Artigos, documentos técnicos e apresentações
Conferência: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Sul da Austrália
Autor(es): Brendan Crompton e Greig Knox
Data: 30 de agosto a 1° de setembro de 2022
Apresentação: A especificação de um tendão é declarada como a capacidade deste em condição nova no dia em que foi produzido. Os tendões de suporte de rocha são testados individualmente de maneira quase estática (imitando o fechamento) ou dinâmica (imitando a sismicidade), dependendo das condições esperadas com o ambiente da mina. Embora esse teste seja valioso, é provável que um tendão submetido a movimento rápido do solo (sísmico) seja primeiro submetido a algum nível de fechamento lento. Pesquisas anteriores investigaram a possível correlação entre o alongamento quase estático de um tirante antes do carregamento dinâmico e da capacidade dinâmica residual. Os resultados dessa pesquisa indicaram que existe uma correlação entre a capacidade dinâmica residual e a energia absorvida quase estática quando o tendão é alongado axialmente. Foi proposto que uma abordagem conservadora seria considerar a capacidade de energia total de um tendão como a energia absorvida por um tendão em condição nova durante um único impulso dinâmico, resultando na ruptura do tendão. O conjunto de amostras de pesquisa foi limitado a uma única configuração de tirante com comprimento e diâmetro fixos; portanto, foi observado que os resultados não devem ser extrapolados para outras versões deste sistema ou de outros sistemas de suporte de solos. Esta pesquisa será baseada no trabalho anterior, repetindo o regime de testes em um diâmetro maior da mesma configuração de tirantes. Os resultados serão analisados para identificar como o diâmetro de um tirante afeta a energia e a capacidade de alongamento dos tirantes sob a combinação de cargas quase estáticas e dinâmicas. Essas informações auxiliarão amplamente os profissionais geotécnicos no design do sistema de suporte, na seleção de produtos e nas decisões sobre quando reabilitar um sistema de suporte instalado.
Link para download: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_07_Crompton/
Conferência: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Sul da Austrália
Autor(es): Rual Abreu e Greig Knox
Data: 30 de agosto a 1° de setembro de 2022
Apresentação: Nos últimos anos, os tirantes autoperfurantes (SDA) têm recebido uma atenção cada vez maior do setor de suporte de solos. Isso inclui estudos e ensaios de campo na mina de Oyu Tolgoi, na Mongólia, e na mina de Malmberget, na Suécia, que destacaram a taxa de sucesso da instalação de SDAs em massas rochosas fraturadas. Desafios típicos associados à instalação de tirantes nessas condições incluem fechamentos de furo e furos explodidos, resultando em uma redução nas taxas de sucesso na instalação de tirantes e na capacidade de suporte alcançada. Para melhorar a eficácia da instalação em massas rochosas fraturadas, um SDA substitui a broca de aço convencional necessária para perfurar o furo de suporte, combinando a broca de aço e o tirante em um único componente. Isso elimina a necessidade de o equipamento alternar entre uma operação de perfuração e a inserção de tirantes, pois um SDA combina em um só esses processos, que são tradicionalmente separados. Para condições de solos com compressão e sismicamente ativos, a produção de SDAs que deformam oferece um benefício adicional de desempenho, derivado das propriedades mecânicas dúcteis do tirante a partir do qual esses chumbadores são produzidos. No entanto, uma consequência desse design de tirante é que o SDA está sujeito à carga de percussão normalmente aplicada à broca de aço durante a operação de perfuração, o que pode afetar o desempenho do parafuso. Essa investigação quantifica a influência dessa perfuração percussiva no desempenho de um SDA que deforma quando submetido a cargas dinâmicas. Um grupo experimental de tirantes foi aplicado em quartzito e, posteriormente, submetido a testes de impacto em um laboratório. O desempenho dessas amostras é comparado a um grupo de controle de amostras, não anteriormente submetidas a forças de perfuração. Essa investigação fornece informações sobre o desempenho in situ de um chumbador autoperfurante que deforma.
Link para download: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_09_Abreu/
Conferência: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Sul da Austrália
Autor(es): Greig Knox e John Hadjigeorgiou (University of Toronto, Canadá)
Data: 30 de agosto a 1° de setembro de 2022
Apresentação: A instalação tradicional de tirantes chumbados requer que um furo de suporte seja pré-perfurado, seguido da instalação de uma calda de resina ou de cimento. O tirante é então inserido nessa calda. Em terrenos muito estressados ou fracos, a presença de fraturas, sinais de cisalhamento e rochas alteradas pode levar ao desmantelamento do furo de suporte e resultar em bloqueios e perdas de calda de cimento. Consequentemente, os furos de suporte são frequentemente perfurados novamente, resultando em furos superdimensionados, maior tempo de instalação e baixa qualidade da instalação. A substituição da coluna de brocas convencional por um chumbador autoperfurante (SDA) melhora tanto a qualidade quanto a taxa de avanço da instalação. Essas são considerações críticas em terrenos fracos. O tirante SDA é acoplado à perfuratriz de rochas, perfurado até a profundidade desejada e, em seguida, desacoplado e colocado posteriormente em calda de cimento. Este método de instalação de uma etapa supera os desafios da perfuração em rochas fraturadas, onde o fechamento de furos e as perdas de calda de cimento são comuns. As vantagens operacionais da aplicação de um sistema de uma etapa usando chumbadores autoperfurantes foram recentemente demonstradas em duas operações de escavação, na mina de Oyu Tolgoi na Mongólia e na mina de Malmberget na Suécia. Um SDA que deforma oferece vantagens extra de desempenho em rochas compressoras ou solos com tendência sísmica. Há dados limitados sobre a resposta de produzir chumbadores autoperfurantes que deformam para carga de tração e de cisalhamento sob condições laboratoriais controladas. O programa experimental realizado investigou o comportamento de um SDA que deforma sob cargas de tração e de cisalhamento. Isso contribui para uma melhor compreensão da resposta dos chumbadores autoperfurantes sob um único mecanismo de carregamento e pode fornecer uma indicação de desempenho em rochas altamente estressadas e fraturadas, observadas em operações de escavação e minas subterrâneas profundas.
Link para download: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_12_Knox/
Publicação: Rock Mechanics and Rock Engineering (2022)
Autor(es): Greig Knox e John Hadjigeorgiou
Data: 26 de junho de 2022
Visão geral: Minas profundas e de alto estresse são suscetíveis à atividade sísmica induzida pela mineração, que pode ser um desafio para o suporte de solo instalado. Nessas condições sísmicas, os tirantes convencionais, como tirantes mecânicos totalmente cimentados com rebarbas e de atrito, costumam ser inadequados. Isso levou ao desenvolvimento de vários tirantes que deformam e que apresentam alta absorção de energia, capazes de suportar grandes cargas e também de acomodar grandes deformações. Nessa categoria, tirantes com absorção de energia com pás são mais amplamente utilizados em locais de minas sismicamente ativos. O desempenho dos tirantes com absorção de energia é, em geral, determinado pelo método de teste de impacto, que consiste em deixar cair uma massa conhecida de uma determinada altura para transferir a energia cinética da massa em queda para o tirante instalado em um tubo de aço. Todos os testes de impacto utilizam uma dentre duas configurações: tubo contínuo e tubo dividido. A configuração de tubo contínuo simula uma carga de impacto aplicada diretamente na placa do tirante, enquanto o tubo dividido representa uma condição de carga em um tirante quando um bloco de rocha é ejetado por um empuxo de impacto. No entanto, a influência do local dividido ao longo do tubo de teste sobre o comportamento dos tirantes de absorção de energia não havia sido abordada no passado. Este artigo apresenta os resultados de um programa de testes abrangente, por meio do qual demonstrou-se que a localização da divisão dentro do tubo hospedeiro controlou tanto o deslocamento máximo da placa quanto a energia dissipada registrada antes da ruptura do tirante. Isso tem uma influência significativa no desempenho de tirantes com absorção de energia com pás em condições de carga de impacto.
Link para download: https://link.springer.com/article/10.1007/s00603-022-02945-1
Conferência: Desbravando novos caminhos: uma abordagem moderna de estratégias de redução de estresse em mineração (em massa) profunda, Joanesburgo, África do Sul
Autor(es): Greig Knox
Data: 7 de abril de 2022
Visão geral: Os produtos de reforço de rocha costumam ser testados em laboratório em condições de carga singular. Esta apresentação explora as vantagens e limitações dos métodos de teste convencionais para suporte de solo e introduz novas metodologias de teste destinadas a melhorar a compreensão do setor sobre o comportamento de suporte de solo na aplicação.
Link para download: https://sanire.co.za/documents/events/breaking-new-ground/860-ep-gs-multi-modal-loading-of-rock-reinforcement-under-controlled-conditions
Conferência: Ground Support 2019, Sudbury, Canadá
Autor(es): Greig Knox e Adrian Berghorst
Data: 23 - 25 de outubro de 2019
Visão geral: A especificação de um tendão é declarada como a capacidade do tendão em condição impecável no dia da entrega à mina. Vários fatores resultam na degradação da capacidade de um tendão. Sabe-se que fatores como, entre outros, a qualidade de instalação, corrosão e movimento do solo reduzem a capacidade residual de um sistema. É importante entender os efeitos da degradação de um tendão ao determinar o risco de uma escavação. Os tendões de suporte de rocha são testados individualmente de maneira semiestática (fechamento) ou dinâmica (sismicidade), dependendo das condições esperadas com o ambiente da mina. Embora esse teste seja valioso, é provável que um tendão submetido a movimento rápido do solo (sísmico) seja primeiro submetido a algum nível de fechamento lento. Este artigo forma uma base para o trabalho futuro na determinação da capacidade residual de um tendão; o foco dele é determinar a capacidade dinâmica residual de um tendão axialmente alongado. As amostras foram axialmente alongadas de maneira semiestática e fixadas no lugar antes de serem submetidas a um único impulso dinâmico, resultando na ruptura do tendão.
Link para download: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1925_14_Knox
Conferência: Deep Mining 2019, Muldersdrift África do Sul
Autor(es): Brendan Crompton
Data: 24 - 25 de junho de 2019
Visão geral: O uso de tendões cimentados com resina é uma prática de suporte de solo comum dentro do setor de mineração e há diversos designs de tendão disponíveis. A resistência de suporte de um tendão cimentado com resina é, muitas vezes, restrita pelo anel de resina entre o tendão e o furo. A mistura eficaz da resina costuma ser obtida ao se garantir que o anel da resina não exceda um limite máximo especificado. Portanto, em alguns casos, o diâmetro do tendão é definido pelo anel de resina máximo permitido e pelo furo de diâmetro mínimo que pode ser perfurado, não pelos requisitos de design de suporte. A instalação de tendões com cápsulas de resina de mástique é propensa ao envelopamento do tendão instalado pela embalagem da cápsula, descolando assim o tendão do furo e comprometendo a mistura da resina que circunda o tendão. Este artigo documenta uma investigação prática sobre a eficácia de designs de tendão de resina típicos em instalações de anel grande e o desenvolvimento de um design aprimorado de tendão para esses casos.
Link para download: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1952_13_Crompton
Conferência: ARMA 2019, Nova York, EUA
Autor(es): Adrian Berghorst e Greig Knox
Data: 23 - 26 de junho de 2019
Visão geral: A New Concept Mining (NCM) implementou o Dynamic Impact Tester (DIT) para realizar testes dinâmicos laboratoriais em tirantes. O DIT permite que a NCM avance rapidamente pelo ciclo de P&D para novos tirantes. Isso permite um menor tempo de chegada ao mercado, além de uma compreensão abrangente do desempenho dos tirantes. Além desses benefícios, o DIT vem sendo usado de várias maneiras interessantes para melhorar a compreensão no setor de mineração sobre o desempenho do suporte dinâmico de solos. Há um exemplo no qual o banco de dados de testes dinâmicos vem sendo usado para analisar de maneira retroativa o desempenho quantitativo de um Vulcan Bolt durante um evento sísmico subterrâneo.
Conferência: ARMA 2019, Nova York, EUA
Autor(es): Adrian Berghorst e Greig Knox
Data: 23 - 26 de junho de 2019
Visão geral: A New Concept Mining (NCM) implementou o Dynamic Impact Tester (DIT) para realizar testes dinâmicos laboratoriais em tirantes. O DIT permite que a NCM avance rapidamente pelo ciclo de P&D para novos tirantes. Isso permite um menor tempo de chegada ao mercado, além de uma compreensão abrangente do desempenho dos tirantes. Além desses benefícios, o DIT vem sendo usado de várias maneiras interessantes para melhorar a compreensão no setor de mineração sobre o desempenho do suporte dinâmico de solos. Há um exemplo no qual o banco de dados de testes dinâmicos vem sendo usado para analisar de maneira retroativa o desempenho quantitativo de um Vulcan Bolt durante um evento sísmico subterrâneo.
Conferência: Caving 2018, Vancouver, Canadá
Autor(es): Adrian Berghorst
Data: 17 de outubro de 2018
Visão geral: Uma apresentação em formato de workshop sobre tendências atuais e futuras na qualificação do suporte dinâmico de solos para minas subterrâneas. Há várias instalações disponíveis para o setor de mineração no que diz respeito à qualificação do suporte de solo para ambientes dinâmicos no atual ambiente subterrâneo. Mas elas são suficientes? E qual é o futuro da qualificação de suporte de solo para esse aspecto essencial da mineração no mundo moderno?
Conferência: Caving 2018, Vancouver, Canadá
Autor(es): Greig Know,Adrian Berghorst e Pieter de Bruin
Data: 17 de outubro de 2018
Visão geral: Testes dinâmicos laboratoriais permitem que os desenvolvedores de tirantes apliquem impulsos de energia a um tirante para aproximar alguns aspectos de carga que o tirante enfrentaria durante uma explosão de rocha em uma mina subterrânea. Esses dados podem ser usados para comparar o desempenho dinâmico de um tirante, dando aos engenheiros geotécnicos informações úteis para projetar o sistema de suporte de solo necessário. Existem duas configurações gerais de amostras comumente usadas nesse tipo de teste dinâmico: teste de tubo dividido e teste de tubo contínuo. Este artigo resume uma terceira configuração proposta: um teste com tubo multidivido.
Link para download: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1815_58_Knox
Conferência: Mecânica de rocha – experimentos, teorias e aplicações
Autor(es): Koos Bosman (Open House Management Solutions), Martin Cawood e Adrian Berghorst
Data: 2018
Visão geral: A capacidade de um tirante sujeito a um impulso de energia varia em função da magnitude do impulso de energia aplicado. Este artigo explora a relação entre a magnitude do impulso de energia aplicado a um tirante e a capacidade dinâmica resultante. O resultado dessa pesquisa mostra que, para uma determinada velocidade no impacto, há uma relação linear entre a magnitude dos impulsos individuais de energia aplicados a um tirante e a capacidade dinâmica resultante do tirante. A capacidade dinâmica de um tirante não é um valor constante. Durante essa pesquisa, a relação entre a magnitude do impulso e o deslocamento resultante do tirante também é examinada.
Conferência: RocDyn-3, Trondheim, Noruega
Autor(es): Greig Knox e Adrian Berghorst
Data: 26 de junho de 2018
Visão geral: As limitações do método de teste de carga axial dinâmica são conhecidas. Contudo, o DIT fornece uma plataforma eficiente, na qual um grande número de sistemas de suporte de tendão pode ser comparado em condições controladas com maior agilidade. Durante o rápido desenvolvimento de novos produtos de tirante, é crucial quantificar os efeitos de altas taxas de tensão exercidas por explosões de rocha em sistemas de suporte de solo. O DIT fornece essa capacidade.
