Laboratório de Modelos Físicos de Lavra Subterrânea

Em uma mina subterrânea é essencial que sejam estudadas as condições de fluxo de material fragmentado por gravidade, por exemplo, nas operações de transporte do minério em passagens, chutes, silos ou alimentadores de correias transportadoras.

As pesquisas no campo de fluxo de partículas têm sido conduzidas visando o desenvolvimento em laboratório de modelos de comportamento mais precisos e de modelos computacionais de validação que analisem o fluxo de partículas em pilhas e silos, entre outros e as cargas sobre portas de controle de passagens de minério.

As simulações numéricas são conduzidas para avaliar os fenômenos de fluxo de partículas, o potencial de bloqueios e das forças estáticas e dinâmicas em chutes.

As simulações possíveis e de interesse particular para os projetos da linha de pesquisa no DEMIN/EM/UFOP são as simulações de redistribuição de tamanho de partícula com as quedas de material através das passagens de minério; as simulações do fenômeno de bloqueio de passagens; as simulações de entupimento de chutes; os efeitos de matacões ou agregados de material em portas de controle ou chutes vazios.

É possível também, por exemplo, a simulação da queda de um bloco de rocha, de dado diâmetro e massa, em termos de carga dinâmica sobre o chute.

Os projetos e construções de modelos, em escala real ou reduzida, de passagens de minério, silos, chutes e portas têm sido realizados. Os ensaios de laboratório já validaram estratégias para monitoramento de campo. O desenvolvimento está agora sendo feito para se obter respostas reais a cargas dinâmicas e estáticas para a variação de cargas nas passagens de minério.

A combinação de modelos numéricos e simulação, ensaios em escalas real e reduzida trazem novos e importantes dados a respeito das características do fluxo de rocha em passagens de minério e das cargas envolvidas nas rupturas de portas e a explicação para os bloqueios das passagens.

Com a melhoria do monitoramento dessas situações, a tecnologia de controle em engenharia e os procedimentos de segurança, se tornará menor a exposição a locais perigosos dentro da infraestrutura de passagens de minério, pontos de carregamento ou silos em mina subterrânea.

O modelo de físico de passagem de minério do DEMIN, apesar de sua fase incipiente, é capaz de variar vários parâmetros de fluxo (rugosidade da parede, inclinação, altura de carregamento, seção de descarga, tamanho de blocos) e foi construído com recursos da FAPEMIG. Está disposto ao lado do Laboratório de Tratamento de Minérios, conforme fotos abaixo (clique no ícone "fotoslablavsub.docx"). Além dos trabalhos de iniciação científica, monografias (TCCs), estágios de intercâmbio de discentes, foram produzidos artigos, tese de doutorado e dissertação de mestrado a partir de trabalhos nesta instalação, em interação com a área de reologia de graneis (particulados).