Classificação geomecânica e modelagem 3D do Setor Nordeste da Mina Morro Redondo – São José dos Pinhais (PR)

Abstract

Resumo: O avanco da explotacao no setor nordeste da mina Morro Redondo, uma lavra a ceu aberto, localizada em Sao Jose dos Pinhais . Parana - Brasil, encontra-se limitado por fatores geomorfologicos, fazendo com que a estrategia para a progressao da lavra, seja adotar uma nova direcao de corte nos taludes nos proximos anos, configurando a necessidade de uma nova avaliacao estrutural e geotecnica neste setor da mina. A caracterizacao do macico consistiu na descricao das caracteristicas intrinsecas das descontinuidades, como: orientacao espacial, espacamento, continuidade, alteracao, preenchimento, rugosidade, abertura e presenca da agua; por meio da analise setorizada de trinta zonas, localizadas nas quatro bancadas superiores, com espacamento variando de 17 m a 23 m, delimitadas pela contagem de passos. O processamento das medidas anotadas permitem classificar 10 familias de fraturas, que fornecem informacoes que subsidiaram as classificacoes geomecanicas por meio dos sistemas RMR (Rock Mass Rating) e SMR (Slope Mass Rating). As notas obtidas para a classificacao RMR correspondem as Classes III e IV, caracterizadas como regular e pobre, respectivamente. A analise pelo sistema SMR foi realizada apenas para as zonas de Classe IV do sistema RMR, em que foram obtidas notas de Classe IV e V, caracterizadas, respectivamente, como ruim e muito ruim. A variacao entre as notas obtidas pelas duas classificacoes e evidenciada pela enfase do sistema SMR na relacao das geometrias das descontinuidades e do talude. A aplicacao das classificacoes geomecanicas fornecem importantes parametros para a analise cinematica das descontinuidades presentes, como a coesao e o angulo de atrito interno(Phi). A analise cinematica foi proposta para a possivel configuracao futura dos taludes no setor nordeste, em que se utilizou os angulos de atrito de 20º e 30º, oriundos da classificacao RMR, correspondendo as zonas de Classe IV e Classe III. A atitude dos taludes em N80E/80SE foi proposta para a possivel configuracao futura da mina. Foram constatados deslizamentos planares para quatro familias de fratura e deslizamentos em cunha entre sete familias de fratura. Por meio do levantamento topografico via sistema RTK, uma modelagem tridimensional do terreno e a espacializacao tridimensional das familias de fraturas que configuram possiveis deslizamentos, comprovados pela analise cinematica, foi proposta. A modelagem confere o realce para as estruturas que estao susceptiveis as instabilizacoes. A direcao dos taludes sugerida neste trabalho mostrou-se adequada e exequivel quanto as limitacoes geomorfologicas da mina, uma vez que na configuracao proposta, os deslizamentos estao relacionados as fraturas visualizadas em menor quantidade e em zonas localizadas, inferindo sua menor quantidade em todo o macico

Abstract: Advances in the northeast sector of the Morro Redondo mine, an open-pit mine, located in Sao Jose dos Pinhais . Parana - Brazil, are limited by geomorphological factors, so the strategy for the progression of mining is to adopt a new cutting direction in the slopes in few coming years, setting the need for a new structural and geotechnical assessment in this sector of the mine. The characterization of rock mass consisted in describing the intrinsic characteristics of the discontinuities, such as: spatial orientation, spacing, continuity, alteration, filling, roughness, aperture and presence of water; through the sectorized analysis of thirty zones, located in the four upper pit benches, with spacing ranging from 17 m to 23 m, delimited by step counting. The processing of the structural measures, classified in 10 joints sets, which provide information that subsidized the geomechanical classification through RMR (Rock Mass Rating) and SMR (Slope Mass Rating) systems. The grades obtained for the RMR classification correspond to Classes III and IV, characterized as regular and poor, respectively. The SMR system analysis was performed only for the Class IV areas of the RMR system, where Class IV and V grades were obtained, characterized as respectively bad and very bad. The variation between the grades obtained by the two classifications is evidenced by the emphasis of SMR system between the relation of the discontinuity and slope geometries. The application of the geomechanical classifications provide important parameters for kinematic analysis of discontinuities, such as cohesion and the internal friction angle (Phi). The kinematic analysis was proposed for the future configuration of slopes in the northeast sector, where the friction angle of 20º and 30º from the RMR classification were used, corresponding to Class IV and Class III zones. The slope attitude (N80E/80SE) was proposed for the possible future configuration of the mine. Planar sliding were observed for four joints sets and wedge sliding were noticed among seven fracture families. Through the RTK topographic survey, a 3D terrain modeling and 3D spatialisation of joints sets that configure possible slidings, proved by kinematic analysis, was proposed. Modeling gives the enhancement to structures that are susceptible to instabilities. The slope direction suggested in this work was adequate and feasible regarding the geomorphological limitations of mine, since in the proposed configuration, slidings are related to joints seen in smaller amounts and in localized zones, inferring their smaller amount in the whole rock mass