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6° Congresso Brasileiro de Mina Subterrânea / Workshop Fechamento de Mina Controle de escavação subterrânea em Ambientes Cársticos
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CONTROLE DE ESCAVAÇÃO SUBTERRÂNEA EM AMBIENTES CÁRSTICOS –
EXEMPLO DA MINA DE VAZANTE
Marcus Vinícios Andrade Silva, Geólogo
Rogério de Lima Lopes, Eng. de Minas
Edmar Eufrásio de Araújo, Geólogo
Cristóvão Teófilo dos Santos, Eng. de Minas
Romero Gontijo Pessoa, Técnico em Mineração
João Carlos Musa Machado, Gerente de Lavras
Vanio de Bessa, Gerente de Geologia
RESUMO O presente trabalho descreve a metodologia e os controles utilizados na abertura de
escavações subterrâneas em ambiente cárstico na mina subterrânea de Vazante, usando a
análise hidrogeológica e geomecânica para previsão do comportamento do afluxo de água
para o interior das galerias. Esta previsão fornece informações que permitem a tomada de
decisões com relação as escavações subterrâneas, tais como critérios de controle e adequação
de posição de galerias, quando necessário. São utilizados métodos geofísicos, mapeamento
lito-estrutural e sondagem para identificação das principais estruturas portadoras de água.
Uma vez identificadas tais estruturas a metodologia prevê ações especificas, tais como
cimentação, inspeções das frentes de lavra/desenvolvimento e retroanálises a partir da
calibração das estruturas geológicas mapeadas nas galerias.
Palavras Chave: Escavações; ambiente cárstico; hidrogeologia
ABSTRACT
The present work describes the methodology and the controls used in underground openings
in carstic environment at Vazante mine, using hydrogeological and geotechnical analysis to
predict the behavior of the water flow into the mine. This analysis supplies information that
support the decisions in relation to the underground excavation, such as control criteria to
design the new openings, when necessary. Geophysical methods, lito-structural mapping and
drilling investigation for identification of the main carrying water structures are used. Once
identified such structures the methodology foresees specific actions, such as cement
injections, face inspections and updating the mapped geologic structures.
Key words: Excavation; carstic environment; hydrogeology
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INTRODUÇÃO E OBJETIVO
O município de Vazante está localizado no noroeste de Minas Gerais, é o maior distrito
mineral produtor de zinco do Brasil. As mineralizações, sob forma de willemita e calamina,
estão associadas a brechas de falha, com distribuição irregular ao longo das mesmas, mas
sempre nas fácies inferior e base da fácies média do membro Pamplona, Grupo Vazante, de
idade Paleoproterozóica.
Atualmente, são utilizados na Mina de Vazante dois métodos de lavra subterrânea,
denominados VRM (Vertical Retreat Mine) e C&F (Cut and Fill), ambos aplicados devido à
necessidade de recuperação de pilares de minério deixados para sustentação do maciço
rochoso.
Tendo em vista a natureza solúvel da rocha dolomítica, é freqüente a ocorrência de cavidades
naturais, zonas de baixa densidade e espaços vazios de pequeno diâmetro no interior do
maciço rochoso.
A mina subterrânea tem enfrentado, ao longo dos anos, complexos desafios relacionados à
extração mineral e ao bombeamento de água em área cárstica dolomítica. A experiência
adquirida pelos profissionais da empresa, aliada à rica contribuição recebida por consultores,
pesquisadores e professores do Brasil e exterior, proporcionou um considerável
aprimoramento do nível de conhecimento sobre o aqüífero cárstico da área, assim como,
métodos de prevenção e mitigação de problemas ambientais e operacionais relacionados.
Cientes da necessidade de um mecanismo que possibilitasse uma gestão integrada da questão
ambiental cárstica na mina, foi criada e implementada uma detalhada política de
gerenciamento dos riscos associados à extração mineral em rochas dolomíticas. Este plano de
gerenciamento, de modo a se tornar efetivo, conta com a participação ativa de todos os níveis
operacionais, técnicos e gerenciais da empresa, tanto do ponto de vista conceitual como
prático. A aplicação deste plano tornou a empresa bem preparada, do ponto de vista
prevencionista, bem como para responder com rapidez e eficiência a eventuais futuros
problemas na área da mina e em seu entorno.
Após a elaboração do projeto de desenvolvimento das galerias subterrâneas, baseado no
modelamento geológico dos corpos de minério, iniciam-se as atividades de pesquisa
hidrogeológica e geomecânica das frentes a serem desenvolvidas. Tal pesquisa inicia-se com
aquisições de dados estruturais a partir de campanhas de geofísica em superfície (destaque
para os métodos elétricos) denominada pesquisa de longo prazo, seguido de sondagens
rotativas em subsolo denominada pesquisa de médio prazo e perfurações curtas de até 18m
com os equipamentos de lavra/desenvolvimento denominada pesquisa de curto prazo. O
objetivo principal desta série de pesquisas é definir os trechos de maior risco de interceptação
de estruturas geológicas carstificadas condutoras de água o que dá subsídio para a locação da
galeria.
O presente trabalho tem como objetivo principal apresentar a metodologia adotada para
minimizar os riscos geológicos/hidrogeológicos das escavações subterrâneas em áreas
cársticas, usando como exemplo as técnicas aplicadas na mina subterrânea de Vazante MG.
CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EM ESTUDO
Localização
A mina de subterrânea de Zinco de Vazante, pertencente à Votorantim Metais situa-se no
município de Vazante/MG. A Mina situa-se a 8 Km a norte da cidade de Vazante a cerca de
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300 Km de Brasília e 500 Km de Belo Horizonte. O mapa de localização pode ser visto na
figura 1. A produção é de cerca de 1,3 Mt/ano com teor de 15,0% ZnW e 12800m de
desenvolvimento exploratório e produtivo.
Figura 1 – Mapa de acessos a Vazante (Acervo técnico da Votorantim Metais).
Aspectos Geológicos
A área do município de Vazante está inserida na Faixa Brasília, que corresponde a uma
seqüência de rochas metamórficas de baixo a alto grau, seqüências ígneas intrusivas e
vulcano-sedimentares e coberturas sedimentares. Esta Faixa alinha-se na direção norte-sul,
estendendo-se por mais de 1000 km ao longo da borda oeste do Cráton São Francisco
(Dardenne, 2000 apud Rostirolla et al., 2000), conforme pode ser visto na figura 2.
Dardenne (1978, 2000) define o Grupo Vazante, de idade Meso/Neoproterozóica inserido em
uma espessa seqüência de rochas sedimentares e metassedimentares juntamente com os
Grupos Arai e Serra da Mesa (Paleo/Mesoproterozóico); Grupos Paranoá e Canastra,
(Mesoproterozóico); Grupos Araxá e Ibiá (Meso/Neoproterozóico); e Grupo Bambuí
(Neoproterozóica). Estas unidades estão representadas no perfil esquemático da figura 3.
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Figura 2 – Mapa geológico simplificado das unidades paleo-meso-neoproterozóicas da
Faixa Brasília (modificado de Rostirolla et al. 2002, apud Dardenne 2000).
Figura 3 – Perfil esquemático apresentando a relação entre os grupos Vazante, Araxá,
Ibiá, Canastra e Bambuí (modificado de Dardenne, 1978).
Geologia Estrutural
Segundo o IPT (2004), é observado um bandamento composicional com espessura
centimétrica a decimétrica e direção modal de N40E/20NW.
Segundo Rostirolla et al. (2000,2002), são identificadas na área pelo menos cinco fases
deformacionais denominadas D1 a D5 (Figura 4). As duas primeiras fases evidenciam
deformação em regime predominantemente dúctil e estão associadas a uma tectônica
convergente com formação de empurrões, dobramentos holomórficos e superfícies de foliação
penetrativas do arcabouço regional.
A fase deformacional D3 possui características de formação em regime dúctil-rúptil, marcada
por um sistema de falhas direcionais sinistrais de direção predominante NE, dobramentos
homoclinais descontínuos e basculamentos. Esta fase foi responsável pela geração da zona de
falha de Vazante.. Rostirolla et al. (2000,2002) identificou intenso hidrotermalismo,
teorizando que o fluxo foi gerado por fragmentação mecânica em regime rúptil-dúctil, com
entrada de fluidos.
As fases D4 e D5, formadas sob regime rúptil, registram movimentações pouco significativas,
embora importantes para a evolução do carste da região. A fase D4, representada por um
sistema extensional, responsável pela geração de falhas normais com direção NE. Estas falhas
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remobilizaram parte da mineralização de zinco. A quinta fase formada também em regime
rúptil gerou dois sistemas de fraturas e falhas extensionais N40-60W e EW, menos freqüentes
e de caráter regional. Estas falhas controlam em grande parte o fluxo hidrogeológico na
região.
Figura 4 – Blocos diagrama das fases D1 a D5 (modificado de Rostirolla ET al. 2002).
Aspectos Hidrogeológicas
Do ponto de vista hidrogeológico é importante ressaltar alguns aspectos geológicos e
geomorfológicos regionais. Como a mina de Vazante está localizada em uma área cárstica,
foram definidos os limites físicos da bacia dolomítica com auxílio das técnicas de
sensoriamento remoto (imagens de satélite e fotografias aéreas) e posteriormente o
mapeamento geológico detalhado, conforme figura 5.
Figura 5 – Bacia dolomítica de Vazante (Acervo técnico da Votorantim Metais).
Toda a área da mina encontra-se em meio a calcários, dolomitos e brechas dolomíticas que
podem ou não apresentarem intercalações com filitos. Por se tratar de uma mineralização
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tipicamente gerada em zona de cisalhamento, o fluxo hídrico subterrâneo é condicionado
pelas falhas e fraturas (denominadas neste trabalho como “estruturas”) podendo haver fluxos
mais intensos ao longo das estruturas carstificadas, caracterizando assim um meio
heterogêneo e anisotrópico.
Segundo Frasa (1991), existem nas proximidades da mina subterrânea cinco sistemas
aqüíferos distintos descritos na figura 6, onde é mostrada a inter-relação espacial entre os
sistemas. O aqüífero Lapa Superior apresenta permeabilidade secundária elevada e
heterogênea, devido a processos de dolomitização, fraturamento e carstificação.
O aqüífero Lapa Inferior encontra-se relativamente isolado em relação aos demais sistemas
devido à presença de uma intercalação de pelitos carbonáticos de baixa permeabilidade. As
rochas dolomíticas do sistema aqüífero Capa apresentam boa permeabilidade por
fraturamento e carstificação. As rochas dolomíticas do sistema brechado poderiam ter boa
permeabilidade devido ao seu elevado grau de fraturamento. Todavia, os fluidos hidrotermais
tardios a remobilização de willemita, calcita e sílica constituem um selo impermeabilizador,
funcionando como um aquitardo e separando os aqüíferos Lapa Superior e Capa. O sistema
aqüífero Maciço Fraturado, constituído por epicarste, integra uma camada superior sobre os
aqüíferos Lapa Superior, Lapa Inferior e Capa, que pode alcançar profundidades de 100m,
possuindo uma carstificação muito pronunciada e propiciando uma boa comunicação
hidráulica entre os distintos sistemas.
A rede de monitoramento hidrogeológico possui atualmente 150 poços piezométricos
localizados na área da mina e adjacências, tais poços são utilizados principalmente para a
medição do nível de água subterrânea com uma freqüência de medição mínima semanal. Tal
atividade fornece dados para a geração do mapa potenciométrico apresentado na figura 7.
Dentre as várias análises feitas a partir do mapa potenciométrico destaca-se o
acompanhamento sistemático da evolução do cone de rebaixamento e a pressão hidráulica
aproximada, a qual pode ser determinante para tomadas de decisão com relação a abertura de
uma galeria subterrânea, uma vez que altas pressões impedem o desenvolvimento de uma
galeria devido ao risco de inundação da mesma.
Figura 6 – Perfil esquemático dos sistemas aqüíferos nos arredores da mina subterrânea de
Vazante. Modificado de Bittencourt et al. (2008).
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Figura 7 – Mapa potenciométrico (Acervo técnico da Votorantim Metais).
PROCEDIMENTOS E CONTROLES PARA ABERTURA DE GALERIAS EM
AMBIENTES CÁRSTICOS
Para a viabilização das atividades da mina subterrânea é realizado o rebaixamento controlado
dos compartimentos aqüíferos. Durante as escavações das frentes de desenvolvimento há um
risco de encontro com afluxos de água provenientes das estruturas geológicas interceptadas
pelas galerias subterrâneas.
Sendo assim, para as escavações em regiões onde existem evidências de estruturas
condutoras de água, para garantir o bom andamento das operações da mina e redução e/ou
eliminação do risco de inundação, antes de iniciar uma escavação, faz-se necessário adotar
uma série de procedimentos e controles, tais como: campanhas de geofísica em superfície
denominada pesquisa de longo prazo, pesquisas de médio e curto prazo, monitoramento do
nível de água, inspeções de superfície e subsolo. Todas estas ações fornecem subsídios para a
definição do layout da galeria, bem como os controles a serem adotados durante a escavação.
A seguir são detalhados os procedimentos e controles adotados na mina de Vazante.
Pesquisa Hidrogeológica
Devido à forte anisotropia do meio rochoso em que está inserida a mina de zinco em
Vazante, não é possível conhecer as características do maciço sem a realização de estudos
prévios, denominados estudos de sondagem. A sondagem do maciço divide-se em três fases
principais: longo prazo, médio prazo e curto prazo. Para a sondagem de longo prazo utilizam-
se métodos geofísicos. Para a sondagem de médio prazo utilizam-se furos de sonda rotativa.
No curto prazo são realizados furos com equipamentos de perfuração da
lavra/desenvolvimento de mina. Cada fase de sondagem será realizada conforme o
desenvolvimento da mina e o conhecimento já adquirido a respeito da geometria do corpo
rochoso.
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Pesquisa de longo prazo
Fase inicial para pesquisa, objetiva-se com a realização deste tipo de sondagem o
reconhecimento da geometria das rochas da mina subterrânea, em especial a caracterização de
estruturas capazes de conduzir água, em áreas amplas da mina, onde não se dispõe de
conhecimento suficiente sobre tais estruturas e que serão desenvolvidas dentro de um prazo
superior a 06 (seis) meses O método utilizado para determinação das feições na sondagem de
longo prazo é o caminhamento elétrico, exemplificado na figura 8.
Figura 8 – Perfil geofísico de resistividade elétrica com interpretação regional de estruturas
(Acervo técnico da Votorantim Metais).
Pesquisa de médio prazo
Sondagem a se realizar em locais que necessitem de detalhamento mais completo e
confirmação dos dados geofísicos. Destina-se ao reconhecimento da geometria das rochas da
mina subterrânea, em especial a caracterização de estruturas condutoras de água, em áreas que
serão lavradas em um prazo de até 06 (seis) meses. Os furos são projetados de modo a
interceptar e caracterizar as estruturas citadas, segundo suas características geomecânicas,
geológicas e hidrogeológicas, dando subsídios ao planejamento de modo a não comprometer
as atividades de mineração. De posse dos dados e interpretações da sondagem rotativa,
dependendo das características levantadas, poderão ser realizadas sondagens complementares
de curto prazo.
Pesquisa de curto prazo
Sondagem a se realizar em galerias com possibilidade de interceptar estruturas condutoras de
água, proporcionando um pilar de segurança de aproximadamente 4 metros, de acordo com
sondagens previamente realizadas e/ou mapeamentos de estruturas existentes. Destina-se ao
reconhecimento detalhado das estruturas condutoras, das vazões esperadas e a dar subsídios à
decisão das ações a serem tomadas dependendo do volume de água encontrado.
Inspeções
Ao longo do desenvolvimento das galerias subterrâneas são realizadas inspeções
geomecânicas e hidrogeológicas com o intuito de verificar a qualidade do maciço rochoso e
mapear as estruturas condutoras de água, as quais compõem o banco de dados estrutural do
setor de hidrogeologia. Após cada inspeção é emitido um relatório sobre as condições das
frentes em desenvolvimento/lavra, e havendo riscos hidrogeológicos para o avanço da galeria
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são tomadas as medidas cabíveis, que podem variar desde interdições temporárias até
alteração no projeto, propondo-se novas alternativas de locação das galerias.
Abertura de galerias
Após definido o ponto de interceptação da estrutura condutora de água é feito a liberação com
restrição do projeto para a escavação, ou seja a mesma poderá ser escavada de modo que haja
uma sobreposição de 10 metros entre a face da escavação e o ponto de interceptação da
estrutura. Neste caso, é feito uma perfuração de detalhe, de modo a identificar a espessura da
estrutura, pressão hidrostática e vazões. De acordo com os dados, são definidos 3 cenários:
- Coluna d’água abaixo de 20m e vazões com tendência de queda e/ou estabilizadas a frente é
liberada para escavação.
- Coluna d’água acima de 20m e vazões acima de 100m³/h sem tendência de queda, cuja
estrutura é fechada, aplica-se cimentação.
- Caso não ocorra nenhum dos cenários anteriores, é feita uma nova campanha de sondagem
de modo a identificar o local mais apropriado para locação da escavação.
Injeção de cimento
O método de cimentação nada mais é, que a injeção de uma mistura de água e cimento, areia,
aditivos sob a pressão nos estratos ou em fissuras de percolação de água, de modo a assegurar
de que todas as cavidades, fissuras, rachaduras ou interstícios existentes no maciço rochoso
estejam preenchidos, reforçados e impermeáveis à passagem de água, ou outros líquidos.
Basicamente, o princípio envolvido é que ao injetar uma solução de água/cimento em uma
fissura, as partículas de cimento começam a se depositar nas paredes laterais das mesmas,
com bombeamento contínuo as camadas de partículas de cimento vão engrossando
gradualmente até que nenhuma mistura adicional possa ser injetada, mesmo aplicando uma
pressão de 2,5 vezes a carga estática da água.
Perfuração
O layout de perfuração deve conter preliminarmente 9 furos com o mesmo espaçamento, 36
metros de comprimento e com uma sobreposição de 6 metros, permitindo um avanço de 30
metros entre eventos. A furação deve iniciar pelo furo central, cuja direção deve seguir a
direção do projeto da galeria. Os demais furos, por efeito de padronização, devem ser
realizados, conforme figura 9.
O diâmetro de perfuração recomendável é de 76 mm, de modo a melhorar a produtividade de
perfuração e a colocação do obturador.
A cimentação deverá ser iniciada somente após a conclusão da perfuração de todos os furos.
Durante a perfuração os furos devem ser mantidos abertos para verificar se os furos estão se
comunicando. Isto pode ser notado, através da variação de vazão dos mesmos.
O motivo de realizar a furação de todos os furos antes de iniciar a cimentação é obter uma
melhor informação no que diz respeito à interseção de fendas com água. Se a cimentação
ocorrer concomitantemente com a perfuração às informações não serão originais, ou seja,
caso a injeção ocorrer após a perfuração de cada furo, ao perfurar os demais pode ocorrer de
que os mesmo já estejam vedados (fraturas preenchidas por calda de cimento), sendo assim,
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não representará a sua condição original, conseqüentemente mascarando a situação do maciço
podendo prejudicar a tomada de decisão.
Indicação da inclinação dos furos:
Furo 1 – Horizontal (greide) – comprimento de 36 metros;
Furo 2 – +3° e 3° para direita – comprimento de 36 metros;
Furo 3 – -3° e 3° para direita – comprimento de 36 metros;
Furo 4 – -3° e 3° para esquerda – comprimento de 36 metros;
Furo 5 – +3° e 3° para esquerda – comprimento de 36 metros;
Furo 6 – +3°– comprimento de 36 metros;
Furo 7 – 3° para direita – comprimento de 36 metros;
Furo 8 – -3° – comprimento de 36 metros;
Furo 9 – 3° para esquerda – comprimento de 36 metros;
Layout da perfuração dos 13 furos na face – Furos intercalados aos preliminares:
Serão executados furos intercalados aos preliminares com a mesma profundidade, se após a
primeira etapa de injeção durante a etapa de repassagem dos furos a vazão de um furo for
superior a 30m3/h ou se o somatório da vazão de todos os furos for superior a 60m3/h.
Figura 9 – Representação esquemática em planta, perfil longitudinal e transversal do modelo
padrão (Acervo técnico da Votorantim Metais).
Dependendo da avaliação da frente, juntamente com o pessoal da hidrogeologia, outros furos
também poderão ser intercalados de forma sucessiva desde que a vazão se situe neste patamar.
A perfuração dos 4 furos adicionais deve começar através do furo de No. 6, e depois deve-se
seguir a seguinte ordem: 7, 8 e 9, conforme figura 10.
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Indicação da inclinação dos furos:
Furo 1 – Horizontal (greide) – comprimento de 36 metros;
Furo 2 – +3° e 3° para direita – comprimento de 36 metros;
Furo 3 – -3° e 3° para direita – comprimento de 36 metros;
Furo 4 – -3° e 3° para esquerda – comprimento de 36 metros;
Furo 5 – +3° e 3° para esquerda – comprimento de 36 metros;
Furo 6 – +3° comprimento de 36 metros;
Furo 7 – 3° para direita – comprimento de 36 metros;
Furo 8 – -3° comprimento de 36 metros;
Furo 9 – 3° para esquerda – comprimento de 36 metros;
Furo 10 – Horizontal
Furo 11 – Horizontal
Furo 12 – Horizontal
Furo 13 – Horizontal
Figura 10 – Representação esquemática em planta, perfil longitudinal e transversal para o
modelo de 13 furos (Acervo técnico da Votorantim Metais).
Traço
A principio a cimentação deve ser iniciada utilizando traço água/cimento (w/c) 1:1, ou seja, 1
parte de água para 1 de cimento na primeira batelada (100 litros de água para 100Kg de
cimento). Se não ocorrer mudança de pressão durante o intervalo de uma hora a mistura
deverá ser engrossada como indicado no tabela 1. Durante a injeção ocorrer um aumento na
pressão de bombeamento a mistura não deve ser alterada por pelo menos 1 hora;
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A segunda calda deve-se utilizar relação água/cimento de 0,7 (70 litros de água para 100Kg
de cimento). No intervalo de 1 hora se não houver variação da pressão deve-se engrossar a
calda.
Finalmente, deve-se utilizar traço com relação w/c 0,5 e esta relação deve ser mantida até a
completa injeção do furo, ou seja, até atingir a pressão de injeção, conforme definido no item
posterior. É bom ressaltar que em situações que não houver variação da pressão de injeção por
mais de 1 hora a nata (calda de cimento) deverá ser engrossada, ou seja, aumentar a
quantidade de cimento em relação à quantidade de água.
Durante a injeção as válvulas dos demais furos devem permanecer abertas, caso comece a sair
calda de cimento por algum furo, deve-se fechá-la. Continuar com a injeção até que o furo
esteja completamente cheio, ou seja, até atingir a pressão de injeção. O furo seguinte a ser
injetado será o furo que teve comunicação com o furo anteriormente injetado, ou seja, o furo
que saiu nada de cimento por ele.
As injeções serão executadas em sub trechos de 3 m, ou seja, caso intercepta uma fissura o
furo deve ultrapassá-la em 2 metros, para tanto o obturador deve ser colocado a 1,0m antes da
fissura, de modo a atender o intervalo de injeção. Em situação em que a injeção for executada
de forma ascendente haverá necessidade de utilização de obturadores duplos.
Tabela 1 – Relação água e cimento (A/C) de acordo com a condição de pressão, bem como o
tempo de duração de injeção que é função da condição de pressão (Acervo técnico da
Votorantim Metais).
A/C Duração da injeção
(h)
Condição de
pressão A/C utilizada
1:1 1 Não há mudança 0,7:1
0,7:1 1 Não há mudança 0,5:1
0,5:1 1 Não há mudança 0,45:1
0,45:1 Até selar Há mudança Fluída quanto
possível
Pressão de injeção
A pressão de injeção é função da pressão da água proveniente do furo. Abaixo segue tabela 2
em que apresenta a pressão de injeção em função da pressão de água.
Para determinar a pressão de selagem, deve-se adotar as recomendações dos consultores
sulafricanos, ou seja, a pressão estática é determinada pela medida da pressão da água e
multiplicando este valor por 2,5 kg/cm². Além disso, é bom ressaltar que, para cada metro de
furo deve-se adicionar 0,25 kg/cm2 na pressão de injeção, isso se deve a perda através dos
furos.
Tabela 2 - Pressão de injeção em função da pressão de água (Acervo técnico da Votorantim
Metais).
Pressão de água Pressão de injeção
2 3 - 5
3 4 - 7
4 5 - 9
5 6 - 10
6 7 - 13
7 8 - 17
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Injeção
A injeção deve-se iniciar pelo furo central, de modo a permitir de que a nata (calda de
cimento) flui do centro, de maneira radial, em direção as laterais e teto das galerias. A injeção
de ser iniciada sempre pelo furo central, caso contrario a cimentação pode ficar
comprometida.
Os furos devem estar munidos de válvula (registro), durante a injeção a válvula dos demais
furos deve ser mantida aberta, de modo a verificar se há fluxo de nata de cimento através dos
mesmos. Caso positivo à válvula deve ser fechada imediatamente. O bombeamento deve
continuar até atingir a pressão de injeção. Ao atingir a pressão de injeção, deve-se paralisar a
injeção fechar a válvula e mover a injeção para o furo que teve comunicação com o
anteriormente injetado, ou seja, o furo o qual teve fluxo de nata de cimento. Caso os furos não
estejam comunicando o segundo furo a ser injetado pode ser qualquer um.
Durante a injeção, caso esteja saindo nata de cimento no nível imediatamente inferior a
pressão de injeção deve ser ligeiramente superior à pressão de água, além disso, a injeção não
deve ser executada de maneira continua e sim em intervalos, ou seja, ao notar que está saindo
nata em outros níveis à injeção deve ser interrompida e aguardar por um intervalo de 2 horas
para retomá-la. Neste caso a pressão de injeção deve ser ligeiramente superior a da água, de
modo que consiga movimentá-la. Além disso, havendo necessidade, deve-se engrossar a nata
(calda de cimento).
Desvio da escavação
Em locais em que não seja viável a cimentação e que a estrutura condutora de água possua
uma pressão hidrostática superior a 2KgF/cm² (~ 20m de coluna d’água) e vazões superiores a
100m³/h e sem tendência de queda é feito uma nova campanha de sondagem, de modo a
identificar o local mais apropriado para locação da escavação. A figura 11 exemplifica a
alteração de um projeto de galeria a partir das informações obtidas com a pesquisa médio e
curto prazo.
Figura 11 – Representação esquemática de um desvio de escavação (Acervo técnico da
Votorantim Metais).
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CONCLUSÕES
A metodologia de desenvolvimento de galerias e lavra subterrânea em áreas cársticas
apresentada neste trabalho vêm se mostrando muito eficaz quanto a minimização dos riscos
geológicos e hidrogeológicos existentes na mina de Vazante. A constante interface entre os
diferentes setores da mina subterrânea (planejamento, geologia, hidrogeologia, topografia e
operação de mina) através de reuniões de alinhamento e integração de dados e informações é
de suma importância para o sucesso da aplicação da metodologia proposta o que permite
reduzir o risco de grandes afluxos de água para o interior das galerias. Tal metodologia
proporciona um controle eficaz de todos os riscos hidrogeológicos e geomecânicos existentes
neste tipo de ambiente geológico.
Esta metodologia pode ser aplicada em outras minas, inclusive fora de ambientes cársticos,
fazendo-se as devidas adaptações.
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