DESENVOLVIMENTO MINEIRO - HISTÓRICO

Introdução

A mineração juntamente com a agricultura é considerada a primeira empreitada do homem. Ambas, certamente, ocupam juntas as indústrias primárias básica da civilização. Outra forma de expressar a fundamental importância da mineração em ambas, antiga e moderna cultura é lembrar que a natureza é uma fonte limitada de recursos naturais ou caminha para gerar novas riquezas.

Desde os tempos pré-históricos, a mineração tem sido essencial para a existência do homem. Devemos entender aqui, como mineração a extração de toda substância mineral ocorrida naturalmente, na forma de sólido líquido e gás, da Terra, para propósitos utilitários. Por utilitários, podemos entender as necessidades humanas essenciais e anseios que são unicamente encontrados nos minerais através da história.

Tabela 1.1 - Uso dos minerais pelo homem

Necessidades ou Usos Propósitos ÉpocaFerramentas e utensílios Alimentação e proteção Pré - HistóriaArmas Caça defesa e proteção Pré - HistóriaOrnamentos e decoração Jóias, cosméticos, tintas. AntiguidadeMoedas Monetário ModernaEstruturas Proteção, transporte ModernaEnergia Calor, eletricidade MédiaMáquinas Indústria ModernaFusão nuclear Energia, guerra Moderna

Muitas das idades culturais do homem estão associadas com os minerais e seus derivados. Elas incluem a idade da Pedra (4000 AC), Bronze (4000 1500 AC), idade do Ferro (1500 AC a 1780 DC), Idade do Aço (1780 a 1945) e era Nuclear (desde 1945). Não é coincidência que muito marcos da história da humanidade, viagem de Marco Polo à China, Vasco da Gama à África e Índia, descoberta do Novo Mundo por Colombo, corrida do ouro para a Califórnia, África do Sul, Austrália, Canadá, Entradas e Bandeiras no Brasil, Alasca, foram executadas graças à procura e valor dos minerais. Pode-se também observar que os minerais mais precisamente a mineração estão associados com a ascendência de grandes civilizações. Como exemplo, temos a expansão do Império Romano até a Espanha e Inglaterra, a conquista das Americas pelos espanhóis e portugueses, a colonização da África e parte da Ásia e mais recentemente os cartéis do petróleo.

Desenvolvimento Tecnológico da Mineração

Para entender a moderna prática da indústria mineral é interessante traçar a evolução da tecnologia mineral, que tem um paralelo com a evolução e desenvolvimento da civilização.

1

Pode-se afirmar que a mineração iniciou-se no paleolítico há 450.000 anos. De fato, não existiam dados substantivos que comprovem, mas alguns seixos têm sido encontrados com os fósseis de homens da antiga idade da pedra. Eles eram extraídos e trabalhados para as mais diversas necessidades como utensílios de caça e armas. Já no início da idade da pedra o homem começa a lavrar corpos subterrâneos em aberturas sistemáticas. Mineradores subterrâneos empregavam métodos rústicos de controle em ventilação, iluminação e quebra de rocha. Minas subterrâneas atingiram profundidades de 250 metros nos tempos Egípcios. Minerais metálicos sempre atraíram a atenção do homem desde a pré - história. Inicialmente os metais foram usados na sua forma nativa, provavelmente obtidos pela lavagem de cascalhos dos rios em depósitos de pláceres. Com o advento das idades do Bronze e do Ferro, o homem descobriu a fusão, levando-o a reduzir minérios a metal nativo ou formar ligas.

O primeiro fato tecnológico notável, que mudou a mineração, foi a descoberta do modo de quebrar a rocha, através de fendas ou falhas no maciço rochoso e depois como as ferramentas feitas de ossos, madeira e da própria pedra não eram suficientes para quebra da rocha, surgiu a Técnica da fratura a rocha por aquecimento, seguido de um imediato resfriamento. Nenhum outro avanço tecnológico foi de tal importância, até o uso da pólvora no século 17.

Devido à rudeza e periculosidade dos trabalhos, escravos e prisioneiros eram frequentemente empregados nos trabalhos mineiros. Os egípcios foram os primeiro a descrever atividade de mineração. Entretanto, o sucesso maior é creditado aos romanos. Usando sua famosa habilidade de colonização, os romanos estabeleceram a indústria de mineração que se desenvolveu e prosperou através do império.

Um notável desenvolvimento político em 1185 ampliou a mineração e o status dos mineiros quando o bispo de Trend autorizou a mineração em seus domínios. O grande impacto gerado pela necessidade do uso dos minerais, entretanto, foi registrado pela revolução industrial. Juntamente com acrescente demanda por minerais, ocorreu um espetacular incremento na tecnologia de mineração, especialmente em conceitos científicos e mecanização, que tem continuado até os dias atuais. Estas teorias vieram a formar a coluna vertebral da metodologia com a qual nos, subsequentemente, lidaremos.

Não é possível precisar cronológicamente todos os desenvolvimentos tecnológicos da mineração, mas alguns dos mais marcantes, que tiveram impacto na indústria ou na civilização de um modo geral, são numerados na tabela 1.2. Elas culminam no lançamento da moderna mineração, para o começo do século 20, com o advento da mecanização, produção em massa, computação e questões ambientais.

2

Tabela 1.2 - Desenvolvimento Cronológico da Mineração

Data Evento450.000 AC Início da mineração - Paleolítico - ferramentas de pedra40.000 Trabalhos subterrâneos - mina de hematita - Swaziland, África.30.000 Potes de argila queimados, usados na Checoslováquia.18.000 Possível uso do ouro e cobre na forma nativa5.000 Marcas de fogo usado pelos egípcios para quebra de rocha4.000 Uso de metais fabricados - Idade do Bronze3.400 Primeiras anotações sobre a mineração, Egípcios no Sinai.3.000 Provável 1ª fundição de cobre com carvão pelos chineses.

Início do uso de instrumentos de ferro pelos egípcios2.000 Conhecimento de artefatos de ouro, Peru.1.000 Aço usado pelos gregos100 DC Crescimento da indústria mineral no Império Romano122 Carvão usado pelos romanos1185 Autorização do Bispo de Trend para minerar em seus domínios1524 Primeira referência à mineração no Novo Mundo, Cuba.1550 Primeiro uso de bomba de poço, Checoslováquia.1556 Primeira publicação técnica, De Re Metallica, na Alemanha por.

Georgius Agrícola1627 Primeiro explosivo usado em minas da Europa, Hungria.

(possível primeiro uso na China)1700 Descoberta de ouro nas Minas Gerais - Ouro Preto, Sabará, Mariana pelos

bandeirantes.1716 Primeira Escola de Minas, Checoslováquia.1780 Início da Revolução Industrial,1800 Corrida do Ouro na Califórnia1815 Humphrey Davy inventa lâmpada de segurança na Inglaterra1867 Invenção da Dinamite, por Nobel.1903 Era da mecanização e produção em massa

Estágios na vida da mina

A sequência das atividades envolvidas numa mineração moderna é frequentemente comparada aos estágios da vida de uma mina. Estes são quatro: prospecção, exploração, desenvolvimento e explotação. Prospecção e exploração, para a mineração atual são ligadas e algumas vezes combinadas. Geólogos e engenheiros de minas dividem responsabilidades para com esses dois estágios. Do mesmo modo, desenvolvimento e exploração são intimamente relacionados, sendo usualmente considerados constituir a mineração propriamente dita e é a principal ocupação do engenheiro de minas.

3

Tabela 1.3 - Estágios na vida de uma mina

Estágio / nome projeto

Procedimento Duração (anos)

Custo / custo unitário (US$)

Prospecção A- prospecção por métodos diretos: físicos, geológicos.

1 - 3 anos

1 - 5 milhões ou 2 - 50 cent./t

B- fotografias aéreas, mapas, geofísica satélites e subterrânea, análise etc.

Exploração Definição do valor e extensão do minério

2 - 5 0,5 - 10 milhões ou 10 cent. - $1/t

a- amostragemb- reserva e teorc- avaliação do depósitotomada de decisão

Desenvolvimento Preparação para lavra 2 - 5 10 a 250 milhõesou 25 cent. - $5/t

a- Aquisição dos direitos de lavrab- EIA e estudos tecnológicosc- Abertura de acessos, sistemas de transported- Localização da usina de tratamento, pilhas de estéril, barragens de rejeito etc.

Explotação Produção 10 - 30 5 - 50 milhões/ a ou 1,8 - $90/t

a- Método de lavra - fatoresb- Métodos de lavra - tipos

Fechamento da mina

Trabalhos de recuperação da área degradada, uso futuro da área, revegetação

? ?

DESENVOLVIMENTO MINEIRO

Define-se como trabalho de abertura de uma jazida, para as atividades de lavra. Desta forma o acesso à jazida precisa ser obtido pelo descapeamento, ou seja, retirada do solo ou rocha de cobertura, para expor o minério próximo da superfície para a lavra a céu aberto, ou pela escavação de aberturas da superfície para a profundidade em depósitos profundos para serem lavrados por métodos subterrâneos.

Em ambos os casos, certos trabalhos de desenvolvimento preliminares, tais como aquisição de direitos minerários e financiamento, provisão de estradas de acesso e outros transportes, fontes de energia, manuseio do minério, instalações de tratamento, depósito de estéril (eis) e barragens de rejeitos etc., precisam preceder, ou caminhar paralelamente à lavra. O descapeamento tem um ciclo de operações para desmonte e manuseio do estéril, idêntico ao

4

empregado nas operações de lavra propriamente dita. Considerações econômicas determinam a relação estéril / minério.

O desenvolvimento para lavra subterrânea é geralmente mais complexo e caro. Requer um cuidadoso planejamento e projeto dos acessos, segurança e estabilidade. A abertura principal para a superfície é, geralmente, através de shafts, que podem ser de seção circular ou retangular, verticais ou inclinados, e de tamanho suficiente para permitir a passagem de homens e equipamentos e minério. Em terrenos acidentados, aberturas horizontais denominadas áditos ou túneis, podem ser usados para atingir o corpo do minério.

Pela definição, a etapa de desenvolvimento antecede à explotação, entretanto, esta divisão não é cronológicamente definida, sendo o desenvolvimento realmente concluído somente quando a jazida é exaurida ou fechada. As razões pelas quais desenvolvimento e lavra caminham em sequência mas sobrepondo-se, são de natureza administrativa e tecnológica. (1) O investimento para desenvolvimento é muito grande para ser realizado por inteiro, de uma só vez, sem retorno financeiro e (2) é impossível desenvolver completamente uma mina, sem executar a lavra em determinados pontos. Da mesma forma como a pesquisa continua durante a lavra, o desenvolvimento ocorre concomitantemente com esta. A tese de um limitado desenvolvimento, a despeito da lavra, é amplamente defendida na mineração. Há um argumento contrário, que advoga a favor do máximo desenvolvimento antes da primeira produção, visto que para uma eficiente produção uma jazida requer que todos os acessos e instalações superficiais estejam preparadas antes que algum minério seja produzido. Muitos equívocos em projetos mineiros remontam da pressa e avareza na explotação de uma jazida. Desta forma, uma regra do desenvolvimento é que uma satisfatória locação de capital de trabalho seja designada para este propósito, de modo a permitir que um máximo de desenvolvimento antes do início da lavra. Em termos de engenharia é o mesmo que dizer que uma ótima taxa de desenvolvimento - explotação para maximizar o lucro total, precisa ser determinado para cada novo projeto mineiro. Outra regra estabelece que o desenvolvimento deve ser executado para acessar a máxima quantidade de minério, para um mínimo de desenvolvimento de aberturas. Uma exceção à regra ocorre em minas lavradas pelo método de câmaras e pilares, comumente usadas para carvão e não metálicos, onde o desenvolvimento de aberturas, assemelha-se às aberturas para explotação, porém com um custo maior.

Desenvolvimento - Conceitos Gerais

Do ponto de vista físico da abertura de uma mina, o principal propósito do desenvolvimento é prover acesso à jazida, permitindo a entrada de mineiros, equipamentos, suplementos, energia, ventilação e saída de minério e estéril produzido. Antes do início da fase de explotação, o desenvolvimento é limitado, tanto quanto possível, à construção de aberturas primárias ou principais. Na lavra a céu aberto, o acesso ao minério coberto pelo estéril ou solo de superfície, é obtido pelo decapeamento. Em minas subterrâneas, aberturas de pequeno tamanho são feitas a partir da superfície para interceptar o corpo de minério e eventualmente conectá-los com grandes aberturas de explotação. Outras atividades relacionadas ao desenvolvimento são trabalhos preparatórios, estruturas, pessoal e serviços que suportam a lavra e, usualmente, as funções de processamento.

5

Fatores Influenciantes no Desenvolvimento Mineiro

Após a fase de exploração, uma série de fatores vêem influenciar no desenvolvimento de uma mina, sendo organizados em três categorias.Localização

Minerações são abertas onde existe uma jazida, e nem sempre isso é um ítem vantajoso. Poucos, por exemplo, estão idealmente localizados do ponto de vista econômico, outros com relação a fontes de insumos ou mercado. Desta forma, a geografia exerce uma forte influência na abertura de uma mina. Entre os efeitos da localização temos:

1 - Facilidade de transporte do produto para o mercado consumidor e insumos para a mina;2 - Disponibilidade de mão de obra qualificada e serviços de suporte (moradia, educação, lazer, saúde etc.);3 - impactos operacionais e psicológicos das condições climáticas;Reconhecendo que estes fatores são nativos, um adequado gerenciamento deve compensar as Desvantagens da localização, como por exemplo, de fornecimento de benefícios e vantagens aos funcionários etc.

Fatores Geológicos e Naturais

A natureza e os processos geológicos combinam para governar o aspecto chave de um desenvolvimento mineiro, especialmente com relação à abertura de acessos e locação de instalações de superfície. Vários fatores são apresentados aqui, entre eles:

1) Topografia e tipo de solo;2) Relação espacial - tamanho, forma, atitude etc. da jazida, incluindo profundidade;3) Considerações geológicas (mineralogia, petrografia, estrutura, gênese, gradiente de

temperatura, presença de água etc.).4) Propriedades mecânicas das rochas (resistência, elasticidade, plasticidade, dureza,

abrasividade etc.);5) Propriedades química e metalúrgica do minério.Estes fatores exercem também uma forte influência na seleção do método de lavra

Fatores Sociais - Econômicos - Políticos e Ambientais

Fortemente relacionados a fatores externos, estes fatores exercem grande influência no desenvolvimento e operação da mina. São, de certo modo, difíceis de quantificar, entre eles:

1) Características demográficas e ocupacionais da população local (força de trabalho);2) Mercado (determina a escala de produção, continuidade da operação etc.);3) Estabilidade política;4) Legislação ambiental;5) Outras restrições governamentais aplicadas à indústria mineral

6

Sequência de Desenvolvimento

· Adoção do plano de aproveitamento econômico como documento, sujeito à modificação com o progresso do desenvolvimento;

· Confirmação do método e plano geral de lavra,· Financiamento, baseado nos custos estimados do plano de aproveitamento econômico;· Aquisição da terra e dos direitos minerários, quando necessário;· Elaboração dos Estudos de Impactos Ambientais (EIA) e Relatório de Impacto Ambiental

(RIMA);· Obtenção da licença dos orgãos ambiental e mineral;· Provisão dos acessos de superfície, transporte, comunicação e energia;· Planejamento e construção da usina, incluindo todas as instalações de apoio técnico e

administrativo;· Planejamento e construção do depósito de estéril e barragem de rejeitos;· Seleção dos equipamentos para desenvolvimento e lavra;· Construção dos acessos e aberturas principais para o minério;· Recrutamento e seleção da força de trabalho· Fechamento da mina

Escolha entre Lavra a Céu Aberto e Lavra Subterrânea

Uma série de fatores deve ser considerada na escolha entre os métodos a céu aberto e métodos subterrâneos. A seguir são descritos alguns destes fatores:

Produção

Diferentes métodos de lavra são usados para diferentes bens minerais. Por exemplo, ferro, cobre fosfato, manganês, bauxita etc, são, principalmente, lavrados por métodos a céu aberto, enquanto que ouro, níquel, zinco, etc., são, frequentemente, lavrados por métodos subterrâneos. A tabela II apresenta o nº de minas nos países capitalistas que produzem mais que 150.000 t/ano de minério (excluído carvão). A tabela II cobre cerca de 90% das minas em produção no mundo que aumentaram de 1900 x106 t/a para 2500 x 106 t/ano durante o período de 1968 a 1977.

A tabela II mostra que o acréscimo na produção das minas não é devido a um acréscimo no nº de minas, mas sim devido a acréscimo no tamanho das minas. O nº de grandes minas aumentou, enquanto que durante o mesmo período o número de minas de tamanho médio e pequeno permaneceu constante ou declinou um pouco. Existem duas razões para o aumento das minas a céu aberto. A primeira é que uma grande parte do aumento de produção vem de novas minas especialmente de países desenvolvidos, onde há um aumento na taxa de produção das minas a céu aberto. A segunda razão é que os métodos a céu aberto são considerados mais vantajosos que os subterrâneos em termos de recuperação, controle de teor, economicidade, flexibilidade, segurança e ambiente de trabalho.

Desenvolvimento da Produtividade

O rápido desenvolvimento tecnológico durante as últimas décadas resultou num considerável acréscimo da produtividade. Esta produtividade é maior em grandes minas que em pequenas

7

minas e muito maior em minas a céu aberto que em minas subterrâneas. Numa mina a céu aberto existem menos restrições na introdução de grandes equipamentos com alta capacidade, enquanto que em algumas minas subterrâneas é limitado devido a trabalhos em locais estreitos ou de pouca espessura (veios).

Custos de Desenvolvimento

Normalmente os custos para lavra a céu aberto são muito menores que os custos para lavra subterrânea. A exata relação da quantidade de estéril que precisa ser removida no método a céu aberto, do método de lavra subterrânea a ser empregado, etc.

A alta produtividade dos equipamentos a céu aberto implica em baixos custos. O maior nº de minas a céu aberto e a maior quantidade de minério extraído, possibilitam a fabricação de um maior nº de equipamentos, reduzindo os custos de produção. Também o mercado para equipamentos de lavra a céu aberto é grande, visto que estes equipamentos, em geral, podem ser usados para outros propósitos, como por exemplo, abertura de estradas, construção de hidroelétricas, etc. Um exemplo, apesar que em ordem inversa, foi a compra dos caminhões de 120 t utilizados na construção de Itaípu, pela Fosfértil.

Por certo os custos de lavra são diferentes em diferentes minas, dependendo do método de lavra, tipo de minério, etc. Na tabela III há uma comparação hipotética de uma mina a céu aberto com uma produção anual de 6,5 milhões de t/ano de minério e aproximadamente a mesma quantidade de estéril, e uma mina subterrânea com 2 milhões de t/ano de minério e método de lavra por câmara e pilares. Pode-se observar que pela tabela III, que os custos subterrâneos são maiores que os custos a céu aberto. Os baixos custos dos métodos a céu aberto possibilitam a lavra de partes do minério que não seriam apropriados para a lavra subterrânea e um menor teor de corte que os praticados por métodos subterrâneos.

Apesar da taxa de desenvolvimento da produtividade ter sido satisfatória para métodos subterrâneos, considera-se geralmente que os custos de lavra aumentam mais rapidamente nos métodos subterrâneos que nos a céu aberto. Existem duas razões para isto. Primeiro, é possível aumentar a produção, mais em minas a céu aberto que em minas subterrâneas e o equipamento necessário em minas subterrâneas para um aumento de produção é mais caro em termos de capacidade unitária que um correspondente equipamento de lavra a céu aberto.

Riscos de Acidentes

Um importante fator diz respeito ao risco de ao risco de acidentes em mineração. Para o mineiro, a frequência de acidentes por hora trabalhada é de grande importância. A figura abaixo mostra a frequência de acidentes por 100.000 h trabalhadas em minas a céu aberto e subterrânea na Suécia. Pela figura as minas a céu aberto são mais apropriadas, ou seja, apresentam um menor nº de acidentes. Entretanto, para uma empresa de mineração como um todo, a frequência de acidentes por tonelada de minério produzido é de maior interesse. Deste ponto de vista os métodos subterrâneos são menos favoráveis. Em adição os acidentes em minas subterrâneas tendem a ser mais sérios que os a céu aberto.

Demanda de Energia

A energia nas minas é necessária nas etapas de furação desmonte, carregamento, britagem primária, transporte de material para a superfície, ventilação e bombeamento. Algumas vezes

8

(especialmente em minas subterrâneas e em algumas minas a céu aberto em cava profunda) o minério é no interior de modo a reduzir custos de transporte. A tabela IV resume o consumo de energia elétrica e óleo combustível nas minas.

Problemas Ambientais

Em minas a céu aberto, tanto homens quanto equipamentos são diretamente afetadas pelas variações climáticas. Em minas subterrâneas existem problemas de ventilação, explosão, queima de combustíveis, poeira, emissão de rádio, umidade, e uma rejeição humana geral por trabalhos subterrâneos. A demanda para um aumento do ambiente subterrâneo é crescente. A lavra a céu aberto, entretanto, afeta consideravelmente o ambiente vizinho. O estéril e os rejeitos gerados devem ser locados em algum lugar. Para um engenheiro de minas uma cava, um depósito de estéril etc., podem ser muito bonito, mas o mesmo não é para as pessoas de um modo geral. Discussões sobre o ambiente afetam principalmente novas minas e são mais intensas e restritivas em áreas onde a população não é utilizada nas atividades de lavra, ou seja, não depende economicamente da mineração.

Zonas de Segurança

Em minerações próximas a centros urbanos, por exemplo, existem delimitações de uma zona de segurança, principalmente devido ao potencial perigo das detonações. Minas subterrâneas, a despeito da subsidência, apresentam neste caso maiores vantagens que as minas a céu aberto.

Perdas de Minério

As perdas de minério em minas subterrâneas são geralmente maiores que em minas a céu aberto. Em minas a céu aberto é possível recuperar 90 a 95% do minério, sendo o resto, em geral, transportado para o depósito de estéril. As perdas de minério em lavra subterrânea dependem do método utilizado e dos custos associados com a recuperação do minério adicional. Métodos de corte e enchimento (cut-and-fill) frequentemente possibilitam pouca perda de minério, enquanto que câmaras e pilares, frequentemente implicam em 40% de perda de minério.

Fatores Psicológicos

Muito frequentemente decisões e desenvolvimento tecnológicos são controlados por fatores subjetivos. Minerações a céu aberto dão uma impressão de ordem, flexibilidade e produtividade. Isto em geral, é mais difícil de se ver em atividades subterrâneas. Neste ponto a lavra a céu aberto é mais favorável. É comum encontrarmos uma quantidade de atitudes negativas em termos de lavra subterrânea.

Principais Vantagens e Desvantagens da Lavra a Céu Aberto e Subterrâneo

Custo de Lavra - Exceto em casos raros, os custos relativos são significativamente mais baixos na lavra a céu aberto.

9

Taxa de Produção - todos os métodos de lavra a céu aberto (exceto pedreiras), a taxa de produção é de moderada a alta. Em minas subterrâneas de baixa a moderada (exceto para caving e métodos sem suporte).

Produtividade - Métodos a céu aberto são mais produtivos que os subterrâneos.

Investimento de Capital - Geralmente grandes para lavra a céu aberto, porém maiores para lavra subterrânea. Equipamentos de superfície são geralmente mais caros, entretanto o desenvolvimento subterrâneos é mais caro.

Taxa de Desenvolvimento - Mais rápida para lavra a céu aberto.

Profundidade - limitada para lavra a céu aberto, limitada para métodos subterrâneos sem suporte, ilimitada para com suporte.

Seletividade - Geralmente baixa para lavra a céu aberto, variável para subterrânea.

Recuperação - Geralmente alta para lavra a céu aberto, variável para subterrânea.

Diluição - Geralmente menor para subterrânea, exceto para caving.

Flexibilidade - Subterrânea tende a oferecer mais flexibilidade que a céu aberto, embora a lavra a céu aberto possa ser mais adaptável a mudanças.

Estabilidade das Aberturas - Geralmente maior para céu aberto; mais difíceis de obter e manter em lavra subterrânea.

Riscos Ambientais - Substancialmente maiores para lavra a céu aberto.

Disposição de Estéril - Pode ser um problema maior para lavra a céu aberto que para subterrânea.

Saúde e Segurança - Amplamente superior para lavra a céu aberto.

PLANEJAMENTO E DESIGN DO PIT (CAVA)

Uma das mais difíceis tarefas no desenvolvimento de uma mina a céu aberto é o design ou projeto do pit final. Em geral existem três grupos de fatores envolvidos (Soderberg and Rausch, 1968; Atkinson, 1983).

1. Fatores geológicos e naturais: condições geológicas, tipos de minérios, condições hidrológicas, topografia e características metalúrgicas do minério;

2. Fatores econômicos: teor do minério reserva de minério, relação estéril/minério, teor de corte, custos operacionais, custo do investimento (taxas de juros), lucro desejado, taxa de produção e condições do mercado;

3. Fatores tecnológicos: Equipamentos, talude do pit, altura do banco, grade da estrada, limites de propriedade, limites do pit.

10

ABERTURA DE ACESSOS - LAVRA A CÉU ABERTO

Introdução

A mineração a céu aberto requer, no mínimo, uma via ou mais, dependendo da configuração do corpo, para lavrar o depósito até a profundidade do pit final. Em geral, existem três considerações a serem tomadas na construção de uma estrada final. Estes fatores são o grade (inclinação ou rampa), a largura e a locação.

O grade ou inclinação é mais bem determinado através de gráficos de desempenho dos caminhões com respeito à velocidade e freagem. Como regra geral, o melhor grade está na faixa de 8 a 12%, que é a taxa normal permitida para resistência a rolagem. Em condições climáticas severas (neve, chuvas) a tendência é pela redução da inclinação.

A largura da estrada é determinada elo tipo de transporte selecionado. A regra geral é projetar estradas com largura não inferior a 31/2 à largura da unidade de transporte. Este valor deve ser levemente acrescido nas curvas. Outros detalhes como características do material transportado, canaletas, bueiros, valetas, super elevação etc, devem seguir os padrões normais de construção de estradas.

A locação da estrada final é talvez a tarefa mais difícil. Existem dois aspectos a serem considerados. O primeiro é o tempo no qual a estrada será locada. Idealmente, deve ser locada tão logo quanto possível, de modo a evitar construções temporárias. A estrada final irá, certamente, delimitar o limite do banco em cada horizonte, com o progresso da lavra até atingir a profundidade final do pit.

Na figura a seguir é visto que uma maior quantidade de estéril precisa ser removida capa, banco por banco, para expor a parede do pit final. Pode-se observar, que a remoção de estéril, banco a banco, até o limite final do pit é contrário a prática econômica mineira. Neste caso particular, a remoção de estéril na capa torna-se menor e a prática normal deve ser removê-la até o limite final do pit em bancos conforme o avanço em profundidade. Portanto a lógica locação da estrada deverá ser estabelecida imediatamente para permitir o progresso da lavra. Se o acesso ao pit é feito na capa, então várias estradas temporárias deverão ser requeridas ou um considerável descapeamento ou remoção de estéril deverá ser executado para locar a estrada final nas vizinhanças da capa com o pit final.

O segundo aspecto na locação da estrada final é estabelecer a posição desta relativa ao contato estéril/minério. A largura da estrada normalmente excede a largura da berma final e consequentemente se a estrada é para ser posicionada de tal forma que nenhuma porção do minério seja abandonada, então uma remoção adicional de estéril é necessário. De fato, a estrada precisa ser posicionada baseada na condição de que o minério representa o lucro da operação e o estéril um ítem de custo. Através de métodos de tentativas e erros ou computacionais, é possível determinar a posição ótima de locação da estrada no contato estéril/minério. Existe um limite ótimo ou relação estéril/minério, que pode ser considerada tolerável para o posicionamento da estrada.

11

Objetivos do projeto (design) de estradas

Boas estradas de rodagem são um dos mais importantes requerimentos na prática de minas a céu aberto, e seu lay-out constitui uma importante tarefa. Uma estrada deve ser projetada num local que permita a remoção de material ao longo de uma curta e rápida rota no pit. A estrada, teoricamente ideal, para remoção de "x" toneladas de material de um certo nível dentro do pit, será a estrada que inicia no centro de gravidade do volume a ser removido, e eleva imediatamente e continuamente para um máximo gradiente aceitável, até atingir a borda do pit. É claro, ser economicamente inviável um grande número de estradas no pit. Os principais objetivos do projeto de estradas para minas a céu aberto são:

· Eficiência das operações mineiras;· Segurança

Fatores a serem considerados no design de estradas em minas a céu aberto:

· Custo mínimo para transporte de minério e estéril para fora do Pit, ao longo da vida útil da mina;

· Mínimo de tráfego, máxima segurança e rápido acesso para as operações mineiras;· Restrições à áreas de instabilidade de taludes;· Vida útil longa da estrada. Isto implica na redução dos custos de construção, operação e

demanda de material para construção.

Outros fatores incluem a localização do corpo de minério, usina de tratamento, pátio de estocagem, depósito de estéril, restrições ambientais etc. Todos estes fatores têm direta relação com o Lay-out, geometria e materiais de construção da estrada.

Seleção do lay-out da estrada

· Características físicas do depósito. Ex. depósitos em estratos ð Zig - zag· Tamanho do Pit e distância de transporte. Ex. grande Pit e distância ðEspiral· Áreas com potencial de instabilidade de taludes. Ex. evitar espiral

Geometria das estradas

É claro, ser economicamente inviável um grande número de estradas no pit. Na prática é adotado um número mínimo de estradas para reduzir custos de rodagem, execução e manutenção. Portanto é comum ter um ou dois sistemas de rampas principais, das quais cada banco é acessado para lavra. É recomendável, sempre que possível, que dois acesso sejam projetados para alguma área da mina, de modo a evitar paradas de produção, quando um acesso e interrompido.

Estradas em Pit em geral são construidas em linha única e única direção de tráfego, ou duas linhas e duas direções de tráfego, visando uma baixa densidade de tráfego e ou devido a problemas de espaço.

O nº de linhas pode ser determinado pela expressão:

12

Onde n = número de linhas por única direção de viagem v = velocidade Km/h T = densidade de tráfego (veículos/hora) db= distância segura entre caminhões A distância segura entre caminhões dependerá do tempo de reação do motorista (usualmente 2,0s)

Onde: db = distância segura Ct = coeficiente de adesão (menos que 1 unidade) i = inclinação ( expressa em fração ) 2,0 = tempo de reação do motorista ( usualmente 2,0 s) 5,0 = distância permitida

Largura da estrada

Tabela I - Largura mínima da estrada

Nº de linhas x largura máx. do veículo1 22 3.53 54 6.5

Super Elevação

Existem limitações práticas a super elevação das estradas em minas, visto que os caminhões trafegam a baixas velocidades nas curvas acentuadas causando :

· Sobrecarga no lado interno dos pneus;· Em áreas de gelo, neve e chuvas intensas os caminhões tendem a deslizar para dentro da

curva.

13

Tabela II - Taxas de Super - elevação

Vel. do caminhão (Km/h) 15 25 35 40 50 > 60Raio (m)

< 15 40 4030 40 40 4050 40 40 40 5075 40 40 40 40 60100 40 40 40 40 50 60200 40 40 40 40 40 50300 40 40 40 40 40 60

Um método alternativo do cálculo da super elevação das estradas é dado pela equação: 2

Onde: e = super elevação, mmS = velocidade, km/hR = raio interno da curva, m

Em condições razoávelmente secas, e, pode ter um valor máximo de 90 mm/m, entretanto onde a estrada está sujeita ao gelo, neve ou lama, o valor de e, não deve exceder a 60 mm/m. Em circustâncias totalmente adversas o máximo valor de e deve ser inserido na equação acima e o valor da velocidade máxima permitida deve ser calculado.

Gradientes

O gradiente máximo pode ser estabelecido entre 10 e 15% (6 a 8,5º), entretanto quando considerado o fator economia de devido ao tranporte ascendente e a segurança do transporte descendente, o gradiente máximo para muitas situações é em torno de 8,5% (4,5º). Por razões de segurança e drenagem a cada 500 ou 600m de gradiente severo, devem-se incluir seções de 50 m com gradientes de 2% (1º).

Estradas ou vias de acesso são um dos mais importantes fatores no planejamento da Cava. Sua presença deve ser incluída na fase inicial do processo de planejamento, visto que elas podem afetar significativamente o talude geral e este tem um importante efeito na reserva. De um modo geral o ângulo de talude geral pode ser definido anteriormente à inclusão das estradas, no caso de um design preliminar da cava. Entretanto, a introdução das estradas numa etapa posterior pode significar uma grande remoção de estéril não planejada ou a perda de alguma parte da jazida computada. Por outro lado, um talude mais suave pode ser adotado inicialmente, o qual inclui uma estrada. Entretanto, esta atitude poderá implicar numa remoção de estéril além da necessária.

Atualmente, a utilização de caminhões, os quais apresentam grande flexibilidade e habilidade, tem suplantado as dificuldades resultantes de um inadequado ou mau planejamento das cavas. Entretanto, como as cavas tendem a ser mais profundas e as pressões para corte dos custos é

14

crescente, a abertura de vias de acesso certamente exigirá mais atenção dos engenheiros de minas envolvidos no planejamento das cavas (pits).

Existem importantes questões que precisam ser respondidas quando da locação de estradas em mineração ou na Cava (Pit), entre elas:A primeira decisão a ser tomada é onde será a saída ou saídas da estrada na cava. Isto dependerá da localização do britador primário e do depósito de estéril.Deverá haver mais de um acesso? Mais de um acesso certamente permitirá maior flexibilidade de operação, mas o custo de decapeamento adicional pode ser alto.A(s) estrada(s) serão externas ou internas às paredes da cava? Ela(s) será (ão) temporária(s) ou semi-permanente(s) ?A estrada será em espiral ao redor da cava?...Quantas linhas a estrada terá? A regra geral para duas direções de tráfico é: Largura da estrada ≥ 4 x largura do caminhão. A adição de uma linha extra para aumentar a velocidade de tráfico e, portanto a produtividade implicará também num acréscimo do custo de decapeamento.Qual será a inclinação (grade) da estrada? Um número de minas operam com uma inclinação de 10% (ascendente ou descendente). Uma inclinação de 8% é preferível visto que ele....Qual deverá ser a direção do tráfego?

Esboço de uma Rampa em Espiral dentro da Cava (Pit)

A adição de uma estrada na cava envolve a movimentação da parede desta e, portanto, a perda de algum material (geralmente minério). Já, quando a adição da estrada é do lado externo dos limites da cava, ocorre um incremento do material (geralmente estéril). O exemplo a seguir considera o primeiro caso, ou seja, dentro dos limites da cava. A cava consiste de quatro bancos cujas cristas são mostradas na figura 1. As cristas e os pés são mostrados na figura 2. A dimensão, crista a crista, corresponde a 18 metros, a altura do banco é de 9 metros e a largura da estrada a 27 metros e uma inclinação de 10%. A estrada será locada ao norte da parede da cava. A face do banco tem um talude de 56º.

Figura 1 – Linhas de crista dos quatro bancos de uma cava.

15

Etapa de Construção

Etapa 1- O projeto deste tipo de estrada começa pela base. A rampa descerá para os níveis inferiores ao longo das paredes Norte e Este. O ponto A é selecionado conforme a figura 3.

Etapa 2 - O local onde a rampa encontra a crista do banco superior é determinado considerando-se a altura do banco (h) e a inclinação (i%) da rampa. A distância horizontal (l) a ser percorrida pelo caminhão até o próximo nível será:

O ponto b na crista do próximo banco superior é locado através de uma régua ou compasso. Os pontos c e D são locados de forma similar.

Etapa 3 - Os seguimentos da estrada com base na sua linha de centro, comprimento aparente (la) é maior que o seguimento crista a crista (lc). O ângulo que a estrada faz com a linha da crista é:

Figura 2 – Crista (linha cheia e Pé (linha tracejada) de uma cava.

Figura 3 – Início da Rampa no ponto A

16

Onde d = distância entre os níveisEntão o comprimento aparente é dado pela expressão:

Como la lc, na prática considera-se lc=la=l. Desta forma linhas de comprimento l, perpendiculares aos pontos marcados anteriormente nas cristas, são tracejadas paralelas às cristas, conforme a figura 4.

Etapa 4 - A linha a - a’ é estendida para oeste da cava. Primeiramente ela é traçada paralela à crista superior e depois como as linhas da cava descrevem uma curva, a linha a - a’, fará um transição com a linha da crista original, conforme figura 5. O projetista, em geral, tem alguma flexibilidade para decidir como esta transição ocorrerá. Uma vez esta transição ter sido feita, as demais linhas serão traçadas paralelas à primeira.

Etapa 5 - As linhas externas da cava original são removidas, As linhas da crista resultante com a rampa incluída são mostradas na figura 6.

Figura 4 - Seguimentos de linha tracedos paralelamente às linhas de crista.

Figura 5 – Construção das novas linhas de crista

17

Etapa 6 - A rampa é estendida da crista do banco mais baixo até o fundo da cava. As linhas do pé dos bancos são adicionadas para auxiliar o processo, Figura 7. Na figura 8 os taludes dos bancos são tracejados para facilitar a visualização. Os cortes da estrada são mostrados nas linhas da crista.

Figura 6 – Idem figura 5

Figura 7 – Cava modificada pela inclusão da rampa

Figura 8 – Adição dos pés dos bancos

18

Rampa em Espiral - fora dos limites originais da Cava (Pit)

Etapa 1 - O processo de abertura da estrada começa na crista do banco superior, figura 1.

Etapa 2 - A partir da interseção do comprimento de arco da crista, pontos A, B, C e D, linhas de comprimento aparente, correspondente à largura da estrada são traçadas perpendiculares às respectivas linhas de crista. Em seguida uma linha paralela à crista e na direção da rampa, taçada a partir da extremidade da linha correspondente à largura da estrada, figura 2.

19

Etapas 3 e 4 - À partir da crista do banco inferior, uma linha curva é traçada de modo à conectar a nova crista à original (velha). As porções restantes da nova crista são traçadas paralelas à primeira crista (banco inferior), figura 3.

Etapa 5 - Remoção das linhas estranhas ao novo design, figura 4.

Etapa 6 - Os pés dos bancos são adicionados e a rampa é extendida até o fundo da cava.

20

21

SELEÇÃO DE EQUIPAMENTOS DE LAVRA

Princípios Fundamentais

O principal objetivo na seleção de equipamentos é o de assegurar, na medida do possível, que a mina seja provida de recursos para capacitá-la a fornecer minério da melhor qualidade, a um baixo custo por tonelada, para a usina de tratamento por um longo e contínuo período.

A seleção de equipamentos de mineração é um dos fatores de primordial importância nas etapas de transformação da lavra de um bem mineral numa operação econômica. Deste modo, a seleção dos equipamentos deve ser tratada com muito cuidado, visto que decisões incorretas nesta etapa podem prejudicar muitas ou todas as vantagens de um cuidadoso projeto e planejamento da ótima geometria do pit e estabilidade dos taludes.

De um modo geral, o processo de seleção pode ser dividido nos seguintes estágios:

· Tipo de equipamento exigido;· Tamanho e/ou número de equipamentos;· Tipo específico do equipamento;· Especificações dos equipamentos (desempenho, manutenção).· Seleção dos fabricantes ou fornecedores

Requerimento Geral

Para se chegar a conclusão da 1ª etapa na seleção de equipamentos de lavra, um grande número de informações sobre a jazida, o esboço do pit e operações devem ser conhecidas. Com relação ao corpo do minério e usina de tratamento, faz-se necessário conhecer o tipo de processo utilizado, a massa de minério a ser tratada por dia, por hora, o grau de controle de qualidade requerido para a alimentação da usina.

Os fatores que dizem respeito ao minério e precisam ser conhecidos são:

· A taxa alimentação de minério, requerida e permitida, pela usina, por carregamento individual, por hora, por turno, por dia etc.;

· A blendagem requerida para controle do teor do minério ou balanço dos constituintes do mesmo;

· Tipo de segregação requerida para evitar misturas indesejáveis;· A rota e a distância percorrida pelo minério;· A diferença de cota entre o ponto de carregamento e o ponto de descarga do minério;

No caso do estéril o problema é de certo modo mais simples, entretanto deve-se saber:

· A relação estéril/minério;· A forma como o estéril ocorre no jazimento, se externo ou sobre o corpo, se intercalado

etc.

Deve-se conhecer, ainda, a natureza física do minério e estéril, tais como, densidade in situ e empolada, compactibilidade, umidade, dureza, abrasividade, grau de fragmentação, resistência à compressão etc.

22

Em geral os equipamentos de lavra estarão envolvidos nas atividades de desmonte, carregamento e transporte do minério e estéril da mina.

Tamanho e/ou número de equipamentos

Duas questões são primordiais

1 - Qual o número ideal de cada tipo de equipamento?

Como exemplo, o seguinte pode ser sugerido como considerações preliminares no esforço de minimizar a quantidade de equipamentos:

· Uma perfuratriz para cada escavadeira;· Uma escavadeira para cada tipo de material, isto é, uma para minério e outra para estéril;· Três ou quatro caminhões para cada escavadeira.

Entretanto, existem numerosos fatores a serem considerados em cada caso, como por exemplo:

· É possível reduzir o número de perfuratrizes se uma máquina de capacidade suficientemente alta e de alta mobilidade é adotada;

· Mais carregadeiras podem ser necessárias, se é exigido blendagem ou segregação;· O número de caminhões é usualmente ditado pela distância de transporte, e, idealmente,

nem deve um caminhão esperar para ser carregado, nem deve uma escavadeira esperar por um caminhão vazio.

2 - Qual o tamanho ideal do equipamento?

Seguindo a premissa de que os custos operacionais são altos e que continuarão a subir e que equipamentos para uma adequada operação são escassos e serão mais ainda no futuro, todo o esforço deve ser feito para maximizar o tamanho do equipamento. É significante observar que embora haja uma grande diferença no investimento inicial, os trabalhos de operação e manutenção requeridos, são aproximadamente os mesmos para diferentes tamanhos de um mesmo equipamento, como por exemplo:

Escavadeiras de quatro 1/2 jc e 15 jcCaminhões de 25 e 100 t

Tipo Específico de Equipamento

Nesta fase de seleção de equipamentos de lavra, a experiência é de suma importância, sob todos os aspectos. Especificações de fabricantes serão de muita utilidade, mas devem ser usadas prudentemente. Por outro lado, certos detalhes técnicos e dados de desempenho dos equipamentos somente serão encontrados nos impressos dos fabricantes.

Descrição Detalhada das Especificações dos Equipamentos

O objetivo da descrição detalhada das especificações é assegurar:

23

· Que o equipamento cotado corresponderá àquele necessário e desempenhará a função desejada;

· Que as proposições e especificações fornecidas pelos fornecedores ou fabricantes permitirão significativas comparações de custos e méritos dos vários equipamentos específicos

Geralmente estas especificações devem ser descritas em duas partes para melhor atingir o resultado desejado. A primeira deve descrever todos os requerimentos, com respeito ao desempenho, capacidade, força, peso, tamanho etc. A segunda parte deve descrever separadamente todos os ítens desejáveis de um equipamento ideal, que permita melhor, segura e econômica operação, fácil manutenção e reduzidos custos de reparos. Esta parte deve incluir também alternativas para o equipamento especificado, tais como pneus ou esteiras, diferentes motores etc.

Estas etapas devem permitir uma fácil comparação quando no levantamento de custos das várias máquinas e ainda uma avaliação de vários ítens como investimento inicial, desempenho e custos operacionais das várias unidades, que precisam então ser relacionadas a todos os fatores econômicos da operação.

Seleção do Fabricante

Um cuidadoso estudo comparativo das diversas propostas recebidas dos fabricantes permitirá uma análise com relação a custos e adaptabilidade técnica e, ainda, um estudo da relativa facilidade ou dificuldade de manutenção e reparos.

Deverá também, ser feita uma avaliação da reputação e tomada de opinião sobre os vários fabricantes e fornecedores em relação aos serviços técnicos prestados, disponibilidade e custos de peças e garantias.

Seleção com Relação ao Valor Atual

Um dos critérios de seleção consiste em se determinar os valores atuais das séries de desembolsos ocorrentes durante a vida da mina, para cada uma das alternativas tecnicamente viáveis, a uma determinada taxa anual de desconto e escolher a alternativa que apresentar menor valor atual.

Sendo um estudo comparativo, é necessário que as grandezas a serem comparadas sejam equivalentes. Esta equivalência é obtida considerando-se, para cada alternativa os investimentos e custos operacionais ocorrentes durante a vida da mina e referentes à produção de uma quantidade constante de minério bruto, colocado à boca do britador primário. Os investimentos e custos operacionais a partir deste ponto são constantes, pois o processo de beneficiamento independe da alternativa em análise, não afetando o estudo comparativo. Também, os equipamentos de apoio às diversas alternativas não devem ser considerados, pois seu peso se fará sentir igualmente em cada uma delas.

Deste modo, após dimensionamento dos equipamentos, calcula-se o custo operacional correspondente a cada alternativa. Tais custos referem-se ao minério à entrada do britador primário, neles incluídos os relativos à remoção de estéril. Assim são determinados:

· Custos operacionais anuais para cada alternativa;

24

· Investimentos a serem realizados ao longo da vida da mina, resultantes da reposição de equipamentos retirados de operação por terem atingido os limites de suas vidas úteis;

· Datas de reposição da cada equipamento, para as dadas alternativas.

Torna-se, então possível montar um cronograma financeiro, onde aparecem os desembolsos a serem realizados durante a vida da mina, ano por ano. Estes desembolsos são constituídos pelo investimento inicial, das reposições e eventuais ampliações do número de equipamentos, das perdas de equipamentos, aos quais se dá um valor residual e que aparece como entrada de caixa e dos custos operacional que podem ser crescentes com a vida da mina, no caso em que as distâncias de transporte tornam-se maiores, exigindo um maior número de equipamentos de transporte.

Com base no cronograma financeiro de casa alternativa, determinam-se os respectivos valores atuais, uma determinada taxa de desconto. A alternativa que apresentar um menor valor atual será a escolhida.

A solução final tomando-se em conta todos os fatores econômicos será baseada então no balanço dos seguintes fatores:

· Investimentos;· Adaptabilidade técnica;· Considerações de manutenção e reparos;· Aprovação dos fabricantes ou fornecedores; · Valor atual

Equipamentos de Perfuração, Carregamento e Transporte.

Equipamentos de Perfuração

O procedimento para a seleção de um equipamento de perfuração em particular para mineração a céu aberto, geralmente, envolve os seguintes itens:

· Determinação e especificação das condições dentro das quais o equipamento será usado, tais como tipos de serviços, horas de trabalho, local, condições climáticas etc.;

· Estabelecimento dos objetivos para os ciclos de produção de desmonte, considerando restrições de escavação e carregamento, capacidade do britador, cota de produção, geometria do pit, fragmentação, lançamento etc.;

· Baseado nos requerimentos de desmonte, determinação do tipo de broca, tamanho, profundidade e inclinação do furo, carregamento etc.;

· Determinação dos fatores de perfurabilidade das rochas e seleção do método de perfuração que parece exequível;

· Especificação e comparação dos parâmetros de desempenho incluindo custos. Os itens de maior custo são os bits, depreciação do equipamento, manutenção, energia e fluidos;

· Seleção dos sistemas de perfuração que melhor satisfaça todos os requerimentos e que tenha o menor custo total.

25

CARREGAMENTO

Diversos equipamentos desempenham esta função. Abaixo são listados alguns equipamentos bem como os critérios ou fatores que influem na escolha de um em relação aos outros.

Escavadeiras

Os fatores que devem ser considerados na seleção de escavadeiras em relação a outros tipos de equipamentos de carregamento são:

· A escavadeira é de certo modo inflexível na sua operação, ou seja, é um equipamento básico de carregamento e/ou escavação;

· Devido ao seu alto custo comparativamente, são normalmente limitadas a projetos de longa vida. A vida econômica de uma escavadeira é em torno de 40.000 horas ou mais e, portanto deve ser usada para operar por um longo período, de modo que seus benefícios de baixo custo operacional possam ser sentidos. Visto que a maior parte da amortização de um equipamento se dá geralmente nos dois ou três primeiros anos de operação, um curto tempo de operação de uma escavadeira não é recomendado. Também é virtualmente impossível negociar ou vender uma escavadeira no meio de seu tempo de vida, deixando um zero valor residual;

· Devido a sua baixa mobilidade, uma escavadeira é confinada para operar em pequenas áreas de uma mina, ou geralmente fixada em locais de carregamento. Uma única escavadeira seria normalmente excluída quando se faz necessário uma lavra seletiva ou uma blendagem;

· Os cuidados com a distribuição elétrica e manejo dos cabos de linha, utilizados pelas escavadeiras merecem devida consideração no planejamento de um adequado sistema de distribuição elétrica;

· O uso de motores elétricos e sofisticados sistemas de controle permitem às escavadeiras uma segurança e eficiência operacional, excepcionalmente alta. A maioria dos controles vitais da escavadeira está numa cabine geralmente pressurizada, com filtros de ar, que a permite operar dentro de condições mais favoráveis que outros equipamentos;

· As escavadeiras têm excelente habilidade para escavação devido ao seu peso, tração e alta capacidade de deslocamento do guindaste.

· Devido a sua lenta movimentação as escavadeiras têm uma distinta vantagem em relação aos equipamentos sobre pneus em locais onde as condições do solo são normalmente negativas aos pneus;

26

· Dada a grande facilidade de operação, a fadiga do operador é bastante reduzida, não acarretando grandes efeitos na produção das escavadeiras.

A aplicação das escavadeiras pode ser sumarizada como: Vantagens

· Construção robusta e bastante adequada para escavações de material de dureza relativamente alta e serviços de carregamento;

· Excelentes segurança e eficiência;· Baixo custo operacional em projetos de longa duração.

Desvantagens

· Pouca flexibilidade e mobilidade;· Alto investimento inicial

Considerações a serem feitas na seleção de um tipo específico

Os seguintes pontos são de importância na seleção das escavadeiras:

· Produção diária requerida;· Tonelada total a ser movimentada;· Tamanho da área onde irá operar;· Número de faces a ser trabalhada;· Capacidade dos caminhões. Como regra geral uma escavadeira deve ter de 3 a 5 passes

para carregar um caminhão. Esta, entretanto, não é uma regra fixa e varia com a distância de transporte;

· Disponibilidade requerida. Grandes escavadeiras, geralmente, são mais disponíveis que pequenas escavadeiras;

· Tipo de material a ser carregado. Se o material é pouco fragmentado a eficiência da caçamba é baixa, sendo necessárias grandes escavadeiras para manter a requerida produção.

Pás Carregadeiras

27

A seleção de pás carregadeiras sobre pneus ou esteiras como carregamento primário deve ser baseado nas seguintes condições:

· Onde a mobilidade é requerida devido às operações em diversos bancos e onde é necessário blendagem do material;

· Onde a expedição de capital para um equipamento de carregamento mais caro (escavadeira), não é justificada. A vida útil de uma escavadeira é de 40.000 horas contra 10.000 horas para uma carregadeira.

Comparação entre Escavadeiras e Pás Carregadeiras

· Quando se lavra um material com um demanda flutuante, o relativo baixo custo de investimento e mercado das carregadeiras favorecem sua escolha;

· A operação de uma pá carregadeira é mais simples, ou seja, requer menos habilidade do operador que uma escavadeira;

· As carregadeiras geralmente podem trabalhar independentes de equipamentos auxiliares;· Quando escavadeiras e carregadeira são consideradas como equipamentos primários de

carregamento, o retorno nos investimentos devem ser considerados. A alta produção e baixo investimento relativo podem favorecer as carregadeiras;

· O investimento médio anual para carregadeiras é geralmente menor;· Quando as carregadeiras são forçadas a escavar material, a produção cai e os custos por

tonelada sobem muito. A escavação de um banco deve ser reservada para as escavadeiras.

Buckets Wheels

Avanços recentes no design e construção destas escavadeiras têm permitido escavação de materiais de dureza média. O mercado mundial de mineração, entretanto, tem sido lento para aceitar este equipamento de alta produção e baixo custo. Talvez devido a tradição de usar escavadeiras e draglaines e/ou a falta de informações com relação à operação, design e custo. De certo, escavadeiras e draglaines não podem ser substituídas por Bucket Wheels em todos

28

os casos, mas dentro de condições apropriadas podem ter uma desempenho superior às outras convencionais e simultaneamente permite uma significante economia operacional.

Dentre os fatores a serem considerados para a seleção de bucket wheels temos:

· Custo - como as peças do equipamento são caras, requer longo período de amortização para ser economicamente viável. Os custos de operação são difíceis de estabelecer e dependem da recomendação de fabricantes sobre planos e estimativas de manutenção;

· Tipo de material a ser manejado - São mais apropriadas para depósitos espessos de materiais inconsolidados ou semi- consolidados;

· Produtividade - apropriada quando se requer uma alta produção;· Planejamento da mina - requer um cuidadoso design e planejamento da mina para que se

possa alcançar uma ótima produção e baixo custo;· Sistema de transporte - apropriada para correias, caminhões e vagões.

Draglaines

A seleção de Draglaines é analisada considerando os seguintes fatores, tais como:

· Remoção de material dentro d'água;· Minérios suficientemente moles; · Operações em subníveis;· Carregamento em grandes equipamentos· Capacidade de remoção de solos semi-consolidados;· Grande capacidade; · Habilidade para trabalhos em locais lamacentos e em condições instáveis;· Capacidade de executar em uma única operação a remoção e empilhamento do material

Apresenta as seguintes desvantagens para a seleção:

· Alto investimento inicial;· Aplicação restrita;· Não opera em terrenos inclinados;· Necessidade de boa fragmentação das rochas para uma eficiente remoção.

29

Equipamentos de Transporte

Caminhões

Como critério geral, para seleção de caminhões, os seguintes pontos devem ser levados em consideração:

· Material a ser manejado e métodos de carregamento empregado;· Possíveis restrições de espaço para manobras, pontes, extensão e largura das estradas de

transporte, cabos suspensos etc.;· O efeito de rampas acentuadas, particularmente quando carregado;· Padronização e possíveis combinações de novos caminhões;· Flexibilidade requerida, isto é, vários trabalhos que poderão ser requeridos a fazer.

Scrapers

30

Atualmente o movimento de material da mina tem sido maior, usando-se rápidos push-loaded scrapers, que outros sistemas. As vantagens econômicas deste sistema são tais que sua benéfica aplicação suplanta a grande extensão das atuais condições encontradas no campo. A chave para a econômica aplicação de scrapers deve-se a facilidade deste na obtenção da carga, produzindo um carregamento a um custo relativamente baixo, comparado a outras formas de carregamento.

Em geral os scrapers podem escavar seu próprio carregamento, transportá-lo a uma velocidade de 30 - 35 Km/h efetivamente espalha-lo no depósito.

Skips Inclinados

Podem ser considerados em minas pequenas, profundas, lavradas em flanco, onde as estradas para caminhões são proibitivamente longas, inclinadas e de difícil manutenção.Trata-se normalmente de uma instalação permanente ou semi-permanente, devendo por esta razão ser locada em local fora da área de lavra. A inclinação da instalação, por outro lado, deve ser cuidadosamente projetada, de forma que deslocamentos da parede não afetem o lastro no qual está fixo o skip. Os questionamentos para seleção de um sistema de skips são:

· Existe um local apropriado para instalação de uma estrutura permanente ou semi-permanente?

· A jazida contribui para um transporte a um ponto central?· A estabilidade e inclinação do talude e adequa para a instalação do sistema?· O tamanho do material fragmentado a ser transportado e adequado para transporte por

skips?· O transporte pode ser executado por outros meios mais econômicos?

Correias Transportadoras

A demanda das indústrias, de um modo em geral, por altas taxas de manuseio de materiais e baixos custos, tem tido um significante efeito no desenvolvimento tecnológico das correias transportadoras. Esses avanços tecnológicos têm possibilitado, não somente, alcançar

31

aceitação como o método preferível de movimentação de materiais soltos, mas também a ser usada para transporte destes materiais a longa distância, particularmente em áreas de relevo ondulado.

Como vantagens das correias transportadoras, pode-se citar:

· Excelente para relevos acentuados e longa distância;· Alta capacidade;· Requer pouca supervisão e manutenção;· Baixo custo por tonelada transportada; · Fácil operação

As desvantagens do sistema de transporte por correias são:

· Alto custo inicial;· Sistema permanente ou semi-permanente;· Granulometria do material limitada a finos ou rocha britada

Trens

A introdução de outros sistemas de transporte tem suplantado a utilização de trens dado a preferência e melhor aplicabilidade de dos outros sistemas às exigências de cada projeto de mineração.

Se for mantida uma alta produção para uma grande distância, o transporte por trem tem um menor custo por tonelada transportada que outros sistemas. Entretanto, rápidos movimentos de tráfego dentro e fora da mina, requerem linhas duplas para abastecimento da linha principal. As curvas devem ser cuidadosamente esboçadas e o alinhamento dos trilhos e superfície devem ser mantidos constantes se se deseja uma máxima eficiência.

O sistema de transporte por trens apresenta as seguintes vantagens:

· Baixo custo de transporte onde exigências de produção e volumes justificam sua instalação;

· Alta capacidade;· Carregamento simples por escavadeiras e bucket wheels;· Transbordamento mínimo de material;· Mínima manutenção;· Podem ser controlados por controle remoto; · Controle de tráfego simples.

O sistema de transporte por trens apresenta as seguintes desvantagens:

· Investimento inicial alto;· Limitadas a longas estradas, planas com inclinação máxima de 3%;· Inflexibilidade do sistema;· Necessidade de dispositivos especiais de descarregamento;· Não apropriado para transporte de estéril, devido à dificuldade de espalhamento deste.

32

PROCEDIMENTOS ADOTADOS NA ESCOLHA DE LOCAIS PARA CONSTRUÇÃO DE DEPÓSITOS DE ESTÉREIS E BARRAGENS DE REJEITOS

Introdução

No passado, pouca consideração era dada no planejamento e construção de depósitos de estéreis e barragens de rejeitos. O procedimento padrão consistia na seleção de um local e um método que pudesse minimizar a distância de transporte do estéril ou rejeito, da fonte geradora ao depósito ou barragem, e ainda, minimizar os custos de construção. Aplicações indiscriminadas desta prática frequentemente resultaram em dispendiosos remanejamentos, questionável estabilidade, desastres ecológicos, perda de equipamentos, instalações, e, quando não, perda de vidas humanas.

A seleção de um local apropriado para construção de um depósito de estéril ou barragem de rejeito envolve considerações de ordem econômica, técnica, ambiental e social. Tais fatores, após análise em separado devem ser avaliados conjuntamente, a fim de se determinar uma área, onde os objetivos econômicos e técnicos (estabilidade etc.) sejam maximizados e os impactos ambientais minimizados. Por outro lado, estes fatores são interrelacionados, pois o mérito de um depende fundamentalmente do nível de estudo adotado na avaliação dos demais. Por exemplo, a escolha de um local em função apenas do fator econômico, distância de transporte, pode não ser viável do ponto de vista técnico ou ambiental. Desta forma, é necessário adotar uma série de análises econômicas, investigações geotécnicas e ambientais dos possíveis locais alternativos.

Por motivos de ordem econômica, um depósito de estéril deve ser locado o mais próximo, possível do centro de massa do estéril a ser lavrado, respeitando-se os limites do pit final e procurando compatibilizar a forma do depósito a ser formada com o relevo do terreno disponível de modo com que este depósito seja permanentemente estável. Da mesma forma, a localização de uma barragem de rejeitos deve ser tal, que os custos para construção da mesma, transporte dos rejeitos (bombeamento ou gravidade), sejam mínimos, respeitando-se as condições de segurança e ambientais.

Os requerimentos ambientais têm sido tão importantes com respeito a depósitos de estéreis e/ou barragens de rejeitos, que a localização de um adequado depósito ou barragem tem grande importância na elaboração de um projeto de lavra e tratamento de minérios.

Do ponto de vista ambiental dois procedimentos precisam ser tomados. O primeiro refere-se a um estudo prévio das áreas disponíveis. É necessário conhecer se determinado local é designado a parques (nacional, estadual ou municipal), reserva ecológica, se é um sítio arqueológico ou histórico, se é nascente de alguma bacia hidrográfica etc. Tais locais precisam ser previamente identificados e listados, pois necessitam da liberação de orgãos cabíveis. O segundo procedimento refere-se a listagem e classificação dos possíveis impactos ambientais, causados pelo depósito ou barragem a serem construidos numa determinada área. O local a ser escolhido deverá ser aquele onde os impactos ambientais sejam mínimos.

Estudos Geotécnicos

A seleção prévia dos locais para construção de depósitos e/ou barragens é feita com base nas investigações preliminares das áreas. Uma vez definido os possíveis locais, detalhadas investigações são necessárias a fim de que se possa determinar o local que se enquadre dentro

33

dos requisitos econômicos, ambientais e de segurança. Sendo assim, a elaboração de um criterioso programa se faz necessário, onde os principais fatores a serem analisados são a topografia, o clima, a geologia, hidrogeologia, hidrologia, sismíca, estratigrafia, propriedades físicas e químicas dos solos e das rochas etc. Tais fatores são normalmente correlacionados como parte das investigações de engenharia, geralmente tratados, coletivamente, como estudos geotécnicos do local.

Os estudos geotécnicos podem ser feito em dois estágios. O primeiro estágio refere-se usualmente às investigações preliminares do local, de modo a possibilitar uma avaliação superficial do local. Deste modo, torna-se possível a realização de comparações entre locais alternativos, de forma que o mais adequado seja selecionado para uma investigação detalhada. O segundo estágio usualmente refere-se a uma detalhada investigação geotécnica do local, cobrindo todos os ítens anteriormente citados em detalhes suficientes para a execução do esboço do depósito de estéril e/ou barragem de rejeito, de forma econômica, segura e ambientalmente satisfatória, que satisfaça todos os regulamentos exigidos.

A primeira etapa das investigações preliminares dos possíveis locais envolvem a coleta de todos os dados disponíveis da área. Estes dados incluem mapas topográficos, fotografias aéreas, clima (registros de temperatura, precipitação, vento, radiação solar e evaporação), rede hidrográfica, geologia regional e mapas geológicos, hidrogeologia, sísmica etc. Em conjunção com a coleta e estudo dos dados acima mencionados, inclui uma interpretação fotoaérea para determinar a geologia local da área proposta. Os fatores geológicos que podem afetar o esboço do depósito e/ou barragem, e, portanto, devem ser avaliados incluem evidências de deslizamentos de terra, evidências de plano de falhas nas rochas, evidências de falhas, provável permeabilidade das rochas etc. O exame local em combinação com a interpretação fotoaérea, normalmente, propicia uma boa avaliação preliminar da geologia local.

A confecção de mapas topográficos em pequena escala fornecerá dados para estudo da área ao redor da cava e locação dos possíveis locais do depósito e/ou barragem. São também úteis para fazer, estimativas preliminares dos volumes dos referidos depósitos, tamanho da área, provável direção de fluxo de águas subterrâneas e superficiais e possíveis efeitos do depósito ou barragem nas proximidades da cava, usina ou outras áreas operacionais. Os dados sobre o clima e cursos d'água, quando combinados com dados topográficos, possibilitam uma avaliação preliminar da drenagem característica dos locais. Isto fornece ao projetista informações sobre o volume médio dos cursos d'água superficiais provenientes das chuvas.

A combinação das informações coletadas com os dados publicados e as investigações locais podem não ser suficientes para permitir uma completa avaliação dos méritos dos locais pré-estabelecidos. Em alguns casos, fatores óbvios como abatimentos de solo ou ocupação de grandes áreas podem eliminar um local. Em outras instâncias a vegetação superficial e/ou depósitos podem mascarar as condições locais, tal que posteriores trabalhos de campo sejam requeridos antes do proposto local ser efetivamente avaliado. Nestes casos, a próxima etapa das investigações preliminares, envolverá coletas de amostras, através de abertura de trincheiras e furos de sondagem e, talvez, trabalhos preliminares de geofísica.

Com base nas investigações geotécnicas preliminares do local, é possível avaliar de um ponto de vista geotécnico, a relativa capacidade dos locais alternativos examinados. Entretanto, deve-se observar que, devido a vários fatores que impactuam a seleção do local para o depósito de estéril e/ou barragem de rejeitos, o local mais apropriado do ponto de vista geotécnico, pode não ser o mais satisfatório, por outras razões como proximidade com áreas

34

habitadas, conflitos com outros usos da área, restrições ambientais etc. Consequentemente, a importância de se considerar mais que um possível local e avaliar a capacidade de cada um é óbvio.

Uma vez concluídos os estudos geotécnicos preliminares e a definido o local, compatível como todas as exigências necessárias, faz-se necessário a realização de detalhadas investigações geotécnicas. O principal objetivo de uma detalhada investigação geotécnica deve incluir a determinação da: · Estratigrafia do local, incluindo profundidade, espessura, continuidade e composição de

cada estrato;· Geologia local, incluindo história de deposição erosão, glaciação, cobrindo ítens como

canais encobertos, estruturas de colapsos, cavernas, movimentos tectônicos e falhas, planos de cisalhamento etc. Deve-se fazer um mapa geológico do local;

· Hidrogeologia do local, incluindo definição de todos os aquíferos, determinação da espessura dos sedimentos inconsolidados, determinação de sistemas de fluxo de água subterrânea local e regional, pressão piezométrica nos aquíferos;

· Propriedades geotécnicas do solo, como, umidade, granulometria, testes de consolidação, compressão triaxial e ou testes de cisalhamento, testes de permeabilidade, capacidade de troca iônica de argilas (quando propostas como camada impermeável). Para as rochas devem-se incluir testes de cisalhamento ao longo de camadas fracas e permeabilidade dos vários estratos.

PILHAS DE ESTÉRIL - PLANEJAMENTO E CONSTRUÇÃO

Introdução

Com a exaustão das jazidas de minério de alto teor e consequente aumento no consumo de matéria-prima, o homem se viu obrigado a lavrar depósitos de baixo teor e mais profundo. Estes depósitos quando economicamente viáveis necessitam, regulamente, de uma grande remoção de material estéril para que se possa ter acesso ao minério e início das atividades de lavra. Entretanto, a atividade de remoção e posterior deposição do material estéril num dado local envolvem custos, planejamento e controle da construção. Apesar de sua primeira implicação ser econômica, o seu planejamento visa, também, encontrar um meio de manejá-lo de forma responsável, segura e ambientalmente satisfatório.

No passado, o estéril removido nos trabalhos de lavra era simplesmente basculado em pontos de aterro, nas encostas ou terrenos circunjacentes às minas, formando pilhas de maneira desordenada, em condições precárias de estabilidade. Comumente estes locais eram chamados de bota-fora. A década de 80 notabilizou-se pela disposição controlada e planejada dos novos depósitos de estéril e pela recomposição dos depósitos mal formados, aliado a uma recuperação ambiental das áreas degradadas pela mineração. Hoje, além das exigências de ordem ambiental, questões sociais e de segurança, é sabido que construir adequadamente um depósito de estéril é certamente menos trabalhoso e oneroso, que corrigir um depósito em processo de ruptura generalizada.

O planejamento de um depósito de estéril não é, geralmente, tão detalhado como um projeto de lavra. Isto é natural, visto que o objetivo primeiro da mineração é a produção do melhor

35

minério possível para ser processado. O desenvolvimento de uma mina depende em geral da remoção de estéril, deste modo, promover um gerenciamento do depósito de estéril, pode significar a diferença entre o lucro e o prejuízo e o planejamento do depósito deve, frequentemente, reclamar mais atenção do que o esperado.

Modelos de Planejamento

O planejamento de um depósito de estéril envolve a projeção num dado espaço do material estéril removido da mina. Os modelos, em geral, podem ser algo como um simples conhecimento que existe um local fora da área da mina para deposição de todo o estéril removido, até as detalhadas simulações em computador ou maquetes do futuro depósito.

O primeiro destes modelos pode ser chamado como "Modelo de Confiança". Este é baseado na confiança de que existe um depósito suficiente para depositar todo o estéril. Em geral, não é um mau modelo para ser usado nos estágios iniciais da lavra, quando usualmente um certo vale ou uma área próxima à mina possa ser designada como destino para o estéril inicial transportado. A pressão para a abertura da mina usualmente limita os esforços, nos estágios iniciais, para o planejamento do depósito, a não ser que haja restrições de propriedades ou questões ambientais que seiamente restrijam a dispoisção de estéril. Portanto, devido aos esforços primários serem impletados no suplimento de minério, o modelo de confiança não é comumente mudado, até que o espaço para o depósito ou problemas com transporte de estéril, requeiram um modelo melhor.

O segundo e mais comum tipo de modelo é o da "Capacidade Final". Nese modelo, o depósito e locado num mapa topográfico dentro da área de servidão, e os volumes dos espaços disponíveis são medidos para determinar qual a capacidade final do depósito. Indicações de estradas são também feitaspara prover o melhor uso do espaço disponível. Este é um bom tipo de modelo, onde se pode ter um conhecimento das potencialidades e limites das diversas áreas disponíveis. A disvantagem de se depender exclusivamente deste método é que ele não mostra o que ocorrerá na sequência de deposição e a capacidade final pode não ser atingida a não ser que o método de disposição e a sequência sejam considerados.

O detalhado layout ou "Map Layout Model", usualmente, segue o modelo da capacidade final, quando acumulações de estéril atingem o estágio, onde sequências de deposição afetarão os custos ou onde, existe uma variedade de produtos que precisam ser depositados em diferentes áreas. Como exemplo pode-se citar uma dada ocasião onde diferentes partes do deposito podem receber estéril de diferentes áreas de modo a equilibrar a distâncias de transporte. Algumas vezes, a menor distância de transporte não é a melhor, se ela enche uma área que deverá ser reservada para fazer uma futura estrada muito melhor. Outra razão para um detalhado layout deve a produtos contaminados que devem ser colocados fora da drenagem, ou onde existe segregação de material de baixo teor ou marginal, que poderão vir a ser aproveitados no futuro. Considerações deste tipo levam a divisão do palnejamento em estágios sequênciais, preferívelmente relatadas para definir perídos de deposição.

Modelos de escala física são poucos usuais no planejamento atual. Tais modelos são algumas vezes usados na explicação para a diretoria ou outras pessoas, muitas vezes leigas, os sobre os problemas ou requerimentos de um depósito. Em geral, podem ajudar na visualização de problemas, que por outro modo, podem passar despercebidos ou serem subestimados. As

36

principais desvantagens de modelos tridimensionais são o tempo e esforços envolvidos na construção deles.

Modelos computacionais do depósito de minério são bastante comuns, principalmente em muitas minas metálicas. Entretanto o uso de computadores para deposição de estéril é pouco aplicado, por uma variedade de razões, entre elas: os depósitos de estéreis, em geral não requerem um detalhado banco de dados e são relativamente fáceis de serem traçados graficamente. Por outro lado, em trabalhos futuros o emprego de computadores no planejamento e construção de depósitos de estéreis tem sido visto como uma importante ferramenta, principalmente com relação à simulação de estradas de transporte.

Configuração de Depósito

A configuração geometria do depósito depende amplamente da topografia da área onde o depósito será construído. Outro importante fator é a forma como o depósito é construído. Algumas das possíveis configurações dos depósitos são apresentadas a seguir.

Se a região é moderadamente plana e a espessura do depósito não é tão grande, os depósitos espalham-se, deixando uma geometria de um grande leque, usualmente com algumas curvas. Em geral estes grandes depósitos em leque podem estender, cobrindo grandes áreas com talvez alguns quilómetros de perímetro. A limitação na extensão lateral é, se não há considerações de limite de propriedades, uma função da distância de transporte, desta forma, chegará um tempo, onde será mais barato elevar o depósito e transporte para cotas superiores, que estender o depósito por toda a extensão da área da mineração. O processo de deposição em sucessivas camadas num depósito em leque produz o que chamamos de depósito laminado. Estes são caracterizados por camadas com algum grau de classificação, similares aos depósitos sedimentares criados pela natureza. Se forem construídos por caminhões, as maiores camadas normalmente chegam a atingir de 6 a 60 metros de espessura. Dentro destas camadas está uma série de camadas inclinadas causada pelo fluxo de material abaixo do talude do depósito com o avanço deste. Desta forma, são formadas camadas cruzadas que podem ser classificadas de fine a grossas, apresentando diferentes graus permeabilidade de acordo com a direção destas. Se o depósito é feito por scrapers, as camadas podem variar de dezenas de centímetros de espessura.

Depósitos em terraços são construídos também pela deposição ao redor de um depósito mais elevado ou curtas paradas da crista do depósito inferior durante um overlay. O efeito de ambos os métodos é produzir um depósito em escadas ou terraços com desníveis capazes de servir como estradas acesso ou como plataformas para vegetação. Tais terraços são também valiosos no controle da erosão e fluxos d'água.

Em regiões montanhosas a configuração comum se dá na forma de cunhas. A altura do talude à jusante pode atingir de 300 a 600 m com uma área mais larga na base ou pé deste. Tais depósitos frequentemente apresentam grande capacidade e podem ser bastante estáveis se as condições do solo ou rocha dentro do depósito são favoráveis. Se existem construções próximas ao depósito, tais como estradas ou vilas, medidas especiais de segurança, tais como bermas de contenção devem ser requeridas para limitar os efeitos do rolamento de rochas e deslizamentos de solo. Uma variação usual de depósitos em cunha é o livre basculamento em encostas. Esta configuração é de limitada aplicação e pode ter sérias consequências ambientais.

37

E, finalmente existe o depósito em cava, ou backfill dump. O backfilling tem sido bastante comum e importante em muitos seguimentos da indústria mineral, tais como minas de urânio com uma série de pit vizinhos que podem ser individualmente enchidos, ou em depósitos estratificados (carvão), onde há um progressivo descapeamento e deposição do material estéril nas porções descobertas que ficou na retaguarda, ou em minas subterrâneas onde o enchimento pode ser usado como suporte. Em grandes minas metálicas, o enchimento é pouco apropriado, devido à longa vida útil da mina, onde o alargamento e aprofundamento do pit ocorre de forma gradual até atingir a exaustão da jazida.

Estudo Preliminar

A escolha de locais mais favoráveis para a disposição de estéreis deve levar em consideração a distância de transporte, estradas de acesso, capacidade de armazenamento, aspectos hídricos, declividade das encostas, necessidade de desmatamento, implicações com áreas rurais ou urbanas a jusante etc. E, também, que não comprometa a continuidade da lavra, instalações de tratamento de minério ou expansões futuras. Para execução de tais estudos, faz-se necessário um mapeamento geológico / topográfico detalhado, enfatizando os cursos da água, nascentes, áreas pantanosas, perfil dos talvegues principais etc. Faz-se também importante ter um conhecimento da hidrologia e hidrogeologia da região, regime de chuvas, medição das vazões perenes, características da bacia de constituição, vazões de pico, fluxo de águas subterrâneas etc. Condições hídricas desfavoráveis podem inviabilizar um local aparentemente promissor. De maneira geral, por motivos econômicos, costuma-se depositar esses materiais em encostas o mais próximo possível de áreas de lavra, muitas vezes por simples basculamento em ponta de aterro. A disposição indiscriminada, sem atentar para os problemas geotécnicos envolvidos, tende a acarretar uma série de problemas ecológicos, tais como:

· Instabilidade dos depósitos, causando danos pessoais e a propriedade;· Erosão de superfície por águas pluviais, podendo acarretar problemas estéticos e de

estabilidade, assoreamento e eventualmente poluição química de cursos de água;· Erosão eólica da superfície, com grande formação de poeira;· Modificação danosa das características fisiológicas locais.

Obs. Uma operação de lavra envolve, geralmente, a movimentação de dezenas de milhões de toneladas de estéril, acarretando a formação de depósitos que chegam a atingir alturas de taludes de centenas de metros. Essas grandes massas tendem a agravar sobremaneira os problemas ambientais retrocitados.

Investigação de Campo

Através de investigação de campo, via sondagens, poços e trincheiras, são coletadas amostras para determinação, em ensaios de laboratório, dos parâmetros geotécnicos do material estéril e capacidade de suporte dos solos da fundação. Estes ensaios compreendem:

· Análise da composição do solo e das rochas;· Índices físicos;· Massa específica natural e saturada;· Cisalhamento;· Coesão;

38

· Ângulo de atrito.

Tais investigações devem vir acompanhadas de uma descrição geológica e geotécnica.

Desenvolvimento do Projeto

Por fim, após tais investigações, entra-se na fase de desenvolvimento do projeto, onde são delineadas todas as feições geométricas desde o dimensionamento da drenagem da fundação, até a proteção final das bermas e o acabamento paisagístico. Um ítem de suma importância refere-se à análise da estabilidade do depósito e de sua fundação. Esta análise baseia-se em dados obtidos durante o estudo preliminar e principalmente nas investigações de campo. Em algumas circunstâncias, seções de ensaio são construídas no campo, amostras são coletadas e analisadas em laboratórios e simulações de várias hipóteses de ruptura para as diversas geometrias (alturas e inclinações) dos depósitos sob diferentes condições (material seco e saturado) devem ser realizadas. A questão da estabilidade é um aspecto que deve ser assegurado durante as fases de construção, bem como após a finalização das atividades mineiras. A instabilidade em depósitos de estéril incrementa os custos operacionais sob os seguintes aspectos:

· Indenização de acidentes pessoais;· Indenizações e recuperações de propriedades;· Perda ou dano em equipamentos;· Danificações de estradas de acesso, linhas de energia e de instalações mineiras;· Paralisação da produção para limpeza e correção das instabilidades;· Adoção de medidas estabilizadoras para impedir a continuidade dos fenômenos de

instabilidade e permitir a retomada segura do lançamento do estéril;· Limpeza e recuperação do meio ambiente.

Estabilidade de um Depósito de Estéril

O estéril de mineração, de uma forma geral, é constituído por solo, rocha sã e alterada, cujas relações recíprocas (minério ou estéril), dependem do estágio da mineração ou de alterações no planejamento da lavra decorrente de considerações econômicas. O material apresenta uma distribuição granulométrica ampla, com partículas de dimensões de argila variando até matacões.

Em maciços de solos ou fragmentos de rocha admite-se a validade da equação que define a resistência a cisalhamento:

S = c + ( - u) tg

Nessa equação "c" e "f" são, respectivamente, a coesão e o ângulo de resistência a cisalhamento, que dependem principalmente do tipo de material e do seu estado de compactação. “s“ é a pressão total normal à superfície de cisalhamento, e "u" é a pressão neutra que se desenvolve nos poros do material; essa última pode ser gerada por compressão do material, durante o seu adensamento, ou lençóis de água no seu interior. O método de formação do maciço influi nos parâmetros "c" e "f" no que tange à sua compactação. Ao contrário de obras de engenharia civil, onde se especificam o grau de compactação e o teor de umidade, trabalhando-se com rolos compactadores e camadas de espessura pequena; em

39

pilhas de estéril costuma-se trabalhar com camadas que podem atingir até vários metros, sem controle de umidade, e com compactação produzida apenas pelo tráfego de construção (caminhões e tratores).

De maneira geral, a deposição em camadas mais espessas é mais vantajosa economicamente. Em contrapartida, isso acarreta uma diminuição dos parâmetros de resistência "c" e "f" afetando também a pressão neutra "u" “u”, de uma forma que pode inclusive ser mais sensível. Com efeito, camadas mais espessas são mais compressíveis. Dessa maneira, em casos onde o estéril é pouco permeável, o teor de umidade é relativamente elevado, e as velocidades de alteamento da pilha são altas, a compressão da água intersticial pode acarretar pressões neutras muito elevadas. A observação direta deste fenômeno é feita através de piezômetros instalados em pontos dos maciços criteriosamente escolhidos (estes mediriam as pressões neutras, permitindo adaptações do projeto ou do método construtivo).

Tipos de Ruptura

As rupturas observadas são condicionadas pela ação de um ou mais dos seguintes fatores:

· Fundações com baixa resistência ao cisalhamento;· Inclinação das superfícies de deposição;· Altura e ângulo de inclinação da pilha;· Pressão da água na fundação e/ou no corpo do depósito;· Características de resistência dos materiais constituintes do depósito.

Basicamente, as rupturas podem ser enquadradas num dos seguintes tipos:

a)Rotacional

São características de materiais coesivos com componentes de atrito. Podem abranger o corpo do depósito e as fundações.

b) Quase Planar

São características de material seco, sem coesão, formados pelo lançamento de material no ângulo de repouso.

c) Planar

É uma modificação do tipo rotacional. Pode ser causada pela presença de material fraco abaixo da face de avanço. Tais materiais poderiam ser:

· Zonas intemperizadas correspondentes ao encobrimento de faces antigas que sofreram inteperismo;

· Estratos de material fino lançado e incluído em pilhas de material mais grosseiro e resistente.

Caracterização das Fundações

40

A estabilidade de um depósito de estéril pela fundação é condicionada por fatores tais como:

a) inclinação e forma da superfície das encostasEncostas regulares e côncavas são mais favoráveis para deposição do que encostas convexas e irregulares. Quanto a inclinação, de uma forma geral, encostas com 10 graus são consideradas planas, acima de 10 graus são consideradas íngremes;

b) ocorrência de tálus e movimentos superficiais nas encostas

A sobrecarga decorrente do lançamento de estéril sobre encostas com depósitos de tálus apresentam movimento de rastejo, poderiam induzir ou acelerar processos de instabilização da própria pilha de estéril, e mesmo das encostas de todo o vale;

c) surgências de água e drenagens perenes

Visto que a estabilidade é influenciada pelas condições das pressões neutras, deve-se evitar a construção de depósitos de estéril interceptando talvegues perenes e surgências de água significativas. Em caso alternativo, a ação da água poderá ser minimizada através da adoção de um sistema de interceptação e desvio dos talvegues naturais, ou através da construção de uma drenagem de base adequada;

d) porte da vegetação

Principalmente em encostas íngremes, a não remoção da vegetação densa (mata), poderá desenvolver uma superfície mais fraca no contato do depósito de estéril com o terreno natural. Tal superfície pode ser o condicionante de instabilidade;

e) matéria orgânica e estratos "moles"

Mesmo em encostas planas a presença de camadas fracas poderá induzir movimentações de massa ao longo da base da pilha de estéril. Recomenda-se a remoção de solos orgânicos fracos quando estes atingem uma espessura superior a 0,3 m. Muitas vezes, entretanto, a remoção pode representar custos elevados, podendo ser economicamente inviável. Nesse caso a estabilidade deverá ser analisada e certos recursos utilizados como:

· Suavização de taludes e emprego de bermas de equilíbrio;· Deposição controlada em camadas de pequena espessura, minimizando-se a velocidade de

alteamento;· Deposição de material drenante sobre a fundação para facilitar o adensamento;

f) permeabilidade

g) compressibilidade

A presença ao longo da encosta de deposição de horizontes de compressibilidade muito diferentes poderá causar recalques diferenciais significativos no corpo da pilha com consequente desenvolvimento de trincas de tração. Por ocasião de grandes precipitações, poderá ocorrer aumento de pressões neutras em tais trincas, suficientes para levarem à ruptura porções significativas do depósito;

h) resistência ao cisalhamento

41

No caso da resistência ao cisalhamento da fundação ser menor do que o material constituinte do depósito de estéril, a geometria do aterro será condicionada pela fundação. Em caso contrário, as características de resistência dos materiais do depósito serão os condicionantes de sua geometria.

CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS CONSTITUINTES DE UM DEPÓSITO DE ESTÉRIL

As características de resistência do depósito são condicionadas por fatores tais como:

· Tipo e qualidade do material lançado;· Método de construção e equipamentos utilizados;· Resistência dos materiais à degradação por agentes químicos e atmosféricos;· Selagem de porções externas decorrentes de ações intempéricas;· Nível da água;· Teor de umidade;· Estado de compactação (a compactação pode ser controlada por mudanças de

equipamento e por procedimentos de manuseio que influenciam fatores, como: fragmentação, mistura de solo e rocha, segregação e manuseio seletivo de um horizonte particular, drenagem afetando teor de umidade etc.);

· Grau de alteração;· Presença de argilo-minerais.A deposição de materiais obedece a critérios de qualidade dos mesmos, ou seja, materiais de estabilidades inferiores (baixo ângulo de atrito, alta umidade e alta percentagem de argilas) não devem ser depositados em contato com o terreno natural ou nos taludes finais das bancadas.

Processo Construtivo

De um modo geral a formação ordenada de depósitos de estéreis deve compreender seguintes pontos básicos.

Desmatamento

A área escolhida deve ser objeto de desmatamento, destocamento e remoção de toda madeira e resíduos florestais. Este procedimento se faz necessário de modo a evitar a formação de camada orgânica em decomposição por motivos já explicados anteriormente. Caso haja a remoção também do solo rico em húmus, reaproveita-lo como suporte da vegetação na superfície final do depósito.

Drenagem de Fundação

Para calcular a vazão de infiltração são necessários dados como: permeabilidade média do solo, gradiente hidráulico do local a se drenar (perda de carga por comprimento do talvegue), além da área. De posse destes dados a vazão infiltrante é encontrada utilizando a lei de Darcy ou ábacos apropriados.

42

Lei de Darcy

k = coeficiente de permeabilidade em m/s;Q = vazão infiltrante em m/s;i = gradiente hidráulico

i = dh / l Onde:

dh = perda de carga;l = comprimento talvegue;A = área em m2;

O dimensionamento dos drenos de profundidade também leva em conta os mesmos dados, mas com uma preocupação a mais. O dreno deve possuir espaços vazios suficientes pequenos entre os materiais constituintes deste, para não carregar partículas muito finas de solo para seu interior e ao mesmo tempo vazias grandes que permitiram o fluxo de água. Torna-se necessário, então, um filtro de areia (ou material que funcione similarmente; ex. manta geotextil) em torno do dreno, que impeça a entrada de finos e a colmatagem. Sua utilização exigirá uma análise granulómetrica e a observação quanto ao grau de pureza e qualidade de aplicação.

Os drenos podem assumir a forma de um lençol, cobrindo o terreno natural ou de trincheiras a uma certa profundidade, preenchidas por manilhas porosas envoltas em brita e areia (podem vir a ser recobertas com a manta geotextil).

Quanto aos cursos de água que percorrem o local selecionado para a disposição do estéril, estes devem ser captados na cota e vazão máximas possíveis e desviados. Isto a meia encosta, para fora da área a ser ocupada. Pode-se promover o escoamento a céu aberto através de calhas resistentes à erosão caso a cota final do depósito for superior à cota de desvio. Como conclusão da drenagem de fundação, constrói-se uma barragem de enrocamento ao sopé da futura pilha com todos os seus detalhes construtivos. Os drenos da fundação passam sob a barragem com descarga a jusante, sem risco de terem suas saídas obstruídas.

Disposição do Material

A geometria e a configuração que estes depósitos podem assumir dependem largamente da topografia da área e do modo como será construído. A maioria dos depósitos de estéreis são construídos por unidades móveis com o basculamento direto do material nas encostas (ponta de aterro). O estéril basculado flui pela encosta assumindo um ângulo de repouso (37 graus em média para materiais não coesivos), ocorrendo ainda uma segregação do mesmo material, onde os fragmentos grosseiros "escoam" para a base e os finos ficam na parte superior do talude. Isto gera um ângulo ligeiramente mais íngreme no topo do que na base do talude. Na berma inferior, tratores espalham o material e desta forma o depósito progride com uma elevação razoavelmente uniforme.É um método apropriado para terrenos de fundação relativamente competentes e que demandam pouco ou quase nenhum trabalho de preparação. Neste caso, as distâncias de transporte iniciais são menores, fator relevante se considerado os altos investimentos iniciais de implantação de uma mineração. Outra forma de lançamento é o ascendente. Neste o

43

depósito é alteado do fundo do vale para as cabeceiras, ou seja, de jusante para montante. É o procedimento adotado quando o local de deposição apresenta topografia muito íngreme, ou, o material lançado apresenta propriedades mecânicas muito baixas, ou ainda, ocorrem materiais incompetentes cuja remoção seja impraticável. Este processo exige uma aplicação imediata de recursos para a construção de acessos até o fundo do vale e, também, da drenagem da base. Nesta foram de desenvolvimento, nos estágios iniciais, as distâncias de transportes são maiores.

Em regiões moderadamente planas, o depósito de estéril estende-se lateralmente pelo local denominado para o propósito, obtendo a aparência de um grande leque. A limitação de sua extensão lateral é uma função da distância de transporte. Desta forma, a partir de uma determinada extensão é economicamente preferível elevar o depósito e o transporte para cotas superiores do que estendê-lo por toda área. Em qualquer procedimento, se há alguma evidência de civilização abaixo do depósito, tais como estradas ou construções, medidas especiais como bermas de contenção podem ser requeridas para limitar os efeitos do rolamento de rochas e deslizamentos de solos.Outro prático depósito de estéril que merece um comentário se dá pelo enchimento de porções da cava já lavradas, desta forma diminuindo as distâncias de transporte entre as frentes de remoção e os pontos de descargas de estéreis e também não necessitando de uma preparação de outro local para o depósito. Ambientalmente também é favorável, pois alteraria menos a fisiográfia do local.

ACABAMENTO

Drenagem Superficial

A principal razão da existência de uma drenagem de superfície é a erosão. A erosão é um processo de transporte de massa onde o meio transportador é a água, o ar e o gelo, sendo que no nosso clima predominam os processos transportados pela água. Os processos erosivos iniciam-se pelo impacto da massa aquosa com o terreno, desagregando suas partículas. Esta primeira ação de impacto é complementada pela ação do escoamento superficial, a partir do acúmulo de água em volume suficiente para propiciar o arraste das partículas liberadas. As diversas formas de erosão podem ser descritas como:

· Erosão laminar - acorre quando o escoamento da água, encosta abaixo, "lava" a superfície do terreno como um todo, transportando as partículas sem formar canais definidos.

· Erosão em sulcos - ocorre por concentração do fluxo d'água em caminhos preferenciais, arrastando as partículas e aprofundando os sulcos, podendo formar ravinas com alguns metros de profundidade.

· Erosão por voçorocas - constituem-se no estágio mais avançado da erosão, sendo caracterizadas pelo avanço em profundidade das ravinas até estas atingirem o lençol freático ou o nível d'água do terreno.

A intersecção da superfície do terreno com o nível da água propicia a erosão interna ou "piping", que, além de promover a remoção de material do fundo e das paredes da voçoroca, pode avançar para o interior do terreno, carreando material em profundidade e formando vazios no interior do solo. Estes vazios tendem a forma de tubos que, ao atingirem proporções

44

significativas, dão origem a colapsos ou desabamentos, que alargam ou criam novos ramos na voçoroca.

O processo de "piping" não é exclusivo das voçorocas, podendo ocorrer também em situações onde existam surgências d'água na superfície de taludes, naturais ou não, que propiciem o carreamento de material sólido.

Os principais fatores dos processos erosivos são:

· Volume d'água que atinge o terreno: o volume e sua distribuição no espaço e no tempo são determinantes da velocidade dos processos erosivos;

· Cobertura vegetal: o tipo determina maior ou menor proteção contra o impacto e remoção de partículas de solo pela água;

· Tipo solo/rocha: determina a suscetibilidade dos terrenos à erosão, em função de suas características granulómetricas, estruturais, de espessura etc;

· Lençol freático: a profundidade do lençol nos solos é fator decisivo para o desenvolvimento de voçorocas;

· Topografia: maiores declividades determinam maiores velocidades de escoamento das águas, aumentando sua capacidade erosiva; e maior comprimento da encosta implica maior tempo de escoamento e, conseqüentemente, maior erosão.

A água também é o principal agente detonador de movimentos gravitacionais de massa (rastejamento, escorregamentos etc). Pode atuar através da elevação do grau de saturação nos solos, diminuindo a resistência destes (tensões capilares, ligações por cimentos solúveis); aumento do peso específico do solo e também pela introdução no maciço de pressões hidrostáticas (vazios, fissuras, trincas, juntas etc) que podem levar à ruptura do talude.

Construir uma drenagem nada mais é, então, do que proporcionar um caminho preferêncial para o escoamento do fluxo d'água. Na ausência de uma drenagem ou no mau dimensionamento de uma, vários outros problemas podem surgir além da erosão, tais como: redução da resistência ao cisalhamento do solo, variação do volume do solo, diminuição da capacidade de suporte, pressões hidrostáticas não aliviadas etc.

Para águas de escoamento superficial são necessários drenos superficiais, onde os condutos estão a céu aberto e as paredes são impermeáveis. Como medidas para se dimensionar o escoamento superficial, têm-se, a determinação de parâmetros hidrológicos do local, a caracterização física da bacia (área de contribuição, fator de forma, tempo de concentração), e dados hidráulicos do dreno (vazão de pico, obtida através de várias fórmulas empíricas; velocidade do fluxo; dissipação de energia e geometria do canal).

As bermas deverão ter, para efeito de direcionamento do fluxo de água, inclinação de 1% descendente do centro para as extremidades do depósito, na secção longitudinal e 5% descendente da crista do banco inferior para o pé do banco superior, na transversal. A inclinação transversal funcionará como uma valeta ao pé de cada bancada, onde se recomenda que seja depositada uma leira de estéril. Não só levando em conta a questão da estabilidade dos taludes, mas também considerando o percurso que água irá realizar sobre a terra até o dreno, carreando assim material e provocando erosão. O estéril agirá como um filtro e uma barreira para a quebra de energia do fluxo d'água. A água coletada deverá seguir para drenos laterais ao depósito ou para drenos localizados na própria superfície do talude, separados por distâncias fixas.

45

Revegetação

O processo de recuperação envolve algumas etapas a serem seguidas durante o planejamento e construção de um depósito de estéril. São elas:

· Compromisso empresarial;· Planejamento;· Preparo da área a ser lavrada;· Remoção da camada fértil do solo e estocagem;· Recomposição topográfica e paisagística;· Tratos a superfície final;· Revegetação.

A recomposição da vegetação teria como funções principais também, além da questão ambiental (impacto visual), o aumento da resistência do solo pela presença das raízes, proteção contra a erosão superficial e redução da infiltração da água no solo. Inicialmente se planta gramíneas para posteriormente se utilizar a flora nativa. O plantio destas gramíneas pode ser feito por semeadura, hidrosemeadura, mudas ou através de grama em placas. A técnica de plantio e o tipo de gramínea mais adequada dependem de fatores como solo, inclinação do talude e condições climáticas, sendo, portanto, específicos para cada caso.

Custos

Os custos de disposição de estéril de mina estão concentrados no transporte, na drenagem/proteção vegetal, na retenção de finos gerados por carreamento durante e após a formação da pilha e na manutenção de drenagens ao longo dos anos. Destes custos, o mais significativo em qualquer situação é o transporte do estéril da mina até a pilha e cuja otimização depende mais dos equipamentos e perfis de transportes e menos do projeto ou do método executivo da pilha. Porém os outros custos, apesar das pequenas incidências percentuais, podem significar grandes montantes de desembolso ao longo e após a formação da pilha. Estes custos podem ser minimizados através de um bom projeto de engenharia e de métodos executivos apropriados.

A formação controlada de depósitos de estéreis é evidentemente mais onerosa ao empreendimento mineiro que o simples basculamento do material nas encostas ou terrenos adjacentes à mina. Entretanto, como benefícios, podem ser apontados, dentre outros, a ocupação racional das áreas disponíveis, estabilidade dos taludes, controle da erosão e drenagem, estética, possibilidade de recomposição da paisagem natural e reaproveitamento futuro do material. Com um bom conhecimento geológico/geotécnico, o projeto do depósito pode levar em conta muitas variáveis aperfeiçoáveis como:

· Drenagem de fundação;· Drenagem interna da pilha;· Forma e altura de lançamento das camadas;· Zoneamento de acordo com características geotécnicas dos materiais lançados;· Dimensionamento das bermas de drenagens, de taludes (gerais e entre bermas);· Localização e forma dos acessos de construção e de manutenção;· Acabamento das bermas e taludes / revestimento vegetal;

46

· Drenagem superficial;· Monitoração de deformações durante e após a formação da pilha.

47

48

49

50

51

52

53

54

BARRAMENTOS

PLANEJAMENTO, CONSTRUÇÃO E PRINCÍPIOS DE MONITORAÇÃO.

Introdução

Os sistemas de retenção de rejeitos industriais quaisquer, tornam-se mais importantes, a medida que aumenta o consumo de produtos industrializados e o desenvolvimento de tecnologias de aproveitamento de bens primários. Por outro lado, com a consolidação da legislação de proteção ambiental, as áreas de influências de degradação do ambiente, tornaram-se mais restritas. Além disso, a crescente valorização das propriedades e do conceito de segurança pessoal consolida a necessidade de trabalhos confinados em pequenas áreas, com rígido controle no que se refere às agressões ao meio ambiente.

Rejeitos de mineração são considerados produtos não úteis no presente momento, de uma indústria mineral. Constituem basicamente de uma rocha ou material moído, após a separação da substância útil ter sido feita. São normalmente transportados para a área de deposição, hidraulicamente, numa concentração de aproximadamente 40% de sólidos em peso. O perigo potencial associado à estocagem do rejeito varia conforme diferentes indústrias de mineração, processo utilizado, tipos de minério, radioatividade ou não, adição ou não de substâncias químicas tóxicas no processamento, etc. Entre esses casos extremos estão uma série de outras condições que apresentam também problemas ambientais a curto e longo prazo.

Os problemas associados com a segura disposição ou estocagem de rejeitos aumentam à medida que ocorre um incremento da taxa de produção; quando próximo de áreas habitadas e com a intensidade das exigências de controle da poluição por órgãos governamentais. Obviamente, os procedimentos de planejamento e construção que foram desenvolvidos no passado para depósitos relativamente pequenos locados em áreas isoladas onde uma possível ruptura não constituía num maior risco à vida ou a propriedade, não encontram padrões, nos idas de hoje, de segurança e controle ambiental. Atualmente, métodos de planejamento e construção têm estado dentro de uma rigorosa inspeção da indústria mineral, órgãos ambientais e sociais.

Felizmente, hoje, seguras e econômicas barragens de rejeito podem ser construídas pela aplicação dos conhecimentos e experiência presentemente comprovadas de construção de barragens para contenção de água e hidroelétricas, adequadamente modificadas para satisfazer as exigências especiais da indústria mineral.

II - CONSTRUÇÃO

II. 1 - Procedimentos Iniciais

De um modo geral, e, principalmente quando os rejeitos não são tóxicos, o reservatório de rejeitos assume não só a função de bacia de decantação de sólidos, como também a finalidade de reserva para adução de água industrial “make up water” e, quando este compromisso deve ser assumido, o planejamento da barragem deverá levar em consideração a preservação de determinado volume de reserva de água limpa em qualquer época do ano e da vida do reservatório.

55

Os barramentos de contenção de rejeitos são usualmente construídos em dois estágios. O primeiro estágio envolve a construção de uma barragem inicial. No caso de barragem de rejeitos, um dique inicial servirá de compartimento para estocagem de água que é frequentemente requerida para o “start-up” da usina de beneficiamento e retenção do rejeito até a construção do primeiro estágio de alteamento.

Anteriormente ao dique inicial, é necessário uma investigação e preparação da fundação através da remoção das camadas de solo fracas, material orgânico, vegetação etc. Paralelamente a estes serviços, os sistemas de drenagem e escoamento devem ser executados de modo a restringir o escoamento de água ao longo da superfície externa.

O segundo estágio envolve a construção do restante da barragem de rejeito. Esta fase constitui o grande volume de construção do barramento. É uma parte do planejamento mineiro e normalmente é uma operação contínua até o término das atividades para a qual ela foi planejada e projetada. Deste modo, o barramento é alteado o suficiente para ficar acima do nível do lago. Este fator tem grande influência no planejamento do barramento, visto que o “lay-out” selecionado preciso não somente satisfazer às exigências de segurança, controle da poluição e econômicas, mas também precisa ser adaptável ao estágio de construção. Além disto, o “lay-out” precisa ser bastante flexível, tal que revisões possam ser feitas quando necessárias, para satisfazer mudanças nas condições de operação e ou processo de construção.

Para assegurar que a construção continue conforme projeto original, três etapas devem ser seguidas:

I. Os executores do barramento devem estar atentos a todos os detalhes do projeto e as razões para sua incorporação;

II. Os registros da construção precisam ser conservados. Estes devem incluir a leitura de todas as instrumentações, testes de controle da qualidade dos materiais de construção do barramento (densidade, granulometria, umidade, etc.) taxas de produção, etc.;

III. Um sistema regular de revisão, anual ou semestral, deve ser executado pela empresa de mineração. Com base em tais reviews, revisões e ajustes do conceito original podem ser recomendáveis para melhor satisfazer as exigências operacionais e de construção.

II. 2 - Métodos de Construção

Os métodos de construção estão intimamente relacionados ao design ou “lay-out” adotado. Em muitas circunstâncias a seleção de um determinado “lay-out” particular, determina o procedimento de construção que precisa ser seguido. Vários métodos de construção têm sido desenvolvidos para obter um ótimo tratamento para os rejeitos no projeto de um barramento.

Os métodos de construção são agrupados em quatro grandes classificações:

Alteamento convencional, usando estéreis ou material de empréstimo;Alteamento à montante, usando rejeitos;Alteamento à jusante, usando rejeitos;Alteamento central, usando rejeitos.

Quando rejeitos são usados na construção de barramentos, dois processos hidráulicos frequentemente usados são os hidrociclones e mangueiras ou canhões, para lançamento dos

56

rejeitos. Os hidrociclones são usados para separar as partículas grosseiras, úteis para a construção do barramento, das finas ou lamas.

Os barramentos são frequentemente alteados em estágios, mantendo-se um volume livre acima da superfície do lago. Os métodos de alteamento serão governados pelas seguintes considerações: esboço do barramento, materiais úteis para construção, método de distribuição dos rejeitos e volume de rejeitos requerido no barramento.

II. 2.1 - Alteamento à Montante

É o método de construção de barramento mais antigo e é um procedimento de disposição de rejeitos de baixo custo. O barramento é normalmente construído pelo escoamento de rejeitos através de tubulações. A crista do barramento é alteada em estágios, pela colocação de “areias” em sucessivos diques à montante do dique inicial, ou à montante de um dique precedente. Os sucessivos estágios formam uma estrutura relativamente fina à jusante, sendo necessário melhorar a estabilidade do barramento através da inclusão de bermas nos estágios de alteamento, suavizando o talude final.

Como a base do dique inicial forma a última barragem à jusante, é necessário que ela seja permeável de modo a reduzir a pressão hidrostática, evitando que o escoamento seja maior que o desejado. O procedimento usual é construir o dique inicial sobre uma base permeável, selando o talude à montante com uma camada de material impermeável.

Como a polpa de rejeito é descarregada de uma série de canos ou tubos ao longo da crista do barramento, a polpa meandra depositando areias e lamas em uma série de descontínuas e horizontais estratificações. É difícil prover uma competente vedação acima da base da camada depositada e a linha de saturação dentro da barragem aumenta quando a superfície do lago é elevada. A maior porção da seção estrutural da barragem é composta por material solto com uma superfície freática relativamente alta e baixa força de cisalhamento. Assim, devido a grande variação na permeabilidade e a possibilidade de alta pressão hidrostática, baixa densidade relativa e baixa força de cisalhamento, o método de alteamento a montante é impróprio para áreas sujeitas à intensa atividade sísmica.

As principais vantagens do método são o baixo custo de construção, velocidade de alteamento e procedimento operacional simples. Entretanto tem a desvantagem de ser alteada sobre rejeitos, incosolidados previamente depositados, ser imprópria às áreas de atividade sísmica, pois podem ocorrer rupturas por liquefação. Também onde é desejável minimizar o volume de escoamento contaminado, outros métodos devem ser considerados, os quais facilitam o esboço e a instalação de uma zona impermeável.

57

Bacia de rejeitos

Dique inicial

1º Alteamento

2º Alteamento

grossosFinos

3º Alteamento

Alteamento a Montante

II. 2.2 - Alteamento à Jusante

Este método e relativamente novo. É resultado de esforços para desenvolver métodos para construção de grandes e seguros barramentos de rejeito. No método de alteamento à jusante a crista do barramento é alteada em sucessivos estágios pela colocação de rejeitos à jusante do dique inicial. O dique inicial forma a base à montante do barramento final e deve ser impermeável para restringir o escoamento.

Este método provém maior vantagem estrutural por facilitar a instalação de drenagem interna na base de sucessivos estágios de construção, possibilitando a construção da estrutura com material competente e permitindo que seja incluída uma vedação à montante do barramento.

Neste método, o material incorporado em subsequentes estágios do barramento é constituído de uma fração grosseira de rejeitos separados por hicrociclones, estéril da mina ou solos naturais de empréstimo. Quando hidrociclones são usados o overflow é descarregado à montante do barramento. Os hidrociclones usados para separar “areias” das “lamas”, podem ser colocados em série ao longo da crista do barramento ou um grupo de ciclones pode ser montado em paralelo como uma unidade móvel que corre paralela ao eixo longitudinal do barramento. A disposição de rejeitos também pode ser feita ao longo de sucessivas bermas com uma série de hidrociclones montados em plataformas móveis ou através de cavaletes ou torres. Durante certos intervalos, faz-se necessário interromper a disposição para elevar os hidrociclones e prover estoque de rejeitos.

O método de alteamento à jusante permite a deposição controlada de “areia” e a compactação pode ser incluída quando se deseja aumentar a força de cisalhamento dos materiais de construção.

58

II. 2.3 - Alteamento Central

O método de alteamento central é atualmente uma variação do método à jusante. A única diferença é que em vez da crista ser alteada para a jusante à medida que o barramento é construído, a crista é alteada verticalmente. Este procedimento permite um alteamento mais rápido, quando um menor consumo de “areia” é requerido. Neste método o rejeito é descarregado no topo de um canal, formado da crista para baixo, onde as frações grosseiras acamam no canal e as finas são carreadas em suspensão através de diques até o lago. As frações grosseiras são periodicamente removidas do canal por tratores ou draglaines, espalhadas e compactadas no flanco do barramento. Uma variação deste método de descarga de rejeitos consiste de canos de meia seção longitudinal, compostos de barreiras, nas quais o material grosseiro é retido, caindo, através de aberturas na parte inferior, no corpo do barramento. As frações finas vão para o lago. Este método de alteamento requer talude suaves para possibilitar as operações de espalhamento e compactação. O talude normalmente requerido é de 4:1 ou mais suave.

As maiores vantagens dos métodos à jusante são:

· O barramento não é construído sobre rejeitos finos e frouxos, previamente depositados;· O controle de colocação e compactação na operação de enchimento pode ser exercido

quando requerido;· Os sistemas de drenagem na base podem ser instalados quando necessários, durante a

construção. Estes sistemas de drenagem permitem o controle da linha de saturação através do barramento, possibilitando o aumento de sua estabilidade;

· O barramento pode ser projetado e subsequentemente construído para qualquer grau de competência requerido, incluindo abalos sísmicos;

· Usualmente, o barramento pode ser alteado acima de sua altura de projeto sem muitos problemas e modificações no esboço original. Isto é de suma importância para muitos empreendimentos mineiros, onde a vida útil da mina pode ser estendida.

A maior desvantagem dos métodos de alteamento à jusante é o grande volume de material que é requerido para altear o barramento. Nos estágios iniciais de operação do empreendimento, pode não ser possível produzir rejeito o suficiente para manter a taxa de alteamento prevista e necessária. Neste caso é comum à construção de um dique inicial mais alto ou o suprimento de material para construção precisa ser acrescido com material de empréstimo. Em ambos os procedimentos ocorre um aumento no custo de construção do barramento.

II. 2.4 - Alteamento Convencional

Neste caso estéreis das operações de abertura da mina ou material de empréstimo de áreas próximas ao local do barramento, quando economicamente disponíveis podem em muitos casos , ser utilizados para prover uma estável barramento de rejeitos. Infelizmente, a disponibilidade de estéreis nem sempre coincide com o programa de construção estabelecido para manter a taxa de alteamento do barramento. Entretanto é possível combinar estéreis e rejeitos para construção de um seguro e econômico barramento.

Atualmente, existe uma tendência geral, em projetos maiores, do uso do método convencional. Esta tendência é devido principalmente às exigências legais que não permitem descarga de efluentes à jusante, sem o tratamento necessário, para que o efluente se encontre

59

dentro dos padrões de qualidade exigido. Desta forma, em todos os métodos de construção de barragens citados, faz-se necessário incorporar um eficiente sistema de drenagens, sangradouros, etc., de modo que possíveis inundações sejam facilmente controláveis.

Num futuro próximo, para alguns tipos de rejeitos, as técnicas de disposição parecem estar direcionadas para a estocagem a seco. Este método envolve a remoção da maior quantidade possível de água dos rejeitos antes deles serem transportados para a área do “depósito”. O método oferece a vantagem de necessitar de um depósito menor, mais seguro e facilitar a obtenção de água de reciclagem.

DESENVOLVIMENTO SUBTERRÂNEO

Reforço de Solos e Rochas para Abertura de Galerias e Túneis

1 - Introdução

As técnicas de melhoria das condições geotécncias de solos e rochas são aplicadas para permitir uma segura excavação de galerias ou túneis em condições geológicas difíceis. As técnicas são aplicadas para modificar o stress ao redor dos trabalhos subterrâneos e/ou os parâmetros geotécnicos do solo. Os principais métodos utilizados são:

· Reforço do solo;· Grouting;· Jet grouting;· Congelamento do solo;· Pré-corte mecânico.

Cada intervenção envolve diferentes tratamentos para o problema de abertura de túneis em solos fracos, devido aos diferentes parâmetros envolvidos dentro de diferentes soluções tecnológicas.

A escolha das técnicas depende das características geotécnicas do solo e do balanço econômico entre os custos da intervenção e os benefícios que ela pode oferecer. Os principais parâmetros que precisam ser considerados no projeto e construção de túneis são:

1. Eficácia dos Custos - Depende da escolha do método de execução de túneis.

2. Velocidade de Execução - Este parâmetro depende da escolha do método de execução do túnel escolhido e sua flexibilidade. Interrupções do trabalho devem ser minimizadas durante a abertura.

3. Redução das incertezas entre o Projeto e a Construção - Depende do bom conhecimento prévio do maciço rochoso e da flexibilidade do método de execução.

4. Condições de Segurança - Depende do método de abertura escolhido e da habilidade dos trabalhores.

Reforço do solo e técnicas de melhoramento destes geralmente permitem a otimização destes parâmetros quando túneis são abertos em solos com pobres condições geotécnicas.

60

2 - Métodos de Intervenção

Com relação aos seus efeitos no solo, as intervenções podem ser divididas em 02 grupos.

2.1 - Intervenções que melhoram as condições geotécnicas dos solos;2.2 - Intervenções que preservam o solo

2.1 - Intervenções para Melhoria das Condições do Solo

As seguintes intervenções produzem uma melhoria das características geotécnicas do solo ao redor da escavação:

1. Reforço do Solo - intervenção permanente executada pela introdução no solo de elementos estruturais mais resistentes e rígidos que o solo (por ex. cavilhas, parafusos, cabos de aço, tubos de aço ou fibras de vidro).

2. Grouting - intervenção permanente que produz seus efeitos pela injeção de uma mistura no solo, a uma pressão de 20 - 40 bar. Esta mistura preencherá os vazios do solo, reduzindo a permeabilidade e melhoirando os parâmetros geotécnicos do solo. Esta mistura pode ser de cimento ou resinas químicas.

3. Jet Grouting - intervenção permanente realizada pela injeção de uma mistura a base de cimento no solo a alta pressão (acima de 200 bar). O resultado final é uma é uma coluna de solo tratada, com características geotécnicas melhor que a do terreno natural.

4. Drenagem - intervenção permanente que pode ser aplicada quando a água é o principal problema. É executada pela redução da pressão da água e controle do fluxo de água através de drenos.

5. Congelamento - intervenção temporária que pode ser aplicada quando o solo está saturado por água. O propósito desta técnica é escavar o túnel ou galeria em um solo congelado, que é estável. Quando o suporte final é colocado, o congelamento é interrompido.

2.2 - Intervenções que Preservam o Solo

Essas intervenções evitam que os parâmetros geotécnicos do solo caiam para valores residuais. Eles possibilitam pouco distúrbio ao redor da excavação. O propósito tecnológico desta intervenção é reduzir a deformação o mínimo possível. Algumas intervenções são descritas a seguir:

1. Arco Celular - usadas para pequenas e grandes excavações. Uma estrutra de suporte é feita antes da excavação ser executada. Esta técnica pode ser sucessivamente aplicada em casos onde a cobertura é muito fina ou pouco espessa, de tal forma que nãqo permite o uso de outras técnicas de suporte. A principal estrutura de suporte de sistema consiste de tubos de grande diâmetro inserido no solo, paralelo ao eixo longitudinal do túnel. Os canos são então preenchidos com concretos e unidos por elementos (anéis) tranversais.

61

2. Pré-corte - intervenção permanente executada com a excavação de fino corte ao redor do túnel, usando uma cortadeira mecânica. O corte é então preenchido com vigas de aço reforçada com concreto de altas características mecânica.

3. Jet Grouting Arch - um arco de colunas sub-horizontais é executado no topo do futuro túnel. Colunas sub-verticais são frequentemente colocadas também nas paredes dos túnel. O arco atua como suporte do solo durnate a excavação, homogeinizando o stress no suporte final.

4. Steel Pipe Umbrella (Guarda chuva de tubos de aço) - um guarda chuva de tubos de aço com um cone de forma truncada é construído no topo do futuro túnel.

5. Pre-Consolidação da Excavação - intervenção temporária executada pela inserção de tubos de fibra de vidro na face do futuro túnel. Este método é frequentemente acompanhado pelo método do Pré-corte ou Steel Pipe Umbrella.

Estas duas últimas intervenções atuam tanto para melhorar a como para preservar o solo.

3 - Comparações das Técnicas

As intervenções descritas acima são caracterizadas por vários parâmetros que são indicativos de suas ações no solo:

· Flexibilidade - adaptabilidade às variações das condições geológicas e geotécnicas.· Viabilidade - garantia de que os resultados são os desejados.· Durabilidade - o decréssimo das características de resistência dos elementos de reforço ou

do solo reforçado.· Exequibilidade do trabalho - a facilidade de construção como relação às dimensões, tipo e

custos das máquinas e necessidade de trabalhadores especializados.· Velocidade de execução dos trabalhos - este é um importante parâmetro se a execução da

intervenção é alternada com as excavações.· Controle - monitoramento para assegurar a viabilidade da técnica.

A tabela a seguir compara algumas aplicações com referência a estes parâmetros. A tabela mostra o reforço rdial do solo tem bons valores para todos estes parâmetros. A técnica do Pipe umbrella e reforço da face mostram ter alta viabilidade e flexibilidade associada a uma fácil excecução dos trabalhos. Esta é uma razão para o largo emprego destas técnicas tanto em minas como em túneis.

4 - Técnicas de Reforço do Terreno

Atravé do uso de elementos resistentes de notável geometria e características bem conhecidas, as várias aplicações de reforço do terreno oferecem máxima adaptabilidade às variações do solo. Se a intervenção, entretanto, precisa ser de longa permanência, a durabilidade dos elementos de reforço é um dos problemas que precisam ser resolvidos. Embora os pesquisadores tenham estudado a resistência de cabos, uma resposta completa para este problema ainda não foi encontratada. Recentemente, materiais não corrosivos tem sido utllizado quando certa durabilidade deve ser assegurada.

62

Existem vários esquemas de reforço do terreno que podem ser utilizados, denpendendo das necessidades estruturais dos projetos. Um esquema básico é dividido em quatro grupos, que incluem a possibilidade de associações recíprocas:

1. Intervenção Transversal a partir da Superfície - tubos de aço ou de fibra de vidro ou cabos de aço são inseridos a partir da superfície tranversalmente ao eixo do túnel.

2. Intervenções Radiais Subterrâneas - (a) a partir de tunéis pilotos são executados furos radiais e inseridos nestes furos tubos de aço, de fibra de vidro ou cabos de aço. (b) a partir do túnel tubos de aço, de fibra de vidro ou cabos de aço são introduzidos, sucessivamente ao avanço da face.

3. Intervenções Transversais Subterrâneas - a partir de túneis laterais ou túneis piloto tubos de aço, de fibra de vidro ou cabos de aço são introduzidos.

4. Intervenções Longitudinais Subterrâneas - (a) excavação da face reforçada pela introução de tubos de fibra de vidro ou barras. (b) reforço com pipe umbrella, são utilizados tubos de aço.

63

Tabela 1 - Métodos de Melhoria das Condições Geotécnicas de Solos e Rochas em Trabalhos Subterrâneos

Método Flexibilidade Viabilidade Durabilidade Exequibilidade Velocidade de execução

Campo de aplicação Controle

Jet grouting arch Médioa alta Média (difícel de conhecer as

condições antes da excavação)

Alta Média a dificel (necessita de trabalhores treinados)

Média (pode ser alternada com a

excavação)

Vários solos Difícel

Pipe umbrella Alta Alta Ainda não conhecida

Fácil Alta (pode ser alternada com a

excavação)

Vários solos Possível

Reforço radial do terreno

Muita alta Alta Ainda não conhecida

Fácil Média a alta (pode ser alternada com a

excavação)

Vários solos Possível

Reforço da face Alta (pode ser associada com

outros métodos)

Alta Intervenção temporária

Fácil Média a alta (pode ser alternada com a

excavação)

Solo pobre ou argila Possível (não importante)

Grouting Média (requer terreno apropriado)

Média a alta (necessita testes

anteriores)

Alta Média a fácil Baixa Areia brita Possível para difícel

Pre-corte mecânico

Baixo (frequentemente associado com reforço da face)

Alta Alta Difícel Média (pode ser alternada com a

excavação)

Argila ou solo coesivo

Possível

Congelamento Baixa Média Intervenção temporária

Difícel Média Solo saturado Possível para difícel

Drenagem Alta Alta Média a alta Média a fácil Alta Solo com água Difícel

64

Shafts

Shafts verticais de seção circular concretado tem suplantado outras seções. Algumas vezes, seções retangulares e elípticas aparecem (features) como sujeito de debate, mas, somente são seriamente considerados se um shaft existente de tal seção é para ser aprofundado. Outra forma que é ocasionalmente usada é a stretched circular, onde um curto flat, usualmente menor que 10% do diâmetro do shaft, é introduzido entre 2 semi círculos. A introdução do flat oferece algumas vantagens na geometria e set designa, entretanto, isto precisa ser avaliado quanto à integridade do círculo e a fraquesa então introduzida dentro do shaft shutter.

Os diâmetros comumente variam de (6 a 9)m, sendo o mais popular em torno de 8m, que é um compromisso conveniente entre as restrições de construção e a confirguração permanente. Shafts fora destas dimensões serão considerados muito grande ou pequeno e podem requerer técnicas especiais de construção a serem introduzidas. Profundidades entre 1500 e 2000m são consideradas normais e algumas linhas únicas de grande profundidade, acima de 2500m, têm sido perfuradas e estão em serviço. Shafts de aproximadamente 3000m tem sido incluído nos estudos de viabilidade de algumas futuras minas.

Profundidades desta ordem são straining os limites da tecnologia de rope. Aços de alta insistência à tensão são requeridos para kibble ropes. Ropes construídos a partir destes materiais, entretanto, são difíceis manusear e it is very much a case of learn while you earn.

Alguns resultados negativos foram experimentados com estes ropes, mas fabricantes estão claiming ter resolvido muitos problemas and maintain eles agora tem um reliable and predictable produto. Peso dos ropes para final. Load/pay load taxa são grandes, realmente a maior parte da energia usada no sistema de içamento é dissipada na superação de sua inércia. Portanto, parece que, um avanço na tecnologia de cabos é um pré-requisito ao acréscimo da profundidade dos shafts.

Construção do Colar e Pré-Escavação

Quando se seleciona uma estrutura de aço permanente (headgear) ambos, construção do colar e pré-escavação podem ser afetados antes da ereção do headgear e eles podem take place enquanto o headgear está sendo fabricado.

Onde um temporário headgear de escavação é usado, ele pode ser montado após finalização do colar e empregado para a pré-escavação e o uso de quindastes ou torres de perfuração para içamento dispensado.

Quando um headgear de concreto é escolhido, o colar é construído através da fundação do headgear sendo a pré-escavação executada uma vez a headgear slide ter sido completada.

Construção do Colar

A porção superior do colar do shaft é usualmente construída por técnicas de engenharia civil. O shut do shaft é o primeiro item do equipamento a ser ordenado e é usado nesta construção. Onde solos alto suportáveis são atravessados uma sapata é escavada. A base a então nivelada

65

(estabilizada) e o shutter construído a partir deste piso. Reforço é então colocado quando requerido e o. A escavação pode então ser processada com rompedores pneumáticos, ferramentas manuais, perfuratrizes (escavação por explosivos). O que é considerado ser uma altura segura da parede pode então ser exposto (idealmente esta altura coincidirá com altura projetada do revestimento a ser erguido e com o intervalo do jogo). O shaft shutter pode então ser desmontado, abaixado, montado, reforço extendido e o concreto despejado. A escavação é interrompida para permitir estes procedimentos. Este processo é repetido até se encontrar rocha sã, tendo então início à escavação com explosivos. Neste estágio o colar é usualmente amarrado, conformado dentro da rocha sã.

Em casos onde o solo no qual o colar está socado não é alto suportante, técnicas especais devem ser usadas. A seção instável deve ser atravessada usando caisson shielded sinking métodos ou a área deve ser pré-suportada antes da escavação, através de técnicas de reforço do solo, tais como: grouting, jet grouting, etc.

Fluxos de água subterrânea são problemáticos em regiões instáveis. Estes são resolvidos através de bombeamento ou via prevenção da entrada d’água no local da escavação, por meio poços de drenagem perfurados ao redor do local do shaft, onde a água é drenada.

Equipamentos, extruturas, preparativos de içamento para as operações desta fase podem ser de vários tipos. Os métodos populares são: guindastes móveis, guindastes estacionáveis com uma torre de perfuração giratória and slewing jib or arrangements of fixed or slewing gantries with load carrying traversing crawls.

Eles são capazes de manejar a acima mencionada escavadeira. Se seu uso é para ser extendido para a pré-furação, preparativos para gnias precisam ser incorporados no seu design quando isto passa a ser necessário, i.e. Uma o shaft avançado mais que 6 vezes o seu diâmetro.

Durante a construção do colar, as operações, escavação e concretagem são usualmente sequências e o shaft shutter é construído fora do fundo, com acesso ao shutter usualmente feito por andaimes. O shutter é baixado com guinchos instalados ao redor do shaft e montados no banco.

Pré-escavação

O objetivo da pré-escavação é aprofundar suficientemente o shaft para permitir a montagem da unidade de escavação e limpeza na base do shaft. Outro objetivo é abrir um espaço adequado entre a base do shaft e a posição de estacionamento do estágio para possibilitar o desmonte sem riscos para o estágio ou a mais vunerável unidade de limpeza. Um intervalo ideal entre a base do shaft e o banco é de 90m. Isto permitirá em torno de 70m entre a base do shaft e o lado de baixo of the grab chiver’s cabine cab abd ~ 20m para o estágio. Como estas condições teóricas são difíceis de serem atingidas, a pré-escavação nem sempre é tão profunda. Esta situação, então, demanda que os menores rounds sejam puxados até o seguro estágio (de retirada) seja obtida.

A principal diferença entre a construção do colar e a pré-escavação é que na pré-escavação o curb ring (é supença e a concretagem pode ser colocada a alguma distância acima da base do shaft de forma que a escavação e a concretagem possam ser executados concomitantemente).

66

Um estágio é requerido para proteção da base (fundo) do shaft e para acesso ao shutter. Um estágio de pré-escavação, especificamente construído, é normalmente introduzido para satisfazer esta necessidade ou em alguns casos o 2º deek do estágio principal de escavação pode ser empregado para este propósito.

Perfuratrizes marteletes manuais e técnicas de desmonte são usadas para este propósito e esta seção de shaft serve como um útil período de treinamento para a equipe do shaft. A limpeza é geralmente efetuada com rastejo montado sobre escavadeiras. Quando a profundidade da pré-escavação é atingida, a escavação é interrompida e o principal estágio de escavação montado no fundo ou pré-erguido na superfície.

ousted

Tabela 1 - Equipamentos e Ciclo de Operações em Desenvolvimento de Minas Subterrâneas

Ciclo de Operações

Abertura Continuidade da operação

Perfuração Desmonte Carregamento Transporte

shaft

Cíclico Jumbo percussão

Dinamite, slurry

Carregadeira Skip

Contínuo shaft-boring machine

Face completa, ou furo piloto.

slope, descida, subida,

Cíclico Jumbo percussão

Slurry, ANFO

Gravidade, LHD,

carregadeira.

Skip, caminhão,

LHD, correia.Rampa Contínuo Tuneleira

Raise

Cíclico Martelete, jumbo,

plataforma móvel.

ANFO, slurry Gravidade, carregadeira,

chute.

Caminhão, carro de mina,

correia.

Contínuo Raise boring machine (face completa ou furo piloto)

Galerias, travessas,

Cíclico Jumbo percussão

ANFO Escavadeira, LHD

Caminhão, LHD, correia.

Ádito, túnel Contínuo Tuneleira Roadheader

67