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8/11/2019 Lavra cu-aberto.pdf

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCOCENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCINCIASDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS

APOSTILA DA DISCIPLINA:

MTODOS DE LAVRA CU ABERTO

Prof. Jlio Csar de Souza

Recife, janeiro de 2001


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DISCIPLINA: MTODOS DE LAVRA CU ABERTO

- Introduo

-

Desenvolvimento (vias de acesso, traado da cava, relao estril/minrio, taludefinal do pit, tipos de acesso)

- Mtodos de descobertura (equipamentos, sistemas de descobertura)

- Mtodos de lavra cu aberto- Tipos bsicos- Seleo do mtodo de minerao- Minerao de plceres- Open pit mining- Strip mining

-

Quarry mining- Glory hole methods

- Ciclo bsico de minerao cu aberto (operaes unitrias)- Desmonte com explosivo- Carregamento do material desmontado- Escavadoras cclicas e contnuas- Transporte de material desmontado

- Sistemtica da minerao cu aberto

-

Aplicao de minerao cu aberto- Minerao de carvo- Minerao de minerais industriais- Minerao de cobre- Minerao de ferro- Minerao de plceres (minerais pesados)- Minerao de turfa e linhito- Minerao de rochas ornamentais

- Planejamento e dimensionamento de operaes em open pit e quarry mine

-

Planejamento a longo prazo-

Planejamento a curto prazo-

- Drenagem e esgotamento de guas pluviais e de infiltrao

- Dimensionamento de equipamentos e processos- Altura total de despejo (dragline e shovel)- Plano de fogo (explosivos)- Tratores e equipamentos auxiliares- Dimensionamento de escavadoras para mina de carvo (Usina de Candiota)- Produo horria de escavadoras cclicas

-

Dimensionamento de frota de caminhes- Dimensionamento de extrao de depsito de saibro


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- Disposio de rejeitos de lavra

- Critrios econmicos para deciso entre lavra cu aberto e lavra subterrnea

-

Custos unitrios de produo

- Caracterizao ambiental- P / poeira- Rudos- Vibraes- Rejeitos slidos (deposio e barragens)


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1 -INTRODUO

MINERAO: ramo da Engenharia como sendo a cincia e a arte de conduzir asoperaes extrativas principais, tendo em vista:

a) Obter o melhor rendimento do trabalhador em ton/homem/dia;b) Obter o melhor rendimento do equipamento mecanizado visando o menor

investimento;c) Obter o menor custo por unidade produzida;d) Obter a maior salubridade e segurana dos mineiros;e) Evitar a lavra predatria e ambiciosa preservando as reservas futuras e o

meio ambiente.

De modo geral a minerao cu aberto proporciona um acrscimo deprodutividade no trabalho em relao minerao em subsolo, apesar de, s vezes,

declinar no aspecto qualidade do produto (ROM).

Esse aumento de produtividade teve origem aps a 2a grande guerra com aintroduo de novos explosivos, novas mquinas de perfurao, aumento da capacidadedas mquinas de desmonte, melhoria dos processos de beneficiamento dos minerais euso de mquinas eltricas de grande capacidade (mquinas auxiliares, de desmonte,carregamento e transporte).

Preponderantemente se prefere minerar por mtodos de superfcie carvo, cobre,ferro, argila, gesso, fosfato, calcrio, areia, brita, pedras de construo e rochasornamentais.

Os fatores de controle que determinam a escolha do mtodo de lavra entreminerao cu aberto e minerao subterrnea so os custos de minerao,recobrimento de estril e disseminao do teor. A relao estril/minrio o fator decontrole no custo comparativo de minerao por mtodos de desmonte cu abertocontra os mtodos de minerao em subsolo. A relao limite (stripping ratio) nodeve nunca ser ultrapassada.

Existem diversos mtodos e equipamentos para realizao das operaesunitrias necessrias extrao dos diversos minerais de interesse econmico sendo as

principais atividades extrativas em superfcie as seguintes:- Minerao de minrios metlicos (open pit)- Minerao de carvo (corte e aterro, countor mining, continuos miners)- Minerao de brita e minerais industriais (open pit)- Minerao de aluvies (desmonte hidrulico, dragagem)- Minerao de rochas ornamentais

As propriedades geomecnicas das rochas tm influencia direta na seleo domtodo de lavra mais apropriado para extrao de determinado bem mineral e naseleo do tipo de equipamento a ser utilizado. A escolha do equipamento, mtodo de

acesso e dos sistemas de explotao depende em grande parte das propriedades fsico-


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mecnicas da substncia mineral e das rochas encaixantes, da forma geolgica dojazimento e do relevo da superfcie.

As principais propriedades das rochas so: dureza, resistncia, peso especfico,porosidade, fragilidade, umidade e anisotropia. Entre os fatores mais importantes para

seleo de equipamentos esto a dureza do minrio e estril, densidade aparente e insitu, resistncia e umidade. Com esses fatores os ngulos de talude do pit final e detrabalho podem ser determinados.

Outros aspectos importantes na seleo e planejamento das atividades extrativas cu aberto se referem a drenagem natural da regio e presena de gua subterrnea narea da mina.

Todas essas variveis devem ser cuidadosamente analisadas para escolha corretado mtodo de extrao e equipamentos afim de que o sistema projetado proporcione amaior produtividade com o menor custo, respeitando as regras bsicas de segurana dos

trabalhadores e preservao do meio ambiente.

O ciclo de operaes unitrias bsicas, presentes na maioria das mineraes cu aberto o seguinte:

Descobertura => perfurao => carga e detonao => carregamento => transporte

Essas operaes ocorrem concomitantemente, com exceo da detonao, queexige a retirada do pessoal e maquinrio da rea a ser desmontada por razes desegurana.

1.1 - PERFURAO

Os diferentes mtodos de perfurao de rochas se classificam em:- Perfurao a percusso- Perfurao rotativa- Perfurao trmica

A seleo de perfuratrizes se faz segundo a perfurabilidade da rocha, que semede pelo avano em mm/min ou min/m.

Geralmente o custo mais baixo se obtm em rocha branda at dureza mdia comperfurao rotativa (rotary), em rocha dura com perfurao percussiva e em rochamuito dura (taconitos) com perfurao trmica. As perfurao percussiva e rotativa socompetitivas em rochas com dureza mediana at dura.

1.1.1 - Perfurao Percussiva

Na perfurao a percusso a energia gerada pela presso de ar que atua sobre ombolo transmitida por impacto broca. A potncia do martelo sobre o mbolo igual energia por golpe multiplicada pelo nmero de golpes por minuto. A potncia e a

penetrao aumentam com o aumento da presso de ar comprimido.


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O efeito da perfurao obtido pelo impacto da broca de ao contra a rocha. Abroca de ao se move com movimento vertical alternativo e o dispositivo de percussopode atuar por gravidade ou por uma fora externa aplicada mecanicamente.

As perfuratrizes pneumticas percussivas so as mais utilizadas no momento

dentro dessa classificao de perfurao percussiva. Elas quebram a rocha com golpesde alta freqncia (2.000 ciclos/min) e alta energia. O mbolo se move com movimentoalternado dentro de um cilindro graas ao ar comprimido que entra atravs de umavlvula, regulado por um mecanismo de distribuio. A broca tambm gira com certongulo aps cada golpe. Alm disso o cilindro avana medida que progride a

perfurao. As partculas de rocha so retiradas de forma contnua por meio do arcomprimido. As perfuratrizes pneumticas so utilizadas para execuo de furos de

pequeno dimetro em rocha dura ou para furos de dimetro maior onde no possvel autilizao de carretas de perfurao (terrenos ngremes sem acesso para veculos).

As perfuratrizes providas de rotao mediante barra ranhurada podem perfurar

furos de 2 6 at 30 m de profundidade. A velocidade de perfurao varia emgranito de 9 a 18 m/h e em calcrio entre 21 a 45 m/h.

Com exceo de pequenos martelos pneumticos manuais, a maioria dasperfuratrizes de superfcie so montadas sobre meios de transporte autopropulsores. Acoluna portadora do mecanismo de rotao e avano permite a perfurao de furosverticais, inclinados e horizontais.

Para grandes produes se utilizam carretas de perfurao sobre rodas e emunidades maiores, sobre esteiras (maior estabilidade e contrapeso). O equipamento de

perfurao est montado sobre uma coluna sendo o movimento de avano transmitido perfuratriz por uma barra com filete, correntes e cilindros hidrulicos. Nos tipos maiscomuns a presso de alimentao para o avano pode chegar a 300 kg.

As carretas de perfurao leves, para furos de 2 a 4 at mais de 30 m deprofundidade, pesam de 3.000 a 6.000 kg. Esto equipadas com perfuratrizes de 3 a5 e requerem de 600 a 900 pcm de ar a presso de 100 psi.

As carretas de perfurao pesadas, de 8.000 a 14.000 kg, so utilizadas parafuros de 4 a 6at mais de 30 m de profundidade. Sua coluna de perfurao uma torrergida e podem ser providas de aparatos para captao de p, macacos hidrulicos para

nivelamento e equipamento para manejo automtico de hastes e brocas de perfurao.Na perfurao percussiva se utilizam 3 tipos principais de brocas:

- broca em cruz com 4 pastilhas de carbureto de tungstnio,- broca tipo cinzel com uma pastilha de carbureto de tungstnio, e- broca de percusso tipo botton com cilindros de carbureto de tungstnio.

Para seleo do equipamento de perfurao percussiva deve-se considerar osseguintes fatores: tipo de rocha (dureza e abrasividade), tamanho e profundidade dosfuros, forma do terreno, volume da produo e custo do equipamento. Alm disso, o

equipamento de perfurao est diretamente relacionado com o tamanho do britador edo equipamento de carregamento.


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1.1.2 - Perfurao Rotativa

A perfurao rotativa o mtodo de perfurao mais universal. Pode serutilizada em material muito brando, com a utilizao de brocas cortantes, e em rochasde dureza mdia a at muito duras, com a utilizao de brocas rotativas. As carretas de

perfurao para rochas brandas podem perfurar de 250 a 360 m por turno de 8 h.

O acionamento para equipamentos de perfurao por rotao pode ser um motordiesel ou eltrico. Durante a perfurao, o maior consumidor de energia o compressor,cuja potncia pode alcanar 400 CV. A velocidade de rotao varia entre 30 e 120 rpm.

As brocas rotativas atacam a rocha por abraso, corte, ruptura ou por aocombinada destes processos de fragmentao. Todas as perfuratrizes utilizam umsistema se empuxo sobre a rocha para fragment-la eficientemente. A carga axialvarivel segundo o tipo de rocha alcana, em rochas mais duras, at 2.000 kg/cm dedimetro da broca. A fora de empuxo obtida pelo peso da coluna de barras e pelo

acoplamento de uma parte do peso da carreta de perfurao atravs de cilindroshidrulicos, cabos ou correntes. Para a perfurao de furos de grande dimetro sonecessrias carretas de perfurao pesadas (at 80.000 kg).

A limpeza dos furos realizada atravs da circulao de ar. A limpeza com gua empregada unicamente quando a afluncia de gua no furo demasiado grande.

A penetrao de brocas em formaes duras com granito, ferro duro e taconitovaria de 5 a 9 m/h. Rochas de dureza mdia podem ser perfuradas com velocidades daordem de 9 a 24 m/h. A perfurao de rochas brandas muito rpida, de 30 a 90 m/h ecom freqncia limitada mais pela capacidade da mquina de evacuar os detritos de

perfurao do que pela penetrao do trpano.

O custo de perfurao depende muito da dureza da rocha e deve variar entre 0,30$/m em rocha muito branda at 6 $/m em materiais muito duros.

1.1.3 - Perfurao Trmica

Entre os processo trmicos, com exceo da abertura de canais laterais emrochas ornamentais com a utilizao de flame jet, o nico utilizado em minerao ojet piercing, desenvolvido pela Linda Air Products Corp.

O mtodo consiste em obter o orifcio por esquentamento rpido da rocha a altatemperatura pelo efeito de uma chama de gs de alta velocidade. O aumento brusco erpido da temperatura causa uma quebra contnua da rocha por ao do trincamento,sendo desprezvel a fuso da rocha. O mtodo s econmico para furos de 6 a 10 emrochas onde as perfuratrizes convencionais no do resultados eficientes.

A eficincia dessas perfuratrizes depende sobretudo da capacidade da rocha detrincar-se. Resultados particularmente bons foram obtidos na perfurao de taconitos.


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1.1.4 -Seleo de perfuratrizes

Na seleo de perfuratrizes os fatores mais importantes so:

- dureza do terreno, que determina o tipo de mtodo de perfurao e bit,

-

tonelagem diria da mina, que afeta o tamanho e consumo de energia.

A perfuratriz diesel possui grande mobilidade em comparao com a perfuratrizeltrica que tem baixo custo de manuteno mas necessita mo-de-obra extra paramovimentao do cabo de alimentao.

1.2 - CARREGAMENTO

Em minerao cu aberto utilizam-se amplamente as escavadoras de umacaamba e de caambas mltiplas. Dentro das escavadoras de caamba nica

predominam as ps carregadeiras (traxcavator), shovel e dragline. Entre asescavadoras de caambas mltiplas destacam-se a p mecnica de roda frontal (bucketwhell excavatorBWE) e as dragas de caambas em linha.

As escavadoras de uma caamba so utilizadas em diversas situaes mineiras ecom qualquer dureza de rocha. As rochas brandas so escavadas por shovel, pscarregadeiras ou dragline sem o emprego de explosivo. As rochas duras soobrigatoriamente fragmentadas com explosivos antes de seu carregamento.

A escavabilidade do solo da maior importncia na seleo do equipamento decarregamento. Isso depende de vrios fatores tais como a dureza do solo intacto,resistncia mecnica, propriedades abrasivas dos minerais constituintes, densidade insitu e empolado, grau de preparao do solo, fragmentao, etc. Para a determinaoda escavabilidade se pode recorrer ao exame de escavaes similares nas vizinhanas,estudo do comportamento do solo escavado em poos de pesquisa ou ensaios sobreamostras de perfuraes e estudos de sismologia de refrao.

1.2.1 - Equipamentos de Carregamento

1.1.2.1 - Dragas Escavadoras

Existem dois tipos principais de dragas escavadoras: draga escavadora demandbulas (cleam shell) e draga escavadora de caamba (dragline).

Figura 1- Dragline


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Uma draga sempre trabalha em cima do banco, trabalha por gravidade edesmonta o minrio que se encontra a sua frente. So mquinas tpicas para a soluo de

problemas de desmonte de grandes massas elevadas e carregamento com auxlio deoutras mquinas menores. So adequadas ao desmonte de rochas brandas e material nomuito duro (carvo mole).

As cleam shell servem para material muito frouxo e as dragline paramateriais um pouco mais duros. Para materiais mais resistentes e em zonas acidentadasa shovel mais indicada.

A dragline trabalha em cima do banco que est sendo desmontado e possui osseguintes movimentos fundamentais:

1. deslocamento horizontal,2. rotao em ngulo maior que 90o,3. altura regulvel tambm do brao transversal,

4.

caamba arrastada sobre o piso do nvel inferior, e5. simplesmente gira e descarrega (no abre a caamba). O giro feito por gravidade

(economia de energia)

Algumas caractersticas da dragline:

- capacidade de escavar bem acima e abaixo do grade,- pode funcionar em condies operacionais menos rgidas que a shovel,- tem eficincia menor que uma shovel do mesmo tamanho devido a movimentos

menos precisos,- pode ou no necessitar de equipamentos auxiliares para disposio de estril,-

normalmente utilizada para materiais moles e inconsolidados, e- unidades grandes podem manusear rocha fragmentada (detonada).

1.1.2.2 - Ps mecnicas

Existem trs tipos principais de ps mecnicas: p mecnica giratria (shovel),roda frontal giratria (BWE) e retroescavadeira.

As ps mecnicas pertencem ao grupo de escavadeiras cclicas (shovel eretroescavadeira) ou de ciclo contnuo (BWE).

A p mecnica giratria ou shovel pertence ao grupo das escavadoras cclicas.As shovel se dividem em: ps para construo (caambade 0,25 a 2,0 m3), miningshovel (caambas de 3 a 19 m3) e stripping shovel (caambas de 4 a 126 m3).

A shovel colocada no piso da bancada que explotada por cortes sucessivoscujas frentes se dispem no extremo do corte em operao A shovel escava a rochacom o corte de baixo para cima e avana em direo a bancada medida que avana otrabalho.

As operaes bsicas durante o ciclo de trabalho da shovel so:

- escavao,


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- giro para descarga,- descarga no transportador,- giro para local de escavao.

Figura 2Striping shovel, shovel hidralica, mining shovel.

As quarry mine shovel tem uma durao do ciclo de operao de 20 a 25 segenquanto as stripping shovel, com um giro de 90o, um ciclo com durao de 50 a 55seg. A maior parte do tempo de durao do ciclo (60%) gasta nos giros da mquina. Adurao do ciclo pode ser reduzida pela diminuio do ngulo de giro da p mecnicaaumentando-se dessa forma a produtividade da mesma. A durao da escavaodepende da dureza da rocha e do grau de fragmentao da rocha por detonao.

Recentemente foram desenvolvidas shovel com caamba de at 9 m3 decapacidade (peso da mquina de 140 ton) com acionamento hidrulico, sem emprego decabos. Por possuir maior mobilidade e ter um ciclo de trabalho mais curto essa mquina

oferece bem maior produtividade que as shovel tradicionais com acionamento atravsde cabos e polias.

Movimentos fundamentais da shovel:

1. deslocamento horizontal,2. avano e recuo,3. giro de 90o,4. regulagem da lana (entre 35 e 45o), determina a altura de despejo,5. levantar e abaixar a caamba com o brao, e6. abertura do fundo da caamba para descarreg-la.

Algumas caractersticas da shovel so:

- alta produo,- manuseia qualquer tipo de material, inclusive pequenos mataces,- condies de trabalho bastante rgidas- necessita de equipamento auxiliar para deposio de estril, com exceo de

algumas stripping shovel, e- mobilidade limitada.

A retroescavadeira um equipamento utilizado para o carregamento e desmonte

de material que est abaixo da sua posio. A caamba ao subir move-se at o nvel da


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mquina, recolhendo o material e aps o brao da caamba gira e o material descarregado pelo fundo.

As BWE foram desenvolvidas para a minerao de linhito na Europa e temcomo caracterstica principal operarem em ciclo contnuo. Algumas caractersticas da

BWE so:

- deve ser operada sobre condies de engenharia muito rgidas,- alto custo de investimento inicial,- limitada a escavaes de rochas muito brandas,- capacidade de altas taxas de produo, e- necessita de sistema auxiliar de deposio de estril.

Figura 3BWE

1.1.2.4 - Trator com carregador de caamba frontal (traxcavator)

Esse equipamento possui a capacidade de desmontar e colher o material nacaamba. Presta-se para o desmonte de uma camada de material ou minrio mole e ocarregamento fcil de um caminho normal. Existem dois tipos de ps carregadeiras:sobre rodas e sobre esteiras.

A p carregadeira desmonta e quebra a rocha que, por essa razo, deve ser mole.Caso trabalhe com rocha de maior dureza deve-se providenciar a fragmentao damesma com explosivos at uma granulometria que possibilite seu carregamento nacaamba da mquina.

As principais caractersticas da p carregadeira sobre rodas so:

-

alto grau de mobilidade,- custos relativamente baixos de manuteno,- alto custo de pneus em rochas abrasivas (basalto, taconito, etc)- presso relativamente alta sobre o terreno de apoio, e- altas velocidades que permitem o transporte de material a maiores distncias em

relao mquina de esteiras.

As principais caractersticas da p carregadeira sobre esteiras so:

- boa habilidade de escavao,- velocidade relativamente baixa de marcha,

-

custo alto de manuteno sobre terreno abrasivo,- presso relativamente baixa sobre o solo,


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- boa capacidade para operar em taludes inclinados, e- alto grau de manobrabilidada.

1.1.2.5 - Trator de lmina frontal (buldozer)

Os buldozer so constitudos de um trator ao qual se monta uma lminacncava que trabalha nas operaes de terraplanagem. So muito utilizados nodesmonte primrio retirando uma camada de 10 a 20 cm em cada passada. A capacidadeda mquina funo da potncia do motor, peso da mquina e dimenses da lmina.

Figura 4 - buldozer

Um trator tipo D4 tem capacidade de desmonte de at 40 m3/h enquanto o tipoD7 de at 100 m3/h.. Oferecem um transporte e servio eficientes mas com distncia de

percurso curta (50 a 150 m). O carregamento pode ser feito para um monte e a partirda retomado por outras mquinas de carregamento e transporte.

Estes tratores servem basicamente para:

-

deslocamento de material,- limpeza do terreno,- preparo do campo para passagem de mquinas maiores,- tracionamento de scrappers, e- limpeza da frente de trabalho.

1.1.2.6 - Escavadora-transportadora (scrapper)

Normalmente so veculos rebocados por tratores. Nessas mquinas a caambapossui uma lmina que se desloca sobre o solo (ou minrio) a escavar e vai cortando e

acumulando o material dentro de sua caamba.

Tem um rendimento muito superior ao trator de lmina frontal, mas s trabalhaem terrenos incoerentes com fragmentos grosseiros ou finos, areias, rochas plsticas esemi-plsticas. O seu rendimento pode ser muito pequeno dependendo das condiesoperacionais.

Pode ser rebocado ou auto-propulsor. Hoje, grandes mquinas desse tipo operamem minas cu aberto sendo utilizadas como mquinas auxiliares na minerao,

preparando o terreno para as grandes mquinas ou removendo a camada de terra vegetalpara posterior revegetao da rea minerada.


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Figura 5 - scrapper

1.3 - TRANSPORTE

Na minerao cu aberto os meios de transporte pertencem quase quetotalmente aos ramos convencionais: rodovirio, ferrovirio e hidrovirio. Podemtambm ser utilizados transportes no convencionais como oleodutos, gasodutos,minerodutos e correias transportadoras.

Existem vages para 20 a 30 ton de capacidade e caminhes fora de estrada com100 ou mais ton de capacidade. O transporte se caracteriza por grandes massas a serem

transportadas, pequenas distncias e pequenas velocidades.

A seleo do tipo de transporte determinada por 3 fatores bsicos:

1. caractersticas do jazimento,2. tamanho da explotao, e3. intensidade de conduo dos trabalhos.

As caractersticas do jazimento determinam o mtodo de acesso e sistema deexplotao, comprimento das vias de transporte, inclinaes, etc. O tamanho da

produo determina a capacidade necessria dos meios de transporte.

Os principais tipos de transporte cu aberto so:

- ferrovirio,- rodovirio, e- correias transportadoras.

As principais caractersticas desses mtodos de transporte so;

- Caminhes: necessita boas estradas para minimizar o custo dos pneus, pode

negociar rampas ngremes, economicamente limitado a um raio de 6 km, so muitoflexveis e pode manusear tanto material grado como blocos.


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- Trens: so transportadores de alto volume, longas dist6ancias e baixo custo unitrio,

os trilhos necessitam cuidadosa conformidade com as especificaes da engenharia,alto custo de investimento inicial, no pode ultrapassar inclinaes maiores que 3%adversas e pode manusear material grado e blocos.

- Correia transportadora: so transportadores de alto volume, longas distncias ebaixo custo unitrio, difceis e custosas para movimentar, alto custo de investimentoinicial, pode negociar inclinaes adversas ngremes (acima de 40%), necessita dematerial fragmentado em pequenos pedaos para uma boa vida da cinta e possui altocusto de manuteno.

Figura 6Fora de estrada, trens e correia transportadora

2 - DESENVOLVIMENTO

Denomina-se desenvolvimento os servios mineiros empreendidos para facultar

a lavra de uma jazida, constituindo a terceira fase da Minerao.

2.1 - Vias de Acesso

As vias de acesso em minerao cu aberto geralmente so simples estradasprincipais, construdas para possibilitar a lavra dos diversos bancos que dividemverticalmente a jazida em blocos de extrao.

Em alguns tipos de lavra especiais como petrleo, gases combustveis, guamineral e sais solveis, as vias de acesso so simplesmente furos de sonda, executadosat atingir a jazida e possibilitar a extrao das substncias minerais, sem o acesso de

pessoal.

Operao especial => desmatamento do local de lavra e decapeamento dacobertura de material estril. Essa operao pode ser executada antes ou durante a lavra,se executada anteriormente a lavra exige vultuosas despesas iniciais.

2.2 - Acessos em Servios Superficiais

As estradas inclinadas para acesso principal aos diversos bancos em lavra cuaberto so denominadas acessos (approachs). As ligaes secundrias entre um eoutro banco so designadas rampas (ramps).


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O traado dos acessos:

Envolve - locao,- largura,- greides (inclinaes),

- raios de curvatura, etc.Depende - tipo de veculo empregado- produo visada- condies topogrficas- comportamento da jazida.

Desenvolvimento exploratrio em minerao cu aberto envolve:

- furos de sondagem em malha regular 100 x 100 m; 200 x 200 m, etc- interpolao dos resultados para blocos de 10 15 m de lado e altura igual a altura

da bancada (1215 m => EUA; 30 m => Europa)

2.3 - Traado da cava:

- Lavra de flanco: a cava est abaixo do nvel principal de trabalhos superficiais.- Lavra de encosta: a cava est acima do nvel principal de trabalhos superficiais.

Figura 7lavra de flanco (encosta)

O trecho a ser lavrado por mtodos superficiais est limitado, em rea, pelospontos em que a lavra a cu aberto mais econmica que a lavra subterrnea.

A relao mxima de capeamento (relao estril/minrio limite) definida pelaseguinte relao:k SCA

COnde:

- S: custo unitrio de lavra subterrnea ($/ton)- CA: custo unitrio de lavra cu aberto ($/ton)- C: custo unitrio de remoo de estril da cobertura ($/ton)

Contudo, essa relao comparativa entre lavra cu aberto e subterrnea no

suficiente para exprimir a relao do capeamento para minrio que poderia ser


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economicamente removida e, consequentemente, os limites da cava. Isso depender doque se chama relao econmica de capeamento, expressa pela seguinte relao:

k V(CA + L)C

Onde:

- V: valor do produto ($/ton)- CA: custo de lavra cu aberto + custo do beneficiamento ($/ton)- L: lucro desejado ($/ton)- C: custo de remoo e deposio do rejeito ($/ton)

k > k => parte da jazida deve ser lavrada cu aberto e parte subterrneak < k => toda a jazida deve ser lavrada cu aberto

Considerando o teor mnimo economicamente lavrvel e o talude mnimo

necessrio lavra, diversos traados seriam possveis para a cava desejada. Escolhe-se oque se considera mais econmico, ao menos para um perodo razovel de lavra. Se alavra em flanco, o problema do traado mais simples ou fcil, mas so raras as minastotalmente de flanco.

O traado da lavra depende fundamentalmente de:

- teor mnimo economicamente lavrvel,- talude mnimo necessrio estabilidade das bancadas,- bermas necessrias operao nos bancos, e- greides mximos exigidos pelos equipamentos de transporte.

As larguras das bermas normalmente so grandes em funo dos grandesequipamentos modernos utilizados para lavra cu aberto. A determinao da larguradas bermas depende de:

- tipo de equipamento utilizado,- nmero de frentes de trabalho simultneas,- raio de trabalho das escavadoras,- raio de giro dos caminhes,- espao para a furao programada (se necessrio furar simultaneamente),

-

espao para o material desmontado da bancada superior, e- altura do banco e talude geral da mina.

Projetada a lavra de flanco sero necessrios, antes se processe a lavra, osservios de desenvolvimento:

- desmatamento e decapeamento do material estril,- abertura de acessos e rampas,- execuo de valetas de proteo contra guas superficiais,- drenagem da gua subterrnea (bombas, furos de sonda, ditos, etc), e- construo de chutes e depsitos.


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A declividade dos acessos funo em grande parte do tipo de equipamento detransporte. As declividades mximas para os principais equipamentos de transporte so:

- Vages e linhas frreas: < 3%- Caminhes, veculos sobre esteiras/pneus: < 12%

-

Correias transportadoras: < 40%

2.4 - Minerao cu aberto X Minerao subterrnea

Os fatores de controle que determinam a escolha do mtodo de minerao entreoperao cu aberto ou mtodos subterrneos so o custo de minerao, recuperaode minrio e diluio.

- remoo de estril da coberturaOperao cu aberto => custo de minerao - remoo de estril dos taludes do pit

- custo de extrao de minrio

A razo entre os m3 de estril/ m3 de minrio o fator de controle no custocomparativo de minerao cu aberto x minerao subterrnea.

Exemplo: Custo minerao subterrnea: $ 2,00 / ton minrioCusto de minerao cu aberto: $ 0,30 / ton minrioCusto de remoo de estril: $ 0,35 / ton estril

k = $ 2,00 - $ 0,30 = 4,86 estril: 1 minrio (relao estril/minrio limite)$ 0,35

Apenas a parte do corpo de minrio onde a relao estril/minrio no exceder4,86:1 pode ser minerada por mtodos cu aberto. Esta a relao do limite final do

pit, o ltimo corte do topo para a base da face final do corte.

Os elementos-chave para fixar os limites finais do pit so:

- relao estril/minrio (geologia / economia)- ngulo final do talude do pit (mecnica de rochas)- teor de corte (beneficiamento)

A relao estril/minrio econmica a relao estril/minrio limite nos limitesfinais do pit.

O ngulo final de talude do pit o talude geral, a inclinao final desde a base daltima bancada at a interseo com a superfcie.

O teor de corte o teor limite entre o custo de minerao (excluindo o custo deremoo de estril), beneficiamento e comercializao, e o preo de venda do minriorecupervel.

A otimizao da interseo entre esses elementos o objetivo do projeto de umaminerao cu aberto.


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2.5 - Talude Final do Pit

Aps fixao da relao estril/minrio possvel, o talude final da cava pode serdeterminado. O ngulo de talude um fator crtico e de difcil determinao,

principalmente nos estgios iniciais do projeto da cava. Para minimizar a relao

estril/minrio geral, o talude deve ser o mais alto possvel e permanecer estvel.

Fatores chave:

- estruturas geolgicas (juntas, planos de cizalhamento, falhas, etc)- propriedades geomecnicas (resistncia da rocha, coeso, etc)

A estabilidade dos taludes dependem tambm do tempo de exposio e dapresena de gua. guas superficiais requerem drenagem ou canaletas de desvio. guassubterrneas requerem drenagem cujo mtodo tpico a execuo de galerias dedrenagem.

O talude das bancadas mais ngreme que o talude final do pit, como mostra afigura abaixo:

ngulo talude da bancadangulo talude do pit

Em muitas situaes a superfcie da cava intercepta os limites do pit com amesma relao estril/minrio para vrios graus de inclinao. Isso depende daconfigurao geomtrica do corpo mineral, distribuio de teores e altura da coberturaestril.

2.6 - Tipos de acesso em minerao cu aberto:

2.6.1 - Sistema zigue-zague ou serpentina

A estrada de acesso se desenvolve por vrios lances com declividade compatvelcom o tipo de transporte e largura que permita pelo menos 2 pistas de rolamento (8 a 10m). Os diversos lances so concordados por:

- curvas de grande raio- curvas de pequeno raio (perasreverses)- praas ou plataformas horizontais (manobra de veculos)- plataformas de reverso de marcha (trensevitar curvas de grande raio)


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2.6.2 - Sistema via helicoidal contnua

Apresenta lances planos e outros em declividade. S possvel em jazidas degrande extenso horizontal

2.6.3 - Sistema de plano inclinado cu aberto

Forte declividade e transporte por skips ou correia transportadora. H chutespara transferncia em todos ou alguns bancos (bancos sem chutes transportam para osbancos providos de chutes atravs de cadas de minrio). Pode ser aplicado em minas depequena rea superficial.

2.6.4 - Sistema de suspenso por cabos areos

De limitada utilizao (rochas ornamentais). Os cabos se estendem sobre a cava,de pequena rea, por um ou vrias torres especiais (guindastes Derrick), elevam

caambas com minrio (ou blocos) e transladam-nas para chutes no nvel superficial.

2.6.5 - Sistema do poo vertical

Executa-se 1 ou mais poos prximos cava; os bancos (ou alguns deles) ligam-se ao poo por travessas com chutes para carregar :skips no poo.

2.6.6 - Sistema do dito inferior

Um tnel executado no fundo da cava, se a topografia o permite, o minrio transportado nos vrios bancos e transferido para chutes do dito atravs de cadas deminrio subterrneas e de travessas, nos nveis de cada banco.

2.6.7 - Sistema do funil (glory hole)

A lavra se procede por sucessivos nveis na cava, sem bancos. O minriodesmontado escoado por aberturas afuniladas no fundo, atingindo chutes na basedessas aberturas, segue por travessas subterrneas e guinchado at a superfcie porskips atravs de plano inclinado ou poo vertical e descarregado em chutessuperficiais.

Observaes:1. Alguns desses sistemas no fornecem acesso s frentes de extrao para homens e

equipamentos. Esse ter de ser provido por vias transitveis, de mais fcil execuo,possibilitando rampas mais fortes, curvas de menor raio, pisos mais irregulares, etc.

2. Alm das vias iniciais para sada de minrio e acesso de homens e equipamentos,freqentemente deve-se prover um bota fora para estril do capeamento ouintercalado no corpo de minrio, com vias total ou parcialmente separadas.

Os sistemas de acesso dependem fundamentalmente de:

-

topografia local,- tipo e tamanho da jazida,


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- condies de capeamento,- extrao visada,- tipo e vulto dos equipamentos,- valor do material minerado,- disponibilidades financeiras, etc.

Figura 8 - Acesso por meio de rampas em bancadas mltiplas, por meio de rampasespirais em bancadas mltiplas.

3 - MTODOS DE DESCOBERTURA

Objetivo: remover o material de capeamento do corpo de minrio ao menor custopossvel e dentro do prazo previsto.

Fatores importantes na seleo do mtodo de descobertura:

- Tamanho do corpo de minrio, distribuio de teores, forma do jazimento.

-

Natureza da cobertura a ser removida (rocha dura, estratificada, frivel, terra, areia,argila, etc).

- Caractersticas e influncia das estruturas geolgicas (fraturas, falhas, presena degua, zonas tensionadas, etc).

- Alterao da cobertura pelas condies climticas e inoperncia dos equipamentosem estaes desfavorveis.

- Durao da operao e taxas de produo.- Operao contnua ou intermitente.- Capacidade e distncia de transporte at rea de disposio dos rejeitos.- Utilizao futura do equipamento de descobertura. O mesmo ser utilizado para

minerar o minrio tambm ou s realizar a descobertura?


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3.1 - Tipos de Equipamentos Disponveis

3.1.1 - Escavadoras

Shovel:

- alta produo,- ciclo de operao rgido,- movimenta qualquer tipo de material,- necessita de equipamento auxiliar para disposio de rejeito,- mobilidade limitada.

Dragline:

- pode operar em condies menos rgidas que a shovel,- tem 75 a 80% da eficincia de uma shovel do mesmo tamanho devido a

impreciso de seus movimentos,- pode ou no ter equipamento auxiliar para deposio de rejeitos,- normalmente utilizadas para movimentao de materiais mais moles e

inconsolidado. Unidade maiores podem trabalhar com rocha fragmentada.

Scrappers:

- excelente mobilidade,- limitados a movimentar material mole e finamente fragmentado,- requer equipamento auxiliar (pusher) para carregamento,- normalmente opera sem equipamento auxiliar para disposio de rejeito quando a

distncia menor que 2 km at o bota-fora.

BucketWhell Excavator:

- deve ser operado sob condies de engenharia extremamente rgidas,- alto custo de investimento inicial,- limitada a escavao de rochas moles e inconsolidadas,- capacidade de atingir altas taxas de produo, operando em ciclo contnuo,- necessita de sistemas auxiliares de deposio.

3.1.2 - TransporteBulldozer:

- trator de lmina frontal sobre esteiras,- limitado a um raio de operao pequeno de aproximadamente 200 m,- possui um grande torque e fora para arranque de rvores, razes e pequenos

mataces enterrados na superfcie.

Scrappers:

-

necessita de boas estradas para reduzir o custo de pneus,- so rpidos mas limitados a um raio de operao de aproximadamente 2 km.


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Trucks:

- caminho fora de estrada,- so unidades de transporte de baixo volume, mdia distncia e alto custo unitrio,- necessita de boas estradas para reduzir o custo de pneus,

-

pode negociar rampas ngremes,- limitado a um raio de operao de aproximadamente 6 km,- possuem grande mobilidade e flexibilidade,- pode movimentar material grado e blocos.

Trains:

- transporte ferrovirio,- so unidades de transporte de alto volume, longa distncia e baixo custo unitrio,- os trilhos necessitam cuidadosa obedincia s especificaes tcnicas,- alto custo de investimento inicial,

-

no podem negociar inclinaes adversas maiores que 3%,- pode movimentar material grado e blocos.

Correias transportadoras:

- so unidades de transporte de alto volume, longa distncia e baixo custo unitrio,- so difceis e caras para movimentao,- alto custo de investimento inicial,- podem negociar inclinaes adversas de at 40%, dependendo do ngulo de repouso

do material a ser transportado,- necessita de material britado para melhorar a vida da cinta,-

alto custo de manuteno.

Devido ao aumento da produtividade dos equipamentos o custo da descoberturana minerao de open pits tende a permanecer constante. Em contraste o custo deminerao subterrnea tem subido constantemente.

Os principais fatores que afetam o custo de minerao cu aberto so:

- tipo de material minerado,- tamanho da operao,

-

distncia a ser transportado o material.Como uma regra geral, o custo/ton tende a diminuir com o aumento na

produo, aumento do tamanho das mquinas, decrscimo na distncia de transporte efacilidade de manusear o material.

A variao no custo de perfurao, detonao e carregamento geralmente somuito menores que as variaes no custo de transporte que, alm de ser um itemsubstancial no custo direto de minerao, tambm um dos mais variveis itens decusto.

Os principais sistemas de transporte so trens, caminhes, correias escrappers. Skips e pipelines so mtodos adicionais mas limitados. Os custos


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variam com a distncia mas no em proporo direta. Em geral, trens so melhores paradistncias muito longas, correias transportadoras para distncias longas, caminhes paradistncias pequenas e scrappers para distncias muito pequenas.

3.2 - Sistemas de Descobertura

3.2.1 - Sistema Truck shovel

um sistema normalmente selecionado por uma das seguintes razes:1. A cobertura rocha que quebra em pedaos angulares e largos.2. Existe um acesso limitado frente de operao.3. As estradas existentes so pequenas e com inclinaes ngremes.4. necessria extrema mobilidade e flexibilidade nas operaes.5. O transporte de mdia distncia.

Exemplo:

1. Phelps Dodge Corp, Tyrone, USA

Material: quartzo monzonito e monzonito prfiro, granito e aluvio. Todos necessitamde fragmentao com explosivo antes da remoo.

Objetivo: remoo de 95.000.000 ton de estril.

Produo: 29.000 ton/dia de minrio e 120 a 130.000 ton/dia de estril.

Distncias: estril at silos (2 km), minrio at planta de concentrao (3 km), minrioat planta de lixiviao (6 km)

Mtodo de descobertura: buldozer para retirada da terra vegetal e limpeza dasuperfcie. Perfuratrizes eltricas 12. Shovels (6 unidades de 10 jd3) e 32caminhes de 85 ton.

2. American Smelting & Refining Co, Mission Mine, Tucson, USA

Material: aluvio com 70 m de espessura, escavado sem detonao, conglomerado

cimentado com 7 m de espessura, diretamente acima da mineralizao de calcrio,removido aps detonao.

Objetivo: descobertura de pr-produo de 33.000.000 ton mais desenvolvimentoparalelo minerao (produo).

Produo: 22.500 ton/dia de minrio, 100.000 ton/dia de estril.

Distncias: aluvio de 2 a 3,5 km, grade + 7%; conglomerado 2,5 a 4 km, grade + 7%;minrio 2,5 km, grade + 7%; estril 4 a 5 km, grade + 7%.

Mtodo de descobertura: scrappers utilizados para descobertura do aluvio eformao das bancadas. Shovel de 9 jd3carregando caminhes de 85 ton.


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3. Southern Peru Cooper Corporation, Toquepala, Peru

Material: rochas vulcnicas com intruses diorticas, todas necessitando detonao.Objetivo: remoo de 125.000.000 ton de estril antes do incio da produo do minrio,mais desenvolvimento paralelo minerao (produo).

Produo: 30.000 ton/dia de minrio, 130 a 140.000 ton/dia de estril.

Distncias: estril para silos por meio de caminhes 2 km, minrio para planta deconcentrao por meio de trens 7 km.

Mtodo de descobertura: Shovels (8 e 9 jd3) carregando para caminhes de 100 ton.

4. Palabora Mining Co, Phalaborwa Transvall, frica do Sul

Material: pipe intrusivo cortando dolomita e carbonatos, fosforita e piroxnitos.

Objetivo: 9.000.000 ton de descobertura em 18 meses mais o desenvolvimento paralelo minerao (produo).

Produo: 38.500 ton/dia de minrio; 41.600 ton/dia de descarga (inclui minrio debaixo teor).

Distncias: minrio 1,5 km; estril 3 km; grade + 8%.

Mtodo de descobertura: Shovels (2 de 4 jd3; 6 de 6 jd3e 1 de 12 jd3) carregando26 caminhes de 65 ton.

3.2.2 - Sistema Shovel-Train Stripping

O uso de trem como unidade de transporte para essa operao de descobertura deve serconsiderado quando uma das seguintes condies existe:

1. A operao longa o suficiente para amortizar o alto investimento inicial.2. A distncia longa (maior que 7 km)3. As inclinaes devem ser mantidas num mnimo, menores que 4% a favor e 3%

contra.4.

O rgido sistema de transporte no prejudica o progresso da descobertura.5. O material a ser transportado grande, duro e na forma de blocos.

O transporte por trens particularmente adequado para operaes de longo prazo e altastonelagens de material.

Exemplos:

1. Phelps Dodge Corporation, Morenci Mine, Morenci, USA

Material: granito prfiro e quartzo monzonito com necessidade de detonao.


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Objetivo: descobertura de 37.000.000 ton de estril.

Produo: 60.000 ton/dia de minrio, 156.000 ton/dia de material (minrio + estril).

Distncias: varivel de 2 a 18 km, mdia: 8 km.

Mtodo de descobertura: Shovels (6, 7 e 9 jd3) carregando trens com 11 vages de 80ton. Trens carregam tanto minrio como estril.

3.2.3 - Sistema de Rippers e Scrappers

O desenvolvimento de tratores e scrappers maiores e mais potentes bem comode aos especiais para os pontos de ripagem, tem feito da ripagem (escarificao) e ouso de scrappers um mtodo competitivo de descobertura em condies favorveis dematerial a ser removido. Materiais que no podem ser escarificados in situ podem ser

removidos economicamente pela combinao de detonao com escarificao.

A vantagem de aplicar-se o mtodo ripper-scrapper sua versatilidade.Scrappers podem movimentar-se para uma rea rapidamente, construir suas prpriasestradas ou rampas, e tem sua prpria fonte de energia. uma combinao

particularmente efetiva quando o trabalho pequeno, onde o acesso limitado e onde asfontes de energia so escassas.

Indicado para materiais moles e inconsistentes ou para pequenas detonaes paraafrouxar o material, tipo arenitos, calcrios, ardsia, etc. No possvel operar comfragmentos grandes de rocha.

Exemplos:

1. The Anaconda Company, Twin Buttes Mine, Tucson, USA

Material: aluvio com aproximadamente 120 m de espessura.

Objetivo: remoo de 200.000.000 de toneladas em 4 anos de operao.

Produo: 240.000 ton/dia de estril.

Distncia: 7 km

Mtodo de descobertura: scrappers de 80 ton auxiliados por tratores comrippers no pit, carregando para correias transportadoras de 60e comprimento de 300m que carregam caminhes para depsito em silos.

3.2.4 - Sistema Bucket Whell Excavator BWE

Grandes BWE tem sido construdas numa tentativa de obter-se baixos custos

pela aplicao dos princpios da minerao contnua na remoo de cobertura estril.


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Uma considerao cuidadosa dos sistemas auxiliares de disposio de estril imperativo de modo que as altas taxas de produo das caambas possam serefetivamente utilizadas.

Minerador contnuo de alta produo e baixo custo unitrio. Hoje so produzidas

pequenas unidades para produes menores. Material mole e inconsolidado.

Exemplos:

1. Nchanga Consolidated Cooper Mines, Zambia

Material: aluvio.

Produo: 500.000 jd3/ms.

Distncia: 500 m.

Mtodo de descobertura: BWE carregando sistema de correias transportadorasde 48 at silos, auxiliado por uma correia mvel.

3.2.5 - Sistema Draglines

As draglines so usadas primariamente na remoo de coberturas onde avantagem pode ser sua profundidade de escavao e disposio em linha reta. Tambm

podem escavar coberturas submersas e so usadas em conjuno com outras unidadesde disposio onde necessrio manter o sistema de deposio de estril fora da rea detrabalho. difcil de carregar um alvo especfico com caminhes, trens e dumps. Elasso freqentemente usadas para lanar a cobertura diretamente para a rea de deposiode estril sem a necessidade de equipamento de transporte auxiliar.

Com o advento das grandes draglines (acima de 200 jd3), aumentou a suacapacidade para manusear rocha alterada e possibilitaram tambm sua utilizao emrocha fragmentada. O grande investimento para aquisio dessas mquinas exige seuuso contnuo para manter os custos unitrios baixos.

Exemplos:

1.

Reynolds Metals Mining Corp., Bauxite, USAMaterial: sedimentos de areia, argila, grauvacas e bandas linhticas (carvo).

Objetivo: seleo do mtodo de descobertura de corpos de bauxita com 35 a 70 m dealtura.

Produo: no avalivel.

Distncia: disposio lateral escavao.

Mtodo de descobertura: dragline de 25 jd3

com lana de 85,5 m.


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3.2.6 - Outros sistemas de descobertura

Ps carregadeiras (front-end bucket loaders) que apresentam caambas comcapacidade de at 20 jd3 podem ser competitivas com as shovel pequenas sob certascondies de trabalho. A sua mobilidade extrema comparada com a shovel um fator

que no deve ser desprezado.

O uso de dragas muito comum em lagos e terras inundadas onde a gua abundante. A draga de suco (hidrulica) a mais usada pois possui uma capacidademaior do que a draga de caamba e pode movimentar a cobertura para o lugar dedisposio via pipelines.

Quando certas condies de descobertura existem, a utilizao de mtodoshidrulicos (monitores) para remoo de cobertura tem sido extremamente exitosos.So mtodos interessantes se o terreno e a cobertura so favorveis, a gua abundantee a recuperao da rea minerada no necessria.

Equipamentos auxiliares: correias transportadoras, pipelines(transportehidrulico por tubulaes) e skips inclinados.

4 - MTODOS DE LAVRA CU ABERTO

A minerao cu aberto pode ser definida como uma escavao superficialpara remoo de minerais de interesse econmico. Pode ser empregada para aexplotao de minerais metlicos e no metlicos (industriais) em depsitos prximos superfcie, geralmente com profundidades menores que 150 m. O tamanho dosdepsitos podem variar de poucas toneladas (ouro) at 100 milhes de toneladas (ferro).

Os mtodos de lavra cu aberto podem ser classificados entre os 3 tiposbsicos descritos a seguir:

1. Minerao de plceres:- Mtodo de calhas e represas (panning and sluicing)- Mtodo de desmonte hidrulico (hidraulicking)- Mtodos de dragagem (dredging)

2.

Minerao de open pits:- Mtodo de bancada simples- Mtodo de bancadas mltiplas- Mtodo de corte e aterro (stripping)- Mtodo de pedreiras (quarry mining)

3. Minerao combinada- Mtodo do funil (glory hole)

Vantagens da minerao cu aberto:

- grande flexibilidade na produo


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- possibilidade de se minerar seletivamente- possibilidade de extrao de 100% do material dentro dos limites do pit- pouca necessidade de mo-de-obra- possibilidade de mecanizao permite alta produo unitria e maior segurana

Problemas da minerao cu aberto:

- ocorrncia de estaes climticas desfavorveis em alguns locais- problemas ambientais - escarificao da superfcie (buracos, encostas)

- poeira- vibraes e barulho das exploses- disposio de rejeito da lavra

Seleo do mtodo de minerao:

Fatores que afetam diretamente a seleo do mtodo de lavra:

- espessura da cobertura e propriedades fsicas da rocha estril- espessura, forma, configurao e estrutura do depsito mineral- modo de ocorrncia (posio com respeito superfcie, ngulo de mergulho)- condies hidrogeolgicas na minerao- instalaes tcnicas viveis para realizar trabalhos em superfcie (energia,

equipamentos, perfurao principal, equipamentos de carregamento e transporte)- condies climticas da rea de minerao- fatores econmicos (teor de minrio, custos comparativos de minerao,

capacidades de produo requeridas)- fatores ambientais: - preservao da superfcie (recomposio topogrfica)

- preveno da poluio do ar e da gua

4.1 - Minerao de Plceres

A minerao de plceres afetada pela concentrao de minerais de detritosmateriais originados da sedimentao seletiva em gua corrente. Um primeiro requisito que o material esteja prximo ou dentro da gua e sobre ou prximo terrasuperficial.

4.2 - Mtodo de Calhas e Represas (Panning and Sluicing)O sistema de calhas utilizado onde a gua abundante e apenas quando o

minrio ou mineral valioso mais pesado que os minerais de ganga (estril) e tambmpara produes muito limitadas. O sistema de calhas mais til como mtodo deprospeco/explorao a procura da fonte de minrios (rocha me) em depsitos deplceres.

O sistema de represas (sluicing) usado no incio da produo de ouro tem sidosubstitudo por mtodos de produo mais eficientes.


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A gua e um canal de passagem (sluice box) so usados para separar o minrio doestril. necessrio um terreno inclinado para a gua carrear o material atravs doscanais de passagem para que haja sua concentrao gravimtrica.

4.3 - Mtodo de Desmonte Hidrulico (Hidraulicking)

um mtodo utilizado em grandes depsitos de plceres que normalmentecontm cascalho e mataces. Grandes quantidades de gua sob presso so dirigidosatravs de monitores (giants) para desintegrao do depsito. Esse sistema podeenvolver uma represa no terreno onde o material lavado atravs de um canal de

passagem (sluice box). Alternativamente a areia, cascalho e mineral valioso soelevados atravs de bombeamento para um sistema de calhas ou planta de separao(transporte hidrulico).

A altura das faces podem variar de 5 a 20 m podendo chegar a 50 m com a

utilizao de monitores com controle remoto. A inclinao do embasamento (bedrock) necessita ser maior que 2% e para material grosseiro maior que 5% para haver odeslizamento do mesmo sobre a superfcie at o sistema de recuperao do mineralvalioso. A produo limitada pela disponibilidade de gua sob presso adequada,espessura do depsito, tamanho dos mataces e inclinao do embasamento.

Figura 9 - Mtodo de desmonte hidrulico (hidraulicking)

4.4 - Mtodos de Dragagem (Dredging)

A dragagem uma escavao abaixo da gua de um depsito de plceres de

detritos de material rochoso. Normalmente utilizado em depsitos de baixo teor emlargas reas superficiais e grande espessura. A dragagem pode ser utilizada em antigos


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leitos de rios e em cursos de rios ativos. Tambm pode ser realizada ao longo damargem de rios (off shore) sob condies apropriadas.

Quando o embasamento duro e reto, onde as perdas no fundo so mnimas ou ofundo pode ser dragado, ento as taxas de recuperao so muito altas.

As dragas utilizadas so de dois tipos bsicos:- draga de caambas em linha (bucket ladder dredges)- draga por corte e suco (suction cutter dredges)

Figura 10 - Mtodos de Dragagem (Dredging)

4.4.1 - Dragas Tipo Caambas em Linha (bucket ladder dredges)

Consiste de um brao onde est colocada uma corrente de caambas sem fim.Basicamente uma mquina de dragagem contnua de alto volume, normalmente cominstalaes de concentrao gravimtrica (jigs). Uma correia transportadora(stacker) proporciona a descarga de rejeito.

Figura 11 - Dragas tipo caambas em linha (bucket ladder dredges):

A draga basicamente uma planta flutuante montada sobre uma grande barca.


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4.4.2 - Draga por Corte e Suco (suction cutter dredge)

Esse tipo de draga basicamente uma barca flutuante com uma bomba montadaa bordo que escava o material por suco e transporte ele para uma planta deconcentrao em terra ou flutuante. A tubulao de suco pode ser equipada com uma

cabea cortante para aumentar a escavao do material. Depsitos martimos de areiacomo rutilo, ilmenita e zirco so freqentemente escavados por esse mtodo.

A draga de suco pode ser usada em lminas de gua com 4 a 30 m deprofundidade e tem sido usada para depsitos de estanho em profundidades de at 48 m.

Figura 12 - Draga por corte e suco (suction cutter dredge)

Dragas de suco operam em lagoas com profundidades at 9 m; com grandesprofundidades a bomba de suco deve ser auxiliada pela injeo de ar.

Problemas associados com dragagem esto relacionados com gua suficiente na

lagoa para que a draga flutue e suficiente gua limpa para beneficiar o materialescavado. Como a dragagem normalmente feita em larga escala, a deposio derejeitos e recuperao das reas escavadas e da gua so os maiores problemas.

4.5 - Open Pit Mining

Esse tipo de minerao cu aberto utilizado para minerar depsitos mineraisem qualquer tipo de rocha aflorante ou prximo superfcie. So os mtodos maisindicados para minerar corpos de minrio de dimenses horizontais que permitam altastaxas de produo e assim baixos custos unitrios de produo.

As variaes mais importantes dentre os mtodos tipo open pit so:

- stripping mining minerao de carvo e camadas horizontais delgadas.- quarry mining minerao de rochas ornamentais e agregados (no metlicos)

Fatores que determinam o lay out da cava:- orientao do depsito- razo de descobertura- taxa de produo requerida- equipamento disponvel


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A escolha entre minerao cu aberto e minerao subterrnea a razo dedescobertura limite, calculada atravs da razo entre o volume de cobertura a serremovido e a tonelagem de mineral til descoberto.

Fatores de controle em minerao por open pit:

-

custos de minerao (descobertura, cu aberto x subterrnea, beneficiamento)- recuperao de minrio- diluio (distribuio de teores)

Tipos de metodologia de trabalho em open pits:- lavra atravs de bancadas simples- lavra atravs de bancadas mltiplas- lavra atravs de stripping mining- lavra atravs de quarry mining

4.5.1 - Bancadas Simples

Na minerao cu aberto uma bancada um nvel de operao dentro do qualos materiais (mineral e estril) so escavados da face da bancada.

A minerao tipo open pit em bancada simples pode ser empregada paraminerar qualquer tipo de depsito mineral superficial em qualquer tipo de rocha. Assim,quarry mining e strip mining podem ser operaes em bancada simples.

A altura mxima da bancada e inclinao do talude dependem do tipo de rochaque forma a bancada. As alturas so especificadas pelas regulamentaes mineirasespecficas de cada pas e no deve exceder 20 m. Para minas de areia as altura mxima a altura vertical da escavadeira na face de trabalho ou 10 m, o que for menor. Emalguns casos j foram usadas alturas de bancada de at 60 m (excepcional). Nessescasos obviamente a estabilidade da face crtica colocando em perigo o pessoal e oequipamento.

Operaes tpicas:

- depsitos de areia e cascalho- camadas de carvo com cobertura limitada- exposies superficiais de rochas ornamentais

-

depsitos de agregados para construo civil

Figura 11 - Bancadas simples


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A produo limitada apenas pela capacidade do equipamento que pode serempregado na cava e pelo nmero de frentes de arranque ao longo da face de trabalhoque podem ser escavadas simultaneamente.

4.5.2 - Bancadas Mltiplas

A minerao atravs de bancadas mltiplas indicada para:

- depsitos massivos de grande espessura,- depsitos filonares de grande largura lateral, e- depsitos tabulares espessos com profundidade superior ao possvel com utilizao

de bancadas simples.

Pode ser empregada para lavrar material rochoso de qualquer tiposuficientemente resistente para permitir o desenvolvimento de bancadas de alturaeconmica em material inconsolidado at rocha dura.

Quando a profundidade da cava superior a 8 a 15 m, mais de uma bancadanormalmente necessria.

A largura da bancada varia em funo do tamanho da escavao (carregamento),equipamento de transporte e tipo de rocha na face da bancada. Normalmente varia de 6at 20 m e so projetadas para proporcionar proteo contra pequenos deslizes.

As bancadas so utilizadas como vias de transporte formando ou uma espiral ato fundo da cava ou com rampas entre bancadas horizontais em diferentes nveis.

Figura 12 - Bancadas mltiplas:

A inclinao das bancadas mais ngreme que a inclinao final da cava a rochapode manter taludes de faces verticais por curtos perodos de tempo. A inclinao da


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cava varia entre 20 e 70o da horizontal. Na fase final da minerao, antes de seuabandono, a inclinao das bancadas deve se tornar o mais ngreme possvel paraaumentar a recuperao de mineral.

Aspectos ambientais:

- disposio de rejeitos- gerao de poeira e rudos- vibrao oriunda das detonaes- recuperao topogrfica da superfcie minerada.

4.5.6 - Strip Mining

Esse forma de minerao do tipo open pit tem sua principal aplicao em:

- minerao de camadas de carvo prximas superfcie,

-

minerao de outros depsitos minerais que possuem baixa coeso, e- minerao de formaes sedimentares.

A fragmentao da rocha pode ou no ser utilizada dependendo do tipo decobertura.

A potncia das camadas de carvo varia entre 1 e 10 m ou mais. Camadas finas ecamadas mltiplas normalmente so mineradas por bancadas mltiplas.

Com o equipamento atual razes de descobertura de at 30 : 1, emprofundidades de at 50 m com cobertura favorvel (inconsolidada). As razes limitevariam com o tempo em funo dos custos de minerao e eficincia dos equipamentos.

Metodologia de escavao:

A remoo da cobertura e do carvo feita atravs da execuo de um corte aolongo de uma das dimenses do depsito. Um outro corte paralelo ao primeiro apsescavado na direo oposta ao primeiro e a cobertura de rocha estril depositadadentro do corte previamente minerado. Esse ciclo repetido at chegar-se aos limites darea de extrao.

O equipamento normalmente de grandes dimenses e descarga o material derejeito diretamente no corte previamente minerado (dragline => casting).

Equipamentos utilizados em stripping mining:

- draglines com caambas entre 5 e 200 m3- bucket whell excavator- stripping shovels

A minerao de carvo normalmente utiliza o sistema de descobertura tipotruck shovel.


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A manuteno das paredes das faces no to crtica como nas operaes decavas com bancadas mltiplas. Entretanto, cavas com grande volume de estril podemapresentar problemas de estabilidade de taludes nos aterros de rejeito (rompimento).

Figura 13 - Strip mining

4.5.7 - Quarry Mining

Esse forma de minerao tem aplicao principalmente em:

- minerao de depsitos de rochas ornamentais- minerao de depsitos de rochas sedimentares (arenitos, calcrios), metamrficas

(mrmores, ardsias) e gneas (granitos, basaltos)

Existem dois tipos bsicos de pedreiras:- rocha ornamental (mrmores e granitos)- brita (calcrio e agregados para construo civil)

As pedreiras de rocha ornamental geralmente tem bancadas com faces verticais ea inclinao geral da cava bastante ngreme.

A rocha normalmente cortada atravs de perfurao e detonao controladas(pr spliting) ou por equipamentos de corte contnuo (fio diamantado, water jet,flame jet, cortadeiras de brao diamantada ou de correias). Isso feito de modo a

preservar as caractersticas de forma e resistncia dos blocos.

A altura das bancadas ascende a at 60 m quando os blocos cortados soretirados da frente de extrao para emparelhamento em outro local (cancha deemparelhamento). A produo bastante seletiva e em quantidades limitadas.


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Pedreiras de agregados ou calcrio so operadas normalmente atravs dedetonao para fragmentao da rocha. O grau de fragmentao depende do tipo de

produto desejado. A produo menos seletiva e com taxas de produo bem maioresque as pedreiras de rocha ornamental. Normalmente necessitam de remoo dacobertura.

Figura 14 - Quarry mining

4.5.8 - Glory Hole Mining

A minerao na forma de funil (glory hole) implica numa escavao aberta nasuperfcie da qual o minrio removido por gravidade atravs de passagens de minrioconectadas com um sistema de transporte subterrneo.

A operao clssica determina a escavao de minrio em volta das passagensde minrio e caimento dele por gravidade, resultando uma configurao de um funil.

Cavas modernas podem transportar minrio at passagens de minrio conectadas instalaes de carregamento por skips ao lado ou abaixo do nvel da cavasuperficial.

um mtodo que encontra aplicao em qualquer depsito cujo materialminerado no tenha tendncia de entupimento em pontos de descarga.

Figura 15 - Glory Hole mining


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5 - CICLO BSICO DE MINERAO

Os ciclos bsicos de minerao cu aberto e minerao subterrnea sopraticamente os mesmos e compem-se das seguintes operaes:

1.

Estabelecimento dos acessos (desenvolvimento),2. Extrao em um ciclo perfurao => detonao => carregamento,3. Transporte do material desmontado.

Esquematicamente esse ciclo pode ser descrito como:

ACESSO

PERFURAO

SERVIOS DETONAOAUXILIARES

CARREGAMENTO- fornecimento energia- bombeamento de gua- transporte de pessoal e materiais- manuteno- sistemas de controle (topografia, superviso, etc)

TRANSPORTE

PROCESSAMENTO

PILHA ESTOCAGEM

Fatores a considerar nos mtodos de minerao:

A seleo do mtodo de minerao determinada por 4 princpios bsicos:

1. segurana2. eficincia (mxima extrao)

3.

economia (mximo retorno, menor custo)4. praticabilidade

Fatores que afetam a configurao geomtrica do pit e a utilizao dosequipamentos em minerao cu aberto:

1. Caractersticas espaciais do corpo de minrio:

- tamanho- forma (espessura, extenso vertical, regularidade)- atitude (inclinao, mergulho)-

profundidade


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2. Propriedades fsicas, qumicas e mecnicas do minrio e encaixante:

- propriedades geomecnicas- planos de fraqueza (juntas, estratificao, falhas)- suscetibilidade degradao e oxidao

-

mineralogia

3. Condies hidrulicas e da gua superficial

4. Fatores econmicos

- teor do minrio, valor do mineral, distribuio de teores na jazida- custos de minerao e beneficiamento- taxas de produo desejadas- consideraes geogrficas (disponibilidade de mo-de-obra e

materiais, infra-estrutura)

5. Fatores ambientais

- consideraes geogrficas- preservao da natureza- preveno da poluio do ar e da gua- problemas de profundidade (presso e tenso na rocha)

A opo de seleo do mtodo de lavra normalmente est entre dois extremos:

- Alta produo / baixo teor / baixo custo / alta diluio / baixa eficincia

- Baixa produo / alto teor / alto custo / pequena diluio / alta eficincia (min.seletiva)

Na minerao cu aberto enfatiza-se em geral a economia de escala, quedepende da movimentao de grandes volumes de rocha a baixo custo unitrio comgrandes mquinas de minerao, ao invs da minerao seletiva. Consequentementeutilizam-se equipamentos de carregamento e transporte de grande capacidade. Antes deescavar o solo normalmente necessita-se da fragmentao do material atravs de

perfurao e detonao.

5.1 - Perfurao e Detonao

A perfurao feita normalmente no topo da bancada (underhand drilling).

A altura das bancadas varia normalmente entre 10 m (para cavas em areia eminerais industriais em geral) e 20 m (para cavas de minrios metlicos).

A perfurao uma parte muito importante na operao de um pit para ter-seuma fragmentao satisfatria do macio e tambm porque fornece informaes paracontrole da escavao.


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Os furos so perfurados com uma profundidade suficiente para evitar a formaode reps e para assegurar um piso de trabalho satisfatrio para a bancada inferior, que

pode afetar significativamente o carregamento de minrio. Para assegurar um bom piso adotada uma subfurao, na ordem de 10% da altura da bancada.

O tamanho e nmero de furos carregados, em relao ao afastamento eespaamento, depender da natureza do macio e escala da operao, dimetro doproduto desejado e equipamentos disponveis para posterior reduo do minrio.

Quando existem restries ambientais deve-se dar uma ateno especial detonao com relao ao rudo, sobrepresso, vibrao do terreno, arremesso defragmentos (flying rock) e gerao de poeira.

Deve-se expor um comprimento suficiente de face para garantir uma operaoeficiente dos equipamentos de escavao e carregamento. Isso deve ser equacionadocom o avano dirio de face planejado.

5.2 - Carregamento

O carregamento de material conduzido pelo equipamento de escavao. Paramaterial em blocos duros usualmente se usa a shovel eltrica para grandescapacidades de caamba, carregando grandes caminhes fora de estrada. Shovels de17,6 m3de caamba podem carregar caminhes de 200 ton em 4 ou 5 passadas (ciclos).

Outras escavadoras cclicos incluem shovels diesel, eltrica-diesel ehidrulicas. As shovel hidrulicas podem ser usadas como se fossem retro-escavadeiras. As ps carregadeiras oferecem muitas vantagens, especialmentemobilidade, e possuem aplicao para operaes de curto prazo onde as condies da

pilha de rocha fragmentada so favorveis. Escavadoras contnuas (BWE) temaplicao para materiais que no requerem fragmentao, especialmente para remoode coberturas moles.

boa prtica na mina assegurar, sempre que possvel, 2 ou mais bancadassimultneas para ter-se:

- reas alternativas para trabalho (estoques de minrio fragmentado)- flexibilidade no planejamento de controle de teor (blendagem)

5.3 - Transporte

Os caminhes fora de estrada oferecem maior grau de flexibilidade num sistemade transporte e so especialmente indicados quando esto disponveis vrios minrios efontes de minrio (frentes de arranque).

Um fator importante para a eficincia do pit a adequao do tamanho docaminho capacidade da escavadora e tambm o controle de despejo dos caminhes

para Ter-se o mnimo tempo de espera:

-

escavadora esperando caminho para carregar- fila de caminhes esperando a escavadora


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Outras formas de transporte no pit o uso de correias transportadoras etransporte ferrovirio.

Correias transportadoras tem aplicao especialmente se o material escavadotem tamanho apropriado para a cinta da correia transportadora. Isso freqentemente

obtido com o uso de britagem no pit (britadores mveis).

Tipos menos freqentes de transporte para partculas finas:

- transporte hidrulico (minerodutos)- bombeamento por pipelines

5.4 - Servios

Principais equipamentos de perfurao e carregamento so diesel, diesel-eltricos ou totalmente eltricos. Equipamentos de alta produo tendem a ser eltricos,

especialmente escavadoras.

A distribuio de energia no pit normalmente consiste no fornecimento deenergia em alta voltagem (33 kV) e reduo atravs de transformadores mveis (6,6 ou3,3 kV) para fornecimento s unidades vai cabos.

Outros servios incluem fornecimento de materiais de consumo, combustveis,explosivos e outros tens de estoque; transporte de pessoal; superviso nas frentes deextrao e funes de controle; suprimento de gua para controle de poeira nas

bancadas, estradas e pilhas de estocagem; drenagem da mina e bombeamento de guasde infiltrao e superficiais.

5.5 - Pilhas de estocagem

Existem 2 tipos bsicos de pilhas de estocagem em minerao cu aberto:

- pilhas de estocagem de mineral de baixo teor para futuro beneficiamento,- disposio de material estril nos bota-fora

As pilhas de minrio e material de baixo teor devem ser locadas prximo planta de beneficiamento para reduzir os custos de transporte no seu aproveitamento

posterior.Existe um ponto timo entre a configurao das estradas e a distncia econmica

de transporte dos equipamentos utilizados.

Quando necessita-se aterramento do pit no final das operaes mineiras, omaterial de estril deve estar disposto prximo a cava.

O ngulo de repouso das pilhas de estril e minrio devem ter uma inclinaoadequada para a sua estabilizao, especialmente os aterros para construo de acessos erampas.


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Mtodo de descobertura:- shovels

Cclicos: - draglines- scrapper- bucket whell excavator

Contnuos: - dragagem- desmonte hidrulico

Sistemas de perfurao: - percursiva- rotativa- rotopercursiva- especiais: jet piercing, water jet, flame jet

Mtodo de detonao: - plano de fogo- seleo do explosivo

Sistema de escavao e carregamento:- shovels

Cclicos: - draglines- scrapper- bucket whell excavator

Contnuos: - dragagem- desmonte hidrulico

Sistemas de transporte:Cclicos: - caminhes (convencional/fora de estrada)

- trens (vages)- correias transportadoras

Contnuos: - minerodutos- skips inclinados- cadas de minrio, tneis e poos

Servios auxiliares: - preventivaManuteno - preditiva

- corretivaBritagem primria da minrioComunicao

Drenagem das guas - superficiais (valas, canais, etc)- infiltrao (bombas, bacias, etc)

Geometria da cava:

A geometria final da cava determinada plos seguintes fatores:

- ngulo de talude operacional e final da cava;- berma das bancadas;- altura das bancadas;- estabilidade dos taludes operacionais e final;

-

projeto e execuo das vias de acesso (inclinaes; largura, ngulo de curvatura) =>funo do tipo de transporte e distncias;


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- altura final do pit => funo do ngulo de talude final, relao estril -minriolimite, distribuio de teores (disseminao), propriedades geomecnicas das rochas.

Figura 19 - Geometria da cava

7 - APLICAO DA MINERAO CU ABERTO

7.1 - Minerao de Carvo

Descobertura e extrao dos leitos de carvo: - shovel- dragline- bucket whell excavator- combinao shovel + BWE

Profundidade mdia da cobertura estril => sincronizada com capacidade das mquinasde descobertura.- Perfurao tipo Auger, normalmente vertical.- Coberturas pequenas (< 30 m): perfurao rotativa, furos horizontais- Coberturas altas (>50 m); perfurao vertical e utilizao de furos largos (15)

Detonao de minrio:Melhores resultados com utilizao de ANFO.Utilizao de draglines requer maior fragmentao => maior custo que shovel.

Carregamento de minrio:Melhores resultados so obtidos com utilizao de shovels.

Outros equipamentos utilizados: draglines, ps-carregadeiras sobre pneus; BWE,retroescavadeira e front-end-loaders. utiliza-se sempre que possvel a maior caamba disponvel e compatvel com a

produo diria e tipo de transporte utilizado.

Transporte:Caminhes fora de estrada (at 240 ton)Outros tipos de transporte convencional: correias transportadoras, trens.


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Figura 20 - BURTON COAL MINE, AUSTRALIA

Figura 21 - KALTIM PRIMA COAL MINE, INDONESIA

7.2 - Minerao de Minerais Industriais

Principais tipos de minerais industriais lavrados cu aberto: calcrio, dolomita,magnesita, granito, saibro, gabro, basalto, bauxita, feldspato, nefelina, rocha fosftica,

areia, slica, urnio, argilas, etc.Perfurao:Rochas no abrasivas => perfuratrizes rotativasRochas abrasivas => perfuratrizes percursivas pneumticas (pequenos)

=> carretas de perfurao (maiores)

Detonao:Preferncia por explosivos tipo ANFO.

Na existncia de problemas de infiltrao de gua nos furos => dinamitesNecessidade de boa fragmentao quando existe britagem posterior.

Carregamento:Utilizao intensiva de power shovels eltricas (maiores) ou diesel (menores)Ps carregadeiras sobre pneus.

Transporte:Transporte da cava at a planta de concentrao:

- ferrovirio (distncias longas)- caminhes fora de estrada (> 100 ton)- correias transportadoras, minerodutos (areia, caulim, fosfatos, cascalho)- outros tipos no convencionais (skips inclinados, cabos areos, scrappers)


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Exemplos:

Perfurao:- Percursiva DTH (down-to-hole): granito, basalto, feldspato, nefelina, magnesita,

dolomita, calcrio, etc

-

Rotativa: calcrio mole, fosfato, bauxita (tipo Auger).

Explosivos:- dinamites (semi-gelatina, amoniacal, gelatinas)- ANFO- lamas metlicas

Carregamento:- p carregadeira- shovel- dragline

Britagem primria:- britador de mandbulas- britador de impacto- britador giratrio

Transporte:- caminhes entre 2 e 35 tons (mdia: 15 a 30 ton)- minerodutos (fosfato), tubulao entre 14 e 20. Bombas de 175 a 800 hp com

vazo da ordem de 300 a 1500 ton/h de minrio.

Figura 22 - BENGURIR CHRIFIEN DES PHOSPHATES, MOROCCO

Figura 23 - CBG, GUINEA BAUXITE (ALUMINIUM ORE) MINING OPERATIONS, GUINEA


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7.3 - Minerao de Cobre

A minerao cu aberto de cobre normalmente realizada sobre corpos deminrio macio e disseminado com teores limite em torno de 0,2% de cobre utilizandomuitas vezes a tecnologia de lixiviao em pilha (cerca de 12% da produo total de

cobre nos EUA).

Perfurao:Perfuratrizes rotativas entre 6 e 12 (mdia: 9).Velocidade de penetrao entre 35 e 60 ft/h.

Detonao:Utilizao intensiva de ANFO e lamas (em alguns casos lamas metalizadas).Bancadas em geral com altura mdia entre 40 e 50 ft (30 e 79 ft) com sobrefurao.

Carregamento e transporte:

O menor custo encontrado com a utilizao do sistema truck-shovel.Na minerao seletiva normalmente utiliza-se ps carregadeiras e caminhes.Algumas minas utilizam transporte ferrovirio e combinao com caminhes.Tendncia atual de utilizao de grandes caminhes fora de estrada (> 100 ton) erealizao da descobertura atravs de scrappers.

Figura 24 - RADOMIRO TOMIC, CHILE

Figura 25 - ANTAMINA COPPER-ZINC MINE, PERU

7.4 - Minerao de Ferro

Perfurao:3 tipos principais de perfurao:

- rotativa (formaes brandasmagnetita e hematita)

-

percursiva tipo DTH com = 9 (minrio natural)- jet piercing (taconitos, alta dureza)


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Furos de grande dimetro e grande afastamento => reduo do nmero de perfuratrizesDimetros normais: 9 a 10, espaamentos acima de 24 ft.Altura das bancadas: 35 a 40 ft.

Explosivos:

Akrenite (NA + carvo), lamas metalizadas, ANFO metalizado.Prtica comum: carga de fundo com lamas at chegar ao nvel fretico, carga de colunacom ANFO.Concentrao de explosivo: - 0,6 a 0,8 lb/ton para taconitos

- 0,3 a 0,6 lb/ton para minrios naturais

Carregamento:Unidade padro de carregamento: shovel (capacidades de 12 jd3taconito; 5 a 8 jd3 minas de mdio porte; 2 jd3pequenas minas de minrio natural)Caambas tipo extra heavy duty em funo da alta abrasividade do minrio.P carregadeira utilizada como equipamento auxiliar para limpeza das frentes,

carregamento nas pilhas de minrio e construo de estradas. Algumas unidades de 15 a20 jd3 esto sendo experimentadas para substituir as shovel em funo de sua maiorflexibilidade e mobilidade.

Transporte:Dentro do pit => caminhes fora de estrada at o britador primrio.Britador at planta de beneficiamento => transporte ferrovirio (grandes distncias) ecorreias transportadoras com cinta entre 36 e 60.Caminhes de 20 a 40 ton em minas pequenas de minrio natural.Caminhes de 85 a 100 ton em minas maiores.

7.5 - Minerao de Plceres

Tipos de minerais extrados em plceres: ouro, diamante, cassiterita (Sn), rutilo +ilmenita (Ti), platina, safira, rubi, columbita-tantalita, sheelita, monazita, mineraisradioativos, ferro, cromita.

Principais tipos de depsitos:- aluvies- areias de praias e de deposio elica- saprlitos

Descobertura:Utilizao de dragas de caamba em linha at profundidade de 125 ft (minrio

vai para trommel e estril descartado) e de tratores de lmina frontal em depsitosmais estveis e superficiais.Mtodos de minerao:

1) Operaes em terra seca:

- garimpo manual (depsitos de alto teor) - open-cut;- galerias de encosta;

- scrapper automovveis ou rebocados;- tratores de lmina frontal (dozers);


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- combinao de dragline, shovel ou p carregadeira + correia transportadora oucaminhes at a planta de concentrao;- descobertura com BWE.

2) Operaes na margem de rios (ofshore):

- sistema de calhas com gua natural (pequenas minas);- monitores hidrulicos (gua sob presso para desmonte).

3) Operaes com planta de concentrao flutuante:

- draglines e planta de lavagem flutuante;- dragas de caamba em linha;- dragas hidrulicas de suco.

7.6 - Minerao de Turfa e Linhito

(Alemanha e Europa)Escavao (descobertura):Sistema overburden spreader: utilizao de equipamentos tipo stacker reclaimerDraglines, shovels, BWE e mineradores contnuos de superfcie (Wirtgen).

Transporte:Ferrovirio e correias transportadoras

(Brasil, frica)Descobertura:Dragline e shovel de grande capacidade

Extrao da camada de minrio:Perfuratrizes rotativas com explosivos lentos (ANFO e plvora negra) => s/gua

Carregamento:Utilizao de shovel de pequena capacidade e p carregadeira.

Transporte:Caminhes fora de estrada de 20 a 40 ton de capacidade.

7.7 - Minerao de Rochas Ornamentais (granito e mrmore ornamental)

Mtodos de lavra:

- bancadas altas;- bancadas baixas;- desmonte em massa.

Tecnologias de lavra:

-

cclicas: - perfurao e desmonte (explosivos e agentes expansivos)- corte contnuo (slot drill)


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- cortadeira de brao (corrente e diamantado)- contnuas: - fio diamantado e fio helicoidal (obsoleto)

- jet flame- water jet

Tipo de lavra:

- mataces superficiais- macios - cu aberto

- subterrnea (mrmore)

Descobertura:

Retirada da terra vegetal com retroescavadeira, p carregadeira ou trator de lmina.

Perfurao:

- martelete manual;- quarry bar;- slot drill (perfurao contnua) extrator de blocos (Trapizomba).

Corte contnuo:

- slot drill;- extrator de blocos;- fio diamantado;- fio helicoidal (mrmore);-

cortadeira de brao (corrente de metal duro, cinta diamantada);- flame Jet;- water Jet.

Explosivos:

- plvora negra ou caseira (execuo de furos raiados);- dinamite (cordel detonanteNP 5 E NP 10, petecas (pr splitting).

Carregamento:

-

pau de carga (guincho);- guincho horizontal;- trator de lmina frontal;- p carregadeira com uso de correntes;- guindaste Derrick.

Transporte:

- interno: frentes => ptio de emparelhamento: trator de lmina, p carregadeira,caminho fora de estrada.

-

externo: pedreira => consumidor : carretas (blocos at 25 ton) ou carretas trucadas(blocos acima de 25 ton).


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- Exportao: intercontinental => navios: carga geral ou container

8 - PLANEJAMENTO E DIMENSIONAMENTO DE OPERAES EM OPENPIT E QUARRY MINE

Os tens que mais influenciam a eficincia das operaes de um pit so:

1. Elemento humano capacidade de reteno de pessoal capacitado (superviso eoperacional);

2. Localizao da mina e topografia;3. Condies climticas;4. Caractersticas materiais do corpo de minrio;5. Seleo do equipamento e uso;6. Prticas mineiras adotadas.

8.1 - Caractersticas do Material

O primeiro passo a determinao da tonelagem e caractersticas do material aser minerado. Isso envolve testes para determinao da densidade (aparente e in situ)do material e do estril. Entre os fatores mais importantes para seleo do equipamentoesto a dureza do estril e minrio, densidade aparente e in situ. Outros fatores soresistncia e umidade. Com esses dados os ngulos de talude do pit, final e detrabalho, podem ser determinados. Taludes projetados de forma apropriada reduzem arelao estril/minrio e aumentam a quantidade de minrio que pode ser lavradaeconomicamente, aumentando as reservas de minrio e a vida de operao.

Uma vida de operao longa e altas tonelagens dirias permitiro o uso deequipamentos de minerao maiores e mais eficientes, diminuindo o custo unitrio portonelada de minrio.

O talude de trabalho, normalmente com ngulo menor que o ngulo de taludefinal do pit, deve ser mantido no mximo ngulo seguro para aumentar a eficincia dopit e baixar os custos operacionais.

8.2 - Prticas Operacionais e Seleo de Equipamentos

Um dos primeiros tens a considerar na seleo de equipamentos o volumetotal e o tipo de descobertura a ser removida. Se o volume suficientemente grande einconsolidado ou mole, sistemas tipo scraper correia transportadora ou ripagem

podem ser justificveis. Se o volume menor ou se a caracterstica do material necessitaperfurao e detonao, ento sistemas truck shovel ou ps carregadeiras so osmtodos mais econmicos. Para uma pequena descobertura, o equipamento pode ser

padronizado para manusear ambos: estril e minrio.

Principais fatores a serem considerados na seleo de equipamentos de minerao:

- vida da propriedade;

-

produo diria planejada;- razo de descobertura (relao estril/minrio);


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- capital disponvel;- distncia de transporte,- altura das bancadas;- rea de trabalho disponvel;- largura das estradas;

-

condies climticas

A seleo da shovel de maior tamanho possvel para uma operao temdiversas vantagens, principalmente:

- baixo custo operacional por ton de material escavado;- poucas shovel trabalhando por turno;- normalmente menor despesa de capital;- poucas frentes de trabalho, resultando em poucas estradas de transporte para

manuteno.

As principais desvantagens so:

- menor oportunidade para blendagem de minrio e controle do teor;- rochas grandes indo para o britador primrio.

Para a mxima eficincia truck shovel necessrio combinar a capacidadedos caminhes e das shovel e tambm com a distncia de transporte e inclinaes(greides) das estradas. Se for necessria shoveldar uma caamba parcialmente cheia

para encher o caminho, sua eficincia reduzida; se o caminho parte enchido abaixode sua capacidade de transporte, a produtividade do caminho ser afetada. O uso degrandes caambas nas shovel ou colocar bordas nos lados dos caminhes resulta emum aumento na eficincia de ambos os equipamentos.

Na seleo de perfuratrizes, os fatores mais importantes so a dureza do terreno,que determina o tipo de mtodo de perfurao e bit, e a tonelagem diria da mina, queafeta o tamanho e consumo de energia. A perfuratriz a diesel rapidamente movida,

possibilitando grande flexibilidade. As perfuratrizes eltricas tem baixo custo demanuteno mas necessitam de mo-de-obra extra para manusear o cabo de fora.

Os pneus constituem cerca de 19% do custo operacional total dos caminhes detransporte. A construo e manuteno de boas estradas aumentar a eficincia do pit

e diminuir o custo operacional. necessrio ter-se um bom lay-out de estradas,prestando ateno nas inclinaes e raio das curvas.

Existem sempre diferentes tamanhos e tipos de equipamentos e diferentesmtodos para fazer o mesmo trabalho. A escolha final deve ser baseada no equipamentoe mtodo que resultar, com segurana, na maior produo ao menor custo.

8.3 - Planejamento e Projeto do Pit

O planejamento de um pit est correlacionado com todas as fases de umaoperao mineira. Os fatores que devem ser considerados na confeco dos planos de

minerao so numerosos e refletem as caractersticas e condies ao redor de um corpode minrio particular.


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O passo inicial no projeto a confeco de um plano de minerao a longoprazo ou um projeto final de pit. Existem dois parmetros bsicos no projetar umplano de minerao a longo prazo: primeiro, as reservas de minrio da mina devem serdeterminadas e, segundo, a extenso do corpo de minrio e a geometria final do pit

podem ser definidas. Planos de longo prazo mudam freqentemente no tempo,

refletindo os efeitos de mudanas econmicas, aumento do conhecimento do corpo deminrio e na tecnologia de minerao.

Para alcanar os objetivos de um empreendimento mineiro de longo prazo, asseguintes condies devem ser satisfeitas:

1. As caractersticas do corpo de minrio tais como teor, estruturas geolgicas,formaes geolgicas, etc; devem ser retratadas em sees verticais e horizontais eum inventrio de mineralizao deve ser desenvolvido.

2. Os requerimentos bsicos do projeto do pit, tais como parmetros fsicos eeconmicos e restries legais, devem ser definidos.

3.

A tcnica de projeto do pit a ser usada deve ser determinada.

8.4 - Inventrio da Mineralizao

O primeiro passo para o desenvolvimento do projeto de um open pit aconstruo de um inventrio da mineralizao, baseado nos resultados de sondagens ede um programa de mapeamento de superfcie. Ele deve representar um modelocompleto da mineralizao do corpo de minrio, topografia e geologia. Os dados

bsicos de sondagem utilizados para desenvolver o inventrio da mineralizao incluemanlises qumicas e mineralgicas, formao geolgica e estruturas e tipo demineralizao. necessrio descontar valores das anlises realizadas sobre testemunhosde sondagem antes dessas serem utilizadas como base para planejamento da minerao.

Geralmente o desconto varia entre 5 a 10%. As anlises resultantes dassondagens so computadas em intervalos coincidentes com a altura das bancadas

planejadas para a futura mina. Os dados de sondagem so ento utilizados para compilarsees verticais e horizontais. As sees verticais so teis para a visualizao do corpode minrio e estimao do limite final do pit, enquanto que as sees horizontais sousadas para avaliar cada estimativa de minrio nas bancadas planejadas. Para facilitar aconfeco das sees horizontais normal dividir cada nvel em uma srie de blocos.

As caractersticas fsicas, tais como teor, tipo de rocha e caractersticasmetalrgicas, que so importantes para o planejamento da minerao, so assinaladaspara cada

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