http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48810
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GabrielGomesSilva_TESE.pdf | 19,67 MB | Adobe PDF | Voir/Ouvrir |
Titre: | Análise do comportamento mecânico e hidráulico de codisposição de resíduos de mineração |
Autre(s) titre(s): | Analysis of the mechanical and hydraulic behavior of co-disposal of mining waste |
Auteur(s): | Silva, Gabriel Gomes |
metadata.dc.contributor.email: | gabriel_gomess@hotmail.com |
Orientador(es):: | Silva, Rafael Cerqueira |
Coorientador(es):: | Ribeiro, Luís Fernando Martins |
Assunto:: | Comportamento mecânico e hidráulico Co-disposição de resíduos de mineração Rejeitos Descarte |
Date de publication: | 12-jui-2024 |
Data de defesa:: | mar-2023 |
Référence bibliographique: | SILVA, Gabriel Gomes. Análise do comportamento mecânico e hidráulico de codisposição de resíduos de mineração . 2023. 194 f., il. Tese (Doutorado em Geotecnia) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023. |
Résumé: | A complexidade do comportamento de barragens de rejeitos de mineração, construídas pela técnica de disposição hidráulica, e as recorrentes rupturas dessas estruturas, destacam a importância de se garantir uma segurança aprimorada por meio de técnicas avançadas de disposição. Embora o método de co-disposição tenha sido explorado para diferentes substâncias minerais, como minério de ferro no Brasil, existe uma lacuna considerável na literatura quanto à sua aplicação em lamas, rejeitos e estéreis provenientes de operações de mineração de fosfato e outros minerais. O presente estudo concentrou-se na análise de amostras provenientes de três fontes distintas de mineração: uma mina de fosfato no Brasil, uma mina de carvão mineral e outra mina de fosfato, ambas localizadas na Austrália. Dentre os objetivos, buscou-se identificar a proporção ótima para as misturas entre estéril e rejeito, estéril e lama, e entre diferentes tipos de lamas, de modo a avaliar o comportamento mecânico e hidráulico em comparação com materiais individuais. Foram realizados ensaios abrangentes de caracterização física, química, microestrutural e mineralógica nas amostras da mineração no Brasil, enquanto que as demais amostras foram submetidas análises mais simplificadas. O comportamento mecânico foi avaliado por meio de análises dos resultados dos ensaios de cisalhamento direto e triaxiais, enquanto que o comportamento hidráulico por ensaios de permeabilidade, sucção e ensaios em um consolidômetro de grande dimensão. Observou-se que a co-disposição de resíduos de mineração pode resultar em materiais com comportamento mecânico dominado pelos estéreis ou pelos materiais mais grosseiros, dependendo da proporção da mistura, sugerindo que a codisposição pode ser uma estratégia eficaz para gestão de resíduos de mineração. Além disso, o comportamento hidráulico revelou uma alta capacidade de drenagem dos materiais, bem como uma dissipação dos excessos de poropressões ao longo do tempo. Adicionalmente, para reproduzir o comportamento tensão-deformação da co-disposição, calibrou-se o modelo constitutivo Norsand, tendo como referência os resultados dos ensaios triaxiais. Este estudo contribuiu com informações para otimizar as práticas de co-disposição de resíduos de mineração, abordando aspectos essenciais do comportamento mecânico e hidráulico em misturas de diferentes materiais, além de análises numéricas de calibração de modelos constitutivos. |
Abstract: | The complexity of the behavior of mining tailings dams, constructed using the hydraulic deposition technique, and the recurring ruptures of these structures underscore the importance of ensuring enhanced safety through advanced disposal techniques. Although the co-disposal method has been explored for various mineral substances, such as iron ore in Brazil, there is a significant gap in the literature regarding its application to slimes, tailings, and waste rock originating from phosphate mining and other minerals. This study focused on the analysis of samples from three distinct mining sources: a phosphate mine in Brazil, a coal mine, and another phosphate mine, both located in Australia. The objectives included identifying the optimal proportion for mixtures of waste rock and tailings, waste rock and mud/slimes, and among different types of mud, in order to assess the mechanical and hydraulic behavior compared to individual materials. Comprehensive physical, chemical, microstructural, and mineralogical characterization tests were performed on the samples from the Brazilian mining, while the other samples underwent simplified analyses. Mechanical behavior was evaluated through direct shear and triaxial tests, while hydraulic behavior was assessed through permeability, suction, and tests in a large-scale consolidometer. The results indicated that the co-disposal of mining waste can result in materials with mechanical behavior dominated by waste rock or coarser materials, depending on the mixture proportion, suggesting that codisposal can be an effective strategy for mining waste management. Additionally, hydraulic analyses revealed high drainage capacity of the materials, as well as dissipation of excess pore pressures over time. Furthermore, to replicate the stress-strain behavior of co-disposal, the Norsand constitutive model was calibrated using the results of triaxial tests as a reference. This study provided insights to optimize the practices of mining waste co-disposal, addressing crucial aspects of mechanical and hydraulic behavior in mixtures of different materials, as well as numerical analyses for constitutive model calibration. |
metadata.dc.description.unidade: | Faculdade de Tecnologia (FT) Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC) |
Description: | Tese (Doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2023. |
metadata.dc.description.ppg: | Programa de Pós-Graduação em Geotecnia |
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Collection(s) : | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado |
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