Exploração Geológica, Prospecção em superfície e subsuperfície

Transcrição

1 Exploração Geológica, Prospecção em superfície e subsuperfície Etapa de Avaliação: Mapas e Escalas de Trabalho Prospecção com Martelo Investigação em Subsuperfície

2 Fase de exploração reconhecimentos expeditos através de seções/perfis geológicos: realizados, preferencialmente, de carro, ao longo das estradas que cortem transversalmente as estruturas geológicas. Otimiza-se o tempo disponível para essa atividade, permitindo a rápida familiarização dos geólogos com a área a ser estudada. visitas às jazidas e ocorrências minerais existentes na região: cadastradas, localizadas por GPS (preferencialmente por coordenadas UTM) sumariamente descritas com relação às rochas encaixantes, tipo da mineralização, paragênese mineral, etc. No caso da existência de pequenos trabalhos mineiros de subsuperficie abandonados/ desativados, as bocas das minas (a principal galeria de acesso ou shaft) deverão ser localizadas: mapear as galerias e efetuar uma amostragem de canal nas suas paredes. Todas as ocorrências minerais da área deverão ser plotadas no mapa base geológico. coletas não sistemáticas de sedimentos de corrente, concentrados de bateia, amostras de afloramentos, etc.: analisados pelos métodos químicos apropriados.

3 Fase de Prospecção em Superfície (Pereira 2003)

4 (A) Produtividade em projetos de mapeamento geológico da CPRM e (B) Escalas x densidade de informações (A) 1/ ou 1/ (semidetalhe) com base em fotografias aéreas (para áreas > = 1 foto); 1/10000 ou 1/5 000 para áreas =< 10,0 km 2 1/2 500 e 1/2 000 para áreas em torno de 1,0 km 2 1/1 000 em áreas < 1,0 km 2 (B)

5 Investigações em Subsuperfície Pequenos trabalhos de superfície: Trincheiras e Poços

6 INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO A determinação da extensão, profundidade e espessura das camadas do subsolo até uma determinada profundidade; A descrição das características das diversas camadas do subsolo (composição mineralógica e litológica, textura, consistência, cor e outras características); A determinação da profundidade do nível freático, aqüíferos artesianos ou suspensos; A obtenção de Informações sobre a profundidade da superfície rochosa e sua classificação, estado de alteração, grau de fraturamento, etc.; A obtenção de dados sobre propriedades mecânicas e hidráulicas dos solos e/ou rochas (compressibilidade, resistência ao cisalhamento, porosidade, permeabilidade, etc.).

7 Investigações Mecânicas - poço ou trincheira de inspeção (PI/TI); - sondagem a varejão (SV); - sondagem a trado (ST); - sondagem a percussão (SP); - sondagem rotativa (SR); - perfuração com rotopercussão (RP); - galeria de investigação (GI).

8 Processo de implantação de base planimétrica Pica pioneira no centro da área levantada = Linha de Base (LB) Paralela às estruturas regionais Bússola Brunton, clinômetro e trena Escala de mapeamento Piquetes espaçados a intervalos regulares Linhas ortogonais regionais (picadas) às direções Malha quadrada P.ex.: 100m x 100m (na escala de 1:10000) Alvo Pedra de Ferro - Brejinho das Ametistas (Estrada para Licínio de Almeida) Bahia Mineração Ltda.

9 Picadas Alvo Pedra de Ferro Álvo Deus Dará - Brumado

10 Trincheiras Material inconsolidado (solo) superficial (até 2 mts) dimensões comprimento ( até 500 mts) largura (1 mt) tipos: direção NBR 9604/86 - "Abertura de Poço e Trincheira de Inspeção em Solo, com Retirada de Amostras Deformadas e Indeformadas";

11 Amostragem de Trincheiras paredes: canaletas (amostragem de canal) verticais horizontais dimensões profundidade entre 3 e 5 cm largura entre 5 a 10 cm espaçamento métrico NBR 9604/86 - "Abertura de Poço e Trincheira de Inspeção em Solo, com Retirada de Amostras Deformadas e Indeformadas";

12 Trincheiras Alvo Pedra de Ferro - Brejinho das Ametistas (Estrada para Licínio de Almeida) BahiaMineraçãoLtda.

13 Mapeamento das trincheiras Nivela-se, ou arbitra-se uma cota inicial, em uma das partes terminais da trincheira; Prende-se um fio nivelado horizontalmente de um ponto a outro da trincheira; Piqueteia-se o bordo da trincheira com distanciamento compatível com a escala de mapeamento (1,50 1/100) com um fio de prumo, a partir de cada um dos piquetes, marcam-se as diversas interseções originadas entre este e os veios, camadas e a superfície topográfica; desenha-se, em escala apropriada, a parede da trincheira e os demais elementos geológicos caracterizados.

14 Poços de Inspeção escavação vertical: de seção circular ou quadrada, dimensões mínimas suficientes para o acesso de um observador, visando a inspeção das paredes e fundo, bem como a retirada de Amostra deformada: extraída pela raspagem ou escavação, implicando na destruição da estrutura e na alteração das condições de compacidade e consistência naturais. Amostra indeformada: extraída com o mínimo de perturbação, procurando manter sua estrutura e condições de umidade e compacidade ou consistência naturais. Manual_de_Sondagem.pdf

15 Poços de Pesquisa e Amostragem.até 1 metro de profundidade, seção retangular de 0,80 m x 0,50 m;.de 1 a 3 metros de profundidade, seção retangular de 1,80 m x 0,80 m, ou quadrada de 1,0 m x 1,0 m;.abaixo de 3 metros de profundidade, programam-se poços circulares com 1,50 m ou 1,80 m de diâmetro, ou poços retangulares com degraus e seção de 3,60 m x 0,80 m. Manual_de_Sondagem.pdf

16 Execução dos poços limpeza superficial de uma área de 4,00 x 4,00 m e a construção de uma cerca. Para evitar a entrada de água da chuva no poço: abertura de um sulco para drenagem no perímetro da área cercada. A dimensão mínima do poço a ser aberto será 1,10 m. de preferência circular, para maior segurança e rendimento. com picareta, enxadão e pá e prosseguirá normalmente até uma profundidade que possibilite lançar para fora o material escavado. Para o prosseguimento da escavação, deverá ser instalado um sarilho munido de corda, para a entrada e saída dos trabalhadores e retirada do material escavado Durante a fase de execução, por razões de segurança: manter uma corda de reserva estendida junto à parede do poço e firmemente fixada na superfície do terreno. Nas paredes do poço deverão ser escavados os degraus, dispostos segundo duas fileiras diametralmente opostas que facilitem escalar o poço com o auxílio da corda de reserva. detectados quaisquer indícios de instabilidade, por menores que sejam, deverá ser imediatamente providenciado o escoramento. garantir a estabilidade nos pontos considerados instáveis, sem prejudicar a inspeção visual das paredes: aberturas retangulares, verticais, com largura suficiente para permitir o exame de toda a seqüência vertical do terreno.

17 SONDAGENS Finalidade: Investigar, em profundidade o subsolo Obter testemunhos quer representam as formações Tipos: Sondagens a trado Manual e mecânico: materiais não consolidados (solos); Sondagens rotativas Diamantadas ou não: rochas duras Sondagens do tipo mista Banka ou Empire: aluvião

18 Sondagem a varejão com uma haste lisa de ferro, cravada manualmente, ou por golpes de marreta, em sedimentos inconsolidados: reconhecimento de aluviões, superfícies rochosas no leito de um rio e para avaliar depósitos de areia e cascalho para uso na construção civil. A haste geralmente penetra até 2 m no aluvião arenoso inconsolidado e o material atravessado pode ser identificado pela reação sonora e vibratória do processo. Em argila, a penetração é macia, em areia é áspera e em depósitos de areia com cascalho observam-se bloqueios esparsosnacravaçãodahaste. Bancos varejão. consolidados de cascalho não são penetrados pelo

19 Sondagens a trado (ST) método de investigação mais simples, rústico e rápido; manuais ou mecânicas (trado motorizado); obtenção de amostras deformadas Materiais terrosos; Solos residuais; coluviais investigações rasas. Ensaios e Sondagens em Solos - NBR 9603/86 - "Sondagem a Trado" Manual_de_Sondagem.pdf

20 Modelos: Sondagens a trado (ST) Helicoidal (espiralada) Em concha (convexa) Diâmetros: 2 4 Profundidade: Manuais: 12,0 mts Mecanizados: 15,0 mts Ensaios e Sondagens em Solos - NBR 9603/86 - "Sondagem a Trado" Manual_de_Sondagem.pdf

21 Amostragem de ST Quando o material perfurado for homogêneo: amostras coletadas a cada metro, salvo orientação em contrário. Se houver mudança no transcorrer do metro perfurado: coletadas tantas amostras quantos forem os diferentes tipos de materiais. Para estudos geológicos A) coletadas após a conclusão do furo; B) Coleta-se uma ou mais amostras por metro de furo, dependendo da homogeneidade do material atravessado. As amostras com cerca de 0,5 kg serão acondicionadas em recipiente rígido ou saco plástico transparente. O material retirado dos últimos centímetros do furo deverá constituir-se em uma amostra. C) Todo material coletado deverá permanecer guardado à sombra, em local ventilado, até o final da jornada diária, quando será transportado para o local indicado

22 Sondagens a percussão (SP) sondagem SPT (Standard Penetration Test) cobertura terrosa dos terrenos naturais: maciços das fundações de edifícios, escavações subterrâneas para Metrô e vias de acesso, etc., condições de intemperismo formam espessa e contínua cobertura de solo. - Tripé equipado com sarilho, roldana e cabo; - Tubos de revestimento com diâmetro interno de 63,5 mm (2,5 ); - Hastes de aço para avanço da perfuração, com diâmetro interno de 25 mm; - Martelo (peso) de ferro para cravação das hastes de perfuração, do amostrador e do revestimento, com massa de 65 kg, de forma cilíndrica ou prismática; - Conjunto motor-bomba para circulação de água no avanço da perfuração; - Trépano de lavagem constituído por peça de aço terminada em bisel e dotada de duas saídas laterais para água; - Trado concha com 100 mm de diâmetro e helicoidal com diâmetro de 56 a 62 mm; - Amostrador padrão de diâmetro externo de 50,8 mm e interno de 34,9 mm, com corpo bipartido; - Materiais acessórios: tanque de água de 200 litros, ferramentas, frascos para armazenar amostras,parafina, etc.

23 Sondagens a percussão (cont.) diâmetro normal da perfuração é de 2,5" (aproximadamente 63,5 mm) e profundidade varia de 10 a 20 m. limitada pela ocorrência de material duro: camada de transição solo-rocha, matacões, seixos ou cascalhos de diâmetro grande. Sondagem SPT em execução e amostrador padrão sendo desmontado para a coleta de amostra ( br-temple-news/dec-04.htm).

24 Execução da sondagem O avanço no horizonte de solo, acima do nível de água: com trado espiral (helicoidal). Ao atingir o nível de água ou material resistente ao trado: uso de trépano e circulação de água, processo denominado lavagem. trépano é uma ferramenta da largura do furo e com terminação em bisel cortante. usado para desagregar o material do fundo do furo. Operação: repetidas quedas da coluna de perfuração (trépano/hastes) contra o fundo do furo,de uma altura de 30 cm, seguidas por um pequeno movimento de rotação, acionado manualmente, da superfície, com uma cruzeta acoplada ao topo da coluna de perfuração. Pelas hastes é injetada água sob pressão, que circula pelo furo, arrastando os detritos de perfuração até a superfície. Para evitar o desmoronamento das paredes é instalado um revestimento metálico de proteção (tubos de revestimento). Hastes de sondagem e lâmina para avanço com lavagem.

25 Sondagens Rotativas (SR) método de investigação uso de um conjunto moto-mecanizado, obtenção de amostras de materiais rochosos, contínuas e com formato cilíndrico, ação perfurante por forças de penetração e rotação, conjugadas

26 Local da Sondagem antes de começarem os trabalhos Início da instalação da Sonda Instalação da Sonda Local da Sondagem

27 Sondagens Rotativas (cont.) um tubo = barrilete, peça cortante - de alta dureza (coroa) em sua ponta (rotação) barrilete tem uma camisa livre em seu interior para preservar o testemunho de sondagem (tarugo de rocha):. rochas brandas utiliza-se coroa com pastilhas de vídia. rochas de média e alta dureza - coroa com diamante industrial: forma de pequenos grãos incrustados ou grânulos disseminados numa matriz, formada pela mistura de vários metais, submetidos à sinterização. barriletes e coroas de várias dimensões - execução das perfurações em série telescópica. é possível manter protegida, com revestimento, parte da parede do furo, enquanto a perfuração prossegue com um diâmetro menor. O equipamento básico: sonda propriamente dita, tripé ou torre, bomba de água, hastes, barriletes e coroas.

28 Sondagem Alvo Deus Dará Brumado Magnesita Mineração Ltda.

29 Sondagem (cont.)

30 Características gerais Principais tipos de barriletes: Barrilete simples testemunho fica sujeito à ação abrasiva do fluído de circulação e ao atrito com a parede interna do barrilete Barrilete duplo livre enquanto o tubo externo gira com a coluna de perfuração, o tubo interno permanece estacionário ou gira lentamente. Barrilete duplo-giratório reduzindo consideravelmente o contato do testemunho com o fluido de circulação Barrilete triplo Barrilete de tubo interno retrátil

31 Sondagem de Depósitos Aluviais Banka/Empire ou mista Perfurações: 2 a 6 Banka Rotação da coluna de perfuração Mista Por percussão Depósitos detríticos Nível de água próximo a superfície Coberto por lâmina d água Pantanos Estuários Rios praias Perfuração em torno de 25 metros Peso pequeno Facilidade detransporte Fácil operação Baixo custo Desvantagem: 8 sondadores até 15m

32 Operação da sonda Banka Perfura-se com trado o terreno até atingir o topo do depósito; reveste-se o furo (revestimento mestre) Na parte inferior tem uma sapata cortante Na vertical (fio de prumo) Conecta-se o revestimento ao encaixe da plataforma Rotação da coluna Aprofundamento do furo e introdução do revestimento Revestimento introduzido por percussão (60Kg) Amostragem: Trado ou colher Bombas de areia e/ou bomba balde

33 Picadas, Trincheiras e Sondagem

34 Apresentação dos resultados resumidos na forma de um perfil individual do furo, ou seja, um desenho que traduz o perfil geológico do subsolo na posição sondada, baseado na descrição dos testemunhos: a) classificação litológica gênese da formação geológica, mineralogia, textura e fábrica dos materiais a classificar. cor e tonalidade. b) Estado de alteração das rochas para fins de engenharia grau de alteração das rochas c) Grau de fraturamento número de fragmentos por metro, o qual é obtido dividindo-se o número de fragmentos recuperados em cada manobra pelo comprimento da manobra. RQD

35 Bibliografia ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE GEOLOGIA DE ENGENHARIA - ABGE Geologia de engenharia. 587p. CELESTINO, T.B Determinação de propriedades e parâmetros de maciços rochosos. In: Simpósio Sul-Americano de Mecânica de Rochas, 2, 1986, Porto Alegre. Anais... [S.l. : s.n.]. v.1, p CHIOSSI, N. J Geologia aplicada à engenharia. USP. Escola Politécnica. São Paulo. GALPERIN, A.M.; ZAYTSEV, V.S. e NORVATOV, Y.A Hydrogeology and Engineering Geology. Rotterdam : A.A. Balkema. 367p. KRYNINE, D.P. & YUDO, W.R Princípios de geologia y geotecnia para ingenieros. Ed. Omega. 3a ed. Barcelona. LIMA, MARIA JOSÉ C. PORTO A. de Prospecção geotécnica do subsolo. Livros Técnicos e Científicos editora S.A. Rio de Janeiro, RJ. 104 p. Sites: einstein.fisica.ist.utl.pt/.../trincheiras.htm topogeo.vilabol.uol.com.br/ foto06.htm