Maciço rochoso – Monitoramento e controle da estabilidade

A parte da Geologia que estuda o comportamento do maciço rochoso em relação a forças externas é a mecânica de rochas. Dentro desta área encontram-se os procedimentos de preservação do maciço rochoso nas atividades de mineração, tanto lavra a céu aberto como subterrânea. Uma lavra segura inicia-se com uma boa estabilidade da camada da rocha sobre a camada em lavra.

Monitoramento da estabilidade do maciço rochoso

O maciço rochoso se divide em duas entidades: matriz rochosa e descontinuidades. Matriz rochosa é o material sólido que forma os blocos e as descontinuidades são como pontos de fraqueza que dividem a matriz rochosa.  O conhecimento das características litológicas (mineralogia, estrutura da rocha, textura da rocha e composição química), a qualidade do maciço rochoso (foliação, bandeamentos, falhas, fraturas) e descrição e detalhamento das descontinuidades são imprescindíveis para monitoramento  da estabilidade do maciço rochoso. A coleta destes dados são feitos a partir de mapeamentos estruturais e geotécnicos dentre outros trabalhos, realizados antes mesmo do início das atividades de exploração.

Em ambas os métodos de exploração, lavra a céu aberto e subterrânea, destacamos abaixo quais os itens mais importantes a serem monitorados:

• Presença de falhas e fraturas;
• Ação sísmica;
• Presença de água;
• Blocos soltos;
• Movimento dos estratos;
• Estabilidade de áreas lavradas anteriormente,

Em minas subterrâneas o monitoramento do maciço tende a ser mais constante devido às condições impostas pela atividade. Itens que deverão ser monitorados em uma mina subterrânea:

• Ruptura da rocha no contorno da escavação;
• Deslocamento relativo entre dois pontos no contorno da escavação (convergência);
• Deslocamentos no interior do maciço, fora do contorno da escavação;
• Deslocamentos da superfície (subsidência);
• Mudança da inclinação de um furo (desvio);
• Variações de tensões (num pilar, por exemplo);
• Deformação do material de enchimento.

Uma das ferramentas utilizadas no monitoramento e controle da estabilidade do maciço rochoso na mineração subterrânea é o extensômetro, utilizado para medir o deslocamento vertical do maciço rochoso no interior da galeria.

Possível instabilidade do maciço rochoso

Algumas situações são indicativas de potencial instabilidade do maciço rochoso e medidas corretivas deverão ser executadas após a paralisação e afastamento dos trabalhadores da área instável.

Situações de potencial instabilidade em minas a céu aberto:

• Fraturas ou blocos desgarrados do corpo principal nas faces dos bancos da cava e abertura de trincas no topo do banco;
• Abertura de fraturas em rochas com eventual surgimento de água;
• Feições de subsidências superficiais;
• Estruturas em taludes negativos;
• Percolação de água através de planos de fratura ou quebras mecânicas.

Situações de potencial instabilidade em minas subterrâneas:

• Quebras mecânicas com blocos desgarrados dos tetos ou paredes;
• Quebras mecânicas no teto, nas encaixantes ou nos pilares de sustentação;
• Surgimento de água em volume anormal durante escavação, perfuração ou após detonação;
• Deformação acentuada nas estruturas de sustentação.

Monitoramento eficiente

A foto ao lado mostra um deslizamento de terra que aconteceu no mês de Abril/2013 na mina de cobre Bingham Canyon, em Utah, EUA.  A deformação foi identificada alguns meses antes e a mesma foi monitorada intensivamente. Um aumento da taxa de tensão horas antes do deslizamento indicou que um colapso era iminente, e a mineradora divulgou um alerta sobre o deslizamento de terra com antecedência.

O resultado de todo o trabalho realizado foi que, embora tenha causado danos consideráveis à mina, não houve vítimas.

Controle do maciço rochoso

Basicamente o controle do maciço rochoso em minas a céu aberto reserva-se em especificar a largura mínima, a altura e ângulo máximos das bancadas em função das condições geotécnicas da rocha. Restando apenas um controle rígido destas condições para evitar algum possível colapso como o apresentado acima.

Na lavra subterrânea o controle dá-se pela implantação de suportes/ancoragens que ajudarão o maciço a se auto-suportar. Os principais suportes utilizados na mineração subterrânea são destacados abaixo e se diferenciam de acordo com o método de lavra utilizado.

Pilares Naturais: Os pilares são porções no minério deixadas para suportar a pressão do teto (maciço rochoso), geralmente utilizado em minas de exploração de carvão mineral.

Concreto projetado e tela: Tem como finalidade de impedir o desprendimento de pequenos blocos de rocha.

Tirante expansivo Swellex: Expande totalmente dentro do furo, instalado perpendicular às paredes da galeria e chapa totalmente em contato com a rocha imediatamente. Pode ser instalado com telas. Comprimentos entre 1,5 a 8,0 metros. Alta capacidade de ancoragem. Custo elevado.

Parafuso expansivo Hydrabolt: Mesmas condições de instalação do Swellex, porém com menor capacidade de ancoragem e de menor comprimento.

Imagem: Mining.com