadolomias M rmore claro creme e rosa Zona bastante s e com excelente m rmore Estradas e Caminhos como Falhas 7 lt 5 M rmore claro creme e rosa e xistento azul lagoa N cleo bastante complexo em termos geol gicos com grandes varia es de f cies Figura 4 5 Mapa geol gico do Anticlinal com a localiza o dos principais n cleos de explora o de m rmores adaptado de Carta Geol gica do Anticlinal escala 1 25 000 do Instituto Geol gico e Mineiro IGM Bl 4 CARACTERIZA O DO ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA 4 1 4 PROPRIEDADES GEOMEC NICAS No que concerne explora o subterr nea de m rmores revelam se de extrema import ncia os dados sobre as propriedades geomec nicas das v rias litologias presentes no Anticlinal uma vez que estas interv m directamente no dimensionamento dos desmontes como se ter oportunidade de estudar mais adiante Assim e no sentido de caracterizar o Anticlinal sob este aspecto apresentam se no Quadro 4 2 os valores dos principais par metros intervenientes nesses c lculos para os v rios materiais existentes Quadro 4 2 Propriedades geomec nicas das v rias litologias presentes no Anticlinal baseado em CEVALOR 1999 Ensaios Compress o Uniaxial Simples Trac o Compress o Deslizamento de por flex o Triaxial Descontinuidades L
181. do modelo Identifica o das zonas a explorar e das geoestrutural com o modelo zonas que ser o deixadas para geomec nico auto suporte zonas est reis Utiliza o de classifica es Escolha do local de abertura da geomec nicas explora o em fun o das caracter sticas Dimensionamento pelo m todo do local e da orienta o do sistema de 2 1 2 Dimensionamento da rea tribut ria fractura o dos Desmontes Simula o atrav s de m todos Dimensionamento dos desmontes em de an lise num rica m todo fun o da qualidade da rocha em termos 2 1 3 Prospec o dos elementos fronteira m todo ornamentais do seu grau de fractura o durante os Avan os dos elementos finitos e ou da garantia da estabilidade sem indu o m todo dos elementos discretos de fractura o nas zonas com recurso e Continua o da recolha de da maximiza o da taxa de recupera o 2 1 1 Selec o da Abertura e Avan os informa o geol gica e Optimiza o do Plano de Lavra com base geomec nica durante os em novas informa es recolhidas durante avan os OS avan os 6 2 1 SELEC O DA ABERTURA E DO AVAN O DOS DESMONTES Para dimensionar os desmontes ser necess rio previamente escolher o local de abertura da galeria e estudar a direc o a dar aos avan os atendendo a v rios factores Ornamentais qualidade do m rmore presente no jazigo mineral e sua localiza o Geol gicos disposi o das camadas de m rmore s
182. dois cortes verticais com a ro adora com profundidades de 2 m pode ser de 1 5 m e altura entre 3 me 4 5 m dependendo da altura fixada para a galeria 5 Execu o de um terceiro corte com a ro adora equidistante dos dois cortes verticais j efectuados a passar pelo meio da galeria 6 Ap s a realiza o dos cortes a talhada a desmontar encontra se dividida em 4 blocos os quais est o ligados ao maci o por interm dio de uma face posterior Para destacar os blocos do maci o s o utilizados colch es de gua ou ar colocados no corte Depois de destacado o primeiro bloco do maci o procede se sua remo o utilizando uma p carregadora ou uma escavadora A TIFTITTTT a ht ar em paS apresse sa D EENEN E i ES perpins 1 e pa Dna E eai de tm H i wa Cortes horizontais H e verticais V adaptado de Bradley 1999 Introdu o do NE Eradividualiza o da bloco Individualiza o dos Blocos adaptado de Fornaro Bosticco e Biolatti 1995 O m todo apresentado no quadro anterior muito utilizado em maci os muito s os ou seja de boa qualidade ornamental e com poucas fracturas permitindo a extrac o de blocos na frente j esquadriados e com dimens es comercializ veis adequadas 140 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO Quadro 6 5 Sequ ncia de opera es para desmontar uma talhada de m rmore em subterr neo utilizando a ro adora e a m quina de fio
183. dos em alguns casos e para efeitos de c lculos como homog neos e is tropos e neste caso a resist ncia dada por valores m dios dos par metros que caracterizam a resist ncia do maci o ou seja uma coes o m dia e um ngulo de atrito m dio fun o da resist ncia das descontinuidades e da rocha embora dif ceis de determinar na pr tica Para estudar a rotura das rochas e dos maci os rochosos existem actualmente variados crit rios quer cient ficos quer emp ricos Os mais utilizados presentemente na mec nica das rochas s o e Crit rio de Mohr Coulomb cient fico e Crit rio de Hoek Brown emp rico O crit rio de Mohr Coulomb baseia se em duas propriedades das rochas e dos maci os rochosos nomeadamente no ngulo de atrito interno e na coes o De acordo com este crit rio as rochas rompem por trac o segundo planos normais direc o da tens o aplicada ou por corte em 94 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES planos onde m xima a diferen a entre a tens o de corte e a ac o do atrito interno Postula ainda este crit rio que o atrito interno do material pode variar para a mesma rocha em fun o da varia o da tens o de confinamento Na figura seguinte apresentam se as representa es gr ficas deste crit rio tT C 0 tgQ o 5 A Representa o da envolvente de Mohr Coulomb B Determina o dos par metros de resist nci
184. dos blocos existentes para explora o tal como se pode observar na Figura 5 8 A t tulo informativo e de acordo com v rios autores apresentam se as dimens es ptimas do bloco de m rmore boca da pedreira em fun o das exig ncias do mercado Bloco de rocha ideal segundo Carvalhosa et al 1987 3 0x1 5x1 4 m ptima situa o do ponto de vista comercial quando o bloco de m rmore se apresenta como um paralelep pedo de 2 5 3 0 m de comprimento 1 2 2 0 m de 6l EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES altura e 1 2 2 0 m de largura Esta dimens o dos blocos permite a redu o dos custos a jusante na transforma o do bloco e ptimas cota es para os blocos boca da pedreira Bradley 1999 Segundo Miranda 1991 os blocos de dimens es m nimas devem possuir 1 5x0 8x0 6 m e as dimens es m ximas n o devem exceder 3 2x1 85x1 6 m Zi EA Gio Aa 4 E fa f 1 EA TAT lt J pis q e p N A Representa o dos planos de compartimenta o B Curva granulom trica dos blocos individualizados pela existentes num dado volume de rocha compartimenta o representada em Figura 5 8 Resultados da utiliza o do programa COMPART para estudo da blocometria existente num determinado volume de maci o em fun o da sua compartimenta o fonte Gama e Bastos 1994 5 2 3 PROSPEC O EM PROFUNDIDADE O estudo da jazida em profundidade pod
185. dos para determinar o m dulo de elasticidade do maci o embora sejam mais dif ceis de realizar e mais caros como o caso do ensaio de placa com macacos cl ssicos do ensaio em t neis sobre press o entre outros Outros m todos que geralmente s o utilizados para estudar a deformabilidade dos maci os rochosos baseiam se em ensaios laboratoriais como o ensaio de compress o uniaxial simples atrav s do estudo dos diferentes materiais presentes no maci o e assumindo determinados compromissos entre os valores do E determinados para as rochas e o valor de E em fun o do julgamento efectuado baseado na informa o geomec nica dispon vel De acordo com o comportamento apresentado pelo maci o ou pela rocha representado pelo diagrama tens es detorma es poss vel determinar o m dulo de elasticidade de v rios modos mais ou menos conservativos dependendo da situa o em estudo e da confian a em rela o aos resultados obtidos tal como se pode visualizar na figura seguinte o o O pico E E A M dulo de B M dulo de C M dulo de D M dulo de elasticidade E tangente elasticidade E tangente elasticidade E secante elasticidade E secante na origem em 6 em 6 no valor de pico Figura 5 35 V rios m todos de determina o do m dulo de elasticidade com base no diagrama tens es deforma es O estudo da detormabilidade dos maci os rochosos pode tamb m ser realizado atrav s de m todos emp ricos
186. dras e blocos soltos Forma dos blocos presentes no talude Presen a de estruturas que levem as pedras e blocos a cair C lculo de traject rias de queda e rolamento das pedras baseado na mudan a de velocidades motivadas por cada impacto A an lise de Monte Carlo para v rias traject rias baseada na varia o da geometria do talude e nas propriedades das superf cies d uma informa o til sobre a distribui o dos blocos que caiem A localiza o da queda de blocos e a sua distribui o d indica o sobre a magnitude deste problema e sobre a efic cia das medidas adoptadas nomeadamente a aplica o de redes met licas a cria o de diques etc Pilares Progressivo destacamento de blocos pode levar ao colapso do pilar Resist ncia da massa rochosa que forma o pilar Presen a de fracturas com orienta o desfavor vel Geometria do pilar especialmente a rela o entre a largura e a altura do mesmo Geometria dos desmontes globais Para pilares esteios a resist ncia do pilar pode ser estudada atrav s de f rmulas emp ricas baseadas na rela o entre a largura e a altura dos pilares e na resist ncia da rocha que os constitui utilizando o m todo da rea tribut ria para determinar a tens o actuante no pilar e assim estimar o factor de seguran a Para geometrias complexas podem ser utilizados m todos de an lise num rica O factor de seguran a de pilares estei
187. e a vergada tende a perder se podendo ser caracterizada por desenhos irregulares e Corte a favor a direc o de corte paralela direc o da linha de maior declive da estratifica o Com este corte p e se em evid ncia a orienta o da vergada existente na rocha e Corte segundo a vergada a superf cie de corte paralela aos planos de estratifica o do material ou seja s vergadas Deste corte podem resultar superf cies mais ou menos homog neas ou fazendo desenhos diversos dependendo da orienta o e irregularidade da vergada ea Segundo a Vergada E BO Bm a teta n Figura 3 1 Tipos de cortes em fun o da direc o em rela o vergada adaptado de Bradley 1999 No que diz respeito ao tamanho do gr o granulometria os m rmores podem ser divididos em tr s classes e Gr o fino quando os cristais ou outros elementos s o imposs veis de identificar a olho nu e Gr o m dio quando os cristais e outros elementos dos minerais podem ser vis veis a olho nu e apresentam tamanho da ordem de um mil metro e Gr o grosso ou grosseiro quando os cristais e outros elementos dos minerais s o facilmente vis veis a olho nu e apresentam tamanho da ordem dos dois mil metros ou mais Podem ainda ser definidas dimens es interm dias do gr o tais como gr o fino a m dio e gr o m dio a grosso 3 2 2 CARACTER STICAS T CNICAS As caracter sticas t
188. e das leituras deve ser definida para cada tipo de equipamento atendendo localiza o e import ncia que este apresenta em termos da estabilidade do maci o Pode verificar se a exist ncia de equipamentos iguais na mesma explora o que por estarem localizados em zonas menos cr ticas n o necessitam de uma periodicidade de leitura t o elevada como outros que se encontram instalados em zonas cr ticas ex sec es com converg ncias importantes Na figura seguinte apresenta se a t tulo de exemplo um poss vel plano de instrumenta o a implementar numa explora o subterr nea de m rmores Quadro 7 3 Plano de medi es poss vel de aplicar aos desmontes de m rmore em subterr neo E Macacos Planos SFJ POSICIONAMENTO DOS INSTRUMENTOS Exist ncia de rasgos nos pilares centrais com as respectivas bases extensom tricas CORTE Medi es quinzenais a mensais A E m Marcas Topogr ficas Devem ser colocadas superf cie na rea em escava o e na sua envolvente Medi es quinzenais a mensois Extens metro simples ou m ltiplo na Devem ser instalados no tecto da escava o na zona Fracturas Pregagens central PLANTA Medi es quinzenais a mensais E Fissur metros Instalar fissur metros el ctricos nos locais inacess veis e mec nicos ou de r gua nos outros Medi es di rias a semanais Sec es de Converg ncia Devem ser instaladas bases de medi o
189. e a maior concentra o de explora es subterr neas se regista no norte deste pa s o que compreens vel dado o relevo montanhoso mais prop cio a este tipo de explora o Figura 3 6 Distribui o dos principais n cleos de explora o subterr nea de rochas ornamentais em lt lia fonte Fornaro e Bosticco 1998 No Quadro 3 10 apresentam se as caracter sticas para cada um dos tipos de explora es anteriormente ilustrados em termos de materiais explorados de n veis de produ o e dos principais problemas de lavra com que se deparam Em Portugal existe desde h muitos anos uma explora o de ard sias lousas em subterr neo que foi iniciada no s culo XIX e que era at tr s anos atr s a nica pedreira subterr nea de rochas ornamentais existente no pa s Por este facto e dada a particularidade do m todo de desmonte utilizado apresenta se no Anexo um resumo das suas caracter sticas geol gicas e do m todo de desmonte bem como uma ilustra o dos desmontes 3 5 2 M TODOS DE DESMONTE Os principais m todos de desmonte em subterr neo assentam em tr s t cnicas mineiras distintas nomeadamente e Desmonte com entulhamento a estabilidade do maci o ap s o desmonte assegurada pelo entulhamento das cavidades e Desmonte com desabamento o material desmontado atrav s da rotura controlada dos terrenos medida que se aumentam os vazios e Desmonte com abandono de pilar
190. e com orienta es e inclina es bastante vari veis predominando no entanto as orienta es NW SE e as inclina es de 35 a 50 para SW Neste flanco a espessura m xima da camada de m rmores apresenta se bastante vari vel Segundo Carvalhosa et al 1987 a sequ ncia estratigr fica da camada de m rmores pode ser definida de acordo com a sua cor e do topo para a base do seguinte modo 1 M rmores cinzentos por vezes escuros m rmore azul e ruivina 2 M rmores claros cremes e r seos limpos ou de vergada fina castanha e acinzentada 3 M rmores claros com vergada r seos e creme com vergada xistenta espessa Na Figura 4 5 apresenta se uma planta do Anticlinal com as zonas onde ocorrem m rmores e onde s o apresentados os principais n cleos de explora o existentes na regi o com uma breve s ntese de algumas das suas caracter sticas Estremoz M rmore claro branco com pouca vergada Zona muito fracturada Mouro Barro Branco Legenda M rmore claro creme com alguma vergada Zona muito fracturada e atravessada por fil es Dep sitos de Cobertura Xistos Negros vo i Metavulcanitos 5 Altern ncia de m rmores xistentos Nf e i i M rmore cinzento escuro Zona ra e metavulcanitos pouco fracturada Er k M rmore claro rosa e creme com pouca vergada Zona muito fracturada carsificado e com dolomitizac o secund ria M rmores Claros M rmore claro anila
191. e em v rias pedreiras da regi o A extrapola o de conhecimentos de outras zonas onde este tipo de lavra pr tica comum n o pode ser realizada directamente tal como j foi aflorado anteriormente atendendo s especificidades do Anticlinal tais como e Relevo plano que n o permite realizar explora es em flanco de encosta como em Carrara It lia 42 4 CARACTERIZA O DO ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA e Exist ncia de fen menos geol gicos complexos que motivaram dobras e cisalhamentos e intercala es de fil es originando uma heterogeneidade marcante ao n vel das litologias e consequentemente das caracter sticas geomec nicas do maci o diferindo gica regular da pedreira de Danby Vermont E U A bastante da estrutura geo e Presen a de tens es acumuladas em dobras que podem conduzir a elevados graus de fractura o quando desconfinadas pelas cavidades das explora es o que dificulta tamb m as opera es de corte e obviamente a obten o de rendimentos vari veis em bloco Devido s raz es anteriormente mencionadas e falta de conhecimento e experi ncia acumulada dado o estado inicial da lavra subterr nea no Anticlinal os projectos de engenharia para explora es subterr neas de m rmore devem atender a estas situa es com vista a evitar o descr dito deste novo m todo No caso do Anticlinal as situa es que poderiam justificar o in cio da explora o
192. e inviabilizam a sua explora o 5 A lavra subterr nea afigura se assim como uma alternativa importante ao m todo de desmonte tradicional c u aberto em algumas zonas do Anticlinal nas quais as condi es geol gicas e geot cnicas s o prop cias a este tipo de desmonte 6 curto prazo prev se que a lavra subterr nea seja aplicada para maximizar o aproveitamento da jazida marm rea a partir de explora es existentes a c u aberto A m dio longo prazo poder ser aplicada extrac o do m rmore profundo nomeadamente a profundidades superiores a 100 m Dado que o Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa apresenta caracter sticas geol gicas espec ficas que impedem a extrapola o directa dos conhecimentos adquiridos noutras regi es onde a lavra subterr nea de m rmores se apresenta mais desenvolvida como o caso de It lia e dos E U A estado de Vermont de extrema import ncia a realiza o de estudos que visem aumentar o conhecimento geol gico e geot cnico da jazida marm rea com vista sua integra o nos projectos de engenharia das explora es subterr neas 177 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 8 A publica o de dados sobre as explora es subterr neas actualmente em labora o no Anticlinal e de outras que se venham a iniciar fundamental para que o desenvolvimento deste tipo de lavra possa ser uma realidade contribuindo para a melhoria da com
193. e os custos deste tipo de equipamentos bem como dos tempos gastos e de pessoal necess rios para os aplicar 171 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 8 TEND NCIAS DA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 8 1 PERSPECTIVAS DE EVOLU O TECNOL GICA A tecnologia utilizada no sector das rochas ornamentais em especial na extrac o de m rmores ir continuar a evoluir no sentido de satisfazer as novas exig ncias de produtividade melhorando os seus desempenhos e ao mesmo tempo desenvolvendo se ao n vel das condi es de seguran a e higiene no trabalho e de respeito pelo ambiente As principais tend ncias desta evolu o relacionam se com a ro adora de galeria que dever de um modo gradual incrementar a utiliza o da cinta diamantada para promover o corte em detrimento da ro adora de cadeia equipada com pastilhas de Widia A primeira apresenta alguns problemas cujos fabricantes ter o que resolver nomeadamente o elevado consumo de gua o seu fraco rendimento e curta dura o das cintas diamantadas em rochas com dureza superior a tr s na escala de Mohs revelando se no entanto um equipamento mais ecol gico e mais f cil de operar A ro adora de cadeia como necessita de lubrifica o promove a contamina o da gua utilizada no corte por contacto com o agente lubrificante o que pode trazer em determinados casos problemas ambientais graves apesar de apresentar velocidades de corte mais elevadas
194. e ser realizado com recurso a v rios m todos nomeadamente atrav s da prospec o geof sica ou da execu o de sondagens mec nicas com recolha de testemunhos Durante esta fase de prospec o geol gica dever o ser realizadas as ac es que constam do Quadro 5 5 e obtidos os resultados nele apresentados Quadro 5 5 Ac es a desenvolver e resultados a obter com a prospec o em profundidade ETAPA 1 1 PROSPEC O GEOL GICA ACTIVIDADE AC ES MEIOS RESULTADOS A OBTER Informa es geol gicas em Prospec o geof sica profundidade Planeamento de sondagens Defini o da camada alterada de mec nicas superf cie 1 1 3 Prospec o em Realiza o de sondagens Estudo do comportamento das Profundidade Elabora o de logs de litologias em profundidade sondagem Estudo da fractura o em profundidade Elabora o de cortes geol gicos Interpreta o geoestrutural do jazigo mineral 5 GGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Nos dois cap tulos seguintes ser o estudados os m todos geof sicos mais utilizados e adequados ao estudo de jazigos marm reos bem como os aspectos a ter em conta na programa o e interpreta o de uma campanha de sondagens 5 2 3 1 PROSPEC O GEOF SICA A prospec o geof sica permite atrav s de t cnicas indirectas detectar e interpretar anomalias verificadas nos maci os rochosos Como m todos geof sicos a aplicar na prospec o de maci os
195. e superf cies de descontinuidade entre outros O martelo de Schmidt deve ser calibrado para a temperatura do local a ensaiar antes de ser utilizado atrav s da realiza o de um ensaio em material pr prio bigorna fornecido pelo fabricante Para os dois tipos de martelos referidos os valores dessas aferi es devem ser West 1991 Martelo do Tipo N R 7 0 E2 Martelo do Tipo L R 02 Se no ensaio de calibra o o martelo n o mostrar valores dentro dos intervalos referidos deve se proceder sua correc o atrav s das seguintes f rmulas Martelo do Tipo N R Rr x 79 Ra Martelo do Tipo L R Rr x 73 Ra em que Rr valor de R obtido na rocha Ra valor de R obtido no material de aferi o R valor de R para o material ensaiado 78 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Se os valores de R obtidos na bigorna fornecida pelo fabricante forem inferiores a 72 para martelos do tipo N e inferiores a 66 para martelos do tipo L ent o este equipamento deve ser desmontado limpo e recalibrado pois n o se encontra em condi es de realizar as medi es No uso do martelo ainda necess rio ter aten o ao estado da superf cie a ensaiar ou seja se existir uma descontinuidade a separar a superf cie de ensaio do maci o rochosos deve se escolher outra posi o pois os resultados obtidos nestas condi es n o s o fi veis Al m disso a superf cie a testar deve ser relativamente p
196. e tractura o que tal t cnica origina e consequente diminui o das dimens es dos blocos comerciais O entulhamento tamb m n o se prefigura como uma t cnica de aplica o directa ao caso dos m rmores embora possa ser utilizada em determinados casos para resolver problemas de instabilidade que surjam nas cavidades nomeadamente quedas pontuais de blocos ou at mesmo situa es de aluimentos Nestes casos quando n o for vi vel a aplica o de outro tipo de sustimento ou n o exista material para explorar na zona em causa poder ser importante a utiliza o de escombros para entulhar as cavidades e assim estabilizar os desmontes A t cnica de abandono de pilares parece ser a mais adequada explora o deste tipo de recurso uma vez que possibilita a defini o de elementos de suporte naturais em zonas do maci o onde o material de qualidade inferior permitindo al m disso dimensionar os pilares de modo a evitar a presen a de tfractura o induzida pela abertura das cavidades de desmonte A utiliza o desta t cnica na lavra de pedreiras poder apresentar uma distribui o espacial irregular dos pilares em fun o da heterogeneidade do jazigo mineral relativamente sua qualidade ornamental Para seleccionar o m todo de explora o em subterr neo a adoptar devem atender se v rios factores tais como e Caracter sticas geol gicas do local e Morliologia e Espessura e inclina o das camadas de m
197. ealiza o no in cio da explora o devia ser pr tica comum Este tipo de abordagem tamb m v lido para explora es a c u aberto A aplica o do zonamento lavra subterr nea permite a obten o de informa o indispens vel para a escolha do m todo de desmonte e da maximiza o da taxa de recupera o No projecto de uma explora o este zonamento poder permitir e Localizar as zonas de implanta o das instala es de apoio e Escolher zonas de deposi o de escombros sobre litologias sem valor comercial e Definir a localiza o das rampas e Planear os avan os e Escolher a abertura da galeria lavra subterr nea e Definir os locais prop cios para o posicionamento dos pilares lavra subterr nea 5 2 4 3 C LCULO DE RESERVAS O c lculo de reservas deve ser efectuado quando existe informa o suficiente sobre a localiza o e morfologia dos v rios materiais com qualidade ornamental presentes na jazida e sobre o grau de fractura o que os afecta No c lculo das reservas de m rmore de uma jazida determina se o volume de cada material ornamental pass vel de ser explorado considerando os condicionalismos de explora o presentes em cada local Neste c lculo podem distinguir se dois tipos de reservas Reservas Brutas Volume total de reservas de m rmore existente numa determinada rea Para o c lculo deste tipo de reservas necess rio possuir cartografia geol gica e levantame
198. eas ou isolar zonas de explora o e Pilares de controlo destinam se ao controlo global da converg ncia das cavidades a fim de minimizar a liberta o de energia evita golpes de terreno 130 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO N A experi ncia mostra que a resist ncia compress o de um provete de rocha directamente proporcional velocidade de aplica o da for a ou seja quanto menor for o tempo dado rocha para se deformar mais tardiamente se atinge a rotura Deste modo ser de esperar que a resist ncia de um pilar diminua com o tempo segundo Obert e Duvall 1967 A resist ncia de um pilar al m do tempo influenciada pelos seguintes aspectos baseado em Sheorey 1993 e Estado de tens o preexistente e Natureza dos contactos com os maci os em que est o integrados e Estado de altera o do material rochoso e Presen a de descontinuidades e Inclina o das descontinuidades e Caracter sticas de resist ncia das descontinuidades e Presen a de gua Outros factores que afectam a resist ncia dos pilares est o intimamente ligados com a sua dimens o nomeadamente e Efeito de Escala verifica se para provetes c bicos que abaixo de uma determinada dimens o dimens o a partir da qual o provete representativo do maci o rochoso incorporando todas as fam lias de descontinuidades do maci o a resist ncia aumenta com a diminui o da aresta enquanto que
199. econ micas Em qualquer das 138 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO situa es referidas na explora o em subterr neo os desmontes s o caracterizados por duas fases distintas que se ilustram na Figura 6 12 em Fosc Fase 2 DICDICDICM 4 A Escava o da galeria B Rebaixo da galeria t cnicas de desmonte id nticas ao c u aberto Figura 6 12 Ilustra o das duas fases de desmonte em subterr neo a entrada em galeria e o rebaixo Atendendo figura anterior a Fase 1 Escava o da galeria realizada segundo t cnicas particulares que podem ser ajustadas ao tipo de jazida Estas t cnicas de desmonte juntam normalmente a utiliza o da ro adora de cadeia ou de cinta diamantada com a m quina de fio diamantado embora possam apenas utilizar a ro adora A escava o da galeria desenvolve se de acordo com a sequ ncia de opera es apresentada nos dois quadros das p ginas seguintes nos quais s o descritos dois m todos de desmonte poss veis As dimens es apresentadas nos quadros seguintes podem variar em fun o do tipo de equipamento utilizado e das caracter sticas do jazigo marm reo embora possam ser tomadas como dimens es frequentemente utilizadas atendendo aos equipamentos para lavra subterr nea de m rmores actualmente dispon veis no mercado No exemplo do m todo A apresentado no Quadro 6 4 tamb m pode ser utilizada a m quina de fio para realizar os cortes posteri
200. ector Para tal dever o as empresas predisporem se a tal compreendendo a mais valia de 180 9 CONCLUS ES terem nos seus quadros engenheiros e outros t cnicos especializados sendo ainda de real ar o papel que vem sendo dado pelo CEVALOR pelas universidades pelas associa es e por empresas de consultoria e projecto especializadas no sector Melhorar as pol ticas de comercializa o Para isso as associa es e o governo dever o tomar as medidas adequadas Aumentar a coopera o entre as empresas e as diversas entidades envolvidas no sector com o objectivo de se encontrar solu es exequ veis para os problemas ambientais 181 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES BIBLIOGRAFIA ABRANTES J C 1993 Estudo sobre Tecnologia e M todos de Desmonte para M rmores na Zona de Vila Vi osa Borba e Estremoz Mar o 1993 ALMEIDA L C BARROSO J A BARROSO E V 1997 Altura Di metro de Corpos de Prova X Variabilidade na Resist ncia de Rochas Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 79 Mar o de 1997 pp 71 79 ANDRADE R F APOLIN RIO J M M 1978 A Ind stria Portuguesa dos M rmores Situa o Actual e Perspectivas Congresso n 78 da Ordem dos Engenheiros 22 29 Novembro Porto ATTEWELL P B FARMER I W 1979 Principles of Engineering Geology John Wiley amp Sons Inc London BARROS L A 1995 A
201. eformabilidade do maci o podem dar origem a colapsos mais ou menos perigosos Para resolver estas situa es podem ser utilizados pilares barreira que evitam o alcan ar do v o cr tico por parte dos desmontes Estes pilares que j foram definidos anteriormente podem ser deixados no pr prio maci o rochoso ou constru dos com escombros ver Figura 6 9 E E E a g E Gou re e e Pi me ago tEa Figura 6 9 Pilares de desmonte A pilares barreira B e respectivos arcos de press o fonte Silva 1995 132 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO Al m dos aspectos anteriormente focados o recurso a pilares barreira pode ser tamb m muito til nas explora es subterr neas de m rmore durante as opera es de rebaixo que motivam a esbeltez dos pilares e a consequente redu o da sua capacidade de resist ncia uma vez que este tipo de pilares s o menos sens veis a este fen meno comparativamente com os pilares rectangulares ou quadrados Assim em jazidas em que seja poss vel a adop o de pilares barreira em fun o da morfologia do mesmo ex faixas de m rmore estreitas e compridas que se estendem em profundidade existe toda a vantagem na utiliza o destes elementos de suporte em detrimento dos pilares esteios A distribui o de tens es num pilar pode ser vista na Figura 6 10 atendendo sua forma pilar barreira e pilar quadrado E vis vel que as tens es principais m ximas assumem val
202. eguintes ser o descritos os ensaios referidos no quadro anterior no que diz respeito s suas caracter sticas e t cnicas de ensaio e ao modo de tratamento e interpreta o dos resultados obtidos RR ds dee EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5 3 1 1 ESCLER METRO MARTELO DE SCHMIDT O escler metro ou martelo de Schmidt um instrumento port til que permite a medi o do ressalto por aplica o de uma determinada energia superf cie do material a testar Este aparelho usado empurrando o mbolo do martelo contra a superf cie a testar Quando o mbolo largado origina a liberta o de uma carga sobre a superf cie a ensaiar a qual reage originando um ressalto no martelo que designado por R n mero de Schmidt Este ressalto registado instantaneamente numa escala existente no martelo que pode ir de 10 a 100 West 1991 Na Figura 5 15 poss vel observar o martelo durante a realiza o de um ensaio sobre uma superf cie rochosa e SI ne PEI E par x 1 Je E 4 Ta s F a PE FR a hd s A 4 gr Escala de registo do Ressalto R k f Figura 5 15 Aspecto do escler meiro ou martelo de Schmidt durante a realiza o de um ensaio Para o estudo das propriedades mec nicas das rochas podem ser utilizados martelos do tipo N ou L que possuem diferentes energias de impacto Este equipamento de ensaio pode ser utilizado no estudo de frentes de pedreiras
203. eixo onde se aplica a for a Para realizar o ensaio deve se colocar o provete no centro do prato da prensa e aplicar sobre este uma for a axial P que o levar rotura Na Figura 5 22 A poss vel observar o equipamento utilizado neste tipo de ensaio bem como os par metros que se podem estudar com o mesmo Atrav s da medi o das deforma es longitudinais obt m se a curva tens o deforma o da rocha a ensaiar apresentada na Figura 5 22 B a parir da qual se determina o m dulo de elasticidade E Por sua vez o coeficiente de Poisson v estimado atrav s da an lise da varia o das deforma es transversais e longitudinais para os diferentes valores de tens o aplicados ao provete utilizando a f rmula respectiva apresentada na Figura 5 22 B ainda poss vel determinar a resist ncia compress o uniaxial 6 que dada pelo quociente entre o valor da for a na rotura e a rea da base do cilindro ensaiado PAR METROS EM ESTUDO TRRRRRTINANAN A i GE T PN l P Area L l 07 E L L t D E g S HD E t a K m P E A Prensa que permite realizar o ensaio de B Par metros a estudar durante a realiza o de um compress o uniaxial simples equipada com gaiola ensaio de compress o uniaxial simples Stopani para determina o do m dulo de elasticidade e do coeficiente de Poisson Laborat rio de Geomec nica do IST Figura 5 22 Equipamento para realizar o ensaio de compress o u
204. em existir pontos de rotura no maci o em redor da cavidade a explorar SAR ANEXOS ANEXO VI EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NO CORTE Ro adora de cadeia Ro adora utilizada para cortar a rocha Existem dois tipos de ro adoras ro adoras de bancada e ro adoras de galeria O m todo de corte em ambos os casos semelhante ou seja a lan a composta por uma cadeia ou por uma cinta diamantada animada de movimento de rota o que penetra na rocha promovendo o corte Depois de penetrar na rocha o corte prossegue atrav s de um movimento de transla o Em ambos as vers es da ro adora poss vel realizar cortes verticais e horizontais A ro adora de galeria utilizada na fase de abertura das galerias sendo o equipamento principal da explora o subterr nea A ro adora de bancada utilizada geralmente para fazer cortes de levante na fase de rebaixo embora possa tamb m fazer cortes verticais desde que a bancada n o seja muito alta lt 3m Corrente de corte com dentes c bicos em WIDIA que podem ser substitu dos por placas cil ndricas de WIDIA strata Pack cuja superf cie possui uma cobertura de diamante sint tico policristalino que garante uma maior efici ncia de penetra o e superf cies de corte mais regulares embora com maiores custos Fornaro e Bosticco 1994b Dados Consumo de lubrificantes 2kg h
205. ente de Poisson din micos mediante as express es abaixo indicadas nas quais o y corresponde ao peso espec fico do terreno an Coef de P D qi oeficiente de Poisson Din mico DV v2 so 4V E y V M dulo de Elasticidade Din mico d S y2 y2 p s O m todo s smico de refrac o pode tamb m ser utilizado no interior de furos existindo para tal v rias t cnicas de estudo poss veis nas quais o geofone pode ser colocado superf cie sendo a onda gerada em profundidade ou vice versa Up hole e Down hole Podem ainda ser realizados estudos com recurso a v rios furos de sondagem gerando se a onda num deles e fazendo o registo nos outros Cross hole M todos El ctricos O m todo de resistividade el ctrica consiste na sujei o do terreno a uma determinada corrente el ctrica registando a distribui o da diferen a de potencial na superf cie do mesmo Com este m todo poss vel estudar fen menos associados a diferen as de resistividade nomeadamente cavidades contrastes geol gicos ex presen a de intercala es de materiais met licos entre outros Neste m todo as grandezas medidas s o a intensidade de corrente e a diferen a de potencial que permitem calcular as resistividades das forma es e as suas profundidades Atendendo ao posicionamento dos emissores e receptores emissores fonte de alimenta o e receptores volt metro o estudo pode ser realizado em profundidade
206. equ ncia com que se realizam levantamentos geol gicos de superf cie e sondagens com vista ao aux lio na determina o das reservas dispon veis e na tomada de decis es sobre a abertura de uma explora o Esta pr tica tamb m se come a a verificar nas pedreiras em explora o quando se pretende alargar ou aprofundar a corta ou quando aparecem altera es inesperadas nas caracter sticas da rocha Apesar disso o recurso aos estudos de geologia e de engenharia ainda se apresentam aqu m do que seria necess rio sendo realizados na maior parte dos casos por um conjunto restrito de empresas e apenas quando aparece uma situa o anormal As situa es que mais frequentemente d o origem a estudos de geologia e de engenharia no Anticlinal de Estremoz s o os seguintes e Instabilidade de taludes e Aparecimento de fen menos geol gicos que dificultam a lavra dolomito secund rio intercala es xistentas etc e Intensifica o s bita da tractura o Os estudos referidos permitem s empresas melhorar a gest o da explora o quer em termos das op es de lavra em fun o das reservas por tipo de material quer em termos do investimento a realizar entre outros Apesar da import ncia dos estudos geol gico geot cnicos desiludam se os que pensam que a realiza o destes lhes d o conhecimento preciso do jazigo mineral pois isso s em casos muito 50 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA D
207. equ ncia de aplica o pode ser vari vel de acordo com o tipo de rocha Estes elementos de suporte s o utilizados para contrariar a ac o de peso de massas de rocha mais ou menos individualizadas O tensionamento artificial destes elementos n o poss vel sendo no entanto gerado pelos movimentos do maci o rochoso Os principais tipos de pregagens cujas caracter sticas se apresentam no Anexo VIII s o os seguintes Hoek 1998 Pregagens cimentadas barra de a o cimentada Pregagens de atrito ou Split Set tubo com rasgo longitudinal e di metro superior ao do furo que entra for a promovendo uma ac o de atrito Pregagens do tipo Swellex tubo em forma de C que abre por press o hidr ulica quando colocado no furo promovendo uma ac o de atrito 166 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE Na Figura 7 3 ilustram se os tr s tipos de pregagens referidos sendo observ veis as principais diferen as entres elas A Pregagem cimentada com var o de a o B Pregagem cimentada com cabo de a o fonte Hoek 1998 fonte Hoek 1998 ra q ar e SP 7 a ER C Pregagem tipo Split Set D For a de atrito provocada pela pregagem Split Set fonte Hoek 1998 fonte Cat logo da Ingersoll Rand Di metro do Tuts 25 28 mm Di metro do Furo js 33 JF mm E Pregagem tipo Swellex fonte Hoek 1998 Figura 7 3 Tipos de pregagens dispon veis no mercado As ancoragens
208. era o Controlo estrutural Representa o j da jazida com base em cartografia geol gica de pormenor e compartimenta o atrav s de blocos diagrama a 3D Heterogeneidade que possam conter a informa o recolhida Hidrogeologia Caracter sticas f sicas qu micas e mec nicas Espessura da terra de cobertura Carsifica o dimens o preenchimento e profundidade Dolomitiza o Estrutura da jazida orienta o e geometria das unidades litol gicas ocorrentes Frequ ncia distribui o e extens o de Talhas fil es e intercala es diversas Fracturas e superf cies estruturais estratifica o xistosidade atitude espa amento e continuidade Varia es laterais de f cies cor gr o e vergada Sequ ncia varia es temporais Inclus es sem interesse Posi o do manto fre tico Interfer ncia da escava o com o aqu tero An lise da rede de circula o de guas e da possibilidade de contamina o Mineralogia e Descri o macrosc pica petrologia Caracteriza o micropetrogr fica Teor em elementos qu micos relevantes Massa vol mica Coeficiente de absor o Resist ncia compress o flex o ao desgaste entre outros Viabilidade econ mica da explora o Extens o de trabalhos preparat rios Percentagem de est ril Controlo da estabilidade Defini o do Plano de lavra Blocometria Qualidade da rocha Percentagem de est ril
209. erciais As v rias fases de escava o devem ser descritas e ilustradas em mapas escala 1 1000 ou 1 500 3 Infra estruturas e servi os devem ser projectadas todas as infra estruturas de apoio necess rias ao bom funcionamento da explora o nomeadamente a Instala es sociais e de higiene refeit rios sanit rios vesti rios e duches b Instala es de apoio oficina casa de compressores dep sito de combust vel arrecada es etc c Zona de deposi o de escombros d Parque de blocos e Caminhos no interior da explora o Toda esta informa o deve ser apresentada num mapa de Layout da pedreira escala 1 1000 ou 1 500 V Plano de Seguran a e Sa de Enquadramento legal do plano de seguran a e sa de 2 An lise de riscos presentes nas opera es zonas instala es e vias de circula o avan ando medidas preventivas para cada situa o encontrada 3 Defini o das medidas e equipamentos de protec o colectiva a implementar com vista a minimizar os riscos existentes 4 Defini o dos equipamentos de protec o individual a fornecer aos trabalhadores em fun o das suas actividades distinguindo os obrigat rios e permanentes dos tempor rios A 4 ANEXOS 5 Elabora o dum plano de sinaliza o e de circula o para a explora o 6 Identifica o dos meios de combate a inc ndio existentes e sua localiza o 7 Identifica o dos meios de forma o e informa
210. erf cie Este facto est dependente do estado de altera o e das compress es do terreno podendo deixar de se verificar se superficialmente o maci o estiver meteorizado e descomprimido numa elevada espessura De acordo com Pinto 1990 o estado de tens o em fun o da topografia caracterizado pela concentra o de tens es nos vales pelo aparecimento de trac es em zonas escarpadas ou em cavernas e pela rota o das direc es principais que tendem a ficar paralelas ou normais s encostas 89 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Tamb m a gua tem influ ncia no estado de tens o pois a varia o do n vel fre tico pode ser respons vel pelo aumento ou diminui o do peso espec fico das rochas O congelamento da gua presente nas fissuras dos maci os rochosos tamb m um factor que altera o estado de tens o caracter stico dos mesmos Outro facto que motiva o aparecimento de tens es horizontais superiores s tens es verticais perturbando localmente o estado de tens o nos maci os rochosos o aparecimento de dobramentos muito frequentes no Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa desde que estes n o se apresentem muito fracturados A orienta o destes fen menos pode dar uma ideia da orienta o prov vel do estado de tens o Parker 1973 Em rochas metam rficas como o caso dos m rmores e segundo diversos autores os estados de tens o podem revela
211. es s o deixados pilares de rocha abandonados que garantem a estabilidade do maci o A conjuga o destas tr s t cnicas permite estabelecer um conjunto de m todos de desmonte que hoje em dia se conhecem na ind stria extractiva subterr nea corte e enchimento frentes corridas c maras e pilares entre outros DT e EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Quadro 3 10 Caracter sticas dos principais n cleos de explora o subterr nea de rochas TIPO DE JAZIDA 1 Calc rio Portoro Estrutura em anticlinal Possan a de 20 m Cobertura de 25 a 60 m 2 Ard sia Liguria Inclina o das bancadas de 20 a 30 Possan a de 10 m e profundidade de 3 Oficalcite Verde Vale da Aosta Rocha metam rfica alpina em contacto com calcoxisto 4 M rmore Candoglia Camadas subverticais Possan a de 20 m 5 Brecha arabescata Orobica Inclina o de 15 a 20 Possan a de 9 a 10 m Cobertura de 80 a 100 m 6 M rmore Lasa Camadas subhorizontais Possan a de 40 m Cobertura de 30 a 100 m 7 Arenito calc rio Berica Camadas ligeiramente inclinadas lt 10 Possan a de 10a 14me cobertura de 50 60 m 8 Tufo calc rio Cutrofiano Estratos horizontais Possan a de 15 a 25 m 9 M rmore Apuan Corpos metam rticos de dimens es vari veis Cobertura da ordem de 100 m 10 Conglomerado L Iseo Possan a de 50 m ou mais Cobertura limitada ornamentais em lt lia a
212. es com eles sendo em muitos casos prefer vel integr los nos seus quadros do que recorrer constantemente a consultores externos de notar no entanto que apesar da presen a de t cnicos qualificados nos quadros das empresas pode ser necess rio e fundamental o recurso a servi os externos especializados para a resolu o de situa es mais complexas Outro aspecto importante prende se com o facto de existir a necessidade de come ar a utilizar com maior frequ ncia os programas computacionais de engenharia para o planeamento da lavra e para o aux lio tomada de decis es Para finalizar e de acordo com Salazar Leite 1957 o empres rio do sector dos m rmores da d cada de 50 estava mal esclarecido isolando se n o discutindo os problemas da ind stria Hoje em dia mais de quarenta anos passados ainda se notam alguns ind cios deste tipo de reac o o que n o ajuda ao desenvolvimento do sector e valoriza o de um recurso raro e precioso que existe no nosso pa s Deste modo h necessidade de acelerar a mudan a de mentalidade no que concerne import ncia e benef cios que a aplica o da engenharia e da ci ncia pode trazer para o desenvolvimento do sector dos m rmores em geral e da lavra subterr nea no Anticlinal de Estremoz em particular 176 9 CONCLUS ES 9 CONCLUS ES Com a realiza o deste trabalho no qual foi estudada uma metodologia para a abertura de explora es subterr neas de m
213. esas possuem maior capacidade de subsist ncia ao mesmo tempo que incrementam o aproveitamento da jazida 178 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Ao n vel do ambiente o recurso explora o subterr nea minimiza os impactes que resultavam da remo o das camadas est reis superficiais dif ceis de resolver a curto prazo empolados por todos os outros impactes negativos da lavra a c u aberto em termos da paisagem da flora da fauna dos recursos hidrol gicos etc Com base no que foi referido h necessidade de dotar a ind stria dos m rmores dos meios que lhe possam garantir o futuro de uma forma mais sustentada A realiza o deste trabalho pretendeu ir ao encontro desse objectivo atrav s da apresenta o de uma estrat gia de actua o para a abertura de explora es subterr neas de m rmores no Anticlinal indicando os aspectos intervenientes nesse tipo de abordagem Como se viu ser necess rio recorrer ao conhecimento t cnico cient fico para elaborar o projecto de engenharia com vista a planear os desmontes e a prever o comportamento do maci o rochoso durante os avan os Deve ter se em aten o que o facto de se dimensionar empiricamente os desmontes poder motivar uma certa falta de sensibilidade relativamente ao factor de seguran a que se est a utilizar e de certo modo s propriedades geomec nicas do maci o podendo levar a que o rebaixo da explora o n o seja poss vel em virtude da
214. esmonte em subterr neo dando origem a uma lavra mista podem ser os seguintes baseado em Gama 1995 e Impedimento de avan ar em profundidade por quest es de estabilidade alcance do n vel fre tico aparecimento de materiais de fraca qualidade factores econ micos etc e Impossibilidade de avan ar a c u aberto devido a severos constrangimentos ambientais e Custo dos terrenos elevado e ou acessibilidade dif cil e Exist ncia de uma espessura elevada de material de recobrimento sem aptid o ornamental e Futura utiliza o rent vel para o espa o subterr neo criado pela explora o da pedreira 40 4 CARACTERIZA O DO ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA No caso de uma explora o em flanco de encosta a qual n o pode ser realizada no Anticlinal de Estremoz dada a topografia plana do mesmo mais f cil iniciar directamente uma explora o subterr nea nomeadamente quando a jazida apresenta uma geometria favor vel ex presen a a tecto e a muro de material sem qualidade ornamental A escolha deste tipo de explora o no caso do flanco de encosta pode tamb m ser motivada por quest es ambientais dado que o desmonte em subterr neo minimiza os impactes ambientais sobre a paisagem e reduz a produ o de escombros Com o avan o da tecnologia das rochas ornamentais que tem conduzido introdu o crescente de meios mecanizados ro adoras m quinas de fio diamantado etc assiste se actu
215. espa amento da ancoragem maior que 2 m torna dif cil a fixa o das redes mas n o imposs vel A 19 ANEXOS EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES A tens o exercida pelas ancoragens aplicadas ao maci o assume o valor dado pela seguinte f rmula Coates 1981 nF O com F lt ao P A em que n N mero de tirantes F For a aplicada ao tirante a Sec o transversal dos tirantes A rea refor ada o Resist ncia compress o da rocha intacta 0 Tens o exercida pelas ancoragens O incremento de resist ncia mobilizado pela aplica o das ancoragens perpendicularmente s superf cies de fraqueza traduzido numa subida da envolvente de Mohr Coulomb tal como se mostra na figura seguinte TE lc CpIgdg O ntgda T c Oo tgds mento op tg On Figura A2 Incremento de resist ncia gerado pela aplica o de ancoragens 6 Prever de acordo com a sequ ncia de opera es e com a varia o de tempo de coloca o de suporte as principais implica es na estabilidade da escava o Se for necess rio usar suportes verificar que estes n o interferem de modo negativo com algum aspecto dos trabalhos e escolher o melhor suporte atendendo ao tipo de instabilidade A 20
216. etodologia para a abertura de uma explora o subterr nea de m rmores envolve v rias fases as quais se apresentam no Quadro 5 1 Quadro 5 1 Fases do estudo global para a abertura de uma explora o subterr nea de m rmores TOMADAS DE DECIS O DURANTE OU NO FIM DA ETAPA ETAPAS OBJECTIVOS 1 An lise da pr viabilidade 1 1 Prospec o Geol gica 1 2 Caracteriza o GGeomec nica 2 1 M todo de Desmonte 2 2 Ciclo Produtivo 3 1 Instrumenta o dos Desmontes 3 2 Estabiliza o dos Desmontes Defini o do modelo geoestrutural do jazigo marm reo identificando e caracterizando as zonas com potencial ornamental Defini o do modelo geomec nico do maci o marm reo caracterizando o do ponto de vista da sua resist ncia e deformabilidade e crit rio de rotura Defini o do m todo de desmonte a utilizar bem como da geometria das cavidades e do faseamento da lavra Defini o das opera es unit rias e auxiliares bem como do equipamento e pessoal necess rio Defini o do plano de instrumenta o adequado para um correcto acompanhamento do comportamento do maci o durante a lavra Defini o dos m todos de suporte a utilizar para salvaguardar situa es de rotura e de deforma o atendendo ao m todo de desmonte praticado 5 amp econ mica da explora o atendendo quantidade qualidade e morfologia do material dispon vel para explora o 2
217. evisto de cada sondagem 5 2 3 2 3 An lise dos Testemunhos As sondagens constituem um m todo de prospec o em profundidade que geralmente utilizado numa prospec o de detalhe em determinada rea Os principais par metros a analisar s o os que se apresentam no quadro seguinte 69 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Quadro 5 8 Principais par metros geol gicos e geot cnicos a estudar nos testemunhos de sondagem PAR METROS GEOL GICOS PAR METROS GEOT CNICOS Identifica o das litologias Espessura dos estratos Orienta o estrutural das litologias Recupera o de testemunhos RQD Tro os sem fracturas com pelo menos 50 cm Atitude das descontinuidades Coeficiente de rugosidade JRC Joint Roughness Coeficient das descontinuidades Abertura preenchimento e meteoriza o das descontinuidades Presen a de gua nas descontinuidades Fam lias de descontinuidades Espa amento entre descontinuidades Uma metodologia de an lise dos testemunhos de sondagem com vista prospec o de m rmores pode ser a que segue as etapas indicadas no Quadro 5 9 De referir que alguns dos par metros anteriormente mencionados se determinam atrav s de f rmulas tais como a Recupera o A percentagem de recupera o de testemunho dada pelo quociente entre o comprimento de testemunho recuperado Lc e o comprimento total do furo de sondagem L vezes cem ou
218. ex tens es in situ resist ncia e deforma o do maci o rochoso e Durante os trabalhos da escava o confirmar a realidade do projecto elaborado e estudar a estabilidade do maci o com vista garantia de seguran a e Ap s o abandono da escava o avaliar o comportamento do maci o rochoso face escava o com vista preserva o da sua estabilidade e ou avaliar a sua interac o com escava es pr ximas 154 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE Para elaborar o plano de instrumenta o e monitoriza o da explora o deve atender se aos seguintes aspectos baseado em Cunha e Fernandes 1980 e Localiza o da explora o a profundidade e o meio onde se insere condiciona o tipo e a densidade de instrumenta o a utilizar e Caracter sticas geot cnicas a litologia a hidrogeologia a fractura o e as caracter sticas geomec nicas do maci o condicionam o tipo e a frequ ncia de instrumentos a instalar bem como a periodicidade das leituras e M todo de desmonte e ritmo de avan o estes aspectos condicionam o tipo e o ritmo de instala o dos equipamentos e ainda a periodicidade das leituras Apesar de necess ria a instrumenta o nem sempre consegue atingir os objectivos para os quais foi projectada devido a v rias causas que segundo Lane 1975 in Hoek e Brown 1980 est o relacionadas com os seguintes aspectos 1 Falta de um plano pr vio contendo o tipo
219. exo lll Para al m do Plano de Lavra h necessidade de realizar estudos durante o ciclo de vida da pedreira com vista reformula o deste documento incorporando novas informa es que v o sendo recolhidas durante os trabalhos de desmonte No quadro seguinte s o apresentadas as ac es que devem ser levadas a cabo nos v rios estudos quer para a abertura quer durante a vida da explora o subterr nea de m rmores Quadro 4 6 Estudos a elaborar para a abertura e durante a explora o de uma pedreira FASES DE ESTUDO DE UMA PEDREIRA Pr Viabilidade Recolha bibliogr fica Prospec o de superf cie geol gica e geomec nica Prospec o expedita superf cie sanjas valas etc Viabilidade Prospec o de superf cie cont Prospec o em profundidade geof sica e sondagens Ensaios in situ Ensaios Laboratoriais Zonamento ornamental geot cnico Plano de Lavra Completar prospec o geol gica e geomec nica Dimensionamento dos desmontes Faseamento da lavra 49 Abertura da explora o Prospec o durante os avan os nas frentes da explora o An lise do comportamento das cavidades Explora o Prospec o durante o avan o Monitoriza o Estabiliza o Optimiza o dos desmontes Abandono Estudo da utiliza o a dar cavidade Estabiliza o da cavidade Recupera o paisag stica da zona envolvente
220. ferior alternando ou passando lateralmente a dolomitos prim rios Dolomitos e calc rios dolomitizados C mbrico Inferior denominados na regi o de pedra cascalva Cb1 M rmores calcit cos de gr o m dio a fino cor clara variando entre o branco creme rosa cinzento Estes m rmores apresentam se geralmente pouco xistificados Em algumas zonas estes m rmores encontram se dolomitizados superf cie atrav s de dolomitiza o recente e secund ria que foi condicionada pela xistosidade e pela fractura o A estas zonas de dolomitos secund rios d se o nome de Olho de mocho Xistos com intercala es de liditos e xistos grafitosos Tratam se de xistos luzentes cinzentos esverdeados ou cor de borra de vinho com quartzo alterado com grauvagues Assenta Sil rico S directamente sobre a s rie carbonatada c mbrica Na base desta s rie existem metavulcanitos que se apresentam a ladear o maci o calc rio ou associados a estes nas zonas de sinclinal Dev nico D a l Conglomerados sobrepostos por xistos alternando estes com grauvaques m dio ou superior Plio Plistoc nico PQ Areias e cascalheiras de matriz avermelhada Calc rio lacustre por vezes brech ides que assentam em discord ncia sobre os terrenos antigos Estes afloramentos situam se na periferia do maci o calc rio fine Fil es de v rias naturezas doleriticos etc e com diversas estados de altera es Rochas filonianas k Apresentam em
221. fini o da cor do m rmore s o os que se apresentam no Quadro 3 4 Quadro 3 4 Tipos de xidos e outras impurezas respons veis pela colora o dos m rmores adaptado de Bradley 1999 TIPOS DE XIDOS E OUTRAS RD RMORE IMPUREZAS SRP MA Altas concentra es m rmores encarnados Hematite Fe 0 2 r O ema Baixas concentra es m rmores rosas l l Altas concentra es m rmores castanhos Limonite Fe 0H j Baixas concentra es m rmore amarelos A textura dos m rmores est directamente ligada distribui o espacial dos elementos que constituem a rocha minerais clastos etc Quanto a esta caracter stica os m rmores podem ser classificados como Homog neos Venados Nuvoados Brechificados e Arabescatos Bradley 1999 O m rmore pode ser considerado homog neo escala de um ladrilho ou de uma chapa quando os seus elementos constituintes est o de tal modo distribu dos que a massa pode ser considerada isotr pica 15 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES A produ o de ladrilhos ou chapas homog neas pode ser conseguida em jazidas de m rmores n o homog neos atrav s da escolha de uma direc o de corte apropriada Assim tal como se pode observar na Figura 3 1 existem tr s direc es de corte que podem ser adoptadas e Corte ao contra a superf cie de corte ortogonal direc o da linha de maior declive da estratifica o Com este tipo de cort
222. fixa es e das tens es iniciais aplicadas 6 Resist ncia ao escorregamento da fixa o depende das caracter sticas do terreno e do sistema de fixa o utilizado Para se aplicarem as ancoragens s o previamente abertos furos na rocha atrav s de martelos perfuradores correntes geralmente telesc picos semelhantes aos utilizados para as pregagens ou com martelos montados em bra os de jumbos Os principais tipos de ancoragens actualmente dispon veis no mercado s o os seguintes Hoek 1998 Ancoragens Mec nicas a fixa o s paredes do furo promovida por uma cunha mec nica Ancoragens com Resina a fixa o do elemento de ancoragem s paredes do furo realizada por meio de resina Na Figura 7 4 ilustram se os dois tipos de ancoragens estudados de modo a permitir a an lise das suas principais diferen as embora as suas caracter sticas t cnicas possam ser analisadas no Anexo VIII a O ea Sistema de fixa o mec nico Co E Cu prt Daio ca J a i E anta o yn ai PE n Fai a Lo sc Cartucho de resina Ai de secagem r pida Ki Cartucho de resina de secagem lenta Chapa de apoio perfurada A Ancoragem mec nica fonte Hoek 1998 B Ancoragem com resina fonte Hoek 1998 Figura 7 4 Tipos de ancoragens dispon veis no mercado Quando a aplica o das ancoragens realizada para grandes intervalos de tempo costume cimentar o espa o que fica en
223. galeria de entrada Poe SS a A com o canal desmontado PD A VEDA ISI qndo fonte Bradley 1999 Figura 3 3 Derrube de uma talhada na zona de rebaixo da explora o fonte Bradley 1999 Al m dos m todos anteriormente referidos existe ainda uma variante do m todo de desmonte em subterr neo que consiste num avan o relativamente pequeno das galerias para o interior do maci o o qual pode ser utilizado para explorar pequenas por es de m rmore existentes na zona dos taludes dos desmontes a c u aberto Este tipo de desmonte tem sido utilizado pelos Italianos na explora o de rochas ornamentais mais propriamente nos m rmores o qual foi por estes intitulado de desmonte Sotto Tecchia debaixo de telha diferindo do subterr neo pelo facto dos trabalhos poderem ser realizados com luz natural e sem necessidade de ventila o devido proximidade da entrada relativamente s frentes de desmonte Na figura seguinte apresenta se uma ilustra o com este tipo de desmonte comparando o com o c u aberto e com o subterr neo lt Desmonte a c u aberto Desmonte Sotto Tecchia s Desmonte subterr neo Figura 3 4 Representa o comparativa do m todo de desmonte Sotto Tecchia adaptado de Capuzzi et al s d 20 3 EXPLORA O DE M RMORES 3 4 FASES DO DESMONTE A C U ABERTO O nico m todo de desmonte utilizado at h cerca de tr s anos no Anticlinal de Estremoz era a
224. gerado pela abertura da cavidade valores t picos 3 a 5 utilizados em v rias explora es no mundo Dada a complexidade geol gica e geot cnica do Anticlinal deve utilizar se um factor de seguran a mais elevado O valor a utilizar deve ser estabelecido em fun o das caracter sticas geot cnicas da zona onde se pretende abrir a explora o e da sua potencial evolu o em profundidade a qual ir baixar a seguran a da explora o esbeltez dos pilares 5 Registar a percentagem de recupera o conseguida com a solu o adoptada e verificar se a mesma permitir uma viabilidade econ mica da explora o Os valores obtidos devem ser superiores a 0 6 Verificar pela teoria das vigas encastradas se a flex o no v o das c maras atendendo espessura dos estratos sobrejacentes n o provoca a rotura das mesmas Comparar os valores obtidos com o m todo da rea tribut ria com os resultados das classifica es geomec nicas AT a EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 8 Testar os par metros geom tricos dos desmontes encontrados pelo m todo da rea tribut ria atrav s da aplica o de m todos de an lise num rica ex M todo dos Elementos Finitos ou outros e averiguar a validade dos mesmos em termos de detormabilidade e resist ncia 9 Ajustar os par metros geom tricos dos desmontes com base nos resultados das simula es atrav s dos m todos de an lise num rica atendendo ao facto de que n o dev
225. gicas 6 3 2 DEFINI O DOS RECURSOS Para manter em produ o uma explora o subterr nea de m rmores necess rio disponibilizar v rios recursos nomeadamente tecnol gicos humanos instala es de apoio energia el ctrica abastecimento de gua ferramentas e consum veis Os recursos tecnol gicos e humanos s o dos mais importantes sendo por isso objecto de estudo nos cap tulos seguintes 6 3 2 1 EQUIPAMENTOS Para proceder ao desmonte de rocha necess rio efectuar um conjunto de opera es sequenciais nas quais se empregam diversos tipos de equipamentos tal como j se teve oportunidade de apresentar no cap tulos 6 3 1 1 O equipamento que assume maior protagonismo na explora o subterr nea de m rmores sem d vida a ro adora de galeria a qual permite realizar os cortes verticais e horizontais que definem o contorno das galerias e as talhadas a desmontar Actualmente existem no mercado dois tipos de ro adoras de galeria a ro adora de cadeia e a de cinta diamantada Estas duas ro adoras apresentam algumas diferen as das quais se destacam as apresentadas no Quadro 6 6 aids EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Quadro 6 6 Principais diferen as entre os dois tipos de ro adora de galeria RO ADORA DE CADEIA RO ADORA DIAMANTADA Baixos desempenhos no corte de Bons desempenhos no corte f na rochas duras N o possui meio de locomo o aa Ee Possui meio de locomo o Mais d
226. gulo de nnclind o comia NOn ZON aaa seres eea seda DD E E ENa 106 Quadro 5 19 Principais diferen as entre os m todos de an lise num rica de fronteira e de dom nio 116 Quadro 5 20 Exemplo de uma classifica o qualitativa poss vel para as zonas geot cnicas baseada na classiticacao geomecanica de Bieniawski recriar te A E a EAR 120 Quadro 5 21 Sobreposi o do zonamento ornamental e geot cnico com vista an lise da explorabilidade dojdzioo marmoreo em SUblEnoncO se dE E nda ST Saes AE RE e EE a 121 Engenharia da Produ o em Subterr neo Quadro 6 1 Ac es a desenvolver e resultados a obter com o estudo do m todo de desmonte 124 Quadro 6 2 F rmulas de dimensionamento dos desmontes por c maras e pilares atrav s do m todo da EE JU po q e RA RR RR A STEET PERUA NOR CORRER NOR DDR ND A RR RR RA 129 Quadro 6 3 Ac es a desenvolver e resultados a obter com a defini o do ciclo de produ o e com os dspecio com elered ona dOS ada a O AR a A 138 XIII EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Quadro 6 4 Sequ ncia de opera es para desmontar uma talhada de m rmore em subterr neo utilizando a ro adora e colch es hidr ulicos ou pneum ticos sus iia asas danosa baianas GS ais ae 140 Quadro 6 5 Sequ ncia de opera es para desmontar uma talhada de m rmore em subterr neo utilizando drrocadora scomadquina de lo dlaman ado a sess dna de EAE a du na aa 14 Quadro 6 6 P
227. gura 5 45 Previs o do m dulo de elasticidade do maci o rochoso com base nas f rmulas de c lculo dados pelas clgssiticacoes acomecanicos cs us ERR OO a E A Ca 111 Figura 5 46 Modela o das curvas de resposta do terreno e do suporte para uma escava o 114 Figura 5 47 Resultados gr ficos exemplificativos da aplica o do m todo dos elementos finitos ao estudo de uma galeria subterr nea para extrac o de m rmores iniciada a partir de uma explora o a c u aberto 117 Figura 5 48 Tens es e deforma es em torno de escava es rectangulares estudadas atrav s do m todo do eleme nmo s OnE erran A N N 118 Figura SA M todo dos elementos discreto S iee a E A A E T 118 Figura 5 50 Caracter sticas e par metros utilizados para definir as zonas geot cniCAS s sssssssisseirerirerirerrerrrrsrn 119 Figura 5 51 Exemplo do resultado da sobreposi o dos zonamentos ornamental e geot cnico para obter o ronamento omame malkoc oech nal sas Sd LS paia 122 Engenharia da Produ o em Subterr neo Figura 6 1 Fluxograma da fase 2 m todo de desmonte e ciclo de produ o do estudo para abertura de uma explora o subterr nea de M rMOTreS x dsastoS sara Dandiso fadada regina terra eau nais Es aa 123 Figura 6 2 Algumas situa es ao n vel da fractura o que condicionam a direcc o dos avan os no in cio da EX DIO OCO Oss a Dq E Ca a E o a 125 Figura 6 3 T cnicas de alargamento ga galera
228. ha de energia devem existir sistemas de ilumina o de seguran a que permitam aos trabalhadores orientarem se no interior da escava o 6 3 1 2 3 Drenagem Na zona do Anticlinal de Estremoz e porque as explora es se desenvolvem em po o a drenagem das guas que afluem explora o bem como os esgotos da gua utilizada nos desmontes devem merecer planeamento na fase de projecto A presen a de gua nestas explora es podem trazer problemas quer em termos da produ o quer ao n vel da seguran a Deste modo devem ser prevenidas situa es de inunda es que motivariam poss veis danifica es de equipamentos e problemas de seguran a para os trabalhadores Por outro lado h que garantir a exist ncia de gua com limpidez adequada para utiliza o nas actividades industriais dado que no Alentejo e principalmente no Ver o a gua escasseia Simultaneamente h que zelar pela protec o da qualidade da gua evitando quer a sua polui o atrav s de um tratamento e encaminhamento adequado quer ainda situa es de lixivia o de fracturas ou outras que poder o motivar instabilidade do maci o rochoso Assim devem ser tomadas medidas atendendo s caracter sticas hidrogeol gicas da zona onde se pretende abrir a escava o subterr nea de entre as quais se destacam Esgotos e Condu o da gua utilizada industrialmente para caixas de recolha deixando para tal uma ligeira inclina o nos pisos
229. haver necessidade de instalar sistemas de suporte indeform veis em algumas zonas cuja deforma o possa por em causa a estabilidade do maci o como o caso dos pilares centrais da escava o No que diz respeito ao tempo de aplica o do sustimento este deve ser aplicado no mais curto intervalo de tempo poss vel logo ap s a abertura do vazio de modo a actuar com maior efic cia Os principais m todos de sustimento que podem ser aplicados em desmontes subterr neos de m rmores s o os seguintes Pregagens e Ancoragens e Cabos Redes met licas e Projec o de bet o Na ind stria extractiva um dos m todos mais utilizado para estabilizar os maci os rochosos s o as pregagens cuja utiliza o tem vindo a ser incrementada ao longo dos ltimos anos Este m todo de suporte consiste num sistema pontual de sustimento que trabalha por atrito atrav s do contacto cont nuo com as paredes do furo O recurso frequente s pregagens tem a ver com o facto das mesmas apresentarem as seguintes caracter sticas e Vers teis podem ser utilizadas em qualquer tipo de geometria de escava es e Simplicidade na instala o n o apresentam nenhuma complica o e Baixo custo s o baratas relativamente ao efeito estabilizante e Racionais podem ser aplicadas atrav s de mecaniza o total e Podem ser combinadas com outros sistemas de suporte como as redes met licas e o bet o projectado e A fr
230. i osa em Portugal onde se extrai o Rosa Portugal m rmore rosa e os Alpes Apuan em It lia Carrara nos quais se explora o Bianco Carrara m rmore branco Os dep sitos de m rmore estendem se geralmente em reas de v rios quil metros normalmente afectados por dobramentos importantes Podem apresentar possan as elevadas Anticlinal de Estremoz Portugal e Alpes Apuan It lia ou espessuras reduzidas Macael Espanha A fractura o presente neste tipo de jazidas geralmente composta por v rias fam lias de descontinuidades Dificilmente se encontra nas jazidas de m rmore um nico tipo de material sendo comum o aparecimento de minerais de diferentes cores texturas e gr os dando origem presen a de diversas variedades de m rmore comercial Em termos mundiais os principais n cleos de explora o de m rmores e tomando m rmores n o no sentido comercial mas sim no significado cient fico de calc rios cristalinos encontram se distribu dos de acordo com o apresentado no Quadro 3 1 E RA 3 EXPLORA O DE M RMORES Quadro 3 1 Principais n cleos mundiais de explora o de m rmore N CLEOS COM ALGUMA i N CLEOS IMPORTANTES SEO N CLEOS SEM EXPRESS O Gr cia Argentina Angola ndia Brasil Mo ambique It lia Carrara Espanha Portugal Anticlinal de Estados Unidos da Am rica Estremoz Jugosl via Nam bia Noruega Rom nia R ssia Turquia Z mbia
231. ica dado que a mesma lhe confere resist ncia trac o servindo como armadura Apesar disso em casos em que o bet o n o sofra esfor os de trac o pode ser aplicado directamente no maci o Existem ainda outros tipos de sustimento que podem ser utilizados nos desmontes subterr neos de m rmore de entre os quais se destaca o entulhamento Este m todo consiste no enchimento de cavidades que j foram exploradas e que n o possuem qualquer viabilidade nem para reutiliza o por entulhos constitu dos por escombros de m rmores capazes de garantir a estabilidade das mesmas A aplica o desta t cnica pode ser til em casos de probabilidade de aluimentos e ou para minimizar os impactes causados pelo coloca o dos escombros no exterior formando as escombreiras que se revelam desenquadradas da paisagem Outros m todos pass veis de aplicar s o os esteios artificiais os quais podem ser de madeira met licos pilhas de pastilhas de bet o ou de blocos de m rmore devidamente esquadriados e empilhados Em determinadas zonas com instabilidades localizadas ou em galerias abandonadas podem ser utilizados com sucesso os elementos de suporte referidos Nos pilares pode existir necessidade de utilizar t cnicas de cintagem com barras met licas que ter o a fun o de evitar movimentos das fracturas presentes nos mesmos 7 3 3 CONDI ES DE APLICA O A presen a de fracturas nas paredes nos tectos e nos pilares apresenta se com
232. ical ou de um processo combinado de po o e rampa DodDaaoam Galerias Rampa S o combinados os desmontes a c u aberto e o subterr neo sendo estes realizados na encosta de um monte ou montanha PUNTAN Geralmente j existe a explora o a c u Flanco de aberto no entanto pode acontecer que encosta numa dada direc o de avan o da explora o esta n o se mostre vi vel Misto iniciando se a explora o em subterr neo embora a explora o a c u aberto continue noutras direc es Sem qualidade Avan os M rmore O desmonte misto em profundidade resulta O anii em geral de motivos semelhantes aos Rei 45 Profundidade descritos para o flanco de encosta com a act a M diferen a de se iniciar em profundidade a ame partir de uma explora o em po o Os desmontes em flanco de encosta n o s o caracter sticos do Anticlinal dada a topografia plana do mesmo O desmonte em subterr neo utiliza as t cnicas do desmonte a c u aberto depois de criado o primeiro piso ou seja durante a fase de rebaixo Por outro lado para abrir o primeiro piso piso de entrada necess rio construir uma galeria cujas dimens es s o fun o dos equipamentos a utilizar das produ es pretendidas e da morfologia da jazida entre outros tal como se mostra nas Figuras 3 2 e 3 3 19 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Sd o e SE e at j 3 AA Tan Et E j Figura 3 2 Defini o da
233. idades t m que ser dimensionadas com coeficientes de seguran a tais que impe am a indu o de fractura o extra no maci o Isto porque a diminui o da blocometria dispon vel para explora o influencia sobremaneira a viabilidade econ mica da mesma como se stads 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO N viu em cap tulos anteriores Este facto aliado poss vel utiliza o futura do espa o subterr neo posiciona a explora o de m rmores em subterr neo pr xima dos trabalhos de engenharia civil Nas explora es subterr neas de m rmore o factor de seguran a deve ser aplicado de modo a manter a estabilidade do maci o durante a abertura das cavidades mas mais do que isso garantir a aus ncia de fractura o induzida em redor das mesmas No que respeita estabilidade deve ter se especial aten o para o facto dos trabalhos de rebaixo das galerias aumentarem a esbeltez dos pilares e consequentemente diminu rem a sua resist ncia Pelo exposto deve ter se alguma sensibilidade na adop o do factor de seguran a a utilizar devendo o mesmo contemplar os seguintes aspectos e Necessidade de realizar rebaixos da galeria em fun o da profundidade da jazida se esta situa o n o for prevista no in cio da explora o poder inviabilizar a extrac o de m rmore em profundidade e Aparecimento de fracturas e outros fen menos que poder o enfraquecer a resist ncia dos pilares ex fen menos de al
234. ief of Engineers 15 September PINTO J L 1990 Estado de Tens o dos Maci os Rochosos Ingenium Revista da Ordem dos Engenheiros Novembro 1990 pp 12 30 191 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES PINTO P S S 1987 Observa o de Barragens de Aterro Laborat rio Nacional de Engenharia Civil Semin rio 281 Especializa o e Aperfei oamento Geotecnia Lisboa 1987 PRIMAVORI P 1996 Portugallo L evoluzione Continua Marmo Macchine N 128 2 Bim 1996 pp 88 108 PRIMAVORI P 1997 Il Materiali Lapidei Ornamentali Marmi Graniti e Pietre Edizioni ETS REYNAUD R VINT M C 1992 Estudo da Jazida de Calc rios Cristalinos de Estremoz Borba Vila Vi osa Sector de Pardais Instituto Geol gico e Mineiro Separata do Volume N 31 do Boletim de Minas Lisboa pp 355 473 REYNAUD R VINT M C 1994 Estudo da Jazida de Calc rios Cristalinos de Estremoz Borba Vila Vi osa Sectores Lagoa Vig ria e Borba Estudos Notas e Trabalhos Tomo 34 Ed Laborat rio e Servi o de Fomento Mineiro Porto pp 3 84 ROCHA M 1981 Mec nica das Rochas Laborat rio Nacional de Engenharia Civil Estudos Lisboa RODRIGUES F P 1986 Ensaios In Situ em Maci os Rochosos para Funda es de Barragens Geotecnia Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia N 46 Mar o de 1986 pp 35 58 SALAMON M D G
235. if cil de nivelar o l l F cil de preparar e nivelar Mais poluente necessita de lubrifica o no Menos poluente N o necessita de muita gua l o Necessita de muita gua durante o durante o corte corte Para al m da ro adora s o necess rios outros equipamentos para promover o desmonte da rocha em subterr neo dos quais se destacam a m quina de fio diamantado corte e esquartejamento os colch es hidr ulicos ou pneum ticos derrube a p carregadora ou a escavadora girat ria remo o os martelos pneum ticos esquartejamento a p carregadora transporte de blocos a grua extrac o de blocos e de escombros e os dumpers transporte de escombros Para al m destes equipamentos s o necess rias algumas ferramentas nomeadamente poleias para passagem do fio diamantado nos cortes posteriores da talhada rolos met licos para o corte horizontal inferior possibilitando o deslizamento do bloco depois de individualizado cunhas met licas para colocar em determinados cortes de modo a evitar que estes se fechem entre outros Os equipamentos referidos encontram se descritos com mais pormenor no Anexo VI no qual se apresentam algumas caracter sticas produtivas velocidades de corte consumos etc No caso da explora o em subterr neo resultar de um desmonte a c u aberto deve ser equacionada a utiliza o dos equipamentos existentes no novo m todo de desmonte e s adquirir aqueles que realmente s o neces
236. imentos e produtos agr colas e Tratamento de guas residuais e Armazenamento de produtos radioactivos e Centrais de ar comprimido e Cofres e Deposi o de res duos e Arquivo de documentos e Entre outros 47 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Segundo Jimeno 1995 a ideia de utilizar os espa os subterr neos deixados pela actividade extractiva n o nova J nos anos 1960 nos Estados Unidos Kansas City se pensava nestes aspectos no entanto os m todos de explora o que eram utilizados n o permitiam o uso desse espa o por quest es de estabilidade Assim a partir desta data foram tomadas algumas medidas em termos do espa amento regular dos pilares e do garante da estabilidade das explora es Esta ideia tem sido aproveitada por outros pa ses nomeadamente pela ustria Inglaterra Jap o Finl ndia e Noruega os quais t m vindo a utilizar as cavidades para os fins anteriormente apresentados As vantagens dos espa os subterr neos criados pela ind stria extractiva s o as seguintes adaptado de Jimeno 1995 e Temperatura praticamente constante ao longo de todo o ano o que reduz os custos com a climatiza o do espa o e Humidade facilmente controlada e Menores riscos de contamina o radiol gica e prolifera o de insectos e Menores custos de constru o e Diminui o da taxa de ocupa o dos terrenos superf cie e Custos de manuten o menores do que superf cie
237. iminui o da tens o normal por efeito da press o neutra u originada pela gua devendo ser utilizada a tens o efectiva o 6 u em vez de 6 98 Tensa Axial Oy Ibir x 10 DEP Efui A Duas fracturas fazendo 90 entre si 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 120 120 y Ibin x 10 8 8 5 Tensad Axial Qy Ibin x 10 S Tensa Axial Op Ibyir x 10 F P a E j 20 PEER TE E B Tr s fracturas fazendo 60 C Quatro fracturas fazendo 45 entre si entre si Figura 5 33 Representa o das curvas de resist ncia de provetes de rocha com m ltiplas descontinuidades em fun o do seu posicionamento em rela o direc o da carga 5 3 4 8 adaptado de Hoek e Brown 1980 DEFORMABILIDADE DO MACI O A deformabilidade de um maci o rochoso traduz a resposta que este oferece quando solicitado Essa resposta fun o do tipo ou tipos de rocha que o constituem e tamb m das caracter sticas das descontinuidades existentes No caso de um maci o pouco fracturado em que a rocha assume uma grande import ncia no seu comportamento o par metro que caracteriza a sua deformabilidade denominado m dulo de elasticidade do maci o E assumir um valor pr ximo do m dulo de elasticidade da rocha E Caso contr rio em maci os muito fracturados em que as descontinuidades apresentam espa amento reduzido e ou preenchimento co
238. imite da zona pl stica r c 1 6 Zona el stica ik 0 4 Q tens o m xima de corte Figura 5 36 Comportamento das tens es em redor de uma galeria circular adaptado de Mendes 1985 Atendendo figura anterior poss vel representar matematicamente as tens es na zona el stica as quais v m dadas pelas seguintes express es em que Go tens o tangencial tens o radial a raio da galeria r dist ncia do ponto considerado ao eixo da galeria Por sua vez na zona pl stica as tens es s o traduzidas pelas seguintes equa es Q k Q k Ro ae com k AGI S om og 7 og k A espessura da deforma o do raio pl stico para o interior da escava o Aa pode ser Og 2k determinada pela seguinte f rmula 1 v kc Aa v kc com kc Qo Ea Atendendo ainda figura anterior constata se que para uma dist ncia de 3 vezes o di metro 6 vezes o raio em rela o ao eixo da galeria o estado de tens o n o sofre qualquer perturba o devido abertura da escava o Na situa o em que n o existe rocha fracturada sem zona pl stica a diferen a entre og e o m xima na periferia da escava o ou seja r a No caso em que aparece uma zona de rocha fracturada a tens o de corte te 66 6 2 m xima no limite da zona pl stica ou seja r c O caso da galeria circular estudado atrav s da Figura 5 36 caracter stico de grandes profundidades em zonas de maci os muito
239. inar as tens es in situ existem dois tipos de t cnicas Mendes 1985 e Liberta o de tens es consiste na cria o de um vazio superf cie livre que permite a expans o dum volume de rocha que se encontra comprimido e Restaura o do estado de tens o consiste no restauro do estado de tens o ao qual se forneceram anteriormente condi es para a liberta o de tens o 188 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Relativamente s duas t cnicas apresentadas existem v rios m todos que se podem aplicar para determina o do estado de tens o preexistente dos quais se destacam os seguintes ver Figura 5 20 M todo da liberta o de tens es NV Bo 3 e Roseta extensom trica ee j e Furos de sondagem GN e Tens metro de diafragma T RD e Doorstopper CSIR ic pap o de elong metro e C lula oca ou c lula HI M todo de restaura o de tens es e Macacos planos Figura 5 20 Exemplo do m todo das rosetas e da utiliza o de furos de sondagem para determina o das tens es preexistentes fonte Mendes 1985 Existem outros m todos que permitem uma estimativa aproximada das tens es preexistentes destacando se a t cnica de fractura o hidr ulica Com esta t cnica poss vel a medi o de tens es at dist ncias de 50 m induzindo se a fractura o atrav s da aplica o de press es hidr ulicas na parede interna de um furo Com base
240. ipos de suporte a aplicar com base nos dados emp ricos dispon veis por parte das mesmas classifica es 3 Estimar os valores das tens es in situ com base em medi es regulares em locais adjacentes ao local de abertura da escava o e em material semelhante Se n o existirem possibilidades de realizar medi es as mesmas podem ser estudadas com base nas formulas o yh e o Ko 4 Estimar a tens o m xima em redor da superf cie da escava o atendendo distribui o de tens es em fun o da forma da cavidade e por aplica o de m todos de an lise num rica m todo dos elementos fronteira m todo dos elementos finitos m todo dos elementos discretos etc 5 Com a utiliza o dos dados geol gicos dispon veis devem ser examinados as situa es poss veis de gerar cunhas ou blocos individualizados capazes de cair Para tal podem ser utilizadas t cnicas de projec o estereogr fica atrav s da rede de Wulf Se existirem possibilidades de queda ou escorregamento de blocos devem ser considerados comprimentos e capacidades de carga das ancoragens e pregagens suficientes para estabilizar a escava o Suporte de cunhas ou blocos individualizados Hoek e Brown 1980 O factor de seguran a de um bloco ou cunha refor ado relativamente ao escorregamento atrav s de ancoragens dado por cunhas nos hasteais Es CJA Pcosy Tcos6 tgd S Pseny Tsen em que c Coes o d4 ngulo de atrito
241. ira embebidas em gua que provocavam a abertura de fracturas quando inchavam ou gelavam Fornaro e Bosticco 19944 Na regi o de Portodoro It lia na antiguidade o m rmore era desmontado com recurso for a humana As opera es de desmonte consistiam inicialmente na cria o de um t nel para entrada na jazida atrav s do uso do escopro e da marreta ver Figura 2 6 Depois de aberto o t nel era definida a largura dos blocos atrav s da execu o de dois rasgos laterais Para individualizar o bloco eram utilizadas serras de ferro temperado nos cortes de levante e verticais posteriores cuja ac o de corte era auxiliada pela introdu o de gua e de areia siliciosa A remo o do bloco fazia se com recurso a cunhas de madeira ou de ferro Del Soldato e Pintus 1985 Legenda lt T nel de acesso ao jazigo T Rasgos laterais que definem o bloco a desmontar Opera o de abertura dos t neis com marreta e escopro 4 Corte de rocha com uma serra de ferro temperado sendo adicionada no corte gua e s lica Homem que fornece gua e s lica para os cortes Cunhas de ferro e marreta utilizadas para destacar o bloco Aspecto das paredes desmontadas gt Opera o de expedi o do bloco para o exterior da pedreira atrav s de um plano inclinado Figura 2 6 M todo de desmonte em subterr neo utilizado na antiguidade na zona de Portodoro It lia adaptado de Fornaro e Bos
242. itologias F d oa ca e ma Jwa w 8 M dia h M dia OO Mdo M dio Desvio padr o Desvio padr o M dia m dio M dio M dio padr o padr o Metavulcanito 1 5 10 47 0 1 M rmore Claro com Yergada Dolomito Secund rio Dolomito Prim rio Fil o Doleritico 4 1 5 DADOS ESTAT STICOS Fte Feee Jeppe No Anticlinal existem cerca de 200 pedreiras em actividade de um total de aproximadamente 370 cortas existentes segundo Lamberto 1997 Essas unidades extractivas espalham se pelos v rios n cleos de explora o apresentados anteriormente A maioria das explora es tem uma profundidade entre os 15 e os 50 m existindo no entanto explora es com profundidades mais elevadas possuindo a mais profunda cerca de 110 m Mey EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Em termos do rendimento das explora es a c u aberto este pode variar entre os 5 e os 25 raramente excedendo esse valor O n mero de trabalhadores por explora o dever rondar em m dia os 7 a 10 homens e a produ o m dia anual na ordem dos 800 a 1000 m A explora o de m rmores no Anticlinal caracterizou se por um per odo de expans o e desenvolvimento durante a d cada de 1980 tendo mostrado uma estrangula o durante a d cada de 1990 A comprovar isto est o os valores de produ o de m rmores boca da pedreira entre 1976 e 1992 que cresceram linearmente assumindo valores de cerca de 200 000 to
243. iu a dobras isoclinais apertadas de plano axial N S e NNW SSE inclinando cerca de 20 para ENE com eixo subhorizontal Na segunda fase F2 as dobras resultantes apresentam orienta o NW SE com inclina o dos planos axiais que podem atingir 70 a 80 para SW com a atitude m dia de N30W 65 SW e com eixos mergulhantes entre 20 e 40 para SE e NW De acordo com Ladeira 1981 e com Reynaud e Vint m 1992 todo o maci o sofreu importantes esfor os tect nicos que lhe provocaram al m dos dobramentos e numa terceira fase intensa compartimenta o Essa compartimenta o apresenta como direc es mais importantes as seguintes 1 NNE SSW as fracturas NNE SSW apresentam inclina es dominantemente verticais estando associadas em alguns casos a dolomitiza o secund ria olho de mocho 2 ENE WSW estas fracturas tamb m subverticais apresentam se preenchidas geralmente por fil es doleriticos conhecidos na regi o por cabos reais 3 Sub horizontal inclina o m xima de 30 fracturas sub horizontais que podem apresentar inclina es m ximas da ordem dos 30 e direc es ENE WSW ou NNE SSW A tfractura o presente em diversas zonas do Anticlinal varia bastante tal como se pode observar na Figura 4 4 referente ao estudo levado a cabo por Ladeira 1981 embora se note uma certa const ncia nas fam lias de fracturas associadas estratifica o NW SE e direc o preferencial
244. iza o no caso de an lises bidimensionais e de estar bastante difundido existindo actualmente uma grande experi ncia na sua aplica o em estudos geomec nicos Por outro lado importa referir a potencialidade que o M todo dos Elementos Discretos apresenta para estudos de abertura de cavidades subterr neas superficiais cuja estabilidade est essencialmente condicionada pela resist ncia das fracturas que compartimentam o maci o Assim e apesar de ser um m todo ainda em fase de desenvolvimento pode ser bastante til no estudo de explora es subterr neas de m rmore pouco profundas 135 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Com a aplica o dos m todos de an lise num rica atrav s de programas computacionais poss vel comprovar a validade dos resultados obtidos com as classifica es geomec nicas e com o m todo da rea tribut ria e tentar a sua optimiza o Nas simula es a realizar devem ser criados modelos que traduzam o caso em estudo em termos geom tricos e dos valores das propriedades geomec nicas necess rios ao programa para que os resultados sejam representativos No caso das explora es subterr neas de m rmore interessa optimizar as dimens es das c maras e dos pilares a deixar Assim os estudos a efectuar devem permitir avaliar a resist ncia dos pilares com a diminui o da sua esbeltez de modo a definir uma altura ptima para as cavidades e ao mesmo tempo estudar a vari
245. lana e limpa Este ensaio apresenta as seguintes caracter sticas principais e Permite estimar a resist ncia das rochas e o m dulo de elasticidade de forma r pida e expedita e Trata se de um ensaio n o destrutivo e Pode ser utilizado em laborat rio e no campo equipamento port til e M todo pouco preciso quando utilizado fora da gama de rochas com resist ncia entre 20 150 MPa Como se viu anteriormente o princ pio de aplica o deste equipamento tem como base a aplica o de uma pancada atrav s de uma massa de a o numa superf cie de rocha a qual reage sendo essa reac o proporcional sua dureza Esta dureza representada pelo valor do ressalto R a qual correlacion vel com a resist ncia compress o e com o m dulo de elasticidade do material ensaiado A resist ncia compress o 6 e o m dulo de elasticidade E podem obter se a partir dos bacos que se apresentam na figura seguinte entrando com o valor de R dado pelo martelo de Schmidt tipo L e com o valor da densidade da rocha ensaiada M dia da dispers o da resist ncia para a maior parte das rochas MPa o o o o y O o um o aa Cu cu RR RR O RR r O 777 g E E 7 Sr E E E P RR A E 77 og E E 2 m Za A e l fi T E DARE z AA ER PR zj RU E 5 js LL 2 A y 25 5 i PAPE E Ag 23 E po E E p 22 E E Ae g E AA oo 3 s E AAA Fi AS 18 sil Y x KH Ay O 5 0152025 3
246. lling Quality Index da classifica o de Barton tens o horizontal Rock Mass Rating da classifica o de Bieniawski Rock Quality Designation v o da c mara volume m dio dos blocos expect veis VI SIMBOLOGIA V p O Oy O P Go SIGNIFICADO velocidade de propaga o das ondas P longitudinais velocidade de propaga o das ondas S transversais v os de seguran a das c maras largura da c mara largura do pilar deslocamento deforma o unit ria ngulo de atrito ngulo de atrito das descontinuidades peso espec fico coeficiente de Poisson coeficiente de Poisson din mico tens o principal m xima tens o principal m nima resist ncia compress o tens es horizontais tens o normal tens o radial resist ncia trac o tens es verticais tens o tangencial tens o de corte NDICES NDICE GERAL To INTRODUC O corona srs tn OT pd RS dl RREO rs nim e SO a ERRA E Ts 2e APRESENTACA ODO TRABAHO resetar E 2 2 RE ENAA FI TORN A eaan 5 2 1 EXPLORA O DE ROCHAS ORNAMENTAIS NO MUNDO nssssssnssssnsnsnssesneresrsresrsresrerrsrerrsrerrsens 5 2 2x EXPLORA O DE ROCHAS ORNAMENTAIS EM PORTUGAL asissatsissiaitasi asia saldas a iaaii 2 3 EXPLORA O DE ROCHAS ORNAMENTAIS EM SUBTERR NEO iiiiiiiiii 10 3 EXPLORA O DE M RMORES eres 12 Selo DAZBASDE NMARMORENO MUNDO sais SB SER Ds aa r EA E TN 12 SA C
247. lo de zonamento geot cnico bidimensional 2D PAR METROS ZONAMENTO GEOT CNICO e Litologias j p e Rede de fractura o e caracter sticas oro piu Identifica o das Zonas Geot cnicas das descontinuidades orienta o ME o mnt Zona A Maci o de M dia Qualidade espa amento continuidade etc 5 a j a O e Grau de altera o aj A Deu Mio pMa Clasitioaio dos e Condi es de percola o E Sa e Propriedades geomec nicas da rocha m e M dulo de elasticidade E u om Resist ncia compress o 6 a E Resist ncia trac o 6 e A Coeficiente de Poisson v 50 RE a Coes o c o a ngulo de atrito interno 6 a De a e Propriedades geomec nicas das s0 Bana descontinuidades M rmore Rosa Coes o c o E 154 Dolomito ngulo de atrito 04 tm 100 P ci add Escala horizontal igual vertical Figura 5 50 Caracter sticas e par metros utilizados para definir as zonas geot cnicas 119 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES No exemplo de zonamento apresentado na figura anterior poss vel verificar que as zonas com comportamento geot cnico id ntico s o definidas em fun o da litologia e da rede de tractura o existente no maci o Identificando numa primeira fase os limites das litologias com propriedades geomec nicas diferentes e numa segunda as zonas que apresentam caracter sticas de compartimenta o distintas poss vel definir posteriormente as v rias zona
248. m s e medi o por m s at aos seis meses e medi o de tr s em tr s meses depois dos seis meses s utilizada em cavidades abandonadas Quando se notarem varia es nos valores das leituras deve voltar se a realizar medi es di rias para verificar se essas varia es se mant m ou estabilizam No acaso de cavidades abandonadas devem ser realizadas medi es nos primeiros anos com periodicidade trimestral e s deixar de o fazer se n o se detectarem altera es e se os trabalhos de desmonte n o evolu rem para a proximidade destas 2 4 INTERPRETA O DE RESULTADOS Depois de efectuadas as leituras h necessidade de tratar os dados recolhidos Assim numa primeira fase deve se fazer uma an lise cr tica da leitura se poss vel no local comparando com os resultados da ltima leitura com o objectivo de avaliar o resultado obtido relativamente a uma poss vel situa o de alarme ou n o e para que se possam eliminar leituras an malas por compara o com os resultados de aparelhos adjacentes Os resultados obtidos dever o posteriormente ser tratados atrav s da sua representa o em gr ficos contendo as diferen as relativas e acumuladas de cada grandeza em fun o do tempo Esses resultados dever o ser guardados em ficheiros inform ticos que permitam extrair diferentes tipos de dados agrupados por aparelho e por data entre outros e que possibilitem a elabora o de gr ficos de um modo f cil
249. m espessuras elevadas esta situa o j n o se verifica apresentando o maci o valores de E bastante inferiores ao da rocha Os comportamentos geomec nicos caracter sticos dos maci os rochosos podem ser observados na Figura 5 34 atrav s do diagrama tens es deforma es Press es Press es Deslocamentos A Comportamento el stico Comportamento raro t pico de material homog neo B Comportamento frequente que traduz o fecho das diaclases e compacta o crescente do material argiloso Press es Press es Deslocamentos Deslocamentos Deslocamentos C Comportamento frequente que traduz o fecho das diaclases no caso em que as suas superf cies est o em contacto em pequenas reas zonas de esmagamento D Comportamento frequente que traduz o aparecimento de contactos de rocha depois de deformado o material argiloso de preenchimento Figura 5 34 Comportamento do maci o rochoso atrav s do diagrama tens es detorma es adaptado de Mendes 1985 99 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES A detormabilidade do maci o pode ser estudada atrav s de ensaios in situ tais como o ensaio com dilat metro utilizado em furos de sondagens ou o ensaio com macacos planos de grandes rea fazendo rasgos no maci o Ambos os m todos se baseiam na an lise de deforma es deslocamentos em fun o da press o aplicada ao maci o Existem ainda outros ensaios que podem ser realiza
250. m mais de 50 cm entre outros Blocometria s aplic vel s zonas de material com aptid o ornamental Atrav s dos par metros anteriores e caso a caso podem ser estabelecidas classifica es que integrem os v rios aspectos intervenientes e que permitam classificar cada uma das zonas do jazigo marm reo em fun o da sua qualidade ornamental A t tulo de exemplo apresentam se no Quadro 5 13 cinco classes que poderiam ser consideradas para classificar as v rias zonas sendo apresentado para cada uma delas em fun o das caracter sticas ornamentais referidas no Quadro 5 12 alguns tipos de materiais que as satisfazem O zonamento pode come ar por ser menos pormenorizado quando os dados s o escassos e gradualmente melhorado medida que se v o obtendo dados de campanhas de sondagens ou de outros estudos complementares 74 5 CGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Quadro 5 13 Proposta de classifica o qualitiva das zonas ornamentais e exemplos de materiais com aptid o ornamental que as satisfazem CLASSIFICA O DA CARACTER STICAS ORNAMENTAIS ZONA Qualidade Ornamental Fen menos Penalizantes M rmore de cor rosa branco ou creme sem Sem fen menos vergada e com qualquer penalizantes dimens o de gr o Excelente qualidade ornamental Boa blocometria Sem fen menos penalizantes ou com Boa a m dia alguns mas pouco blocometria frequentes M dia qualidade Apa
251. m subterr neo dos m rmores e por fim uma terceira fase onde se analisam as necessidades de aplica o de elementos de suporte artificial e as actividades de monitoriza o das cavidades com vista ao controlo da sua estabilidade UNDERGROUND MARBLE EXPLOITATION Geotechnical Aspects ABSTRACT Nowadays the use of underground quarrying methods for the exploitation of marbles in the Anticline of Estremoz Borba Vila Vi osa is a reality The need to introduce underground quarrying in that region is framed and analyzed in this work as well as its potential advantages presenting for comparison terms other nucleus worldwide where this type of quarrying method has been taking place for a long while Underground exploitation presents when approached empirically some hazards manifested in situations of stability and safety problems and reduced block yield available for exploitation especially in the Anticline of Estremoz Borba Vila Vi osa due to its geological complexity The prime objective of this work is the study of a design methodology for the opening of an underground exploitation of marbles in the Anticline of Estremoz Borba Vila Vi osa which deviates from the empiricism used until now in open pit operations exercising greater emphasis on the geotechnical and engineering questions involved The proposed methodology includes three operational phases Firstly the marble deposit will be characterized under an ornamental
252. ma grande procura quer a n vel do mercado interno quer mesmo ao n vel da exporta o t m os seus p los de extrac o localizados na zona do Maci o Calc rio Estremenho nos distritos de Santar m Alcoba a e Leiria EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Os granitos tamb m abundam no Alentejo especialmente no distrito de Portalegre e na regi o Norte de Portugal de onde se destacam os distritos de Braga Viana do Castelo Vila Real e Viseu As lousas ou ard sias t m em Valongo no distrito do Porto o seu principal n cleo produtivo enquanto o xisto explorado essencialmente no Alentejo mais propriamente nas localidades de Barrancos e Mour o 2 3 EXPLORA O DE ROCHAS ORNAMENTAIS EM SUBTERR NEO A explora o de rochas ornamentais em subterr neo come ou na antiguidade com os Eg pcios onde segundo dados existentes as galerias atingiam cerca de 6 m de altura Fornaro e Bosticco 19949 Na antiga Gr cia o m rmore estatu rio da Ilha de Paros foi tamb m explorado em subterr neo Posteriormente na poca Romana muitas outras pedreiras italianas subterr neas ganharam fama Trabalhar em subterr neo significava n o ter que enfrentar os rigores do clima e a possibilidade de realizar selectivamente as opera es de desmonte de rocha Segundo Fornaro e Bosticco 19944 a t cnica de corte para desmonte de rochas conhecida como Corte Romano foi utilizada at introdu o dos explosivos no s
253. madamente 50 desenvolvem os trabalhos em subterr neo Este tipo de explora es tende a aumentar no futuro devido presen a de fracturas nas bancadas superficiais Montanha formada por calc rios cristalinos datados do Lias Inferior Jur ssico Os m rmores desta regi o apresentam cores que varam entre o branco e o cinzento e por vezes apresentam tamb m tons esverdeados Os desmontes apresentam c maras de dimens es que variam desde 20x30 m a 150x20 m existindo em alguns casos uma c mara nica e noutros s o deixados pilares embora sem uma distribui o equidistante entre eles sendo frequente a exist ncia de diafragmas ou pared es a separar as c maras desenvolvem se em As explora es subterr neo em flanco de encosta sendo o m todo utilizado o de C maras e Pilares As fases de desmonte englobam a entrada em galeria e posteriores trabalhos de rebaixo utilizando as t cnicas do c u aberto As galerias apresentam alturas da ordem dos 3 m e os rebaixos s o realizados segundo alturas de 6 m 25 Trata se de uma nica pedreira situada em Danby no estado de Vermont nos Estados Unidos da Am rica Esta pedreira desenvolve se na encosta da Dorset Mountain A explora o iniciou se em 1905 e actualmente a maior pedreira subterr nea de m rmores do mundo Aspecto do relevo da regi so ai o zm x A camada de calc rio cristalino em explora o apresenta cerca de 25m de espe
254. manos relativamente explora o das pedreiras de m rmore de Apuan e por outro aos ataques dos povos b rbaros e ao seu dom nio nesta zona que motivavam a paragem da explora o Durante o Renascimento s c XV e XVI e mesmo no Neoclassicismo s c XVII e XIX Michelangelo Giambologna e Canova entre outros utilizaram o m rmore de Apuan para erguer monumentos e est tuas de rara beleza ainda hoje apreciadas O m rmore ficou conhecido em todo o mundo atrav s dos italianos e sempre ligado zona de Carrara Montanha de M rmore Todo o m rmore de outros pa ses era importado para It lia e vendido como m rmore de Carrara ou de Apuan O desenvolvimento da actividade de extrac o de m rmore s ganha express o no s culo XIX gra as ao emprego de p lvora negra no desmonte Esta nova t cnica veio aumentar os n veis de produ o embora tenha tamb m contribu do para a deteriora o de determinadas jazidas gra as fractura o induzida pela ac o do explosivo no maci o Do material desmontado com recurso quela t cnica s uma pequena parte pode ser aproveitada comercialmente pelo facto da estrutura cristalina do m rmore n o suportar as ondas da explos o Na Figura 2 1 ilustra se esta situa o com algum humor Com a situa o existente havia que pensar numa nova solu o de desmonte que minimizasse a perda de material e que aumentasse a produtividade De encontro a esta ideia foi desenvolvido em
255. mensionado tendo como base o compromisso entre a seguran a e o aproveitamento econ mico m ximo do jazigo mineral A seguran a e a taxa de recupera o est o directamente ligados s dimens es dos pilares que s o abandonados e das c maras que s o exploradas Rebaixo da Galeria Figura 3 7 Ilustra o do m todo de desmonte por c maras e pilares adaptado de Hartman 1992b O dimensionamento de desmontes pode ser realizado atrav s da teoria da rea tribut ria e ou por m todos de an lise num rica nomeadamente utilizando programas computacionais do m todo de elementos finitos e m todo das diferen as finitas entre outros que ser o apresentados adiante A maioria das pedreiras de m rmore e de outros tipos de rocha ornamental com explora o subterr nea recorre a m todos de desmonte por c maras e pilares essencialmente devido aos seguintes aspectos e Cs elementos de suporte s o os pilares mais barato e Os pilares podem ser dimensionados de modo a n o existir fracturas induzidas no maci o factor de seguran a salvaguardando a integridade do jazigo mineral do ponto de vista da fractura o e Permitem em geral uma recupera o aceit vel entre 60 90 e Existe a possibilidade de deixar pilares em zonas em que o material n o de t o boa qualidade e Pode se utilizar a maior parte do equipamento de c u aberto pois permite cavidades de grandes dimens es Este m todo cara
256. mento entre descontinuidades Caracter sticas das descontinuidades Condi es hidrogeol gicas E a E e Orienta o das descontinuidades Para classificar o maci o rochoso de acordo com esta classifica o geomec nica basta ter dispon veis dados sobre os par metros anteriormente apresentados e determinar atrav s da classifica o o valor de RMR Com base no valor de RMR determinado poss vel classificar o maci o quanto sua qualidade geomec nica e estudar os seus par metros de resist ncia estimar o seu m dulo de deformabilidade e analisar o sustimento necess rio para suportar a cavidade O m dulo de elasticidade do maci o En pode ser estimado em fun o do valor de RMR atrav s das seguintes express es E 2 RMR 100 Bieniawski 1978 a En 10 40 Serafim e Pereira 1983 Com base nesta classifica o e utilizando o valor de RMR calculado poss vel determinar os valores dos par metros m e s do crit rio de rotura de Hoek Brown apresentado anteriormente no cap tulo 5 3 4 2 109 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES As f rmulas a utilizar para essa determina o s o as seguintes Hoek 1985 in Bieniawski 1987 2 25 m m e 13 4 qua 2 Ss e 6 3 Esta classifica o pode ser aplicada numa fase preliminar do estudo do maci o rochoso e do dimensionamento dos desmontes permitindo comparar os resultados obtidos com outros m todos de an lise que ser o
257. mentos poss veis de aplicar An lise econ mica Investimento Equipamentos ferramentas e materiais Infra estruturas Trabalhos de prepara o acessos decapagem etc Custos de produ o Amortiza o dos equipamentos Custos com pessoal Consum veis Receitas estimadas Pre o de mercado pode ser obtido por compara o com materiais semelhantes ou consultando um especialista Produ o estimada compara o com projectos semelhantes Rela o custo receitas para estudar esta rela o deve ser efectuado o estudo anual para o per odo de amortiza o do investimento n o deixando de considerar a taxa de infla o e outros dados que possam ser importantes Conclus es e recomenda es Devem ser apresentados os seguintes pontos a b C Interesse do projecto Valor do investimento necess rio Expectativas econ micas Quantificar o risco Identificar a informa o em falta necessidade de estudos de pormenor baseados em sondagens ou outros T ET ANEXOS ANEXO II ASPECTOS A CONSIDERAR NA ELABORA O DO PLANO DE LAVRA baseado no folheto intitulado Plano de Lavra publicado pelo IGM em 1997 Introdu o Identifica o da empresa dos objectivos a atingir e descri o geral do projecto que se pretende levar a cabo Caracteriza o da Massa Mineral Localiza o e log stica deve ser apresentada uma fotografia e um mapa de localiza o escala 1 25 000 e 1
258. mesma frente de desmonte subterr neo O ajudante deve receber instru es do operador da ro adora durante as fases de montagem e alinhamento das m quinas de corte ro adora e m quina de fio diamantado Deve ser tamb m respons vel por colocar cunhas nos rasgos rolos met licos ou outros no sentido de levar a bom termo o desmonte da massa marm rea O ajudante dever estar a maioria do tempo junto do operador da ro adora embora n o necessite de a permanecer na fase de corte O condutor manobrador dever ser chamado para remover os blocos ap s a sua individualiza o movimentar os equipamentos e limpar algumas zonas Caso contr rio n o necessita de estar na zona da galeria Na fase de rebaixo da galeria os mesmos trabalhadores s o geralmente suficientes para realizar o desmonte embora neste caso o operador da ro adora opere com a ro adora de bancada e o ajudante realize a perfura o necess ria para passar o fio diamantado o que n o ocorria na tase de escava o em galeria Dependendo das caracter sticas da pedreira poder eventualmente ser necess rio recorrer a outros trabalhadores tais como o gruista extrac o dos blocos do fundo da explora o condutor de dumper transporte do material est ril para a escombreira etc 149 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 6 3 3 SEGURAN A E HIGIENE A explora o subterr nea semelhan a da explora o a c u aberto embora com algumas
259. minares do estudo de caracteriza o do maci o rochoso necess rias abertura da explora o O principal objectivo 108 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES lA das classifica es existentes permitir estudar a resist ncia do maci o rochoso e a sua deformabilidade e ao mesmo tempo determinar a necessidade de suporte a utilizar com vista manuten o da estabilidade das cavidades tendo em conta as caracter sticas dos trabalhos a efectuar no mesmo A classifica o dos maci os rochosos sofreu ao longo dos ltimos cem anos v rios desenvolvimentos A maior parte destas altera es foi desenvolvida para situa es relacionadas com a engenharia civil obras subterr neas De entre as classifica es existentes aplic veis a maci os rochosos destacam se as classifica es geomec nicas de Bieniawski 1976 e a do NGI Norwegian Geotechnical Institute ou de Barton 1974 por serem as mais utilizadas actualmente as quais t m vindo a ser refinadas com o passar dos anos nomeadamente atrav s da experi ncia acumulada 5 3 4 4 2 Classifica o de Bieniawski A classifica o de Bieniawski publicada em 1976 intitulada Rock Mass Rating RMR assenta em seis par metros a partir dos quais se determina o valor do RMR caracter stico do maci o rochoso Esses par metros s o os seguintes Resist ncia compress o Rock Quality Designation RQD Espa a
260. mitir a obten o de mais informa o por parte dos engenheiros no sentido de repensarem determinados aspectos do projecto de engenharia ex elementos de suporte a utilizar etc De acordo com Parker 1973 h que distinguir duas situa es de estudo relativamente ao sustimento as que evoluem demasiado em estudos te ricos para dar uma verdadeira explica o ao problema e as que n o contemplam a ci ncia e avan am por instinto podendo inviabilizar o recurso mineral existente Ambos pecam por falta de pondera o e de uma an lise adequada da situa o Assim a melhor abordagem aquela que alia a teoria pr tica ou seja que junta o trabalho de escrit rio e laborat rio com a recolha de informa o no campo a uma escala correcta do problema 7 3 1 IDENTIFICA O DAS CAUSAS DE INSTABILIDADE O dimensionamento do sustimento adequado para determinada situa o de instabilidade assenta na necessidade de conhece la e tentar prever a sua ocorr ncia antes que provoque danos Ao n vel da lavra subterr nea de m rmores e atendendo a que a mesma se desenvolve em maci os em geral de elevada resist ncia e de baixa deformabilidade h a considerar alguns tipos de rotura caracter sticos nestes maci os e que se encontram descritos em pormenor no Anexo VII em termos dos seus par metros cr ticos e dos seus m todos de an lise 163 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES No que se refere aos casos de instabilida
261. mportante na selec o natural das empresas competitivas e com capacidade de se implantarem no mercado 172 8 TEND NCIAS DA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 8 2 CRESCENTE INFLU NCIA DOS CONSTRANGIMENTOS AMBIENTAIS Ao longo deste trabalho t m sido afloradas as quest es ambientais como factores favor veis explora o subterr nea de m rmores um facto que as cada vez maiores e mais severas exig ncias ambientais v m dar uma ajuda importante ao desenvolvimento da lavra subterr nea de m rmores no Alentejo uma vez que os baixos rendimentos das explora es a c u aberto provocam o aparecimento de enormes escombreiras totalmente desenquadradas na paisagem da plan cie Alentejana A explora o subterr nea dado o seu car cter selectivo uma vez que permite deixar pilares em zonas com fraca ou nenhuma qualidade ornamental e explorar as zonas melhores embora seguindo crit rios adequados sem realizar lavra ambiciosa possibilita redu es consider veis na produ o de est reis ao mesmo tempo que deixa livre o terreno superf cie para outros usos ex agricultura revelando se um m todo menos agressivo para a paisagem Por outro lado a lavra subterr nea apresenta ainda outros benef cios ambientais nomeadamente a redu o do n vel de ru do emitido para o exterior e a minimiza o dos impactos causados na paisagem na flora e na fauna al m de permitir um armazenamento de res duos nas cavidade
262. n A A Balkema Rotterdam BIENIAWSKI Z T 1992 Design Methodology in Rock Engineering A A Balkema Rotterdam BIOLATTI G BOSTICCO L FORNARO M PICCINI C MARINI G PANDOLFI O SANFILIPPO F 1994 Sperimentazione per il Transferimento di una Coltivazione a Cielo Aperto in Galleria nel Caso di una Cava Di Pietra Conglomeratica Ill Congresso ltalo Brasiliano Di Ingegneria Mineraria Verona 26 27 Settembre 1994 BIR N C ARIOGLU E 1983 Design of Supports in Mines John Wiley amp Sons Inc BLOOR S 1989 Strain Monitoring in UK Coal Mine Tunnels Geotechnical Instrumentation in Practice Purpose Performance and Interpretation Proceedings of The Conference Geotechnical Instrumentation in Civil Engineering Projects The Institution of Civil Engineers Thomas Telford London pp 535 550 BOSTICCO L FORNARO M ORESTE P P 1993 Using Numerical Methods to Rationalize Quarrying in Underground Quarries with Reference to Carrara Marble Quarry amp Construction n 6 BOSU M CICCU R MANGA P P 1995 A rational approach to the design of underground marble quarries IV Congress of Min Planning Ed Balkema Montreal BRADLEY F MUSETTI C 19964 Analysis of the Business Management of a Stone Company Part Internationale Marmo Macchine n 13 Aprile Giugno pp 78 110 BRADLEY F MUSETTI C 1996b Analysis
263. n am mesma empresa se forem de Aspecto de antigos desmontes subterr neos que foram A o alargados a c u aberto protec o luz da legisla o vigente O desmonte realizado com recurso a ro adoras empresas diferentes ter se que deixar 10 m de de bancada que fazem os cortes verticais que definem os blocos a desmontar sendo o corte de levante realizado atrav s de da m quina de fio diamantado ou mais raramente por guilha o A l EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES O O Q O ANEXO II CONTE DO DO ESTUDO DE PR VIABILIDADE adaptado de Bradley 1999 Recolha de dados Levantamento topogr fico Levantamento geol gico Estudo das litologias Estudo de fractura o Estudo geomorfol gico Defini o pr via do modelo geoestrutural Levantamento hidrogeol gico Estudo das condi es log sticas servi os infra estruturas acessos etc Caracter sticas geol gico econ micas Caracter sticas comerciais dos materiais recolher amostras e realizar ensaios tecnol gicos Quantifica o do volume dispon vel para explora o com base no levantamento geol gico An lise da blocometria dispon vel para explora o com base no estudo da fractura o Quantidade de material sem valor comercial escombros a desmontar Par metros de desmonte T cnicas de extrac o considera es sobre o m todo de desmonte a utilizar Equipamentos necess rios an lise dos equipa
264. n em 1976 e de 640 000 ton em 1992 Costa et al 1998 Este estrangulamento comprovado pelos dados estat sticos da produ o de m rmore em Portugal que se apresentam no Quadro 4 3 tem impedido o desenvolvimento do sector Como justifica es para a situa o no sector podem apresentar se as exig ncias do mercado as exig ncias ambientais que s recentemente come aram a trazer constrangimentos s explora es e factores externos tais como a Guerra no Golfo em1991 entre outros Quadro 4 3 Dados estat sticos da explora o de m rmores do distrito de vora baseado em Martins 1994 1995 e 19964 SO Ro RO Ro RSA RSA Dm Re 1996 N N Pedreiras Activas Activas 219 N Trabalhadores 2 907 3020 3029 2965 2 755 2777 2736 2718 e encarregados N milon 543 597 631 643 s59 622 625 6 11861 14648 16618 17826 17651 19087 19416 20059 Produ o U nt ro 2179 2366 2523 2584 2526 2602 2741 286 m dia ton Produtividade ton Homem ano Produ o Nacional de Rochas Ornamentais 928 1 062 1162 1144 1047 1112 1 157 1197 mil ton Produ o Nacional de Rochas Ornamentais 16 210 20 432 23 805 24618 23986 26376 27 766 29 454 mil contos Peso na Produ o Nacional de Rochas 58 5 55 7 54 3 56 2 56 9 55 9 54 0 52 3 Ornamentais 4 1 6 PRINCIPAIS CONDICIONALISMOS EXPLORA O A explora o de m rmores no Alentejo apresenta alguns
265. na do ds dress iate db ide 82 Sud ENOS LO DONO EQ Sepe e Dr Ol GO GD a do O a ER E Rd 85 Doca rl ENSGIOSDINQMICOS masa und asd as E Sa o ind 386 So 22 Compressdo Uniaxial IM ples ima a A aa dado assada 87 Dos Lompe Sao Moda a A dado 88 Dida Resi encara EXT Orsiera a a a DR ad 39 FAs EO DI Ne Oss e Ci a a ed Gde 90 5 3 2 6 Ensaio de Deslizamento de DidCIases escassas dai a adadda aa dna Sad add da EU 91 Dos Esjudodas DesconiinuidadES sl dA ai E a a 92 Dido Node o CeomeCANIco pari EP a Na E TER 94 De lr MEC COS aan sea A a A A 94 Dodo RES TENCI O MAGC O aasi nn sai dO ai a a a 94 53 43 Deformabilidade do MaCIco ssatrstasediiesns snes bas al oa e sf agia saio a 99 5 3 4 4 Distribui o de Tens es em Redor de Cavidades iiieeeees 100 Gac R RM O lassihicacoes C cap ie pn 6 o 1 RR RR RD 108 5 3 4 4 2 Classifica o de Bieniawski ssa de lua ci id ed o e a canal de ha a 109 5 44 900 ossiica o Barton qu de NGI ss soa ssran bananas paiesadods bands a O 110 5 3 4 4 4 Compara o entre as duas Classifica es ciciici eres ereereereees 112 Dedo Melodos de QICUlOs reaa E NA 113 Krko k Merdo ANA COSsen a pa Ra A aa a qa a od a a di 113 Du DZ Metodos NUMEnNCOS soere E A a E N 115 SoA 0 Lonamento CeoteciiCO ritiene E E E ES 119 dd ZONAMENTO ORNAMENTAL SEOTECNICO quais ima E UA td 120 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO 123 Ou PROCR MA DEACIMIBADES senta parta pois ada A e REA A 123 BZ METODO DEDE MONTE s
266. nas sec es centrais da escava o Medi es semanais a quinzenais Nota A frequ ncia de medi es indicada para cada tipo de instrumento a prov vel embora a mesma seja fun o das caracter sticas do local onde o equipamento est instalado das condi es de estabilidade do maci o do avan o dos trabalhos da dimens o dos desmontes entre outros pelo que deve ser definida caso a caso No momento da instala o dos instrumentos devem ser efectuadas v rias leituras para determinar o valor da leitura inicial estabilizada Todas as medi es futuras ser o realizadas em rela o ao valor da leitura inicial sendo o resultado destas dado pela diferen a entre o valor da leitura num determinado momento e o valor inicial A evolu o desta diferen a informa sobre o comportamento do maci o no que diz respeito grandeza avaliada 160 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE Mal se verifique que os valores das medi es apresentam tend ncia para a estabiliza o e n o existem altera es na cavidade junto da zona de instala o dos aparelhos ent o a periodicidade das medi es pode ser reduzida e vice versa Como primeira aproxima o neste tipo de actividades a periodicidade das leituras pode ser definida do seguinte modo e medi o di ria durante as primeiras duas semanas e 2 medi es por semana at ao fim do primeiro m s e medi o por semana at ao fim do segundo
267. naturais Extrac o Beneficia o e Aplica o Rochas amp Equipamentos n 43 3 trimestre pp 98 156 CARVALHOSA A GON ALVES F OLIVEIRA V 1987 Not cia Explicativa da Folha 36 D Redondo da Carta Geol gica de Portugal Servi os Geol gicos de Portugal CASTRO J T 1994 La Mina de Pizarra Una alternativa de futuro Roc Maquina Piedras Naturales Maquinaria Y Equipos Septiembre de 1994 pp 83 88 CASTRO J T 1995 Amostragem de Sondagens de Ard sia Comunica es do 1 Congresso Internacional da Pedra Natural Feira Internacional de Lisboa 15 17 Junho Lisboa pp 161 165 CEVALOR 1999 Estudo para a Abertura de uma Explora o Subterr nea de M rmore no Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa Projecto PORA Fase 3 Caracteriza o Geomec nica do Maci o Relat rios de Progresso realizados pela Sec o de Explora o de Minas do Instituto Superior T cnico Borba COATES D F 1981 Rock Mechanics Principles CANMET Energy Mines and Resources Canada CONTI G MONTANI C PINZARI M 1990 Marble In The World The stone industry and its trade Societ Editrice Apuana January 1990 COSTA C 1992 As Pedreiras do Anticlinal de Estremoz A geologia de engenharia na explora o e recupera o ambiental de pedreiras Disserta o Apresentada para Obten o do Grau de Doutor em Geotecnia
268. ncia e aproveitamento econ mico dos m rmores nacionais citando se a t tulo de exemplo as exporta es das rochas portuguesas para Fran a durante o reinado de Lu s XIV s c XVII para edificar as suas Taustosas constru es Apesar da evolu o registada s no s culo XIX a partir da Exposi o Internacional de Paris em 1855 se iniciou a nova era da ind stria extractiva e transformadora das rochas ornamentais em Portugal Castro e Sola 1969 in Andrade e Apolin rio 1978 As pedreiras mais exploradas nessa altura eram as de P ro Pinheiro Sintra que continuaram a s lo at meados deste s culo A partir de ent o come ou a incrementar se a extrac o dos calc rios cristalinos Alentejanos m rmores at a incipiente No per odo entre 1950 1970 registou se uma grande depend ncia do mercado interno pelo que os ciclos da actividade de constru o civil se repercutiam de imediato na actividade do sector A exporta o embora j com valores significativos era constitu da principalmente por blocos A partir de meados da d cada de 1970 a abertura ao exterior da nossa economia teve uma influ ncia decisiva no evoluir da estrutura da ind stria de extrac o e transtorma o das pedras naturais assistindo se a partir dessa data a fortes taxas de investimento e ao lan amento decisivo de empresas Portuguesas na conquista dos mercados externos Em termos cronol gicos foi na d cada de 1950 que se a
269. ncialmente a ro adora de galeria Caso a explora o subterr nea parta de uma corta a c u aberto poder ser utilizada a informa o geol gica e geot cnica existente pelo que os custos com estes estudos ser o inferiores SAE EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES O mesmo se passa ao n vel dos equipamentos dado que os meios tecnol gicos para explora o subterr nea s o os mesmos do c u aberto com excep o da ro adora para galeria que ter que ser adquirida ou alugada Em termos da lavra propriamente dita existem alguns custos caracter sticos do desmonte a c u aberto que n o se verificam em subterr neo tais como custos de decapagem de movimenta o e deposi o de escombros e gastos com a recupera o paisag stica Apesar disso existem outros custos que s o especialmente caracter sticos do subterr neo tais como os custos de ventila o ilumina o estabiliza o e monitoriza o dos maci o A adop o de uma lavra mista traduzir se numa maior longevidade das explora es com aspectos positivos ao n vel da gest o da explora o embora exija maiores investimentos e custos operacionais que ser o compensados por maiores receitas tal como se pode observar na Figura 4 7 Receitas da explora o subterr nea Receitas da explora o a c u aberto Receitas da explora o a c u aberto cash flow cash flow 5 o Custos oper
270. ndo toda a informa o coligida nas fases anteriores de caracteriza o da jazida deve come ar se por caracterizar o maci o atrav s das diferentes classifica es geomec nicas embora os resultados a obter s devam servir como orienta o Posteriormente devem utilizar se m todos anal ticos como o da rea tribut ria aplic vel ao desmonte por c maras e pilares de modo a determinar os par metros geom tricos dos desmontes Esses par metros dever o ser posteriormente optimizados uma vez que o m todo da rea tribut ria conservativo atrav s da realiza o de simula es com os m todos de an lise num rica adequados ao problema a estudar com especial destaque para o M todo dos Elementos Finitos e M todo dos Elementos Discretos Este ltimo poder ser aplicado em explora es perto da superf cie quando o maci o se apresenta muito compartimentado presen a de blocos de rocha Nos cap tulos seguintes apresentam se os principais m todos de dimensionamento considerando que o m todo de desmonte com maior aplicabilidade ao caso da explora o subterr nea de m rmores o de c maras e pilares 6 2 2 1 M TODO DA REA TRIBUT RIA O m todo da rea tribut ria consiste num m todo anal tico de aplica o simples e que permite dimensionar os desmontes por c maras e pilares Nos cap tulos seguintes ser apresentada a base deste m todo e as f rmulas de c lculo que permitem dimensionar os desmonte
271. niaxial simples e par metros a determinar 87 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Na determina o do m dulo de elasticidade de rochas usual utilizar v rios ciclos de carga descarga em que o primeiro tem como objectivo ajustar o provete ao sistema de carga enquanto os restantes permitem determinar esse par metro Entre cada trajecto de carga e descarga deve se esperar um certo tempo cerca de 15 minutos para verificar se existem comportamentos anel sticos das rochas Mendes 1985 Os par metros a estimar com a realiza o deste ensaio atendendo Figura 5 22 B s o determinados do seguinte modo Resist ncia Compress o Simples 6 determinada levando o provete rotura e registando o valor da carga m xima atingida O valor de o calculado dividindo a carga m xima P pela rea da base do provete ensaiado Area tal como se apresentou na f rmula correspondente da Figura 5 22 B M dulo de Elasticidade E e Coeficiente de Poisson v s o determinados com base na curva de carga descarga geralmente at valores de 50 da carga de rotura e recorrendo s f rmulas respectivas apresentadas na Figura 5 22 B Para isso deve se conhecer previamente a tens o m xima de rotura da rocha Os ensaios de compress o uniaxial permitem estudar o efeito de escala na resist ncia compress o das rochas Segundo estudos de Bieniawski 1969 sobre provetes c bicos de diferentes dimens es arest
272. nica do IST atrito p fonte Geoconsult 1995 Figura 5 27 Procedimento do ensaio de deslizamento de diaclases e determinana o dos par metros de resist ncia ao corte das diaclases Este ensaio permite medir os par metros de resist ncia ao corte de uma fractura Para tal aplica se uma carga normal o ao plano da fractura que se mant m constante aumentando a carga transversal t at rotura Deste processo resulta um par de valores 6 7 correspondentes rotura da diaclase Atrav s da repeti o deste processo para pelo menos tr s valores diferentes de o obt m se por regress o linear a recta de rotura caracter stica da fractura em an lise ou seja a recta de Mohr Coulomb correspondente Com base nesta recta poss vel determinar os par metros que caracterizam a resist ncia ao corte da fractura nomeadamente o ngulo de atrito e a coes o aparente c tal como se mostra na Figura 5 27 B Com base nesta figura verifica se que medida que se aumenta a tens o de corte t origina se um deslocamento de uma semi caixa em rela o outra Se a descontinuidade for planar os resultados obtidos consistem em gr ficos semelhantes aos que se apresentam na Figura 5 28 A 91 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Como se pode observar na Figura 5 28 A de um modo geral a resist ncia ao corte aumenta at um m ximo chamado resist ncia ao corte de pico a partir do qual continuando o deslocamento a
273. ntar se coligir a maior quantidade de bibliografia sobre a zona em estudo de modo a poupar tempo e dinheiro na obten o de informa o j existente A consulta da carta geol gica do IGM Instituto Geol gico e Mineiro escala 1 50 000 e da respectiva noticia explicativa bem como poss veis cartas geol gicas a escalas maiores s o de extrema import ncia e fornecem dados variados tais como estratigrafia tect nica hist ria geol gica petrologia hidrogeologia entre outros Devem tamb m ser consultados os mapas geot cnicos hidrogeol gicos e de ordenamento do territ rio caso se encontrem dispon veis O recurso fotografia a rea pode tamb m ser til para se observarem acidentes tect nicos falhas outras descontinuidades estratigr ficos atitude das camadas e geomortol gicos topografia drenagem superficial que s o facilmente evidenciados no estudo estereogr fico das mesmas Neste est gio da caracteriza o da jazida o estudo da geologia regional que deve constituir o objectivo central As condi es estruturais que ocorrem num determinado local s o o produto da ea EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES hist ria geol gica da regi o onde est inserido Assim atrav s do conhecimento geol gico global da regi o poss vel obter informa es preciosas para o estudo local e consequentemente para as actividades subsequentes da caracteriza o geol gica do jazigo mineral 5 2 2 LEVANTAMENTO
274. nte express o para determinar a resist ncia ao corte das descontinuidades Barton e Bandis 1990 T 6 tg JRC os ES 6 n em que T resist ncia ao corte O tens o normal superf cie da descontinuidade ngulo de atrito residual da descontinuidade JRC coeficiente de rugosidade determina se atrav s de bacos JCS resist ncia compress o uniaxial da parede da descontinuidade pode se determinar atrav s do martelo de Schmidt O coeficiente JRC pode ser tirado do quadro ou do baco da Figura 5 32 de acordo com o seu perfil O JCS pode ser determinado ensaiando a superf cie de descontinuidade com o martelo de Schmidt e entrando com o valor do ressalto R no baco que relaciona este par metro com a resist ncia compress o da rocha o anteriormente apresentado no cap tulo 5 3 1 1 ver Figura 5 16 Os par metros anteriores devem ser corrigidos para o efeito de escala tendo Barton e Bandis 1982 proposto as seguintes express es de correc o l z0 02RE e 0CS JRC JRC fa e JCS EC E k Lo em que JRC JCS e L referem se a uma amostra de laborat rio de 100 mm JRC JCS e L referem se aos blocos in situ 97 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Amplitude da Rugosidade mn e qt e ee me ma aa rem Cn a riu a e a S JRG 4 B E EA ds aa RO NR e JRC 12 14 o AR angina JRC 14 16 Ed E RE RR Ee E S
275. ntes uns dos outros de modo a n o existirem perturba es Neste tipo de ensaio ainda necess rio ter em conta a localiza o das bases extensom tricas de medi o e a presen a de fracturas ou de outro tipo de descontinuidades que podem afectar o resultado 84 5 GGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Com base nos valores da press o registada e ap s algumas correc es tais como a da temperatura determina se o valor da tens o instalada no maci o na direc o correspondente aplica o da press o de restauro ou seja normal orienta o dos rasgos tens o vertical o e o tens es horizontais Etapas 1 Coloca o de bases Bases extensom tricas ES mm extensom tricas t 250mm 2 Leitura das Sec o distancias entre as bases 3 Abertura do ro o E 4 Aguarda se que o BASES a MACACO l EXTENSOM TRICAS a PLANO maci o se deforme E TS no sentido do vazio ZE X T 5 Regista sea deforma o o 6 Instala se o macaco MAN METRO plano Aplica o por BOMBA i HIDR ULICA Extens metro patamares da press o capaz de Macacos planos nular C lula de gnu aras press o deforma es Procedimento para a realiza o dos rasgos e determina o das tens es in situ l POPI B Equipamentos intervenientes na fase de pressuriza o pelo m todo dos macacos planos dos rasgos para restitui o do est
276. nto de vista t cnico quer econ mico pois permite prever o trabalho a m dio prazo A import ncia do Plano de Lavra que n o passava de uma formalidade legal tem vindo a mostrar 48 4 CARACTERIZA O DO ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA se cada vez mais til gra as talvez ao melhoramento das t cnicas de recolha de informa o forma o especializada das pessoas que elaboram esses planos e a uma maior exig ncia por parte da entidade licenciadora No projecto de engenharia para abertura de uma explora o subterr nea qualquer que seja e segundo Gama 1995 existe um conjunto de factores que devem ser tomados em considera o dada a influ ncia que t m sobre o resultado final do mesmo Esses factores s o os seguintes e s propriedades mec nicas das rochas envolvidas e Estudo da tens o preexistente peso dos terrenos ac es tect nicas etc e Geometria das escava es deve estar de acordo com a tens o preexistente e Velocidade de avan o das escava es e t cnicas de abertura e Tempo entre o desmonte e a instala o dos suportes e Adequa o de sistemas escolhidos para o suporte dos tectos e Controlo de estabilidade por observa o e por instrumenta o e Dura o e fun o das cavidades Atendendo aos aspectos anteriormente focados deve ser elaborado o Plano de Lavra em concord ncia com a legisla o vigente o qual dever considerar os aspectos apresentados no An
277. nto topogr fico ex escala 1 500 sendo este volume calculado com base nos seguintes aspectos e Continuidade e caracter sticas da jazida em profundidade e rea pass vel de explorar determinada em fun o do limite do terreno existente de problemas de instabilidade e da tecnologia dispon vel entre outros Reservas teis Volume total de reservas subtraindo a quantidade de material com qualidade ornamental existente nas zonas de defesa Estas zonas devem ser deixadas fora da rea a explorar e apresentar uma dimens o concordante coma a legisla o de pedreiras em vigor S o estas ltimas que devem ser consideradas para o estudo de viabilidade do jazigo mineral Atendendo metodologia que vem sendo apresentada o c lculo de reservas pode ser efectuado com base nas cartas ou blocos diagrama representativos do zonamento ornamental para cada uma das zonas com qualidade ornamental definidas nesse mesmo zonamento lt 76 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5 3 CARACTERIZA O SEOMEC NICA A caracteriza o geomec nica conforme referido anteriormente fundamental para definir o modelo geomec nico do maci o utilizando as t cnicas de estudo definidas nos cap tulos seguintes Os resultados de ensaios geomec nicos a realizar sobre rochas in situ e em laborat rio com vista caracteriza o da sua deformabilidade e resist ncia podem variar com os seguintes aspectos
278. o a obten o de uma imagem bidimensional 2D a qual pode ser comparada com a distribui o real das fracturas na rea estudada ver Figura 5 9 A sensibilidade para a revela o de fracturas est directamente ligada com o contraste diel ctrico entre o m rmore e o material de preenchimento dependendo da espessura deste ltimo O geo radar est equipado com um conjunto de antenas com frequ ncias entre 100 MHz e 1 GHz Quanto maior for a frequ ncia maior a defini o mas menor ser a penetra o no terreno e vice versa experi ncia tem mostrado que a frequ ncia de 500 MHz nos m rmores a que permite as melhores condi es para o estudo em profundidade com uma penetra o da ordem dos 10 m Para esta rocha e para profundidades mais elevadas os dados obtidos n o s o fi veis Bradley 1999 Sua 13 A Resultado obtido pela aplica o do m todo do geo radar B Distribui o real das fracturas na rea estudada Figura 5 9 Compara o entre os resultados obtidos na prospec o atrav s do m todo electromagn tico do geo radar e a situa o real fonte Bradley 1999 _ 65 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES A principal vantagem deste m todo reside no facto de n o ser destrutivo Contudo tem a desvantagem de n o dar informa o relativamente s caracter sticas est ticas do material e de n o poder ser realizado por pessoal da pedreira dada a complexidade na interpreta o
279. o a principal causa de instabilidade originando queda de blocos e redu o da resist ncia dos pilares naturais Para fazer face a este problema podem ser aplicadas pregagens ancoragens ou cabos para aumentar a resist ncia ao corte das descontinuidades e assim evitar problemas de rotura Para a realiza o deste tipo de ac es de estabiliza o e especialmente para o refor o dos pilares fundamental conhecer a resist ncia ao corte das descontinuidades presentes no maci o no sentido de dimensionar convenientemente os elementos de suporte Na Figura 7 6 apresenta se uma das situa es mais preocupantes em termos de instabilidade ou seja o caso de um pilar que atravessado por uma superf cie de descontinuidade que motiva movimento Nesta situa o deve se intervir atempadamente com vista sua resolu o pois a mesma pode criar problemas graves de instabilidade no maci o Figura 7 6 Estabiliza o de pilares fracturados fonte Greco Fornaro e Oggeri 1999 170 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE Os principais m todos de sustimento a utilizar em fun o das condi es de instabilidade t picas de explora es subterr neas de m rmores s o os seguintes Queda de blocos e Pregagens e Ancoragens Desplacamento de grandes massas e Ancoragens e Cabos e Entulhamento Escorregamento de terras ou de zonas alteradas e Rede malhassol e Drenos e Pregagens ou ancoragens e Bet
280. o bet o projectado possui arames com cerca de 4 mm de espessura di metro interligadas formando uma malha de 100 x 100 mm Com esta configura o a malha met lica tem a vantagem de possuir as caracter sticas ideais do ponto de vista mec nico e al m disso pode ser colocada e manuseada por um s homem 8 Bet o Projectado O bet o projectado constitu do por cimento areia e britas de granulometria fina as quais s o aplicadas atrav s de energia pneum tica e compactadas de um modo din mico gra as alta velocidade com que s o projectados Em termos de aplica o a zona a projectar deve ser previamente sujeita a um jacto de ar ou gua de modo a remover eventuais pedras soltas e poeiras existentes na superf cie O bet o projectado a cerca de 1 a 1 5 m de superf cie em pequenos c rculos Para realizar este trabalho a galeria deve estar bem iluminada e ventilada E ud EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES ANEXO IX METODOLOGIA DE AN LISE E DIMENSIONAMENTO DO SUSTIMENTO A APLICAR No dimensionamento do suporte a utilizar para o caso em estudo devem ser seguidos os passos que se apresentam abaixo para realizar uma primeira avalia o da situa o baseado em Hoek e Brown 1980 1 Durante a fase de prospec o e com base nos dados colhidos devem ser feitas tentativas de classificar o maci o rochosos com base das duas classifica es geomec nicas Bieniawski e Barton 2 Estudar preliminarmente os t
281. o de monitoriza o a efectuar as quais se encontram apresentadas no Quadro 7 1 e ser o objecto de estudo nos cap tulos seguintes Quadro 7 1 Ac es a desenvolver e resultados a obter com as actividades de monitoriza o dos desmontes ETAPA 3 1 MONITORIZA O ACTIVIDADE AC ES MEIOS RESULTADOS A OBTER 3 1 1 Actividades e Respons veis Defini o do programa de instrumenta o Identifica o dos locais a serem instrumentados 3 1 2 Grandezas a Estudo das grandezas a medir Medir e Equipamentos e dos locais de medi o Defini o dos equipamentos de medida Levantamento dos i a utilizar em cada caso 3 2 3 Plano de instrumentos existentes no Medi es mercado Defini o do programa de leituras para cada equipamento Defini o de crit rios para interpreta o 3 2 4 Interpreta o de de resultados Resultados A instrumenta o a aplicar nos desmontes subterr neos de m rmore deve permitir detectar situa es an malas ao n vel da estabilidade e ao mesmo tempo actuar com vista preserva o da seguran a e das caracter sticas de explorabilidade do recurso mineral evitando a este n vel o aparecimento de fractura o indesejada que poderia p r em causa a viabilidade da explora o Os principais objectivos da instrumenta o nos trabalhos subterr neos s o os seguintes Hoek e Brown 1980 e Antes da abertura recolher informa o para o projecto de engenharia
282. o deste m todo na explora o de m rmores em Portugal apresenta alguns problemas dada a complexidade geol gica do Anticlinal de Estremoz que ser objecto de estudo no cap tulo 4 1 2 Contudo poder ser equacionada a sua utiliza o em determinadas zonas do Anticlinal para explora o de m rmore a grandes profundidades Dadas as limita es da sua aplica o na abertura de explora es subterr neas pouco profundas a partir de explora es a c u aberto j existentes este m todo n o ser alvo de uma an lise muito aprofundada embora se apresentem a seguir as suas principais vantagens e desvantagens baseado em Bieniawski 1987 Vantagens e Permite uma lavra cont nua e Possibilita elevadas velocidades de extrac o e Garante um bom controlo de subsid ncia e Apresenta alguns benef cios colaterais n o necessita de ancoragens melhor ventila o mais espa o para os equipamentos etc e Aproveita os escombros para suporte dos tectos pilares artificiais ou entulhamento Desvantagens e Impratic vel nos moldes tradicionais perto da superf cie devido dimens o das cavidades e aos elevados custos do sustimento e Indu o de fractura o no maci o devido aos elevados v os das c maras de desmonte e Inviabiliza o da reutiliza o das cavidades mineiras para outros fins Mep EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 4 CARACTERIZA O DO ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA ILA VI OSA 4 1 O
283. of the Business Management of a Stone Company Part II Internationale Marmo Macchine n 14 Luglio Settembre pp 26 54 BRADLEY F 1997 Guida Alle Cave Di Marmo Di Carrara Internazionale Marmi e Macchine Carrara BRADLEY F 1999 L Escavazione del Marmo Manuale tecnico commerciale Promorama Srl 188 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES BRADY B H G BROWN E T 1985 Rock Mechanics for Underground Mining George Allen amp Unwin LTD London BROWN E T 1986 Research and Development for Design and Construction of Large Rock Caverns Proc of Int Symposium on Large Rock Caverns Helsinki 25 28 8 CANALI D 1997 Archivi del Marmo L Archivio Fotografico Bessi 1900 1960 Aldus Casa di Edizioni in Carrara CAPUZZI Q 1988 Quarrying marble underground C Cattaneo Bc Soc Studies Center Carrara CAPUZZI Q 1991 Underground marble extraction an ecological choice for mountain economies 2nd Conv Extraction activity in our mountains Turin CAPUZZI Q JACOPO EMMANUEL s d L Escavazione Del Marmo Di Carrara Internazionale Marmi e Macchine Carrara S P A Carrara CARAN SSIOS A TOMI G THEOPHILO R A M 1992 Aplica o de M todos Informatizados para Estudo de uma Pedreira de Rocha Ornamental Rochas amp Equipamentos n 27 3 trimestre pp 124 141 CARUSO L G 1996 Pedras
284. okfield pp 31 37 MAHTAB M A YEGULALP T M 1984 A Similarity Test for Grouping Orientation Data in Rock Mechanics Rock Mechanics in Productivity and Protection Proceedings Twenty Fifth Symposium on Rock Mechanics Nortwestern University Evanston Ilinois June 25 27 Society of Mining Engineers of The American Institute of Mining Metallurgical and Petroleum Engineers Inc New York pp 495 502 MARTINS O R 1973 Miss o de Estudo de M rmores e Granitos nos Estados Unidos da Am rica e no Canad Direc o Geral de Geologia e Minas Boletim de Minas Vol 10 n 3 Julho Setembro 1973 pp 135 169 MARTINS O R 1987 Prospec o e Explora o de Granitos Ornamentais Revista A Pedra n 24 Ano VI Abril Junho pp 19 33 MARTINS O R 1990 Panor mica Nacional da Ind stria Extractiva das Rochas Ornamentais em 1989 Revista A Pedra n 38 pp 17 37 MARTINS O R 1994 Rochas Ornamentais Produ o Nacional e Com rcio Externo de Portugal em 1993 Separata do Vol 31 n 3 do Boletim de Minas Instituto Geol gico e Mineiro Lisboa MARTINS O R 1995 Rochas Ornamentais Produ o Nacional e Com rcio Externo de Portugal em 1994 Separata do Vol 32 n 3 do Boletim de Minas Instituto Geol gico e Mineiro Lisboa MARTINS O R 19969 Rochas Ornamentais Produ o Nacional e Com rcio Externo de Portug
285. ola o abertura e rugosidade Para a realiza o de um estudo de fractura o interessa analisar basicamente as falhas e as diaclases existentes no maci o rochoso envolvido na explora o de m rmore Costa 1992 Relativamente s diaclases estas podem ser de dois tipos Naturais resultam de fen menos geol gicos tect nicos e outros Induzidas resultam de uma solicita o mec nica n o natural ex fen menos de relaxamento dilatante em pedreiras profundas Attewell e Farmer 1979 uso de explosivos liberta o de tens es acumuladas em dobras etc No que diz respeito ao fen meno de relaxamento dilatante este frequente no Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa sendo caracterizado pelo estalar dos blocos depois de desmontados gra as a efeitos de liberta o de tens es de compress o a que se encontravam submetidos Este fen menos regista se sobretudo em pedreiras profundas geralmente com mais de 50 m de profundidade e em blocos desmontados junto de taludes A import ncia do estudo das diaclases deve se ao facto destas contribu rem para a diminui o do rendimento da explora o por influenciarem a dimens o do bloco a desmontar e pelo facto de condicionarem o comportamento geomec nico do maci o rochoso Para analisar a tractura o deve ser utilizada a metodologia proposta pela Sociedade Internacional de Mec nica das Rochas ISRM Miranda 1991 Para tal neces
286. onados com zonas de calcite pura vulgo dente de c o n dulos de quarizo vulgo cravo zonas dolomitizadas vulgo olho de mocho entre outras Para se poder explorar uma massa mineral com viabilidade econ mica necess rio que seja satisfeito um conjunto de pr requisitos nomeadamente que a qualidade da pedra satisfa a o mercado e apresente boas caracter sticas em termos dos seguintes factores s I7 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES e Const ncia das caracter sticas est ticas as caracter sticas est ticas devem manter se mais ou menos constantes em toda a jazida e Exist ncia de volumes apreci veis deve existir um volume consider vel de rocha com boa qualidade ornamental para que seja vi vel a abertura da pedreira e Caracter sticas de produ o deve conseguir se produzir blocos com tamanhos e formas capazes de tornar economicamente vi vel a explora o Nesta mat ria importante o grau de fractura o do maci o rochoso e Prazo de entrega a capacidade produtiva instalada na pedreira deve ser capaz de satisfazer a procura e os prazos de entrega 3 3 CARACTER STICAS DAS PEDREIRAS Uma pedreira pode ser definida quanto sua tipologia com base nos tr s par metros seguintes Forma Em subterr neo ou a c u aberto Localiza o geomortol gica Plan cie ou montanha M todo de desmonte Um ou v rios pisos A forma da pedreira determinada pela morfologia do ja
287. onte em subterr neo pode intervir na l de anilhas espa adores e de molas que permitem a rota o das fase de entrada em galeria para realiza o dos 9 p S p rolas de modo a provocar um desgaste uniforme de toda a cortes posteriores dos blocos ou na fase de superf cie diamantada Para rocha abrasiva o fio diamantado pode rebaixo para realizar todos os cortes com l li j ser revestido de pl stico entre as p rolas que protege o cabo de a o excep o do de levante que pode ser realizado ps ARS R da mistura abrasiva que se forma durante o corte com a ro adora de bancada Il EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA PERFURA O Perfuradora hidr ulica rota o utilizada para realizar furos para passagem do fio diamantado Esta m quina utiliza uma cabe a de perfura o do WIDIA de di metro variado Qualquer dos equipamentos apresentados neste quadro s geralmente utilizado na fase de rebaixo excep o do marelo pneum tico que pode ser utilizado para realizar furos de apoio para os equipamentos ou para remover talhadas Perfuradora com martelo de fundo de furo utilizado de prefer ncia para furos particularmente compridos e ou em material mais duro do que o normal Trata se de uma perfuradora equipada com martelo de fundo furo roto percuss o e funcionamento pneum tico Jumbo Martelo pneum tico roto percuss o de pequeno di metro utilizado para realizar furos onde se vai posteriormente pass
288. optimizar a lavra da jazida Englobados nos aspectos geot cnicos envolvidos na abertura de uma explora o subterr nea de m rmores s o apresentadas as actividades os equipamentos e os tipos de medi es necess rias monitoriza o dos desmontes bem como os m todos de sustimento artificiais que podem ser utilizados para controlar a estabilidade do maci o Para finalizar o estudo apresentam se as tend ncias futuras da explora o subterr nea de m rmores a diversos n veis desde o avan o tecnol gico aos constrangimentos ambientais passando pelos riscos inerentes a uma abordagem emp rica e concluindo sobre o importante papel que a engenharia e a geomec nica apresentam em termos de progresso do sector 2 RESENHA HIST RICA 2 RESENHA HIST RICA 2 1 EXPLORA O DE ROCHAS ORNAMENTAIS NO MUNDO A explora o de rochas ornamentais data j da antiguidade Iniciada pelos Eg pcios e continuada pelos Gregos foi mais tarde retomada pelos Romanos a partir do ano 200 A C Foi na regi o de Carrara m rmores Apuan onde o m rmore come ou a ser explorado intensamente pelos Romanos a partir do ano 89 C A zona onde esta explora o se realizava era conhecida na poca por Luna O m rmore Lunense come ou a ser usado nas habita es privadas no ano 48 A C Capuzzi et al s d A explora o deste recurso nem sempre foi cont nua atrav s dos tempos devido por um lado s grandes desaven as entre os Ro
289. or ac o de altera o ou gua e ou ar rochas brandas Altera o e Isolar estes locais da gua e do escorregamento ar revestimento Press es Escorregamentos Press o hidr ulica ou excessivas da de zonas alteradas percola o da gua gua ou de blocos subterr nea individualizados Drenagem adequada da gua quer superf cie quer em profundidade Para estudar as situa es de instabilidade descritas anteriormente podem ser utilizadas v rias t cnicas de estudo das quais se destacam a projec o estereogr fica de igual rea permite o estudo de escorregamento de blocos em fun o da orienta o das diaclases e da direc o da frente de desmonte os m todos probabil sticos possibilitam o estudo de escorregamento de taludes e os m todos de an lise num rica permitem estudar o maci o rochoso adjacente a estabilidade dos pilares naturais o desempenho de sustimento artificial etc 7 3 2 M TODOS DE SUSTIMENTO O melhor sistema de suporte sem d vida aquele que utiliza a capacidade de auto sustimento do maci o rochoso como j havia sido referido Para isso o sustimento dos desmontes subterr neos de m rmores assenta no correcto dimensionamento de pilares naturais capazes de garantir esse auto sustimento O recurso a elementos de suporte artificiais s deve ser efectuado para determinadas situa es espec ficas tal como se ir ter oportunidade de observar devendo ser escolhidos com base num
290. or t cnicos qualificados Na maioria dos casos n o poss vel obter informa es suficientes que permitam concluir sobre a viabilidade da jazida apenas com o levantamento de campo Apesar disso o estudo preliminar possibilita nos planear as etapas futuras da caracteriza o da massa mineral ex locais onde realizar sondagens atitude dos furos comprimentos adequados etc identificando as zonas onde existem maiores lacunas de informa o DAN ESTUDO DAS LITOLOGIAS No levantamento de campo o estudo das litologias presentes uma das principais tarefas a realizar A qualidade ornamental do m rmore e tal como foi apresentado no cap tulo 3 2 1 depende essencialmente de tr s aspectos a cor a textura e a granulometria Para analisar estes factores necess rio estudar as litologias presentes na rea em estudo 54 5 GGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES O estudo das litologias realizado por observa o visual e por vezes com recurso a lupa Quando existem pedreiras abertas pr ximas da rea a estudar a situa o fica facilitada sendo a an lise realizada sobre as frentes de desmonte existentes Caso contr rio ter se que pesquisar os afloramentos do jazigo marm reo e estudar as cabe as mediante a fragmenta o das mesmas com aux lio de martelo Quando n o existem afloramentos devem ser realizadas sanjas valas ou destapagens que ponham em evid ncia a jazida ou ent o
291. ores dos restantes blocos ap s ter sido destacado do maci o o primeiro bloco com recurso a colch es hidr ulicos ou pneum ticos Os blocos resultantes do desmonte de cada talhada de m rmore s o extra dos por meio de m quinas p s carregadoras ou escavadoras girat rias com o aux lio de cabos Depois de limpa a frente de desmonte iniciam se novamente os cortes na nova frente formada avan ando assim com a explora o No caso de existirem v rias frentes de trabalho a ro adora de galeria vai alternando os cortes das talhadas nos v rios locais em explora o o que aumenta a taxa de ocupa o deste equipamento evitando os tempos mortos da fase de remo o das talhadas desmontadas Assim e sempre que poss vel deve se tentar avan ar com mais do que uma frente de explora o 139 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Quadro 6 4 Sequ ncia de opera es para desmontar uma talhada de m rmore em subterr neo utilizando a ro adora e colch es hidr ulicos ou pneum ticos M TODO A RO ADORA COLCH ES Descri o Ilustra o 1 Realiza o do corte horizontal de base 2x6m com a ro adora 2 Realiza o de um corte horizontal do topo a uma altura de 3 m at 4 5 m em rela o ao corte anterior com as mesmas dimens es tamb m com a ro adora 3 Realiza o de um corte horizontal com a ro adora mesma altura entre os dois cortes horizontais j realizados 4 Execu o de
292. ores mais altos junto das faces dos pilares e que no caso de pilares quadrados os valores m ximos aparecem regra geral junto das arestas dos mesmos Pilar Barreira Pilar Quadrado Figura 6 10 Distribui o das tens es principais m ximas na sec o do pilar considerando que este est rodeado de pilares similares adaptado de Hoek e Brown 1980 A ru na dos pilares abandonados durante o avan o da explora o normalmente motivada por ac es de corte que de acordo com a teoria de Mohr Coulomb ocorrem em planos que fazem ngulos menores do que 45 com as faces dos mesmos A previs o do comportamento dos pilares muito importante para o dimensionamento e planeamento racional da lavra de modo a alcan ar um compromisso ptimo entre a seguran a e a recupera o E poss vel realizar esta previs o atrav s do conhecimento das caracter sticas do maci o rochoso com base na sua caracteriza o geomec nica realiza o de ensaios laboratoriais e in situ ou por experi ncia em casos semelhantes Esta ltima situa o n o se pode utilizar no Anticlinal neste momento em virtude do conhecimento adquirido nesta mat ria ser ainda diminuto Para estudar a estabilidade dos pilares e o seu comportamento dever ser analisada a fractura o presente Assim um levantamento cont nuo da fractura o e a exist ncia de fotografias da mesma permitir o seu estudo ao longo do tempo alertando para situa
293. ornaro e Bosticco 1994a resultam da rotura do fio diamantado projec o de p rolas chicotadas do cabo dos entalamentos nas m quinas e da ced ncia dos equipamentos por inadequada instala o Para evitar a ocorr ncia de acidentes devem ser previstas verifica es peri dicas dos equipamentos das ferramentas dos pontos de fixa o e a forma o dos trabalhadores antes de operarem com o equipamento Para combater o risco nas explora es subterr neas de rocha ornamental essencial a educa o e a informa o do pessoal Os trabalhadores devem ser alertados para o facto de serem agentes activos da seguran a das explora es Por mais protec o que se instale e barreiras que se ergam contra o risco se as pessoas n o tiverem sensibilidade para esta quest o tudo o que possa ser feito nunca atingir de um modo global os objectivos pretendidos N o se quer com isto dizer que a educa o dos trabalhadores por si s suficiente para eliminar todos os riscos pois isso seria pura demagogia Ser necess rio conjugar este aspecto com a utiliza o de tecnologias mais seguras e de protec es colectivas adequadas a cada caso para que efectivamente se minimizem os riscos desta actividade A utiliza o da ro adora permite um significativo avan o em mat ria de seguran a pois uma tecnologia de corte relativamente segura em compara o com a m quina de fio diamantado Tal como se viu ao longo deste estudo a ro
294. orrer a fen menos de fractura o para destacar os blocos do maci o primeiro bloco da talhada ilustrados na Figura 6 13 141 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Figura 6 13 Superf cie de rotura do bloco de rocha na frente de desmonte devido ac o dos colch es hidr ulicos ou pneum ticos O recurso combina o da ro adora com a m quina de fio diamantado apresenta ainda outras vantagens que no caso do Anticlinal de Estremoz tem bastante interesse dada a presen a frequente de fractura o e de vergadas xistentas Essas vantagens prendem se com o facto desta t cnica permitir diversas configura es selectividade relativamente aos cortes a realizar em fun o da qualidade do material a desmontar e da sua distribui o na frente tal como se pode observar na Figura 6 14 Material de Boa Qualidade Material de Boa Canal Canal Qualidade Material d Fraca Qualidade Qualidade A Canal realizado direita devido presen a de B Canal realizado esquerda devido presen a material de fraca qualidade nesse lado de material de fraca qualidade nesse lado e Corte extra de selec o C Selec o do m rmore de boa qualidade na frente atrav s de um corte extra que possibilita uma forma mais apropriada evitando poss veis danos devido a ac es de remo o Figura 6 14 V rias posi es do canal na frente da galeria em tun o da qualidade do m rmore
295. os adequados maca cobertor talas garrotes f rmacos etc e de um espa o devidamente preparado para prestar os primeiros socorros em caso de acidente Equipamentos de emerg ncia nomeadamente meios de combate a inc ndio extintores telefone entre outros Instala es sociais e de higiene respectivamente refeit rio sanit rios vesti rios e duches com as dimens es e equipamentos adequados ao n mero de trabalhadores de acordo com as normas vigentes Avaliar periodicamente o ru do a que os trabalhadores est o expostos com a periodicidade recomendada pela legisla o em vigor nesta mat ria Plano de seguran a e sa de a ser elaborado antes da explora o se iniciar de acordo com a legisla o vigente A realiza o de trabalhos de desmonte de rocha em subterr neo acarreta alguns riscos diferentes dos trabalhos a c u aberto nomeadamente e Maior probabilidade de queda de objectos pedras ou blocos individualizados e N vel de ru do superior devido reflex o nas paredes e tecto da cavidade e Maior concentra o de poeiras e de gases dos equipamentos atmosfera restrita e Menor visibilidade ilumina o natural com menor intensidade ou recurso a ilumina o artificial e Espa o mais limitado sobretudo na fase inicial da entrada em galeria 150 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO As principais causas de acidentes em explora es subterr neas de m rmore de acordo com F
296. os para um nico n vel de explora o no caso de serem pilares permanentes deve exceder o 1 6 Deve evitar se a rotura de um nico pilar sob pena de danificar a jazida e de poder provocar um efeito de domin nos pilares vizinhos A 14 continua o Pilares soleira Rotura dos pilares nos casos em que o seu dimensionamento n o o adequado ou seja o v o das c maras e a espessura do pilar criam instabilidade Resist ncia da massa rochosa que forma o pilar Presen a de altera o e ou de fracturas no caso de pilares soleira superficiais Estado de tens o in situ e geometria do pilar soleira Classifica o do maci o rochoso atrav s das classifica es geomec nicas e an lise de equil brio limite permitem obter importante informa es sobre as dimens es adequadas dos pilares soleira An lises atrav s de m todos num ricos incluindo o m todo dos elementos discretos pode dar os n veis aproximados de tens o e indicar as zonas de potencial rotura Pilares soleira pr ximos da superf cie devem ter uma espessura tal que assegurem a estabilidade das escava es e a aus ncia de pontos de rotura Os pilares de soleira no interior do maci o podem necessitar de elementos de suporte de modo a evitar o aparecimento de grandes concentra es de tens es e de golpes de terreno ANEXOS ANEXO VIII CARACTER STICAS DE ALGUNS SISTEMAS DE SUSTIMENTO baseado
297. os rochosos com descontinuidades constitu dos por rochas duras o que se assemelha s caracter sticas das explora es subterr neas a realizar nos m rmores do Alentejo A rela o entre o RMR e Q foi estudada por Bieniawski em 1976 e segundo este autor vem dada por RMR 9 log Q 44 112 5 GGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES lA Com esta express o poss vel comparar os valores de Q da classifica o de Barton e os resultados obtidos atrav s da mesma com a classifica o de Bieniawski Esta compara o poder permitir uma melhor defini o da qualidade do maci o rochoso e das suas caracter sticas de resist ncia e deformabilidade e consequentemente da necessidade de supore a utilizar 5 3 4 5 M TODOS DE C LCULO Existem hoje em dia v rios m todos de c lculo como ali s j foi mencionado ao longo deste estudo cada um com as suas caracter sticas espec ficas e assumindo uma s rie de simplifica es Este facto faz com que a an lise resultante da sua aplica o seja sempre aproximada devendo o utilizador do m todo estar consciente desta situa o com vista obten o de resultados representativos Os m todos de c lculo podem ser divididos em dois grandes grupos 1 M todos anal ticos Formula o El stica M todo das curvas caracter sticas 2 M todos num ricos M todo dos elementos finitos M todo das diferen as finitas
298. otal macacos planos de pequena rea SFJ ou outro dos m todos descritos no cap tulo Ils C lulas de carga A avalia o destes deslocamentos realizada com um teodolito sobre marcas topogr ficas ou pernos Convergenci metro de haste de fita e atrav s de levantamento ptico Fissur metros el ctricos Tale Tell etc Extens metros simples m ltiplos etc Inclin metros Piez metros Geofones Nas frentes de desmonte nas paredes nos pisos e nos pilares abandonados Na cabe a da ancoragem entre a chapa de distribui o de carga e o contorno da escava o As marcas topogr ficas ou pernos s o colocados dentro e fora da zona de influ ncia da escava o de modo a possibilitar a avalia o dos movimentos absolutos S o instaladas marcas numa sec o da cavidade sendo a converg ncia das cavidades obtida em fun o da varia o das dist ncias entre elas Instalados nos bordos das fracturas atravessando as mesmas pi LA AB SNS Instalados em furos de sondagem Instalados em furos de sondagem Instalados em furos de sondagem Estes equipamentos podem ser instalados em furos de sondagem transmitindo os sinais a sistemas de registo 158 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE De todas as grandezas que se podem medir nos desmonte a medi o de converg ncias reveste se de uma import ncia ful
299. ou lateralmente A interpreta o dos resultado efectuada com base na elabora o de perfis de resistividade ou seja na representa o 64 5 CGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES gr fica dos valores de resistividade em fun o da respectiva dist ncia do conjunto de emissor e receptores analisando as diferen as detectadas M todos Electromagn ticos O m todo electromagn tico mais utilizado na prospec o de rochas ornamentais conhecido como geo radar ou GPR Ground Penetration Radar Trata se de um aparelho que usa ondas electromagn ticas desfrutando do princ pio do radar normalmente utilizado para prospec o subterr nea e baseia se na propaga o de ondas electromagn ticas na rocha sendo a sua velocidade fun o da qualidade da mesma O decr scimo da velocidade pode estar relacionado com a presen a de fracturas microfissuras e ou de porosidades O caminho da onda reflex o ou refrac o indicia a presen a e posi o de planos de fractura ou de cavidades c rsicas A onda emitida pelo geo radar um curto impulso electromagn tico propaga se no m rmore at encontrar uma fractura a qual est geralmente preenchida com alguma subst ncia com caracter sticas diel ctricas diferentes originando a reflex o de uma parte da energia para a fonte o que vai revelar essa ocorr ncia O movimento da antena confere uma resolu o na direc o transversal permitind
300. para arestas superiores a esse valor a resist ncia se mant m Bieniawski 1969 tal como se mostrou na Figura 5 23 e Esbeltez considerando W a largura do pilar e H a uma altura verifica se segundo Salamon e Oravecz 1976 que e Para W constante a resist ncia diminui com o aumento da altura H maior esbeltez e Para H constante a resist ncia diminui com a diminui o da largura W maior esbeltez Nota Para pilares em que H W lt 3 o enfraquecimento devido esbeltez pode ser desprez vel Fornaro e Bosticco 19950 Os factores anteriormente apresentados est o relacionados com as condi es de desmonte sendo fun o das caracter sticas mec nicas do maci o rochoso que se pretende estabilizar e da taxa de recupera o ou rendimento que se tenciona obter As dimens es dos pilares a deixar devem ser estudadas de modo a atingir um ponto de equil brio economicamente vi vel entre A estabilidade do maci o aus ncia de fractura o induzida o A taxa de recupera o da explora o percentagem de quantidade de material a extrair e A economia da explora o dar o m ximo de lucro N No que concerne recupera o esta influencia a carga sobre o pilar fazendo com que essa carga aumente de acordo com o apresentado na Figura 6 7 Brady e Brown 1985 O avan o dos desmontes e consequente aumento das dimens es da rea escavada e do n mero de pilares
301. passar o fio diamantado 2 2 CORTE E Mm Corte da rocha para individualizar as i A talhadas of Pi F M quina de fio l1 corte de levante e ne 4 Pead diamantado Ea e corte vertical gt E T N Ro adora geralmente posterior e utilizada para realizar o cortes verticais corte de levante laterais Corte de levante com a m quina de fio diamantado 2 3 DERRUBE Ilustra o As talhadas de rocha SR ARA ge Colch es pneum ticos ou depois de a Ra dE hidr ulicos individualizadas s o derrubadas para cima de uma cama feita de TO Wameas terras escombros e ou Gs e P carregadora equipada pneus gs e A a E com lan a 24 e Macacas hidr ulicas Escavadora Divis o da talhada derrubada em blocos de dimens es transport veis quando a fractura o existente n o suficiente para tal M quina de fio diamantado Martelo pneum tico e guilhos Esquartejamento do bloco com a m quina de fio diamantado s99 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Quadro 3 8 Fase de remo o e transporte no desmonte a c u aberto 3 Remo o e Transporte 3 1 REMO O DOS BLOCOS COMERCIALIZ VEIS Ilustra o Equipamentos Carregamento e transporte dos blocos a com qualidade SEM P carregadora ornamental e com ta NA FER c dE carregamento e transporte dimens es as f o E a em pequenas dist ncias comercializ veis para Grua extrac o o parque de bloco
302. petitividade internacional deste sector 9 O m todo de desmonte a utilizar na lavra subterr nea de m rmores ser prioritariamente o de c maras e pilares dada a possibilidade de auto suster o maci o com pilares naturais que minimizam os custos com sustimento e ao mesmo tempo permitem garantir a preserva o do jazigo marm reo ao n vel da blocometria dispon vel para explora o Poder o aparecer no entanto variantes a este m todo como por exemplo c maras separadas por pilares barreira 10 Na explora o do m rmore a grandes profundidades poss vel que o m todo das Frentes Corridas tamb m possa ser utilizado estando a sua aplica o dependente das caracter sticas geomec nicas da zona a explorar 11 De acordo com a metodologia proposta neste estudo para realizar um projecto de engenharia com vista abertura de uma explora o subterr nea de m rmore a jazida interessada dever ser analisada em tr s fases distintas A primeira dever permitir a caracteriza o geol gica recolha bibliogr fica levantamento de superf cie estudos em profundidade e geot cnica da jazida marm rea ensaios laboratoriais e in situ a segunda engloba o dimensionamento dos desmontes planeamento dos avan os e defini o do ciclo produtivo e a terceira fase compreende a estabilidade dos desmontes e a sua monitoriza o 12 Na caracteriza o geol gica do jazigo marm reo deve definir se o seu modelo geoestrutural o q
303. pilotos a eet aeeaiei este ICU ETs eo OAE A E TO E 126 Figura 6 4 M todo de jun o de duas galerias em subterr neo ciiciieeer eee ee res ereer ee re rare rece enea 127 Figura 6 5 Representa o dos v rios tipos de pilar e das grandezas intervenientes no dimensionamento dos pilares e das c maras com base no m todo da rea tribut ria eeeereeeerereneeeeao 128 Figura 6 6 Exemplo de dimensionamento atrav s do m todo da rea tribut ria e por representa o gr fica dos pilares e das c maras de uma explora o subterr rea de m rmores em que os pilares s o quadrados 130 Figura 6 7 Varia o da carga sobre o pilar com a rECOPEra O sagas Gusta sa dest ducto ts air assada cai aade sds transa 132 Figura 6 8 Varia o na carga dos pilares devido ao aumento das dimens es de um desmonte em que a taxa de recupera o de 75 e o m dulo de elasticidade do maci o qu druplo do dos pilares 132 Figura 6 9 Pilares de desmonte A e pilares barreira B e respectivos arcos de press o 132 Figura 6 10 Distribui o das tens es principais m ximas na sec o do pilar considerando que este est FOGE nO Ode Pilares SAE S 40 a a a a a AP 35 Figura 6 11 Poss veis posi es de descontinuidades nos pilares asas adia serenas oiagas quis dual ada doUESTassansia nani i aos 134 X EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Figura 6 12 Ilustra o das duas fases de de
304. pode observar na Figura 2 4 as jazidas de m rmores localizam se maioritariamente no Alentejo nos distritos de Evora e Beja assumindo especial import ncia os calc rios cristalinos do Anticlinal Estremoz Borba VilaVi osa E de salientar que os m rmores desta jazida assumem tonalidades englobando o branco o creme o rosa e o cinzento Mon o valen a V CASTELO Chaves Boticas BRAGAN A ps Cabeceiras de Baixo V P Aguiar valongo PORTO e Castro Daire E CastelARodrigo Sever do Vouga S4 Pinhel VISEU Penalva do Castelo Trancoso AMERO Eje Nelas Mangmalde GUARDA a e COIMBRA LEIRIA e Porto de M s Monforte Elvas Arraiolos Bor VORA vila Vi osa e Cascais LISBOA e SET BAL a Redondo Reguengos Ei El Q do Alentejo Alc cer do Sal j our o Alvito Barrancos BEJA De Serpa Monchique Alportel EA Q e AS a E avira Albiteixa FARO Legenda M rmore Calc rio Cristalino Calc rio Microcristalino Calc rio Sedimentar Brecha Calc ria Oo Granito P rfiro cido Diorito Gabro Sienito Nefelinico Serpentinito DOHE O Ard sia Xisto Figura 2 4 Localiza o das principais jazidas de rochas ornamentais em Portugal adaptado de Martins 1996 Relativamente aos calc rios sedimentares os quais t m ultimamente vindo a assumir u
305. problemas relacionados com a complexidade geol gica que condiciona em alguns casos as explora es podendo mesmo conduzir ao seu abandono Estes condicionalismos de origem geol gica prendem se com os seguintes aspectos Vint m 1998 a Compartimenta o por falhas e fractura o A compartimenta o do maci o por falhas ocorre ao longo de toda a estrutura aparecendo preenchida por fil es doler ticos A sua atitude ronda os N60 E 38 4 CARACTERIZA O DO ANTICLINAL DE ESTREMOZ BORBA VILA VI OSA verticais e os N20 E ou N80 W subordinadas das anteriores que podem ocorrer ocasionalmente A fractura o principal que condiciona a obten o de blocos comercializ veis apresenta se segundo as fam lias constantes do Quadro 4 4 Quadro 4 4 Atitude das principais fam lias de fracturas presentes no Anticlinal baseado em Reynaud e Vint m 1992 e 1994 N5 10 W 45 50 NE N5 10 W 70 75 NE NW SE N30 45 W Subvertical longitudinal estrutura associado a falhas de movimento esquerdo N40 45 W 45 50 NE N40 45 W 35 45 SW N70 75 W Subvertical NNE SSW N5 10 E Subvertical diagonal estrutura associado a fen menos de dolomitiza o secund ria olho de mocho N40 45 W Sub vertical ENE WSW N60 75 E Subvertical normalmente preenchidas por fil es G ese ENE WSW TEER o 2 Fam lias mais frequentes no Anticlinal Segundo Vint m 1998 obse
306. r ao modelo geoestrutural definido da fase 1 1 da caracteriza o do jazigo marm reo Neste modelo devem estar sistematizados todos os dados obtidos relativamente resist ncia e deformabilidade dos v rios tipos de rochas interessados na abertura da explora o subterr nea bem como as caracter sticas do sistema de compartimenta o caracter stico do maci o atendendo s propriedades das descontinuidades estudadas no cap tulo 5 3 3 Al m disso deve ser identificado o estado de tens o preexistente do maci o rochoso O objectivo principal deste modelo a identifica o de zonas do maci o com comportamentos geomec nicos semelhantes O grau de certeza dos resultados obtidos ser tanto maior quanto mais e melhor informa o existir 5 3 4 2 RESIST NCIA DO MACI O Para estudar a resist ncia de um maci o rochoso necess rio n o esquecer que ele constitu do por duas entidades 1 Rocha 2 Descontinuidades No caso em que a rocha apresenta elevada resist ncia a rotura do maci o essencialmente condicionada pelas caracter sticas das descontinuidades presentes Para maci os que possuam at tr s fam lias de descontinuidades necess rio estudar as caracter sticas da tractura o quanto sua resist ncia ao corte e sua atitude pois s o elas as principais respons veis pela rotura do maci o No caso de maci os com mais de tr s fam lias de descontinuidades estes podem ser considera
307. r O m todo de recolha do testemunho do fundo do furo pode ser de dois tipos e Convencional a recolha do testemunho realizada ap s cada manobra i ando toda a coluna de varas at superf cie Este m todo bastante demorado sobretudo no caso de sondagens a grandes profundidades pois exige muito trabalho de manobra e Wireline este m todo consiste na recupera o do tubo amostrador atrav s do vazio existente no interior das varas por introdu o de uma pin a overshot suspensa por um cabo de a o e accionada por um guincho capaz de trazer at superf cie o tubo amostrador com a carote Permite poupar tempo e energia na recolha dos testemunhos incrementando significativamente a velocidade de pertura o s l EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Tubo Interior RASPAR IR Fora SS Exterior E EN ut z H Testemunho FFF orun Separador do testemunho Figura 5 10 Pormenor do tubo amostrador utilizado na recolha de testemunhos de sondagem adaptado de Geoconsult 1995 Uma das opera es importantes para que muita da informa o contida no testemunho de sondagem n o se perca consiste na orienta o correcta do testemunho quando este chega superf cie Os m todos mais simples para atingir este objectivo baseiam se no conhecimento da geologia local estratifica o xistosidade principai
308. r as suas propriedades f sico mec nicas resist ncia compress o resist ncia flex o resist ncia ao impacto resist ncia ao desgaste porosidade etc que d o indica es sobre a sua funcionalidade e durabilidade bem como sobre a sua capacidade de poder ser utilizada em determinadas situa es e com determinados modos de aplica o com ancoragens cimento cola etc 3 2 3 EXPLORABILIDADE Um jazigo mineral para poder ser considerado com potencial para a ind stria das rochas ornamentais deve ser constitu do por rochas com caracter sticas que lhe possam conferir esse valor podendo ser do seguinte tipo lista n o exaustiva m rmore calc rio travertino nix granito quartzito arenito xisto e ard sia gnaisse p rtiro basalto conglomerado e brecha Em termos da abertura de uma explora o de rocha ornamental h necessidade de determinar as caracter sticas estruturais do jazigo mineral incidindo sobre a disposi o geom trica da estrutura geol gica que o constitui Tal como foi apresentado anteriormente tamb m a fractura o existente que define a compartimenta o do maci o rochoso e consequentemente a blocometria dispon vel para explora o tem de ser alvo de um estudo pormenorizado Al m desta tamb m os defeitos que podem aparecer penalizando a qualidade do material para explora o devem ser estudados Nos m rmores estes fen menos penalizantes est o geralmente relaci
309. r componentes horizontais superiores s verticais em virtude dos aumentos de volume a que as mesmas foram sujeitas durante o processo de recristaliza o Mendes 1985 os quais devem ser tidos em considera o As tens es que actuam num determinado maci o rochoso podem ser classificadas do seguinte modo Pinto 1990 e Tens es litoest ticas devidas ac o da gravidade e Tens es latentes origem tect nica e Tens es induzidas devido actividade humana e Tens es virgens ou iniciais conjunto formado pelas tens es litoest ticas e latentes A determina o do estado de tens o in situ envolve algumas dificuldades as quais residem nos seguintes aspectos Mendes 1985 e Para obter valores representativos h que realizar um grande n mero de observa es e Necessidade de realizar medi es em v rias direc es em torno de cada ponto de avalia o com vista caracteriza o das anisotropias existentes e instala o de sistemas de medida introduzem geralmente altera es ao estado de tens o pelo que os valores obtidos podem ser influenciados por essa altera o reflectindo o estado de tens o preexistente Apesar destas dificuldades os valores que se obt m s o extremamente importantes para o projecto dos desmontes devendo estas no entanto vir reflectidas nos c lculos a efectuar e na capacidade cr tica do engenheiro para aceitar ou recusar os resultados obtidos Para determ
310. r op o para dimensionar os desmontes numa primeira fase utilizar as f rmulas existentes sobretudo as mais conservativas de modo a garantir a aus ncia de zonas de rotura que possam induzir fractura o no maci o diminuindo a blocometria dispon vel para explora o O dimensionamento dos desmontes deve ser realizado de modo a que as c maras e os pilares definidos maximizem a recupera o da jazida marm rea mantendo a estabilidade do maci o e preservando a blocometria existente para explora o Na Figura 6 5 definem se as grandezas que interv m no dimensionamento dos desmontes No Quadro 6 2 apresentam se as f rmulas de c lculo para os v rios tipos de pilar Unidade de comprimento Projec o da rea do pilar na superficie Pilares rectangulares Pilares irregulares Figura 6 5 Representa o dos v rios tipos de pilar e das grandezas intervenientes no dimensionamento dos pilares e das c maras com base no m todo da rea tribut ria fonte Hoek e Brown 1980 128 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO Quadro 6 2 F rmulas de dimensionamento dos desmontes por c maras e pilares atrav s do m todo da rea tribut ria TENS O NOS PILARES RECUPERA O FACTOR DE SEGURAN A equil brio de for as Sc Ar p E e as l A WL 0 Fo a A l e T k PaL p por substitui o de o na express o de F E emque o Yh o p sai e I F O PILARES BARREIRA PILARES RECTANGULAR
311. ralmente s o aplicados nas explora es subterr neas de rochas ornamentais utilizam e L mpadas fluorescentes alturas at 5 m e Holofotes de s dio vapor alturas superiores a 5 m As l mpadas incandescentes n o s o muito utilizadas em virtude de apresentarem um rendimento luminoso baixo relativamente pot ncia que consomem e pelo facto da sua vida ser relativamente curta A pot ncia a instalar para as l mpadas fluorescentes e para os holofotes deve depender das caracter sticas reflectoras do piso e das paredes da escava o e do tipo de local onde se pretende instalar o sistema de ilumina o s o comuns holofotes de 1000 a 1500 W de pot ncia Para averiguar a efic cia do sistema de ilumina o instalado podem ser realizadas avalia es do n vel de ilumin ncia atrav s de um instrumento denominado lux metro Com estas avalia es poss vel optimizar caso se revele necess rio o sistema de ilumina o com a instala o de novas fontes de luz Na Figura 6 18 apresenta se um holofote m vel que pode ser utilizado para fazer 145 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES face necessidade de ilumina o em determinadas zonas dos desmontes onde os trabalhos requerem uma melhor visibilidade Figura 6 18 Holofote m vel utilizado para iluminar zonas de trabalho que requerem um n vel de ilumina o superior ao normal fonte Fornaro e Bosticco 19940 De modo a fazer face a uma fal
312. rav s do baco que se apresenta na Figura 5 19 Is MPa Eu Hm L T O DO TAMANHO DE CARGA PONTUAL A q ma Z Za qa f a PITA A O E ARCA O TA AN A EAR A A RAT A RARA O ARA MAIRA A OR A A A EA RAD A A RT ARA ARA RAN ORA PARA i l A T E a EA E ES os TO 8 90 IM DI METRO DO PROVETE mm a Figura 5 19 baco de correc o do Is para o Isso relativo a um provete de 50 mm de di metro adaptado de Broch e Franklin 1972 in Stacey e Page 1986 De acordo com muitos resultados emp ricos e segundo v rios autores a f rmula que nos permite determinar a resist ncia compress o da rocha dada por ISRM 1972 24 Isso MPa Existem outras f rmulas que permitem determinar a resist ncia compress o da rocha e que n o necessitam da correc o do Is como o caso da seguinte express o sugerida por Bieniawski 1975 in Hoek e Brown 1980 em que D expresso em mil metros o 14 0 175 D Is 81 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Uma das grandes aplica es deste ensaio consiste na possibilidade de ensaiar no campo os testemunhos de sondagem logo ap s a sua recolha 5 3 1 3 MEDI O DO ESTADO DE TENS O O conhecimento do estado de tens o in situ no maci o rochoso revela se fundamental para o estudo e previs o do comportamento geomec nico do maci o face s altera es do campo
313. recimento de alguns q M rmore anilado pa a9 Boa blocometria ornamental fen menos penalizantes Fraca qualidade f Aparecimento de MESI M rmore azul i Blocometria m dia ornamental fen menos penalizantes Sem qualidade f Aparecimento de Blocometria M rmore azul ornamental fen menos penalizantes reduzida O zonamento ornamental pode ser realizado a 2D com base em cortes geol gicos ou em 3D M rmore rosa branco e creme com vergada ligeira Boa qualidade ornamental utilizando blocos diagrama representativos do jazigo mineral Na Figura 5 14 poss vel visualizar o zonamento da jazida com base num corte geol gico U N Instala es de Apoio N20 E 0 aeee Identifica o das Zonas Ornamentais Zona 0 Sem Qualidade Ornamental Zona I Fraca Qualidade Ornamental Zona II Boa Qualidade Ornamental Zona III Excelente Qualidade Ornamental 15 Zonal 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 a A ATS r A da Zona II RE A a i 5 woo Legenda 5 at M rmore Azul f H rmore Creme 85 A 4 H rmore Rosa 90 i a 40 Dolomito 95 ME a im 400 gt lt a Escala horizontal igual vertical Figura 5 14 Exemplo de um zonamento ornamental de um jazigo marm reo O zonamento ornamental cuja metodologia foi anteriormente apresentada constitui uma ferramenta de extrema import ncia para o planeamento e gest o do recurso pelo que a sua 75 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES r
314. resaa aa 168 Figura Aplicadas derredes met licas psi EC DD Lda CCE 169 Fig ra 7 0 Estab lizacao de pilares TACIradOS casam bio soda E sa a a 170 XII NDICES INDICE DE QUADROS Explora o de M rmores Quadro 3 1 Principais n cleos mundiais de explora o de m rmore ciiiiieeeeeeereee cerne eee eeereeaanra 13 Quadro 3 2 Principais variedades de m rmores do mundo ud ss seia ig sn trest tst tst ts rer rts PrE Dl da 13 Quadro 3 3 Classifica o do mercado dos v rios tipos de m rmore de acordo com a sua Cor 15 Quadro 3 4 Tipos de xidos e outras impurezas respons veis pela colora o dos m rmores 15 Quadro 3 5 V rios tipos de pedreiras atendendo forma e localiza o geomorfol gica da explora o 19 Quadro d O Fase de preparocao do desmonie o ceu dabenaren TA A A 22 Qoadro 3 7 Fase de desmonte a Ceu abends iea En e E O AA AE 28 Quadro 3 8 Fase de remo o e transporte no desmonte a c u aberto cciiis ese eres 24 Quadro 3 9 Principais n cleos de explora o de m rmores em subterr NeoO s sss sssisssirssresrresrresrresrrrsrresrrrsrrrerre 25 Quadro 3 10 Caracter sticas dos principais n cleos de explora o subterr nea de rochas ornamentais em It lia 28 Caracteriza o do Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa Quadro 4 1 Forma es geol gicas presentes no Anticlinal de Estremoz esssesssssisssirssirssrr
315. resist ncia flex o da rocha atrav s da f rmula apresentada na Figura 5 25 O valor da resist ncia flex o fun o da carga de rotura P da dist ncia entre os apoios L do di metro do provete D e da constante K a qual depende das condi es de ensaio do tipo de rocha ensaiada e da geometria do provete 89 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES A Prensa preparada para o ensaio de flex o B Modo de carregamento do provete e f rmula de Laborat rio de Geomec nica do IST c lculo da resist ncia flex o Figura 5 25 Equipamento para realizar o ensaio de resist ncia flex o e respectiva f rmula de c lculo 5 3 2 5 ENSAIO BRASILEIRO Devido extrema dificuldade na realiza o do ensaio de trac o directa nomeadamente no que diz respeito aplica o da for a muito comum recorrer ao ensaio brasileiro que permite obter indirectamente a resist ncia trac o da rocha Este ensaio consiste em romper um provete cil ndrico de rocha semelhante ao utilizado no ensaio de compress o uniaxial comprimento maior ou igual a duas vezes o seu di metro atrav s da aplica o transversal da carga A resist ncia trac o da rocha o calculada em fun o da for a de rotura e das dimens es do provete di metro e comprimento tal como se mostra na Figura 5 26 P N q 2 MPa L Va t DL P Carga N DA D Di metro mm L Longitude mm Figura 5 26 Aplica
316. resist ncia decai para o que se chama resist ncia ao corte residual Quando atingido um determinado valor de deslocamento a resist ncia ao corte assume o valor residual sendo normalmente a coes o residual igual a zero Dificilmente as descontinuidades s o totalmente planas ou seja apresentam sempre alguma rugosidade De acordo com Patton 1966 os ensaios levados a cabo em descontinuidades rugosas mostram que a equa o de Mohr Coulomb deve ser escrita tal como se apresenta na Figura 5 28 B Se a coes o residual n o tor nula ent o a superf cie de descontinuidade rugosa ficando com coes o aparente aparente porque na realidade n o h coes o mas sim um oferecer de resist ncia ao corte por parte da descontinuidade Pens o mormal Ca i Deslhirramento de corte 5 REA Cu Tens o de corte 7 efis o da corto Ti Tens o normal On Rotura da rocha intag m c Resist ncia ao corte T T Resist ncia de pico Resist ncia de pico i ORS EE Corte na superficie Resistencia residual rugosa Resist ncia ao core Resist ncia residual Resist ncia ao corte T ba i T 6 toloa i Deslocamento 43 Tens o normal On Tens o normal Rn Nota 44 o ngulo de atrito da superf cie da fractura e i o ngulo da rugosidade A Comportamento das descontinuidades planares B Comportamento das descontinuidades durante o deslizamento rugosas durante o de
317. rincipais diferen as entre os dois tipos de ro adora de galeria iiisii terei 148 Monitoriza o e Controlo da Estabilidade Quadro 7 1 Ac es a desenvolver e resultados a obter com as actividades de monitoriza o dos desmontes 154 Quadro 7 2 Grandezas a medir e equipamentos a utilizar na monitoriza o de cavidades 158 Quadro 7 3 Plano de medi es poss vel de aplicar aos desmontes de m rmore em subterr neo 160 Quadro 7 4 Ac es a desenvolver e resultados a obter com o controlo da estabilidade 162 Quadro 7 5 Principais causas de instabilidade de cavidades subterr neas em maci os rochosos m 164 XIV 1 INTRODU O 1 INTRODU O 1 1 PRE MBULO A explora o de rochas ornamentais come ou por ser uma arte no tempo dos eg pcios e mais tarde no tempo dos romanos Nessa altura o desmonte de rochas para fins ornamentais n o poupava o esfor o do homem e dos animais para que fossem erguidas as edifica es monumentais que caracterizaram aquelas pocas A pedra assumia ent o um protagonismo importante ao n vel da constru o pelo que todos os sacrif cios eram permitidos em prol desta actividade Com o decorrer dos tempos come ou a ser atribu do maior valor vida humana tendo para isso contribu do as imposi es econ micas que a partir de determinada altura come aram a imperar na ind stria extractiva em geral e na explora o de rochas ornament
318. rmore e Continuidade da jazida e Profundidade a que se encontra e Factores econ micos infra estruturas investimentos iniciais etc S ap s a obten o de informa o sobre os aspectos anteriormente referidos se dever proceder escolha do m todo de desmonte a utilizar bem como ao dimensionamento do mesmo Nos cap tulos seguintes apresentam se os principais m todos que poder o ser utilizados na explora o subterr nea de m rmores nomeadamente o m todo de c maras e pilares e frentes corridas 3 5 2 1 C MARAS E PILARES Do conjunto dos m todos de desmonte tradicionais resultantes das t cnicas referidas no cap tulo anterior o desmonte com abandono de pilares o nico partida que oferece melhores resultados atendendo especificidade da explora o subterr nea de m rmores em termos da conserva o da integridade do maci o rochoso adjacente Qualquer uma das outras duas t cnicas referidas permite a fractura o do maci o rochoso e at mesmo a sua rotura o que provavelmente conduziria inviabiliza o da explora o O M todo de C maras e Pilares consiste em desmontar a rocha deixando in situ por desmontar determinadas frac es isoladas de rocha da jazida as quais constituem pilares que exercem a fun o de suporte do terreno sobrejacente em toda a rea interessada pela escava o Este tipo de DO EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES m todo de desmonte deve ser di
319. rmore Claro com Vergada Comportamento estrutural M rmore Claro sem Vergada possibilidade de dobras ou outros fen menos Estudo de fen menos de altera o Toda a informa o litol gica dever ser utilizada para elaborar a cartografia preliminar da rea em estudo Cs bo e EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5 2 2 2 ESTUDO DA FRACTURA O BLOCOMETRIA O estudo da fractura o pode ter dois objectivos distintos quando aplicado a pedreiras ou seja 1 An lise da blocometria com fins econ micos Interessa fundamentalmente estudar as caracter sticas das descontinuidades como a orienta o o espa amento e a continuidade 2 An lise geomec nica estudo da estabilidade Interessa estudar todas as caracter sticas das descontinuidades nomeadamente a orienta o o espa amento a continuidade o preenchimento a percola o a abertura e a rugosidade O estudo da fractura o em termos da estabilidade geomec nica do maci o ser apresentado no cap tulo 5 3 3 Nesta fase da metodologia Levantamento de Campo a fractura o dever ser estudada do ponto de vista da blocometria ou seja como fen meno penalizante do m rmore enquanto rocha ornamental O levantamento a efectuar dever considerar se poss vel os dois objectivos anteriormente indicados recolhendo informa o da orienta o espa amento e continuidade das fracturas e se poss vel tamb m do preenchimento condi es de perc
320. rnamental de um jazigo marm reo ss sssssssssiissssressiiessrirrrirsrrirerrrrsrrrren 75 Figura 5 15 Aspecto do escler metro ou martelo de Schmidt durante a realiza o de um ensaio 78 Figura 5 16 bacos que correlacionam o valor da dureza de Schmidt R com a resist ncia compress o e m dulo de elasticidade da rocha para um martelo de Schmidt do tipo LL 9 Figura o 17 Equipamento do ensdlo de carga ponta isso ia teses di a ta aa Das 80 Figura 5 18 Determina o de D em provetes n o cil ndricos para o c lculo do Is no ensaio de carga pontual 8 Figura 5 19 baco de correc o do Is para o Isso relativo a um provete de 50 mm de di metro 8 Figura 5 20 Exemplo do m todo das rosetas e da utiliza o de furos de sondagem para determina o das ens ss PreexISIGNICS eean alone sete radial ch nc O a a 84 Figura 5 21 Metodologia e equipamentos para determina o do estado de tens o in situ atrav s do m todo des macacos PIonNO Ea aii N do Dn an PRA 85 NDICES Figura 5 22 Equipamento para realizar o ensaio de compress o uniaxial simples e par metros a determinar 87 Figura 5 23 Varia o da resist ncia compress o com a dimens o do provete de acordo com os estudo realizados por Bieniawski numa mina de carv o Sul Africana ssssssssssisssisssissriresrresrresrresrrerrrerrrerrresrre 88 Figura 5 24 Equipamento para realizar o ensaio de compress o tri
321. ro F cil e r pido de instalar Problemas de corros o que podem ser minimizados com a utiliza o de tubos galvanizados e com a cimenta o do interior do furo Dados pr ticos e Di metro do tubo 39 mm tipo 55 39 e Resist ncia trac o do tubo 1 ton Di metro do furo 37 mm A 15 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES C A 6 Pregagens do Tipo SWELLEX Tubo em forma de C Aplicada com uma press o hidr ulica de 30 MPa Problemas de corros o que t m vindo a ser melhorados com revestimentos anti corros o Instala o r pida Funciona por atrito na parede do furo Dados pr ticos e Di metro do tubo 26 mm tipo EXL e Resist ncia trac o do tubo 11 5 ton Stillborg 1994 in Hoek 1998 e Di metro do furo 37 mm e Press o da barra para a expans o do tubo 30 MPa Ancoragens Mec nicas Furo com comprimento de pelo menos 100 mm mais que o comprimento da ancoragem de modo a dar aperta cunha Fixa o feita atrav s de uma cunha A tens o a aplicar n o dever ser superior a 70 da capacidade de carga da ancoragem N o aconselhados em maci os muito fracturados a cunha faz deformar a rocha n o fixando a ancoragem O espa o entre a ancoragem e as paredes do furo pode ser cheio de cimento por causa da corros o para grandes per odos de utiliza o Rela o gua cimento t pica da ordem dos 0 4 a 0 5 Dados pr ticos Stillborg 1994 in
322. rown simplifica se para 0 5 O O 03 O4l Mm Sep em que m o valor da constante m de Hoek Brown para a rocha intacta O ci Para estimar a resist ncia de um maci o rochoso atrav s do crit rio de Hoek Brown necess rio determinar os seguintes par metros 95 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Resist ncia compress o uniaxial de um elemento de rocha intacta 6 este par metro pode ser determinado por meio de ensaios de carga pontual martelo de Schmidt ou compress o uniaxial simples ou ainda atrav s de ensaios de compress o triaxial devendo ser corrigido se o seu di metro n o tor igual a 50 mm Hoek e Brown 1980 Valor da constante m de Hoek Brown para a rocha intacta este par metro pode ser estimada com base em quadros elaborados por Hoek e Brown 1980 ou atrav s de ensaios de compress o triaxial cuja metodologia para determina o destes ndices se encontra apresentada em pormenor em Hoek 1998 Valor do GSI Geological Strenght Index para o maci o rochosos determinado atrav s de quadros elaborados pelos autores Hoek e Brown 1980 e Hoek 1998 e permite estimar os par metros mp s e a Este crit rio s deve ser aplicado em determinados casos tal como se apresenta na Figura 5 30 S 30 p Provetes Intactos Fo z N 20 B l E O O Lima Familia ps descontinuidades AN SINAN S Tz AO E EET CTA n o usar o crit rio de Hoek Brown i E cd 5 E
323. rsifica o estado de tens o etc que originem problemas da estabilidade da escava o Ent o h necessidade de identificar essas zonas e estudar a morfologia dimens es e caracter sticas ornamentais e geomec nicas das zonas com potencial para a explora o subterr nea Outra situa o que poder ocorrer a exist ncia de zonas com excelente comportamento geomec nico e sem qualquer aptid o ornamental ex camadas de dolomitos A sobreposi o das zonas ornamentais e geot cnicas identificadas pode ser concretizada com base nas classifica es qualitativas e representados num quadro os respectivos resultados Esse exerc cio pode ser observado no Quadro 5 21 120 5 GGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Z A defini o do zonamento ornamental geot cnico de extrema import ncia para o bom desenvolvimento da explora o Nessa discretiza o dever existir o cuidado de n o se definirem muitas zonas tal como j havia sido referido de modo a n o tornar demasiado complexo o estudo do maci o e o consequente planeamento da lavra Como foi referido o zonamento ornamental geot cnico tem como objectivo a divis o do maci o em elementos de volume para os quais determinadas propriedades ornamentais e geomec nicas se mant m dentro de certos intervalos Com este m todo poss vel tipificar o maci o relativamente ao m todo de desmonte dimensionamento de poss veis suportes
324. rte N o pode ser utilizado com bet o projectado porque tem uma malha muito pequena e gera a cria o de vazios no interior da camada de bet o projectado e Rede electrossoldada pode ser galvanizada para minimizar os efeitos da corros o geralmente utilizada para refor o do bet o projectado devendo este envolver toda a rede para que esta n o sofra efeitos de corros o ver Figura 7 5 C A Fixa o de rede normal B Fixa o de rede C Fotografia da rede electrossoldada electrossoldada Figura 7 5 Aplica o de redes met licas fonte Hoek Kaiser e Bawden 1998 O bet o projectado por sua vez aplicado com a fun o de cintagem ou de revestimento tendo nesta segunda aplica o como principais objectivos regularizar e impermeabilizar os contornos das cavidades criadas A ac o de revestimento pode ser necess ria em zonas de aflu ncia indesejada de guas ou em zonas muito alterados como pode ser o caso de locais junto de fil es doler ticos Ap s a explora o pode ser necess rio revestir algumas zonas do maci o caso as cavidades subterr neas sejam reutilizadas para outros fins atendendo ao tipo de actividade que se venha a desenvolver no seu interior Este m todo de sustimento tamb m pode ser utilizado como sustimento indeform vel na cintagem de pilares 169 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES O bet o projectado geralmente aplicado juntamente com a rede met l
325. rv vel uma diminui o da fractura o em profundidade embora esta n o se possa considerar geral para todo o maci o pois varia de local para local b Dolomitiza o secund ria A dolomitiza o secund ria respons vel pela transforma o de m rmore num dolomito cavernoso secund rio sem aptid o ornamental vulgo olho de mocho Esta dolomitiza o poder ocorrer principalmente em zonas que obedecem s seguintes caracter sticas Vint m 1998 Ao longo de planos de estratifica o quando ocorrem heterogeneidades nos estratos Segundo bandas de cisalhamento sensivelmente N40 W longitudinais estrutura geral Segundo falhas direitas de orienta o N20 E obliquas em rela o estrutura Segundo a direc o N60 E paralelamente aos fil es doler ticos 39 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES c Carsifica o O aparecimento do carso nas explora es relativamente frequente sobretudo em Borba e em algumas zonas da Lagoa Esta carsifica o ocorre ao longo de planos de estratifica o e segundo falhas de direc o N60 E e N10 E Estes fen menos de acordo com as sondagens realizadas pelo Instituto Geol gico e Mineiro IGM podem aparecer at profundidades de 150 m Vint m 1998 Existem ainda outros condicionantes explora o que foram aparecendo com a evolu o da lavra e que resultam do facto de em reduzidas reas de corta se terem atingido elevadas profundi
326. s de m rmore depois de removida parte da terra de cobertura 1 2 DESMONTE DAS CABE AS OU L PIAS Ilustra o Equipamentos Martelo pneum tico perfura o M quina de fio diamantado corte Corte e desmonte das cabe as de m rmore que foram destapadas de modo a criar um piso de trabalho regular Explosivos desmonte de material sem qualidade Martelo hidr ulico equipado na escavadora fragmenta o das 4 n Primeiro piso de desmonte ap s extrac o das cabe as u n 4 cabe as de m rmore 1 3 ABERTURA DE CAIXAS E CANAIS Ilustra o Equipamentos A abertura da caixa permite a cria o de duas faces livres para o i e Ea Perturadora perfura o desmonte da rocha E Martelo pneum tico enquanto a realiza o E as cernracas de canais perpendiculares entre si origina uma terceira face livre e define a massa a desmontar e ii Estas opera es Grua extrac o permitem iniciar a explora o de um novo Aspecto de um canal realizado numa bancada M quina de fio diamantado corte Ro adora de bancada corte piso 222 E 3 EXPLORA O DE M RMORES Quadro 3 7 Fase de desmonte a c u aberto 2 1 PERFURA O Ilustra o ean a Realiza o de furos horizontais e verticais fhe que delimitam a massa y o Perfuradora a desmontar e as AN Martelo pneum tico respectivas talhadas de a rocha Realiza o de um furo horizontal para
327. s subterr neas criadas Os constrangimentos ambientais que v m penalizar as explora es a c u aberto prometem auxiliar a lavra subterr nea a impor se no Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa 8 3 RISCOS INERENTES ABORDAGEM EMP RICA O empirismo que at agora tem funcionado na lavra a c u aberto n o pode por motivos bvios que se prendem com a subaproveitamento do recurso continuar a orientar as decis es ao n vel da explora o em subterr neo Tal abordagem em virtude da complexidade geol gica do Anticlinal revelar se ia desastrosa pois a falta de estudo do maci o e um mau dimensionamento dos desmontes pode resultar em acidentes graves motivados pela instabilidade do maci o desabamentos aluimentos etc Para al m dos preju zos humanos e materiais que os acidentes podem provocar contribuiriam certamente para a deteriora o do recurso desacreditando o m todo de desmonte subterr neo A acontecer uma situa o desse g nero com maior dificuldade se conseguiriam abrir novas explora es subterr neas com todos os preju zos que da poderiam advir quer ao n vel do desenvolvimento do sector quer a n vel ambiental Dado que as zonas de qualidade ornamental aflorantes j n o s o f ceis de encontrar tornam se necess rios maiores investimentos para desmontar camadas superficiais est reis contribuindo este facto para o encerramento de algumas empresas Com o recurso lavra subterr nea as empr
328. s SN BSB dio j SAS NES ER O VER E E 7 PRN t c c o tan A A A R NN A Pi Duas Familias de descontinuidades SNS RENO o NANA NR AN t o de Hook Bouro RN IS O 0 EST ag COR RR NaN HOR DO O E DEBE i SERRES P o Tensa Normal Gn MPa w Representa o com base no crit rio de Hoek Brown da RE as apii envolvente de rotura de um maci o rochoso caracterizado por Usar o crit rio de Hork Brown o 85 MPa m 10 e GSl 45 em que e B s o constantes e Om reflecte a resist ncia trac o da interliga o entre as B part culas de rocha quando estas n o tem liberdade para se Maci os rochosos muilo fracturados e Usar o crit rio de Hork Brown dilata r Figura 5 30 Condi es de aplica o do crit rio de rotura de Hoek Brown e seus resultados adaptado de Hoek e Brown 1980 A utiliza o de um determinado crit rio de rotura para o estudo de um problema deve satisfazer os seguintes requisitos Hoek e Brown 1980 a Traduzir adequadamente a resposta de uma amostra de rocha intacta para a faixa de tens es existentes em subterr neo Estas gamas de condi es v o desde a resist ncia trac o at compress o triaxial b Ser capaz de prever a influ ncia de uma ou mais fam lias de descontinuidades sobre o comportamento da amostra de rocha Este comportamento pode ser altamente anisotr pico ou seja vai depender da inclina o das descontinuidades em rela o direc o de
329. s rio fazer o levantamento das fracturas existentes e conhecer as suas caracter sticas f sicas OU seja e Orienta o ou atitude definida pela direc o e inclina o dos planos de fractura ex N30 W 30 SW ou N150 30 SW podendo tamb m ser zba 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES identificada pela direc o da linha de maior declive em rela o ao Norte ou azimute e pela inclina o da mesma ex N240 30 ou N240 30 e Espa amento dist ncia na perpendicular entre duas fracturas cont guas permite caracterizar a densidade da fractura o de uma frente e ou do maci o e Continuidade extens o da rea de influ ncia de uma descontinuidade em determinado volume de rocha e Rugosidade irregularidades ou ondula es na superf cie da fractura e Abertura dist ncia na perpendicular entre duas paredes de rocha adjacente e Preenchimento material que ocupa o espa o entre as duas paredes de rocha adjacente e Percola o condi es da fractura relativamente presen a de gua Conforme referido anteriormente para estudar a blocometria dispon vel na pedreira deve ser realizado um levantamento exaustivo da orienta o espa amento e continuidade das fracturas Para estudar a orienta o das descontinuidades pode se actuar de duas formas a Medi o directa sobre o plano de fractura tal como se mostra na Figura 5 2 b Medi
330. s rios tal como a ro adora de galeria 148 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO 6 3 2 2 RECURSOS HUMANOS O desmonte em subterr neo n o envolve muitos trabalhadores por frente sendo necess rios os seguintes recursos humanos 1 Engenheiro supervisionar os trabalhos 1 Encarregado gest o dos trabalhos 1 Operador da ro adora tempo inteiro 1 Ajudante do Operador nas mudan as do equipamento 1 Condutor Manobrador remo o dos blocos cortados na frente O engenheiro deve supervisionar os trabalhos recolher informa es durante os avan os e zelar pelo cumprimento do Plano de Lavra aprovado devendo delegar no encarregado a gest o dos trabalhos di rios ap s lhe ter comunicado as suas preocupa es N o necess rio que esteja sempre presente na pedreira devendo no entanto ir explora o pelo menos uma vez por semana O encarregado est omnipresente na explora o e deve ser capaz de p r em pr tica as indica es do engenheiro e ao mesmo tempo organizar o trabalho de modo a maximizar a produ o n o necessitando de estar sempre na mesma frente O operador da ro adora deve ser capaz de manobrar o equipamento durante os cortes e na montagem para novos cortes Pode ainda tomar parte noutras opera es de corte de rocha com outros equipamentos tal como a m quina de fio diamantado com vista a concluir a individualiza o da talhada Este trabalhador passar o turno de trabalho na
331. s sendo ainda tecidas algumas considera es sobre o comportamento dos pilares e sobre o factor de seguran a a adoptar 6 2 2 1 1 Base do M todo Um dos m todos mais utilizado para o dimensionamento de c maras e pilares o da rea tribut ria rea de influ ncia o qual considera o pilar sujeito a tens es verticais litoest ticas correspondentes rea que ele suporta Este m todo compara a tens o aplicada ao pilar com a sua resist ncia compress o n o contemplando no entanto a orienta o das descontinuidades que pode alterar a distribui o das tens es 127 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Atrav s de estudos realizados por v rios autores essencialmente aplicados a minas de carv o foi poss vel chegar a f rmulas emp ricas baseadas em ensaios de resist ncia compress o in situ e em laborat rio que possibilitam analisar a resist ncia dos pilares Essas f rmulas podem ser observadas no Anexo V Nenhuma dessas f rmulas foi estudada para o m rmore embora algumas tenham sido formuladas para rochas duras Para utilizar este m todo expedito e simples com maior precis o ter se iam que estudar os pilares de m rmore e determinar a f rmula que nos permite estimar a sua resist ncia compress o N o sendo isso poss vel na zona do Anticlinal de Estremoz em virtude da explora o subterr nea estar ainda na fase inicial e da experi ncia acumulada ainda n o ser significativa a melho
332. s veis varia es do estado de tens o motivada por dobras ou outros fen menos geol gicos A realiza o deste tipo de prospec o deve ser planeada e coordenada pelo respons vel t cnico da explora o podendo a mesma ser realizada pela empresa caso possuam os equipamentos necess rios e o pessoal especializado para tal Caso contr rio deve recorrer se a servi os externos Esta prospec o constitui um complemento aos trabalhos j realizados durante a fase do projecto 137 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES permitindo a realiza o de estudos de retroan lise que poder o contribuir para optimizar e ajustar o projecto de engenharia elaborado com importantes benef cios econ micos e de seguran a para a explora o 6 3 CICLO DE PRODU O O ciclo de produ o significa em sentido lato todas as opera es equipamentos e pessoal necess rios realiza o dos trabalhos estejam directamente ou indirectamente ligados aos trabalhos de desmonte Dele fazem parte tamb m as regras de seguran a e higiene que devem ser cumpridas no sentido de melhorar as condi es de trabalho no interior das galerias subterr neas No Quadro 6 3 apresentam se as actividades a desenvolver nesta etapa do estudo bem como os principais resultados a obter Nos cap tulos seguintes ser o apresentadas as principais fases do ciclo produtivo Quadro 6 3 Ac es a desenvolver e resultados a obter com a defini o do ciclo
333. s e pilares din susacos asa nen ires sbaoa ao nepaas dae cusnsgeasgiass Cncganase 30 Figura 3 8 Ilustra o do m todo de desmente por frentes corridas sa Bu page ad GT 31 Caracteriza o do Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa Figura 4 1 Localiza o geogr fica do Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa ssssssssissssiesssirssrrrrsrrrrsrrrsrrerren 32 Figura 4 2 Sectores tectono estratigr ficos da zona Ossa Morena em Portugal ssssssssssssssisessrssrrssrrssrrsrrrerrrerrren 33 Figura 4 3 Unidades estratigr ficas do Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa eee 34 Figura 4 4 Distribui o da tractura o em v rias zonas do Anticlinal ccersscermmesecueas er nenesorieas ve uerenredashe coterineraenaves 35 Figura 4 5 Mapa geol gico do Anticlinal com a localiza o dos principais n cleos de explora o de m rmores 36 Figura 4 6 Exemplos de situa es onde se poderia recorrer explora o subterr Ned ssssisesiiessriessrirrsrrrrsrrrrsn 43 Figura 4 7 Perfis t picos de cash flows em pedreiras ss fudida dd a 46 Geomec nica Aplicada Explora o Subterr nea de M rmores Figura 5 1 Fluxograma da fase 1 prospec o geol gica e caracteriza o geomec nica do estudo para abertura de uma explora o subterr nea de M rMOreS sss sssisssisristit ttrt eee eee eres eeaere ren eeeeo 52 Figura 5 2 Utiliza o da b ssola para medir a direc
334. s empres rios Quando um empres rio decide avan ar com determinada frente sem que o respons vel t cnico seja consultado as quest es de estabiliza o do maci o podem n o ser acauteladas o que resultar numa inviabiliza o de parte do jazigo Em alguns casos poder ser imposs vel para uma empresa atender a todas as exig ncias dos t cnicos no entanto quando tal situa o suceder dever ser discutida com todos as partes interessadas no sentido de se encontrar a melhor solu o que n o ponha em risco a explora o 174 8 TEND NCIAS DA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Na lavra subterr nea existem diversas vari veis que n o s o emp ricas essencialmente relacionadas com o comportamento do maci o da que a utiliza o abusiva do m todo observacional as you go por parte dos t cnicos baseada unicamente na observa o das frentes de desmonte sem recurso a informa es e instrumentos adequados que permitam prever o comportamento mec nico do maci o podem apresentar consequ ncias dr sticas Os t cnicos devem saber expor aos empres rios as necessidades de aquisi o de equipamentos ex equipamentos de monitoriza o fundamentando essa argumenta o do ponto de vista econ mico e explicando a sua import ncia para a continuidade e futuro da explora o As press es econ micas feitas por parte das empresas contrariando a compra de determinados equipamentos s deve ser admitida at cer
335. s fam lias de fracturas etc a qual fornece dados para o correcto posicionamento do testemunho em rela o ao Norte ap s o mesmo ter girado no interior do furo Nas situa es em que a geologia se apresenta complexa e em que existe perda de material descontinuidade no testemunho de sondagem h necessidade de recorrer a m todos mais expeditos e fi veis que permitam a orienta o Para isso existem variados m todos e equipamentos dos quais a t tulo de exemplo se descreve o sistema utilizado pela Atlas Copco Craelius Este m todo consiste num conjunto de pinos paralelos ao eixo de sondagem instalados frente da coroa diamantada que instrumentam o perfil inferior do testemunho deixado no fundo do furo pelo avan o anterior possibilitando a orienta o do testemunho em rela o posi o das varas e ao in cio do furo AO ESSE a SS P a e N o Figura 5 11 Sistema de orienta o dos testemunhos de sondagem comercializado pela Atlas Copco Craelius fonte Hoek e Brown 1980 Existem outros m todos mais sofisticados no entanto s o bastante mais dispendiosos e necessitam de equipamentos mais complexos Um exemplo desses m todos consiste na observa o das paredes do furo atrav s de c maras de televis o 68 5 CGEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 5 2 3 2 2 Caracter sticas T cnicas O planeamento de uma campanha de sondagens deve ser elaborado com bastante cui
336. s geot cnicas existentes Para concluir o zonamento deve construir se uma ou v rias tabelas que resumam as caracter sticas geot cnicas m dias de cada uma das zonas em fun o dos par metros apresentados na figura anterior Para sobrepor o zonamento geot cnico ao zonamento ornamental devem classificar se as v rias zonas geot cnicas de um modo qualitativo Para realizar essa classifica o com base nos par metros geomec nicos que caracterizam cada uma das zonas do maci o sugere se a t tulo de exemplo a utiliza o da classifica o geomec nica de Bieniawski que permite definir as cinco zonas tal como se mostra no Quadro 5 20 Quadro 5 20 Exemplo de uma classifica o qualitativa poss vel para as zonas geot cnicas baseada na classifica o geomec nica de Bieniawski CLASSIFICA O DAS VALORES DE RMR ZONAS GEOT CNICAS CLASSIFICA O GEOMEC NICA DE BIENIAWSKI 81 100 Boa 61 80 41 60 21 40 vmo gt 5 4 ZONAMENTO ORNAMENTAL GEOT CNICO O zonamento ornamental geot cnico pode ser considerado como o resultado final da caracteriza o do jazigo marm reo e tem como objectivo a sobreposi o das zonas ornamentais valor comercial identificadas com as zonas geot cnicas caracter sticas geomec nicas do maci o com vista defini o das zonas com potencial para a explora o subterr nea Dentro das zonas com qualidade ornamental podem aparecer fen menos fractura o ca
337. s i da pedreira Transporte de blocos comercializ veis para o parque de blocos Escavadora carregamento Carregamento e transporte de escombros da zona da frente da pedreira PE r nggi at escombreira ca a i Gruas equipadas com balde extrac o dos escombros P carregadora carregamento Dumpers transporte Transporte dos escombros para a escombreira 3 5 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Neste cap tulo s o apresentados os n cleos mundiais de explora o subterr nea de m rmores de maior import ncia e os principais m todos de desmonte aplic veis a este tipo de recurso mineral com o intuito de analisar a poss vel aplica o dos conhecimentos adquiridos nesses n cleos e dos m todos de desmonte praticados lavra subterr nea a desenvolver no Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa 3 5 1 PRINCIPAIS N CLEOS MUNDIAIS Os principais n cleos mundiais de explora o de m rmores em subterr neo situam se em It lia Carrara e nos Estados Unidos da Am rica Danby No Quadro 3 9 encontram se sintetizadas as caracter sticas mais importantes destes dois n cleos 24 3 EXPLORA O DE M RMORES Quadro 3 9 Principais n cleos de explora o de m rmores em subterr neo CARACTER STICAS CARRARA DANBY Localiza o Geologia Dimens o das Explora es M todo de Desmonte Em Carrara regi o da Toscana em lt lia das cerca de 220 pedreiras existentes aproxi
338. s ou pr ximos destes As sec es quadradas tamb m podem ser adoptadas em estados de tens o hidrost ticos tendo o problema de apresentar elevados valores de tens o tangente nos cantos o que pode originar roturas tal como se apresenta na Figura 5 38 spt 6P 4P Tens o Normal M xima Tangente ao Contorno da Sec o Tens o Normal Tangente ao Contorno da Sec o 1 025a r 050a r 075a Raio do canto Figura 5 38 Varia o da tens o tangencial no contorno de uma escava o quadrada fonte Mendes 1985 As galerias rectangulares s o as mais comuns na ind stria extractiva de m rmores em subterr neo devido essencialmente s t cnicas de desmonte de rocha e forma do produto que se pretende obter blocos paralelepip dicos As sec es rectangulares semelhan a das quadradas apresentam tamb m elevada concentra o de tens es tangentes nos cantos o que destavor vel em terrenos de estabilidade d bil Na Figura 5 39 apresenta se a distribui o das tens es de sec es rectangulares de v rias dimens es considerando o terreno como homog neo is tropo e el stico segundo estudos realizados por Ober Duvall e Merrill 1960 Nestes estudos foi considerado que os cantos das galerias seriam arredondados dado que os cantos rectos produzem valores infinitos de tens o FHH E Ci ESSE FA ANY AIN PAS RS Figura 5 39 Concentra o de tens es tangenciais no
339. s seguintes componentes fundamentais cor textura e granulometria Estas caracter sticas s o as mais importantes para a valoriza o comercial das rochas Relativamente cor o m rmore pode ser agrupado em tr s classes tal como se mostra no quadro seguinte 14 3 EXPLORA O DE M RMORES Quadro 3 3 Classifica o do mercado dos v rios tipos de m rmore de acordo com a sua cor adaptado de Bradley 1999 MERCADO CATEGORIAS DE COR Branco Classe 1 Alta qualidade e m dio a alto custo M rmores caracterizados por cores que s o de f cil Rosa utiliza o Normalmente a procura excede a ofera Preto Cl ssicos A disponibilidade no mercado normalmente Vermelho constante Varde Classe 2 Alta qualidade e m dio a alto custo M rmores caracterizados por cores que t m utiliza es limitadas comparadas com as cl ssicas A procura pode variar consideravelmente Em muitos casos a disponibilidade no mercado n o constante Violeta Amarelo Especiais Castanho Classe 3 M dia qualidade e custos relativamente baixos A disponibilidade no mercado deste tipo de Bege ou Creme Comuns m rmores normalmente muito boa e quase Cinzento sempre constante A cor do m rmore tem diversas origens derivando na maior parte dos casos da exist ncia de impurezas sob a forma de xidos na estrutura das rochas Os tipos de xidos e outros componentes presentes que assumem um papel importante na de
340. s suas pedreiras para recolha de informa o sem as quais seria extremamente dif cil o desenvolvimento deste estudo Ao Eng Parreir o Gomes agrade o a sua am vel disponibilidade para a troca de ideias e o acesso a informa o importante que me proporcionou sobre algumas explora es subterr neas actualmente em curso que em muito contribu ram para que este trabalho possa ter aplica o pr tica Gostaria tamb m de agradecer ao Prof Fornaro e ao Eng Claudio Oggeri do Polit cnico de Torino as informa es e documenta o preciosa que tTacultaram bem como o apoio log stico EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES durante as visitas realizadas a explora es subterr neas de rocha ornamental em It lia nomeadamente de ard sias Liguria e de m rmores Carrara Ao Prof Sim es Cortez e Empresa das Lousas de Valongo agrade o a simpatia com que permitiram e conduziram a visita efectuada s unidades extractivas subterr neas de lousas em Valongo e aos importantes ensinamentos facultados durante a mesma FCT Funda o para a Ci ncia e a Tecnologia ao abrigo do Programa PRAXIS XXI agrade o a bolsa de mestrado que me foi concedida sem a qual a realiza o deste evento n o teria sido poss vel Todos aqueles que de algum modo contribu ram para este estudo e que n o foram referidos para eles deixo aqui tamb m uma palavra de apre o e estima de igual intensidade EXPLORA O SUBTERR NEA
341. seja Percentagem de recupera o Lc L x100 b RQD Rock Quality Designation Deere e Merrit 1966 Fornece correla es com as caracter sticas que definem a qualidade dos maci os rochosos em termos geot cnicos e de fractura o O RQD vem dado pela seguinte f rmula ver Figura 5 13 bs cm RQD Atx y to T em que L 38 cm L comprimento sondado L 10cm Soma dos tro os de testemunho n o alterado com comprimento gt a 10 cm Exemplo pr tico atendendo figura Considerando o comprimento total do testemunho de 200 cm e atendendo aos tro os da figura tem se 38 1 20 35 RQD x100 55 200 70 x L 0 7 sem fragmentos gt 10 cm L 20 em L 35 em PE Quebra da perfura o L t N o recuperado Figura 5 13 Caso pr tico de determina o do RQD fonte Hoek 1998 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES ETAPAS ILUSTRA O 1 Delimitar as zonas do testemunho de sondagem com diferentes litologias atrav s da molhagem dos mesmos Medir o comprimento dessas litologias bem como a cota de in cio e de fim em rela o ao in cio da sondagem 2 Descri o das v rias litologias presentes classificando qualitativamente as que t m aptid o ornamental e atribuindo lhes os nomes pelos quais s o conhecidas comercialmente 3 Orienta o dos testemunhos em fun o
342. slizamento Figura 5 28 Comportamento das descontinuidades planares e rugosas durante o deslizamento adaptado de Hoek 1998 50 0 ESTUDO DAS DESCONTINUIDADES As superf cies de descontinuidade existentes nas rochas e nos maci os rochosos s o extremamente importantes uma vez que geralmente d o lugar a varia es bruscas de propriedades f sicas Estas descontinuidades podem ser microfissuras intragranulares de cristais contactos intergranulares de cristais e fissuras na matriz rochosa planos de xistosidade diaclases juntas de sedimenta o fil es falhas etc A estabilidade dos maci os rochosos condicionada geralmente pelo excesso de carga e ou pelo aparecimento de diaclases A maior parte dos casos de rotura do maci o rochoso devido ao deslizamento ao longo de superf cies de anisotropia Rocha 1981 Nesta etapa do estudo de caracteriza o do maci o rochoso devem ser estudadas as descontinuidades sob os aspectos referidos no Quadro 5 16 com o objectivo de atingir os resultados nele indicados Z0D 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Quadro 5 16 Ac es a desenvolver e resultados a obter com a realiza o do estudo das descontinuidades ETAPA 1 2 CARACTERIZA O SEOMEC NICA Levantamento da atitude das Defini o do posicionamento das descontinuidades completar descontinuidades e sua divis o levantamento realizado na fase de em fam lias atendendo su
343. smonte em subterr neo a entrada em galeria e o rebaixo 139 Figura 6 13 Superf cie de rotura do bloco de rocha na frente de desmonte devido ac o dos colch es hidraulicos oU Pre Um licos tas custando d usas saia dn Dad A De E E 142 Figura 6 14 V rias posi es do canal na frente da galeria em fun o da qualidade do m rmore c 142 Figura 6 15 Explora o subterr nea do Anticlinal de Estremoz em fase de rebaixamento iiiiiiiieteees 143 Figura 6 16 Esquemas ilustrativos da ventila o insuflante e aspirante eee ererereeer ceara 144 Figura 6 17 Ventilador insuflante instalado na entrada de uma explora o subterr nea de rochas ornamentais 145 Figura 6 18 Holofote m vel utilizado para iluminar zonas de trabalho que requerem um n vel de ilumina o SUPE orao NON E cas si a R A 146 Monitoriza o e Controlo da Estabilidade Figura 7 1 Fluxograma da fase 3 monitoriza o e controlo da estabilidade do estudo para abertura de uma explora o s bterr nea de M FMOTES iiiirenieinirs iicet a EA E E a 153 Figura 7 2 Fluxograma das actividades de monitoriza o dos desmontes s sssssssssiisssriessrersriirsrrerrrrirrrrirrsrrrn 156 Figura 7 3 Tipos de pregag ns disponiveis NO IMENCAdO uia eai assada doa Ta aa TS Da 167 Figura 7 4 Tipos de ancoragens dispon veis no mercado suscitar nadar dn ioBiLe sais crian o aba iara Rana arrasto dna laa
344. spec o durante os Avan os 2 2 1 Defini o das Opera es unit rias e auxiliares desmonte ACTIVIDADES 2 1 1 Selec o da Abertura e Avan os PAR METROS GEOM TRICOS DOS DESMONTES E FASEAMENTO DA LAVRA y 2 2 2 Defini o de Recursos equipamentos e pessoal 2 2 3 Seguran a e Higiene OPERA ES A REALIZAR EQUIPAMENTOS E RECURSOS HUMANOS A UTILIZAR E REGRAS DE SEGURAN A E HIGIENE A CUMPRIR RESULTADOS DAFASE2 gt DEFINI O DO M TODO DE DESMONTE E DO CICLO PRODUTIVO Figura 6 1 Fluxograma da fase 2 m todo de desmonte e ciclo de produ o do estudo para abertura de uma explora o subterr nea de m rmores 123 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 6 2 M TODO DE DESMONTE O m todo de desmonte deve ser definido ap s a an lise conjunta da informa o geol gica e geot cnica recolhida Com base no resultado dessa an lise ou seja no zonamento ornamental geot cnico est se em condi es de dimensionar e definir o faseamento dos desmontes Nos cap tulos seguintes apresentar se o os v rios estudos que devem ser efectuados com vista defini o do m todo de desmonte a aplicar os quais se encontram sintetizados ao n vel das ac es a desenvolver e dos resultados a obter no Quadro 6 1 Quadro 6 1 Ac es a desenvolver e resultados a obter com o estudo do m todo de desmonte ETAPA 2 1 M TODO DE DESMONTE Integra o
345. spec ficos explora o subterr nea geralmente por t nel ai EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES e Explora o em flanco de encosta acessos por t nel ou rampa dependente da inclina o do jazigo mineral e Explora o subterr nea profunda acesso por rampa ou po o que conduz at jazida A explora o de rochas ornamentais em subterr neo e em especial no caso dos m rmores apresenta algumas especificidades destacando se a que se centra no facto de n o ser desej vel a indu o de fracturas no maci o rochoso com a abertura das cavidades de explora o Este fen meno a ocorrer resultaria numa diminui o da dimens o da blocometria dispon vel para explora o e por conseguinte numa redu o do rendimento dos desmontes Assim o controlo da estabilidade das cavidades assume se como um aspecto fundamental que deve ser salvaguardado de modo a ser mantida a integridade do jazigo mineral e a potenciar uma futura utiliza o do espa o subterr neo criado 4 2 2 CONDI ES DE APLICABILIDADE NO ANTICLINAL No Anticlinal de Estremoz Borba Vila vi osa a explora o de m rmores foi at 1997 realizada unicamente a partir de pedreiras a c u aberto altura em que se inicia a primeira explora o subterr nea a partir de uma delas A explora o de rochas ornamentais no Anticlinal come ou a enfrentar novos desafios nomeadamente relacionados com as exig ncias ambientais e com as pol ticas de
346. ssistiu introdu o do compressor de perfura o autom tica e na d cada de 1960 instala o da primeira grua Derrick nas pedreiras de St Ant nio em Estremoz Na d cada de 1970 assiste se ao in cio da electrifica o das pedreiras do Alentejo apesar da primeira m quina de fio diamantado s ser instalada no Anticlinal em 1989 mais propriamente numa pedreira de Borba Martins 1990 Em termos espaciais o desenvolvimento e consolida o da ind stria das rochas ornamentais em Portugal deu se numa primeira fase segundo dois vectores locacionais P ro Pinheiro como primeiro p lo da actividade extractiva para depois se especializar essencialmente na actividade de transforma o da pedra e o Anticlinal Estremoz Borba Vila Vi osa como ainda hoje o grande centro da actividade extractiva de m rmores Actualmente a actividade desta ind stria est bastante mais dispersa pelas diferentes regi es do pa s embora as localiza es hist ricas continuem a ter uma relev ncia indiscut vel no campo da produ o Um princ pio determinante para a maior dissemina o da actividade a import ncia crescente que tem vindo a assumir a extrac o e transforma o quer de m rmores e de granitos quer de outras variedades de calc rios com especial destaque para a zona do Maci o Calc rio Estremenho a qual tem crescido de import ncia ao n vel dos calc rios sedimentares 2 RESENHA HIST RICA Como se
347. ssorando o engenheiro respons vel A responsabilidade da fiscaliza o de todas as actividades de instrumenta o deve estar a cargo do respons vel t cnico da pedreira A equipa respons vel pela instrumenta o deve ser capaz de realizar as actividades que seguidamente se indicam al m de outras que possam ser acordadas e Fornecimento e instala o dos instrumentos consignados no plano de instrumenta o e Execu o de leituras com periodicidade adequada ao estado da explora o e aos resultados das leituras anteriores e Observa es recurso a fotografias e a filmagens de natureza qualitativa da geologia dos terrenos escavados ex natureza dos terrenos fen menos geol gicos que o caracterizam estado de fractura o presen a de gua etc e Conserva o manuten o e calibra o dos aparelhos de leitura e Tratamento dos dados atrav s da elabora o de gr ficos interpretativos e de quadros de leitura e Avalia o pr via e sum ria dos resultados obtidos sem preju zo da an lise a realizar pelo respons vel t cnico da explora o e Informa o imediata do respons vel t cnico quando se atinjam valores de alarme e Elabora o de relat rios peri dicos 7 2 2 GRANDEZAS A MEDIR E EQUIPAMENTOS As grandezas a medir devem ser definidas em fun o dos riscos existentes neste tipo de escava es subterr neas ao n vel da estabilidade dos desmontes Assim necess rio ter presente que
348. ssrrerrrerresrirerresrrrsrreerree 34 Quadro 4 2 Propriedades geomec nicas das v rias litologias presentes no Anticlinal cis citei 37 Quadro 4 3 Dados estat sticos da explora o de m rmores do distrito de Evora 38 Quadro 4 4 Atitude das principais fam lias de fracturas presentes no Anticlinal sssssssssessiessresrresrresrrerrrerrrrsrresrre 39 Quadro 4 5 Compara o entre os desmontes em subterr neo e a c u aberto ee eereeers 44 Quadro 4 6 Estudos a elaborar para a abertura e durante a explora o de uma pedreira 49 Geomec nica Aplicada Explora o Subterr nea de M rmores Quadro 5 1 Fases do estudo global para a abertura de uma explora o subterr nea de m rmores o 51 Quadro 5 2 Ac es a desenvolver e resultados a obter com o estudo da bibliografia 53 Quadro 5 3 Ac es a desenvolver e resultados a obter com o levantamento de CaAMpoO ss sssssessiesrresrrerrrerrrrsrrerrre 54 Quadro 5 4 Informa es a recolher nas litologias do Anticlinal de Estremoz csii ir eeeeereee ee eeerereererrs 55 Quadro 5 5 Ac es a desenvolver e resultados a obter com a prospec o em profundidade 62 Quadro 5 6 M todos de prospec o geof sica aplic veis a maci os marm reos seus objectivos e principais COTE I Si sen e a a A SD Rd CC aa 63 Quadro 5 7 Principais informa es a recolher dos testemunhos de sondagem ee eererrs 66 Quadro 5 8
349. ssura inclinando cerca de 8 para Sul Est rodeada a tecto por xistos e a muro por calc rios dolomiticos Esta camada forma um geossinclinal e aflora na encosta da montanha O m rmore est datado do Ordov cico 350 MA apresentando se pouco fracturado As colora es variam entre o branco passando pelo branco com vergada cinzenta acastanhada e terminando no m rmore cinzento com vergada xistenta acinzentada A explora o desenvolve se por uma rea de cerca de 6 5 ha e apresenta c maras com 15 m e pilares quadrados com 7 8 m de lado mais ou menos regulares A explora o subterr nea desenvolve se em flanco de encosta semelhan a do que acontece em Carrara uma vez que existe uma elevada espessura relativamente s da camada de m rmores intercalada entre material est ril Antigamente a lavra avan ava em galeria dentro do xisto para p r a descoberto a camada de m rmore Hoje em dia a galeria directamente escavada no m rmore com aux lio de ro adoras de galeria Depois de entrar em galeria realizado o rebaixo do desmonte atrav s das t cnicas utilizadas no c u aberto A explora o avan a com pisos da ordem dos 4 a 5 m de altura de modo a definir as v rias qualidades de m rmore presentes na camada Continua EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES Continua o Os equipamentos mais utilizados s o Utilizam se ro adoras m quinas ro adora de galeria ro adora de diamant
350. sultam do estudo feito sobre amostras de reduzidas dimens es quando comparadas com o maci o rochoso em estudo tal como se ter oportunidade de estudar mais adiante 532 1 ENSAIOS DIN MICOS Os ensaios din micos t m como base a medi o da velocidade de propaga o das ondas s smicas atrav s de um provete de rocha Para isso utiliza se um transmissor e um ou v rios receptores colocados na amostra Com base num oscilosc pio poss vel controlar e medir a propaga o da onda obtendo os valores da velocidade das ondas P e S respectivamente V e V Com base no valor dessas velocidades e atrav s das f rmulas anteriormente apresentadas no cap tulo 5 2 3 1 poss vel estimar os par metros seguintes e M dulo de elasticidade din mico E e Coeficiente de Poisson din mico v Estes par metros podem ser comparados com os valores determinados pelos ensaios est ticos seguidamente apresentados de modo a analisar as diferen as registadas com vista a uma an lise 86 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES cr tica Al m disso podem ser utilizados para estudar o comportamento do maci o rochoso quando solicitado por cargas din micas ex circula o de m quinas sismos detona es etc 5 3 2 2 COMPRESS O UNIAXIAL SIMPLES Este ensaio deve ser realizado sobre um provete cil ndrico de altura superior ou igual a duas vezes o seu di metro com topos perpendiculares ao
351. sustimento podem ser utilizados essencialmente com os seguintes fins Gama 1976 e Mendes 1985 e Contrariar deforma es el sticas geralmente s se consegue quando o campo de tens o de reduzida intensidade e Evitar deforma es pl sticas fractura o e Evitar a queda ou o deslocamento de blocos individualizados e Regularizar e impermeabilizar as paredes das escava es e Garantir a seguran a de pessoas e equipamentos que frequentam a cavidade e Assegurar que a cavidade realiza a fun o para a qual foi escavada Para que tais ac es possam ser conseguidas h que escolher e dimensionar correctamente o tipo de sustimento a utilizar e al m disso atender ao factor tempo no que respeita aplica o do mesmo uma vez que a deforma o do maci o ocorre em fun o do tempo A ac o dos trabalhadores encarregados e oper rios pode ser importante sen o fundamental na detec o e resolu o de problemas relacionados com a estabilidade da explora o subterr nea A forma o destes e o incremento da sua sensibilidade para os problemas que podem ocorrer bem como para os sinais que o maci o poder dar possibilitar uma maior seguran a nas explora es um aumento da produtividade e uma redu o de custos na resolu o de tais problemas dado que os mesmos podem ser prevenidos atrav s de uma detec o atempada O facto dos trabalhadores participarem no estudo do comportamento das cavidades per
352. t f rmulas da recupera o apresentadas no quadro 6 2 125 RE considerando o caso de pilares quadrados Admitindo que a 6 M Pa resist ncia do pilar de 37 MPa e adoptando um F de 5 1 00 8 MPa permite futuros rebaixos obt m se uma taxa de recupera o w 0 75 10 MPa da ordem dos 82 o que aceit vel gr fico lt Com base So TED no valor da recupera o e assumindo que o v o da c mara 0 50 ande de 12 m atendendo s dimens es da ro adora retira se o a 0 25 lado do pilar quadrado que ser de 9 m ao EEE 0 00 O gr fico foi elaborado atrav s da f rmula do Vs 5 10 bm 15 20 anteriormente apresentada Verifica se admitindo um o de V o da C mara m 4 MPa que o v o de 12 m se apresenta seguro uma vez que se pretende abrir a explora o a cerca de 40 m de profundidade o que significa que a laje do tecto apresenta mais de 50 cm Figura 6 6 Exemplo de dimensionamento atrav s do m todo da rea tribut ria e por representa o gr fica dos pilares e das c maras de uma explora o subterr rea de m rmores em que os pilares s o quadrados 6 2 2 1 2 Comportamento dos Pilares Os pilares abandonados numa explora o subterr nea podem ser classificados de acordo com a sua fun o do seguinte modo Salamon 1983 e Pilares de suporte elemento que assegura o sustimento local do tecto dos desmontes e Pilares de protec o t m por fun o proteger estruturas subterr n
353. tados no cap tulo 5 3 4 5 podem ser divididos em dois grupos A M todos de fronteira B M todos de dom nio A M todos Fronteira Nestes m todos s a fronteira da escava o dividida em elementos sendo o interior do maci o rochoso representado matematicamente como infinito e cont nuo O nome do m todo de elementos fronteira deriva do facto de s a fronteira do problema ser dividida em elementos ex superf cie da escava o superf cie de descontinuidade interfaces de materiais etc B M todos de dom nio Nestes casos o interior do maci o rochoso dividido em elementos de geometria simples cada um com as suas propriedades O comportamento colectivo e de interac o entre esses elementos simples permite estudar o comportamento do maci o rochoso representado pelos mesmos O 115 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES m todo dos elementos finitos e das diferen as finitas s o t cnicas de dom nio que tratam o maci o rochoso como cont nuo O m todo dos elementos finitos e das diferen as finitas regra geral n o se conseguem distinguir Hoek 1998 Estes m todos s o muito bons para estudar materiais heterog neos e n o lineares uma vez que cada elemento criado responde de acordo com as propriedades do material que representa O m todo dos elementos discretos tamb m um m todo de dom nio mas no entanto trata cada bloco de rocha como um elemento nico Relativamente a este m todo ain
354. te tipo de t cnicos ir aumentar impreterivelmente com o desenvolvimento da explora o subterr nea de m rmores extremamente importante que os estudos de engenharia sejam levados a cabo por t cnicos habilitados sendo para tal aconselh vel que as empresas se comecem a mentalizar para a necessidade de possu rem nos seus quadros engenheiros de minas engenheiros ge logos ou outros que possam integrar todos os dados dispon veis e criar uma mais valia de informa o que normalmente perdida Hoje em dia no sector dos m rmores assiste se situa o de v rias empresas que apesar de terem condi es para integrarem engenheiros no seu quadro de pessoal n o o fazerem alegadamente por quest es econ micas pois consideram que um t cnico especializado caro Ora isto s verdade se esse t cnico n o for capaz de representar para a empresa uma mais valia o que s n o acontece pelas seguintes raz es 175 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES e N o lhe ministrado um bom conhecimento da actividade da empresa remetendo o para fun es meramente administrativas e N o lhe s o facultados os meios necess rios para obter resultados positivos OU seja n o s o aceites as ideias ou as mesmas n o s o postas em pr tica e pessoa escolhida tem manifesta incapacidade de trabalho Neste aspecto importante que os empres rios acreditem na capacidade dos engenheiros e dos t cnicos e que sejam exigent
355. tera o cavidades c rsicas etc e Garantir que mesmo com o rebaixo e com o aparecimento de fen menos nos pilares respons veis pelo enfraquecimento da sua resist ncia a seguran a dos trabalhadores e a blocometria dispon vel para explora o n o s o afectadas com o evoluir dos trabalhos A utiliza o de factores de seguran a na ordem dos 5 ou mais vem beneficiar o futuro aproveitamento do espa o subterr neo para outros fins uma vez que a estabilidade do maci o ficar na maior parte dos casos garantida A escolha do factor de seguran a deve ser realizada no caso da explora o subterr nea de m rmores com muito cuidado atendendo s caracter sticas geomec nicas do maci o resist ncia e deformabilidade e garantindo a estabilidade e a sanidade do jazigo mineral ao n vel da fractura o ao mesmo tempo que deve servir a evolu o futura dos desmontes A diminui o das dimens es dos pilares e respectiva redu o do factor de seguran a caso se comprove que o mesmo se revela elevado pode ser sempre realizada embora o contr rio n o seja v lido sem recorrer a sistemas de suporte artificiais 6 2 2 2 M TODOS NUM RICOS Os resultados obtidos pelos m todos anal ticos m todo da rea tribut ria e outros devem ser posteriormente estudados atrav s de uma an lise por m todos num ricos dos quais se salientam o M todo dos Elementos Finitos pelo facto de ser uma ferramenta de f cil util
356. terno que consome a maior parte do material produzido Todos os restantes p los referidos n o apresentam grande express o ao n vel da produ o mundial de m rmores 3 2 CARACTER STICAS DO M RMORE A palavra m rmore deriva etimologicamente do latim mais propriamente do termo marmor que por sua vez resulta do grego marmairein que significa rocha de qualidade independente do seu tipo Mendes 1974 Com base nesta defini o poder ser explicado o facto de se utilizar a denomina o de m rmore para a maioria das rochas carbonatadas calc rios dolomias brechas calc rias travertinos e serpentinitos como classifica o comercial De acordo com a defini o petrogr fica e no seu sentido comercial estrito o m rmore uma rocha metam rfica contendo mais de 50 de carbonatos calcite ou dolomite formada por recristaliza o de uma rocha carbonatada O valor ornamental que qualquer rocha pode apresentar est directamente relacionado com as tr s caracter sticas seguintes Est ticas Determinam o valor comercial da rocha enquanto material ornamental T cnicas Caracter sticas que determinam o campo de aplica o do material bem como o seu modo de fixa o Explorabilidade Condicionam a explora o do recurso existente 3 2 1 CARACTER STICAS EST TICAS As caracter sticas est ticas dos m rmores bem como de outras rochas ornamentais est o relacionados com a interac o das tr
357. ticas espec ficas do Anticlinal A base cient fica a incorporar nesses estudos prova a evolu o que se tem verificado no recurso ci ncia na explora o de rochas ornamentais nomeadamente a utiliza o cada vez mais frequente da geologia para a defini o da estrutura da massa mineral e da geomec nica para o dimensionamento dos desmontes A aplica o destas duas ci ncias apresenta se tanto mais vincado quanto mais complexas forem as caracter sticas da jazida Assim e como se ir expor ao longo deste trabalho a utiliza o da geologia e da geomec nica torna se imprescind vel para a abertura de explora es subterr neas de m rmores O modo como cada uma das duas ci ncias acima citadas deve ser aplicada e em que fases do projecto de explora o constituem o principal contributo deste trabalho para o desenvolvimento da explora o subterr nea de m rmores em Portugal 1 2 APRESENTA O DO TRABALHO O presente trabalho foca os aspectos geot cnicos mais relevantes inerentes metodologia que proposta para o estudo de abertura de uma explora o subterr nea de m rmores atendendo s caracter sticas espec ficas da regi o alvo do trabalho ou seja o Anticlinal de Estremoz Borba Vila Vi osa Para al m dos aspectos geot cnicos e da metodologia de estudo proposta e no sentido de compreender a evolu o registada no sector das rochas ornamentais ao longo dos anos apresentada uma breve resenha hist ric
358. ticco 19944 Com a evolu o tecnol gica registada ao longo dos tempos os trabalhos de desmonte de rocha ornamental em subterr neo tamb m evolu ram Hoje em dia este m todo de desmonte recorre essencialmente ao uso da ro adora e da m quina de fio diamantado para individualiza o dos blocos Il EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES 3 EXPLORA O DE M RMORES 3 1 JAZIDAS DE M RMORE NO MUNDO Um jazigo mineral marm reo pode ser analisado do ponto de vista do seu interesse econ mico como rocha ornamental com base nos seguintes par metros Bradley 1999 Rocha Cor textura e tamanho do gr o Jazida Orienta o e inclina o das camadas Grau e caracter sticas da fractura o Volume e distribui o espacial do material com qualidade ornamental Caracter sticas superficiais Grau de altera o do material superf cie Presen a de vegeta o e solo superf cie e suas caracter sticas Caracter sticas locais Condi es log sticas da jazida Localiza o geogr fica do maci o marm reo Mercado Caracter sticas do mercado marm reo Os principais n cleos de extrac o de m rmore que satisfazem os par metros anteriormente enumerados e que por isso se encontram em explora o foram originados por metamorfismo regional caracterizado por alta press o e baixa ou m dia temperatura Os melhores exemplos deste tipo de dep sito s o o Anticlinal de Estremoz Borba Vila V
359. to definida pelo in cio da rotura pl stica nas imedia es da escava o TT Curva caracteristica do sustimento Equilibrio ip Deslocamento pl stico r Deslocamento Radial gt Figura 5 46 Modela o das curvas de resposta do terreno e do suporte para uma escava o adaptado de Hoek 1998 Os v rios par metros intervenientes neste m todo de c lculo deslocamento el stico deslocamento pl stico press o interna cr tica etc podem ser determinados com base em equa es Estas n o ser o estudadas neste trabalho em virtude deste m todo n o ter aplica o directa no estudo de explora es subterr neas de m rmore Contudo apresenta se as principais conclus es a tirar deste m todo Geoconsult 1995 e O maci o rochoso autoportante e por isso a sua curva caracter stica atinge o eixo dos deslocamentos radiais 6 e O maci o n o autoportante e necessita de elementos de sustimento a sua curva caracter stica n o atinge o eixo de 6 114 5 GEOMEC NICA APLICADA EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES e O sustimento s funciona se for atingido o ponto de equil brio se as curvas caracter sticas do sustimento e do maci o se interceptarem e aplica o de sustimento deve ser realizado de modo a aproveitar ao m ximo a capacidade de auto sustimento da rocha e No caso de explora es de rochas ornamentais onde penalizante o aparecimento de fractura o induzida
360. to ponto devendo se ser inflex vel se deles depender a estabilidade das cavidades e a seguran a dos trabalhadores 8 4 A ENGENHARIA E A GEOMEC NICA COMO VIAS DE PROGRESSO NO SECTOR A geomec nica considerada universalmente como uma ci ncia de base para a explora o subterr nea de recursos minerais Mendes 1985 No entanto apesar dos desenvolvimentos que a mesma tem sofrido em alguns tipos de ind stria extractiva como o caso das rochas ornamentais e mais propriamente dos m rmores continua a utilizar se com muita frequ ncia o empirismo e o instinto tal como se referiu no cap tulo anterior em detrimento dos conhecimentos geomec nicos dispon veis Na explora o subterr nea de m rmores a geomec nica uma disciplina fundamental n o sendo poss vel o desmonte racional do recurso sem se recorrer a esta ci ncia A sua aplica o no projecto de engenharia de uma explora o subterr nea de m rmores tal como foi sugerido na metodologia proposta deve acontecer logo na fase de prospec o e continuar durante os trabalhos de desmonte com o controlo da estabilidade das cavidades A engenharia na ind stria dos m rmores tem vindo a sofrer um certo incremento motivado pelo recurso cada vez mais frequente por parte dos empres rios do sector a engenheiros e t cnicos com forma o superior para resolu o de problemas existentes na lavra ex instabilidade de taludes c lculo de reservas etc O recurso a es
361. tre a parede do furo e a haste da ancoragem para prevenir fen menos de corros o provocados pela gua subterr nea Para este tipo de protec o tamb m podem ser utilizadas resinas Nos usos de pouca dura o e em terrenos s os n o h necessidade de cimentar as ancoragens O tensionamento de ancoragens pode ser realizado normalmente atrav s de um torgue ou mecanicamente com aux lio de um tensi metro hidr ulico 168 7 MONITORIZA O E CONTROLO DA ESTABILIDADE Quando a vizinhan a do contorno n o se apresenta suficientemente firme para a fixa o das ancoragens tradicionais utilizam se as ancoragens por cabos Este m todo de sustimento geralmente utilizado para grandes comprimentos da ordem das dezenas de metros As suas principais caracter sticas podem ser observadas no Anexo VIII As redes met licas s o utilizadas juntamente com ancoragens ou pregagens cujas cabe as servem como elemento de fixa o tal como se mostra na Figura 7 5 A e 7 5 B Estes sistemas de suporte s o utilizados para evitar a queda de pedras e de blocos individualizados sendo muitas vezes aplicadas em maci os ou zonas de maci os com tractura o muito intensa Existem dois tipos de malhas met licas que s o utilizadas no sustimento de cavidades subterr neas e Rede met lica corrente utilizada para suportar pedras ou blocos individualizados dependendo a sua capacidade de carga do espa amento dos seus pontos de supo
362. ual dever ser capaz de identificar as v rias litologias presentes o seu comportamento espacial estudar o seu grau de fractura o e acima de tudo analisar a sua aptid o ornamental avan ando com um zonamento da jazida 13 A caracteriza o do maci o sob o ponto de vista geomec nico dever permitir estimar o estado de tens o preexistente no maci o ao mesmo tempo que dever determinar as propriedades geomec nicas das litologias que o constituem e das descontinuidades que o compartimentam com o objectivo de prever o seu comportamento durante o avan o dos trabalhos subterr neos 14 Com os resultados da caracteriza o geol gico geot cnica da jazida marm rea dever ser poss vel a realiza o de um zonamento ornamental geot cnico capaz de identificar as zonas com condi es para serem exploradas ao n vel da qualidade ornamental llocometria dispon vel e do seu comportamento geomec nico Esse zonamento ser tanto mais fiel realidade quanto maior e mais rigorosa for a informa o dispon vel para a sua defini o Ser com base nesse zonamento que se ir o planear os avan os dos desmontes bem como a sua geometria 178 9 CONCLUS ES 15 O dimensionamento dos desmontes de uma explora o subterr nea de m rmores dever ser realizado recorrendo a v rios m todos podendo ser estudado numa primeira aproxima o com base nas classifica es geomec nicas de Bieniawski e de Barton devendo esses
363. uas possan as e orienta es Geomec nicos situa es que possam criar instabilidade nas cavidades Nessa selec o e durante os avan os devem ser considerados os quatro princ pios da explora o mineira OU seja Seguran a Economia Bom aproveitamento da jazida Respeito pelo ambiente 124 6 ENGENHARIA DA PRODU O EM SUBTERR NEO Considerando os aspectos anteriores deve escolher se uma entrada em galeria que permita o retorno mais r pido do capital investido zonas de boa qualidade ornamental a continua o dos desmontes mesmo encontrando zonas cr ticas com alguma quantidade de est reis e a estabilidade da cavidade dispensando ou minimizando a necessidade de suportes artificiais A localiza o da entrada da explora o fun o como obvio do estado e forma das frentes da explora o a c u aberto na qual se vai iniciar a explora o subterr nea Nessa escolha deve ter se em aten o a profundidade onde se v o iniciar os trabalhos subterr neos de modo a garantir a exist ncia de uma espessura de material sobrejacente com caracter sticas adequadas satista o dos requisitos de estabilidade A fractura o e a orienta o das camadas s o dois factores importantes na escolha da zona de entrada e no faseamento dos desmontes uma vez que se n o forem adoptadas determinadas direc es de avan o em fun o da orienta o das descontinuidades e das camadas de m rmore podem
364. uma escava o reduz se com a diminui o da rela o entre as tens es horizontais e as verticais preexistentes K Q P e pode ser estimada com base nos seguintes princ pios Mendes 1985 K Q P diminui gt a probabilidade do arco de press o diminui Vpaixo K Q P aumenta gt a probabilidade do arco de press o aumenta Vato Quando existe forma o de um arco de press o est se na presen a de condi es favor veis ocorr ncia de aluimentos No estudo destes fen menos h a considerar dois tipos de aluimentos 107 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES e luimentos internos apenas afectam uma altura limitada da explora o e Aluimentos superf cie aluimento interno que aumenta e se manifesta superf cie deformando o terreno consideravelmente subsid ncia As primeiras manifesta es dos aluimentos costumam ser as converg ncias tecto piso das cavidades refor ando a import ncia da instrumenta o na previs o destes fen menos Por sua vez o avan o dos desmontes e respectivo aumento da rea da escava o pode contribuir para que um aluimento interno aumente e se manifeste superf cie constituindo um aluimento de superf cie No caso de maci os estratificados pode acontecer que o tecto comece a flectir e os estratos sobrejacentes se separem uns dos outros formando um arco de press es tal como se pode observar na Figura 5 44 Distribui o parab
365. utras Distribui o dos factores de resist ncia An lise dos deslocamentos internos e nos contornos da escava o Localiza o de pontos de rotura e Os resultados devem ser apresentados em gr ficos em tabelas e ou mais frequentemente em perfis semelhantes aos apresentados na Figura 5 47 TENS O MAXIMA DE CORTE h DESLOCAMENTO TOTAL 0 00000 0 18000 0 36000 0 54000 0 00000 0 00027 0 00054 0 00081 0 00108 0 00135 0 00162 0 00189 0 00216 0 72000 0 90000 1 08000 1 26000 1 44000 25 50 75 100 125 150 175 75 100 125 150 175 A Modelo com a an lise da distribui o das tens es de B Modelo com a an lise dos deslocamentos totais e da corte m ximas deforma o expect vel nos contornos da escava o Figura 5 47 Resultados gr ficos exemplificativos da aplica o do m todo dos elementos finitos ao estudo de uma galeria subterr nea para extrac o de m rmores iniciada a partir de uma explora o a c u aberto O m todo dos elementos fronteira BEM Boundary Elements Method pode ser combinado com o FEM para estudar o comportamento do terreno em fun o das fases de escava o de uma cavidade O FEM permite estudar a zona junto do contorno da cavidade e o sustimento e o BEM utilizado para a an lise da zona mais afastada do contorno da cavidade regime el stico Esta associa o e estudo atrav s de dois m todos num ricos permite simplificar os c lculos efectuados unicamente com
366. vel da estabilidade geomec nica Para realizar o zonamento de uma pedreira centrado no aspecto da qualidade ornamental necess rio representar espacialmente toda a informa o dispon vel Nesse zonamento devem ser definidas zonas com caracter sticas semelhantes do ponto de vista est tico cor textura e gr o e de blocometria dispon vel para explora o Os volumes que constituem as v rias zonas de caracter sticas semelhantes podem ser estabelecidas com base nos aspectos apresentados no quadro seguinte Quadro 5 12 Caracter sticas dos materiais que comp em o jazigo marm reo e suas varia es que interv m no processo de zonamento ornamental CARACTER STICAS DO MATERIAL VARIA ES NAS CARACTER STICAS Material com aptid o ornamental m rmore Aptid o Ornamental Material sem aptid o ornamental xisto dolomito fil es etc Cor Rosa branco creme anilado azul ruivina e outros Qualidade Ornamental Textura Sem vergada com vergada ligeira com vergada s aplic vel s zonas de material intensa e outros com aptid o ornamental Dimens o do gr o Grosso grosso a m dio m dio m dio a fino e fino Fen menos Penalizantes s aplic vel s zonas de material Intercala es de dolomito de quartzo de calcite ou outros com aptid o ornamental Representada pelo volume do bloco m dio pelo ndice de fractura o linear pelo RQD e ou pelos tro os de testemunho de sondagem co
367. verificar se problemas graves ao n vel da estabilidade escorregamentos e da blocometria dispon vel para explora o blocos de reduzidas dimens es e do aproveitamento comercial do bloco posicionamento da vergada no bloco condiciona o aproveitamento do mesmo respectivamente Na figura seguinte apresentam se em fun o do posicionamento das descontinuidades algumas situa es a ter em conta no direccionar dos avan os no in cio da explora o Inclina o das Inclina o das Inclina o das descontinuidades entre descontinuidades entre descontinuidades entre 45 e 90 207 eds 45 e 90 A Muito favor vel em termos B Favor vel em termos de C Destavor vel em termos de de estabilidade e favor vel para estabilidade e pouco favor vel para a estabilidade e favor vel em a blocometria blocometria termos de blocometria Inclina o das Inclina o das Inclina o das descontinuidades entre descontinuidades entre descontinuidades entre 20 e 45 20 e 45 45 e 90 E Desfavor vel em termos de D Muito desfavor vel em F Muito desfavor vel em termos estabilidade e de blocometria de estabilidade e de blocometria termos de estabilidade e pouco favor vel para a blocometria A blocometria resultante em todos os casos apresentados fun o do espa amento entre fracturas e da sua continuidade Figura 6 2 Algumas situa es ao n vel da tractura o que condicionam a direcc o dos avan os no
368. zar a sua superf cie c Compressibilidade Sustimentos compressivos s o sustimentos que se destinam a controlar o comportamento do contorno das cavidades Sustimentos indeform veis visam garantir as dimens es constantes das cavidades impedindo que estas se deformem Resistem a ac es de peso mas tamb m ao campo de tens es instalado d Momento da Aplica o Sustimentos imediatos s o aplicados logo ap s a cria o do vazio Sustimentos n o imediatos s s o colocados algum tempo depois da cria o do vazio Os elementos de sustimento a utilizar nas cavidades subterr neas podem ser provis rios ou definitivos de acordo com o local de aplica o Assim nos tectos das cavidades e nos pilares devem ser colocados elementos definitivos os quais devem ser dimensionados com esse prop sito dado que s o zonas onde se deixa de ter acesso f cil com o evoluir dos desmontes enquanto nas 165 EXPLORA O SUBTERR NEA DE M RMORES paredes ou hasteais se devem utilizar elementos de sustimento provis rio caso ainda se v desmontar a zona onde estes foram instalados Quanto continuidade os elementos de suporte a utilizar s o na maior parte dos casos descont nuos embora possa ser equacionada a instala o de sustimentos cont nuos em algumas zonas tais como cintagens de pilares Relativamente compressibilidade os elementos que se prev em instalar s o geralmente compreens veis embora possa
369. zigo mineral e pela acessibilidade ao mesmo Esta caracter stica pode influir de um modo not vel no tipo de maquinaria a utilizar no custo nos valores e nas caracter sticas de produ o As principais diferen as entre as duas formas de explora o s o as que se apresentam no Quadro 3 5 A localiza o geomortol gica fun o do ambiente geomortol gico onde se implanta a pedreira Esta localiza o pode ter lugar num terreno mais ou menos plano plan cie ou numa zona de relevo mais ou menos acentuado montanha As pedreiras de plan cie tais como as do Alentejo desenvolvem se em fossa ou po o apresentando vantagens em termos ambientais devido ao facto das cavidades serem pouco vis veis mas s o penalizadas devido aos impactes causados pelas suas escombreiras A localiza o de uma pedreira numa montanha pode assumir tr s situa es distintas no sop da montanha no meio da sua encosta ou no seu topo assumindo qualquer uma delas diferentes condi es de acesso transporte coloca o de escombros impactes ambientais produ es entre outros O m todo de desmonte define a sequ ncia de opera es que permite a produ o de blocos O m todo estabelecido em fun o das caracter sticas do jazigo mineral possan a orienta o e inclina o da camada a desmontar entre outros e da necessidade de produ o influenciando significativamente o tipo de maquinaria a utilizar e a organiza o log stica da rea

EXPLORAÇÃO SUBTERRÂNEA DE MÁRMORES

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