Cachoeiro de Itapemirim – ES, 2014.
OBRAS DE TERRA: OBRAS DE TERRA: PILHA DE ESTÉRIL E BARRAGEM DE REJEITOPILHA DE ESTÉRIL E BARRAGEM DE REJEITO
Douglas Emanuel
Giovani Americo
João Thadeu Torezani Jr.
Disciplina: Geotecnia
Prof. MSc. Antônio Luiz Pinheiro
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO ESCampus Cachoeiro de Itapemirim
• Obra de terra pode ser entendida como uma estrutura construída com solo ou blocos de rocha.
• São obras de terra, as barragens de terra e de enrocamento e os aterros em geral, construídos para os mais variados fins.
• São obras artificiais, e que envolvem a prática da engenhosidade na procura de soluções seguras e econômicas.
• Na mineração existem dois tipos de resíduos produzidos pelas atividades mineradoras: os estéreis e os rejeitos.
Introdução
Pilha de Estéril e Barragens de Rejeito
Condicionantes construtivo – Pilhas de Estéril
Após as etapas de planejamento e elaboração do projeto,
passa-se à fase de construção.
• Preparação da Fundação;
• Controle da Água Superficial;
• Metodologia Construtiva;
• Operação;
• Interação entre Projeto e Construção.
Geometria da Pilha de Estéril
•Volume mínimo admissível;
•Altura das bancadas dos taludes;
•Largura mínima de berma;
•Largura mínima de crista;
•Raio mínimo de curvatura das faces;
Projeto Executivo – Pilha de Estéril
Sistema de Drenagem Interna da Pilha de Estéril
•Drenagem de fundo constituído por blocos de rocha, ou
tapete ou trincheira drenante conformados por arranjos
diversos.
Sistema de Drenagem Superficial da Pilha de Estéril
• Finalidade de proteger e captar as águas que chegam ao
corpo da pilha da áreas adjacentes e também das águas
que incidam diretamente sobre a pilha, conduzindo-as para
local de deságue seguro, sem comprometimento da
estrutura.
Análise da Estabilidade da Pilha de Estéril
• Avaliar a possibilidade de ocorrência de potenciais
movimentos de massa ao longo de taludes naturais ou
construídos de acordo com a NBR 13029:2006. (Condição de
saturação normal, crítica, bermas).
•Método de equilíbrio limite (SLOPE/W e SLIDE);
Projeto de instrumentação e monitoramento de pilha de estéril
• Piezômetros e marcos superficiais (medição do nível de N.A,
deslocamentos).
Relatório final do projeto executivo de pilha
• Síntese de todos os estudos formulados inclusive as
diretrizes gerais para a construção desta pilha. NBR
13029:2006.
Metodologias de Disposição de Pilhas de Estéril
No documento NRM19 - ‘Normas Reguladoras para a
Disposição de Estéril, Rejeitos e Produtos’
Em pilhas de estéril, os principais custos de disposição
estão concentrados nas seguintes.
• Drenagem, proteção vegetal, retenção de finos gerados por
carreamento de sólidos durante e após a formação da
pilha, manutenção ao longo dos anos e transporte do
estéril.
• Dentre estas atividades, a mais impactante refere-se às
condições de transporte, estando estas diretamente
dependentes dos equipamentos disponíveis e dos perfis de
tráfego.
• A disposição de estéril é feita normalmente por meio de
camadas espessas, formando uma sucessão de
plataformas de lançamento espaçadas a intervalos de 10m
ou mais.
• Basicamente, uma pilha de estéril pode ser construída
pelos métodos descendente ou ascendente.
Metodologias de Disposição de Pilhas de Estéril
Pilha executada pelo Método Descendente
Figura 2.10 – Construção de uma pilha de estéril pelo método descendente
Pilha executada pelo Método Ascendente
Figura 2.12 – Construção de uma pilha de estéril pelo método ascendente
Seleção de locais para barragens de rejeitos
• A seleção do local representa um dos instrumentos que o
engenheiro dispõe para assegurar a estabilidade a largo
prazo da barragem de rejeitos, e deve ser sistemático,
racional e objetivo, considerando todas as variáveis de
tipo quantitativo e qualitativo para obter assim a melhor
decisão.
Fases 1: Avaliação Preliminar
• Tarefa 1: Investigação regional;
• Tarefa 2: Identificação de locais;
• Tarefa 3: Análise de características desfavoráveis;
• Tarefa 4: Investigação dos locais restantes;
• Tarefa 5: Avaliação qualitativa e classificação;
• Tarefa 6: Avaliação semi-quantitativa e classificação;
• Tarefa 7: Análise de custos;
• Tarefa 8: Seleção de alternativas para a fase de
investigação detalhada.
• Tarefa 9: Investigação detalhada dos locais
selecionados;
• Tarefa 10: Projeto conceitual dos locais;
• Tarefa 11: Avaliação dos custos e riscos de poluição de
cada um dois locais;
• Tarefa 12: Classificação dos locais e seleção do principal
local;
• Tarefa 13: Preparação do relatório e documentação para
o processo de revisão.
Fases 2: Avaliação e investigação detalhada
Característica Critério de ExclusãoTopografia Taludes íngremes, por exemplo, taludes com mais de 15% de
inclinação.Áreas de difícil acesso.
Clima Áreas com forte exposição aos fatores eólicosÁreas expostas a condições severas de intemperismo que podem influenciar as operações e disposição.
Uso do solo e ecologia Áreas de recreação ou lazer.Áreas de habitat animal.Áreas com ecossistemas sensíveis ou espécies em via de extinção.Área de importância arqueológica.Áreas de uso intensivo, como campos petrolíferos.
Hidrologia Áreas de Bacia Hidrográficas grandes, exceto se é possível desviar as correntesÁreas de descarga de águas subterrâneas (possibilidade de lixiviação).
Geologia Falhas ativas.Áreas de deposição aluvial ou eólica, áreas altamente permeáveis e erodíveis.Área com problema nas fundações, por exemplo, áreas cárstiscas dolomiticas.
Zona de Mineralização Delinear zonas de mineração conhecida.
Seleção de locais para barragens de rejeitos: Características x Critério de Exclusão
Parâmetro Efeitos
Local e elevação relativa da usina de beneficiamento - Comprimento de tubulação de condução dos rejeitos e retorno da água.
- Custo s de operação do mecanismo de bombeamento
Topografia - Arranjo da barragem
- Especificação de deposição e preenchimento da barragem
- Facilidade de mudança na disposição
Hidrogeologia e área de captação - Tempo de Acumulação de água suficiente para permitir a sedimentação
- Especificação do manejo de inundações
Geologia - Viabilidade de materiais de empréstimo tipos e quantidades.
- Perdas por penetração, permeabilidade
- Estabilidades de fundações.
- Falha, sismicidade, estruturas de contenção de taludes de corte.
Águas subterrâneas - Vazão e direção de percolação
- Potencial de contaminação
- Teor de umidade de materiais de empréstimo.
Clima - Taxa anual de precipitação e evaporação
Seleção de locais para barragens de rejeitos: Parâmetros x Efeitos
• São muitas as variáveis que se consideram na escolha de
locais para a implantação de barragens de rejeitos;
• Segundo Brawner e Campbell (1973) cada mina e cada
local tem características diferentes e únicas;
• Os fatores que determinam o local da barragem não são
fixos e levam em consideração fatores técnicos,
econômicos e ambientais.
Seleção de locais para barragens de rejeitos
• A viabilidade de um local pode ser função do arranjo em
planta da barragem de rejeitos, o qual deve ser compatível
com a configuração topográfica.
Vick (1983) define algumas categorias gerais:
- Represamento Tipo Anel
- Represamento em Bacia
- Represamento a Meia Encosta
- Represamento em Vale
Arranjo da Barragem em Relação a Topografia
Deve ser compatível com a configuração topográfica.
Represamento tipo anel:
I.Terrenos planos, onde há ausência de depressões
topográficas naturais.
II.Requer grande quatidade de material de aterro em
relações à quantidade de volume represado.
III.Os lados são fechados, eliminando as contribuições
externas da bacia hidrográfica, reduz-se a percolação, e só é
acumulada a água da polpa que cai diretamente na
barragem.
Arranjo da planta da barragem de rejeitos
Represamento em bacia:
I.Não difere das barragens convencionais para
represamento de água.
II.Os rejeitos são confinados por uma barragem
perpendicular ao fluxo da bacia.
III.Localizada numa única depressão topográfica, e pode-se
dispor em uma ou várias etapas.
IV. Importante para estabilidade: controle de água, tendo-se
que obras adicionais de drenagem a montante para impedir
a entrada de água da bacia.
Arranjo da planta da barragem de rejeitos
Represamento a meio encosta:
I.Usado quando não há drenagem natural na zona de
deposição dos rejeitos, e quando os talude mais ingremes
da encosta têm inclinação menor do que 10%.
II.O volume de material de aterro pode chegar a ser
excessivo em relação aos volumes de deposição e
armazenamento de rejeitos.
Arranjo da planta da barragem de rejeitos
Represamento em vale:
I.Combinação do represamento em bacia e a meia encosta.
II.É aplicado quando o vale é muito largo, e existem nas
margens áreas adequadas para a construção da barragem
que não interferem com a drenagem natural.
III.O dique inicial deve apresentar alto fator de segurança,
além de necessitar de obras de proteção no pé da
barragem, já que as cheias do rio podem causar erosão e
afetar a estabilidade.
Arranjo da planta da barragem de rejeitos
Métodos construtivos
Dique de partida e os posteriores alteamentos
Métodos construtivos
Tabela comparativa para os diferentes métodos construtivos
Fonte:http://carosamigos.terra.com.br/index/index.php/cotidiano/3363-a-copa-do-mundo-e nossa
DEMIN/EM/UFOPMIN 746Estabilidade de EscavaçõesSubterrâneasProf. José Margarida da Silvajunho/2010
http://paginas.fe.up.pt/~geng/ge/apontamentos/Cap_3_GE.pdf.
Referencias