[Resumo] Apresenta-se neste trabalho um estudo geológico de pormenor relativo asubsidencia mineira provocada pela explora~ao de carvao na Mina de Germunde (Bacia Carbonífera do Douro, NW de Portugal). Os autores analisam e discutem os diferentes aspectos litológicos e estruturais que condicionam a localizaao das descontinuidades induzidas pela subsidencia, que afloram asuperficie do terreno.[Abstract] The aim of this paper is to present a detailed geological research of the mining subsidence induced by exploitation of the Germunde Coal Mine (Douro Coalfield, NW of Portugal). The authors analyse and discuss the different lithological and structural aspects that control the location of mining subsidence discontinuities appearing at ground surface

Chaminé, H. I.

Silva, Paulo Bravo

Repositorio da Universidade da Coruña

Cuaderno Lab. Xeolóxico de LaxeCoruña. 1993. Vol. 18, pp. 281-287Contribui~ao da geologia para o estudo dasubsidencia mineira na mina de carvao deGermunde (NW de Portugal)A geological contribution to the research on miningsubsidence ~at the Germunde cO~ll mine(NW of Portugal)CHAMINÉ, H. 1. & BRAVO SILVA, P.Apresenta-se neste trabalho um estudo geológico de pormenor relativo asubsi-dencia mineira provocada pela explora~ao de carvao na Mina de Germunde (Ba-cia Carbonífera do Douro, NW de Portugal). Os autores analisam e discutem osdiferentes aspectos litológicos e estruturais que condicionam a localiza~ao dasdescontinuidades induzidas pela subsidencia, que afloram asuperficie do terreno.Palavras Chave: Germunde (Portugal), Carbonífero Superior, Bacia do Douro,Bacia Carbonífera do Douro, Zona Centro-Ibérica, Subsidencia Mineira, Des-continuidades.The aim of this paper is to present a detailed geological research of the miningsubsidence induced by exploitation of the Germunde Coal Mine (Douro Coal-field, NW of Portugal). The authors analyse and discuss the different lithologi-cal and structural aspects that control the location of mining subsidence disconti-nuities appearing at ground surface.Key words: Germunde (Portugal), Upper Carboniferous, Douro Basin, DouroCoalfielcl, Central-Iberian Zone, Mining Subsiclence, Discontinuities.CHAMINÉ, H. 1. (Geólogo Estagiário na Empresa Carbonífera do Douro em 1990 e 1991. Actualmente no De-partamento de Minas da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, R. dos Bragas, 4099 Porto.Portugal). BRAVO SILVA, P. (Geólogo na Empresa Carbonífera do Douro, Germunde-Pedorido, 4550 Castelode Paiva. Portugal).282 Chaminé & BravoSÍNTESE GEOLÓGICA REGIONALEnquadramento GeológicoA Mina de Carvao de Germunde, situa-da no noroeste do território Portugues,integra-se na Bacia do Douro que corres-ponde a urna estreita faixa de terrenos doCarbonífero continental, com orienta~aogeral NW-SE. Trata-se de urna bacia desedimenta~ao de carácter intramontanhoso,localizada na Zona Centro-Ibérica da Ca-deia Hercínica.A Bacia do Douro está datada, a partirdos elementos paleoflorísticos (WAGNER& SOUSA, 1983) e dos elementos paleozoo-lógicos (EAGAR, 1983) como Estefaniano Cinferior.No sector em estudo, Germunde-Arda,a Bacia Carbonífera do Douro encontra-selimitada, a nordeste, pelas forma~6es doOrdovícico inseridas no flanco inverso doAnticlin'al de Valongo, e a sudoeste, peloseVAD. LAB. XEüL. LAXE 18 (1993)terrenos do Cambrico e/ ou Precambrico su-perior (<<Complexo Xisto-Grauváquico»)(Fig. 1).O contacto geológico entre o Carbonífe-ro e o «Complexo Xisto-Grauváquico» co-rresponde aparentemente a urna discordan-cia estratigráfica, ao passo que o limite geo-lógico entre o Carbonífero e o Ordovícico sefaz por falha inversa que provocou o caval-gamento da Bacia Carbonífera pelos terre-nos do Paleozóico inferior (PINTO DE JE-SUS, 1987).Estrutura GeralO Sulco Dúrico-Beirao constitui urnazona de cisalhamento complexa, originadanas fases precoces de deforma~aoda Oroge-nia Hercínica e sucessivamente reactivadanas fases tardias. No sector em estudo, estazona de cisalhamento comporta-se comourna falha dúctil com deslizamento oblí-quo, de desligamento esquerdo e cavalga-NllIIIIIIIlill - OrdovícicoPf::-g - Carbonífero (Eetefaniano C inferior)~ - Complexo Xieto-Grauváquicoo--.no: Jcwge B.rbO•• IECDIFig. 1. Enquadramento Geológico da Bacia Carbonífera do Douro (Sector Germunde-Arda) (BRAVO SILVA &CHAMINÉ em impressao).eDAD. LAB. XEOL. LAXE 18 (1993) Contribulftio da geologia na mina de Germunde 283mento para o sudoeste (WAGNER et al. ,1984).Acidentes de direcgio NW-SE acom-panham a Bacia Carbonífera do Douro emtoda a sua extensao, coincidindo, em parte,com a superfície axial do Anticlinal de Va-longo. Outro importante sistema, de orien-ta~ao NE-SW, com desligamentos esquer-dos, é praticamente perpendicular ao ante-rIor.Segundo WAGNER et al. (1984), dis-tinguem-se nos terrenos do Carbonífero,sector de Germunde, duas escamas tectóni-cas: (a) a escama superior, constituída peloscomplexos de carvao 3 e 4, com deforma~aointerna mais intensa; (b) a escama inferior,constituída pelos complexos de carvao 1 e 2,com deforma~ao interna muito menos in-tensa.O jazigo de carvao de Germunde apre-senta urna geometria irregular, com cama-das lenticulares muito inclinadas, o quevem dificultar os trabalhos subterraneos daexplora~ao, reflectindo-se também no tipode aluimento manifestado a superfície(Fig. 2).A SUBSIDENCIA MINEIRA NA ÁREA DEGERMUNDEDesde meados do século passado, e emparticular nas áreas das minas de carvao daEuropa, que ocorrem movimentos de terre-nos a várias escalas.No caso particular da Mina de Carvao deGermunde, a subsidencia mineira induzidapelas aberturas subterraneas da explora~ao,é caracterizada pela ocorrencia de planos dedeslocamento (designados vulgarmente pordescontinuidades ou «quebras») que aflo-ram asuperfície do terreno.O acompanhamento das subsidencias éde primordial importancia, pois traduz anecessidade de cartografar os efeitos superfi-ciais provocados pelas escava~6es mineirassubterraneas, tendo em vista a protec~ao dasestruturas existentes (habita~6es, redes de••t.ruUaDO~.: ~ : J- Cc.plexo. 4e carYioC Xnr.rior ....~ v ~ areaba ele ....C.",.lll--to. - 'fFig.2. Cone geológico esquemático da Bacia Carbo-nífera do Douro no Sector de Germunde-(WAGNER et al., 1984, simplificado).abastecimento de água e electricidade, viasde comunica~ao, terrenos agrícolas, etc.).Assim, todos os dados recolhidos consti-tuem informa~6esessenciais para a minimi-za~ao dos danos materiais e humanos (Fig. 3).Como exemplo do registo de subsiden-cias na área de Germunde, apresenta-se aevolu~ao do fenómeno observável ao longodos vários perfis topográficos para amedi~ao do aluimento dos terrenos, atravésdas curvas de isovelocidades de subsidenciasda superfície na área de Germunde (Fig. 4)e de um corte geológico de um perfil demedi~6es de subsidencia (Fig. 5).ASPECTOS GEOLÓGICOS RELATIVOSASUBSIDENCIA MINEIRAOs estudos de geologia de superfície(BRAVO SILVA & CHAMINÉ, 1991) de-senvolvidos, permitiram destacar que aposi~ao de grande parte das descontinuida-284 Chaminé & Bravo eDAD. LAB. XEÜL. LAXE 18 (1993)Fig. 3. Efeitos de urna deseontinuidade (<<Quebra Vertical») numa habita~o na área de Gerrnunde (perfil S desubsideneias) .des observadas no terreno sofreu um contro-lo geológico-estrutural que se materializapelo diferente comportamento geomecani-co dos materiais relativamente aos esfor~osinduzidos pela subsidencia. Tal evidenciarefere-se em termos de urna adapta~ao dasdescontinuidades a qualquer plano de ani-sotropia previamente existente (contactosgeológicos, planos de xistosidade, falhas)(Fig. 6).A investiga~ao levada a cabo na áreaGermunde-Arda aponta para as seguintesconsidera~oes de índole geológica (CHAMI-NÉ, 1992; CHAMINÉ & BRAVO SILVA,1992; BRAVO SILVA & CHAMINÉ, emimpressao):1. Admite-se que as descontinuidadesocorrentes nos terrenos do Carbonttero ten-ham a sua justifica~ao na explora~aodo 1. o ,2. o e 3: o complexos de camadas de carvao,respectivamente. Por outro lado, a designa-da «Quebra Vertical» (Q.V.) constitui urnaextensa descontinuidade, que ocorre nos te-rrenos do Ordovícico, de orienta~ao médiaNW-SE concordante com o alinhamentogeral do importante cisalhamento da BaciaCarbonífera do Douro. Para NORONHA &FERREIRA (1989) tal descontinuidade teráocorrido como consequencia directa daexplora~ao global dos quatro complexos decarvao. As observa~oes de geologia de su-perficie parecem, aliás, corroborar estasafirma~oes, urna vez que as descontinuida-des que aparecem nos terrenos do Carboní-fero se localizam, preferencialmente, a tectode cada complexo de carvao.2. Existe urna rela~ao entre o sistemade fractura~ao regional, observado em foto-grafia aérea, e a localiza~ao de algumas des-continuidades aflorantes asuperfície do te-rreno. É de salientar o desvio da orienta~ao'principal média das descontinuidades(NW-SE), . que se vao aproximando local-mente daqúelas fracturas regionais.8:>Os:~~O~§~\O\O~~00~~S~~~.~l~O'Q~<::)O"O'Q~.~~~~.~~~~~~~(Adaptado do Arquivo da ECO)Escala 1 0"'. • 100 METROSCURVAS DE ISOVELOCIDADES DE SUBSIDENCIAS (mm/Mes)no periodo entre Novembro 1990 e Novembro de 1992- As coordenadas da origel (0,0) correspondel ascoordenadas geodésicas (177855.344, 453199.500)- Ha fronteira do dOllnio foi atribuido o valorzero para a velocidade de subsidenciaJl Galerias e Travessas do 71piso da Mina de Genunde¡.... Marcos topográficos de leituras das subsidenciasm I m I m m m~ m. .~ ~ ~ ~ ~ ~ ~I I 7 I A I I - I I I I 10888 I I O --. I IP12 I I I I I I 8& 'm m ~ & & ~ & & &~ m ~ m ~ m ~ I ~600 &ee7&01/ I /1 . jr-jI ~ cvt'~ I~ 17&02&81'f~~' - /-~~I .1 250?~~a=a.~a:io..~!<~o-~~o..~o..~=~~~>5.~~~,.,~o.~e~\5o..~tv00v:286 Chaminé & Bravo eDAD. LAB. XEOL. LAXE 18 (1993)1601501ft 110..ou 130120110ORDOV(CICO C. ·x. G. CARBONi.f='f;RO~ l"'OlO A.4 .. ITOS~ QUA.tIIlOS·CQ~PL-EXQ-GR~ÜICQ"100 ;-__5-t30_r+-+5_3t-3_,.+-S-+35++-+-,,-S-i1_0---1f--f--+""SH-1+5 -+-+-+-S5-+-0+--.,r+-+--+-_.¡:.S56,l.:..__--'~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~Dist. do 521-- 5et-91 - 1960Fig. 5. Corte topográfico e geológico de um perfil de medi9les de subsidencia (perfil S) (adaptado de BRAVOSILVA & CHAMINE, 1991).250m____==:::1c. l. 5.' .............c. l. G.I"IIIIII-,II,IJ1\\\\\\,¡----IIIIIc. l. G.C. 1.6.---onho:.IOflllllllboNIECDI levlnlemenlOl1l icoed.P.Btevo6ilvl.Held. ;c a ~ 11 oo.A. 01'"'' IECDI. l..,..........o dal auD....... Il.~... AnI..... F••lllraIECDI.B -·C~l_ ZL.to-Cka_áqu.iao·EJ - O~laLao hd..to. Azdo.U!.Z'O.. QuaZ't.Lto•• ~.L~ U.tAL"')EJ - Cazoboa1f.Z'O"'. (a-.l_zoa4lo•• ~to., U.~ • ...-.Ao)~ • ~·"....-dld..~.C--]IFig. 6. Esbo~ geológico da superficie (sector Germunde-Serrinha) (BRAVO SILVA & CHAMINÉ, emimpressáo) .eDAD. LAB. XEOL. LAXE 18 (1993) ContribuZfdo da ge%gia na mina de Germunde 2873. Os terrenos do Ordovícico, devido asua heterogeneidade litológica, apresentamcomportamentos geomecanicos distintos.Os contactos entre as diferentes forma~6escom nítidos contrastes de competencia, fun-cionam como planos de anisotropía favorá-veis ainstala~ao das descontinuidades indu-zidas pela subsidencia.CONSIDERA<;ÓES FINAISOs elementos geológico-estruturais ana-lisados permitiram constatar a existencia deurna estreita rela~ao entre a geologia de su-perfície e a posi~ao no terreno das desconti-nuidades provocadas pela subsidencia. Ointeresse da investiga~ao aqui apresentadareside, fundamentalmente, em constituirurna base para posteriores estudos geológi-co-mineiros com vista a urna previsao daevolu~ao dos aluimentos dos terrenos, con-siderando sobretudo o impacto ambientalBIBLIOGRAFIACHAMINÉ, H. 1. (1992). Mina de Carvao de Germun-de. Contribui~ao da Geologia para o estudo daGeomecanica e da Subsidencia Mineira. Relatóriode Estágio Profissionalizante. 128 pp.; 11 anexos.Faculdade Ciéncias Universidade Porto / EmpresaCarbonífera do Douro. (Relatório nao publicado).CHAMlNÉ, H. 1. & SILVA, P. B. (1992). Contribui~aoda Geologia de Superfície no Estudo da Subsiden-cia Mineira na Mina de Carvao de Germunde (NWde Portugal). XIV Reunión de Xeoloxía e Mineríado NO Peninsuar. Resumes. p. 8-13. rab. Xeol.Laxe. Coruña.EAGAR, R. M. C. (1983). The Non-Marine BivalveFauna of the Stephanian C of North Portugal. In:SOUSA, M. J. L. & OLIVEIRA, J. T. (eds.) - TheCarboniferous of Portugal. Mem. Servo Portg.,N. o 29, p. 179-185. Lisboa.JESUS, A. P. (1987). Bassin HouiHer du Douro (NWdu Portugal). Stratigraphie et Controle Tectoniquede la Genése et de l'Évolution. Ann. SOCo Géol.Nord. T. CV1. p. 209-217. LiHe.NORONHA, J. & FERREIRA, A. (1989). Notas sobreExplora~ao/Subsidencias. Empresa Carbonífera doDouro. (Relatório interno).SILVA, P. B. & CHAMINÉ, H. 1. (1991). Levanta-mento Geológico de Superfície dos Perfis de Subsi-do fenómeno nas áreas vizinhas aexplora-~ao mineira.AGRADECIMENTOSEste trabalho insere-se num projecto deinvestiga~ao levado a cabo pela EmpresaCarbonífera do Oouro (ECO), em colabora-~ao com o Instituto Superior Técnico (1ST),e foi patrocinado pela Comunidade Euro-peia do Carvao e do A~o (CECA), ao abrigoda Conven~aoN.o 7220-AO-761.Sao devidos agradecimentos ao Eng.Carlos Arrais (ECO), pelas facilidades eapoio concedidos; aos Profs. EngenheirosMello Mendes e Dinis da Gama (1ST) e aoOoutor Eurico Pereira (SGP), pelos esclare-cimentos prestados no decurso da investiga-~ao; aos Técnicos da ECO e demais trabal-hadores da Empresa, por toda a colabora~aodispensada.dencia (Sector Germunde-Serrinha). 23 pp.; 5 ane-xos. Empresa Carbonífera do Douro. (Relatório in-terno).SILVA, P. B. & CHAMINÉ, H. 1. (em impressao). ASubsidencia Mineira na Mina de Carvao de Ger-munde. Contribui~ao da Geologia de Superfície.Geologos. N. o 1. Mus. Lab. Geol. Min. Fac. Cien.Porto.WAGNER, R. H.; RIBEIRO, A. & SOUSA, M.). L.(1984). A Bacia Carbonífera do Douro.Reinterpreta~aoda Geologia do Sector Germunde-Choupelo. Recomendag3es para a Investiga~aoGeológico-Mineira deste Sector e de Sectores Ane-xos. 17 pp. Fornelo. (Relatório inédito).WAGNER, R. H. & SOUSA, M.J. L. (1983). The Car-boniferous Megafloras of Portugal - A Revision ofIdentifications and Discussion of StratigraphicAges. In: SOUSA, M. ). L. & OLIVEIRA, ). T.(eds.) - The Carboniferous ofPortugal. Mem. ServoGeol. Portg. N. o 29. p. 127-152. Lisboa.Recibido, 3-IV-93Aceptado, lO-VI-93

A geological contribution to the research on mining subsidence at the Germunde coall mine (NW of Portugal)

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