Análise da estabilidade de taludes de mineração a partir de parâmetros estáticos e dinâmicos

Abstract

O desenvolvimento de minas sem planejamento prévio pode gerar passivos ambientais de alta complexidade e dificultar o processo de descomissionamento. Os empreendimentos mineiros devem assegurar a estabilidade geotécnica de suas instalações, bem como a qualidade química de suas águas. A Mina Osamu Utsumi, localizada no município de Caldas, estado de Minas Gerais foi responsável pela extração de urânio até 1995 e apresenta problemas geotécnicos e químicos na área de cava, com presença de rupturas generalizadas e drenagem ácida. Durante seu processo de abertura foram construídos taludes que desconfinaram e alteraram a geometria do maciço, bem como expuseram a rocha ao intemperismo. A água quando armazenada no interior do maciço faz com que a poropressão aumente e torne o processo de ruptura iminente. A exposição do maciço rochoso com zonas de minério residual e a interação destas com a água pode acarretar na dissolução de íons que quando concentrados geram drenagem ácida. Este trabalho tem como objetivo correlacionar parâmetros estáticos e dinâmicos e sua importância na análise da estabilidade de taludes. Além disso, diante da natureza da rocha presente na área, são identificadas possíveis fontes geradoras de drenagem ácida nos taludes da frente SE da cava. Foram utilizados métodos geofísicos, como GPR, eletrorresistividade e polarização induzida para identificação de zonas de fraturas, presença de água e acúmulo de sulfetos. Esses resultados foram correlacionados com dados obtidos a partir da análise geotécnica visual, litológica e estrutural. Foram obtidos também dados da análise química das águas presentes nos poços de monitoramento. Os resultados mostraram a possibilidade de ocorrência de rupturas planares e em cunha nos taludes, em pontos específicos da frente SE. Zonas de baixa resistividade e atenuação do sinal eletromagnético emitido pelo GPR foram correlacionadas a zonas com acúmulo de água com consequente verificação de ruptura nestes locais. As rupturas são coincidentes ainda com a litologia brechoide, na qual apresenta minério residual e está concentrada no setor central da frente SE. Os altos valores de cargabilidade correlacionados a zonas de fluxo de água foram indicativos de pontos de geração de drenagem ácida, comprovadas pelo baixo valor de pH captado nos poços de monitoramento. São recomendados projetos de sistema de drenagem na cava e reconformação topográfica dos taludes com eliminação de zonas de minério residual a fim de garantir que a estabilidade geotécnica e a qualidade das águas presentes na cava estarão em conformidade a legislação.

The development of mines without prior planning can generate environmental liabilities of high complexity and hinder the decommissioning process. Mining enterprises must ensure the geotechnical stability of their facilities as well as the chemical quality of their waters. The Osamu Utsumi Mine, located in the municipality of Caldas, state of Minas Gerais was responsible for the extraction of uranium until 1995 and presents geotechnical and chemical problems in the pit area, with the presence of widespread ruptures and acid drainage. During its opening process, slopes were built that deconfined and altered the geometry of the rock mass, as well as exposed the rock to weathering. The water when stored inside the rock mass causes the increase of the poropressure and makes the rupture process imminent. The exposure of the rock mass with zones of residual ore and the interaction of these with water can lead to the dissolution of ions that when concentrated generate aid drainage. This work aims to correlate static and dynamic parameters and their importance in the analysis of slope stability. In addition, given the nature of the rock present in the area, possible sources of acid drainage are identified on the slopes of the SE front of the pit. Geophysical methods such as GPR, eletrorresistivity and induced polarization were used to identify fracture zones, presence of water and sulfides accumulation. These results were correlated with data obtained from the visual geotechnical analysis, lithological and structural. Data were also obtained from the chemical analysis of the waters present in the monitoring wells. The results showed the possibility of occurrence of planar and wedge ruptures on the slopes at specific points of the SE front. Zones of low resistivity and attenuation of the electromagnetic signal emitted by the GPR were correlated to zones with water accumulation with consequent verification of rupture in these places. The ruptures also coincide with the brechoid lithology, which presents residual ore and is concentrated in the central sector of the SE front. The high chargeability values correlated to water flow zones were indicative of acid drainage generation points, confirmed by the low pH value captured in the monitoring wells. Designs for a drainage system in the pit and topographic reconfiguration of the slopes with elimination of residual ore zones are recommended in order to ensure that the geotechnical stability and the quality of the water present in the pit will comply with the legislation.