Modelo de blocos para dimensionamento pr?vio de refor?o e suporte para escava??es subterr?neas.

Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Escava??o subterr?nea em rocha ? uma pr?tica comum tanto em obras civis quanto em minera??o. Garantir a estabilidade e seguran?a de uma escava??o ? fundamental para o bom andamento dos trabalhos. Esta tese apresenta e demonstra a viabilidade da utiliza??o de modelos de blocos de classifica??o geomec?nica ? RMR e Sistema Q, estimados a partir de testemunhos de sondagem para o dimensionamento e zoneamento da malha dos sistemas de refor?o de escava??es subterr?neas e previs?o da quantidade e custos com estes dispositivos. Al?m da compara??o dos resultados dos m?todos de estimativas por krigagem dos indicadores, krigagem ordin?ria, interpola??o pelo inverso do quadrado da dist?ncia e interpola??o pelo vizinho mais pr?ximo para a constru??o de modelos de blocos geomec?nicos que representem a qualidade do maci?o rochoso. Juntamente com a influ?ncia das dimens?es dos blocos (2 x 2 x 2 m e 5 x 5 x 5 m) nos resultados finais das estimativas. Os trabalhos de modelagem tridimensional inclu?ram a descri??o geot?cnica de testemunhos de sondagem; coleta de dados e confec??o dos modelos de blocos das vari?veis geomec?nicas; e a elabora??o do modelo de blocos de dimensionamento de refor?o atrav?s da an?lise das dimens?es da escava??o e qualidade do maci?o rochoso. As metodologias de dimensionamento de refor?o e suporte de Barton e da Norwegian Road Authority foram utilizadas como exemplo nesta tese. Os dados utilizados neste estudo foram coletados a partir da descri??o geot?cnica de 39 furos de sonda com uma medida total de 4.015 metros na Mina Fazenda Brasileiro, localizada na cidade de Teofil?ndia, Estado da Bahia, Brasil. Os resultados permitiram afirmar que a krigagem por indicadores ? o m?todo mais indicado para estimativas de vari?veis geomec?nicas. Em rela??o ?s dimens?es dos blocos adotados nas estimativas, os resultados obtidos tiveram poucas altera??es. Entretanto os modelos com blocos de dimens?es (2 x 2 x 2 m) apresentaram maior grau de detalhamento devido a maior vari?ncia dos resultados. Por sua vez, os modelos de blocos de dimensionamento de refor?o e suporte propostos permitiram realizar o dimensionamento pr?vio da malha de refor?o durante a fase de planejamento ou opera??o da mina, onde para cada bloco do modelo ? calculado e definido o tipo de refor?o ou suporte necess?rio. O dimensionamento pr?vio da malha de refor?o possibilitou uma aplica??o direta e espec?fica dos modelos de blocos geomec?nicos, em vez de uma utiliza??o somente de representa??o e zoneamento da qualidade e/ou das caracter?sticas geomec?nicas do maci?o rochoso. Ademais, o dimensionamento pr?vio permite a maximiza??o do aproveitamento das informa??es contidas nos testemunhos de sondagem, demonstrando a efic?cia e o pioneirismo da utiliza??o de modelos de blocos de dimensionamento de refor?o para escava??es subterr?neas, e fornece uma aplica??o direta e espec?fica dos modelos de blocos geomec?nicos. Os modelos de blocos confeccionados foram validados por meio das t?cnicas de inspe??o visual e valida??o cruzada. A precis?o das estimativas para o zoneamento dos sistemas de suporte para a Mina Fazenda Brasileiro foi verificada pela compara??o dos valores do ?ndice do Sistema Q obtidos diretamente das paredes laterais da galeria durante o avan?o da escava??o.Underground rock excavation is a common practice in both civil works and mining. Ensuring the stability and safety of an excavation is essential for the smooth running of the works. This thesis presents and demonstrates the feasibility of using block models of geomechanical classification - RMR and Q System, estimated from drilling core for design and zoning of support systems for underground excavations and forecasting the quantity and costs with these devices. In addition to comparing the results of the estimation methods by indicator kriging, ordinary kriging, interpolation by the inverse of the square distance and interpolation by the nearest neighbor for the construction of the geomechanical block models that represent the quality of the rock mass. Together with the influence of the dimensions of the blocks (2 x 2 x 2 m and 5 x 5 x 5 m) in the final results of the estimates. The threedimensional modeling work included the geotechnical description of drill cores; data collection and construction of block models of geomechanical variables; and the elaboration of the reinforcement dimensioning blocks model through the analysis of the dimensions of the excavation and quality of the rock mass. The reinforcement and support dimensioning methodologies of Barton and the Norwegian Road Authority were used as an example in this thesis. The data used in this study were collected from the geotechnical description of 39 samples of well cores with a total measurement of 4,015 meters at the Fazenda Brasileiro Mine, located in the city of Teofil?ndia, State of Bahia, Brazil. The results allowed us to state that kriging by indicators is the most suitable method for estimating geomechanical variables. Regarding the dimensions of the blocks adopted in the estimates, the results obtained had few changes. However, the models with blocks of dimensions (2 x 2 x 2 m) presented a greater degree of detail due to the greater variance of the results. In turn, the proposed reinforcement and support sizing block models made it possible to carry out the previous sizing of the reinforcement mesh during the planning or operation phase of the mine, where for each model block the type of reinforcement or support is calculated and defined required. The previous dimensioning of the reinforcement mesh allowed a direct and specific application of the geomechanical block models, instead of using only the representation and zoning of the quality and / or geomechanical characteristics of the rock mass. Furthermore, the previous dimensioning allows the maximization of the use of the information contained in the drilling testimonies, demonstrating the effectiveness and the pioneering nature of the use of reinforcement dimensioning block models for underground excavations, and provides a direct and specific application of the geomechanical block models. The manufactured block models were validated using visual inspection and cross-validation techniques. The accuracy of the estimates for the zoning of the support systems for the Fazenda Brasileiro Mine was verified by comparing the values of the System Q index obtained directly from the side walls of the gallery during the advance of the excavation