Estudo de Viabilidade Do Depósito de Carvão Moatize

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

ESCOLA DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS

ESTUDO DE VIABILIDADE DO DEPÓSITO DE CARVÃO MOATIZE

Projeto de Diplomação

Carlos Alves

Edgar Mário Müller

Flávio Bittencourt de Castro Júnior

Guilherme Squissato Barboza

Porto Alegre, julho de 2007

SUMÁRIO

1. Introdução.........................................................................................................................2

1.1 Histórico e aspectos fisiográficos da região........................................................2

1.2 História do carvão e características gerais..........................................................5

2. Análise do banco de dados.................................................................................................6

2.1 Variografia..........................................................................................................10

3. Geologia............................................................................................................................11

4. Método de lavra...............................................................................................................12

5. Avaliação do depósito......................................................................................................14

5.1 Modelamento geológico......................................................................................14

5.1.1 Modelo de blocos.................................................................................18

5.2 Seqüenciamento de lavra....................................................................................18

6. Parâmetros da lavra...........................................................................................................27

6.1 Equipamentos da lavra........................................................................................27

6.2 Metodologia de seleção de equipamentos de carregamento e transporte............35

6.3 Conclusões sobre os equipamentos.....................................................................37

6.4 A lavra.................................................................................................................38

6.4.1 Remoção do solo..................................................................................39

6.4.2 Carregamento e transporte....................................................................40

6.4.3 Estradas.................................................................................................42

6.5 Perfuração e desmonte.........................................................................................43

6.5.1 Desmonte do estéril..............................................................................44

6.5.2 Desmonte do carvão.............................................................................45

6.5.3 Geomecânica........................................................................................48

6.6 Estudos para método alternativo de desmonte (Stratablast)..............................49

6.6.1 Considerações de estudos experimentais futuros.................................49

6.6.2 Stratablast.............................................................................................51

6.6.3 Experimentação....................................................................................55

7. Políticas de trabalho..........................................................................................................56

8. Beneficiamento.................................................................................................................57

8.1 Circuito de cominuição.......................................................................................57

8.2 O processo de beneficiamento.............................................................................59

8.3 Recuperação da usina..........................................................................................63

8.5 Projeto de disposição dos rejeitos.......................................................................67

8.5.1 Lançamento do rejeito..........................................................................67

8.5.2 Construção da barragem.......................................................................68

8.5.3 Aspectos ambientais.............................................................................68

8.5.4 Monitoramento.....................................................................................68

9. Economia...........................................................................................................................70

9.1 Termos Internacionais de Comércio (INCOTERMS).........................................70

9.1.1 Siglas....................................................................................................70

9.1.2 Significado Jurídico..............................................................................71

9.2 Tabelas comparativas com a variação do preço do carvão e custo de transporte.....72

9.3 Correção dos Custos Operacionais.....................................................................75

9.4 Análise de mercado.............................................................................................76

9.4.1 Poupança...............................................................................................76

9.4.2 CDI.......................................................................................................76

9.4.3 Título do Tesouro Americano (10-YEAR TREASURY NOTE).............76

9.5 Conceitos importantes de fluxo de caixa.............................................................77

9.5.1 Taxa de Atualização.............................................................................77

9.5.2 Payback.................................................................................................77

9.5.3 Valor Presente Líquido ou NPV (Net Present Value)................................77

9.5.4 Taxa Interna de Retorno (TIR).............................................................79

9.6 Impostos em Moçambique..................................................................................79

9.7 Custo de Investimento.........................................................................................80

9.8 Fluxo de Caixa.....................................................................................................81

9.8.1 Resultados do Fluxo de Caixa Simplificado.........................................84

9.8.2 Resultados do Fluxo de Caixa com Imposto........................................86

9.8.3 Resultado do Fluxo de caixa com Imposto e com Empréstimo...........88

9.8.4 Comparação entre os Fluxos de caixa..................................................89

9.9 Análise de Sensibilidade.....................................................................................90

10. Conclusão do estudo.......................................................................................................92

11. Bibliografia.....................................................................................................................93

Lista de Figuras

Figura 1. Mapa de Moçambique.......................................................................3

Figura 2. Mapa de localização do País.............................................................5

Figura 3. Malha amostral em superfície..........................................................7

Figura 4. Teor de enxofre..................................................................................7

Figura 5. Poder calorífico..................................................................................7

Figura 6. Distribuição dos teores de cinza (Chipanga)...................................8

Figura 7. Distribuição espacial dos teores de cinza (Chipanga).....................8

Figura 8. Distribuição dos teores de cinza (Bananeiras)................................8

Figura 9. Distribuição espacial dos teores de cinza (Bananeiras)..................8

Figura 10. Distribuição dos teores de cinza (Souza Pinto)...............................9

Figura 11. Distribuição espacial dos teores de cinza (Souza Pinto).................9

Figura 12. Mapa de localização dos furos..........................................................9

Figura 13. Curvas de nível da relação estéril/minério......................................9

Figura 14. Krigagem da camada Chipanga (esquerda) e Souza Pinto

(direita).............................................................................................11

Figura 15. Krigagem da camada Bananeiras.................................................11

Figura 16. Esquema da lavra no depósito de carvão com multi-

camadas............................................................................................13

Figura 17. Figura esquemática da lavra e suas operações unitárias.............13

Figura 18. Exemplo de um furo legenda 1.......................................................14

Figura 19. Furos com a nova legenda apliacada..............................................15

Figura 20. Posição dos furos de sonda e sentido das seções paralelas...........16

Figura 21. Falhas geológicas no modelamento................................................16

Figura 22. Detalhe dos wireframes da topografia e do corpo modelado

(transparentes) gerado e a disposição dos furos de

sondagem..........................................................................................17

Figura 23. Legenda indicando seqüência econômica dos blocos....................20

Figura 24. Visualização 3D dos blocos seqüenciados......................................20

Figura 25. Corpo de minério com o sequenciamento em efeito nuvem.........21

Figura 26. Corte pioneiro na cor cinza.............................................................21

Figura 27. Cinco cortes projetados segundo sequenciamento........................22

Figura 28. Wheel loader.....................................................................................27

Figura 29. Escavadeira hidráulica....................................................................28

Figura 30. Caminhão basculante do tipo hear dump......................................28

Figura 31. Escavadeira convencional para retirada de solo...........................29

Figura 32. Caminhão basculante (CARGO) para transporte do solo

removido...........................................................................................29

Figura 33. Moto-niveladora para correção de estradas..................................30

Figura 34. Perfuratriz sobre o carvão..............................................................30

Figura 35. Perfuratriz sobre esteira perfurando estéril.................................31

Figura 36. Caminhão pipa.................................................................................31

Figura 37. Caminhão de lubrificação...............................................................32

Figura 38. Caminhões tanque para abastecimento dos equipamentos

diesel.................................................................................................32

Figura 39. Caminhão que fará o transporte dos sacos de ANFO..................33

Figura 40. Trator de Lâmina (dozer)...............................................................33

Figura 41. Bomba para retirada de água do corte..........................................34

Figura 42. Caminhonetes, os veículos da mina................................................34

Figura 43. Ábaco para caminhões.....................................................................36

Figura 44. Croqui da malha de furação do estéril...........................................43

Figura 45. Croqui da malha de furação do minério........................................44

Figura 46. Ábaco da estabilidade dos taludes..................................................48

Figura 47. Procedimento clássico de desmonte para extração de carvão no

método strip mining........................................................................50

Figura 48. Desmonte (Stratablast).....................................................................51

Figura 49. Desmonte (Multiple Stratablast)......................................................52

Figura 50. Leitos estratificados dos materiais desmontados (Multiple

Stratablast)........................................................................................53

Figura 51. Multiple Stratablast...........................................................................53

Figura 52. Desmonte convencional...................................................................53

Figura 53. Frente carregada antes do desmonte.............................................54

Figura 54. Resultado do desmonte (multiple stratablast)...............................55

Figura 55. Peneiras vibratórias inclinadas de 8’ x 20’....................................57

Figura 56. Britador de mandíbulas 2036..........................................................58

Figura 57. Comparativo entre equipamento e granulometria.......................59

Figura 58. Colunas de flotação..........................................................................61

Figura 59. Gráfico de flotação em coluna de finos de carvão: comparação

com célula convencional.................................................................62

Figura 60. Espessadores.....................................................................................63

Figura 61. Fluxograma da planta de beneficiamento.....................................66

Figura 62. Esquema de construção de uma barragem de rejeitos.................68

Figura 63. Índice de Preços ao Consumidor (IPC) americano.......................75

Figura 64. Valor do título do tesouro americanos nos últimos 20 anos.........76

Figura 65. Gráfico NPV x Tempo do fluxo de caixa sem empréstimo e sem

imposto.............................................................................................84

Figura 66. Gráfico NPV x Tempo do fluxo de caixa com imposto.................86

Figura 67. Gráfico NPV x Tempo do fluxo de caixa com imposto e

empréstimo.......................................................................................88

Figura 68. Comparativo entre os NPV’s..........................................................89

Figura 69. Gráfico de análise de Sensibilidade................................................91

Lista de Tabelas

Tabela 1. Definição das camadas a serem

modeladas.........................................................................................15

Tabela 2. Volume e tonelagem de cada camada............................................17

Tabela 3. Volume e tonelagem de carvão.......................................................17

Tabela 4. Materiais movimentados em cada corte........................................22

Tabela 5. Porcentagem de carvão extraído de cada camada........................23

Tabela 6. Características dos carvões.............................................................23

Tabela 7. Fração de cada camada no depósito...............................................23

Tabela 8. Primeiro ano da lavra......................................................................24

Tabela 9. Segundo ano da lavra......................................................................24

Tabela 10. Terceiro ano da lavra......................................................................25

Tabela 11. Quarto ano de lavra.........................................................................25

Tabela 12. Quinto ano da lavra.........................................................................26

Tabela 13. Características médias das camadas de carvão do depósito de

Moatize.............................................................................................38

Tabela 14. Características médias das camadas de estéril do depósito

Moatize.............................................................................................38

Tabela 15. Equipamentos para remoção do solo.............................................39

Tabela 16. produção de carvão na região com uma camada..........................40

Tabela 17. remoção de estéril na região com duas camadas..........................40

Tabela 18. Produção de carvão na região com duas camadas........................41

Tabela 19. Remoção de estéril na região com duas camadas.........................41

Tabela 20. Produção de carvão na região com três camadas.........................42

Tabela 21. Remoção de estéril na região com três camadas...........................42

Tabela 22. Volume de explosivo no desmonte do carvão................................46

Tabela 23. Densidade de carga no desmonte do carvão..................................46

Tabela 24. Volume de explosivo no desmonte do carvão................................47

Tabela 25. Densidade de carga no desmonte do carvão..................................47

Tabela 26. Custos com ANFO...........................................................................47

Tabela 27. Custos com acessórios......................................................................47

Tabela 28. Custos horários do desmonte, incluindo

acessórios..........................................................................................47

Tabela 29. Características dos taludes e da rocha...........................................49

Tabela 30. Valores obtidos no ábaco.................................................................49

Tabela 31. Horas trabalhadas durante um dia................................................56

Tabela 32. Faixa granulométrica do ROM......................................................58

Tabela 33. Faixa granulométrica do Produto do britador de rolo

duplo.................................................................................................58

Tabela 34. Características de equipamentos de concentração

gravimétrica.....................................................................................60

Tabela 35. Resultados de flotação de finos de carvão em coluna e em células

convencionais...................................................................................62

Tabela 36. Recuperação do carvão metalúrgico na camada

chipanga...........................................................................................63

Tabela 37. Recuperação do carvão Energético na camada

chipanga...........................................................................................63

Tabela 38. Recuperação do carvão Energético na camada Souza

Pinto..................................................................................................63

Tabela 39. Recuperação do carvão metalúrgico na camada Souza

Pinto..................................................................................................63


Bananeiras.......................................................................................64


Bananeiras.......................................................................................64

Tabela 42. Custos dos Equipamentos da usina................................................65

Tabela 43. Preço do carvão metalúrgico norte-americano para

venda.................................................................................................72

Tabela 44. Preço do carvão energético americano para venda......................73

Tabela 45. Custo de importação do carvão metalúrgico norte-

americano.........................................................................................74

Tabela 46. Custos de infra-estrutura para a planta de

beneficiamento.................................................................................80

Tabela 47. Fluxo de caixa simplificado.............................................................83

Tabela 48. Resultados obtidos no fluxo de caixa simplificado........................84

Tabela 49. Fluxo de caixa com impostos...........................................................85

Tabela 50. Resultados do fluxo de caixa com impostos...................................86

Tabela 51. Fluxo de caixa com impostos e empréstimo...................................87

Tabela 52. Resultados do fluxo de caixa com impostos e

empréstimo.......................................................................................88

RESUMO EXECUTIVO DO PROJETO

O presente projeto trata de uma análise de viabilidade técnica e

econômica para a implantação de uma mina de carvão a céu aberto que se localiza na

África, no país Moçambique na província de Tete.

Nome: Mina Moatize

Localização: Moçambique - África

Minério: Carvão

Formato do depósito: Camadas tabulares

Camadas de carvão: Bananeiras, Chipanga e Souza

Pinto

Método de lavra: Strip mining

Recurso indicado: 216.163.396t

Taxa de produção ROM: 720.550t/mês

Vida útil da mina 25 anos

Dias de operação: 350dias/ano

Turnos de trabalho: 3turnos/dia

Regime de trabalho: 8h/turno

Beneficiamento: Meio denso, Flotação e Espirais

Recuperação mássica da usina: 90%

Investimento em Infra-Estrutura Local: US$ 40.926.000,00

Investimento da Usina de Beneficiamento: US$ 35.000.000,00

Investimento da Lavra: US$ 54.074.000,00

Investimento total: US$ 130.000.000,00

Custo operacional de Lavra: US$ 3,37/t

Custo operacional da Usina de Beneficiamento: US$ 4,30/t

Valor de venda do carvão metalúrgico: US$ 100,00/t

Valor de venda do carvão energético: US$ 30,00/t

Payback 2 anos

1

1 Introdução

O presente estudo tem como objetivo analisar a pré-viabilidade

técnica e econômica da abertura de uma nova mina a céu aberto para exploração de

carvão.

Esta jazida é caracterizada por três camadas principais de carvão que

possuem variações de espessura ao longo do depósito, possuindo espessuras superiores

a 20 metros. A zona estudada aparenta ter sofrido perturbações geológicas por

apresentar falhas nas camadas em dois pontos dos corpos de minério e por apresentar

zonas onde as ocorrências mais próximas da superfície foram erodidas.

Depois de realizado o modelamento do corpo de minério, com o

software Datamine Studio®, e das rochas encaixantes (overbourden e interbourdens),

foram realizados cálculos para se definir o recurso in situ. O método de lavra

selecionado foi o Strip mining, que é o método predominante utilizado na mineração de

carvão a céu aberto. Neste trabalho também foi realizado um estudo para se verificar a

possibilidade da aplicação de uma variação do novo método de lavra desenvolvido pela

empresa Orica chamado Stratablast, onde a proposta é utilizar o design de seu desmonte

de rocha.

Após de ser definido o modelo de blocos, o seqüenciamento de lavra

foi realizado e otimizado com o uso do software NPV Scheduler®. Com base nos blocos

seqüenciados foi possível locar o corte pioneiro e esquematizar os cortes sucessivos.

A usina de beneficiamento do minério foi projetada para fornecer dois

produtos: carvão metalúrgico (coqueificável) e carvão energético.

A próxima (última) etapa do projeto foi analisar a viabilidade técnica

e econômica da abertura da Mina Moatize, considerando o cenário econômico mundial

atual bem como os custos envolvidos de investimento e os custos operacionais para o

desenvolvimento e operação da mina.

1.1 Histórico e aspectos fisiográficos da região

Moçambique é um país da costa oriental da África Austral. É uma

antiga colônia de Portugal, desde o ano de 1500 e teve a sua independência em 1975.

2

Faz parte da CPLP (Comunidade dos Países de Língua Portuguesa). Sua capital e maior

cidade é Maputo.

Figura 1 Mapa de Moçambique.

A data da Independência do país Moçambique foi 25 de Junho de

1975. O chefe de Estado atual é Armando Emílio Guebuza. O país possui hoje um

sistema político multipartidário (Constituição de 1990 e 2004). Moçambique é

localizado estrategicamente na costa oriental da África Austral, e é a porta de entrada

para seis países do interior. O país possui uma área territorial de 799.390km2 (13.000

km2 de águas interiores).

A população de Moçambicanos segundo fontes de pesquisa de 2005

era de 19.420.036 habitantes. (Ano: 2005-Fonte: INE).

O clima da região caracteriza-se por ser de sub-tropical até tropical

(do sul para norte do país).

A capital e maior cidade é a Cidade de Maputo (estatuto de província).

A moeda local é a Metical (MT) e possui valor para o câmbio de

US$1=19.663,00 MT (Fonte Banco de Moçambique 14/04/2005).

3

O PIB per capita do país em 1998 era de US$ 236.9 e sofreu um

acréscimo de 9% no ano de 1999. O Produto interno bruto de Moçambique foi de US$

3,6 bilhões em 2001. O país é membro da União Africana.

Cerca de 45% do território moçambicano tem potencial para

agricultura, porém 80% de subsistência. Há extração de madeira das florestas nativas. A

reconstrução da economia (após o fim da guerra civil em 1992, e das enchentes de

2000) é dificultada pela existência de minas terrestres não desativadas.

Segundo dados de 1997, os principais produtos agrícolas são algodão,

cana-de-açúcar, castanha de caju, copra (polpa de côco) e mandioca. Na pecuária

segundo dados de 1996 a criação de bovinos era de 1,3 milhões, de suínos 175 mil e de

ovinos 122 mil. A atividade de pesca é reduzida apresentando cerca de 30,2 mil

toneladas em 1996.

Segundo o site oficial da República de Moçambique a atividade

mineira no país está presente, onde existem minas de carvão, sal, grafite, bauxita, ouro,

pedras preciosas e semipreciosas. Possui também reservas de gás natural e mármore.

O país possui um grande potencial turístico, destacando-se as zonas

propícias ao mergulho de aproximadamente dois mil quilômetros de litoral, os parques e

reservas de animais no interior do país. Para atrair investimentos estrangeiros foi criado

o Corredor de Desenvolvimento de Nacala (CDN), junto ao porto desta cidade, com

acesso rodoviário, suprimento de energia elétrica e com ligação por ferrovia até a cidade

vizinha Malaui.

4

Figura 2 Mapa de localização do País.

1.2 História do Carvão e características gerais

A mineração de carvão durante décadas foi intermitente e primitiva,

somente passando a adquirir estatura de uma indústria moderna a partir da Segunda

Guerra Mundial, ainda que em ritmo lento e cheios de altos e baixos. Apenas

recentemente ocorreu alguma recuperação, com a elevação dos preços e o maior

consumo de carvão nos complexos termoelétricos.

O carvão mineral, ou simplesmente carvão, é o recurso energético

não-renovável de maior abundância no globo terrestre, sendo um combustível fóssil

sólido formado a partir da matéria orgânica de vegetais depositados em bacias

sedimentares. Por ação de pressão e temperatura, em ambiente anaeróbio, sem contato

com o ar, e em decorrência de soterramento e atividade orogênica, os restos vegetais ao

longo do tempo geológico se solidificam, perdem oxigênio e hidrogênio e se

5

enriquecem em carbono, em um processo denominado carbonificação. Quanto mais

intensas a pressão e a temperatura a que a camada de matéria vegetal for submetida e

quanto mais tempo durar o processo, maior será o grau de carbonificação atingido, ou

rank, e maior a qualidade do carvão.

Os diversos estágios de carbonificação, do menor para o maior rank,

são dados pelo esquema: turfa → linhito → carvão sub-betuminoso → carvão

betuminoso → antracito segundo a classificação norte-americana ASTM.

As principais bacias sedimentares carboníferas foram geradas no

intervalo Permocarbonífero. Enquanto as bacias do hemisfério norte foram formadas no

período Carbonífero, as principais ocorrências de carvão do hemisfério sul, assim como

em Moçambique, datam do período Permiano Inferior.

2 Análise do banco de dados

O banco de dados é composto de 74 furos de sondagem. Foram

disponibilizados quatro arquivos contendo as seguintes informações:

• ASSAYS.TXT :: Contém a identificação de cada furo, início da seção avaliada,

término da seção avaliada, comprimento da seção avaliada, teor de voláteis, teor

de carbono fixo, teor de enxofre, poder calorífico.

• COLLAR.TXT :: Contém a identificação do furo e as coordenadas X, Y e Z em

UTM.

• GEOLOGY.TXT :: Contém a identificação do furo, início da seção avaliada,

término da seção avaliada e litologia de rocha encontrada.

A visualização da distribuição superficial dos furos é na figura a

seguir. Observa-se a malha irregular.

6

575000

575000

576000

576000

577000

577000

578000

578000

579000

579000

X (m)

X (m)

8214000 8214000

8215000 8215000

8216000 8216000

8217000 8217000

Y (m)

Y (m)

ASH

Figura 3 Malha amostral em superfície.

Foram realizados histogramas das características fornecidas no banco

de dados. Seguem abaixo.

SULPHUR(%)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

SILT B G I LC LC_B M C PC SP SP_B SP0 UC

litologia

enxo

fre,

%

Figura 4 Teores de enxofre.

CV

15

20

25

30

35

alor

ífico

, kJ/

g

0

5

10

SILT B G I LC LC_B MC PC SP SP_B SP0 UC

litologia

pode

r c

Figura 5 Poder calorífico.

7

A) Teor de Cinzas:

O teor de cinza foi avaliado em cada uma das três camadas principais

conforme demonstrado abaixo. Percebe-se que a camada com melhor qualidade de cinza

(menor teor e menor variabilidade) é a Chipanga seguida pela Souza Pinto. A camada

Bananeiras apresenta um baixo teor de cinza geral, mas devido a pouca quantidade de

amostras nesta camada, a análise torna-se errática.

10

10

15

15

20

20

25

25

30

30

ASH

ASH

0.00 0.00

0.05 0.05

0.10 0.10

0.15 0.15

0.20 0.20

Frequencies

Frequencies

Nb Samples: 53Minimum: 11.55Maximum: 28.87Mean: 17.24Std. Dev.: 3.55

Histogram (ASH)

Figura 6 Distribuição dos teores de cinza Figura 7 Distribuição espacial dos teores de cinza (Chipanga). (Chipanga)

12

12

13

13

14

14

15

15

16

16

17

17

18

18

19

19

20

20

21

21

ASH

ASH

0.00 0.00

0.05 0.05

0.10 0.10

0.15 0.15

0.20 0.20

Frequencies

Frequencies

Nb Samples: 21Minimum: 12.11Maximum: 20.42Mean: 16.53Std. Dev.: 2.20

Histogram (ASH)

Isatis Figura 8 Distribuição dos teores de cinza Figura 9 Distribuição espacial dos teores de cinza

(Bananeiras) (Bananeiras)

8

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60

70

70

80

80

ASH

ASH

0.0 0.0

0.1 0.1

0.2 0.2

0.3 0.3

0.4 0.4

Frequencies

Frequencies

ash - souzapintoNb Samples: 49

Minimum: 17.20Maximum: 76.90Mean: 23.54Std. Dev.: 8.88

Histogram (ASH)

Figura 10 Distribuição dos teores de cinza Figura 11 Distribuição espacial dos teores de cinza (Souza Pinto) (Souza Pinto)

B) Espessura:

A espessura das camadas foi acumulada no plano superficial para

determinar assim uma estimativa da relação estéril/minério superficial. Foi usado o

método de interpolação inverso do quadrado da distância, no software Surfer®.

Observam-se picos de elevada relação estéril/minério em uma zona específica, embora

esta zona não apresente as maiores espessuras de camadas e as maiores profundidades

do depósito.

2.1

1.7

2

2.4

2.9

6.1

5.1

6

1.4

3

3.5

4.1

2

1.4

1.3

1.6

1.5

1.8

2.5

2.3

2.21.2

0.68

0.573.4

11

4.32.3

3.2

0.641.9

1.1

1.6

1.4

1.9

2.4

2.1

1.61.1

1.7

0.53

6.84.3

4.63.3

4.2

1.91.83.5

2.8 2.1

2.63.5

9.1

1.4

2.5

0.84

2.5

1.8

19

13

0.69

1.3

20.420.33

4.31.11.40.590.57

0.440.63

0.63

575500 576000 576500 577000 577500 578000 578500 579000

8214500

8215000

8215500

8216000

8216500

8217000

8217500

Figura 12 Mapa de localização dos furos. Figura 13 Curvas de nível da relação E/M.

9

2.1 Variografia

Um estudo da continuidade espacial é necessário para avaliar uma

possível anisotropia do depósito. Como o banco de dados possui poucas amostras e tem

uma malha muito irregular essa verificação torna-se mais difícil; ainda sim foi feito um

estudo e foi modelado um variograma truncado em apenas uma estrutura. Não foi

constatada a presença de amostragem preferencial em nenhuma área, logo não se fez

uso da determinação de pesos para as amostras (declusterização).

A variável trabalhada será a porcentagem de cinza. Devido a

classificação atribuída ao carvão: metalúrgico, energético ou ganga, a quantidade de

cinza será o fator determinante. Os variogramas onidirecionais apresentaram uma boa

correlação, mas, os direcionais, pela restrita quantidade de amostras não conseguiram

capturar pares de amostras suficientes. Para o modelamento foram utilizados 10 lags de

350m com uma tolerância angular de 25º.

Os modelos de variogramas encontrados foram os seguintes:

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

°°⋅+=

1182000;

23300063,6

NNSPHγ (Chipanga)

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

°°⋅+=

451000;

13540007750

NNSPHγ (Souza Pinto)

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

°°⋅+=

68800;

158300085,31

NNSPHγ (Bananeiras)

Com base nesses modelos, foi feita uma estimativa por Krigagem em

blocos de 100x100x10m. Foi utilizada discretização de 5x5x1m. A validação cruzada

obteve uma correlação nula devido ao fato de haverem poucos pares de amostras,

principalmente na camada Bananeiras. O erro relativo da krigagem foi praticamente

zero, indicando que a estimativa teve sua validade aceita. Esta estimativa por krigagem

obtida visa apenas verificar o possível comportamento do teor de cinza no corpo de

minério. As cores mais frias indicam uma menor porcentagem de cinza em bloco.

10

Fig 14 Krigagem da camada Chipanga (esquerda) e Souza Pinto (direita).

Fig 15 Krigagem da camada Bananeiras.

3 Geologia

O depósito de carvão é constituído por rochas de origem sedimentar, tais como,

siltitos e arenitos que são as litologias correspondentes a rocha estéril. O minério é

composto por três camadas horizontalizadas principais de carvão com a seguinte

nomenclatura: a Bananeiras, a Chipanga e a camada Souza Pinto, sendo apresentadas da

camada mais rasa, para a mais profunda. Entre as camadas de carvão existe novamente a

presença de material estéril compostos por siltitos e arenitos o chamado “interburden”.

As camadas de carvão apresentam características distintas quanto a sua

composição química e aproveitamento econômico.

A partir do modelamento realizado foi possível verificar intensa atividade

geológica nas camadas de carvão de Moatize. Algumas camadas de carvão foram

soerguidas e erodidas não ocorrendo em determinadas regiões do depósito. Este

11

depósito também indica a presença de duas falhas principais localizadas mais ao norte

que podem ser vistas no item modelamento.

4 Método de Lavra

O método de lavra a ser utilizado é o Strip mining, por ser o método

clássico de lavra a céu para carvão e por melhor se adequar à configuração deste caso.

O corte pioneiro será aberto com a utilização de escavadeiras

hidráulicas até que a largura do corte seja suficientemente grande para que a extração

continue com carregadeiras sobre rodas convencionais. A lavra utilizará o sistema de

carregadeira-caminhão para remoção das camadas de estéril bem como para a extração

de carvão. O estéril removido em um lado do corte será depositado no lado oposto

desta, onde o carvão já foi retirado, fechando-a novamente. O sistema carregadeira-

caminhão foi adotado por seu investimento inicial ser mais baixo, permitir flexibilidade

na produção de carvão em múltiplas camadas, oferecer rápido acesso às camadas e

menos atividades de recuperação e com baixo custo.

A mineração iniciará com a remoção das camadas de solo orgânico e

argiloso que serão depositados em pilhas fora do corte e posterior utilização para

recuperação ambiental. Em seguida a cobertura de estéril será perfurada e

posteriormente detonada para fragmentar o material, permitindo que este seja carregado

por escavadeiras hidráulicas (hydraulic excavator) e escavadeiras sobre rodas (wheel

loader) e transportados até o outro lado do corte por caminhões basculantes (rear

dump).

Depois da remoção da cobertura de estéril a camada de carvão será

perfurada e detonada para fragmentar o material, permitindo que sejam carregados por

escavadeiras hidráulicas (hydraulic excavator) e escavadeiras sobre rodas (wheel

loader) e transportados por caminhões basculantes até a unidade de britagem.

Diferentemente do estéril, o carvão deve ser fragmentado até uma granulometria

compatível com os equipamentos de britagem primária.

12

Figura 16 Esquema da lavra no depósito de carvão com multi-camadas.

Figura 17 Figura esquemática da lavra e suas operações unitárias.

Após o término da deposição de estéril nos cortes finalizados, estes receberão as

coberturas de solo argiloso e solo orgânico respectivamente, dando um aspecto natural à

topografia gerada. Sobre o solo orgânico será realizado o plantio de gramíneas para

fixação do solo e contenção da erosão.

13

5 Avaliação do depósito 5.1 Modelamento geológico

A quantificação dos recursos minerais do depósito de carvão foi feita

com a utilização do software Datamine Studio®. A partir das informações de 74 furos

de sondagem que se dispõem em uma malha irregular com profundidades variadas, foi

feita a interpretação do depósito com o uso do método das seções paralelas.

Foi feita uma análise estatística do banco de dados para definir quais e

quantas camadas de carvão seriam modeladas.

Com a utilização do software Datamine Studio® foi criada uma

legenda dos litotipos, para que se fizesse a correlação entre os mesmos, onde SILT

corresponde ao estéril e os demais índices correspondem ao carvão.

Figura 18 Exemplo de um furo Legenda 1.

Com este artifício foi possível concluir que embora existam diversas

classificações do carvão por causa de suas características (por exemplo: teor de cinzas e

teor de voláteis), algumas delas pertenceriam, segundo a interpretação espacial, à uma

mesma camada. Foi então estabelecido que seriam modeladas três camadas principais

que apresentaram maior freqüência nos furos, sempre observando suas disposições

espaciais. Estas camadas foram chamadas de Bananeiras, Chipanga e Souza Pinto.

Litologias do banco de dados como, por exemplo, a “G” que foram observadas apenas

em poucos furos sem correlação espacial foram modeladas como material estéril para

facilitar a geração dos sólidos, já que suas inserções no modelamento não causariam

14

incremento significativo no volume de minério. A tabela abaixo explica quais camadas

serão modeladas.

Litologia CamadaB BananeirasG SILTI SILT

LC ChipangaLC_B ChipangaMC ChipangaPC ChipangaSP Souza Pinto

SP_B Souza PintoSP0 Souza PintoUC Chipanga

Tabela 1 Definição das camadas a serem modeladas

Foi feita então uma segunda legenda no software Datamine Studio®

apenas com as informações necessárias segundo a nova classificação. A figura abaixo

demonstra os furos de sondagem já com a nova legenda aplicada, onde a cor vermelha

representa a camada Bananeiras, a verde a camada Chipanga e a cor amarela a camada

Souza Pinto. A cor marrom representa o material estéril.

Figura 19 Furos com a nova legenda aplicada

Inicialmente foi objetivado ter um entendimento do comportamento

espacial das camadas de carvão, visto que a malha de sondagem não apresenta um

comportamento regular.

15

Figura 20 Posição dos furos de sondagem e sentido das seções paralelas

Após esta etapa foram geradas seções paralelas no sentido SE-NO

para que depois fossem gerados os sólidos. Durante a interpretação das seções foi

possível observar presença de duas falhas geológicas. O critério da verificação de

existências destas falhas foi o mergulho mais acentuado (brusco) das camadas que

ultrapassam os ângulos típicos de mergulhos deste tipo de corpo de minério.

A próxima figura demonstra a estratigrafia das camadas onde a cor

vermelha representa a camada Bananeiras, a cor verde representa a camada Chipanga e

a cor amarela representa a camada Souza Pinto. A cor marrom descrimina o

overbourden assim como os interbourdens existentes.

Figura 21 Falhas geológicas no modelamento.

É sabido que o corpo de minério se estende além dos furos das

extremidades, porém, não foram feitas extrapolações laterais no modelamento para que

não se superestimasse o volume de minério por se tratar de um corpo de minério com

16

grandes variações de espessura. O corpo foi modelado apenas até os furos de sondagem

das extremidades.

Figura 22 Detalhe dos wireframes da topografia e do corpo modelado (transparentes) gerado e a

disposição dos furos de sondagem.

Foi então calculado o volume e a massa de todas as camadas, que

estão na tabela abaixo:

Material Volume (m3) Massa (t)Estéril (above Bananeiras) 46,656,359 116,640,898 Carvão (Bananeiras) 9,371,954 14,995,126 Estéril (above Chipanga) 134,192,730 335,481,825 Carvão (Chipanga) 83,810,682 134,097,091 Estéril (above Souza Pinto) 148,385,184 370,962,960 Carvão (Souza Pinto) 41,919,487 67,071,179

Tabela 2 Volume e tonelagem de cada camada.

Volume Total de carvão (m3) Massa total de carvão (t)135,102,123 216,163,397

Tabela 3 Volume e tonelagem de carvão.

17

5.1.1 Modelo de Blocos

Foi realizado no software Datamine Studio®. Inicialmente foi criado

um prototype, que possui as mesmas dimensões do modelo de bloco a ser criado e serve

como estrutura para armazenar com as dimensões do modelo de blocos a ser criado.

As dimensões do prototype criado foram:

Direção X com ponto inicial na coordenada 575200 contando com 43

blocos de 100m nesta direção. Na direção Y, o ponto inicial é a coordenada 8214000

contando com 36 blocos de 100m nesta direção. Na direção Z o ponto inicial é a cota -

140 e nesta direção serão construídos 37 blocos de 10m. O prototype obtido é apenas a

as definições do modelo a ser criado.

A seguir foi feito o preenchimento do modelo criado com blocos de

100x100x10m com o comando wirefill. O tamanho de bloco escolhido foi determinado

pela altura de bancada e, por se tratar de um strip mining, as dimensões de bloco podem

ser grandes em superfície (grande movimentação de material). O arquivo resultante

desses processos é um arquivo de blocos que será então preenchido pelo wireframe do

corpo de minério com o comando trival. É atribuído peso 1 para bloco dentro do corpo e

0 para bloco fora do corpo de minério (opção mined). Uma sub-blocagem é levada em

consideração.

5.2 Seqüenciamento de Lavra

Com o modelo de blocos já definido, foi feito com a utilização do

software NPV Scheduler® , a otimização do seqüenciamento de lavra.

Cada bloco recebeu um valor econômico (VALUE) que foi calculado

segundo a fórmula:

VALUE=VALUE1+VALUE2+VALUE3+VALUE4

Onde:

VALUE1= (TWASTE).(CL)

18

VALUE2= (TCHIP).

(%RejeitoCHIP).(CL+CB)+(%MCHIP)*(%RECP)*($VM)+(%ECHIP)*(%RECP)*($VE)

VALUE3= “ídem fórmula VALUE2 porém com valores para o carvão Souza Pinto”.

VALUE4= “ídem fórmula VALUE2 porém com valores para o carvão Bananeiras”.

Sendo que:

- TWASTE: tonelagem de estéril;

- CL: custo de lavra por tonelada;

- TCHIP: tonelagem de carvão Chipanga;

- %RejeitoCHIP: fração de rejeito da planta de beneficiamento de carvão Chipanga;

- CB: custo de beneficiamento por tonelada;

- %MCHIP: fração de carvão metalúrgico do carvão Chipanga;

- %RECP: recuperação global da planta de beneficiamento;

- $VM: valor de venda por tonelada de carvão metalúrgico com custos de lavra e

beneficiamento já inclusos;

- $VE: valor de venda por tonelada de carvão energético com custos de lavra e

beneficiamento já inclusos;

- %ECHIP: fração de carvão energético do carvão Chipanga;

Após a etapa de seqüenciamento com a utilização do NPV

Scheduler®, foi inserido no software Datamine Studio® as informações geradas e

obteve-se o seguinte cenário dos blocos (pushbacks) seqüenciados:

19

Figura 23 Legenda indicando seqüência econômica dos blocos.

De posse dos blocos seqüenciados foi possível locar o corte pioneiro

(Box Cut) e realizar o seqüenciamento dos próximos cortes da lavra. A legenda da

figura superior indica a seqüência dos blocos mais econômicos que foi utilizada para a

definição dos cortes. Os blocos onde a legenda não se aplica (brancos) são da seqüência

posterior ao décimo quarto corte (pushback).

Figura 24 Visualização em 3D dos blocos seqüenciados.

Os pushbacks gerados no NPV Scheduler respeitam um critério de

extração de 8.600.000t de minério por ano com ângulos de face de 80°.

20

Figura 25 Corpo do minério com o seqüenciamento em efeito de nuvem.

A figura a seguir indica o local e a configuração do corte pioneiro que

foi escolhido buscando extrair o máximo possível de blocos mais econômicos e já se

prevendo a locação dos cortes posteriores sempre relevando suas respectivas

operacionalidades.

Figura 26 Corte pioneiro na cor cinza (Wireframes no modo transparente).

A figura a seguir demonstra os cinco primeiros cortes realizados

verificando a operacionalidade e a maximização de lucro baseado no seqüenciamento.

21

Figura 27 Cinco cortes projetados segundo o seqüenciamento.

A figura acima demonstra cinco cortes sendo as suas respectivas

seqüências a seguinte:

- Corte pioneiro: cor cinza;

- Corte 2: cor azul;

- Corte 3: cor bordô;

- Corte 4: cor ciano;

- Corte 5: cor verde escuro.

O volume de cada material movimentado em cada corte foi calculado

no Datamine Studio® com o uso dos comandos TRIVAL, COPY, EXTRA e STATS. Os

resultados estão discriminados nas tabelas a seguir.

Estéril (t) Carvão Total (t) Chipanga Souza Pinto BananeirasCORTE PIONEIRO 37,409,667 8,717,302 6,773,344 1,943,958 0

CORTE2 33,726,808 5,014,779 3,096,329 1,918,450 0CORTE3 34,043,858 7,957,943 5,893,612 1,977,718 86,613 CORTE4 31,978,136 9,522,459 6,289,144 581,168 2,652,147 CORTE5 27,736,655 8,559,948 5,540,201 2,041,394 978,353

FRAÇÃO (t)

Tabela 4 Materiais movimentados em cada corte

22

Estéril (t) Carvão Total (t) Chipanga Souza Pinto BananeirasCORTE PIONEIRO 37,409,667 8,717,302 77.7 22.3 -

CORTE2 33,726,808 5,014,779 61.7 38.3 - CORTE3 34,043,858 7,957,943 74.0 24.9 1.1 CORTE4 31,978,136 9,522,459 66.0 6.1 27.9 CORTE5 27,736,655 8,559,948 64.7 23.8 11.5

REPRESENTAÇÃO PERCENTUAL (%)

Tabela 5 Porcentagem de carvão extraído de cada camada

Os próximos cortes seguirão os critérios de definição anteriormente

utilizados e seguindo os cortes já demonstrados. Para a região sul um novo corte

pioneiro deverá ser locado para que se sigam as operações de produção.

Com o seguinte cenário que está demonstrado nas tabelas abaixo,

foram previstas as produções anuais verificando os cortes anteriormente projetados

detalhando a quantidade de cada material extraído para a meta de produção anual

calculada anteriormente por Taylor de aproximadamente 8.6Mt para que fossem

possíveis um maior detalhamento e precisão no fluxo de caixa.

Características do carvão Bananeiras Chipanga Souza Pinto

Fração Metalúrgica (%) 44,44 36,66 24,44Fração Energética (%) 4,44 36,66 30,00

Fração Rejeito da Planta (%) 51,12 26,68 45,56 Tabela 6 Características dos carvões

Camadas de carvão Participação no Depósito (%)Bananeiras 6,94Chipanga 62,04

Souza Pinto 31,03 Tabela 7 Fração de cada camada no depósito

Com estas informações então foi possível realizar uma previsão

detalhada trabalhando-se com uma média ponderada usando pesos para cada camada

(calculados com base na fração de cada camada no volume total do depósito), dos

quatro primeiros anos da massa de carvão energético e carvão metalúrgico e o que

poderá ser rejeitado pela planta de beneficiamento obviamente dependendo do valor de

sua recuperação global. Com o detalhamento dos quatro primeiros anos será feita uma

estimativa para os demais anos.

Seguem as tabelas de lavra detalhada dos quatro primeiros anos da

lavra, o campo Estéril refere-se à massa do overbourden e dos interbourdens:

23

Bananeiras (t) Chipanga (t) Souza Pinto (t) Estéril (t)0 6718358 1928177 37105979

Bananeiras (%) Chipanga (%) Souza Pinto (%)0 77,7 22,3

Metalúrgico (t) Energético (t) Rejeito da Planta (t)2929394 3037372 2679769

Metalúrgico (%) Energético (%) Rejeito da Planta (%)33,88 35,13 30,99

Total de Estéril (t) Total de carvão (t)37105979 8646536

Frações (metalúrgico, energético, rejeito da planta)

ANO 1

99% extraído no 1º anoCorte Pioneiro

Tabela 8 Primeiro ano da lavra.






Bananeiras (%) Chipanga (%) Souza Pinto (%)1,10 74,06 24,84



Estéril (t) Total de carvão (t)49264314 8646536

ANO 2

Corte 345% extraído no 2º ano


Corte Pioneiro1% extraído no 2º ano

Corte 2100% extraído no 2º ano

Tabela 9 Segundo ano da lavra.

24








ANO 3Corte 3

55% extraído no 3º ano

Corte 444,63% extraído no 3º ano


Tabela 10 Terceiro ano da lavra.











ANO 4

Tabela 11 Quarto ano de lavra.

Segundo os cálculos realizados apenas 39,41% do corte serão

extraídos no 4º ano. Portanto se tem 60,59% do corte 5 que serão extraídos no 5º ano de

lavra, que correspondem à 5186288t de carvão. Para se atingir a meta de 8646536t

anuais deverão ser extraídos, portanto mais 3460248t do próximo corte.

25




O material restante do corte 5 será lavrado em 7,2 meses.

Uma aproximação com base nos cálulos realizados, será feita para os próximos anos e na continuação do 5º ano.

ANO 5Corte 5

60,56% extraído no 3º ano

Tabela 12 Quinto ano da lavra.

26

6 Parâmetros da Lavra

6.1 Equipamentos da Lavra

Os equipamentos utilizados na lavra serão descritos abaixo, como uma

forma justificar a sua escolha nesta mina.

Escavadeira sobre rodas (Wheel loader): as escavadeiras sobre rodas

possuem certas vantagens sobre as shovels. O custo por metro cúbico de material

removido é mais baixo, possuem maior mobilidade, são mais práticas para realizar

misturas “blendagem” de materiais, podem facilmente mudar de função, possuem uma

maior facilidade de venda. Uma de suas desvantagens é o grande desgaste de pneus em

terrenos muito irregulares, sendo esta um possível problema visto o panorama mundial

do mercado mineiro que demanda um número muito grande de pneus.

Figura 28: Wheel loader.

Escavadeira Hidráulica (Hydraulic Excavator): são equipamentos de

escavação montados sobre esteiras. Serão utilizados para abrir os cortes pioneiros onde

é necessário retirar o material sob o equipamento até que o corte seja suficientemente

grande para o uso das escavadeiras sobre rodas “wheel loader”.

27

Figura 29 Escavadeira hidráulica.

Caminhões basculantes fora-de-estrada (Rear Dump): este tipo de

caminhão é indicado para pistas mais inclinadas, como no caso deste depósito, onde

grande parte da pista possui uma inclinação de 10%. O basculamento pela parte traseira

da caçamba permite a formação de pilhas para o carvão e também uma deposição mais

precisa para o material estéril que será despejado nos cortes já minerados para o seu

devido fechamento.

Figura 30 Caminhão basculante do tipo Rear Dump.

Escavadeira convencional: possuem grande mobilidade, diversidade

de funções e baixo custo de investimento e custo operacional. São ideais para a remoção

das camadas de solo argiloso e solo orgânico.

28

Figura 31 Escavadeira convencional para retirada de solo.

Caminhões basculantes (CARGO): serão utilizados para o

transporte do solo argiloso e orgânico removido. Basculam a sua carga formando pilhas

de estoque e também serão utilizados para recolocar as camadas de solo sobre o estéril

na reconstituição dos terrenos minerados. Possuem preço mais acessível, são mais leves

e de manutenção mais barata e simples do que os caminhões fora-de-estrada, porém este

tipo de caminhão possui menor durabilidade.

Figura 32 Caminhão basculante (CARGO) para transporte do solo removido.

Moto-niveladora: este equipamento manterá as estradas em boas

condições, diminuindo e corrigindo as falhas e os buracos produzidos. As estradas

precisam estar em boas condições para diminuir a resistência ao rolamento e assim

aumentar a produtividade dos caminhões. Este equipamento também será utilizado no

decapeamento das camadas de solo.

29

Figura 33 Moto-niveladora para correção de estradas.

Perfuratriz rotativa (carvão): o carvão é uma rocha de baixa dureza

e extremamente friável e por esta razão serão utilizadas perfuratrizes rotativas sobre

esteiras. As brocas utilizadas terão 5,5” de diâmetro e dentes de aço. A velocidade de

furação é maior no carvão do que no estéril e por ser uma rocha mais frágil a razão de

carga será menor utilizando-se furos de menor diâmetro.

Figura 34 Perfuratriz sobre o carvão.

Perfuratriz rotativa (estéril): o estéril é constituído por rochas de

baixa dureza e é por esta razão serão utilizadas perfuratrizes rotativas sobre esteiras.

Serão utilizadas brocas tricônicas, com dentes de aço, de 6” de diâmetro no material

estéril, constituído por arenitos e siltitos de baixa dureza. A velocidade de furação no

estéril é menor do que no carvão.

30

Figura 35 Perfuratriz sobre esteira perfurando estéril.

Caminhão pipa: será utilizado para o transporte de água na mina e

principalmente manter a umidade da pista para evitar a geração de poeiras.

Figura 36 Caminhão pipa.

Caminhão de lubrificação: este caminhão percorrerá a mina para

realizar a lubrificação periódica dos equipamentos, evitando que estes tenham que se

deslocar até um ponto específico para efetuar esta tarefa, aumentando assim a

disponibilidade mecânica dos equipamentos.

31

Figura 37 Caminhão de lubrificação.

Caminhão de abastecimento de combustível: este caminhão atuará

em conjunto com o caminhão de lubrificação, pois a parada para a lubrificação também

será utilizada para realizar o abastecimento dos equipamentos diesel. Evitando que os

equipamentos se desloquem até um ponto para abastecimento aumenta-se a

disponibilidade mecânica dos mesmos.

Figura 38 Caminhões tanque para abastecimento dos equipamentos diesel.

32

Caminhão de explosivos: este caminhão fará o transporte dos sacos

de ANFO utilizado no desmonte tanto de estéril quanto no desmonte de carvão.

Figura 39 Caminhão que fará o transporte dos sacos de ANFO.

Trator de lâmina (dozer): estes equipamentos possuem enorme

versatilidade e serão utilizados para espalhar o estéril basculado pelos caminhões, abrir

novas estradas, realizar a limpeza de pequenas áreas removendo matérias e formando

pilhas para o carregamento destes.

Figura 40 Trator de lâmina (dozer).

Bomba d’água: serão utilizadas bombas d’água móveis para retirar a

água, oriunda das chuvas ou dos lençóis freáticos, dos cortes de mineração.

33

Figura 41 Bomba para retirada de água do corte.

Camionetes: são os veículos mais indicados para circular nas estradas

e nos terrenos da mina, pela sua maior robustez quando comparada a um veículo de

passeio convencional. Serão utilizadas para transportar engenheiros, supervisores,

encarregados de setor e afins para vistorias e inspeções na mina.

Figura 42 Caminhonetes, os veículos da mina.

34

6.2 Metodologia de seleção de equipamentos de carregamento e

transporte

Os equipamentos de lavra foram escolhidos utilizando-se as seguintes

fórmulas, retiradas do Mining Engineering Handbook:

Escavadeira sobre rodas (wheel loader) e escavadeira hidráulica

(hydraulic excavator):

BC = Yx(Cx(1+S))/(QxAxUxB)

- BC: Tamanho da concha (16,6m3, 11,5m3, 7,0m3 - escavadeira);

- Y: Produção anual (8.659.980t);

- C: Tempo de ciclo (52s , 44s, 45s - escavadeira);

- S: Fator de empolamento (30%);

- Q: Horas trabalhadas no ano (6825h);

- A: Disponibilidade (parcela das horas programadas em que as escavadeiras estão

mecanicamente disponíveis), (80%);

- U: Utilidade (parcela do tempo disponível na qual o equipamento está efetivamente

trabalhando), (90%);

- B: Fator de enchimento da concha (90%);

Os caminhões foram escolhidos de acordo com a sua compatibilidade

com as escavadeiras e a quantidade foi determinada através de um ábaco específico.

Caminhão basculante 94t (rear dump): tempo de carga 176s, tempo

de subida cheio 514s, tempo basculamento 60s, tempo de volta 180s). O tempo total de

ciclo será de 930s. Este tempo pode variar, dependendo da escavadeira utilizada para o

carregamento dos caminhões e das condições da pista.

Caminhão basculante 45t (rear dump): tempo de carga 132s, tempo

de subida cheio 406s, tempo basculamento 60s, tempo de volta 202s). O tempo total de

35

ciclo será de 800s. Este tempo pode variar, dependendo da escavadeira utilizada para o

carregamento dos caminhões e das condições da pista.

Figura 43 ábaco para caminhões

1) Escolhem-se os caminhões que serão utilizados e verifica-se o seu peso vazio e o

seu peso cheio;

2) Escolhe-se a curva que corresponde à soma da inclinação da pista e a resistência

ao rolamento que esta apresenta;

3) Então são traçadas duas retas verticais no gráfico da esquerda, uma para o

caminhão cheio e outra para o caminhão vazio, até que esta encontre a reta inclinada

que indica a resistência total ao rolamento;

4) A partir do ponto de encontro destas duas retas se traça uma linha horizontal até

que esta atinja a curva do gráfico da direita;

5) A partir deste ponto de encontro se traça uma linha vertical e encontra-se a

velocidade do caminhão;

36

6.3 Conclusões sobre os equipamentos:

- A lavra poderá ser realizada utilizando-se equipamentos de baixo

custo operacional e baixo custo de investimento o que facilita a sua aquisição no

mercado de máquinas;

- Maior facilidade para aquisição de peças de reposição e encontro de

mão de obra para manutenção;

- Possuem maior liquidez no caso da necessidade de substituição

destes equipamentos;

- Possuem maior mobilidade com a possibilidade de locomoção

rápida para atuação em várias frentes diferentes de trabalho, fator de grande valia neste

depósito;

- A eventual indisponibilidade de um equipamento não causará grande

impacto na produção, pois estes representam uma pequena parcela do sistema

produtivo.

37

6.4 A Lavra

A região avaliada do depósito de carvão de Moatize possui três

camadas distintas de carvão com espessuras e características variada. Este depósito pode

ser dividido em três regiões distintas quanto à ocorrência das camadas de carvão.

Camada

Volume (m3)

Toneladas

Espessura

(m)

Área

(m2)

Densidade

superficial (t/m2)

Bananeiras 9.371.954 14.995.126 12 780.996 19,2

Chipanga 83.810.682 134.097.091 26,3 3.186.718 42,1

Souza Pinto 41.919.487 67.071.179 10,6 3.954.669 17,0

Total 135.102.123 216.163.397 78,2

Tabela 13 Características médias das camadas de carvão do depósito de Moatize.

Camada Cobertura (m3) Relação E/M (m3/t)

Espessura de estéril

(m)

Estéril sobre Bananeiras 46.656.359 3,11 59,7

Estéril sobre Chipanga 134.192.730 1,00 42,1

Estéril sobre Souza Pinto 148.385.184 2,21 37,5

Tabela 14 Características médias das camadas de estéril do depósito Moatize.

A primeira região possui uma área de 767.951m2 onde ocorre apenas

uma camada das camadas de carvão, a Souza Pinto, com uma espessura média de

10,6m.

A segunda região possui uma área de 2.405.722 m2 onde duas

camadas de carvão estão presentes, a Chipanga e a Souza Pinto.

A terceira região possui uma área de 780.996 m2 onde as três camadas

de carvão estão presentes, Bananeiras, Chipanga e a Souza Pinto.

As três regiões do depósito serão lavradas através do método de lavra

em tiras, “Strip Menem”, com a remoção das camadas de estéril utilizando escavadeira

sobre rodas “wheel loader”, escavadeiras hidráulicas “hydraulic excavator” e

caminhões basculantes “rear dump” de 94t. O estéril é constituído por rochas de

origem sedimentar tais como siltitos e arenitos e deve ser fragmentado com o uso de

explosivos, do tipo ANFO, para permitir a sua retirada. Não é necessária grande razão

38

de carga para fragmentação do material estéril, pois ele apresenta baixa resistência

mecânica e não há necessidade de produzir material com granulometria fina, atribuindo-

se a esta rocha fragmentada um empolamento de 30%. As escavadeiras sobre rodas e

escavadeiras hidráulicas farão o carregamento do estéril nos caminhões basculantes, que

por sua vez farão o basculamento deste material nas tiras de onde o carvão já foi

removido.

A extração de carvão também será realizada utilizando escavadeiras

sobre rodas “wheel loader”, escavadeiras hidráulicas “hydraulic excavator” e

caminhões de basculantes do tipo “rear dump” com capacidade de carga de 45t. O

carvão será fragmentado utilizando explosivos, do tipo ANFO, para obtenção de

granulometrias compatíveis com os equipamentos das etapas de britagem atribuindo-se

ao carvão um empolamento de 30%. Escavadeiras sobre rodas e escavadeiras

hidráulicas farão o carregamento dos caminhões basculantes que levarão o carvão até a

unidade de britagem ou para as pilhas de estoque.

6.4.1 Remoção do Solo

Visando a preservação ambiental e a entrega da região minerada em

condições semelhantes às que foram encontradas antes da mineração, as camadas dos

dois diferentes tipos de solo serão removidas e armazenadas de acordo com a suas

características. Duas escavadeiras de 0,2m3 farão o carregamento de caminhões do tipo

CARGO, de 30t, removendo a camada superficial 30cm de solo orgânico, seguida de

uma camada de 70cm de solo argiloso. Estes dois solos serão previamente armazenados

em pilhas distintas e posteriormente serão usados para recobertura das pilhas de estéril

depositado nos cortes minerados.

Equipamento Capacidade Quantidade

Escavadeira 0,2m3 2

Caminhão 30t 6

Tabela 15 Equipamentos para remoção do solo

39

6.4.2 Carregamento e Transporte

Região com uma camada: possui uma área de 767.951m2 onde será

efetuada uma descobertura diária de uma área de 1.453m2. A produção diária de carvão

será de aproximadamente 24.705 toneladas sendo que para isso é necessária a remoção

de 54.495m3 de estéril. Na remoção de material estéril serão utilizadas cinco

escavadeiras sobre rodas com capacidade de 16,6m3 e dezenove caminhões de 94t para

o transporte de material estéril. Outras duas escavadeiras sobre rodas, de 11,5m3 e nove

caminhões basculantes de 45t serão utilizados para o carregamento e transporte de

carvão.

Camada

Área

(m2/d)

Densidade

superficial (t/m2)

Produção

diária (t/d)

Produção

anual (t/a)

Percentual

(%)

Souza Pinto 1453 17 24704,4 8646536,0 100,00

Total 17 24704,4 8646536,0 100,00

Tabela 16: produção de carvão na região com uma camada.

Camada

Área

(m2/d)

Altura da

cobertura (m)

Produção diária

(m3/d)

Produção

anual (m3/a)

Percentual

(%)

Souza Pinto 1453 37,5 54495,0 19073241,2 100,00

Total 37,5 54495,0 19073241,2 100,00

Tabela 17: remoção de estéril na região com duas camadas.

Região com duas camadas: possui uma área de 2.405.722m2 onde

será efetuada uma descobertura diária de uma área de 418m2. A produção diária de

carvão será de aproximadamente 24.705 toneladas, com 17598,2 toneladas de carvão

extraídas da camada Chipanga e 7.106,2 toneladas extraídas da camada Souza Pinto.

Serão removidos 33.273,6m3 de estéril por dia, com remoção de 17.598,2m3 da

cobertura da camada Chipanga e 15.675,4m3 da cobertura da camada Souza Pinto. Na

remoção de material estéril sobre a camada Chipanga serão utilizadas duas escavadeiras

sobre rodas com capacidades de 16,6m3 e de 11,5 m3 respectivamente, e quatro

caminhões basculantes de 94t para o transporte de estéril. Na remoção de material

estéril sobre a camada Souza Pinto serão utilizadas duas escavadeiras sobre rodas com

40

capacidade de 16,6 m3 e 11,5m3 respectivamente e três caminhões basculantes de 94t

para o transporte de estéril.

Na produção de carvão será utilizada uma escavadeira sobre rodas de

16,6m3 para a camada Chipanga e 6 caminhões basculantes de 45t. Para a camada Souza

Pinto será utilizada uma escavadeira hidráulica de 7m3 e 3 caminhões basculantes de

45t.

Camada

Área

(m2/d)

Densidade

superficial (t/m2)

Produção

diária (t/d)

Produção

anual (t/a)

Percentual

(%)

Chipanga 418 42,1 17598,2 6159376,7 71,24

Souza Pinto 418 17 7106,2 2487159,3 28,76

Total 59,1 24704,4 8646536,0 100,00

Tabela 18 Produção de carvão na região com duas camadas.

Camada

Área

(m2/d)

Altura da

cobertura (m)

Produção diária

(m3/d)

Produção

anual (m3/a)

Percentual

(%)

Chipanga 418 42,1 17598,2 6159376,7 52,89

Souza Pinto 418 37,5 15675,4 5486380,7 47,11

Total 79,6 33273,6 11645757,5 100,00

Tabela 19 Remoção de estéril na região com duas camadas.

Região com três camadas: possui uma área de 780.996m2 onde será

efetuada uma descobertura diária de uma área de 316m2. A produção diária de carvão

será de aproximadamente 24.736 toneladas, com 6.065,5 toneladas de carvão extraídas

da camada Bananeiras, 13.299,9 toneladas de carvão extraídas da camada Chipanga e

5.370,5 toneladas de carvão extraídas da camada Souza Pinto. Serão removidos

44.018,8m3 de estéril por dia, com remoção de 18.865,2m3 da cobertura da camada

Bananeiras, 13.303,6m3 da cobertura da camada Chipanga e 11.850,0m3 da cobertura da

camada Souza Pinto. Na remoção de material estéril sobre a camada Bananeiras serão

utilizadas duas escavadeiras sobre rodas com capacidade de concha de 16,6m3 e 11,5 m3

respectivamente e sete caminhões basculantes de 94t para o transporte de estéril. Na

remoção de estéril sobre a camada Chipanga será utilizada uma escavadeira sobre rodas

com capacidade de 16,6m3 e cinco caminhões basculantes de 94t para o transporte de

estéril. Na remoção de material estéril sobre a camada Souza Pinto será utilizada uma

41

escavadeira sobre rodas com capacidade de 16,6m3 e 4 caminhões basculantes de 94t

para o transporte de estéril.

Na produção de carvão será utilizada uma escavadeira hidráulica de

7,0m3 para a camada Bananeiras e 2 caminhões basculantes de 45t. Para a camada

Chipanga será utilizada uma escavadeira sobre rodas de 11,5m3 e 4 caminhões

basculantes de 45t. Por fim a camada Souza Pinto utilizará uma escavadeira hidráulica

de 7,0m3 e 2 caminhões basculantes de 45t para a extração de carvão.

Camada

Área

(m2/d)

Densidade superficial

(t/m2)

Produção

diária (t/d)

Produção

anual (t/a)

Percentual

(%)

Bananeiras 316 19,2 6065,5 2122934,7 24,52

Chipanga 316 42,1 13299,9 4654976,5 53,77

Souza Pinto 316 17 5370,5 1879681,7 21,71

Total 78,3 24736,0 8657593,0 100,00

Tabela 20 Produção de carvão na região com três camadas.

Camada

Área

(m2/d)

Altura da cobertura

(m)

Produção

diária (m3/d)

Produção

anual (m3/a)

Percentual

(%)

Bananeiras 316 59,7 18.865,2 6.602.820,0 42,86

Chipanga 316 42,1 13.303,6 4.656.260,0 30,22

Souza Pinto 316 37,5 11.850,0 4.147.500,0 26,92

Total 139,3 44.018,8 15.406.580,0 100,00

Tabela 21 Remoção de estéril na região com três camadas.

6.4.3 Estradas

A remoção do material estéril e a extração do carvão exigirão a

permanente construção e manutenção das estradas. Manter as estradas em boas

condições é fundamental para garantir a produtividade da frota de caminhões, sabendo

que estradas em más condições aumentam a resistência ao rolamento e

conseqüentemente o tempo de ciclo de produção desta frota.

As estradas não devem ser muito inclinadas, o que ocasiona uma baixa

velocidade de trafego, mas também não devem ser muito pouco inclinadas onde existe

uma diferença de nível considerável a ser vencida, fazendo com que o trajeto seja muito

42

longo. Esses dois tipos de estrada fazem com que tempo de ciclo dos caminhões fique

muito longo diminuindo a produtividade da frota. Segundo a literatura especializada

recomenda-se o uso de estradas no interior do corte com inclinação de

aproximadamente 10% ou seis graus e fora do corte a inclinação será a menor possível.

Às condições da pista foi atribuída uma resistência ao rolamento de 3%.

6.5 Perfuração e Desmonte

Perfuração do estéril: a cobertura de material estéril será perfurada

com uma perfuratriz rotativa munida de broca tricônica de 6” de diâmetro. Os furos

terão 11 metros de profundidade, sendo que 90 centímetros do furo serão destinados

como tampão. A malha de furos terá 5,6 metros de espaçamento e 2,8 metros de

afastamento entre as linhas de furos. Não haverá sub-furação.

Figura 44 Croqui da malha de furação do estéril.

5,6m

∅=6” 2,8m

Perfuração do carvão: nas camadas de carvão serão utilizadas

perfuratrizes rotativas munidas de brocas de 4,5” de diâmetro. Os furos terão em média

11 metros de profundidade, sendo que cerca de 70 cm do furo serão destinados para o

tampão. A malha de furos terá 5,6 metros de espaçamento e 2,8 metros de afastamento

entre as linhas de furos. Não haverá sub-furação.

43

Figura 45 Croqui da malha de furação do minério.

5,6m

∅=4,5” 2,8m

O desmonte implica em significativos custos sobre a tonelada de

minério produzido, e por isso a filosofia do desmonte deve ser bem entendida e aplicada

na prática. Para a remoção do material estéril uma fragmentação pequena é necessária,

pois este apenas será removido e depositado em outro local. Já o carvão necessita ser

fragmentado a uma granulometria mais fina, para que seu tamanho não exceda ao da

capacidade dos britadores primários. A característica comum entre o estéril, constituído

por arenitos e siltitos, e o minério, no caso o carvão, é que estas duas rochas são muito

friáveis e não necessitam de elevadas razões de carga.

Para o desmonte, tanto do estéril quanto do carvão, os furos serão

carregados com ANFO, produzido na própria mina utilizando uma mistura de

aproximadamente 94% de nitrato de amônio granulado e 6 % de “óleo queimado”, um

resíduo gerado pelos próprios equipamentos de mineração. Mais detalhes da produção

de ANFO podem ser vistas no tópico especial.

6.5.1 Desmonte do estéril

Os furos serão carregados derramando-se o ANFO que será preparado

na mina e armazenado em sacos. Cada furo receberá aproximadamente 153,1kg de

ANFO e serão fechados com uma coluna de 90 centímetros de tampão com o próprio

fragmento da rocha gerada durante a perfuração. Cada furo será iniciado por um

reforçador “booster” de nitropenta com massa correspondente a 250g deste explosivo

ligados ao cordel detonante. A ligação entre os furos e as linhas de furos será feita

44

através de cordel detonante do tipo NP 05, com retardos entre linhas de furos de 25ms.

O cordel detonante por sua vez será ligado a uma espoleta “primer” à base de azida de

chumbo conectado um estopim a base de pólvora que será acionado por fogo. A razão

de carga será de 357g de ANFO por tonelada de estéril desmontado.

6.5.2 Desmonte do carvão

Os furos serão carregados derramando-se o ANFO que será preparado

na mina e armazenado em sacos. Cada furo receberá aproximadamente 88,1kg de

ANFO e serão fechados com uma coluna de 70 centímetros de tampão com o próprio

fragmento da rocha gerada durante a perfuração. Cada furo será iniciado por um

reforçador “booster” neste caso uma emulsão de nitrato de amônia com densidade de

1,13 , encartuchada, com massa correspondente a 500g deste explosivo ligados ao

cordel detonante. A ligação entre os furos e as linhas de furos será feita através de

cordel detonante do tipo NP 05, com retardos entre linhas de furos de 25ms. O cordel

detonante por sua vez será ligado a uma espoleta “primer” à base azida de chumbo

conectado um estopim a base de pólvora que será acionado por fogo. A razão de carga

será de 320g de ANFO por tonelada de carvão desmontado.

A seguir serão mostrados os parâmetros utilizados no desmonte:

Desmonte do estéril:

H: altura de bancada (11m);

θ: ângulo de inclinação da faz com a vertical (10º);

B: espaçamento (5,6m);

A: afastamento (2,8m);

D: diâmetro (6”);

T: tampão (90cm);

Espaçamento: B = H/(2*cosθ);

Afastamento: A = H/(4*cosθ);

Tampão: T = 6*D[cm];

Volume desmontado: área*H, onde área (502m2) corresponde à avanço (22,4m) x

largura da praça (22,4m);

Quantidade de furos por linha (Qf): avanço/B (4);

45

Quantidade de linhas (Ql): largura da praça/A (8);

Número de furos: Nf = Qf*Ql (32);

Área do furo cm2 Volume do furo cm3 Volume Explosivo cm3

182,32 203.645 186.717

Tabela 22 Volume de explosivo no desmonte do carvão.

Qtde de explosivo

kg/furo

Qtde total de

explosivo kg

Vol. Rocha

desmontado m3

Densidade da

rocha t/m3

Densidade

de carga g/t

153,1 4.926 5.519,4 2,5 357,0

Tabela 23 Densidade de carga no desmonte do carvão.

A área a ser desmontada, especificada acima, corresponde a um

módulo de área unitário. O desmonte será realizado utilizado múltiplos desta área para

diminuir o tempo de parada dos equipamentos e também para adequar-se melhor as

geometrias específicas de cada corte.

Desmonte do carvão:

H: altura de bancada (11m);

θ: ângulo de inclinação da faz com a vertical (10º);

B: espaçamento (5,6m);

A: afastamento (2,8m);

D: diâmetro (4,5”);

T: tampão (70cm);

Espaçamento: B = H/(2*cosθ);

Afastamento: A = H/(4*cosθ);

Tampão: T = 6*D[cm];

Volume desmontado: área*H, onde área (502m2) corresponde à avanço (22,4m) x

largura da praça (22,4m);

Quantidade de furos por linha (Qf): avanço/B (4);

Quantidade de linhas (Ql): largura da praça/A (8);

Número de furos: Nf = Qf*Ql (32);

46

Área do furo cm2 Volume do furo cm3 Volume Explosivo cm3

102,56 114.550,39 107.408,69

Tabela 24 Volume de explosivo no desmonte do carvão.

Qtde de

explosivo kg/furo

Qtde total de

explosivo kg

Vol. Rocha

desmontado m3

Densidade da

rocha t/m3

Densidade de

carga g/t

88,1 2.833,8 5.519,4 1,6 320,9

Tabela 25 Densidade de carga no desmonte do carvão.

A área a ser desmontada, especificada acima, corresponde a um

módulo de área unitário. O desmonte será realizado utilizado múltiplos desta área para

diminuir o tempo de parada dos equipamentos e também para adequar-se melhor as

geometrias específicas de cada corte.

Razão de

carga (kg/t)

Produção

horária (m3/h)

Produção horária

(t/h)

Quantidade de

ANFO/furo (kg)

C. ANFO

($/t)

Custo

($/h)

Estéril 0,357 1.929,6 4.823,9 153,1 0,39 671,63

Carvão 0,320 791,8 1.266,9 88,1 0,39 158,11

- - - - - Total 829,74

Tabela 26 Custos com ANFO.

Acessórios para:

Tipo

Custo ($)

Quantidade(un)

Total ($)

Qtde de material

(t)

Custo ($/t)

Produção (t/h)

Custo ($/h)

Estéril Booster 3,5 32 112 13.798,4 0,008 4.823,9 39,16

Carvão Cartucho 1 32 32 8.831,0 0,004 1.266,9 4,59

Estéril Cordel 0,25 112 28 13.798,4 0,002 4.823,9 9,79

Carvão Cordel 0,25 112 28 8.831,0 0,003 1.266,9 4,02

- - - - - Total 0,017 Total 57,55

Tabela 27 Custos com acessórios.

Custo total com desmonte ($/h) 887,29

Tabela 28 Custos horários do desmonte, incluindo acessórios.

47

6.5.3 Geomecânica

As características geométricas do corte são importantes para a

estabilidade e segurança dos trabalhadores bem como para possibilitar a extração do

carvão e a remoção do estéril. O corte será dividido em bancadas de aproximadamente

11 metros com ângulo de face de 80 graus, tanto onde há material estéril como no

carvão.

Entre estas bancadas serão feitas bermas com 10 metros de largura.

Tratores de lâmina “dozer” moverão o material estéril depositado nos cortes já

minerados para formação de estradas para transporte de estéril e carvão.

Figura 46 Ábaco de estabilidade de taludes.

48

Parâmetro Símbolo Valor Ângulo de face gr ψf 80,00

Peso específico (kN/m3) γ 25,00

Ângulo atrito interno gr Ф 37,00

Coesão (kN/m2) c 50,00

Fator de segurança F 1,30 Tabela 29 Características dos taludes e da rocha.

Valor gráfico

c/(y.H.TanФ) 0,06 Valor F

c/(y.H.F) 0,037 1,29

TanФ/F 0,61 1,23

Tabela 30 Valores obtidos no ábaco.

6.6 Estudos para método alternativo de desmonte (Stratablast)

6.6.1 Considerações de estudos experimentais futuros;

Algumas considerações sobre a prática convencional de desmonte

(throw blasting) no método strip minig:

- Ocasiona uma diluição indesejada do carvão;

- O ciclo de detonação inclui etapas demoradas de operação;

- Em camadas individuais devem repetir-se o todo o processo onerando tempo;

- A cada novo desmonte existe geração de poeira, ruído e vibração podendo ser

inconforme aos padrões ambientais;

- As operações envolvidas no ciclo da detonação de carvão incorrem riscos adicionais

por se trabalhar por períodos prolongados sob o highwall;

49

A figura a seguir demonstra um esquema do desmonte convencional

(throw blasting) utilizado no método Strip mining.

Figura 47 Procedimento clássico de desmonte para extração de carvão no método strip mining.

Estes inconvenientes poderão ser extintos (otimizados) com a

utilização da metodologia de desmonte de rochas de um novo método de lavra

desenvolvido pela empresa Orica chamado Stratablast, que nada mais é do que uma

variação do Strip mining, porém com desmonte de rochas diferenciado. Segundo fontes

de pesquisas, já foram realizados alguns estudos de caso em minas de carvão como, por

exemplo, em Queensland (Ensham Coal Mine) com múltiplas camadas de minério e

profundidade significativa, e obtiveram-se resultados positivos.

50

6.6.2 Stratablast

Este novo método consiste em simultaneamente perfurar, carregar e

desmontar múltiplas camadas de estéril (overbourden e interbuden) e carvão. A

utilização de uma nova tecnologia de detonadores eletrônicos (i-konTM) que são

programados com a utilização de um software (SHOTPlus-iTM), tem sido recentemente

desenvolvido e testado. O método permite a exploração de todos benefícios do throw

blasting enquanto fornece um incremento na diminuição de perda de carvão por

diluição, uma diminuição nos danos indesejados das estruturas do maciço rochoso e

principalemente otimizando o tempo em que se realizam os ciclos de desmonte.

O método torna possível o desmonte de múltiplas camadas

simultaneamente (camadas de estéril e camadas de carvão), o que nos mostra ser

interessante para uso em nosso projeto por se tratar de uma mina de carvão de múltiplas

camadas, da seguinte forma como demonstrado na próxima figura.

Figura 48 Desmonte (Stratablast).

Este metodologia fornece um desmonte onde existe uma estratificação

dos materiais no produto final mantendo-os em leitos separados e, diminuindo assim a

diluição do minério e agilizando a operacionalidade da lavra.

A próxima figura demonstra um esquema onde é possível desmontar

mais de uma camada de carvão e/ou estéril (Multiple Stratblast).

51

Figura 49 Desmonte (Multiple Stratablast).

52

A próxima figura demonstra um esquema do produto do desmonte,

que é a estratificação dos materiais fragmentados (Multiple Stratablast).

Figura 50 Leitos estratificados dos materiais desmontados (Multiple Stratablast)

As figuras seguintes demonstram uma comparação entre o desmonte

convencional e o Stratablast onde é possível notar uma diluição inferior com o uso do

novo método.

Figura 51 e 52 Na figura à esquerda (51) foi utilizado o Multiple Stratablast, na da direta (52) o desmonte

convencional.

53

As figuras abaixo demonstram o resultado do desmonte na mina de

Ensham Coal em Queensland (Multiple Stratablast). É possível observar a interface

entre as camadas de carvão e de estéril. Neste caso foi usado uma razão de carga de

ANFO de 0,4 kg/m3.

Figura 53 Frente carregada antes do desmonte.

Figura 54 Resultado do desmonte (Multiple Stratablast)

Com a utilização desta nova tecnologia pode-se esperar um

consumo maior de explosivos, pois a razão de carga requerida será maior, e um maior

54

custo com a utilização dos detonadores eletrônicos, porém existirão menores diluições

do minério e menor tempo será “perdido” com os ciclos das operações de desmonte de

rocha e o produto desmontado que se manterá estratificado facilitará, agilizará e

otimizará a operação de carregamento da lavra.

6.6.3 Experimentação

Simultaneamente às frentes convencionais, serão lavradas frentes

experimentais (com o uso do método alternativo de desmonte) em locais a serem

posteriormente definidos, para que se possa chegar a uma conclusão sobre o assunto.

Caso conclua-se que a substituição total do desmonte convencional pelo Stratablast ou

Multiple Stratablast seja interessante, já se terá o pessoal treinado e habituado com a

nova metodologia de desmonte.

Os custos com treinamento dos engenheiros de nossa empresa e

com a empresa terceirizada (bem como os custos com os detonadores eletrônicos) estão

incluídos no fluxo de caixa discriminados no campo de pesquisa e desenvolvimento.

55

7 Políticas de trabalho

O empreendimento mineiro funcionará de acordo com os parâmetros

de produção de Taylor que de terminaram uma vida útil da mina de vinte e cinco anos.

A partir desta informação será necessária uma produção anual de 8.646.536 toneladas

de carvão.

A mina irá operar em 3 turnos diários de oito horas cada um, em um

total de 350 dias por ano correspondendo a um total de 6.825 horas efetivamente

trabalhadas neste período. Durante 15 dias distribuídos durante todo o ano a mina ficará

parada para realização de manutenção preventiva de equipamentos nestes dias os

funcionários serão dispensados.

Turnos diários Tempo Parada Perdas por deslocamento Horas efetivas

3 8h 1h 30 min 19,5 horas

Tabela 31 Horas trabalhadas durante um dia.

A mina contará com um prédio administrativo de 1.000m2 com

escritórios onde serão realizados os planejamentos de curto e longo prazo, reuniões com

supervisores e diretores, além de toda parte burocrática do empreendimento. Haverá

também uma oficina mecânica de 1.500m2 onde será realizado a manutenção e o

conserto de equipamentos da mina. Esta oficina contará com equipamentos

especializados para mecânica pesada bem como equipamentos de mecânica leve,

manutenção elétrica e outros.

56

8 Beneficiamento

8.1 Circuito de Cominuição

Para beneficiar o carvão de Moatize, é proposta uma planta aonde os

teores de recuperação da mesma devem ser os mais altos possíveis, pois se tratam de um

carvão coqueificável de alto valor econômico. O processo de cominuição inicia pela

passagem do ROM por uma série de três peneiras vibratórias inclinadas de 8’ x 20’ de

comprimento, aonde o minério será classificado por faixa granulométrica:

Fig. 55 Peneiras vibratórias inclinadas de 8’ x 20’

A fração maior que 3 3/4” (9,52 mm) seguirá para dois britadores

primários de mandíbulas 2036 aonde o produto gerado irá para o britador de duplo rolo.

A fração entre 3 ³/4” e ¹/2” (95,2 mm x 12,5 mm) irá se unir ao produto do britador

primário de mandíbulas 2036 e ambos alimentarão os três britadores de duplo rolo

5430, com capacidade de 360 st/h e abertura de 1” (25,4 mm). Após isso, haverá uma

segunda fase de peneiramento aonde o material maior que ¹/2” será beneficiado para

carvão energético e o material entre ¹/2” e 16 malhas e menor que 16 malhas segue

junto com o mesmo processo da material do primeiro peneiramento. Serão duas

peneiras vibratórias inclinadas de 8’ x 20’ de comprimento.

57

Fig. 56 Britador de mandíbulas 2036

A fração entre ¹/2” e 16 (12,5 mm e 1 mm) malhas é o tamanho ideal

para o beneficiamento de carvão metalúrgico, logo, todo o retido é enviado direto à

separação por meio denso. A fração menor de 16 malhas (menor que 1 mm), o passante

da peneira, é enviado para hidrociclones aonde é separada a fração menor que 60

malhas. Serão cinco hidrociclones que possuem diâmetro de 26” (660 mm). Nestes

ciclones, 50% da polpa de alimentação irá para o underflow e 50% para o overflow.

Tabela 32 Faixa granulométrica do ROM (alimentação de 1400t.h-1)

Tabela 33 Faixa granulométrica do Produto do britador de rolo duplo

58

8.2 Processo de Beneficiamento

O Processo de enriquecimento do minério terá três processos

distintos nos quais a granulometria resultante da cominuição é o parâmetro que

determina a escolha. Nas frações maiores que ¹/2” somente se recuperará carvão

energético, para isso, utilizará três vasos de meio denso de 800 t/h, aonde o afundado

será rejeito, e o flutuado será o carvão energético. O meio denso será feito a partir de

uma liga de ferro e silício, onde o mesmo será recuperado, posteriormente.

Nas frações entre ¹/2” e 16 malhas, o método de recuperação será,

também, por vasos de meio denso, entretanto, haverá três vasos com 800 t/h, de

densidades diferentes, aonde o primeiro flutuado será o produto metalúrgico e o

afundado do primeiro será a alimentação do segundo. O flutuado do segundo será o

produto energético e o afundado será rejeito. As densidades de corte para cada vaso

será: 1,6 g/cm³, para o primeiro e 2 g/cm³, para o segundo.

Para a escolha dos vasos (tanques) de meio denso, foi analisado

parâmetros importantes como tamanho de partícula, aonde o tanque precisaria atuar em

12,7 mm e 1 mm, conforme a figura 57 abaixo e a capacidade do equipamento, como

mostra a tabela 34. O equipamento que melhor atendeu as expectativas foi os tanques.

Fig. 57 Comparativo entre equipamento e granulometria

59

Tabela 34 Características de equipamentos de concentração gravimétrica

Os produtos e rejeitos, após passarem pelo meio denso, seguirão para

peneiras de drenagem e lavagem, de onde sairá o carvão ou o rejeito e parte do meio

denso. A peneira constitui de duas seções, sendo a primeira de drenagem, onde todo o

meio coletado passará por um densificador e retornará parte de meio para os vasos. A

outra parte será homogeneizada junto ao meio retirado na segunda seção da peneira,

ambos passaram por um tanque e um espessador e após subseqüentemente para um

separador magnético. O que for rejeito no separador magnético, passará por outro.

Todos os concentrados dos separadores retornam aos vasos, enquanto o rejeito será

enviado para a barragem.

Nas frações entre 16 malhas e 60 malhas, o processo de recuperação

do carvão será feito por espirais, no qual terá três etapas: rougher, scavenger e cleaner,

aonde serão dois circuitos, será retirado no primeiro o carvão metalúrgico e no segundo

o carvão energético. Após esse processo, cada produto e o rejeito passam por peneiras

de deslamagem, aonde se recuperará a água utilizada no processo.

A escolha dos espirais para o uso no beneficiamento se enquadra na

tabela 34 onde a faixa granulométrica é adequada e representa um custo operacional

baixíssimo. Podemos considerar também uma recuperação aceitável desse processo.

Nas frações ultrafinas, que são menores que 60 malhas, a recuperação

será feita em duas colunas de flotação. O flotado da primeira coluna será o concentrado

de carvão metalúrgico e o da segunda será o concentrado de carvão energético.

60

Apesar da flotabilidade natural do carvão, o uso de reagentes se faz

necessário devido ao fato de que a recuperação econômica seria insuficiente. Foi

escolhido o óleo diesel como coletor numa concentração de 1,5 Kg/t, sendo necessário

dispersá-lo em forma de emulsão previamente.

Fig. 58 Colunas de flotação

O uso de colunas de flotação foi discriminado (Rubio,1988),

apresentando uma tabela comparativa que mostrava o desempenho de células

convencionais e células de coluna para carvões. Abaixo, na tabela 35, pode ser visto que

o desempenho da coluna é melhor do que o da célula convencional em termos de

recuperação e menor teor de cinzas. Na figura 59, verifica-se a influência direta da água

de lavagem na elevação do teor do concentrado. Também é comparado o desempenho

das células convencionais e das coluna de flotação com relação a concentração de óleo

diesel. Nota-se o melhor desempenho da coluna neste caso.

61

Tabela 35 Resultados de flotação de finos de carvão em coluna e em células convencionais

Figura 59 Gráfico de flotação em coluna de finos de carvão: comparação com célula convencional

Os concentrados da flotação necessitam de filtração. Logo, passarão

por um espessador 100’ de diâmetro, em seguida, serão direcionados à filtros de disco

de 2500 sq ft. O rejeito da flotação será enviado para a barragem.

Fig. 60 Espessadores

62

8.3 Recuperação da Usina

A recuperação da usina oscilará dependendo da camada que estiver

sendo lavrada. Para a camada Chipanga, as recuperações em relação à massa total de

ROM serão de 33% de carvão energético e 33% de carvão metalúrgico; para a camada

Souza Pinto, as recuperações serão de 27% carvão energético e 22% de carvão

metalúrgico e para a camada Bananeiras, de 40% de carvão energético e 4% de carvão

metalúrgico.

A variação da recuperação se deve ao rank de cada camada de carvão e do grau

de incerteza dos dados apresentados pelas mesmas. Abaixo temos as tabelas de

recuperações de cada equipamento para cada camada.

Tabela 36 Recuperação do carvão metalúrgico na camada chipanga

Tabela 37 Recuperação do carvão Energético na camada chipanga

Tabela 38 Recuperação do carvão Energético na camada Souza Pinto

Tabela 39 Recuperação do carvão metalúrgico na camada Souza Pinto

63

Tabela 40 Recuperação do carvão Energético na camada Bananeiras

Tabela 41 Recuperação do carvão Energético na camada Bananeiras

64

65

Tabela 42 Custos dos Equipamentos da usina

Figura 61 Fluxograma da planta de Beneficiamento

66

67

8.5 Projeto de Disposição dos Rejeitos

Uma polpa com 25% de sólidos em peso será descartada da usina a uma

vazão de 3000m³/h. Este rejeito possui partículas de liga de ferro-silício do classificador

por meio denso e reagentes utilizados na flotação, além de metais solubilizados e grau de

acidez elevado devido a oxidação da pirita.

O clima da área de estudo é classificado como tropical, sendo

influenciado pela extremidade Sul do Sistema de Monções da África Ocidental. A estação

chuvosa concentra 85-91% da precipitação anual e ocorre de Dezembro a Abril. A

precipitação anual média mais próxima da cidade de Tete é de 644mm, enquanto que a

evapotranspiração é de 1626mm.

A geologia do local é formada pelo Gnaisso-Granitico do Moçambique

belt e as jazidas de carvão fazem parte de uma extensa área desde Chingodzi ao rio

Meconbedzi. Situado ao sul da região montanhosa do distrito, as jazidas estão localizadas

na bacia carbonífera de Moatize-Minjova. A água para o uso na planta será retirada do rio

Meconbedzi.

8.5.1 Descarte do Rejeito

A área escolhida para a construção da barragem será baseada no mapa

geológico do local, ficando mais próximo possível da planta de beneficiamento, em cota

inferior ao do sistema de beneficiamento.

O local escolhido não deverá ser uma área de preservação permanente e nem de

solos férteis. Também não deverá ficar próximo a áreas a montante de captação de água

para abastecimento público e atividades agrícolas, sendo estabelecidas em um local com

baixa permeabilidade.

Um pré-tratamento deverá ser realizado antes do descarte dessas águas no sistema

hídrico.

8.5.2 Construção da barragem

A barragem será construída em solo argiloso, próximo a planta de

beneficiamento, terá uma altura de 60m (talude), e uma área superficial de 10 Km².

A cota da barragem será inferior a da planta de beneficiamento e maior que a cota

do nível d’água do rio Meconbedzi.

Na obra será depositado sobre o siltito uma camada de 0,5m de argila.

Fig 62 esquema de construção de uma barragem de rejeitos.

O escoamento do rejeito até a barragem passará por um processo prévio de ajuste do pH

com cal virgem, ocasionando a precipitação dos metais.

8.5.3 Aspectos Ambientais

A precipitação pluviométrica máxima foi levada em consideração como

parâmetro para dimensionamento da barragem. Logo, não haverá riscos associados a

transbordamento por chuvas.

8.5.4 Monitoramento

O monitoramento do lençol freático na região da barragem será realizado

com piezômetros instalados em distâncias de 150m das margens da barragem e serão

coletadas amostras (100ml) a cada 7 dias. O material será enviado um para o laboratório da

68

empresa e um laboratório particular. Os resultados serão enviados para o órgão de controle

ambiental responsável.

Será realizado o plantio de gramíneas no talude para diminuir os efeitos erosivos

sobre o solo exposto (principalmente em épocas de fortes chuvas). O controle de pH (canal,

rio, saída da planta), metais pesados e oxigênio será constante. Serão obtidos laudos

periódicos de inspeção da barragem contendo: dados básicos, observações, gráficos de

acompanhamento das leituras dos equipamentos, diagnósticos e recomendações.

69

9 Economia

O valor de venda do carvão foi atribuído levando em conta a sua cotação

no mercado internacional. A base dos dados foi obtida na página oficial das estatísticas

energéticas dos Estados Unidos (Energy information administration – official energy

statistics from the U.S. Government). A base de preços avaliada foi do carvão americano

por possuir maior acessibilidade aos seus dados.

O valor estipulado para este projeto será de US$ 100,00 por tonelada de

carvão grau metalúrgico e US$ 30,00 por tonelada do carvão energético. Sabe-se que estes

valores estão atualmente abaixo do preço de mercado e não está incluso neste valor, o custo

de seguro e transporte, que serão baseados em termos internacionais de comércio em

contratos adicionais.

9.1 Termos Internacionais de Comércio (INCOTERMS)

A Câmara de Comércio Internacional (CCI) criou regras para

administrar conflitos oriundos da interpretação de contratos internacionais firmados entre

exportadores e importadores concernentes à transferência de mercadorias, às despesas

decorrentes das transações e à responsabilidade sobre perdas e danos.

A CCI instituiu, em 1936, os INCOTERMS (International Commercial

Terms). Os Termos Internacionais de Comércio, inicialmente, foram empregados nos

transportes marítimos e terrestres e a partir de 1976, nos transportes aéreos. Mais dois

termos foram criados em 1980 com o aparecimento do sistema intermodal de transporte que

utiliza o processo de unitização da carga.

9.1.1 Siglas

Representados por siglas de 3 letras, os termos internacionais de

comércio simplificam os contratos de compra e venda internacional ao contemplarem os

direitos e obrigações mínimas do vendedor e do comprador quanto às tarefas adicionais ao

processo de elaboração do produto. Por isso, são também denominados "Cláusulas de

70

Preço", pelo fato de cada termo determinar os elementos que compõem o preço da

mercadoria, adicionais aos custos de produção.

9.1.2 Significado Jurídico

Após agregados aos contratos de compra e venda, os Incoterms passam a

ter força legal, com seu significado jurídico preciso e efetivamente determinado. Assim,

simplificam e agilizam a elaboração das cláusulas dos contratos de compra e venda.

Grupo F, de Free (Transporte Principal não Pago Pelo Exportador): Mercadoria entregue a

um transportador internacional indicado pelo comprador.

- FOB - Free on Board - Livre a Bordo do Navio. O vendedor, sob sua conta e risco, deve

colocar a mercadoria a bordo do navio indicado pelo comprador, no porto de embarque

designado. Compete ao vendedor atender as formalidades de exportação; esta fórmula é a

mais usada nas exportações brasileiras, por exemplo, por via marítima ou aquaviário

doméstico. A utilização da cláusula FCA será empregada, no caso de se utilizar transporte

rodoviário, ferroviário ou aéreo.

Grupo C de Cost ou Carriage (Transporte Principal Pago Pelo Exportador): O vendedor

contrata o transporte, sem assumir riscos por perdas ou danos às mercadorias ou custos

adicionais decorrentes de eventos ocorridos após o embarque e despacho.

- CIF - Cost, Insurance and Freight - Custo, Seguro e Frete. Cláusula universalmente

utilizada em que todas despesas, inclusive seguro marítimo e frete, até a chegada da

mercadoria no porto de destino designado correm por conta do vendedor; todos os riscos,

desde o momento que transpõe a amurada do navio, no porto de embarque, são de

responsabilidade do comprador; o comprador recebe a mercadoria no porto de destino e

arca com todas despesas, tais como, desembarque, impostos, taxas, direitos aduaneiros.

Esta modalidade somente pode ser utilizada para transporte marítimo. Deverá ser utilizado

o termo CIP para os casos de transporte rodoviário, ferroviário ou aéreo.

71

9.2 Tabelas comparativas com a variação do preço do carvão e custo de transporte

Tabela 43 Preço do carvão metalúrgico norte-americano para venda

72

Tabela 44 Preço do carvão energético americano para venda

73

Tabela 45 Custo de importação do carvão metalúrgico norte-americano

74

9.3 Correção dos Custos Operacionais

Os custos operacionais foram calculados com a utilização do Western

Mine e estão cotados em dólar a preços de 1995. De modo a manter a mesma data base para

as receitas e despesas envolvidas neste estudo, esses custos devem ser atualizados para

preços de 2007. Considerando-se que a variação desses custos acompanha a inflação norte

norte-americana, utilizou-se o índice de preços ao consumidor dos Estados Unidos para

calcular a variação no período 1995 – 2007. Segundo dados obtidos do IPEA, a variação do

IPC-EUA no período segue o comportamento apresentado no gráfico abaixo.

Figura 63 Índice de Preços ao Consumidor (IPC). No original: Consumer Price Index for All Urban

Consumers (CPI-U): U.S. city average, not seasonally adjusted.

Janeiro de 1995 = 150,30

Maio de 2007 = 207,95

Logo, o reajuste dos custos operacionais é igual a:

%36,38100)130,15095,207( =−= xreajuste

75

9.4 Análise de Mercado

Para efeito deste projeto compara-se o ganho do empreendimento ao

rendimento de alguns investimentos que, diferentemente da mineração, não envolvem

riscos. Consideram-se como exemplos de rendimentos alternativos sem riscos as seguintes

aplicações:

9.4.1 Poupança

A rentabilidade média da poupança brasileira é de 6% ao ano. Como um

investimento de baixo risco é atrativo para investidores conservadores, entretanto, como

pode ser observado, não possui uma boa rentabilidade.

9.4.2 CDI

Os certificados de depósitos interbancários possuem a rentabilidade

limitada à taxa SELIC, cuja cotação atual é de 12% ao ano, o que equivale a, em termos

reais (descontada a inflação), aproximadamente 9% ao ano.

9.4.3 Título do Tesouro Americano (10-YEAR TREASURY NOTE)

Por se tratar de um dos investimentos mais sólidos do mundo é apontado

como referência mundial. Os ganhos não são muito rentáveis (nos últimos anos em torno de

5% a.a., como pode ser observado no gráfico abaixo), mas são garantidos.

10-YEAR TREASURY NOTE

0

2

4

6

8

10

12

1/2/

1987

1/2/

1989

1/2/

1991

1/2/

1993

1/2/

1995

1/2/

1997

1/2/

1999

1/2/

2001

1/2/

2003

1/2/

2005

1/2/

2007

Figura 64 Valor do título do tesouro americanos nos últimos 20 anos

76

9.5 Conceitos Importantes de Fluxo de caixa

9.5.1 Taxa de Atualização

A taxa de atualização pode ser vista como a taxa mínima de atratividade.

Significa a taxa mínima de rentabilidade que a empresa exige de seus projetos de

investimento. É uma taxa associada a um baixo risco, ou seja, qualquer sobra de caixa pode

ser aplicada, na pior das hipóteses, na taxa de atualização.

9.5.2 Payback

A estimativa do payback representa o período de recuperação do

investimento inicial. É obtido calculando-se o número de anos que será necessário para que

os fluxos de caixa futuros acumulados igualem o montante do investimento inicial.

Esta alternativa pressupõe inicialmente a definição de um limite de tempo máximo para

retorno do investimento. Após a definição deste prazo é analisado o fluxo de recursos do

projeto, comparando o volume necessário de investimento com os resultados a serem

alcançados futuramente, verificando o período onde o saldo tornou-se igual a zero. Se este

prazo de recuperação for um período aceitável pelos proprietários, então o projeto será

efetivado, caso contrário será descartado.

9.5.3 Valor Presente Líquido ou NPV (Net Present Value)

O valor presente líquido ou NPV, também conhecido como valor atual

líquido é o critério mais recomendado por especialistas em finanças para decisão de

investimento. Esta recomendação está fundamentada no fato de que o NPV considera o

valor temporal do dinheiro (um recurso disponível hoje vale mais do que amanhã, porque

pode ser investido e render juros), não é influenciado por decisões menos qualificadas

(preferências do gestor, métodos de contabilização, rentabilidade da atividade atual), utiliza

todos os fluxos de caixa futuros gerados pelo projeto, refletindo toda a movimentação de

caixa. Além disso, permite uma decisão mais acertada quando há dois tipos de

77

investimentos, pois, ao considerar os fluxos futuros a valores presentes, os fluxos podem

ser adicionados e analisados conjuntamente, evitando a escolha de um mau projeto só

porque está associado um bom projeto. Segundo BREALEY E MYERS (1992) são quatro

as ações básicas para o gestor decidir sobre determinado investimento:

I. Prever os fluxos de caixa futuros;

II. Identificar o custo de oportunidade do capital investido que deve refletir o valor do

dinheiro no tempo e o risco envolvido no projeto;

III. Utilizar este custo para atualizar os fluxos futuros e somá-los (identificação do valor

presente);

IV. Calcular o valor presente líquido subtraindo-se do valor presente o investimento

inicial necessário;

O valor presente (VP) ou valor atual (VA) representa o valor hoje de um

fluxo ou de uma série futura de fluxos de caixa. Para atualizar estes fluxos é utilizado o

custo médio ponderado de capital, representando o prêmio que os investidores exigem pela

aceitação do recebimento adiado. O NPV consiste no valor presente dos fluxos de caixa

futuros reduzido do valor presente do custo do investimento.

NPV = - Valor do Investimento Inicial + Valor Presente do Investimento

O valor presente líquido de um investimento é um critério simples para

que se decida se um projeto deve ser executado ou não. O NPV permite dizer quanto

dinheiro um investidor precisaria ter hoje para desistir de fazer o projeto. Se o NPV for

positivo o investimento vale a pena, pois executá-lo é equivalente a receber um pagamento

igual ao NPV. Se for negativo, realizar o investimento hoje é equivalente a pagar algo no

presente momento e o investimento deveria ser rejeitado.

Sob a ótica do acionista só é interessante investir em um novo projeto se

o valor presente dos fluxos futuros for maior do que a disponibilidade atual, pois

representará aumento do valor da empresa e, conseqüentemente, maximização da sua

riqueza. O termo valor presente líquido destaca que já está sendo considerado o custo

78

corrente do investimento para determinar o seu valor, ou seja, já está embutida a taxa de

juros apropriada. É o valor presente dos fluxos de caixa produzidos pelo novo investimento.

9.5.4 Taxa Interna de Retorno (TIR)

É uma taxa intrínseca do projeto, dependendo apenas dos fluxos de caixa

projetados. É a taxa que remunera o investimento e que torna nulo o valor presente líquido

dos fluxos de caixa. Também denominada de taxa de retorno do fluxo de caixa atualizado.

A TIR é identificada através de várias tentativas e erros e exige uma série de aproximações

sucessivas. No estudo apresentam-se dois tipos de fluxo de caixa: não alavancado e

alavancado. O fluxo de caixa não alavancado é aquele em que não se consideram os

empréstimos. O fluxo de caixa alavancado é aquele em que se consideram os empréstimos.

A TIR do fluxo de caixa alavancado tende a ser maior que a do não alavancado quando a

taxa de juros do empréstimo é menor que a TIR do fluxo de caixa não alavancado. Isso se

deve ao fato de que se introduz dinheiro ao fluxo de caixa a um custo menor que a

rentabilidade do negócio, ou seja, há uma antecipação de receitas a um custo menor que a

taxa de reinvestimento do capital.

A TIR encontrada deverá ser comparada com a taxa mínima de

atratividade no momento da decisão do investimento ou financiamento. Para aceitar o

investimento, a TIR deverá ser maior do que a taxa mínima de atratividade.

9.6 Impostos em Moçambique

A indústria de extração mineira atualmente está sujeita a uma série de

isenções fiscais especiais em Moçambique. Todos os projetos de exploração mineira estão

isentos dos direitos alfandegários na importação de materiais, equipamentos e peças

sobressalentes durante todos os ciclos de vida do projeto e estão isentos também de

impostos indiretos nestas importações. Não há uma especificação atual da carga tributária

que deve ser paga por uma grande companhia, isto é dependente do acordo de exploração

mineira.

79

A lei de exploração mineira de 2002 isenta grandes companhias (com

acordos mineiros) do pagamento de royalties (pagos por companhias pequenas, no caso do

carvão 3%). As taxas de depreciação podem ser transportadas por um prazo de cinco anos e

a base da depreciação pode ser de até duas vezes o valor real do bem. Um novo regime

fiscal que generaliza os contratos de exploração mineira, elaborado em 2003 está em fase

de aprovação até a presente data.

9.7 Custo de Investimento

Custos de investimento estão divididos em 3 categorias:

• Investimento na Lavra: equipamentos para a lavra.

• Investimento no beneficiamento: equipamentos para a britagem e classificação,

equipamentos e estruturas auxiliares (instalação de equipamentos, tubulações,

elétrica, instrumentação, praça de trabalho, edificações e funcionários). Estes custos

foram baseados na metodologia proposta no livro Cost Estimation Handbook for the

Australian Mining Industry e foram usados os fatores multiplicadores mais altos

devido à falta de infra-estrutura percebida na localidade e sua distância de algum

centro urbano.

• Investimentos em infra-estrutura geral: foi tomado como base à distância entre o

centro urbano mais próximo e a carência de infra-estrutura local, levando em conta

ser uma área relativamente remota.

min max- - - 10,000,000.00

10,000,000.00 0.17 0.25 2,500,000.00 10,000,000.00 0.07 0.25 2,500,000.00 10,000,000.00 0.13 0.25 2,500,000.00 10,000,000.00 0.03 0.12 1,200,000.00 10,000,000.00 0.15 0.35 3,500,000.00 10,000,000.00 0.07 0.15 1,500,000.00 10,000,000.00 0.07 0.15 1,500,000.00 10,000,000.00 0.03 0.18 1,800,000.00

27,000,000.00 0.12 0.3 8,100,000.00

35,100,000.00 0 0.15 -

35,100,000.00 Custo Total Fixado

Instalação de encanamentoInstalação elétricaInstrumentaçãoEstrutura da usinaEstruturas auxiliaresServiçoes gerais da usinaPraça de trabalhoEquipamentos e instalaçãoEngenharia, gerenciamento e construção

Custo dos equipamentos Multiplicador

ContingenteCusto Total instalado

Preço total de compra de equipamentosInstalação dos equipamentos

ITEM

Tabela 46 Custos de infra-estrutura para a planta de beneficiamento

80

9.8 Fluxo de Caixa

O Fluxo de Caixa é o instrumento gerencial que fornece às empresas,

num determinado momento, a visão de suas necessidades de Recursos Financeiros, em

períodos atuais e futuros, assegurando uma boa Administração Financeira. É uma das

ferramentas gerenciais mais eficientes de Planejamento e Controle. O conceito de Fluxo

está associado ao fato de que os Saldos Finais de Caixa no período 1 serão os Saldos

Iniciais de Caixa no período 2, representados por dias, semanas, meses, etc.

O Fluxo de Caixa Orçado indica os saldos finais de Caixa, para

determinar se um déficit ou excesso de Caixa é esperado em cada período planejado. Cada

saldo positivo (excesso de caixa) orçado num período gera cobertura nos saldos negativos

posteriores. Os saldos negativos (déficits de caixa) orçados têm que ser cobertos com

financiamentos em curto prazo.

Os primeiros 4 anos de lavra da mina serão baseados no sequenciamento

e nas cavas projetadas, por isso terão seus valores estimados de receitas e custos com um

nível de precisão e acuracidade elevados. Nos demais 21 anos de operação, foi feita uma

estimativa das receitas e custos, descontados os volumes já minerados e considerando a

participação de cada camada de minério e seus respectivos valores de porcentagem de

carvão metalúrgico e energético.

Os investimentos em infraestrutura geralmente depreciam ao longo de

todo o projeto, por isso não será preciso reinvestimento, já o investimento em maquinário

deprecia em 5 anos e então será reinvestido, em geral, 80% do valor inicial, considerando

um valor residual do maquinário velho que se vendeu a 20% do valor inicial.

Os investimentos que tem vida útil maior que o projeto tem depreciação

acelerada, ou seja, no final do projeto depreciaram totalmente e os demais depreciam em 8

e 12 anos, considerando a partir da sua utilização.

A carga de impostos calculada foi de 30%, embora atualmente em

Moçambique esse valor esteja menor. A taxa de atualização empregada foi de 10% ao ano

(próximo a SELIC média do ano descontada da inflação) de modo a atualizar o valor

monetário total do fluxo de caixa pela taxa mínima de atratividade, ou seja, pela

81

rentabilidade que se deixa de ganhar por não ter investido num outro projeto que possui a

mínima atratividade admitida.

Foram feitos estudos de estimativa dos custos em longo prazo, de modo

a verificar a viabilidade do projeto, respeitando a produção anual estipulada por Taylor.

As avaliações forma feitas em 3 categorias:

• Fluxo de caixa simplificado;

• Fluxo de caixa com impostos;

• Fluxo de caixa com impostos e empréstimo;

82

Carvão Met. (US$/t) 100.00 Atualização: 10.00% custo lavra 3.37Carvão Energ.(US$/t) 30.00 TIR 76.46% custo benef 4.3Rec. Planta 90%

AnoProdução de Minério

(Mt)Reservas restantes

(Mt) Receita M$

Custo Operacional

(M$)Investimento

M$ Cash-FlowSom. Cash-

FlowsCash-Flow Atualizado

Som. Cash-Flow

Atualizados0 0.00 216.16 0.00 0.00 65 -65.00 -65.00 -65.00 -65.001 0.00 216.16 0.00 0.00 65 -65.00 -130.00 -59.09 -124.092 8.65 207.51 345.65 191.37 0 154.29 24.29 127.51 3.423 8.65 198.87 333.24 232.34 0 100.90 125.19 75.81 79.234 8.65 190.22 319.91 177.80 0 142.11 267.30 97.06 176.295 8.65 181.57 306.06 162.83 0 143.23 410.53 88.93 265.226 8.65 172.93 319.91 174.72 0 145.20 555.72 81.96 347.187 8.65 164.28 319.91 174.72 0 145.20 700.92 74.51 421.698 8.65 155.63 319.91 174.72 0 145.20 846.12 67.74 489.439 8.65 146.99 319.91 174.72 32.3892 112.81 958.93 47.84 537.27

10 8.65 138.34 319.91 174.72 0 145.20 1104.13 55.98 593.2511 8.65 129.69 319.91 174.72 0 145.20 1249.32 50.89 644.1412 8.65 121.05 319.91 174.72 0 145.20 1394.52 46.26 690.4113 8.65 112.40 319.91 174.72 8.085 137.11 1531.63 39.72 730.1214 8.65 103.75 319.91 174.72 0 145.20 1676.83 38.24 768.3615 8.65 95.11 319.91 174.72 0 145.20 1822.03 34.76 803.1216 8.65 86.46 319.91 174.72 0 145.20 1967.23 31.60 834.7217 8.65 77.82 319.91 174.72 32.892 112.31 2079.53 22.22 856.9418 8.65 69.17 319.91 174.72 0 145.20 2224.73 26.12 883.0519 8.65 60.52 319.91 174.72 0 145.20 2369.93 23.74 906.7920 8.65 51.88 319.91 174.72 0 145.20 2515.13 21.58 928.3721 8.65 43.23 319.91 174.72 0 145.20 2660.32 19.62 948.0022 8.65 34.58 319.91 174.72 0 145.20 2805.52 17.84 965.8323 8.65 25.94 319.91 174.72 0 145.20 2950.72 16.22 982.0524 8.65 17.29 319.91 174.72 0 145.20 3095.92 14.74 996.7925 8.65 8.64 319.91 174.72 0 145.20 3241.12 13.40 1010.1926 8.65 0.00 319.91 174.72 0 145.20 3386.31 12.18 1022.37

FLUXO DE CAIXA SIMPLIFICADO

83

Tabela 47 Fluxo de caixa simplificado

84

9.8.1 Resultados do Fluxo de Caixa Simplificado

NPV

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

18 21 24

NPV

(M U

S$)

-200.00

0.00

200.00

0 3 6 9 12 15

TEMPO (anos)

Figura 65 Gráfico NPV x Tempo do fluxo de caixa sem empréstimo e sem imposto

Soma dos fluxos de caixa (MUS$): 3386.31Soma flx.de caixa atualizados (MUS$): 1022.37Taxa de Atualização (%): 10.00%Taxa Interna de Retorno do C.P.(%): 76%Payback (anos): 2Breakeven price variation factor (%): 49%Cash breakeven price var.factor (%): 42%

Tabela 48 Resultados obtidos no fluxo de caixa simplificado

Depreciação: 20% custo lavra 3.37 carvao met 100Atualização: 10.00% custo benef 4.3 carvao energ 30

Rec. Planta 90% TIR 66%

AnoProdução de Minério (Mt)

Reservas restantes (Mt) Receita M$

Custo Operacional

(M$)Investimento

M$ DepreciaçãoReceita

TributávelImpostos

(30%) Cash-FlowSom. Cash-

FlowsCash-Flow Atualizado

Som. Cash-Flow

Atualizados0 0.00 216.16 0.000 0.00 65 0 0.000 0.00 -65.00 -65.00 -65.00 -65.001 0.00 216.16 0.000 0.00 65 2.5 0.000 0.00 -65.00 -130.00 -59.09 -124.092 8.65 207.52 345.655 191.37 0 2.5 151.788 0.00 154.29 24.29 127.51 3.423 8.65 198.87 333.237 232.34 0 8.28620833 92.613 45.54 55.36 79.65 41.59 45.014 8.65 190.22 319.913 177.80 0 8.28620833 133.825 27.78 114.33 193.98 78.09 123.105 8.65 181.58 306.058 162.83 0 8.28620833 123.057 40.15 103.08 297.06 64.00 187.116 8.65 172.93 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 36.92 108.28 405.34 61.12 248.237 8.65 164.28 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 509.46 53.43 301.668 8.65 155.64 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 613.59 48.57 350.239 8.65 146.99 319.913 174.72 32.892 8.28620833 136.912 41.07 71.23 684.82 30.21 380.44

10 8.65 138.34 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 788.94 40.14 420.5911 8.65 129.70 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 893.07 36.49 457.0812 8.65 121.05 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 997.19 33.18 490.2613 8.65 112.40 319.913 174.72 8.085 8.28620833 136.912 41.07 96.04 1093.23 27.82 518.0814 8.65 103.76 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 1197.36 27.42 545.5015 8.65 95.11 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 1301.48 24.93 570.4316 8.65 86.47 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 1405.60 22.66 593.0917 8.65 77.82 319.913 174.72 32.892 8.28620833 136.912 41.07 71.23 1476.84 14.09 607.1818 8.65 69.17 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 1580.96 18.73 625.9119 8.65 60.53 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 1685.09 17.03 642.9320 8.65 51.88 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 1789.21 15.48 658.4121 8.65 43.23 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 1893.33 14.07 672.4822 8.65 34.59 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 1997.46 12.79 685.2723 8.65 25.94 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 2101.58 11.63 696.9024 8.65 17.29 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 2205.71 10.57 707.4725 8.65 8.65 319.913 174.72 0 8.28620833 136.912 41.07 104.12 2309.83 9.61 717.08

26 8.65 0.00 319.913 174.72 0 8.28620833 311.627 41.07 104.12 2413.96 8.74 725.82

FLUXO DE CAIXA SEM EMPRÉSTIMO COM IMPOSTO

85

Tabela 49 Fluxo de caixa com impostos

86

9.8.2 Resultados do Fluxo de Caixa com Imposto

NPV com impostos

-2

-1

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

18 21 24

NPV

(M U

S$)

00.00

00.00

0.00

100.00

200.00

0 3 6 9 12 15

Tempo (anos)

Figura 66 Gráfico NPV x Tempo do fluxo de caixa com imposto

Soma dos fluxos de caixa (MUS$): 2413.96Soma flx.de caixa atualizados (MUS$): 725.82Taxa de Atualização (%): 10.00%Taxa Interna de Retorno do C.P.(%): 65.74%Margem (%): 44.64Payback (anos): 2Breakeven price variation factor (%): 51%Cash breakeven price var.factor (%): 41%

Tabela 50 Resultados do fluxo de caixa com impostos

Depreciação: 20% TIR #DIV/0! custo lavra 3.37 met 100Atualização: 10.00% Tx Juros 15% custo benef 4.3 energ 30Rec. Planta 90% impostos 30% 100%

AnoProdução de Minério (Mt)

Reservas restantes

(Mt)Receita

M$

Custo Operacional

(M$)Investimento

M$ Depreciação

Empréstimo juro=15%

M$

Principal da dívida

(M$)Reembolso

(M$)Juros (M$)

Receita Tributável

Impostos (30%) Cash-Flow

Som. Cash-Flows

0 0.00 216.16 0.000 0.00 65 0 130 130.00 0.00 0.00 0.000 0.00 65.00 65.001 0.00 216.16 0.000 0.00 65 2.5 0 130.00 0.00 19.50 0.000 -6.60 -77.90 -12.902 8.65 207.52 345.655 191.37 0 2.5 0 130.00 0.00 19.50 132.288 39.69 95.10 82.203 8.65 198.87 333.237 232.34 0 8.286208333 0 97.50 32.50 19.50 73.113 21.93 26.97 109.174 8.65 190.22 319.913 177.80 0 8.286208333 0 65.00 32.50 14.63 119.200 35.76 59.23 168.395 8.65 181.58 306.058 162.83 0 8.286208333 0 32.50 32.50 9.75 125.190 37.56 63.42 231.816 8.65 172.93 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 32.50 4.88 132.037 39.61 68.21 300.027 8.65 164.28 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 404.158 8.65 155.64 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 508.279 8.65 146.99 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 612.4010 8.65 138.34 319.913 174.72 32.892 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 71.23 683.6311 8.65 129.70 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 787.7512 8.65 121.05 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 891.8813 8.65 112.40 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 996.0014 8.65 103.76 319.913 174.72 8.085 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 96.04 1092.0415 8.65 95.11 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 1196.1716 8.65 86.47 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 1300.2917 8.65 77.82 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 1404.4218 8.65 69.17 319.913 174.72 32.892 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 71.23 1475.6519 8.65 60.53 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 1579.7720 8.65 51.88 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 1683.9021 8.65 43.23 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 1788.0222 8.65 34.59 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 1892.1523 8.65 25.94 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 1996.2724 8.65 17.29 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 2100.3925 8.65 8.65 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 2204.52

26 8.65 0.00 319.913 174.72 0 8.286208333 0 0.00 0.00 0.00 136.912 41.07 104.12 2308.64

FLUXO DE CAIXA COM EMPRÉSTIMO E COM IMPOSTO

87

Tabela 51 Fluxo de caixa com impostos e empréstimo

88

9.8.3 Resultado do Fluxo de caixa com Imposto e com Empréstimo

NPV (com empréstimo e imposto)

-100.00

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

21 24

NPV

(M U

S$)

0 3 6 9 12 15 18

TEMPO (anos)

Figura 67 Gráfico NPV x Tempo do fluxo de caixa com imposto e empréstimo

Soma dos fluxos de caixa (MUS$): 2308.64Soma flx.de caixa atualizados (MUS$): 691.03Taxa de Atualização (%): 10.00%Payback (anos): 2Breakeven price variation factor (%): 50.00%Cash breakeven price var.factor (%): 41.00%

Tabela 52 Resultados do fluxo de caixa com impostos e empréstimo

9.8.4 Comparação entre os Fluxos de caixa

Os resultados do fluxo de caixa apontam uma forte acentuação da

diminuição do NPV quando é calculado o peso dos impostos. O fluxo de caixa obtido

tomando um empréstimo de US$ 130M mostra que o NPV diminui sensivelmente.

0

200

400

600

800

1000

1200

FC FCI FCIE

NPV

Figura 68 Comparativo entre os NPV’s

89

9.9 Análise de Sensibilidade

A análise de sensibilidade consiste em um estudo de análise da

viabilidade com o objetivo de determinar o grau de variação dos resultados e dos

indicadores de viabilidade ante as alterações das variáveis mais relevantes na

determinação da viabilidade. No caso deste estudo serão variadas:

• Recuperação da Planta;

• Preço de venda do carvão metalúrgico;

• Taxa de atualização;

• Custo de lavra;

• Custo de Beneficiamento;

• Investimento;

Os parâmetros base do estudo de fluxo de caixa foram:

Recuperação da Planta = 90%

Taxa de Atualização = 10%

Preço de venda do Carvão Metalúrgico = US$ 100,00/t

Custo de Lavra = US$ 3,37/t

Custo de beneficiamento = US$ 4,30/t

Investimento = US$ 130 M

As variações avaliadas ficaram entre 80% a 120% dos parâmetros base

do projeto e são mostradas abaixo:

90

Análise de Sensibilidade

80.00%

85.00%

90.00%

95.00%

100.00%

105.00%

110.00%

115.00%

120.00%

80.00% 90.00% 100.00% 110.00% 120.00%

Variação

NPV

(%)

Rec. PlantaTx AtualizaçãoPreço VendaCusto LavraCusto PlantaInvestimento

Figura 69 Gráfico de análise de sensibilidade

Com base nos resultados do estudo de sensibilidade percebe-se que os

parâmetros mais impactantes no resultado financeiro do empreendimento são a

recuperação da planta, o preço de venda e o custo da lavra.

91

10 CONCLUSÃO DO ESTUDO

De acordo com os resultados do fluxo de caixa, o projeto mostra-se

viável. Podemos considerar também que o resultado foi subestimado por terem sido

adotados impostos acima do que hoje podem ser atualmente negociados no país

Moçambique e também por ter sido subestimado o preço atual do carvão no mercado

internacional. A não extrapolação no modelamento do corpo mineral além dos limites dos

furos de sondagem das extremidades da malha também conta como um fator que pode ter

subestimado o potencial do empreendimento, já que é sabido que depósitos de carvão não

apresentam o fim brusco de suas camadas como foi modelado no software, gerando assim

menores volumes do que se poderiam obter caso fossem feitas extrapolações.

Comparando com investimentos tradicionais (e conservadores), o

empreendimento possui um alto valor de retorno, muito superior a qualquer outro

investimento (excluindo comparação com qualquer outro projeto de mineração). O risco

envolvido é a possível instabilidade do país, mas apresentando uma taxa de inflação de

1,22% em abril de 2007 e tendo contratos internacionais assinados, forte crescimento do

PIB e potencial turístico em alta, a conclusão do estudo de pré-viabilidade é da certeza de

um ótimo empreendimento para um grande grupo com capital suficiente para o

investimento, e de disponibilidade de profissionais qualificados. Já comparando com

investimentos de alto risco, um índice da BOVESPA, o S&P500, um índice da variação

das 500 maiores, o retorno médio dos últimos 10 anos foi de 8,5% ao ano. Outro

investimento de alto risco, o IBOV, o retorno médio dos últimos 10 anos foi de 23,82%.

Foi aprovado recentemente pelo governo de Moçambique contrato

para a exploração do projeto de carvão de Moatize, pela Companhia Vale do Rio Doce,

localizado na província de Tete, Noroeste do país. O contrato tem duração prevista de 25

anos com períodos de prorrogação e estará submetido aos regimes, fiscal, aduaneiro e

cambial do país.

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11 Bibliografia

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Documents

Estudo de Viabilidade Do Depósito de Carvão Moatize