Desenvolvimento de um modelo empírico para controle de backbreak gerado por desmontes em uma mina a céu aberto
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Michel Melo Oliveira
André Luiz Alvarenga Santos
André Luiz Alvarenga Santos
Resumo
O desmonte de rochas com uso de explosivos é o método de fragmentar o maciço rochoso
empregado em uma quantidade expressiva de mineradoras, porém, associado a este processo,
existem efeitos indesejados que podem comprometer os resultados gerais da detonação, como
é o caso do backbreak. Esse fenômeno tem o potencial de gerar impactos negativos nos
processos subsequentes ao desmonte, principalmente no que diz respeito ao âmbito da
segurança, qualidade da fragmentação, planejamento de lavra de longo prazo e geotecnia.
Entendendo a relevância do tema, esta dissertação trata de: analisar um banco de dados
composto por informações de 37 detonações realizadas em uma mina a céu aberto a fim de
avaliar a correlação existente entre os diferentes parâmetros controláveis de desmonte e o
backbreak, desenvolver um modelo preditivo baseado em regressão linear múltipla para estimar
o dano médio e analisar a aderência da sua aplicação para a área em estudo. Para isso, o estudo
considera como dados de entrada o afastamento médio, espaçamento médio, profundidade
média, carga máxima por espera nos furos de produção, carga máxima por espera na última
linha de furos, razão de carregamento, quantidade de decks nos furos de produção, quantidade
de decks na última linha de furos, número de linhas, P80 e Top size. As regressões lineares
simples indicaram que os parâmetros de desmonte que apresentam maior correlação com a
backbreak para a operação estudada são: a carga máxima por espera nos furos de produção,
carga máxima por espera na última linha de furos, razão de carregamento, quantidade de decks
nos furos de produção e quantidade de decks nos furos da última linha. Além disso, a análise
de regressão linear múltipla mostra que as variáveis anteriormente citadas apresentam um forte
grau de correlação com o backbreak médio, quando avaliadas de maneira associada. Por fim, o
modelo preditivo desenvolvido demonstrou uma forte correlação entre o dano médio medido e
simulado. Além disso, ao avaliar um segundo cenário excluindo desmontes com as maiores
cargas máximas por espera, verificou-se que a presença desses dados influencia positivamente
na correlação dos parâmetros com o backbreak. No entanto, é importante destacar que o estudo
não considera características intrínsecas do maciço rochoso, o que pode impactar
negativamente a correlação com alguns parâmetros.
Abstract
Blasting rocks with explosives is a method widely employed in numerous mining operations to
achieve rock mass fragmentation. However, associated with this process are undesired effects
that can compromise overall blasting outcomes, such as backbreak. This phenomenon has the
potential to generate negative impacts on subsequent processes, particularly concerning safety,
fragmentation quality, long-term mining planning, and geotechnics. Recognizing the relevance
of this topic, this dissertation aims to: analyze a database from 37 blasting in an open-pit mine
to evaluate the correlation between different controllable blasting parameters and backbreak,
develop a predictive model based on multiple linear regression to estimate average overbreak,
and analyze its applicability for the area under study. For this purpose, the study considers input
data such as average burden, average spacing, average depth, maximum charge per delay in
production holes, maximum charge per delay in the last row of holes, loading ratio, number of
decks in production holes, number of decks in the last row of holes, number of rows, P80, and
top size. Simple linear regressions indicated that the blasting parameters with the highest
correlation to backbreak are: maximum charge per delay in production holes, maximum charge
per delay in the last row of holes, loading ratio, number of decks in production holes, and
number of decks in the last row. Furthermore, multiple linear regression analysis shows that
these aforementioned variables exhibit a strong correlation with average backbreak when
considered collectively. Finally, the developed predictive model demonstrated a strong
correlation between the measured and simulated average damage. Additionally, when
evaluating a second scenario by excluding blasts with the highest maximum charges per delay,
it was observed that the presence of these data positively influences the correlation of
parameters with backbreak. However, it is essential to highlight that the model does not
consider intrinsic rock mass characteristics, which may negatively impact correlation with
certain parameters.
Assunto
Engenharia de minas, Tecnologia mineral, Minas e mineração, Mina a céu aberto, Modelagem matemática, Detonação, Rochas, Otimização, Explosivos, Aderência
Palavras-chave
Desmonte por explosivos, Simulação, Modelagem matemática, Otimização