Geologia estrutural aplicada a mineração subterrânea de carvão: Mina D, Araranguá, SC

Abstract

A mineração subterrânea na região carbonífera de Santa Catarina possui forte controle estrutural. A área de pesquisa da Mina D situa-se na porção NE do município de Araranguá. Este trabalho definiu o comportamento estrutural das rochas sedimentares e da camada de carvão Barro Branco na área de pesquisa através da avaliação integrada de imagens de satélite e dados de 100 furos de sondagem. As principais direções dos lineamentos identificadas nas imagens de satélite são N30º-60ºW, N60º-80ºE e N30º-60ºE. O mapa de contorno estrutural da camada de carvão e as seções geológicas mostram que a área é afetada por falhas normais de direção N30°-60°W, N50°-70°E, N10°-20°W e E-W. As falhas normais de direção NE apresentam extensão regional e exercem significativa influência no arranjo estrutural da área. Nesses casos os rejeitos são expressivos (>100 metros) e inviabilizam a recuperação econômica do carvão em algumas porções da área. A orientação das galerias deve ser de modo paralelo a estas falhas nas suas proximidades. As falhas normais de direção NW são as mais frequentes e possuem extensão e rejeitos menores (<30 metros). O planejamento da lavra deve considerar esse sistema de falhas, evitando o cruzamento das mesmas. As falhas normais de direção N-S foram identificadas na área e apresentam rejeitos expressivos (>70 metros). Ocorrem ainda falhas inversas associadas ao soerguimento ocasionado por intrusões de diabásio. Próximo a estas áreas podem ocorrer zonas de acúmulo de tensões, geralmente associadas a problemas de instabilidade de teto e levantamento de piso. A metodologia aplicada demonstrou ser eficiente na determinação prévia das estruturas tectônicas e na avaliação preliminar da sua influência na mineração subterrânea de carvão.

The underground coal mining in the carboniferous region of Santa Catarina state has a great structural control. The Mina D research area is located in the NE portion of the Araranguá city. This study has defined the structural bearing of the sedimentary rocks and the Barro Branco coal seam in the research area through the integrated evaluation of satellite images and 100 boreholes data. The major lineaments identified in the satellite images have N30º-60ºW, N60º-80ºE and N30º-60ºE directions. The coal seam structural contour map and the geological sections presents that the area is affected by normal faults which have N30°- 60°W, N50°-70°E, N10°-20°W and E-W directions. The NE direction normal faults have regional extension and are the most influent in the structural arrangement of the area. This faults have expressive tailings (>100 meters) and prevent the economic recover of the coal in some portions of the area. The galleries should be oriented parallel to it. The normal faults with NW direction is the most frequent and have minor extension and tailings (<30 meters). The mining plan should consider it in order to avoid have to cross it. The N-S direction normal faults were identified in the area and presents expressive tailings (>70 meters). Inverse faults occur associated with the uplift related to diabase sills intrusion. Close to this area may occur stress accumulation zones usually related to roof instability and floor heaving problems. The applied methods proved to be efficient in the determination of tectonic structures and in the preliminary evaluation of their influence on underground coal mining.